DE7404616U - Rohrbündel-Wärmetauscher mit Glasrohren - Google Patents

Description

JENAer GLASWERK SCHOTT & GEN.

6500 Mainz Hattenbergstr.

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Rohrbündel-Wärmctauscher mit Glasrohren

Die Neuerung betrifft einen Rohrbündel-Wärmetauschcr mit Glasrohren oder Rohren aus entsprechendem Material. Die Neuerung betrifft insbesondere die Abdichtung dieser Rohre in den Stirnplatten der Wärmetauscher.

Rohrbündcl-Wärmetauacher werden in weiten Boreichen der Verfahrenstechnik, und der chemischen Technik eingesetzt. Wenn einer oder beide der im Wärmeaustausch befindlichen Stoffe

aggressive oder korrosion3fordernde Eigenschaften besitzt, werden vorzugsweise Rohrbündel-Wärmetauscher aus Glas verwendet. V/ährend bei Wärmetauschern, die aus Metall ^efori-i^rt ρίτιπ. rii " '?o!nrfl τ.λχτ Abdichtung UVI -j ^h nrv/einn ir. tlin Stirnplatten ein,~ewal"υ v/crden, hat die Abdichtung r.-.-,ondorrvon Glasröhren eiche;- immer Schwierigkeiten bereitet.

I\ach dem derzeitigen Stand der .echnil: sind hauptsächlich zwei Abdichtmet.hoden for die 2ndon dor 'Jlanrohre in den S ο implant en üblich, die .jedoch beide mit wesentlichen Nachteilen behaftet sind.

Die ercte Methode besteht darin, daß die Abdichtung der Rohre ger-en der. zwischen ihnen liegenden heh-Ll -„er raum durch Vorspannen von rr.vci parallelen Stirnplatten n;e~cnoinander crf ο Irrt. sv/irchen denen rieh dar tische I.lfi nri-^licn befinden, die beim Gs-Tonoinanaerziehen der Pia'.ten nc deformier.; '.verden, daß cie eich an die ^chrwandunren anlegen und die Rohre abdichten.

Der llaup'-nachxeil Vei diorem Verfahren lie^t darin, daß alle :ohre ~Ieichzeitir ab re dicht et '.verdon, v/odurch die Dichxl:räfte an lon Ein" el rohren Undefiniert cind und comi". sehr untorcchiedlic"' sein Ir-'Jmion. Außerdem nünren elastische Dichtun^sr.a.ci-ialien vei^-endot worden, die chemisch nicht ausreichend resistant sind (z.h. Gunmi, Pluor-Elactomer auch kombiniert nii'ü ?oly .e:.raflv.orüth;-lcn (?ΰ.'?Ξ) ) und den üinratz der V/ärmetauscher einr-chränlien. Selbst wenn die angegebenen DichtungsmateriaZien wie Gumrni oder Fluor-Elastomer mit· PTFZ kombiniert sind, l:anr ein chemisch aggressiver S.off nur im Raum außerhalb der riohre zugelassen werden, da das PTF2 auf diese Dicircungsnaterialien nur οϊηεεϊΐχς aufgebracht werden kann. Beim Anströmen der Rohre von den Stirnseiten her kommt das Produkt da-e.^er. mit dem ei~^rr.itlic:".en Dichtungsmaterial in Berüitrur;.

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Die zweite e-ebräuehliche Methode besteht darin, daß jedes einzelne Rohr in der Stirnplatte durch einen O-King aus Fluor-ELastomer - PTFE oder Gummi - PTFE abgedichtet wird, der auf einer Schulter in der entsprechenden Bohrung ruht und durch eine Gewindebuchse auf seinen Sitz und durch Verformung gegen die Rohrwandung gedrückt wird. Mit dieser Methode läßt sich zwar jedes Rohr einzeln und somit auch nachträglich abdichten, da die angeführten O-Ringe aber nicht vollständig PTFE-ummantelt erhältlich sind, kann auch ein Wärmetauscher mit solchen Abdichtungen nur einseitig mit einem aggressiven Medium beaufschlagt werden.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, eine Dichtung für Glasrohre eines Rohrbündel-Wärmetausohers zu schaffen, die eine getrennte Abdichtung jedes einzelnen Rohren gestattet und ein Betreiben des Wärmetauschers mit aggressiven Medien sowohl innerhalb als auch außerhalb der Rohre erlaubt. Die Dichtung soll darüberhinaus so gestaltet sein, daß sie auch bei Verwendung möglichst dünnwandiger Glasrohre eingesetzt werden kann, die bekanntlich eine niedrigere Wärmeübergangszahl haben.

Die Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß ein für die vorliegende Anwendung bisher nicht bekanntes Dichtungsmaterial eingesetzt wird und die konstruktive Ausführung diesem Material und den an die Dichtung gestellten Anforderungen angepaßt ist.

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Die Neuerung besteht aus einem Rohrbür.del-Wärmetauscher mit Rohren aus Glas oder ähnlichem Material, bei dem die Enden dieser Rohre in entsprechenden Bohrungen in Stirnplatten, vorzugsweise aus PTFE mit einem Dichtungsmaterial abgedichtet sind, das aus einer Packungs- oder Dichtschnur aus intermolekular gestrecktem PTFE besteht. Dieses Dichtungsmaterial ruht innerhalb der Bohrung auf einer Schulter, gegen die eine Gewindebuchse aus PTFE geschraubt ist, wobei die Ausführung dieser Kunstruktion dadurch gekennzeichnet ist, daß entweder diese Schulter und/oder die Stirnkante dieser Buchse mit einer Schräge versehen ist, durch die das Dichtungsmaterial mittels Keilwirkung gegen die Außenwand des Rohres gedrückt wird.

