DE2238045A1

DE2238045A1 - FILM EVAPORATOR

Info

Publication number: DE2238045A1
Application number: DE2238045A
Authority: DE
Inventors: Richard Warren Goeldner
Original assignee: Aqua Chem Inc
Current assignee: Aqua Chem Inc
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1972-08-02
Publication date: 1973-02-15
Also published as: AU4531772A; FR2149816A5; IT963626B; ES405465A1; GB1395378A; CA968697A; AU459738B2; JPS4848377A; NL7210543A

Description

Die Erfindung Detrifft Filmverdampfer mit waagerecht liegenden Rohren, wie sie beispielsweise in Wasserreinigungs— geräten Verwendung finden, die mit Rohrbündeln versehen sind, die an ihren Enden in Rohrboden abgedichtet sind. Ein Beispiel für einen solchen Verdampfer zeigt die USA-Patentschrift 3 351 12Oo Dieser bekannte Verdampfer ist ein mehrstufiger Entspannungs- und Filmverdampfer mit Vielfachwirkung. Er setzt sich aus einer großen Zahl im wesentlichen waagerechter Rohre zusammen, deren Enden sich in eine entsprechende Anzahl in Rohrböden befindlicher Löcher hineinerstrecken. Natürlich muß zwischen den Rohren und den Rohrbödenlöchern eine Abdichtung hergestellt werden, um Leckage zu vermeiden, die sich dadurch ergeben würde, daß der Flüssigkeitsdruck innerhalb der Rohre größer ist als der Druck außerhalb der Röhre im Raum zwischen den Rohrböden.The invention applies to film evaporators with horizontal lying pipes, such as those used in water purification devices that are provided with tube bundles are used, which are sealed at their ends in the tube sheet. An example US Pat. No. 3,351,120 shows such a vaporizer. This known vaporizer is a multi-stage one Flash and film evaporator with multiple effects. He consists of a large number of essentially horizontal tubes, the ends of which are divided into a corresponding number extend into holes located in tube sheets. Of course, there must be a seal between the tubes and the tube sheet holes be made to avoid leakage that would result from the fluid pressure inside the pipes is greater than the pressure outside the tube in the space between the tube sheets.

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Es ist eine ganze Menge Möglichkeiten zur Abdichtung von Verdampferrohren inRohrböden bekannt. Eine solche Möglichkeit besteht darin, das Ende jedes Rohres an der Stelle, an der es durch den Rohrboden läuft und etwas über den Rohrboden hinausragt, nach außen zu erweitern. Diese Arbeitsweise erfordert jedoch Spezialwerkzeuge und einen erheblichen Arbeite— kraftaufwand, um jede Verbindung herzustellen. Darüberhinaus sind diese Dichtungen nicht gut dafür geeignet, ein Nachgeben oder Gleiten der Rohre zu ermöglichen, damit diese sich den aufgrund von in einem solchen Apparat auftretenden Temperatur-Schwankungen hervorgerufenen Dehnungen und Kontraktionen anpassen können. Außerdem besteht bei der bekannten Abdichtung ein unmittelbarer Metall-zu-Metall-Kontakt, und zwar oftmals zwischen ungleichen Metallen, wobei dann elektrolytische Korrosion auftritt, und zwar insbesondere in den Fällen, in denen die Dichtung Elektrolyten ausgesetzt wird, beispielsweise Seewasser.There is a whole lot of options for waterproofing known from evaporator tubes in tube sheets. One such possibility is to put the end of each tube where it goes through the tube sheet and slightly above the tube sheet protrudes to expand outwards. However, this way of working requires special tools and considerable labor. effort to make each connection. Furthermore these seals are not well suited to allow the tubes to yield or slide to allow them to close due to temperature fluctuations occurring in such an apparatus adapt to the elongations and contractions caused. In addition, there is the known seal direct metal-to-metal contact, and often between dissimilar metals, in which case electrolytic corrosion occurs, in particular in the cases in to which the seal is exposed to electrolytes, for example Lake water.

