DE2206792B2 - Korrosionsbeständige Dichtung in der Rohrhalteplatte eines Wärmetauschers - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige, elastische Dichtung zur Abdichtung eines korrosionsbeständigen Rohres in einer Rohrhalteplatte eines Wärmetauschers, mit einem im Längsschnitt bogenförmigen Innenprofil, das in zur Dichtungsachse weisenden Dichtlippen endet, und mit sich radial nach außen erstreckenden Flanschen an den stirnseitigen Enden der Dichtung zur Anlage an der Rohrhalteplatte, von welchen mindestens einer eine kegelige Stirnfläche aufweist.

Es sind Metallrohrbündel-Wärmetauscher bekannt, bei denen eine bestimmte Anzahl von parallel zueinander angeordneten Rohren in zwei oder mehr ίο Rohrhalteplatten zur Bildung von Gaskammern eingespannt sind. Solche Wärmetauscher werden in den verschiedensten Anlagen, wie Kraftwerken, Chemieanlagen, Müllverbrennungsanlagen usw., z. B. als Luftvorwärmer und ähnliche Wärmetauscher eingesetzt. In ihnen erfolgt je nach Gasführung die Aufwärmung eines durch die Rohre oder um diese streichenden Gases durch ein heißes, um die Rohre oder durch diese strömendes aggressives Prozeßgas. Dieses kondensiert durch das Abkühlen beim Wärmeaustausch an den Rohren und den Rohrhalteplatten, bildet eine Säure und zerstört im Laufe der Zeit die Stahlrohre, und zwar stärker als die Rohrhalteplatten, da letztere aus konstruktiven Gründen dicker und daher widerstandsfähiger sind.

Um die Wirtschaftlichkeit solcher Wärmetauscher zu erhöhen, ist man deshalb dazu übergegangen, statt Stahlrohren korrosionsfeste Rohre, z. B. aus Glas, zu verwenden. Hierdurch hai man zwar die Korrosion der Rohre ausgeschaltet, jedoch sind die bis zu 30 mm starken Rohrhalteplatten weiterhin der korrodierenden Wirkung der Säure ausgesetzt.

Hinzu kommt das Dichtungsproblem. Die Abdichtung der in den Bohrungen der Halteplatten sitzenden korrosionsfesten Rohre gegenüber dieser Halteplatte μ geschah bisher mittels üblicher Dichtungsmaterialien, wie z. B. Blauasbest, der in Form einer Manschette um das Rohr liegt. In diese wie ein Docht wirkende Dichtung dringt nicht nur die sich beim Kondensieren der aggressiven Prozeßgase bildende Säure, sondern auch das beim Angriff der Säure auf die Halteplatten entstehende Korrosionsprodukt ein. Die Blauasbestmanschette verhärtet sich unter Volumenzunahme. Es bildet sich nämlich in der Bohrung ein sehr voluminöses Korrosionsprodukt, das sich in und um die Dichtung anlagen, wodurch diese ihre Elastizität verliert und dadurch die Rohre Schaden nehmen. Der Einsatz teurer korrosionsfester Rohre, z. B. Glasrohre, gegenüber Stahlrohren, wird dadurch wieder unwirtschaftlich. Es sind zwar Dichtungen in Form von Muffen bekannt, die im Axialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt haben, daß die Enden des Bogens von dem korrosionsfesten Rohr entfernt, in einen Flansch auslaufend an der Halteplatte anliegen, während im mittleren Bereich zwischen den Erden des Bogens zwischen der Dichtungsmuffe und der Innenwand der Bohrung in der Halteplatte ein Dichtungsring eingeklemmt wird, der die eigentliche Dichtfläche dem Rohr gegenüber erzeugt. Der besagte Dichtungsring besteht aus einem Werkstoff, der leichter verformbar ist als der die Muffe bildende Werkstoff. Die vorbeschriebene bekannte Dichtung hat jedoch den Nachteil, daß einerseits nur eine einzige Dichtlippe zwischen dem Rohr und der Dichtung gebildet wird und andererseits infolge der sich vom Rohr zu den Flanschen hin entfernenden Krümmung des Bogens dieser beim Einstecken der korrosionsfesten Rohre entgegen seiner Krümmung so durch den Druck gerade gebogen wird, daß die Randflansche, die gegen die Halteplatte ebenfalls abdichten müssen, von dieser abgehoben werden. Darunter leidet die Dichtung erheblich, so daß die Funktionsweise dieser bekannten Dichtung nicht in zufriedenstellender Weise gewährleistet ist.

Es besteht daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine korrosionsbeständige Dichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz Verformung der Dichtung beim Einstecken der Rohre in die Bohrung der Halteplatte in zuverlässiger Weise dichtend bleibt, die unter Wahrung ihrer Elastizität nicht von den korrosiven Medien angegriffen wird und Ausdehnungsräume für etwa auftretende Korrosionsprodukte freiläßt, wodurch eine absolute Funktionssicherheit fast unbegrenzt sichergestellt ist, wobei die Dichtung leicht zu montieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Außenprofil der Dichtung zwischen den Flanschen eine parallel zu dem Innenprofil verlaufende bogenförmige Krümmung aufweist und der Bogenscheitel unter Ausbildung einer zusätzlichen Dichtfläche an der Rohrhalteplatte anliegt, und daß sich auf beiden Stirnseiten von den Dichtlippen ausgehend die Innenfläche nach außen kegelig erweitert.

Durch die kegelige Stirnfläche ist die Dichtung bei der Montage leicht in die Bohrungen der Halteplatte hineinzuschieben, weil die kegelige Fläche gleichzeitig ein Zentrieren und ein leichtes Zusammendrücken des Halteflansches ermöglicht, so daß dieser durch die Bohrung in der Halteplatte hindurchgedrückt werden kann, bis er auf der anderen Seite herausschnappt. Die Gestalt des Bogens der Dichtung ist so gewählt, daß die Flansche an die Halteplatte angedrückt werden. Der Bogen sorgt für eine hervorragende Elastizität der Dichtung und läßt gleichzeitig durch seine geschickt gewählte Gestalt Räume zwischen der in der Regel aus Stahl bestehenden Halteplatte und der Dichtung selbst frei, in die sich möglicherweise bildende Korrosionspro-

dukte ablagern können, ohne die Elastizität der Dichtung zu vermindern. Durch die Berührungszone des Bogens mit der Halteplatte wird zusätzlich zu den Berührungszonen zwischen den Flanschen und der Halteplatte eine Dichtung gebildet Daneben ist die Abdichtung zwischen dem einzusetzenden Rohr und der Dichtung durch die beiden oben beschriebenen Dichtlippen an den Enden des Bogens in jedem Falle zufriedenstellend, zumal die Dichtlippen in Tandemanordnung wirksam werden.

Der Bogen des Innenprofils der Dichtung läuft über etwa 60—100°, wobei die an den Bogenenden angeordneten Flansche unter einem spitzen Winkel angesetzt sind. Der Bogen endet daher im Bereich der Flansche jeweils in einer Dichtlippe, die stumpfwinklig auf dem abzudichtenden Rohr aufliegt. Es wird hierdurch insbesondere gewährleistet, daß ein Umkippen der Dichtlippen während des Einschiebens des Rohres vermieden wird, so daß in je(tem Falle die Einhaltung eines idealen Einstellwinkels der Dichtlippen in bezug auf die Oberfläche des abzudichtenden Rohres gewährleistet ist.

Die Dimensionierung der erfindungsgemäßen Dichtung kann so gewählt sein, daß Toleranzen der Rohre und der Bohrungsdurchmesser ohne Beeinträchtigung der Abdichtwirkung aufgenommen werden. Die Toleranz des Rohraußendurchmessers kann ± 1 mm oder mehr betragen, oder als Folge von Wärmedehnungen variabel sein, ohne daß die Rohre Schaden nehmen oder der Dichtungseffekt verlorenginge.

Die Dichtung kann aus jedem säurebeständigen, verformbaren, elastischen Material bestehen. Bevorzugt ist erfindungsgemäß Polytetrafluoräthylen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Axialschnitt durch eine Rohrhalteplatte, die erfindungsgemäße Dichtung und das abgedichtete Rohr.

Die Dichtung 17 ist in der nicht näher bezeichneten Bohrung der Halteplatte 3 eingesetzt gezeichnet, wobei angedeutet ein Glasrohr 5 in die Dichtung 17 eingeschoben gezeigt ist. Die Dichtung hat einen Dichtflansch 4 und einen Halteflansch 1. Der Bogen 8 verbindet die beiden Flansche i, 4 und bildet an seinen beiden Enden Dichtlippen 9 und 10. Hierdurch wird zwischen dem Glasrohr 5 und der Dichtung 17 von dem Bogen 8 ein Raum 2 eingeschlossen.

Auf der Seite zwischen der Halteplatte 3 und der Dichtung 17 wird im wesentlichen durch die plane Dichtfläche 11 eine Abdichtung gegen das Eindringen korrosiver Gase oder Flüssigkeiten in die gebildeten Räume 6 gebildet. Sollte im Laufe der Zeit dennoch durch die aggressiven Medien die Halteplatte 3 abgetragen werden und Korrosionsprodukte an der Dichtfläche 11 entJangkriechen, so können diese in den freigelassenen Räumen 6 gesammelt werden, ohne daß die Elastizität der Dichtung hierdurch beeinträchtigt würde. Eine zusätzliche Dichtwirkung tritt noch durch die Ringfläche 12 und die Dichtfläche 13 am Halteflansch auf.

Die Dichtung weist eine kegelige Außenfläche 14 auf. Außerdem besitzt der Halteflansch 1 einen kleineren Außendurchmesser als der Dichtflansch 4. Hierdurch kann das Einschieben der Dichtung bei der Montage in die Bohrung der Halteplatte 3 hinein leichter vorgenommen werden, da nur ein geringeres Eindrücken mit Hilfe des Konus bzw. der Kegelfläche 14 notwendig ist. Der Außendurchrnesser des Halteflansches 1 kann noch weiter verringert werden als in den Ausführungsbeispielen gezeigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Korrosionsbeständige, elastische Dichtung zur Abdichtung eines korrosionsbeständigen Rohres in einer Rohrhalteplatte eines Wärmetauschers, mit einem im Längsschnitt bogenförmigen Innenprofil, das in zur Dichtungsachse weisenden Dichtlippen endet, und mit sich radial nach außen erstreckenden Flanschen an den stirnseitigen Enden der Dichtung zur Anlage an der Rohrhalteplatte, von welchen mindestens einer eine kegelige Stirnfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenprofil der Dichtung zwischen den Flanschen (1, 4) eine parallel zu dem Innenprofil (8) verlaufende bogenförmige Krümmung aufweist, und der Bogenscheitel unter Ausbildung einer zusätzlicher. Dichtfläche (12) an der Rohrhalteplatte (3) anliegt, und daß sich auf beiden Stirnseiten von den Dichtlippen ausgehend die Innenfläche nach außen kegelig erweitert.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polytetrafluoräthylen besteht.