DE1812560A1 - Tubular heat transmission system with - pressure tight housing - Google Patents

Tubular heat transmission system with - pressure tight housing

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DE1812560A1
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rings
pressed
heat exchanger
endless
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DE19681812560
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Bertram Dipl-Ing Juergen
Horst Stuermer
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Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
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L&C Steinmueller GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Tubular heat transmission system with pressure-tight housing Including movable and fixed pipe-base, especially single direction counter-flow or cross-counter flow heat transmitters, utilises a ring-groove between movable tube-base and housing in which several endless 'O-seals' are placed by screw or spring-pressure against the sealing-face. Several rings are placed inside 'O-seals' with their concave-faces connected to outlet-channels.

Description

"Wärmeübertrager mit beweglichen Rohrböden, insbesondere einflutige Geeenstrom- odser Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager" Die Erfindung bezieht sich auf Wärmeübertrager aus Rohren mit in einem druckdichten Gehäuse angeordneten beweglichen und festen Rohrböden, insbesondere einflutige Gegenstrom- oder Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager. Bei Wärmeübertragern aus Rohren in einem druckdichten Gehäuse treten erhehliche Wärmespannungen durch die Temperaturdifferenz zwischen den wärmeübertragenden Rohren und dem Gehäuse auf. Um diese Wärmespannungen zu vermeiden, müssen Gehause oder Rohre nachgiebig ausgeführt sein oder es muß mindestens einer der Rohrböden, in denen die wärmeübertragenden Rohre befestigt sind, gegenüber dem gehäuse beweglich sein. Bei zweiflutigen Wärmeiibertraeern kann man den beweglichen Rohrboden mit einer Umlenkkammer versehen, so daß keine Abdichtprobleme auftreten. Bei einflutigen Wärmeübertragern, die wegen der Gegenstrom- oder Kreuzstrom-Schaltung hcsonders vorteilhaft sind, muß der bewegliche Rohrhoden gegenüber bem Gehause abgedichtet sein, Eine Stopfbuchse ist aufwendig, nicht ganz zuverlässig und laßt sich während des Betriebes nicht kontrol-1 ie ren. "Heat exchangers with movable tube sheets, especially single-flow Geeenstrom- or cross countercurrent heat exchanger "The invention relates to Heat exchanger made of pipes with movable ones arranged in a pressure-tight housing and fixed tube sheets, in particular single-flow countercurrent or cross-countercurrent heat exchangers. In the case of heat exchangers made of pipes in a pressure-tight housing, considerable problems occur Thermal stresses due to the temperature difference between the heat-transferring pipes and the housing. In order to avoid these thermal stresses, the housing or Pipes are designed to be flexible or at least one of the pipe sheets in which the heat-transferring tubes are attached, movable relative to the housing be. In the case of double-flow heaters, the movable tube sheet can also be used provided a deflection chamber, so that no sealing problems occur. At single flow Heat exchangers that are special because of the counter-flow or cross-flow circuit are advantageous, the movable test tube must be sealed against the housing A stuffing box is expensive, not entirely reliable and can be used during do not control operation.

