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Umkehrstücke für Röhrensysteme insbesondere für Erhitzeröfen und #~ö#renn##t-a##te.
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In vielen Zweigen der Technik werden Röhrensysteme benutzt, in denen
gasförmige oder flüssige Medien in stetigem Dùrchflub gekühlt oder erwärmt werden,
bei welchen die Einzelrohre in waagerechter oder senkrechter Lage parallel zueinander
liegen und einzeln oder gruppenweise nacheinander durchstromt werden.
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Zur Verbindung der Rohre untereinander werden Umkehrstücke verwendet,
in denen die in den Rohren fließenden Medien einzeln oder gruppenweise umgelenkt
werden, in der Regel um 180 0.
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Diese Anordnung von Rohrsystemen wird auch bei direkt oder indirekt
beheizten Röhrenerhitzern in der D-estillationstechnik angewendet.
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Wenn die Abstände bei Rohren gegeneinander aus Grunden der besten
Wärmeubertragung möglichst gering gehalten werden -sollen, werden die Umkehrstücke
mit den Rohren durch Walzen oder Schweißen verbunden. Hierdurch können -so geringe
Rohrabstände erreicht werden, daß sie weniger als das Doppelte des Rohraubendurchmessers
betragen.
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Die Rohre selbst können im Innern durch Löcher in den Umkehrstücken
zugängig gemac#ht werden, die durch entsprechende Stopfen gas- und flüssigkeitsdicht
geschlossen werden.
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Notwendig werdendes Auswechseln von einzelnen oder allen Rohren oder
Umkehrstücken, z.b. infolge höheren VerschleifJes-an bestimmten Stellen oder aus
anderen Ursachen, bedingt bei dieser Konstruktion umfangreiche Arbeiten, ggf. mit
Brennen und Schweijien, und zwar an Stellen, wo dies aus Sicherheitsgründen vermieden
werden sollte. Diese Arbeiten sind zeitaufwendig und bedingen meist größere Stillstände.
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Es werden für Apparate, insbesondere für Röhrenerhitzer, bei denen
einzelne Teile häufiger ausgewechselt werden sollen, daher häufig Konstruktionen
verwendet, bei denen die Verbindung zwischen Rohren umdÜmkehrstücken durch Flanschverbindungen
hergestellt werden.
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Hierbei hat das Rohr an der Ausbauseite einen Flansch, an der anderen
Seite jedoch nur einen Dichtbund, der gestattet, die Rohre
durch
dle Öffnungen in den Ofenwänden einzuführen. Uber den Bund wird ein loser Flanschring
geführt und zwischen beiden mehrteilige Zwischenstücke eingesetzt, die zwischen
Rohr und Umkehrstück eine kraftschlüssige Verbindung uber Schrauben herstellen.
Durch den losen Flanschring werden die kraftubertragenden Zwischenstücke zentriert
und in ihrer Lage festgehalten. bei dieser Konstruktion ist es nicht notwendig,
bei Aus-oder Einbau von Teilen des Röhrensystems am Apparat oder in den Rohrkästen
der Erhitzeröfen zu schneiden, brennen, walzen oder zu schweinen.
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Der Nachteil dieser Verbindung zwischen Rohren und Umkehrstucken ist
der relativ große Platzbedarf für die Flanschverbindung und der sich dadurch ergebende
größere Abstand der Rohre untereinander.
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Durch Ansetzen von Nocken direkt an den Umkehrstücken für die Verbindungsschrauben
und dadurch Fortfall des über die Dicht fläche vorstehenden Flanschteiles hat man
zwar den Platzbedarf weiter verringern, nicht aber die engen Abstände bei den heute
üblicherweise verwendeten Umkehrstucken mit eingewalzten oder vorgeschweißten Rohren
erreichen können.
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Es war daher bis heute nicht moglich, bei Systemen mit engsten Rohrabständen
Flanschverbindungen vorzusehen oder bei Systemen mit üblichen vorgeschwei#ten Umkehrstückeu
nachträglich einzelne Rohre zwecks leichteren Ausbaus mit Flanschverbindungen zu
versehen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ein Umkehrstück mit Flansch verbindung
geschaffen, das es ermöglicht, auch bei engster Rohrfeitung~Rohre una Umkehrstücke
durch Verschrauben leicht lösbar zu verbinden.
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Dieses Umkehrstück ermöglicht, bei einem System sowohl die ublichen
Vorschweiß-Umkehrstücke oder solche mit Einwalzstellen als auch das neue Schraubumkehrstück
anzuwenden. Beide Verbindungen können auch nebeneinander verwendet werden so daw
z.u. bei einem System an einer Seite der Rohre vorgeschweißte übliche Umkehrstücke,
hingegen an der anderen Seite der Rohre die vorgeschraubten
Umkehrstucke
gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht werden konnen. Es können ebenfalls einzelne
Teile eines Systems geschweilJt, andere hingegen verschraubt werden.
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I)as neue Umkehrstück wird mittels einer der bekannten Dichtungsarten
zwischen ebenen oder konischen Dicht flachen mit den Rohren durch Schrauben verbunden.
Der erforderliche Dichtdruck, der vom medium, dem Betriebsdruck, der Temperatur
u.a. bestimmt wird, wird für jede einzelne Verbindung zwischen Rohr und Umkehrstuck
durch eine oder mehrere Druckschrauben erzeugt.
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Das Umkehrstuck ist an den i#ohranschlujjstellen lediglich mit Dichtflachen
versehen, zweckmäbig mit umlaufendem vorstehendem liand zur Sicherung der Dichtung
gegen iierausdrucken, gegen welciic die Dichtfiachen der Rohrbunde gepre@t werden.
