DE3102704A1 - Process for the production of a tube-bundle cross-flow heat exchanger and a tube-bundle cross-flow heat exchanger produced by the process - Google Patents
Process for the production of a tube-bundle cross-flow heat exchanger and a tube-bundle cross-flow heat exchanger produced by the processInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung eines Rohrbündel-Kreuz- Process for the production of a tube bundle cross
stromwärmetauschers und Rohrbündel-Kreuzstromwärmetauscher, hergestellt nach dem Verfahren Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrbündel-Kreuzstromwärmetauschers und ein nach dem Verfahren hergestellter Rohrbündel-Kreuzstromwärmetauscher, insbesondere ein Verfahren zur Befestigung der Rohre in der Lochblechen des Gehäuses des Wärmetauschers, wobei in einem ersten Verfahrensschritt jedes Rohr durch eine dem Ronr-Aussendurchmesser angepasste Bohrung des Lochbleches gesteckt wird. flow heat exchanger and shell-and-tube cross-flow heat exchanger according to the method The invention is a method for producing a Shell-and-tube cross-flow heat exchanger and a shell-and-tube cross-flow heat exchanger manufactured according to the method, in particular a method for fastening the tubes in the perforated metal sheets of the housing of the heat exchanger, wherein in a first process step each tube by a The hole in the perforated plate adapted to the outer diameter of the Ronr is inserted.
In bekannter Weise dienen Rohrbünd21-Kreuzstromwärmetauscher zum Wärmeaustausch zwischen zwei verschiedenen Arbeitsmedien. In a known manner, Rohrbünd21 cross-flow heat exchangers are used for Heat exchange between two different working media.
Ein erstes, reines Arbeitsmedium, z.B. Frischluft oder Wasser, wird durch die Rohre des Kreuzstromwärmetauschers geführt, wobei die einzelnen Rohre zu Rohrbündeln zusammengefasst sind, und abdichtend sowie druckdicht in oberen und unterenLochblechen im Gehäuse des Wärmetauschers gehalten sind. A first, pure working medium, e.g. fresh air or water, is passed through the tubes of the cross-flow heat exchanger, the individual tubes are combined into tube bundles, and sealing and pressure-tight in upper and lower perforated plates are held in the housing of the heat exchanger.
Im Zwischenraum zwischen den Lochblechen fliesst im Kreuzstrom zum erstgenannten Arbeitsmedium ein zweites, aufgeheiztes Arbeitsmedium, z.B. Rauchgase ,mit einer Temperatur von bespielsweise 2500 C. Die Rauchgase umströmen die Rohre, kühlen sich dabei ab, und kondensieren, wobei hochaggressive Säuren e ekstehen, wie z.B. Flußsäure oder Schwefelsäure. In the space between the perforated sheets flows in a cross flow to the the first-mentioned working medium a second, heated working medium, e.g. flue gases , with a temperature of, for example, 2500 C. The flue gases flow around the pipes, cool down and condense, with highly aggressive acids e ek, such as hydrofluoric acid or sulfuric acid.
Es kommt nun darauf an, die Abdichtung zwischen den Rohren und den Lochblechen so druckdicht zu gestalten, daß es dem aggressiven Arbeitsmedium nicht möglich ist, durch die Loch.-bleche nach aussen zu entweichen und die Umgebung zu verschmutzen. An die Abdichtung werden daher besonders hohe Anforderungen hinsichtlich der Temperaturbeständigkeit und der Säurebeständigkeit gestellt. It now depends on the seal between the pipes and the Make perforated sheets so pressure-tight that it is not exposed to the aggressive working medium it is possible to escape to the outside through the perforated sheets and the environment to pollute. Particularly high requirements are therefore placed on the seal in terms of the temperature resistance and the acid resistance.
Bisher hatte man dieses Problem dadurch gelöst, indem man jedes Rohr des Rohrbündels durch eine dem Rohr-Außendurchmesser angepasste Bohrung des Lochbleches gesteckt hatte, und den sich zwischen dem Außendurchmesser des Rohres und dem Innendurchmesser der Bohrung ergebenden Zwischenraum mit einer plastisch erhärtenden Silikon-Kunststoffmasse ausgefüllt hatte. Previously this problem had been solved by cutting every pipe of the tube bundle through one of the tube's outer diameter customized The hole in the perforated sheet and which is located between the outer diameter of the pipe and the inner diameter of the bore resulting gap with a had filled plastically hardening silicone plastic compound.
