DE1601243A1 - Waermeuebertrager - Google Patents

Description

Beschreibung ■ zum Patentgesuch

der Gebrüder Sulzer, Aktiengesellschaft, Winterthur /Schmelz

betreffend t
"U/ärmeüb ertrager"

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager aus einem Bündel quer angeströmter Rohre, die in mindestens· einer Rohrplatte gehalten sind.

Wärmeübertrager, deren das zu erwärmende Mittel führende. Rohre in mindestens einer 'Rohrplatte gehalten sind, sind bekannt. Werden diese Rohre von dsm sie umströmenden Wärmeträger im wesentlichen quer zu ihrer Längsrichtung angeströmt, so werden sie zu Schwingungen angeregt. Diese Schwingungen lassen sich dämpfen, wenn die Rohre in den Platten mit Spiel gelagert sind; die .Platten wirken dann als Dämpfungselemente, wobei ein Teil der Schwingungsenergie durch die bei der Relativbewegung

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zwischen den Rohren und den Platten entstehende Reibung vernichtet wird.

Besitzt das lUärmeträgermedium relativ hohe Temperaturen, so besteht in einer reduzierenden oder inerten Atmosphäre die Gefahr, daß sich die Rohre infolge des Fehlens einer Oxydschicht bei den auftretenden Schwingungen mit den Platten verschweissen und wieder losgerissen werden. Dies führt im Laufe der Zeit zu Erosionen, die schließlich ein Platzen der Rohre herbeiführen»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderte, relativ rasche Zerstörung der Rohre zu verhindern. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rohrplatte auf jedes Rohr eine Büchse aufgeschoben ist, die mit Hilfe einer keilartig wirkenden Hülse mit dem Rohr fest verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Rohrhalterung in der Platte sind die Rohre vor Erosionen weitgehend geschützt. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Rohrplatten etwas größer ausgebohrt werden können, so daß das Einfädeln der Rohre erleichtert wird, ohne daß die Halterung der Rohre zu locker würde. Zweckmäßigerweise wird die Uiandstärke der Büchse dabei dicker als diejenige der Hülse gewählt, da an der Büchse trotz günstiger Auswahl des Materials immer noch Erosionserscheinungen auftreten können.

Vorteilhafterweise kann die Büchse durch Auswahl ihres IKlaterials und/oder durch Behandiin ihrer äußeren Oberfläche derart ausgebildet werden, daß ihr Anhaften an der Platte bei hohen Temperaturen erschwert wird. Als lYlaterialien für die Büchse eignen sich daher hochlegierte, schlecht schweißbare Stähle, eisenarme oder eisenfreie Chrom-Nickel-Legierungen

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oder auch relativ duktile keramische materialien. Eine geeignete Oberflächenbehandlung der Büchse besteht beispielsweise im Alitieren. Lfm bei Wärmedehnungen ein Lösen der festen Verbindung zwischen Büchse und Rohr zu vermeiden, ist'es weiterhin vorteilhaft, für die Herstellung der Büchse ein material zu vertuenden, dessen Uiärmeausdehnungskoeffizient kleiner ist als derjenige des Rohrmaterials.

Die Fixierung der Büchse auf dam Rohr läßt sich erheblich vereinfachen, mann die einander gegenüberliegenden Flächen der Büchse und der Hülse konisch gegeneinander verlaufen, wobei die Hülse in ihrer Längsrichtung mindestens teilweise geschlitzt sein kann.

Weiterhin kann die montage der Büchse und dar Hülse erheblich erleichtert werden, wenn die Hülse durch Trennschnitte in ihrer Längsrichtung in mindestens zwei Teile geteilt ist.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Büchse gegenüber der Rohrplatte in Richtung ihrer Achse Spiel aufweist} durch diese Maßnahme können sich einzelne Rohrstränge, die unter Umständen ungleich erwärmt werden und daher unterschiedliche Wärmedehnungen besitzen, relativ zueinander verschieben. Ferner können die Büchse und die Hülse gegeneinander fixiert, z.B. versehweißt, werden. Darüber hinaus kann die Büchse an ihren Enden gegen ein Herausschiaben aus der Rohrplatte gesichert sein.

Bastehen die Büchse und/oder die Hülse aus einem schlecht schweißbaren Material, so daß ihre gegenseitige Fixierung sowie die Sicherung der Büchse gegen ein Herausschieben aus der Rohrplatte mit Hilfe von Schweißungen auf Schwierigkeiten

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stößt, so können die Büchse und die Hülse an ihrem einen Ende mit Lappen versehen werden, die vorteilhafteruieise zungenförmig ausgebildet sind. Die Fixierung und die Sicherung erfolgen dann durch einfaches Aufbiegen der Lappen. Die zungenf örtnige Ausbildung der Lappen besitzt darüber hinaus in fabrikatorischer Hinsicht beeondere Vorteile, da derartige Lappen sehr einfach auf einer Bohrmaschine durch Fräsen mittels eines Hohlbohrers hergestellt werden können. Weiterhin lassen sich diese Lappen relativ leicht aufbiegen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele. -

Fig. 1 zeigt in einem Schnitt I-I der Fig. 5 die erfindungsgemäße Halterung eines Rohres in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 gibt ein zweites Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellung mieder,

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Büchse und der Hülse des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2,

Fig. 4 stellt eine Büchse mit einem zungenartigen Lappen in einer Ansicht senkredht zu ihrer Längsachse dar und

Fig.5 eine Draufsicht auf Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A.

Die Rohre 1 des Wärmeübertragers sind in der Rohrplatte 2 gelagert und gehalten, wobei in Fig. 1, 2 und 5 jeweils nur die Durchtrittsstelle eines Rohres 1 durch die Platte 2 gezeigt ist.

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Zum Schütze gegen Anfressungen am Rohr T ist erfindungsgernaß auf diesem mittels einer Hülse 3 eine Büchse 4 festgekeilt. Die Hülse 3 ist innen durch eine zylindrische, dem Rohrdurchmesser etu/a angepaßte und außen durch eine leicht konische Fläche begrenzt, mährend die Büchse 4 innen leicht konisch,-außen dagegen zylindrisch ausgebildet und auf der dünneren . Seite mit einem Bund 5 versehen ist.

Um die Anordnung in radialer Richtung nachgiebiger zu gestalten, kann die Hülse 3 mit Schlitzen 12 versehen uierden (Fig.3)ο.Selbstverständlich können die Hülse 3 und die Buchse 4 statt durch Verkeilen auch anders miteinander verbunden, z.B. miteinander verschraurbt werden, u/as nicht besonders gezeigt ist. Die erfindungsgemäß notwendige Keiliuirkung tuird dabei wiederum durch eine konische Ausbildung von mindestens einer der beiden gegeneinander liegenden, die Gewinde tragenden Flächen der Bauelemente 4 und 5 erreicht. . _'-_■

Bei der Montage wird die Büchse 4 zunächst auf das Rohr aufgeschoben, ehe dieses in die Lochplatte 2 eingefädelt wird. Nachdem das Rohr 1 in der oder den Platten 2 in seine richtige Lage gebracht- worden ist, tuird die Büchse 4 in die Bohrung der Rohrplatte 2 geschoben und hierauf die Hülse: 3 eingeschlagen oder eingepreßt. Anschließend werden die Hülse 3 und die Büchse 4 durch eine Schu/eißung 6 miteinander verbunden und durdh zusätzlichen Auftrag von Schiueißmaterial 7 als Ganzes in der Lochplatte 2 gegen ein Herausschieben gesichert. UJie schon ermähnt, ist es zum Ausgleich unterschiedlicher Ulärmedehnungen an einzelnen Rohren zujeckmäßig, u/enn die Büchse 4 ein Axialspiel gegenüber der Platte 2 aufiueist._; Beidseitiges Spiel läßt sich z.B. dadurch erreichen, daß beim Einschlagen der Hülse "3 eine Beilage zwischen den Bund 5und die Lochplatte

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eingelegt wird, die nach der Fixierung der Büchse auf dem Rohr 1 wieder entfernt wird.