Der Dichdruck wird durch eine Druckschraube erzeugt, die in der Rohrachse angeordnet
ist und von aUben auf das Umkehrstück drucks. Die Reaktionskräfte der Druckschraube
werden über eine Traverse und Zuglaschen auf das vorzuschraubende Rohr übertragen
und damit eine kraftschlussige Verbindung hergestellt.
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Das Äiischlußroiir erhält einen vorgescheißten Dichtbund. ueber diesel
wird ein Zugring geschoben, an welchem die Zuglaschen angesetzt sind. Zwischen Ring
und rund wird ein mehrteiliger Kraftübertragungsring eingesetzt, der sich einerseits
gegen den Dichtbund des Rohres legt, andererseits von dem übergeschobenen Zugring
gefaßt wird Der Zugring besitzt eine Aussparung, welche den mehrteiligen kraftübertragungsring
zentriert und in seiner Lage festhält. Die Zuglaschen des Zugringes fuhren dicht
am Umkehrstück vorbei Oberhalb des Umkehrstuckes besitzen sie Xffnungen, in welche
die Traverse fur die Druckschraube eingesetzt wird. Der Druck der Traversenschrahe,
der genau in Achrenrichtung der kohrachse von augen auf das Umkehrstuck ausgeabt
wird, verteilt sich gleichmäßig auf die ganze Dichtflacbe.
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Die, Materialqualität des Umkehrstückes wird durch die Arbeitsbedingungen
festgelegt. Die Eigenart der neuen Konstruktion gestattet neben der Ausführung in
Metall für das Umkehrstúck selbst auch die Verwendung von Steinzeug, Porzellan oder
Kunststoffen.
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Anhand der zugehörigen Abbildungen wird die Konstruktion beschrieben.
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Abbildung 1 zeigt eine Rohrverbindung der vorbeschriebenen Ausführung
an einem Röhrensystem, das schlangenförmig geführt ist und dessen Umlenkstücke auerhalb
des Apparates oder Ofens angeordnet sind. Die Rohre - 1 - sind durch Umkehrstucke
- 6 - verbunden, die uber Druckschrauben gegen die Dichtflächen der Rohre gedrückt
eren.
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In den Abbildungen 2 und 3 ist die Flanschkonstruktion dargestellt.
Die Rohre - 1 - sind mit einem Dichtbund - 2 - versehen. Der lose Rohrflansch -
3 -. der mit zwei Zuglaschen - 4 - versehen ist, kann von augen über den Dichtbund
- 2 -des Rohres geschoben werden. Nach Überschieben des losen Flansches - 3 - über
das Rohr wird der mehrteilige Kraftübertragungsring eingesetzt und der lose Flansch
über den Kraftübertragungsring - 5 - vorgezogen. Hierdurch wird der Kraftübertragungsring
vom losen Flansch zentriert und festgehalten.
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Nach Einsetzen der Dichtung - 7 - wird das Umkehrstück - 6 -vorgesetzt,
dessen Flansch Aussparungen für die Zuglaschen - 4 - des Gegenflansches - 3 - besitzt.
Nach Einsetzen der Traversen - 7 - in die Löcher der Zuglaschen - 4 - werden die
Druckschrauben - 8 - angezogen. Die aus legiertem Stahl gefertigten Druckschrauben
sind den erforderlichen Dichtdrücken angepabt.
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Das Umlenkstück - 6 - hat einen durchgehenden Flansch für beide ~Rohranschlüsse
und ist wegen der engen Rohrteilung in Achterform ausgebildet.
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Der lose Rohrflansch kann in der gleichen Form und mit gleichen Abmessungen
nach Abbildung 4 ausgeführt, oder aber es können hierfür nach Abbildung 5 zwei getrennte
Rundflansche gewählt werden Die Abbildungen 4 und 5 zeigen die Rohrflansche - 3
- in Draufsicht mit den zentralen bohrungen und den angesetzten Zuglaschen - 4 -.
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Anstatt der in Abbildung 1, 2, 3, 4 und 5 beschriebenen Ausführung
mit zwei Traversen - 7 - mit je einer Druckschraube - 8 - kann die Konstruktion
auch nach den Abbildungen 6 und 7 mit nur zwei Haltelaschen - 4 - und einer Doppeltraverse
- 9 - mit zwei Druckschrauben - 8 - ausgebildet werden.
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Anstatt der beschriebenen fest am losen Flansch - 3 - angebrachten
Zuglaschen - 4 - können auch scharnierartig an der Traverse - 7 - angebrachte Zuglaschen
vorgesehen werden, die mittels hakenförmig ausgeführter Enden unter den Dichtbund
- 2 - oder den losen Flansch - 3 - greifen, wie es in den Abbildungen 8 und 9 dargestellt
ist. Durch Hinterdrehungen der Angriffsflächen sind die Hakenenden gegen Abrutschen
gesichert.
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bei notwendigem Ausbau eines Rohres werden die Druckschrauben - 8
- gelost, die traversen - 7 - oder - 9 - entfernt, das Umlenkstück - 6 - abgenommen.
Dann wird der lose Flansch - 3 -zurückgeschoben, der mehrteilige Kraftübertragungsring
- 5 -herausgenommen und der Flansch - 3 - über den Rohrbund - 2 -hinweg nach vorn
herausgenommen. Anscknlieijend kann das Rohr - 1 - mit Bund - Z - zur anderen Seite
aus dem Ofen oder Apparat herausgezogen werden, da die bohrungen in den Tragewänden
den Durchlaß des Bundes gestatten.
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Der Auswechselvorgang für ein Rohr oder Krümmer erfordert kürzeste
Zeit.