DE7205437U - Korrosionsbeständige Dichtung - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft eine korrosionsbeständige, elastische in Bohrungen von Halteplatten einsetzbare Dichtung zur Aufnahme von in c*3n Bohrungen gehaltenen, korrosionsbeständigen Rohren, vorzugsweise in Rohrbündelwärmetauschern.

Es sind Metallrohrbündelwärmetauscher bekannt, bei denen eine besti:nmte Anzahl von parallel zueinander angeordneten Rohren in zwei oder mehr Rohrhalteplatten zur Bildung von Gaskammern eingespannt sind. Solche Wärmetauscher werden in den verschiedensten Anlagen, wie Kraftwerken, Chemieanlagen, Müllverbrennungsanlagen usw., z.B. als Luftvorwärmer und ähnliche Wärmetauscher eingesetzt. In ihnen erfolgt je nach Gasführung die Aufwärmung eines durch die Rohre oder um diese streichenden Gases durch ein heißes, um die Rohre oder durch diese strömendes aggressives Prozeßgas. Dieses kondensiert durch das Abkühlen beim Wärmeaustausch an den

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Rohren und den Rohrhalteplatten, bildet eine Säure und zerstört irr. Laufe der Zeit die Stahlrohre, und zwar stärker als die Rohrhalteplatten, da letztere aus konstruktiven Gründen dicker und daher widerstandsfähiger sind.

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

Hinzu kommt das Dichtungsproblem. Die Abdichtung der in den Bohrungen der Halteplatten sitzenden korrosionsfesten Rohre gegenüber dieser Halteplatte geschah bisher mittels üblicher Dichtungsmaterialien, wie z.B. Blauasbest, der in Form einer Manschette um das Rohr liegt. In diese wie ein Docht wirkende Dichtung dringt nicht nur die sich beim Kondensieren der aggressiven FrozeRga.--- bildende Säure, sondern auch das beim Angriff der Säure auf die Halteplatten entstehende Korrosionsprodukt ein. Die Blauasbestmanschette verhärtet sich unter Volumenzunahme. Es bildet sich nämlich in der Bohrung ein sehr voluminöses Korrosionsprodukt, das sich in und um die Dichtung anlagert, wodurch diese ihre Elastizität verliert und dadurch die Rohre Schaden nehmen. Der Einsatz teurer korrosionsfester Rohre, z.B. Glasrohre gegenüber Stahlrohren, wird dadurch wieder unwirtschaftlich. Es sind zwar Dichtungen in Form von Muffen bekannt, die in A;.ialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt haben, daß die Enden des Bogens von dem korrosionsfesten Rohr entfernt, in einen

Flansch auslaufend an der Halteplatte anliegen, während im mittleren Bereich zwischen den Enden des Bogens zwischen der Dichtungsmuffe und der Innenwand der Bohrung in der Halteplatte ein Dichtungsring eingeklemmt wird, der die eigentliche Dichtfläche dem Rohr gegenüber erzeugt. Der besagte Dichtungsring besteht aus einem Werkstoff, der leichter verformbar ist als der die Muffe bildende Werkstoff. Die vorbeschriebene bekannte Dichtung hat jedoch den Nachteil, daß einerseits nur eine einzige Dichtlippe zwischen dem Rohr und der Dichtung gebildet wird und andererseits infolge der sich vom Rohr zu den Flanschen hin entfernenden Krümmung des Bogens dieser beim Einstecken der korrosionsfesten Rohre entgegen seiner Krümmung so durch den Druck gere.de gebogen wird, daß die Randflansche, die gegen die Lalteplatte ebenfalls abdichten müssen, von dieser abgehoben werden. Darunter leidet die Dichtung erheblich, so daß die Funktionsweise dieser bekannten Dichtung nicht in zufriedenstellender Weise gewährleistet ist.

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

Gemäß der Neuerung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtung im Axialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt hat, daß die Enden des Bogens unter Bildung von Dichtlippen am Rohr anliegen und daß an den Enden des Bogens sich radial nach außen erstreckende Flansche vorgesehen sind, von denen mindestens der an der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte anzubringende Dichtflansch eine plane, zur Abdichtung gegenüber der Halteplatte bestimmte Dichtfläche aufweist, während der andere Halteflansch mindestens teilweise eine kegelige Außenfläche aufweist.

Durch die letztgenannte Außenfläche ist bei der Montage die Dichtung leicht in die Bohrungen der Halteplatte hineinzuschieben, weil die kegelige Fläche gleichzeitig ein Zentrieren und ein leichtes Zusammendrücken des Halteflansches ermöglicht, so daß dieser durch die Bohrung in der Halteplatte hindurchgedrückt werden kann,, bis er auf der anderen Seite herausschnappt. Die Gestalt des Bogens gemäß der Neuerung ist gerade entgegengesetzt der der bekannten Dichtungen, wodurch die Flansche beim Hindurchschieben des Rohres während der Montage in vorteilhafter Weise an die Halteplatte angedrückt werden, anstatt von dieser abgebogen zu werden. Der Bogen sorgt in weiterer vorteilhafter Weise für eine hervorragende Elastizität der Dichtung und läßt gleichzeitig durch seine geschickt gewählte Gestalt Räume frei, insbesondere zwischen der in der Regel aus Stahl bestehenden Halteplatte und der Dichtung selbst, in die möglicherweise sich bildende Korrosionsprodukte eindringen und in denen sie sich ablagern können, ohne die Elastizität der Dichtung zu vermindern. Erstmals ist es gemäß der Neuerung erkannt worden, daß die An-

Ordnung einer Dichtfläche, nämlich zwischen dem Dichtflansch und der Halteplatte,, ausreicht. In überraschender Weise hat sich als weiterer Vorteil jedoch gezeigt, daß durch die Berührungsstelle des Bogens an der Halteplatte und bei geeigneter Ausbildung auch die Berührung zwischen dem Halteflansch und der Halteplatte zusätzliche Dichtungen zwischen der Halteplatte und der Dichtung gegeben sind. Die Abdichtung zwischen dem einzusetzenden Rohr und der neuerungsgemäßen Dichtung ist durch die beiden oben beschriebenen Dichtlippen an den Enden des Bogens in jedem Falle eine hervorragende und betriebssichere Dichtung, zumal sie sogar als Doppeldichtung wirkt.

Der Bogen der neuerungsgemäßen Dichtung läuft über etwa 60 bis 100 , wobei die an den Bogenenden angeordneten Γ1ansehe unter einem spitzen Winkel angesetzt sein können, der dann - immer im Axialschnitt gesehen - die Dichtlippe bilden kann. Durch die beiden Flansche werden die Rohre in der Halteplatte aufgenommen und gehaltert.

Die Dimensioi.ierung der neaerungsgemäßen Dichtung kann so gewählt sein, daß Toleranzen der Rohre und/oder Bohrungsdurchmesser ohne Beeinträchtigung der Abdichtwirkung aufgenommen werden. Die Toleranz des Rohraußendurchmessers kann + 1 mm oder mehr betragen, ohne daß - durch Wärmespannungen verursachte Maßänderungen - die Rohre Schaden nehmen oder der Dichtungseffekt verloren ginge.

In vorteilhafter Weiterbildung der Neuerung weist der Halteflansch an seiner Stirnseite eine kegelige und zylindrische Außenfläche auf, wobei die zylindrische Außenfläche auf der Außenseite liegt. Hierdurch wird die Montage noch weiter erleichtert. Peim Einset-

zen der Dichtung gemäß der Neuerung kann diese nämlich zunächst längs der zylindrischen Außenfläche in die Bohrung der Halteplatte hineingesteckt werden und danach bis zum Endsitz hineingeschlagen werden. Dieses Merkmal spielt in der Großmontage eine entscheidende Rolle.

Die Dichtung kann aus jedem säurebeständigen, verformbaren, elastischen Material bestehen. Bevorzugt ist gemäß der Neuerung Polytetrafluoräthvlen.

