DE2044207B2 - Druckdichte Gleitführung für zwei ineinanderliegende und zwischeneinander einen Ringraum freilassende, einen Wärmetauscher bildende Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckdichte Gleitführung für zwei incinanderliegende und zwischeneinander einen Ringraum freilassende, einen Wärmetauscher bildende Rohre rnk einem auf dem Mantel des inneren Rohres festen Gleitstück und mit einem auf dessen Mantelfläche aufliegenden und sich an das äußere Rohr anlegenden Dichtring.

Wärmetauscher werden von gasförmigen oder flüssigen Medien mit voneinander abweichenden und schwankenden Temperaturen durchströmt. Oft stehen die Medien unter hohem Druck. Infolge dieser Temperaturverhältnisse sind die den Wärmetauscher bildenden Rohre starken Dehnungen und Zusammenziehungen ausgesetzt. Wärmespannungen können auftreten. Diese Wärmespannungen dürfen nicht nur nicht dazu führen, daß Teile des Wärmetauschers reißen. Auch das Auftreten von Leckstellen und Undichtigkeiten muß vermieden werden. Zu diesem Zweck wurden druckdichte Gleitführungen entwickelt. Diese halten die beiden Rohre druckdicht zusammen und ermöglichen gleichzeitig ein gewisses axiales gegenseitiges Verschieben der beiden Rohre.

Bei einer bekannten Gleitführung (DE-PS 8 95 299) ist auf das innere Rohr ein ringförmiges und eine Umfangsnut aufweisendes Gleitstück aufgeschweißt. In der Umfangsnut liegt ein Dichtring, der sich dichtend an die Innenwand des äußeren Rohres anlegt. In eine weitere Umfangsnut im gleichen oder einem anderen Gleitstück greift eine Befestigungsschraube ein, die in eine radiale Gewindebohrung im äußeren Rohr eingeschraubt ist. Hierdurch werden beide Rohre gegeneinander abgedichtet und miteinander verriegeln.

Bei einer weiteren bekannten Gleitführung (US-PS 19 67 837) liegt eine Packung aus Abdichtmaterial auf dem inneren Rohr zwischen einem Flansch und einem axial gegen sie schiebbaren Druckring. Hierdurch wird der Ringraum zwischen den beiden Rohren abgedichtet. Mechanisch sind die beiden Rohre durch Verschrauben ihrer Plansche verbunden.

Bei einer weiteren noch bekannten GleitrPHrmtg (USPS 24 24 221) ist auf das innere Rohr ein Gleitstück mit einer in einer radialen Ebene liegenden Dichtfläche aufgeschweißt. Diese Dichtfläche liegt in einer Ebene mit einer Stirnfläche des äußeren Rohres, Eine ringförmige Dichtscheibe liegt auf" diesen beiden Flächen auf. Mit Stellschrauben kann sie angepreßt werden. Diese Dichtscheibe dichtet den Ringraum nach außen ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckdichte Gleitführung zu schaffen, die bei sicherer

ίο Abdichtung des zwischen den beiden Rohren befindlichen Ringraumes eine gewisse axiale gegenseitige Verschiebbarkeit der beiden Rohre zuläßt

Ausgehend von einer Gleitführung der eingangs genannten Gattung wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß am Innenrand der Stirnseite des äußeren mit einem Flansch endenden Rohres eine abgeschrägte Ringfläche ausgebildet ist, die mit einem stirnseitig auf dem Flansch befestigten Druckring den auf der Mantelfläche des das innere Rohr umgebenden Gleitstückes aufliegenden Dichtring einspannt, und daß am äußeren Rohr außerhalb des Druckringes ein Haltering befestigt ist, der mit einer Ringnut in der Oberfläche des Gleitstückes, die in Rohrachsrichtung ihm gegenüber breiter ist, in Eingriff steht.