Aufgahe dr vorliegenden Erfindung ist es, Wärmeiibertrazer aus Rohren und mit beweglichen und festen Rohrböden in einem druckdlchten Gehäuse, insbesondere einflutige Cegenstrom- oder Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager zu schaffen, bei denen die beweglichen Rohrhöden eegeniiber den Gehause zuverlässig abgedichtet sind, die Dichtheit während des Betriebes kontrolliert werden kann und die Anpreßkraft der Dichtungen verändert werden kann.The object of the present invention is to produce heat tracers from pipes and with movable and fixed Tube sheets in a pressure-tight housing, in particular to create single-flow countercurrent or cross-countercurrent heat exchangers, in which the movable tube shelves are reliably sealed against the housing the tightness can be checked during operation and the contact pressure the seals can be changed.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß hei Wärmeübertragern mit beweglichen Rohrböden zwischen dem beweglichen Rohrboden und de Gehäuse ein Ringspalt vorhanden ist, in den zwei oder mehrere endlose Runddichtunge eingelegt sind und diese Runddichtungen durch Schrauben- und/oder Federkraft gegen die Dichtflächen gepreßt werden und zwischen den endlosen Runddichtunge ein oder mehrere Ringe eingelegt sind, deren Hohl- oder Zwischenräume mit nach außen führenden Kanälen verbunden sind. Die endlosen Runddichtungen werden aus einem elastischen, chemisch und thermisch beständigen Material hergestellt. Zwischen den Runddichtungen sind Ringe eingelegt mit Hohl- oder Zwischenräumen die mit kanälen verbunden sind, , die nach außen führen und eine Undichtheit erkennen lassen oder durch ein geeignetes Sperrmedium von höherem druck ein Austreten unerwünschter Medien sicher verhindern In weiter spezieller Ausführung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß auf die lzte in den Ringspalt eingelegte Runddichtung ein Ring eingesetzt wird, der bei geschlossenem Gehäuse durch eine schräge Bohrung im Deckelflansch, und zwar über mehrere mit Runddichtungen abgedichtete Bolzen eingestellt wird, die wiederum über Schraubenfedern und über vorn außen drehbare Schrauben angepreßt werden.To solve this problem it is proposed that he heat exchangers with movable tube sheets between the movable tube sheet and the housing Annular gap is present, in which two or more endless O-rings are inserted and these round seals by screw and / or spring force against the sealing surfaces are pressed and one or more rings are inserted between the endless O-rings are whose cavities or spaces are connected to channels leading to the outside are. The endless round seals are made of an elastic, chemical and thermal made of durable material. Rings are inserted between the round seals with cavities or spaces that are connected with channels that lead to the outside and reveal a leak or by using a suitable barrier medium of a higher level pressure to reliably prevent the leakage of undesired media Implementation of the invention is proposed that the last inserted into the annular gap O-ring a ring is used, which when the housing is closed by a Inclined hole in the cover flange, namely over several sealed with round seals Bolt is set, which in turn is via coil springs and rotatable via the front outside Screws are pressed.

Eine weitere spezielle Ausfahrung der Erfindunr sieht ebenfalls etnen Ring vor, der die Runddichtungen gleichiflßig zusammenpreßt. Dieser Ring wird aber durch mehrere keilförmig abgeschrägte, ebenfalls alt Runddichtungen abgedichtete Bolzen antepreßt, die durch senkrecht zur Gehäuselängsachse 1. Gehäuseflansch angeordnete Bohrungen geführt sind und durch Schrauben über Schraubenfedern angepreßt werden. Diese Ausführung gestattet eine Wasserdruckprobe des Gehäuses bei abgenommenem Deckel, In einer weiteren speziellen Austührune der Erfindung werden die Runddichtungen wiederum durch einen Ring gleichiäßig zusammengepreßt, der aber in die sem Fall über mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Schraubenfedern gegen den Deckel flansch abgestützt ist. Die Längsachsen dieser Schraubenfedern sind vorzugsweise zur Gehäuselängsachse parallel angeordnet. Bei dieser Konstruktion sind außer den zur Kontrolle notwendigen Kanälen zwischen den Runddichtungen keine weiteren ßohruneen oder Kanäle vorhanden, die abgedichtet werden müssen.Another special embodiment of the invention also provides Ring that presses the O-rings together evenly. But this ring will sealed by several wedge-shaped beveled, also old round seals Bolt is pressed against, which is arranged by perpendicular to the longitudinal axis of the housing 1st housing flange Bores are guided and are pressed by screws via coil springs. This version allows a water pressure test of the housing with the cover removed, In a further special embodiment of the invention, the round seals again evenly compressed by a ring, but in this case over several helical springs evenly distributed over the circumference against the cover flange is supported. The longitudinal axes of these coil springs are preferred arranged parallel to the longitudinal axis of the housing. In this construction are also the No further ßohruneen channels necessary for checking between the O-rings or ducts that need to be sealed.

Andererseits hat diese Konstruktion den Nachteil, daß die Anpreßkraft der Dichtungen nicht während des Betriebes, sondern nur durch Auswechseln der Schraubenfedern verändert werden kann.On the other hand, this construction has the disadvantage that the pressing force the seals not during operation, but only by replacing the coil springs can be changed.