Diese Lösung erfüllt vorerst die Forderung nach Einzelrohrabdichtung= Da das Dichtungsmaterial allein aus PTFE besteht, kann der so abgedichtete Wärme taui;c.-.iwr beidseitig mit chemisch aggressiven Stoffen beaufschlagt werden, ohne daß die Dichtung gefährdet ist. Diese Möglichkeit ist neu.

Die Packungs- oder Dichtschnur aus intermolekular gestrecktem PTFE kann als Meterware eingesetzt werden und ist daher billig. Die Struktur und Flexibilität der Schnur erlaubt ein einfaches und problemloses Einlegen,ohne daß besondere Montagevorschriften zu beachten sind. Montagefehler, wie das Umkrempeln oder Deformieren, wie sie bei bekannten PTFE-belegten Packungen vorkommen, sind ausgeschlossen.

Weiterhin wird es durch die gute Verformbarkeit der PTFE-Schnur möglich, auf besonders eng im Durchmesser tolerierte Wärmetauscher—Rohre zu verzichten un-d eventuell eintretende

Undichtigkeiten durch einfaches Nachziehen oder Nachpacken zu beseitigen.

Durch Änderung der Schräge des Packungssitzes oder der Schlüge der Buchse kann der Abdichtdruck auf die Rohre gezielt beeinflußt werden. Dadurch wird es möglich, extrem dünnwandige Rohre mit entsprechend guten Wärmeleitzahlen einzusetzen.

Die Neuerung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es stellen dar:

F'y. 1 einen sucimsnicriycibautcn

Fig. 2a und b eine Stirnplattc

a) in Draufsicht und

b) im Schnitt in eingebautem Zustand

Fig. 3a und b den Querschnitt durch ein Loch der Stirnplatte

a) mit geraden und

b) mit schräqen Schultern

Fig. 4a, b eine Gewindebuchse mit schräger Stirnkante ^{und c} a) im Schnitt

b) in Draufsicht und

c) geschnitten im Einbau.

In Fig. 1 ist ein kompletter Wärmetauscher in Außenansicht dargestellt mit zwischen Flanschen eingespannten Stirnplatten (1). Fig. 2 zeigt eine solche Stirnplatte (1) mit den Bohrungen für die Wärmetauscher-Rohre in Draufsicht und im Schnitt. Zwei Ausführungen der Bohrungen sind in Fig. 3 gezeigt, wobei Fig. 3a eine Ausführung mit gerader Schulter (2) und Fig. 3b eine Ausfv rung mit schräger Schulter (3) darstellt. Fig. 4a und b zeigen eine Gewindebuchse (5) mit der an ihrer Stirnseite angeordneten Schräge (7)/ die für die Neuerung wesentlich ist und bei der Gewindebuchse (5) immer vorhanden sein muß. Die Buchsen (5) wie auch die Stirnplatten (1) sind vorzugsweise aus PTFE gefertigt.

Fig. 4c zeigt eine vollständige, zusammengebaute Rohrdichtung. In der Bohrung (9) der Stirnplatte (1) befindet sich ein Rohr (6). In den Ringspalt über der Schulter (2) zwischen dem Rohr (6) und der Stirnplatte (1) ist eine Packungs- oder Dichtschnur aus intermolekular gestrecktem PTFE (8) eingelegt, die durch die Gewindebuchse (5) mit der an ihrer Stirnseite befindlichen Schräge (7) gegen die Außenwand des Rohres (6) gedrückt wird und so die Abdichtung zwischen Rohr und Stirnwand bewirkt.

Durch Änderung der Schräge (7) und das beim Einschrauben der Buchse (5) angewandte Drehmoment läßt sich der Anpreßdruck der Packung (8) auf das Rohr (6) variieren. Die Fig. 4c zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer geraden Schulter (2). Entsprechend Fig. 3b kann diese Schulter zusätzlich schräg ausgeführt werden.

Claims (3)

1. Schutzansprüche:

   Rohrbündel-Wärmetauscher mit Rohren aus Glas oder einem ähnlichen Material, bei dem die Enden dieser Rohre in entsprechenden Bohrungen in vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) gefertigten Stirnplatten ruhen und mit einem Dichtungsmaterial abgedichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Dichtungsmaterial eine Packungs= oder Dichtschnur aus intermolekular gerecktem PTFE ist.
2. 2. Rotu/bündel-Wärmetauscher nach Anspruch 1 _r bei dem diese Packungs- oder Dichtschnur aus intermolekular gerecktem PTFE (8) innerhalb dieser Bohrungen auf einer Schulter (2 bzw. 3) ruht und eine Gewindebuchse (5) gegen diese Packungs- bzw. Dichtschnur geschraubt ist_r dadurch gekennzeichnet, daß diese Gewindebuchse (5) an ihrer Stirnfläche eine Schräge (7) besitzt, durch die die^e Packungs- bzw. Dichtschnur infolge Keilwirkung gegen die Wandung des Rohres (6) gapreßt ist.
3. 3. Rohrbündel-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter in dieser Bohrung ebenfalls mit einer Schräge (3) versehen ist.