DE574146C - Schweissverbindung von Einzelrohren fuer Rohrbuendel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Endverbindung eines Rohrbündels, welches hohen Außen- oder Innendruck aushalten soll, mit einfachen Mitteln so zu gestalten, daß die einzelnen Rohre möglichst eng beieinander stehen und dabei doch, eine dichte und gegen hohe Drücke widerstandsfähige Verbindung der Rohrenden untereinander gewährleistet wird. Das Rohrbündel kann dabei so ausgestaltet werden, daß um dasselbe ein eng anliegender Mantel angebrächt wird, der seinerseits mit der Rohrendverbindung verschweißt wird. Hierbei werden die einzelnen Rohre des Rohrbündels durch äußeren Druck beansprucht, oder die Rohrenden können auch an beiden Seiten in Kammern einmünden, die unter Druck stehen. In diesem Falle werden die Rohre durch Innendruck beansprucht.

Bisher wurden derartige Rohrbündel in der Weise ausgeführt, daß man die Enden der Rohrbündel in Rohrböden einwalzte oder auch, einschweißte oder auch beide Verfahren zugleich, verwandte, wobei auch statt des Verschweißens ein Verlöten vorgenommen wurde. Das Einwalzen setzt dabei einen starken Boden voraus, da dies hierfür 'erforderlich ist. Auch bei dem Einschweißen der Rohre werden starkwandige Böden verwendet. Im allgemeinen kommt es dabei auch auf eine, sehr dichte Anordnung der Rohre nicht an. Ferner ist bei den üblichen Konstruktionen die Entfernung des Rohrbündels von dem umhüllenden Mantelblech so groß, daß ein im Verhältnis zur Rohr- 35' Wandstärke dicker Boden verwandt werden muß. Die Verwendung dieser starkwandigen Böden hat nun den Nachteil, daß beim Einwalzen die Rohre verhältnismäßig weit voneinander stehen müssen, weil sonst das zum Einwalzen zweier benachbarter Rohre in dem Boden stehenbleibende Material zu schwach wird. Beim Einschweißen der Rohre in starkwandige Böden stellt sich der Nachteil heraus, daß infolge der verschiedenen durch die Schweißung verbundenen Wandstärken Spannungen in dem Material auftreten, die beim Hinzutritt von weiteren Beanspruchungen, hervorgerufen z. B. durch einen im Kesselinneren auftretenden Druck, so erhöht werden, daß sie zu Undichtigkeiten der Schweißstellen bzw. zum Bruch derselben führen. Aus diesem Grunde wird auch bei hochbeanspruchten Kesseln auf dieses Verfahren verzichtet und werden z. B. bei Lokomotivke'sseln die Rohre stets eingewalzt.

Weiter ist ein Verfahren bekanntgeworden, wonach die die Enden eines Rohrbündels aufnehmenden eisernen Böden mit Nuten konischen Querschnitts versehen werden. Diese Nuten werden nach Hindurchstecken der Rohrenden mit einem weichen Material ausgegossen, um die Rohre abzudichten. Nach einem ähnlichen Verfahren werden die durch

den Eisenboden gesteckten Rohre an ihren Enden konisch aufgedornt und diese konischen Endverbindungen ebenfalls mit weichem Material umgössen. Beide Ausführun gen haben jedoch Nachteile, die bei der Erfindung vermieden werden. Die konische Ausbildung der Nuten, desgleichen die Anbringung der Konusse an den Rohrenden bedingt schon eine bestimmte Rohrentfernung ίο voneinander. Ebenso ist eine nicht unerhebliche Wandstärke des Grundbleches bzw. des Bodens nach der ersten Ausführung sowie des Grundbodens nach der zweiten Ausführung erforderlich, wenn die Rohrbündel hohen Drücken unterworfen werden, da ja eine feste Verbindung, wie sie durch Einwalzen oder Schweißen erfolgt, bei diesen bekannten Ausführungen nicht stattfindet. Es kann also ein derartiges Rohrbündel hohen Drücken nicht Widerstand leisten. Ebensowenig kann ein derartiges Rohrbündel hohen Temperaturschwankungen unterworfen werden, da einmal die Gefahr besteht, daß das leicht schmelzbare Dichtungsmaterial ausfließt und zum anderen die Verbindung zwischen den Rohren und dem Dichtungsmaterial sich lockern muß.

Nach der Erfindung werden nun diese Nachteile vermieden durch die Vereinigung nachstehender beiden Merkmale.