Bei einer weiteren speziellen Ausführung der Erwindung werden die Runddichtungen nicht durch einen besonderen Ring, sondern nur durch einen am Deckelflansch angedrehten Vorsprung zusammengepreßt. Die Anpreßkraft der Runddichtungen wird in diesem Fall einzestellt, inden zwischen den Runddichtungen Ringe eingelegt sind, die durch mehrere ber den Umfang gleichmäßig verteilte keilförmig abgeschrägte Bolzen und ueber Schraubenfedern und Schrauben auseinander gepreßt werden. Die keilförmigen Bolzen haben eine Bohrung, die gleichzeitig; die Funktion der oben erwähnten nach außen führenden Kanäle übernimmt.In a further special embodiment of the winding, the Round seals not by a special ring, but only by one on the cover flange turned projection pressed together. The contact pressure of the O-rings is shown in in this case, in which rings are inserted between the O-rings, by means of several wedge-shaped bevelled bolts evenly distributed over the circumference and about coil springs and screws apart be pressed. The wedge-shaped bolts have a hole that simultaneously; the function of the above mentioned to the outside leading channels takes over.

Diese besonders einfache Konstruktion verzichtet auf einen zusätzlichen Ring und zusätzliche nach außen führende Bohrungen. Außerdem ist bei dieser Ausführung die Dichtung zwischen dem Deckel und dem Gehäuseflansch normalerweise nicht belastet.This particularly simple construction dispenses with an additional one Ring and additional holes leading to the outside. In addition, in this version the seal between the cover and the housing flange is normally not loaded.

In letzter spezieller Ausffihrung- der Erfindung werden die Runddichtungen ebenfalls durch einen am Deckel flansch angedrehten Vorsprung zusammengepreßt.In the last special embodiment of the invention, the round seals also compressed by a screwed on the cover flange projection.

Zwischen den Runddichtungen sind jeweils zwei flache Ringe vorhanden, die durch federnde Elemente auseinandergepreßt werden. Diese Ausführung läßt sich nicht während des Betriebes nachstellen, hat aber nach nach außen führende Kontrollkanäle.There are two flat rings between the round seals, which are pressed apart by resilient elements. This execution can do not readjust during operation, but has control channels leading to the outside.

Auch bei dieser Ausfiihrung ist die Dichtung zwischen dem Deckel und dem Gehäuseflansch normalerweise nicht belastet.In this version, too, the seal is between the cover and normally not loaded on the housing flange.

Bei allen hier beschriebenen Ausführungen der Erfindung ist es olöglich, den zur Anpressung der Runddichtungen vorhandenen Ring oder aber einen anderen Ring durch eine besondere Vorrichtung festzuhalten, so daß auch bei abgenommenem Deckel eine Wasserdruekprobe durchgeführt werden kann, Die Fieuren 1 bis 5 zeigen mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung: In Figur 1 ist Teil l der Flansch eines Gehäuses, das sich nach rechts in der Wandung 2 fortsetzt.In all of the embodiments of the invention described here, it is possible to the ring that is used to press the O-rings or another ring to be held by a special device, so that even with the cover removed a water pressure test can be carried out. Fieuren 1 to 5 show possible Embodiments of the invention: In Figure 1, part l is the flange of a housing, which continues to the right in the wall 2.

Teil 3 ist ein beweglicher Rohrboden, in dem zahlreiche Rohre eingeschweißt und/oder eingewalzt sind, von denen eines durch Teil 4 dargestellt wird. Teil 5 ist der Flansch eines Gehäusedeckels, der mittels der Dichtung 6 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet und huber nicht gezeigte Schraubenbolzen mit dem Gehäuseflansch l verbunden ist. Teil 7 ist eine endlose Runddichtung aus eleastischem Material, Teil 8 ein zwischen den beiden Runddichtungen 7 eingelegter Ring, der in Umfangrichtung mindestens eine Nut aufweist und mehrere iiber den Umfang verteilte Bohrungen. Teil 9 ist ein Kanal, der den Raum zwischen den Runddichtungen mit einem nicht naher gezeigten Außenanschluß verbindet.Part 3 is a movable tube sheet in which numerous tubes are welded and / or rolled in, one of which is represented by part 4. Part 5 is the flange of a housing cover, by means of the seal 6 sealed against the housing 1 and hub screw bolts, not shown, with the Housing flange l is connected. Part 7 is an endless round seal made of elastic Material, part 8 is a ring inserted between the two O-rings 7, the has at least one groove in the circumferential direction and several over the circumference Drilling. Part 9 is a channel that separates the space between the O-rings with a External connection not shown in detail connects.

Teil 10 ist ein Ring aus Metall oder einem anderen festen Material, -der einerseits die Runddichtungen 7 zusammenpreßt und andererseits über runde Bolzen ll, die mit Runddichtunen 12 abgedichtet sind und über Schraubenfedern P3 und Schrauben 14 angepreßt wird.Part 10 is a ring made of metal or some other solid material, -the one hand compresses the round seals 7 and on the other hand via round bolts ll, which are sealed with round seals 12 and via coil springs P3 and screws 14 is pressed.

Figur 2 zeigt mit denselben Bezeichnungen wie in Figur 1 eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall wird der Ring 15 durch keilförmig abgeschrägte Bolzen 16, die ebenfalls mit Runddichtungen 13 abgedichtet sind und über Schrauhenfedern 13 und Schrauben 14 angepreßt.FIG. 2 shows another with the same designations as in FIG possible embodiment of the invention. In this case, the ring 15 becomes wedge-shaped by beveled bolts 16, which are also sealed with round seals 13 and pressed by means of helical springs 13 and screws 14.

Figur 3 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung, bei der der Ring 17 iiber Schraubenfedern 18 gegen den Deckel flansch 5 abgestützt wird.Figure 3 shows another possible embodiment of the invention, in which the ring 17 is supported against the cover flange 5 via helical springs 18 will.

In Figur 4 werden die Runddichtungen 7 durch einen am Deckel flansch 5 angedrehten Vorsprung 19 zusammengepreßt. Weiterhin sind hier mindestens zwei konische Ringe 22 zwischen den Runddichtungen 7 vorhanden, die durch keilförmig abgeschrägte Bolzen 23 und über Schraubenfedern 24 und Schrauben 25 auseinandergedrückt werden.In Figure 4, the O-rings 7 by a flange on the cover 5 turned projection 19 pressed together. There are also at least two here conical rings 22 between the O-rings 7 present, which are wedge-shaped by beveled bolts 23 and pushed apart via coil springs 24 and screws 25 will.

In Figur 5 werden die Runddichtung 7 genauso wie in Figur 4 am Deckel flansch 5 angedrehten Vorsprune 19 zusammengepreßt. Gegenüber den in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Ausführungen sind hier zwischen den Runddichtungen 7 jeweils zwei flache Ringe 20 eingelegt, die durch federnde Elemente 21 auseinandergepreßt werdenIn Figure 5, the O-ring 7 just like in Figure 4 on the cover flange 5 turned protrusions 19 pressed together. Compared to the previous ones The designs described in the figures are here between the round seals 7, respectively two flat rings 20 inserted, which are pressed apart by resilient elements 21 will

Claims (6)

Ansprüche 1. Wärmeübertrager aus Rohren und sit in einem druckdichten Gehause angeordneten beweglichen und festen Rohrböden, insbesondere eintlutige Gegenstrom- oder Kreuzgegenstrom-Wärmeübertrager, d a d u r c h g e k e n n z e t c h n e t daß zwischen dea beweglichen Rohrboden (3) und den Gehäuse (1) ein Ringspalt vorhanden ist, in den zwei oder mehrere endlos Runddichtungen (7) eingelegt sind und diese Runddichtungen durch Schrauben und/oder Federkraft gegen die Dichtflächen gepreßt sind und zwischen den endlosen Runddichtungen ein oder mehrere Ringe (8) eingelegt sind, deren Fohl- oder Zwischenräuie mit nach außen führenden Kanälen (9) verbunden sind. Claims 1. Heat exchanger made of pipes and sit in a pressure-tight Movable and fixed tube sheets arranged in the housing, in particular single-flow countercurrent or cross-countercurrent heat exchanger, which is not possible that between the movable tube sheet (3) and the housing (1) there is an annular gap is, in which two or more endless round seals (7) are inserted and these Round seals pressed against the sealing surfaces by screws and / or spring force and one or more rings (8) are inserted between the endless round seals are, whose foal or intermediate room connected to the outside leading channels (9) are. 2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die endlosen Runddiöhtungen (7) durch einen Ring (10) zusammengepreßt sind, dessen Anpreßdruck über mehrere abgedichtete Bolzen (it) eingestellt wird und diese durch schräge Bohrungen im Deckelflansch (5) geführt und durch Schrauben (14) über Schrauben federn (13) angepreßt sind.2. Heat exchanger according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the endless Runddiöhtungen (7) pressed together by a ring (10) whose contact pressure is set via several sealed bolts (it) and these are guided through inclined bores in the cover flange (5) and with screws (14) springs by means of screws (13) are pressed. 3, Wärmeübertrager nach Anspruch t und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die endlosen Runddichtungen (7) durch einen Ring (15) zusammengepreßt sind, dessen Anpreßdruck über nehrere keilförmig abgeschrägte, abgedichtete Bolzen (16) eingestellt wird und diese durch senkrecht zur Gehäuselängsachse im Gehäuseflansch (t) angeordnete Bohrungen geführt und durch Schrauben (14) über Schraubenfedern (l3) angepreßt sind.3, heat exchanger according to claim t and 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the endless round seals (7) are pressed together by a ring (15) are, the contact pressure of several wedge-shaped beveled, sealed bolts (16) is set and this through perpendicular to the longitudinal axis of the housing The holes arranged in the housing flange (t) are guided and overlaid with screws (14) Coil springs (l3) are pressed on. 4. Wärmeübertrager nach Anspruch l bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i e h n e t , daß die endlosen Ruddichtungen (7) durch einen Ring (17) zusammengepreßt sind, der über mehrere Schraubenfedern (18), deren Längsachse zur Gehäuselängsachse parallel ist, gegen den Deckelflansch (5) abgestützt ist.4. Heat exchanger according to claim l to 3, d a -d u r c h g e k e n It is noted that the endless rudder seals (7) are pressed together by a ring (17) are, which has several helical springs (18) whose longitudinal axis to the longitudinal axis of the housing is parallel, is supported against the cover flange (5). 5. Wärmeübertrager nach Anspruch i bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i zu e h n e t , daß die endlosen Runddichtungen (7) durch einen am Deckelflansch (5) angedrehten Vorsprung (19) zusammengepreßt und zwischen den Runddichtungen (7) mehrere Ringe (22) vorhanden sind, die durch keilförmig abgeschrägte Bolzen (23) auseinandergepreßt sind, die in Bohrungen senkrecht zur Gehäuselängsachse geführt und mit Schrauben (25) und über Schraubenfedern (24) einstellbar sind, 5. Heat exchanger according to claim i to 4, d a -d u r c h g e k e n It is important to note that the endless round seals (7) are replaced by one on the cover flange (5) turned projection (19) pressed together and between the round seals (7) several rings (22) are present, which are secured by wedge-shaped beveled bolts (23) are pressed apart, which are guided in bores perpendicular to the longitudinal axis of the housing and adjustable with screws (25) and helical springs (24), 6. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 bis 5 , d a -d u r c h g e k e n n z e i e h n e t , daß die endlosen Runddichtungen (7) durch einen an Deckelflansch (5) angedrehten Vorsprung (19) zusammengepreßt und zwischen den Runddichtungen (7) zwei Ringe (20) vorhanden sind, die durch federnde Elemente (21) auseinanderpreßbar sind.6. Heat exchanger according to claim 1 to 5, d a -d u r c h g e n n n z e i e h n e t that the endless O-rings (7) are pressed together by a projection (19) turned on the cover flange (5) and between the O-rings (7) two rings (20) are present, which by resilient Elements (21) can be pressed apart.
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