Die Kunststoffmasse wurde hierbei durch Kapilarwirkung in den Ringspalt zwischen dem Aussendurchmesser des Rohres und dem Innendurchmesser der Bohrung hineingezogen und ergab eine ausgezeichnete Abdichtung, die wegen ihrer elastischen Gestaltung auch gut die durch Temperaturänderungen gegebenen Längenänderungen des jeweiligen Rohres aufzunehmen vermochte.The plastic compound was here by capillary action in the annular gap drawn in between the outer diameter of the pipe and the inner diameter of the bore and gave an excellent seal because of its resilient design also good the changes in length of the respective given by temperature changes Rohres was able to absorb.
Dieses bekannte Verfahren - welches auf den gleichen Anmelder zurückgeht - ist jedoch relativ kostenaufwendig, weil es eines Vergießprozesses bedarf.This known method - which goes back to the same applicant - is however relatively expensive because it requires a potting process.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung der Vorteile des bekannten Verfahrens eine kostengünstigere Herstellung, insbesondere eine kostengünstigere Abdichtung eines eingangs genannten KreuzstromwCirmetauschers erreicht wird.The present invention has set itself the task of a method of the type mentioned so that while maintaining the advantages of the known method a more cost-effective production, in particular a more cost-effective one Sealing of an initially mentioned KreuzstromwCirmetauschers is achieved.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß a) in einem ersten Verfahrensschritt zumindest der innere Umfangsrand der Bohrung im Lochblech mit einer Manschette ausgekleidet wird, daß hi in dem zweiten Verfahrensschritt das Rohr durch die Manschette gesteckt wird, und daß c) in einem dritten Verfahrensschritt das Rohr im Bereich der oberen und unteren Kante der Bohrung des Lochbleches mit einem Aufweitwerkzeug radial auswärts in Richtung verformt wird.To solve the problem, the invention is characterized in that that a) in a first process step at least the inner peripheral edge of the bore is lined in the perforated plate with a sleeve that hi in the second process step the tube is inserted through the sleeve, and that c) in a third process step the pipe in the area of the upper and lower edge of the hole in the perforated plate is deformed radially outward in the direction of an expansion tool.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß die Verwendung einer plastisch aushärtenden Vergußmasse, wie z.B. ein Silikon-Kautschuk, entfällt und daß stattdessen zur Abdichtung des Ringspaltes zwischen dem Aussendurchmesser des Rohres und dem Innendurchmesser der Bohrung eine Manschette verwendet wird, die den Ringspalt sehr stark verkleinert, wonach nachfolgend das Rohr von seinem Innenumfang her mit einem mechanischen Aufweitwerkzeug radial auswärts verformt wird, so daß Sicken oder Aufbördelungen am Rohr eingeformt werden, die sich im Bereich der Kanten der Manschette abdichtend an die Manschette anlegen.An essential feature of the present invention is that the Use of a plastically hardening casting compound, such as a silicone rubber, omitted and that instead to seal the annular gap between the outside diameter of the pipe and the inside diameter of the bore a sleeve is used, which greatly reduces the annular gap, which is then followed by the Tube radially outwards from its inner circumference with a mechanical expansion tool is deformed so that beads or flares are formed on the pipe, the Apply a seal to the cuff in the area of the edges of the cuff.
Es wird also zunächst eine radial auswärts gegen die Manschette gerichtete Kraft erzeugt, die - nachdem diese Kraft auf die Kanten derManschette gerichtet ist - auch zu einer Längenänderung im Sinne einer Schrumpfung und damit Dicken zunahme der Manschette führt, so daß die Manschette zwischen den beiden an den Kanten ansetzenden Aufbördelungen des Rohres zusammenzieht, in der Dicke zunimmt und sich dadurch kraft-und formschlüssig einerseits an den Innenumfang der Bohrung des Lochbleches und andererseits an den Aussenumfang des Rohres anlegt.So it is first a radially outwardly directed against the cuff Force generated - after this force is directed to the edges of the cuff is - also to a change in length in the sense of a shrinkage and thus an increase in thickness of the cuff so that the cuff is positioned between the two at the edges Flaring of the pipe contracts, increases in thickness and thereby force and form-fitting on the one hand to the inner circumference of the hole in the perforated plate and on the other hand applied to the outer circumference of the pipe.