Erstens ist der gegenseitige Abstand der an den Enden in ein gemeinsames;, unter hohem Druck stehendes Endblech eingeschweißten Einzelrohre, über der Verbindungslinie ihrer Mittelpunkte gemessen, ungefähr gleich ihrem äußeren Rohrdurchmesser plus der Rohrwandstärke. Das heißt, der lichte Abstand der Einzelrohre ist mindestens gleich der halben und höchstens gleich der doppelten Wandstärke der Rohre. Ferner ist die Wandstärke der Endbleche nur Ί bis 2 mm von derjenigen der Rohre verschieden, im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Bauarten, bei denen die Endbleche unverhältnismäßig stark sind. Auf diese Weise wird ein in der Rohrrichtung nachgiebiges und den betriebsmäßigen großen Temperaturschwankungen und den hohen Drücken gewachsenes Gebilde geschaffen. Die Verschweißung der einzelnen Rohre mit dem Blech erfolgt in üblicher Weise. Fig. ι der Zeichnung zeigt beispielsweise die Ausführung des Erfindungsgedankens. Der Boden des Rohrbündels besteht in einer Platte, deren Wandstärke ungefähr gleich derjenigen der einzelnen Rohre des Bündels ist. Die Bodendurchlässe für die Einzelrohre seien durch Stanzen hergestellt. Hierbei ist es vorteilhaft, die beim Stanzen sich bildenden Aufbiegungen der Schweißfläche zuzukehren, wie dies in vergrößertem Maßstabe in der Abb. 3 dargestellt ist. Hierdurch wird die ganze Wandstärke des Bleches unbedingt mit dem Rohr bzw. dem Mantelblech verbunden. Die einzelnen, etwa durch Druck beanspruchten, übrigbleibenden Flächenteile der Endbleche bestehen jetzt nur noch in kleinen Zwickeln, wie aus den Abb¹. 2b bzw. 2c zu erkennen ist. Die durch das neue Verfahren erreichte Möglichkeit, die Einzelrohre fast bis zu ihrer Berührung eng aneinander zulegen, bedeutet aber' auch in bezug auf den Wärmeaustausch einen großen Vorteil, da der nach Abzug der Rohrquerschnitte verbleibende freie Querschnitt des Rohrbündels innerhalb· des Mantels natürlich um so "kleiner wird, je enger die Einzelrohre aneinanderliegen und je dichter das gesamte Einzelrohrsystem an dem gemeinsamen Mantel liegt. Es wird somit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, das Kältemittel· mit größter Geschwindigkeit das Rohrbündel durchströmen zu lassen.

Man könnte auch statt der Rohrzwickel Schweißmaterial auftragen und auf die Bodenplatten gänzlich verzichten oder auch den Rohren an den Enden eine derartige Form geben, daß dieselben allseitig eng aneinanderstoßen und die am Rande etwa noch verbleibenden Zwickel durch Schweißmaterial go ausfüllen.

Es ist natürlich auch möglich, profilierte Rohre in ähnlicher Weise an den Enden miteinander zu verbinden, wie dies durch Abb. 5 erläutert wird. Weiter ist es nicht erforderlich, daß die Rohre senkrecht zu der Verbindungsplatte stehen, sie können auch, wie in der Abb. 6 gezeigt, winklig zu den Endblßchen liegen.

Die Entfernung der Rohre voneinander wird dadurch bedingt, daß bei der Bodenplatte beim Stanzen oder Bohren noch so viel Material verbleibt, daß die Verbindung der Platte zwischen den Rohrlöchern nicht aufgehoben wird. Weiter muß noch so viel Material zwischen je zwei Rohren verbleiben, daß eine sichere Schweißung ausgeführt werden kann. Diese Entfernung beträgt je nach der Wandstärke der Rohre 2 bis '5 mm.

Nach der Erfindung läßt sich eine derartige Endverbindung für Rohrbündel, welche hohen Drücken oder Temperaturen ,oder beiden gleichzeitig unterworfen werden müssen, auf die einfachste Weise herstellen. Die Kosten einer derartigen Verbindung sind gegenüber den bestehenden Ausführungen erheblich geringer, anderseits ist nach den gemachten Erfahrungen die Verbindung eine durchaus zuverlässige und einwandfreie und rfordert keinerlei Nacharbeiten, da ein späteres Undichtwerden durch unzulässige Spannungen ausgeschlossen ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch :
   Schweißverbindung von enggestellten Einzelrohren für Rohrbündel, welche an den Enden in ein gemeinsames, unter¹ hohem Druck stehendes Endblech eingeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Einzelrohre, über der Verbindungslinie ihrer Mittelpunkte gemessen, ungefähr gleich ihrem äußeren Rohrdurchmesser plus ihrer Rohrwandstärke ist und daß die Wandstärke der Endbleche nur ι bis 2 mm von der Wandstärke der verschweißten Rohre abweicht, so daß die Endbleche zusammen mit dem Rohrbündel in der Rohrrichtung nachgiebig sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen