DE3152899C2 - Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelementes für einen Röhrenwärmetauscher - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelementes für einen Röhrenwärmetauscher

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Abstract

Die Erfindung schlägt ein Röhrenwärmetauscherelement vor, bei dem die einzelnen parallel zueinander ausgerichteten Rohre in Abschlußplatten gehalten sind und die Anströmöffnung der Rohre sich nach außen hin konisch erweitert. Weiterhin wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Röhrenwärmetauscherelementes vorgeschlagen.

Description

Jie Fuhriingseinrichtungen 4 aus teleskopierenden Rohren, und zwar dem Außenrohr 5 und einem Innenrohr 6, wobei diese beiden teleskopierenden Rohre beispielsw eise über einen in den Rohren angeordneten Spindeltrieb ineinandergeführt werden können. Der Antrieb dieser .Spindeltriebe oder die Versteilung der beiden Rohre 5 und 6 gegeneinander erfolgt über von den Außenrohren 5 getragene Hilf einrichtungen, z. B. Elektromoiore 7. die gleichzeitig angetrieben eine planparaliele Verstellung der beiden Grundplatten 2 und 3 gegeneinander ermöglichen. In der Zeichnung ist bei 8 der Schalter für die Elektromotoren, bei 9 die elektrische Vcrbindungslcitung gezeigt, wobei diese Verbindungsleitung durch eine Hohlachse 10 nach außen geführt ist
Die- beiden Grundplatten 2 und 3 bestehen je aus einer Lagerfläche 11. In diesen Lagerflächen sind Bohrungen 12 vorgesehen, durch die in Fig.3 gestrichelt dargestellt Befestigungsmittel, z. B. Spannschrauben 14, greifen, die mit Außengewinde ausgerast ^ sind. Auf den Lagerflächen 11 werden Jnnendorne festgelegt. Die Grundplatte 3 trägt dabei Innendorne 15 und die Grundplatte 2 Innendorne 16, die unterschiedlich gestaltet sind. Das Festlegen der Innendorne an den Lagerflächen 11 erfolgt durch in den Innendornen vorgesehene Gewindeteile, z. B. Muttern 17 (F i g. 3), deren Innengewinde mit dem Außengewinde der Spannschrauben 14 kämmt, so daß dadurch beliebige Dorne an den Lagerflachen festgelegt werden können.
Die Innendorne 15 sind wie dies die Zeichnungen deutlich zeigen als Doppelkonus ausgebildet mit einer normalen Konusfläche 18 und einer sich gegenüber dieser normalen Konusfläche 18 nach außen hin erweiternden Kegelfläche 19. Die Innendorne 16 der Grundplatte 2 sind langer als die Innendome 15 gestaltet und weisen eine sich über die ganze Länge des Innendornes verlau- !ende einheitliche Konusfläche auf.
In F i g. 1 sind weiterhin Randleisten 20 erkennbar, die mit entsprechenden Befestigungsmitteln, beispielsweise auch an den Bohrungen 12 festgelegt werden können und dadurch in bestimmten Größenverhältnissen ausgebildet sein können, so daß hierdurch unterschiedlich große Tauscherelemente geschaffen werden können. In I" i g. I ist die maximale Größe eines solchen Tauscherelementes dargestellt, wobei es selbstverständlich ist, daß beispielsweise das Tauscherelement auch nur halb oder dreiviertel so groß ist wie das maximale Element.
In F i g. 3 ist in größerem Maßstab ein Tauscherrohr 21 dargestellt. duS beispielsweise aus Metall oesteht und einen Innendurchmesser aufweist, der etwa dem kleinsten Durchmesser der Kegelfläche 19 entspricht.
Die beiden Grundplatten 2 und 3 können auf einen Abstand auseinandergefahren werden, der größer ist als die Lange des Tauscherrohres 21, wie dies gestrichelt in F i g. 1 dargestellt ist. sodaß es möglich ist, das Fauscherrohr auf den Innendorn 16 der Grundplatte 2 aufzuset-/en. soweit hochzuheben, daß ein Uberschieben des Rohres über die Oberkante des Innendornes 15 der Grundplatte 3 möglich ist und dann wird das Rohr her-.ibgclassen und legt sich wie in F i g. 3 dargestellt auf die Randkantc zwischen der Konusfläche 18 und der Kegel- t>o flache 19 auf.
Sollten durch das Beschneiden der Rohre Grate an der Innenseite des Rohres vorhanden sein, die beim Aufsetzen auf den Innendorn 15 oder 16 eine Durchmesser- \crringerung bewirken und daher das Rohr unter- b5 schiedlich hoch einstellen, werden diese Verformungen durch das Aufeinanderpressen der beiden Grundplatten 2 und \. wie nachfolgend noch erläutert wird, ausgeglichen und verformt.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist die aus den Grundplatten 2 und 3 und die Führungseinrichtungen 4 bestehende Einheit drehbar auf dem Traggestell 1 gelagert, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die beiden Lagerungen bzw. Wellen 22 und 23, wobei, wie bereits ausgeführt die Welle 23 als Hohlwelle 10 gestaltet ist Eine Betätigungsscheibe 24 ist mit Arretierungsbolzen 25 ausgerüstet die ein Einstellen und Festlegen der aus Grundplatten 2 und 3 und Führungseinrichtungen 4 bestehenden Einheit nach Durchführen der Drehbewegung ermöglicht
Die eigentlichen Lagerflächen 11 sind einmal durch Randleisten 31, zum andern durch eine Versirebungskonstruktion 26 so verstärkt, daß Verformungen der Lagerflächen beim Aufeinanderzubewegen der Grundplatten 2 und 3 nicht auftreten können.
Die Arbeitsweise mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt:
Nachdem, wie anhand von F i g. 1 und vorstehend erläutert alle Rohre auf die Innendorne 15 und 16 aufgesetzt sind, werden durch Inbetriebnahme der Elektromotore 7 die beiden Grundplatten 2 und 3 aufeinanderzubewegt und dadurch die Rohre fest auf die Innendorne aufgepreßt, solange, bis sich die Unterkante des Rohres auf die Grenzfläche zwischen der Konusfläche 18 und der Kegelfläche 19 aufgelegt hat. I η diesem Zustand wird dann in die durch die Randleisten 20 gebildete Form auf der Grundplatte 3 Kunststoff, vorzugsweise Polyurethan oder Polyester, eingegossen und zum Aushärten gebracht Anschließend wird die Gesamteinheit, bestehend aus den Grundplatten 2 und 3 und den Führungseinrichtungen 4. um 180° gedreht, so daß nunmehr die Grundplatte 2 unten steht und das Eingießen der Kunststoffmasse in die auf dieser Grundplatte gebildete Form möglich ist. Nach Aushärten auch dieser Platte kann durch Auseinanderfahren der beiden Grundplatten 2 und 3 das Tauscherelement der Einheit b/w. der Herstellungsvorrichtung entnommen werden. Beim Herstellen haben sich dabei in die untere gebildete Abschlußplatte 27 Anströmöffnungen eingeformt, die der Kegelfläche 19 entsprechen, wobei diese sich nach außen hin konisch erweiternden Anströmöffnungen in der Zeichnung mit 28 bezeichnet sind. In F i g. 2 ist die obere Abschlußplatte mit 29 bezeichnet und das fertig hergestellte Tauscherelement trägt das Bezugszeichen 30.
Es ist durchaus möglich, anstelle der Spindeliricbc auch einen hydraulischen Verstellantrieb für die beiden Grundplatten 2 und 3 vorzusehen.
Man ist auch nicht auf die Art der Befestigung der Innendorne an den Lagerflächen 11 beschränkt, sondern auch hier sind Abänderungen möglich.
Schließlich ist es auch möglich, an de,- oberen Abschlußplatte 29 sich nach außen hin konisch erweiternde Abströmöffnungen zu schaffen, was aber nur in besonderen Einsatzfällen aus strömungstechnischen Gründen sinnvoll sein kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelementes für einen Röhrenwärmetauscher, das eine Vielzahl parallel zueinander ausgerichteter Tauscheirohre und zwei die oberen und unteren Enden der Tauscherrohre aufnehmende und einbettende, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Abschlußplatlen (27, 29) mit jedem Rohrende innerhalb der Abschlußplatte zugeordneten, sich konisch nach außen erweiternden Anströmöffnungen (28) aufweist, mit einer Innendorne für die Rohre aufweisenden Grundplatte und an dieser vorgesehenen Formen zur Aufnahme einer die Enden der Tauscherrohre (21) cinformenden Formmasse, gekennzeichnet durch
a) zwei in einem Traggestell aufeinanderzubeweglich angeordnete Grundplatten (2,3),
b) auf beiden Grundplatten (2,3) angeordnete konisch ausgebildete, dem Durchmesser der Tauscherrohre (21) entsprechende Innendorne (15, 16).