Läßt sich das 'Mate-rial der Büchse 4 und/oder der Hülse nicht gut schweißen, so ist es zweckmäßig, die Hülse 3 und die Büchse 4 mit Lappen 8 und 9 zu versehen, die die Schweißstellen 6 und 7 ersetzen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Lappen 8, 9 werden, wie in Fig. 2 gezeigt, radial ausgebogen, um so eine gegenseitige Fixierung der Hülse 3 mit der Büchse zu erreichen und diese beiden miteinander verbundenen Elemente gegen ein Herausschieben aus der Platte 2 zu sichern.

Fig. 4 zeigt, als Variante zu Fig. 3, daß die Lappen 8 bzw. 9 nicht unbedingt durch parallele Schnitte gebildet werden müssen, sondern durch Fräsung mittels eines Hohlbohrers zungenförmig hergestellt werden können. Dies hat den Vorteil, daß die Fabrikation auf billige Uieise mit Hilfe einer Bohrmaschine erfolgen kann und daß sich ein zungenförmiger Lappen leicht aufbiegen läßt.

Wie schon ausgeführt, ist bei der Auswahl der Materialien für die Büchse 4 darauf zu achten, daß ein Verschweißen mit dem Material der Lochplatte 2 möglichst erschwert wird» Neben hochlegierten, schlecht schweißbaren Stählen und eisenfreien oder eisenarmen Legierungen kommen daher für die Herstellung der Büchse 4 auch relativ duktile keramische Stoffe in Betracht. Die Verschweißung der Büchse 4 mit der Lochplatte 2 kann auch durch eine Oberflächenbehandlung verhindert werden, so läßt sich beispielsweise die Büchse alitieren, wodurch ihre äußere Oberfläche einen erhöhten Schutz gegen Erosionen erhält.

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Die Montage der Büchse 4. und der Hülse 3 tuird erheblich vereinfacht, uienn die Hülse 3 mehrteilig ausgebildet ist, u/ie dies in Fig. 5 gezeigt ist; denn in diesem Fall müssen die beiden Elemente 3 und 4 nicht vor dem Einfädeln des Rohres auf diesem aufgereiht werden,' sondern die Hülse 3 kann nach dem Einbringen des ganzen Rohrstranges in die Platte 2 auf das Rohr 1 aufgesetzt und in der geschilderten Weise in die Büchse 4" eingeschlagen oder eingepreßt werden.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Wärmeübertrager aus einem Bündel quer angeströmter Rohre, die in mindestens einer Rohrplatte gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Rohrplatte (2) auf jedes Rohr (1) eine Büchse (4) aufgeschoben ist, die mit Hilfe einer keilartig wirkenden Hülse (3) mit dem Rohr (1) fest verbunden ist.'

   2e Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da(3 die einander gegenüberliegenden Flächen der Büchse (4) und der Hülse (3) konisch gegeneinander verlaufen.

   3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) in ihrer Längsrichtung mindestens teilweise geschlitzt ist.

   4» Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- . net, daß die Hülse (3) durch Trennschnitte (10) in Längsrichtung in mindestens zu/ei Teile geteilt ist·

   5· Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (4) gegenüber der Rohrplatte (2) in Richtung ihrer Achse Spiel aufweist.

   6. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (4) aus einem Material besteht, luelches ihr Anhaften an der Rohrplatte, z.B. durch Verschweißen bei hohen Temperaturen, erschwert.

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   7. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der Büchse (4) behandelt, z<,B. alitiert, ist, um ein Anhaften der Büchse (4) an der Rohrplatte (2) bei hohen Temperaturen zu erschujeren,

   8. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) und die Büchse (4) gegeneinander fixiert, z.B. verschmeißt sind.

   9. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchsen (4) an ihren Enden gegen ein Herausschieben aus der Rohrplatte (2) gesichert ist.

   10. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (4) und die Hülse (3) an ihrem einen Ende mit Lappen (8, 9) versehen sind,

   11. Wärmeübertrager nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen (8, 9) zungenförmig ausgebildet sind.

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