Bei einem anderen Verfahren werden die Rohre in mit Innengewinde versehene, Schultern aufweisende Löcher im Rohrboden eingesetzt, und die Dichtung wird durch Kompressionspackung erreicht, die rund um das in dem Loch sitzende Rohr schwillt, wenn sie naß wird. Diese Konstruktionen verwenden gewöhnlich halternde, gehämmerte Blechringe oder mit Gewinde versehene Sperringe oder beide Elemente, um die Kompression sicher aufrechtzuerhalten. Diese Dichtungstypen eignen sich besser für Gleitbewegungen, um sich an Dehnungen und Kontraktionen der Bohre anzupassen, als gewisse andere Dichtungstypen, sie weisen jedoch die Nachteile auf, daß sie die Korrosionsprobleme nicht lösen und enge Toleranzen erfordern, ferner erhebliche Arbeit und sorgfältige Installationstechniken. Sie sind demzufolge für den Einsatz unter verhältnismäßig niedrigen Drücken, denen sie in den meisten Horizontal-Rohrfilmverdampfern ausgesetzt sind, zu teuer.Another method is to insert the tubes into internally threaded, shouldered holes in the tube sheet is inserted and the seal is achieved by compression packing around the tube seated in the hole swells when wet. These constructions commonly use retaining, hammered sheet metal rings or threaded rings provided locking rings or both elements to safely maintain the compression. These types of seals are suitable better for sliding movements to accommodate stretches and contractions to adapt to the drill, than certain other types of seals, but they have the disadvantages that they the corrosion problems does not solve and requires tight tolerances, significant labor and careful installation techniques. You are accordingly for use under the relatively low pressures to which they are exposed in most horizontal tube film evaporators are too expensive.

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Aus dem obigen ergibt sich, daß die für das Abdichten der iiohre in Rohrboden erforderlichen Kosten oftmals einen beträchtlichen Anteil der Produktionskosten bilden und in einem erheblichen Ausmaß dem breit verfolgten Ziel der Herstellung von Trinkwasser aus Salzwasser mit einem annehmbaren Investitionsaufwand entgegensteht. From the above it can be seen that the cost of sealing the tubes in tubesheet is often substantial Share of production costs and make up a substantial Extent contradicts the widely pursued goal of producing drinking water from salt water with an acceptable investment outlay.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine neuartige Rohrpackung und Installationsweise für Verdampfer zu schaffen, die einfach ist, geringe Kosten verursacht, sich mit einem Minimum an handwerklichem Können verwenden läßt und keine engen Ansprüche bezüglich Größentoleranzen und Oberflächenbeschaffenheit der Rohrlöcher in Rohrboden stellt.The object of the invention is therefore to provide a To create a novel tube packing and installation method for evaporators that is simple, low cost, itself Can be used with a minimum of craftsmanship and no strict requirements in terms of size tolerances and surface properties the tube holes in the tube sheet.

In diesem Zusammenhang soll eine Packung oder Dichtung geschaffen werden, die sich in Verdampferrohrböden verwenden läßt und aus einem Material besteht, das quillt, sobald es Feuchtigkeit absorbiert, und dadurch Bemessungstoleranzen und Oberflächenunregelmäßigkeiten zwischen dem das Rohr aufnehmenden Loch und dem in ihm abgedichteten Rohr ausgleicht„ Diese erfindungsgemäße Verdampferrohrpackung soll so beschaffen sein, daß sie bloß in jkohraufnahmeloch eingesetzt zu werden braucht oder auf einem Rohr angeordnet zu werden braucht, das dann in das Loch eingesteckt wird, wobei die Packung im trocknen Zustand lose auf dem Rohr aufsitzt, während sich danach durch Absorption von Feuchtigkeit im Packungsmaterial eine dichte, undurchlässige Dichtung bildete Des weiteren soll die erfindungsgemäße Packung elektrolytische Vorgänge zwischen den mit Packungen versehenen Rohren und den umgebenden Komponenten verhindern, die aus anderen Metallen bestehen. Auf diese Weise laseen sich billige Metalle, beispielsweise unlegierte Kohlenstoffstähle, als Rohrboden in Verbindung mit Rohren aus Kupferlegierung, Titan oder rostfreien Stählen in salzlaugenhaltigen Umgebungen verwenden, wie sie beispielsweise in Seewasser und Brackwasser-Entsalzungsanlagen gefunden werden«In this context a packing or seal is intended be created that can be used in evaporator tube sheets and consists of a material that swells as soon as it Absorbs moisture, and thereby design tolerances and Surface irregularities between the hole receiving the pipe and the pipe sealed in it compensates for Evaporator tube packing should be designed in such a way that it only needs to be inserted into the tube receiving hole or needs to be placed on a tube, which is then inserted into the hole, with the pack in the dry state sits loosely on the tube, while afterwards a dense, impermeable Furthermore, the pack according to the invention is intended to undergo electrolytic processes between those provided with packs Prevent pipes and surrounding components that are made of other metals. In this way cheap metals can be read for example, unalloyed carbon steels, as a tube sheet in Connection with pipes made of copper alloy, titanium or stainless Use steels in environments containing brine, such as they are found, for example, in seawater and brackish water desalination plants «