c) die Grundplatten (2,3) miteinander verbindende und während der Aufeinanderzubewegung derselben führende Führungseinrichtungen (4), die eine planparallele Führung der Grundplatten (2,3) aufeinanderzu ermöglichen,
d) Hilfseinrichtungen (7) zur Durchführung der Bewegungen der Grundplatten (2,3),
c) eine drehbare Lagerung (22, 23) der durch die beiden Grundplatten (2, 3) und die Führungseinrichtungen (4) gebildeten Einheit, um diese Einheit um wenigstens 180° um eine horizontale Achse drehbar zu lagern,
f) die Innendorne (15) einer Grundplatte (3), die als Doppclkonus mit einem unteren konischen Randbereich ausgebildet sind, der eine gegenüber der übrigen Konusfläctv (18) sich nach außen hin erweiternde Kegelfläche (19) schafft, deren geringster Durchmesser etwa dem maximalen Innendurchmesser der Tauscherrohre (21) entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Grundplatten (2, 3) mit eitier Vielzahl von Bohrungen (12) zur Aufnahme von Spannschrauben (14) ausgerüstet sind, die mit in den konischen Innendornen (15, 16) vorgesehenen Gewindeteilen (17) zur Festlegung der Innendorne an den Grundplatten kämmen.
3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den beiden Grundplatten (2, 3) angeordneten Innendorne (15, 16) bezüglich jeder Grundplatte derart unterschiedlich ausgebildet sind, daß die Innendorne der einen Grundplatte eine größere Länge aufweisen als die der anderen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die langen Innendorne (16) an der oberen Grundplatte (2) und die kürzeren, den Doppelkonus aufweisenden Innendorne (16) an der unteren Grundplatte (3) angeordnet sind.
ö. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendorne (15,16) aus einer Metallegierung bestehen, clic cine höhere Festigkeit aufweist als die üblicherweise eingesetzte Metallegierung für die Tauscherrohre(21).
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelementes für einer. Röhrenwärmetauscher gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches. Eine derartige Vorrichtung isi bekannt.
Aus der US-PS 34 48 804 ist ein Bauelement für iinen Röhrenwärmetauscher bekannt, bei welchem die einzelnen Rohre in einer metallischen Halterung angeordnet sind, wobei die Rohre mit ihrem äußeren Ende über die Einstecköffnung der metallischen Halterung vorstehen.
to Anschließend werden diese Rohrmündungen mit Kunststoff vergossen, wobei in die einzelnen Rohröffnungen kegelförmige Stopfen eingesetzt werden, die einerseits ein Einfließen des Kunststoffes in die Rohröffnungen verhindern sollen, andererseits aufgrund ihrer Kegelform eine konische und damit strömungsgünstige Anströmöffnung schaffen, die sich in der Kunststofllage beim Eingießen des Kunststoffes ausbildet.
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauelementes für Röhrenwärmetauscher wird in der DE-OS 14 79 420 beschrieben. Die auf die Innendorne aufgesteckten Rohre werden in einer eine Abschlußplattc bildenden Kunststoffmasse festgelegt. Nachdem die eine Seite des so gebildeten Tauscherelementes hergestellt ist, muß die gesamte Form gelöst werden, die Rohre müssen umgedreht werden und müssen dann von neuem auf eine zusammengebaute Form aufgesteckt werden, wobei dann das Vergießen des anderen Endes des Rohres erfolgt. Diese Arbeitsweise ist zeit-, personal- und damit kostenaufwendig. Außerdem sind bei der bekannten Einrichtung die Innendorne zylindrisch ausgebildet und, wenn sie dem Rohrinnendurchmesser genau angepaßt sind, gewähren sie zwar eine saubere geradlinige Halterung der Rohre, aber das Aufsteeken der Rohre ist schwierig. Insbesondere treten Sehwierigkei-
j) ten dann auf, wenn es sich um maschinell aiii Länge geschnittene Rohre handelt, bei denen nicht /n vermeiden ist,daß kleine Grate in das Innere der Rohre vorstehen, so daß ein paßgenaues Aufstecken der Rohre aiii den Innendorn schwierig wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zur Herstellung eines Bauelementes für einen Röhrenwärmetauscher zu schaffen, die ein weitgehendst maschinelles Herstellen der Bauelemente ermöglicht, wobei gleichzeitig eine sich nach außen ko-
4) nisch erweiternde und damit strömungsgünsiige Λη-strömöffnung für die einzelnen Rohre geschaffen werden kann.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Haiiptanspruches gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei hier auch die weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen erläutert sind. Die Zeichnungen zeigen dabei in
Fig. 1 schematisch unter Weglassung aller für das Verständnis der Erfindung überflüssigen Einzelheiten die Gesamtvorrichtung, in
bo F i g. 2 ein mit der erfindungsgemälien Vorrichtung hergestelltes Tauscherelement und in
F i g. 3 in größerem Maßstab einen ,ils Doppelkoniis gebildeten Innendorn mit zugeordnetem lauscherrohi In den Zeichnungen ist mit I ein Traggestell be/eichnet. das im wesentlichen zwei Grundplatten 2 und i trägt, die über FührungseinrichUingen 4 MlHc; :ni!ein ander verbunden sind.
Bei dem dargestellten Aiisführungsbcispiel bestehen
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