Die mechanische Verformung des Rohres radial auswärts durch Erzeugung von Aufbördelungen oder Sicken kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Zunächst kann ein mechanisches Aufweitwerkzeug, wie z.B. ein Rollwerkzeug, verwendet werden, das am Innenumfang des Rohres umläuft und dort eine radial auswärts gerichtete Sicke erzeugt. Ebenso kann die Verformung des Rohres hydraulisch mit Hilfe eines Hydraulik-Werkzeuges erfolgen, das in das Innere des Rohres eingeführt wird, und das im Bereich der gewünschten Sicken unter Druck gesetzt wird, wobei es sich radial auswärts verformt und damit gleichzeitig auch die radial auswärts gerichteten Sicken am Innenumfang des Rohres erzeugt.The mechanical deformation of the pipe radially outwards by generation of flares or beads can be done in different ways. First of all, can a mechanical expanding tool such as a rolling tool can be used, the runs around the inner circumference of the tube and there a radially outwardly directed bead generated. The deformation of the pipe can also be carried out hydraulically with the aid of a hydraulic tool done, which is introduced into the interior of the tube, and that in the area of the desired Bead is put under pressure, whereby it is deformed radially outwards and thus at the same time also the radially outwardly directed beads on the inner circumference of the tube generated.
Eingangs wurde erwähnt, daß der Zwischenraum zwischen dem oberen Lochblech und dem unteren Lochblech des Gehäuses des Wärmetauschers von einem aggressiven Medium durchströmt wird, welches die Rohrbündel in zirkularer Richtung umströmt.At the beginning it was mentioned that the space between the upper perforated plate and the lower perforated plate of the housing of the heat exchanger from an aggressive Medium is flowed through, which flows around the tube bundle in a circular direction.
Damit das Material der Kunststoff-Manschette kostengünstig gewählt werden kann, ist es hierbei vorgesehen, daß dieses Kunststoffmaterial selbst nicht säurebeständig zu sein braucht.So that the material of the plastic sleeve is chosen inexpensively can be, it is provided here that this plastic material itself is not needs to be acid-resistant.
Zu diesem Zweck ist es nach der Erfindung entsprechend dem Anspruch 2 vorgesehen, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Verfahrensschritt zumindest der innere Umfangsrand der Manschette und die gesamte eine Fläche des Lochbleches mit einer Tiefziehfolie abgedeckt wird.To this end it is according to the invention as claimed 2 provided that between the first and the second process step at least the inner peripheral edge of the sleeve and the entire one surface of the perforated plate is covered with a thermoforming film.
Zwischen dei Aussenumfang des Rohres und def Innenumfang der Manschette wird also eine Tiefziehfolie gelegt, die auch die gesamte eine Fläche des Lochbleches überzieht, so daß das Lochblech aufgrund des Überzugs mit der Tiefziehfolie sowie die Manschette gegen die Einwirkung des aggressiven Mediums geschützt ist.Between the outer circumference of the pipe and the inner circumference of the sleeve So a deep-drawing film is placed, which also covers the entire surface of the perforated sheet coated so that the perforated plate due to the coating with the deep-drawing film as well the cuff is protected against the effects of the aggressive medium.
In der deutschen Patentanmeldung N.N.... , zu der das Zusatzverhältnis nach dem Gegenstand des Anspruches 3 erklärt wird, ist erwähnt, daß zum Schutz des Rohres gegen das aggressive Arbeitsmedium dieses Rohr aus einem inneren Metallrohr besteht, das an seinem Aussenumfang kraft- und formschlüssig mit einem Kunststoffrohr überzogen ist.In the German patent application N.N ...., to which the additional ratio is explained according to the subject matter of claim 3, it is mentioned that to protect the Tube against the aggressive working medium of this tube from an inner metal tube consists, which on its outer circumference non-positively and positively with a plastic tube is covered.
Das Kunststoffrohr bestand in einer bevorzugten Ausführungsform aus Polytetrafluoräthylen.In a preferred embodiment, the plastic pipe consisted of Polytetrafluoroethylene.
Die Umkleidung des Rohres mit einem Kunststoffrohr dient auch zur verbesserten Abdichtung zwischen dem Aussenumfang eines so gebildeten Rohres und dem Innenumfang der Manschette.The sheathing of the pipe with a plastic pipe is also used improved sealing between the outer circumference of a tube formed in this way and the inner circumference of the cuff.
Das Kunststoffmaterial des Kunststoffrohres verformt sich teilweise plastisch, und teilweise elastisch, und legt sich so abdichtend an die Tiefziehfolie an - sofern diese verwendet wird - und sofern die Tiefziehfolie nicht verwendet wird - abdichtend an den Innenumfang der Manschette.The plastic material of the plastic pipe is partially deformed plastic, and in some cases elastic, and thus seals itself against the deep-drawing film on - if this is used - and if the deep-drawing film is not used - sealing to the inner circumference of the cuff.