Der Dichtring liegt somit zwischen der abgeschrägten Ringfläche des Flansches und einer Stirnseite des Druckringes. Somit liegt er in einer sich radial nach innen erweiternden dreieckförmigen Aussparung. Beim Anziehen des Druckringes auf den Flansch wandert er entlang der abgeschrägten Ringfläche radial nach innen und wird fest gegen die Mantelfläche des Gleitstückes gepreßt. Die sich dadurch ergebende Abdichtung des Ringraumes bleibt auch bei einem axialen Verschieben

J5 des inneren oder äußeren Rohres erhalten. Dabei bewegt sich lediglich die Mantelfläche des Gleitstückes unter dem Dichtring, ohne daß dessen feste Anlage am Gleitstück beeinflußt wird. Ebenso verschiebt sich die den Haltering aufnehmende Ringnut gegenüber diesem, oder umgekehrt. Die Breite der Ringnut bzw. das Maß, um das die Ringnut breiter als der Haltering dick ist, bestimmt die axiale gegenseitige Verschiebbarkeit der beiden Rohre. Die erfindungsgemäße druckdichte Gleitführung stellt somit sicher, daß der Ringraum zwischen den beiden Rohren einwandfrei nach außen abgedichtet ist, diese Abdichtung auch bei einem axialen gegenseitigen Verschieben der Rohre erhalten bleibt und diese Verschiebbarkeit überhaupt ermöglicht wird, so daß die Rohre keinen mechanischen Spannungen ausgesetzt werden.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Haltering geschlitzt ist. Diese Teilung des Halteringes erleichtert seine Montage.
Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter beschrieben. Dabei ist

Fig. I eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Wärmetauschers mit der erfindungsgemäßen druckdichten Gleitführung und

mi F i g. 2 ein senkrechter Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2in Fig. I.

Fig. 1 zeigt zwei nebeneinanderliegende Rohre 10 und 12, die an einem Ende einen an sie beide angeschweißten Flansch 14 aufweisen. Auf dem Flansch

ιλ 14 sitzt eine Endkappe 16, die mit Bolzen 18 und Muttern 20 an ihm befestigt ist. Die beiden anderen Enden der Rohre 10 und 12 sind mit Flanschen 11 und 13 an Rohrglieder angeschweißt. Die beiden Rohre 10 und

12 und die Endkappe 16 bilden das äußere Rohr 22 des Wärmetauschers. Am Rohr 12 ist ein Einlaß 24 und am Rohr 10 ein Auslaß 26 vorgesehen. Ein oder mehrere Wärmetauscher werden von in Längsrichtung auseinanderliegenden Bügeln 28 getragen.

Im Rohr 22 verläuft das innere Rohr 30. Dieses besteht aus zwei geraden Abschnitten 32 und 34 und einem diese verbindenden Krümmer 36. Das innere Rohr 30 ist in mehrere Stücke unterteilt, die mit Nähten 38 zu einem Teil zusammengeschweißt sind. Die zwischen dem Abschnitt 36 und den Abschnitten 32 und 34 liegenden Nähte 38 liegen ihrerseits in der Trennebene zwischen der Endkappe 16 und den Rohren 10 und IZ Durch Lösen der Bolzen 18 läßt sich die Endkappe 16 ablösen. Damit erhält man Zugang zum Krümmer 36 zur Oberprüfung der Nähte 38 usw.