Weiterhin ist es gemäß der Neuerung besonders zweckmäßig, wenn zwischen der Innenseite des Dichtflansches und der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte eine Folie aus korrosionsbeständigem Material eingeklemmt ist. Das Material für diese Folie kann das gleiche wie das der Dichtung sein, insbesondere Polytetrafluoräthylen. Die Folie dient dem Schutz der Rohrhalteplatte gegen Korrosion und wird auf diese aufgelegt. Somit besitzt die Schutzfolie kreisrunde Öffnungen, die bei ainem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Neuerung kleiner als die Durchmesser der Rohre bzw. Durchmesser der Bohrungen in den Rohrhalteplatten sein können. Bei der Montage legt sich dann der innere Rand der Folie längs des Umfanges der öffnung etwas um und schützt in noch wirksamerer Weise die aus Stahl bestehende Halteplatte gegen Korrosionswirkungen der aggressiven Wärmeprodukte.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Neuerung ergeben sich aus der beiliegenden Zeichnung. Es zeigen

Dichtung Fig. ι den Axialschnitt durch die Rohrhalteplatte, die/gemäß der

Neuerung und das Rohr,

Fig. 2 die Korrosionsschutzfolie, die vom Dichtflansch der Dichtung gemäß der Neuerung eingeklemmt ist und

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt, wobei der Halteflansch der Dichtung gemäß der Neuerung anders ausgebildet ist.

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

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

Die Ausführungsform der Dichtung gemäß dar Neuerung nach Fig. 1 weist eine kegelige Außenfläche 14 auf. Außerdem besitzt der Halteflansch 1 einen kleineren Außendurchmesser als der Dichtflansch 4. Hierdurch kann das Einschieben der Dichtung bei der Montage in die Bohrung der Halteplatte 3 hinein leichter vorgenommen wer-

den, da nur ein geringeres Eindrücken mit Hilfe des Konus bzw. der Kegelfläche 14 notwendig ist. Der Außendurchmesser des Halteflansches 1 kann noch weiter verringert werden als in den Ausführungsbeispielen gezeigt ist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfüh -lgsform ist zwischen der Innenseite des Dichtflansches 4 und de- korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte 3 eine Folie 7 aus Polytetrafluoräthylen eingeklemmt. Die Außenfläche des Halteflansches i ist bei dieser Ausführungsform ebenfalls nur kegelig.

Dagegen ist nach Fig. 3 der Halteflansch mit einer Außenfläche versehen, die von außen her mit. einem zylindrischen Teil 15 beginnt und sich zur Halteplatte hin in den kegeligen Teil 14 fortsetzt. Somit kann vor der Montage die Dichtung 17 längs der Höhe der zylindrischen Außenfläche 15 in die Bohrung der Halteplatte eingesetzt werden. Durch ein oder zwei kräftige Schläge kann die Dichtung dann leicht in den Endsitz gemäß den Fig. 1 bis 3 gebrach- werden. Aus Fig. 3 ist außerdem noch deutlicher als den vorhergehenden Figuren zu erkennen, daß der Außendurchmesser des Halteflansches 1 geringer als der des Dichtf!ansehen 4 ist.

Claims (4)

Schutzansprüche

1. Korrosionsbeständige, elastische, in Bohrungen von Halteplatten einsetzbare Dichtung zur Aufnahme von in ien Bohrungen gehaltenen» korrosionsbeständigen Rohren, \ iugsweise in Rohrbündelwärmefauschern, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17) im Axialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt hat, daiS die Enden des Bogens unter Bildung von Dichtlippen (9, 10) am Rohr ^5) anliegen und daß in den Enden des Bogens (8) sich radial nach außen erstreckende Flansche (1, 4) vorgesehen sind, von denen mindestens der an der korrosionsgefährdeten Seite der Haltepiatte (3) anzubringende Dichtflansch (4) eine plane, zur Abdichtung gegenüber der Halteplatte (3) bestimmte Dichtfläche (11) aufweist, während der andere Halteflansch (1) mindestens teilweise eine kegelige Außenfläche (14) aufweist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteflansch (1) an seiner Stirnseite eine kegelige (14) und zylindrische Außenfläche (15) aufweist.

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

4. Dichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenseite des Dichtflansches (4) und der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte (3) eine Folie (7) aus korrosionsbeständigem Material eingeklemmt ist.