Auf die diesbezügliche Offenbarung zur Herstellung eines Rohres,bestehend aus einem inneren Metallrohr , an dessen Aussenumfang kraft- und formschlüssig dieses Kunststoffrohr anliegt, wird auf die diesbezügliche Offenbarung der eingangs erwähnten, deutschen Patentanmeldung N.N.... bezug genommen.On the related disclosure for the production of a pipe, consisting from an inner metal tube, on the outer circumference of which it is positively and non-positively Plastic pipe is applied, reference is made to the relevant disclosure of the aforementioned, German patent application N.N .... referenced.
Diese Offenbarung wird vollinhaltlich zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemacht.This disclosure becomes the subject of the present in its entirety Invention made.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Manschette als Ring ausgebildet, der dichtend am inneren Umfangsrand der Bohrung des Lochbleches anliegt, wobei an den Stirnseiten dieses Ringes werkstoffeinstückig Ringe größeren, radialen Durchmessers angeformt sind. Es wird hierbei bevorzugt, wenn der Ring einer Stirnseite einen geringeren Durchmesser hat, als der Ring der gegenüberliegenden Stirnseite, wobei der Ring geringeren Durchmessers eine Abkröpfung au -weist, so daß zur Befestigung der Manschette in der Bohrung des Lochbleches diese Manschette in axialer Richtung gegen die Bohrung geführt wird, und sich der Ring kleineren Durchmessers radial einwärts elastisch verbiegt und beim Durchstossen der Manschette durch die Bohrung der obere, Ring kleineren Durchmessers sich elastisch auswärts verbiegt und über dem Bohrungsrand des Lochbleches einschnappt.In a preferred embodiment, the cuff is designed as a ring, which rests sealingly on the inner peripheral edge of the hole in the perforated plate, with on the end faces of this ring made of one piece of material rings of larger, radial diameter are molded. It is preferred here if the ring has an end face has a smaller diameter than the ring of the opposite end face, whereby the smaller diameter ring has a bend so that it can be fastened the sleeve in the hole in the perforated plate, this sleeve in the axial direction is guided against the bore, and the ring of smaller diameter is radially inwardly bends elastically and when piercing the sleeve through the hole the upper, smaller diameter ring flexes elastically outwards and over snaps into the edge of the hole in the perforated plate.
Die Manschette dient also als Verletzungsschutz für die Tiefziehfolie - sofern diese Tiefziehfolie verwendet wird - und als Verletzungsschutz für den Aussenumfang des Rohres - sofern eine Tiefziehfolie nicht verwendet wird. Die Manschette schützt also die obere und untere, umlaufende Kante der Bohrung 14.The cuff thus serves as an injury protection for the deep-drawing film - if this deep-drawing film is used - and as protection against injury for the Outer circumference of the pipe - if a deep-drawing film is not used. The cuff thus protects the upper and lower, circumferential edge of the bore 14.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprache untereinander.The subject matter of the present invention does not result only from the subject matter of the individual claims, but also from the combination the individual patent address to each other.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte, räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All information and characteristics disclosed in the documents, in particular the spatial training shown in the drawings are considered essential to the invention claimed insofar as they are individually or in combination compared to the prior art are new.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.In the following, the invention will be described on the basis of only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail. Here go from the drawings and their Description of further features and advantages of the invention that are essential to the invention.
Es zeigen: Fig. 1: schematisiert gezeichnete, perspektivische Ansicht eines Kreuzstromwärmetauschers; Fig. 2: Draufsicht auf die Stirnseite des Kreuzstromwärmetauschers nach Fig. 1; Fig. 3: Draufsicht auf das obere Lochblech des Gehäuses des Wärmetauschers; Fig. 4: Draufsicht auf das untere Lochblech des Wärmetauschers; Fig. 5: halbierter Vertikal-Schnitt durch die obere Befestigung eines Rohres im Lochblech mit Darstellung eines nichtaufgeweiteten Rohres und Darstellung eines aufgeweiteten Rohres; Fig. 6: Draufsicht auf eine Manschette nach Fig. 5.They show: FIG. 1: a schematically drawn perspective view a cross-flow heat exchanger; Fig. 2: Top view of the end face of the cross-flow heat exchanger according to Fig. 1; 3: a plan view of the upper perforated plate of the housing of the heat exchanger; 4: top view of the lower perforated plate of the heat exchanger; Fig. 5: halved Vertical section through the upper fastening of a pipe in the perforated plate with illustration an unexpanded tube and illustration of an expanded tube; Fig. 6: Top view of a cuff according to FIG. 5.
Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Wärmetauscher 1 weist einGehäuse 2 auf, in dem zwei Rohrbündel 7,8 eingesetzt und gehaltert sind. Die aufzuwärmende Frischluft oder das aufzuheizende, flüssige Medium strömt in Pfeilrichtung 5 von unten her kommend durch die Rohre 9 der Rohrbündel 7,8 hindurch und verlässt oben durch die Austrittsöffnung 4 die Rohrbündel 7,8.The heat exchanger 1 shown in Figures 1 and 2 has a housing 2, in which two tube bundles 7,8 are inserted and held. The one to be warmed up Fresh air or the liquid medium to be heated flows in the direction of arrow 5 from Coming from below through the tubes 9 of the tube bundle 7, 8 and leaves the top through the outlet opening 4, the tube bundle 7, 8.
Die abzukühlenden Rauchgase treten in Pfeilrichtung 6 in die Eintrittsöffnung 3 des Wärmetauschers 1 ein, und umschliessen die Rohrbündel 7,8. Es kommt dabei zu einer Kondensation der Rauchgase und zur Entstehung von aggressiven Säuren an den Aussenseiten der Rohre 9 der Rohrbündel 7,8.The flue gases to be cooled enter the inlet opening in the direction of arrow 6 3 of the heat exchanger 1, and enclose the tube bundle 7,8. It comes with it condensation of the flue gases and the formation of aggressive acids the outer sides of the tubes 9 of the tube bundle 7.8.
Um eine kogstengünstige Abdichtung zwischen den jeweiligen Rohren 9 der Rohrbündel 7,8 und den zugeordneten, oberen und unteren Lochblechen 13 (vergl. Figuren 3 und 4) zu erreichen, wird das nachfolgend beschriebene Befestigungsverfahren verwendet.About a cost-effective seal between the respective pipes 9 of the tube bundle 7, 8 and the associated upper and lower perforated plates 13 (cf. Figures 3 and 4) to achieve becomes the one described below Fastening method used.
In den Figuren 3 und 4 ist jeweils das obere und das untere Ende der Rohre 9 gezeigt, wobei die Rohre 9 mit Hilfe von Manschetten 17 abdichtend in dem oberen Lochblech 13 (vergl. Fig. 3) und in dem unteren Lochblech 13 (vergl. Fig. 4) eingesetzt sind.In Figures 3 and 4, the upper and lower ends of the Tubes 9 shown, the tubes 9 with the help of collars 17 sealingly in the upper perforated plate 13 (see. Fig. 3) and in the lower perforated plate 13 (see. Fig. 4) are used.
Im Zwischenraum zwischen dem oberen und dem unteren Lochblech 13 befindet sich der Arbeitsraum 22, in dem das aggressive Arbeitsmedium (z.B. RAuchgase ) Rohre 9 zirkular umströmt.Located in the space between the upper and the lower perforated plate 13 The working space 22, in which the aggressive working medium (e.g. smoke gases) pipes 9 flows around it in a circular manner.
Zunächst sei darauf hingewiesen, daß es in einer bevorzugtel Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gemäss dem Ar.spr~ch 3 bevorzugt wird, wenn das Rohr 9 aus einem Metallrohr ;0 und einem das Metallrohr 10 umgebenden Kunststoffme-. - 11 besteht.First of all, it should be noted that it is in a preferred embodiment of the present invention according to Ar.spr ~ ch 3 is preferred if the pipe 9 from a metal tube; 0 and a plastic material surrounding the metal tube 10. - 11 exists.
Diese Auführungsform dient bei der Verwendung eines Wärmetauschers 1 für aggressive Arbeitsmedien, die in Pfeilrichtung 6 einströmen.This embodiment is used when using a heat exchanger 1 for aggressive working media flowing in in the direction of arrow 6.
In einer anderen Ausführungsform ist es jedoch vorgesehen, das Rohr 9 lediglich aus einem Metallrohr, z.B. einem Aluminiumrohr, herzustellen, wenn ein solches Arbeitsmedium verwendet wird, welches das Aluminiummaterial des Rohres 9 nicht angreift.In another embodiment, however, it is provided that the pipe 9 can only be made from a metal pipe, e.g. an aluminum pipe, if a such a working medium is used, which is the aluminum material of the pipe 9 does not attack.
Im folgenden wird jedoch ein zweimanteliges Rohr 9 beschrieben, welches aus einem Metallrohr 10 und einem Kunststoffmantel 11 besteht, obwohl unter den Schutzgedanken der vorliegenden Erfindung auch die einmantelige Ausführung eines Rohres 9 fällt.In the following, however, a two-jacket pipe 9 is described which consists of a metal tube 10 and a plastic jacket 11, although under the Protective concept of the present invention also includes the single-shell design of a Tube 9 falls.
In Fig. 5 ist der Schnitt durch eine Befestigung einesRohres 9 innerhalb einer Bohrung 14 eines Lochbleches 13 gezeigt.In Fig. 5 is the section through an attachment of a pipe 9 within a hole 14 of a perforated plate 13 is shown.
Es ist nur die rechte Hälfte dieser Befestigta gezeigt, weil das Rohr rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 31 ist.Only the right half of this fastening is shown because the tube is rotationally symmetrical to the axis of rotation 31.
Zunächst wird auf den inneren Umfangsrand 12 der Bohrung 14 im Lochblech 13 die in Fig. 5 und 6 dargestellte Manschette 17 eingeklippt. Die Manschette 17 besteht hierbei aus einem Kunststoffmaterial, z.B. Polytetrafluoräthylen; sie kann aber auch aus einem anderen Kunststoffmaterial bestehen.First, on the inner peripheral edge 12 of the hole 14 in the perforated plate 13, the sleeve 17 shown in FIGS. 5 and 6 is clipped in. The cuff 17 consists of a plastic material, e.g. polytetrafluoroethylene; she can but also consist of another plastic material.
In einer erstenAusführungsform ist es vorgesehen, daß die Manschette 17 lediglich aus einem elastisch sich verformenden Kunststoffmaterial besteht, wodurch eine gute Abdichtungswirkung erzielt wird. In einer zweiten Ausführungsform ist es hingegen vorgesehen, daß die Kunststoffmanschette auch noch zusätzlich ein Kaltfließvermögen aufweist, so daß bei einer radialen Auswärtsverformung des Rohres 9 - die später beschrieben wird -es zu einer elastischen und einer teilweise damit verbundenen plastischen Verformung der Kunststoffmanschette 17 kommt, wodurch die Abdichtwirkung noch zusätzlich erhöht wird.In a first embodiment it is provided that the cuff 17 consists only of an elastically deforming plastic material, whereby a good sealing effect is achieved. In a second embodiment is on the other hand, it is provided that the plastic sleeve also has additional cold flow properties has, so that with a radial outward deformation of the tube 9 - the later is described -it is an elastic and a partially connected plastic deformation of the plastic sleeve 17 comes, whereby the sealing effect is additionally increased.
Die Manschette 17 besteht aus einem inneren Ring, der den inneren Umfangsrand 12 der Bohrung 14 umgibt. An den Stirnseiten dieses Ringes sind obere und untere Ringe größeren Durchmessers werkstoffeinstückig angeformt. Der obere Ring weist eine Abkröpfung 18 auf, während der untere Ring 27 einen größeren Durchmesser, als der obere Ring aufweist.The cuff 17 consists of an inner ring, the inner Circumferential edge 12 of the bore 14 surrounds. On the front sides of this ring are upper ones and lower rings of larger diameter formed in one piece. The upper Ring has a bend 18, while the lower ring 27 has a larger diameter, than the top ring.
Zur Befestigung der Manschette 17 in der Bohrung 14 des Lochbleches 13 wird diese in axialer Richtung von unten her gegen die Bohrung 14 geführt, wobei sich die Abkröpfung 18 elastisch radial einwärts verformt. Nachdem die Abkröpfung 18 über den oberen Rand des Lochbleches 13 gelangt ist, schnappt diese radial auswärts , so daß die Manschette 17 durch Einklippen in der Bohrung 14 des Lochbleches 13 befestigt ist.For fastening the sleeve 17 in the hole 14 of the perforated plate 13 this is guided in the axial direction from below against the bore 14, wherein the bend 18 is elastically deformed radially inward. After the bend 18 has passed the upper edge of the perforated plate 13, it snaps radially outward so that the cuff 17 by clipping into the bore 14 of the perforated plate 13 is attached.
Damit das Kunststoffmaterial der Manschette 17 nicht unbedingt beständig gegen aggressive Medien zu sein braucht, wird eine Tiefziehfolie 26 verwendet, die/eaFnen inneren Umfangsrand 19 der Manschette 17 angelegt wird.So that the plastic material of the sleeve 17 is not necessarily resistant needs to be against aggressive media, a deep-drawing film 26 is used, the / eaFnen inner peripheral edge 19 of the cuff 17 is applied.
Die Tiefziehfolie 26 überdeckt die gesamte Innenseite der Manschette 17, und erstreckt sich über die gesamte, untere Seite des Lochbleches 13.The deep-drawing film 26 covers the entire inside of the sleeve 17, and extends over the entire, lower side of the perforated plate 13.
Umgekehrt ist auch gemäss Fig. 4 bei einem unteren Lochblech die in den Arbeitsraum 22 weisende Seite des Lochbleches 13 mit einer Tiefziehfolie 26 in der beschriebenen Weise ausgekleidet.Conversely, according to FIG. 4, in the case of a lower perforated plate the in the side of the perforated plate 13 facing the work space 22 with a deep-drawing film 26 lined in the manner described.
Auf diese Weise ist der gesamte, dem aggressiven Arbeitsmedium zugängliche Arbeitsraum 22 im Bereich der Lochbleche und der Befestigung des Rohres 9 am Lochblech mit einer Tiefziehfolie 26 ausgekleidet, so daß das Material des Lochbleches 13 und das Material der Manschette 17 nicht selbst beständig gegen aggressive Medien zu sein braucht, und deshalb besonders kosten günstig hergestellt werden kann.In this way, all of the aggressive working medium is accessible Working space 22 in the area of the perforated sheets and the fastening of the tube 9 to the perforated sheet lined with a deep-drawing film 26, so that the material of the perforated plate 13 and the material of the sleeve 17 is not itself resistant to aggressive media needs to be, and can therefore be manufactured particularly inexpensively.
Die Tiefziehfolie weist hierbei eine Dicke von o,2 bis o,3 mm auf, wobei im Rohzustand eine Dicke von o,508 mm besteht.The deep-drawing film has a thickness of 0.2 to 0.3 mm, with a thickness of 0.508 mm in the raw state.
Der Aussendurchmesser 15 des Rohres 9 beträgt hierbei etwa 25,o mm.The outside diameter 15 of the tube 9 is about 25.0 mm.
Durch Umkleidung des inneren Durchmessers 16 der Bohrung 14 im Lochblech 13 werden also mit der Manschette 7 auch die Kanten 20,21 der Bohrung 14 umkleidet, so daß diese Kanten 20,21 nicht zu einer unzulässigen Beschädigung des Rohres 9 führen können.By covering the inner diameter 16 of the hole 14 in the perforated plate 13 so the edges 20, 21 of the bore 14 are also covered with the sleeve 7, so that these edges 20, 21 do not cause undue damage to the pipe 9 being able to lead.
Nach der Auskleidung der Bohrung 14 mit der Manschette 17 und der Tiefziehfolie 26 wird nun das unaufgeweitete Rohr 9, bestehend aus einem inneren Metallrohr 1o und einem äusseren Kunststoffmantel 11 in die so vorbereitete Bohrung eingeführt.After lining the bore 14 with the sleeve 17 and the Deep-drawing film 26 is now the unexpanded tube 9, consisting of an inner one Metal tube 1o and an outer plastic jacket 11 in the hole prepared in this way introduced.
Es wird nun ein mechanisch wirksames Aufweitwerkzeug eingesetzt das im Bereich der oberen und unteren Ringe 18,27 der Kunststof manschette 17 entsprechende Absätze 25 einbördelt oder einsickt Es entstehen hierbei radiale auswärtsgerichtete Aufbördelungen 23,24, die sich im Bereich der äusseren Ringe der Manschette 17 befinden. Hierbei ist wesentlich, daß die axiale Länge zwischen den Aufbördelungen 23,24 größer ist, als die Dicke des Lochbleches 13, weil durch die Anbringung der Aufbördelungen 23,24 der axiale Abstand zwischen diesen Aufbördelungen 23,24 verbind wird.A mechanically effective expansion tool is now used in the area of the upper and lower rings 18,27 of the plastic sleeve 17 corresponding Paragraphs 25 beaded or infiltrated. This creates radial outward-facing Flares 23, 24, which are located in the area of the outer rings of the cuff 17. It is essential that the axial length between the flanges 23, 24 is greater is than the thickness of the perforated plate 13, because by attaching the flanges 23,24 the axial distance between these flares 23,24 will connect.
Der Rohr-Aussendurchmesser verformt sich deshalb in Pfeilrichtu: 29 radial nach auswärts und das Material der Manschette 17 radial einwärts in Pfeilrichtung 30.The outside diameter of the pipe is therefore deformed in the direction of the arrow: 29 radially outwards and the material of the sleeve 17 radially inwards in the direction of the arrow 30th
Hierdurch nimmt die Dicke der Manschette 17 zu, die sich in den axialen Zwischenraum zwischen den Aufbördelungen 23,24 kraft- und formschlüssig anschmiegt, und hierdurch eine ausgezeichnete Abdichtung ergibt.This increases the thickness of the sleeve 17, which is located in the axial Space between the flares 23,24 force-fit and form-fit hugs, and thereby results in an excellent seal.
Das gleiche gilt auch für die beschriebene Tiefziehfolie 26.The same also applies to the deep-drawing film 26 described.
Die Abdichtung erfolgt also insbesondere im Bereich des Mittelstücks 28 des Rohres 9 und im Bereich der Aufbördelungen 23,24. Das so aufgeweitete Rohr 9,bestehend aus dem inneren Metallrohr 1o und dem äusseren Kunststoffmantel 11, nimmt dann die angedeutete Form lo', 11' an.The sealing therefore takes place in particular in the area of the middle piece 28 of the tube 9 and in the area of the flanges 23,24. The pipe expanded in this way 9, consisting of the inner metal tube 1o and the outer plastic jacket 11, then assumes the indicated form lo ', 11'.
Durch die Anbringung der Aufbördelungen 23,24 wird gleichzeitig eine axiale Verschiebungssicherung für das Rohr 9 erreicht, so daß thermisch bedingte Längenänderungen des Rohres 9 nicht mehr von der Abdichtung übernommen werden, sondern unmittelbar auf das Lochblech 13 einwirken.By attaching the flanges 23,24 a axial displacement protection for the pipe 9 achieved so that thermally caused Changes in length of the pipe 9 are no longer taken over by the seal, but act directly on the perforated plate 13.
Wenn man für das Material der Manschette 17 und für das Material der Tiefziehfolie 26 nicht nur ein elastisches Kunststoffmaterial verwendet, sondern ein Kunststoffmaterial mit Kaltfließvermögen, kommt es noch zu einer besseren Abdichtungswirkung. Bei der beschriebenen Verbindung erfolgt keine Klebung und keine Verschraubung und es werden keine zusätzlichen Dichtungsflächen verwendet.If one for the material of the sleeve 17 and for the material of Deep-drawing film 26 not only uses an elastic plastic material, but a plastic material with cold flow properties, the sealing effect is even better. In the connection described there is no gluing and no screwing and no additional sealing surfaces are used.
In Fig. 6 ist die Draufsicht auf die Manschette 17 gezeigt, wobei von oben die Abkröpfung mit geringerem, radialen Durchmesser 18 im Vergleich zu dem unteren Ring 27 mit größerem Durchmesser gezeigt ist.In Fig. 6, the plan view of the cuff 17 is shown, wherein from above the bend with a smaller, radial diameter 18 compared to the larger diameter lower ring 27 is shown.
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Claims (10)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813102704 DE3102704A1 (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Process for the production of a tube-bundle cross-flow heat exchanger and a tube-bundle cross-flow heat exchanger produced by the process |
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|---|---|---|---|
| DE19813102704 DE3102704A1 (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Process for the production of a tube-bundle cross-flow heat exchanger and a tube-bundle cross-flow heat exchanger produced by the process |
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| DE3102704A1 true DE3102704A1 (en) | 1982-08-19 |
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| DE19813102704 Withdrawn DE3102704A1 (en) | 1981-01-28 | 1981-01-28 | Process for the production of a tube-bundle cross-flow heat exchanger and a tube-bundle cross-flow heat exchanger produced by the process |
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| DE (1) | DE3102704A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT399947B (en) * | 1991-06-03 | 1995-08-25 | Vaillant Gmbh | Combustion-chamber shaft for a water heater |
| WO2003099486A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-12-04 | Iap Research, Inc. | System and method for joining tubes to sheets in a tubular heat transfer system |
| CN100450660C (en) * | 2005-12-20 | 2009-01-14 | 陈世明 | Heat conducting pipe and cooling fin tightening and forming process |
-
1981
- 1981-01-28 DE DE19813102704 patent/DE3102704A1/en not_active Withdrawn
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