Das innere Rohr 30 hat einen Auslaß 40 und einen Einlaß 4Z Über Kupplungen 44 sind sie an andere nicht gezeigte Rohre angeschlossen. Beide Kupplungen 44 sind miteinander identisch. Eine Hülse 46 ist an den _>o Einiaß 40 angeschweißt Die Hülse 46 hai weiter ein Außengewinde 48. Das freie Ende der Hülse 46 weist eine innere konische Sitzfläche 50 auf. Diese dient zur Aufnahme einer komplementären äußeren konischen Sitzfläche 52 einer Hülse 54, die ihrerseits eine nicht gezeigte Leitung aufnimmt Ein Kupplungsglied 56, das ein Innengewinde 58 aufweist, ist auf die Hülse 46 aufgeschraubt Das Kupplungsglied 56 weist einen nach innen gerichteten Flansch 60 auf, der eine Schulter 62 bildet. Die Hülse 54 weist ihrerseits einen Umfangs- m flansch 64 auf. Dieser liegt an der Schulter 62 an. Durch eine axiale Einwärtsbewegung der Schulter 62 wird damit die Sitzfläche 52 mit der Sitzfläche 50 der Hülse 46 in Kontakt gebracht Das durch das Rohr 30 durchfließende Wärmeaustausch-Medium kann entwe- η der ein Kühlmittel oder auch ein auf hoher Temperatur befindliches Medium sein.

Zwischen den Rohren 22 und 30 bildet sich der Ringraum 66, der sowohl mit dem Einlaß 24 als auch mit dem Auslaß in Verbindung steht. Vom Rohr 30 ragen zahlreiche flache Rippen 68 radial in den Ringraum 66. Sie verlaufen in Längsrichtung der geraden Abschnitte 32 und 34. Sie erhöhen die am Wärmeaustausch beteiligte Oberfläche. Die Rippen 68 haben die Form von allgemein U-förmigen Kanälen, die ihrerseits Stege 4i 70 aufweisen, die auf das Rohr JC zum Beispiel aufgeschweißt sind.

Infolge des Zusammenziehens und der Dehnung des Werkstoffes, aus dem Mantel 22 und Rohr 30 gebildet sind, tritt eine Längsverschiebung des Rohres 30 M gegenüber dem Rohr 22 auf. Erfindungsgemäß ist eine Gleitführung vorgesehen, um diese relative Axialbewegung innerhalb vorgewählter Grenzen aufzufangen und gleichzeitig eine Abdichtung zwischen Rohr 22 und Rohr 30 zu bewirken. μ

Die Gleitführung enthält ein zylindrisches Gleitstück 72, das an das Rohr 30 angeschweißt ist. Es bildet einen Flansch mit einer Mantelfläche 74, in der eine Ringnut 76 verläuft. Der Außendurchmesser des Gleitstückes 72 ist niedriger als der Innendurchmesser des Rohres 22. bo Ein Druckring 78 mit einem Innendurchmesser, der über dem Durchmesser des GleitstUckes 72 liegt und etwa gleich dem Durchmesser des Rohres 12 ist, liegt mit einer Stirnfläche 80 am Flansch 13 an, während seine andere Stirnseite 82 an dem geschlitzten Haltering 84 e>5 anliegt. Gewindebolzen 86, auf die Muttern 88 aufgeschraubt sind, treten uurch die Ringe 78 und 84 und den Flansch 13 durch und halten diese Teile zusammen.

Der Innenrand 90 des Halteringes 84 liegt in der Ringnut 76. Seine Stärke liegt unter der der Ringnut 76. so daß eine gewisse Axialverschiebung des Rohres 30 möglich wird.

Unter Bildung einer abgeschrägten Ringfläche 94 ist der Flansch 13 an der Innenwand des Rohres 22 nach innen abgeschrägt Ein Dichtring 96 liegt auf der Ringfläche 74 auf und liegt sowohl an der Stirnfläche 80 des Druckringes 78 als auch an der abgeschrägten Ringfläche 94 des Flansches 13 an. Bei Anziehen der Gewindebolzen 86 werden damit über den Ring 84 und den Ring 78 Axialkräfte auf den Dichtring 96 ausgeübt und dieser wird in dichtende Berührung mit den Flächen 74 und 94 gepreßt Der Dichtring 96 besteht aus einem geeigneten formbaren Eisen- oder Nichteisenmetall, wie zum Beispiel Weicheisen oder Kupfer, oder aus einem Kunststoff. Dies hängt von den Betriebsbedingungen ab. Bei Anwendungen bei niedrigen Temperaturen wird ein federnd elastisches elastomeres Material, wie zum Beispiel Gummi oder Neopren, für ien Dichtring % verwendet

Im Beirieb wird das Wärmeaustauschmedium am Einlaß 42 in das Rohr 30 gegeben und durch dieses bis zum Auslaß 40 weitergeleitet. Das aufzuheizende oder zu kühlende Medium, das gasförmig oder flüssig sein kann, wird in den Einlaß 24 eingegeben und zwischen dem Rohr 22 und dem Rohr 30 bis zum Austritt durch den Auslaß 26 durchgeführt Während seines Durchtritts durch den Mantel 22 berührt es die Rippen 68, wodurch der Wärmeaustauschvorgang verbessert wird. Zur Aufnahme der Dehnung und der Kontraktion zwischen Rohr 22 und Rohr 30 dient die Gleitführung. Die Axialbewegung wird lediglich begrenzt durch den Abstand zwischen dem geschlitzten Haltering 84 und den beiden Stirnseiten der Ringnut 76. Der Dichtring % läßt diese Axialbewegung zu. Wegen seines eine Verschiebung zulassenden Sitzes auf der Mantelfläche 74 wird gleichzeitig eine druckdichte Abdichtung bewirkt.

Statt des einzigen Rohres 30 kann auch ein Bündel von Rohren und eine Gleitführung zwischen den Endplatten oder Flanschen dieses Rohrbündels und dem Rohr 22 verwendet werden.

Bei einer Beschädigung der Mantelfläche 74 des Gleitstückes 72 und einer hierdurch erforderlich werdenden Reparatur muß nur sie nachgearbeitet werden und der Dichtring 96 behält seine Dichteigenschaften bei. Ebenso beeinflußt eine Beschädigung und eine anschließende Reparatur der Ringfläche 94 nicht die Mantelfläche 74 und die Funktion des Dichtringes 96. Die Flächen 74 und 94 sind nicht so aufeinander ausgerichtet, daß eine Reparatur einer Fläche eine Sustag·, erfordert.

Die erfindungsgemäße Gleitführung ermöglicht ein einfaches Demontie;en und Herausnehmen Urs inneren Rohres 30 oder eines Rohrbündels aus dem Rohr 22. Die Gewindebolzen 80 werden entfernt. Darauf lassen sich die Halteringe 34 abnehmen. Die Kupplungen 44 werden getrennt und die Endkappe 16 wird abgenommen, Darauf läßt sich das Rohr 30 aus dem Rohr 22 herausnehmen. Zum Herausnehmen des inneren uohres 30 ist es daher nicht erforderlich, die Leitungsanschlüsse oder Rohrverbindungen zu lösen. Die Erfindung ermöglicht weiter, elastomere Dichtringe % zu verwenden. Die Verwendung eines elastomeren Materials ermöglicht geringere Andruckkräfte und läßt größere Toleranzen bei der Bearbeitung der Dichtflächen zu.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckdichte Gleitführung für zwei ineinanderliegende und zwischeneinander einen Ringraum freilassende, einen Wärmetauscher bildende Rohre mit einem auf dem Mantel des inneren Rohres festen Gleitstück und mit einem auf dessen Mantelfläche aufliegenden und sich an das äußere Rohr anlegenden Dichtring, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenrand der Stirnseite des äußeren mit einem Flansch (13) endenden Rohres (22) eine abgeschrägte Ringfläche (94) ausgebildet ist, die mit einem stirnseitig auf dem Flansch (13) befestigten Druclcring (78) den auf der Mantelfläche (74) des das innere Rohr (30) umgebenden Gleitstückes (72) aufliegenden Dichtring (96) einspannt und daß am äußeren Rohr (22) außerhalb des Druckringes (78) ein Haltering (84) befestigt ist, der mit einer Ringnut (76) in der Oberfläche des Gleitstuckes (72), die in Rohrachsricfrtung ihm gegenüber breiter ist, in Eingriff steht.

2. Gleitführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (84) geschlitzt ist