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Die Erfindung befaßt sich also mit horizontalen Rohrfilmverdampfern, die in Salzwasserreinigungsgeräten u.dgl. Verwendung finden, und wobei die einzelnen Rohre, die ein Rohrbündel bilden, in einem Rohrboden abgedichtet oder mit einem Packungseinsatz versehen sind, der aus einem Material besteht, daß quillt und dadurch eine Abdichtung bewirkt, die mäßigen Flüssigkeitsdrücken standhält. Die Packung sitzt gleitend in einem Rohrbodenloch, und das Rohr wird in einem Gleitsitz in der Bohrung des Einsatzes geführt. Schultern auf dem Einsatz oder in dem Rohrbodenloch halten den Einsatz zurück, während er so stark anschwillt oder quillt, daß er eine wirksame Abdichtung herstellt.The invention is thus concerned with horizontal tubular film evaporators, which are used in salt water purification devices and the like, and where the individual tubes that form a tube bundle, are sealed in a tube sheet or provided with a packing insert, which consists of a material that swells and this creates a seal that can withstand moderate fluid pressures. The pack sits sliding in a tube bottom hole, and the tube is guided in a sliding fit in the bore of the insert. Shoulders on the insert or in the tubesheet hole hold the insert back while it swells or swells so much that it creates an effective seal.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. In the Drawing show:

Fig. 1 eine senkrechte Schnittansicht eines horizontalen Rohrverdampfers, wie er in Salzwasserreinigungs— apparaten benutzt wird, um eine Anwendungsmöglichkeit zu nennen,1 is a vertical sectional view of a horizontal tube evaporator as used in salt water purification. equipment is used to name a possible application,

Fig. 2 eine Stirnansicht eines Rohrbodens für ein Rohrbündel in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1,FIG. 2 shows an end view of a tube sheet for a tube bundle in the direction of arrows 2-2 in FIG. 1,

Fig. 3 bis 5 Schnittansichten verschiedener Arten von Rohren und Rohrbodenverbindungen, die mit den erfindungsgemäßen Packungen versehen sind, undFigures 3 to 5 are sectional views of various types of tubes and tube sheet connections used with the packs according to the invention are provided, and

Fig. 6 eine vergrößerte Teilstirnansicht eines ausgekehlten oder genuteten Rohres, das in einem Rundloch eines Rohrbodens mit Hilfe der neuartigen, sich selbst anpassenden Packung abgedichtet ist.Fig. 6 is an enlarged partial front view of a fluted or grooved tube which is in a round hole of a Tube sheet is sealed with the help of the novel, self-adapting packing.

In Fig₀ 1 ist ein Verdampfergefäß dargestellt, bei dem die neue Rohrdichtungseinrichtung benutzt werden kann. Dieses Gefäß kann eine Stufe einer Vorrichtung zur Urzeugung von reinem Wasser durch Verdampfung von Salzwasser sein, die in gewisserIn Fig. ₀ 1 an evaporator vessel is shown in which the new pipe sealing device can be used. This vessel can be a stage of a device for the spontaneous generation of pure water by evaporation of salt water, which in a certain way

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Hinsicht analog einem Verdampfer ist, wie er im einzelnen in der eingangs genannten USA-Patentschrift 3 351 120 beschrieben ist. Das Gefäß hat eine Oberseite 10, einen Boden und senkrechte Trennwände 12 und 13, die gemeinsam eine Verdampf erkamaier 15 bilden. Ein Rohrbündel, bestehend aus im wesentlichen waagerechten Bohren 16, erstreckt sich durch die Kammer 15. Die entgegengesetzten Enden der Bohre 16 sitzen in parallelen Rohrböden 17 und 18, die an den entsprechenden vertikalen Trennwänden 12 und 13 angeschweißt oder auf andere Weise befestigt sind. Die Enden der Bohre l6 in dem Bohrbündel sitzen in in den Rohrboden 17 und 18 vorhandenen Löchern. Hier soll nun die Packung oder Abdichtung der Verbindung zwischen den Enden der Rohre ±6 und den Bohrböden 17 und 18 betrachtet werden, die so beschaffen sein soll, daß sie die unter ^ruck stehende Flüssigkeit im Inneren der Rohre 16 daran hindert, in den einen geringeren Druck aufweisenden Bereich außerhalb der Rohre 16 auszutreten, der die Verdampfungskammer 15 bildet.Respect is analogous to an evaporator, as it is described in detail in the US Pat. No. 3,351,120 mentioned at the beginning. The vessel has a top 10, a bottom and vertical partitions 12 and 13 which together form an evaporator arm 15. A tube bundle consisting of substantially horizontal bores 16 extends through the chamber 15. The opposite ends of the bores 16 sit in parallel tube sheets 17 and 18 which are welded or otherwise attached to the corresponding vertical partitions 12 and 13. The ends of the drill holes 16 in the drill bundle sit in holes in the tubesheet 17 and 18. Here, the packing or sealing of the connection between the ends of the pipes ± 6 and the drill bases 17 and 18 is to be considered, which is to be such that it prevents the under ^ backed liquid inside the pipes 16 from entering the one to exit the lower pressure area outside the tubes 16, which forms the evaporation chamber 15.

Eine Leitung 19 ini oberen Teil der Kammer 15 ist mit mehreren Sprühköpfen 20 zum Versprühen von unreinem Wasser über das verhältnismäßig heiße Rohrbündel ausgestattet. Die auf diese Weise erzeugten Dämpfe oder Brüden aus reinem Wasser können durch eine Öffnung 21 in eine Kammer 22 gelangen und von dort über eine Leitung 23 zu einem nicht dargestellten Kondensator geführt werden, oder die Brüden können dem die Austauscher vorwärmenden Wasser ausgesetzt werden, das in der Kammer 22 sein kann, wie dies bei der Vorrichtung nach der oben genannten Patentschrift geschieht. Wasser, das in der Kammer 15 nicht verdampft, sammelt sich in einem Sumpf 24 am Boden und kann durch ein Rohr 25 abgelassen werden, um im Kreislauf geführt oder beseitigt zu werden. Gewöhnlich erfolgt die Verdampfung in der Kammer 15 bei einem Druck, der unter dem Atmosphärendruck liegt. Die Temperatur des Wassers und der BrüdenA line 19 ini the upper part of the chamber 15 is with equipped several spray heads 20 for spraying impure water over the relatively hot tube bundle. the vapors or vapors generated in this way from pure water can pass through an opening 21 into a chamber 22 and from there via a line 23 to a condenser, not shown, or the vapors can the Exchangers are exposed to preheating water in the Chamber 22 can be, as happens in the device according to the above patent. Water that is in the Chamber 15 does not evaporate, collects in a sump 24 at the bottom and can be drained through a pipe 25 to im To be cycled or eliminated. Usually done the evaporation in the chamber 15 at a pressure below the Atmospheric pressure. The temperature of the water and the vapors

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entspricht bekannterweise dem Druck und liegt bei diesem Ausführungsbeispiel unter dem Siedepunkt des Wassers bei Atmosphärendruck.As is known, corresponds to the pressure and in this embodiment is below the boiling point of water Atmospheric pressure.

Die heißen Brüden bei Drücken in der Nähe oder über dem Atmosphärendruck können durch das Innere der in dem Bündel vorhandenen Rohre 16 geschickt werden,um Wärme zur Verdampfung des auf den Außenflächen der Rohre vorhandenen Wassers zu liefern,, So können beispielsweise heiße Brüden aus einer anderen Stufe über die Leitung 26 in eine Kammer 27 und dann in die offenen Enden der Rohre 16 geführt werden, die auf der Oberfläche des Rohrbodens 18 liegen. Ein großer Teil der heißen Brüden, die durch die Rohre 16 strömen, kondensiert dadurch, daß er Wärme an das Wasser abgibt, das auf die Außenseite der Rohrbündelrohre gesprüht wird. Das reine Kondensat und die nichtkondensierteii Brüden sammeln sich in einer Kammer 28 und können von dort über eine Rohrleitung 29 abgezogen werden, die in eine Kammer 30 mündet. Letztere läßt sich durch eine Rohrleitung 3i entleeren.The hot vapors at pressures near or above atmospheric pressure can pass through the interior of those present in the bundle Tubes 16 are sent to heat for evaporation of the to supply water present on the outer surfaces of the pipes, for example hot vapors from another stage via the line 26 into a chamber 27 and then into the open ends of the tubes 16 which are on the surface of the Tube sheet 18 lie. Much of the hot vapors that flowing through the tubes 16, condenses in that it gives off heat to the water on the outside of the tube bundle tubes is sprayed. The pure condensate and the nichtkondensierteii Vapors collect in a chamber 28 and can be drawn off from there via a pipeline 29 which enters a chamber 30 flows out. The latter can be emptied through a pipe 3i.

Die Druckdifferenz zwischen der Verdampferkammer 15 und dem höheren Druck im Inneren der Rohre 16 macht es erforderlich, daß die Rohre 16 des Bündels in geeigneter Weise in den Rohrböden 17 und 18 abgedichtet werden. Darüberhinaus ist es wichtig, daß die Wirksamkeit der Dichtungen auch unter sich verändernden Druck- und Temperaturbedingungen aufrechterhalten wird« Es ist ferner von Bedeutung für die Rohre 16, daß sie sich während des ursprünglichen Zusammenbaus leicht in die Rohrböden 17 und 18 einbauen und in ihnen abdichten lassen, wobei diese Eigenschaft auch deshalb verlangt wird, damit sich die Rohre leicht ausbauen lassen, wenn die Vorrichtung gewartet wird. Die im folgenden beschriebene neuartige selbstkompensierende Dichtung erfüllt diese und andere Bedingungen.The pressure difference between the evaporator chamber 15 and the higher pressure inside the tubes 16 makes it necessary that the tubes 16 of the bundle in the tube sheets in a suitable manner 17 and 18 are sealed. In addition, it is important that the effectiveness of the seals under changing pressure and temperature conditions is maintained «It is further from Significance for the tubes 16 that they are during the original Assembly can be easily installed in the tube sheets 17 and 18 and sealed in them, this property also therefore it is required so that the pipes can be easily removed, when the device is serviced. The novel self-compensating seal described below fulfills these and others Conditions.

In Fig. 2 sind die Enden zahlreicher Rohre l6 in dem Bündel dargestellt, die in einen typischen Rohrboden 18 enden.In Fig. 2, the ends of numerous tubes l6 are in the Shown bundles ending in a typical tubesheet 18.

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Pig. 3 zeigt ein Beispiel der neuartigen Methode zur Abdichtung der Verbindung zwischen einem einzelnen Rohr 16 und dem Rohrboden 18, Der Rohrboden 18 weist mehrere Löcher auf, beispielsweise das Loch 35, von denen jedes eine Innenschulter 36 besitzt. Ein einzelnes Rohr aus dem Verdampferrohrbündel ist mit dem Bezugszeichen l6 versehen. Die neuartige Dichtung oder Packung ermöglicht nun, daß die Rohrboden 17 und 18 und die Rohre l6 aus unterschiedlichen Metallen hergestellt werden, ohne daß die oben erwähnte schädliche elektrolytische Wirkung eintritt.Pig. Figure 3 shows an example of the novel method of sealing the joint between a single tube 16 and the tube sheet 18, The tube sheet 18 has several holes, for example the hole 35, each of which has an inner shoulder 36. A single tube from the evaporator tube bundle is connected to the Reference number l6 provided. The novel seal or packing now enables the tube sheets 17 and 18 and the tubes l6 from different metals can be produced without the above-mentioned harmful electrolytic effect occurs.

In Fig. 3 ist der neuartige Dichtungseinsatz mit 38 bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Packung oder Dichtung aus einem einfachen Zylinder aus zusammengepreßtem Pasermaterial, das in Gegenwart von Feuchtigkeit quillt. Somit ist die Dichtung 38 während des Einbaus, während dem sie trocken ist, so bemessen, daß sie in des mit der Schulter versehene Loch 35 im Rohrboden 18 eingeschoben^der von Hand eingesteckt werden kann, jedoch nicht eingepreßt zu werden braucht. Das Rohr l6 gleitet in ähnlicher Weise in die innere Bohrung der Dichtung 38, wenn diese trocken ist. Die Sitze sind so beschaffen, daß längs der Innenseite oder Außenseite der zylindrischen Dichtung 38 keine grobe Leckage erfolgt, wenn sie einer anfänglichen Druckdifferenz ausgesetzt werden. Wasser oder Wasserdampf, die auf die Dichtung 38 einwirken, nachdem der Verdampfer in Betrieb gesetzt worden ist, werden jedoch von der Dichtung absorbiert, wodurch diese quillt. Dadurch wird zwischen den Rohren l6 und dem Rohrboden 18 auf die Dauer eine immer festere Abdichtung bewirkt. Die Schulter 36 im Loch 35 verhindert, daß der Einsatz 38 durch den Rohrboden hindurchgedrückt wird, wenn am Anfang Druck einwirkt, und die Schulter unterstützt außerdem das richtige Positionieren des Einsatzes während des Einbaues.The novel sealing insert is denoted by 38 in FIG. 3. In this embodiment the packing or seal consists of a simple cylinder of compressed Fiber material that swells in the presence of moisture. Consequently For example, during installation while the seal 38 is dry, it is sized to fit into the shouldered Hole 35 in the tube sheet 18 is pushed in by hand can be, but does not need to be pressed. The tube l6 slides in a similar manner into the inner bore of the Seal 38 when dry. The seats are made that along the inside or outside of the cylindrical seal 38 there is no gross leakage when one initial pressure difference. Water or steam, acting on the seal 38 after the evaporator Has been put into operation, however, are absorbed by the seal, causing it to swell. This will switch between the Pipes l6 and the tube sheet 18 causes an increasingly tight seal in the long run. The shoulder 36 in the hole 35 prevents the insert 38 is pushed through the tubesheet when initial pressure is applied and the shoulder also provides support correct positioning of the insert during installation.

Man erkennt, daß ein wesentlicher Vorteil dieses Dichtungsoder Packungstyps darin liegt, daß die Löcher 35 weder unter It can be seen that a significant advantage of this type of seal or packing is that the holes 35 are neither under

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Einhaltung enger Maßtoleranzen hergestellt werden müssen, noch bei der Herstellung mit einer besonders guten Oberfläche versehen werden müssen, da der Dichtungseinsatz 38 sich um etwa 50 bis 7O/IOOO mm ausdehnen kann, um sich an Unregelmäßigkeiten anzupassen, falls dies erfordeüch ist. Tatsächlich absorbiert die Dichtung Feuchtigkeit und quillt solange, bis sie eine bestimmte innere Druckspannung entwickelt hat und alle Unregelmäßigkeiten aufnimmt.Compliance with tight dimensional tolerances must be manufactured, yet must be provided with a particularly good surface during manufacture, since the sealing insert 38 is about Can expand 50 to 70/10000 mm in order to deal with irregularities adapt if necessary. Actually absorbed the seal moisture and swells until it has developed a certain internal compressive stress and all irregularities records.

Beispielsweise wird die Dichtung in Verbindung mit einem Rohr 16 verwendet, dessen Außendurchmesser 19 mm beträgt, und mit einem Dichtungseinsatz 38, dessen Innendurchmesser 19,8 und Außendurchmesser 21,1 mm betragen. Somit ist die Dichtungswand 1,2 mm dick. Das Rohrbodenloch 35 hat einen Durchmesser von 21,6 mm. Andere größere oder kleinere Rohre und Rohrbödenlöcher erfordern die Verwendung von Dichtungen bzw. Packungen mit entsprechend dickeren oder dünneren Wänden.For example, the seal is used in connection with a pipe 16, the outer diameter of which is 19 mm, and with a sealing insert 38, the inner diameter of which is 19.8 and the outer diameter of 21.1 mm. Thus the sealing wall is 1.2 mm thick. The tube sheet hole 35 has a diameter of 21.6 mm. Other larger or smaller tubes and tube sheet holes require the use of seals or packings with correspondingly thicker or thinner walls.

In Fig. k ist ein anderer Vorschlag zur Abdichtung eines Rohres l6 in einem Rohrboden 18 mit einem quellbaren Dichtungseinsatz 38 dargestellt. In diesem Fall hat das Rohrbodenloch 35 eine abgeschrägte ringförmige Schulter 36' anstelle einer eckigen Schulter, wie sie bei 36 in Fig. 1 dargestellt ist. Die abgeschrägte Schulter 36' verbessert die Abdichtung dadurch, daß sie eine Keilwirkung entwickelt, wenn der Dichtungseinsatz 38 von der Innenseite des Rohres l6 aus Druck ausgesetzt wird, der dann bestrebt ist, die Dichtung bezogen auf Fig_e k nach rechts zu drücken.In Fig. K, another proposal is presented for sealing a pipe l6 in a tube plate 18 with a swellable seal insert 38. In this case, the tubesheet hole 35 has a tapered annular shoulder 36 'instead of an angular shoulder as shown at 36 in FIG. The tapered shoulder 36 'improves the seal in that it develops a wedge effect when the seal insert 38 is exposed from the inner side of the pipe l6 from pressure which is then committed, the seal with respect to FIG _e k to push to the right.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der neuartigen, sich selbst anpassendeu Dichtung bzw. Packung dargestellt, die mit 40 bezeichnet ist. Diese Dichtung ist mit einem Flanschten k\ versehen, der das Positionieren der Dichtung in der Mitte des Rohrbodens begünstigt, bevor das Rohr l6 In ihn eingesetzt wird,Referring now to Fig. 5, there is shown another embodiment of the novel self-adapting seal or packing designated 40. This seal is provided with a flange k \ , which favors the positioning of the seal in the center of the tube sheet before the tube l6 is inserted into it,

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und der außerdem verhindert, daß die Dichtung, während sie quillt und sich seihst befestigt, nach rechts gedrückt wird. Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung wird als erster Einbau-Schritt das Rohr ±6 durch das Loch 35 gesteckt und dann die Dichtung 40 über das Rohr geschoben und in das Loch 35 eingeführt, wobei der Flansch 41 verhindert, daß die Dichtung zu weit durch das Loch 35 hindurehrutseht.and which also prevents the gasket from being pushed to the right as it swells and attaches itself. In the arrangement shown in FIG. 5, the first installation step is to insert the pipe ± 6 through the hole 35 and then the seal 40 is pushed over the pipe and inserted into the hole 35, the flange 41 preventing the seal from being too far look through hole 35.

Eine andere Anwendungsmögliehkeit der neuartigen Dichtung ist in Fig. 6 dargestellt. In diesem Fall weist das abzudichtende Rohr l6^! keinen glatten und runden Querschnitt auf, sondern ist innen und außen mit Auskehlungen oder Nuten versehen. Beispielsweise kann ein Rohr ±6^J, dessen Durchmesser 25,4 mm beträgt, etwa 22 bis 24 solcher Auskehlungen oder Muten aufweisen, die etwa 1 mm tief sind« Ein 3—Zoll-Rohr kann etwa 60 derartige Nuten aufweisen. Die Außenseite der Dichtung 38 * kann, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zylindrisch sein, so daß sie sich der Form nach an ein kreisförmiges Loch 35* im Rohrboden 18 anpaßt. Die Innenbohrung der Dichtung 38 * kann anfänglich kreisrund oder im wesentlichen kreisrund sein und anfänglich eng um das FlüssigkeitsroJhr i6^J passen. Die Dichtung 38* kann mit einem Flansch der in Fig, 5 gezeigten ^ rt versehen sein, oder das Loch 35* kann eine Innenschulter aufweisen, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, die die Dichtung zurückhält. Eine wirksame Abdichtung wird zwischen der Innenseitenöffnung der Dichtung 38' und der Außenseite des Rohres 16* mit Hilfe des Dichtungsmaterials erreicht, das während der Benutzung des Verdampfers eine erhebliche Feuchtxgkeitsmenge absorbiert und dadurch quillt und sieh an die genutete Rohroberfläche auf diese Weise anpaßt, so dafl die Sitzfläche der Dichtung der Rohrform entspricht.Another possible application of the novel seal is shown in FIG. In this case, the pipe to be sealed l6 ^! does not have a smooth and round cross-section, but is provided with grooves or grooves inside and outside. For example, a tube ± 6 ^J, whose diameter is 25.4 mm, about 22 to 24 have such grooves or muting, which is about 1 mm deep are "A 3-inch pipe may have approximately 60 such grooves. As can be seen from the drawing, the outside of the seal 38 * can be cylindrical so that its shape adapts to a circular hole 35 * in the tube sheet 18. The internal bore of seal 38 * may initially be circular or substantially circular and initially fit closely to the FlüssigkeitsroJhr i6 ^J. The seal 38 * can be flange-mounted as shown in Fig. 5, or the hole 35 * can have an internal shoulder, as shown in Figs. 3 and 4, which retains the seal. An effective seal is achieved between the inside opening of the seal 38 'and the outside of the pipe 16 * with the aid of the sealing material, which absorbs a considerable amount of moisture while the evaporator is in use and thereby swells and adapts to the grooved pipe surface in this way, so that the seat of the seal corresponds to the shape of the tube.

Die in den Fig. 3 Ms 6 dargestellten Dichtungskonfigurationen bestehen hauptsächlich aus organischen oderThe seal configurations shown in FIG. 3 Ms 6 consist mainly of organic or

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Zellulosematerialien, beispielsweise Papierfasern. Dicht gepacktes Papier, das mit einer geringen Menge wasserunlöslichen Harzes oder tierischen Leimes imprägniert ist, ist für den hier vorgesehenen Zweck brauchbar. Andere Materialien zur Herstellung der Dichtung bzw. Packung sind zellulosegefüllte Harze und mit Harzen beschichtete Fasern, beispielsweise Nylon, Zelluloseazetat und Epoxydharze. Zylindrische Dichtungen, die aus handelsüblichen, vulkanisierten Faserrohren ausgeschnitten oder auf andere Weise aus diesem Material hergestellt werden, eignen sich für den obigen Zweck besonders gut. Grundsätzlich wird hier also irgendein dichtgepacktes, faserförmiges Material als Rohrdichtung benutzt, die eine gewisse Affinität zu Flüssigkeit hat und quillt oder schwillt, um eine wirksame Abdichtung zu erzeugen, sobald sie der Flüssigkeit oder ihren Dämpfen ausgesetzt wird. Wie dargestellt worden ist, läßt sich die neuartige Dichtung für Hohre verwenden, und zwar unabhängig von deren Querschnittsform oder Größe. Die Zellulose- oder Papierpackungen bzw, -dichtungen eignen sich gut für eine Verwendung bei Temperaturen bis zu etwa 121° C und bei niedrigen Drücken bis zu etwa 0,7 kp/cmCellulosic materials such as paper fibers. Tightly packed Paper that is impregnated with a small amount of water-insoluble resin or animal glue is intended for this purpose Purpose useful. Other materials for making the seal are cellulose-filled resins and with Resin coated fibers such as nylon, cellulose acetate and epoxy resins. Cylindrical seals made from commercially available, Vulcanized fiber tubes cut out or otherwise made from this material are suitable especially good for the above purpose. Basically, any tightly packed, fibrous material is used here as a pipe seal which has some affinity for liquid and swells or swells to create an effective seal once exposed to the liquid or its vapors. As has been shown, the novel seal for Hohre regardless of their cross-sectional shape or size. The cellulose or paper packs or seals are well suited for use at temperatures up to about 121 ° C and at low pressures up to about 0.7 kgf / cm

Die verschiedenen Ausführungsformen der neuartigen Rohrdichtung, wie sie im obigen beschrieben wurden, erleichtern die Montage, Demontage und Wartung von Verdampfer-Kondensator-Rohrbündeln. Während des ursprünglichen Zusammenbaus lassen sich die Rohre in dem Rohrboden in einem Gleitsitz anordnen, ohne daß dafür irgendwelche Spezialwerkzeuge notwendig sind. Sie brauchen auch nicht festgezogen zu werden. Durch Absorption von Feuchtigkeit und Quellen der Dichtung wird die Abdichtung bewirkt. Die Rohre lassen sich leicht aus den Rohrböden zu Wartungszwecken oder auch immer dann, wenn eine Demontage zwecks Reinigung der Rohre verlangt wird, herausziehen·The various embodiments of the novel pipe seal as described above facilitate the assembly, disassembly and maintenance of evaporator-condenser tube bundles. During the initial assembly, the tubes can be slid into place in the tube sheet, without the need for any special tools. They don't even need to be tightened. By absorption the seal is effected by moisture and swelling of the seal. The tubes can be easily removed from the tube sheets Pull out for maintenance purposes or whenever dismantling to clean the pipes is required.

Ein wichtiges Merkmal der neuartigen, nichtmetallischen Dichtung oder Packung ist darin zu sehen, daß sie als IsolierungAn important feature of the novel, non-metallic seal or packing is to be seen in the fact that it acts as insulation

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zwischen den Rohren und dein Rohrboden dient. Eine Leitung von Metallionen zwischen den ungleichen Metallen des Rohrboden und der Rohre wird deshalb verhindert, so daß elektronische Korrosion auf diese Weise verringert wird. between the tubes and your tube sheet. One line of metal ions between the dissimilar metals of the tube sheet and the tubes is therefore prevented, so that electronic corrosion is reduced in this way.

Die Verwendung der neuartigen Dichtung bringt eine Reduzierung der Maschinenbearbeitungskosten mit sich, da enge Dimensionstoleranzen und sehr gut fertigbearbeitete Oberflächen nicht verlangt werden_c Trotzdem weist die Dichtung während des Einsatzes bessere Abdiehtungseigensehaften auf»The use of the new type of seal results in a reduction in the _{machining costs, as tight dimensional tolerances and very well finished surfaces are not required c} Nevertheless, the seal has better sealing properties during use »

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Claims

PATENT CLAIMS

1. A film evaporator having a chamber in which impure water is sprayed onto a bundle of substantially horizontal heat exchange tubes to generate water vapor which can then be passed through the tubes at a pressure higher than that in the chamber, with the ends the pipes which receive the hot steam, extend into a host apertured tube sheets, mr really a difference in vapor pressure between de ^ ^D opposite sides, characterized in that for sealing of the tubes (l6, 16 *) in the tube plates (17 »18) a fibrous sealing insert (38, 38 ', 40) is used, which surrounds the pipe (16, 16 ^f ) and the space in the dry state between it and a hole (35 »35') in the pipe sheet (17, 18) fills tightly and absorbs water and thereby swells, so as to strengthen the seal between the pipe and the pipe sheet.

2, film evaporator according to claim 1, characterized by a shoulder (36, 36 ') which extends in the radial direction inside the tube sheet hole (35 | 35 ¹ ) and serves to prevent the seal (38, 38') from moving move in the direction in which they are subjected to pressure before swelling prevents the seal from moving.

3β film evaporator according to claim 1, characterized in that that the seal (40) is tubular and at one end has an outwardly extending in the radial direction Has flange (41) which is larger than the tube sheet hole (35) and serves to the seal on a Prevent movement in the direction in which pressure is applied before the seal is allowed to move Swelling is prevented.

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k »film evaporator according to claim 1, characterized in that the seal (38, 38 ^1, 40) hesteht of paper.

5. Film evaporator according to claim I _9, characterized in that the seal (38, 38 ·, ^ O) is made of cellulose material.

6, film evaporator according to claim 1, characterized in that the seal (38, 38 ^f , hO) is made of cellulose material which is impregnated with water-insoluble resin «,

7. Film evaporator according to claim 1, characterized in that the seal (38, 38 ^f ₉ 4ö) is made of vulcanized fibers.

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