DE967162C

DE967162C - Roehrenwaermeaustauscher mit nicht metallischen Rohrboeden

Info

Publication number: DE967162C
Application number: DEK22828A
Authority: DE
Original assignee: Kuehnle Kopp and Kausch AG
Current assignee: Howden Turbo GmbH
Priority date: 1954-07-14
Filing date: 1954-07-14
Publication date: 1957-10-17

Description

AUSGEGEBEN AM 17. OKTOBER 1957

K 228281a j17 f

Die Erfindung betrifft einen Röhrenwärmeaustauscher mit nichtmetallischen Rohrböden und vorzugsweise nichtmetallischen Rohcen und bezweckt, eine Verbindung zwischen dem Rohrboden und dem Mantel des Wärmeaustauschers zu schaffen, die gestattet, Dehnungsunterschiede zwischen Rohren und Mantel auszugleichen, ohne die Dichtung zwischen den beiden Medien des Wärmeaustauschers zu gefährden.

Bei Röhrenwärmeaustauschern mit nichtmetallischen Rohren sind zwei Konstruktionsprinzipien bekannt. Beim ersten sind die Rohre mit Hilfe von ■Dichtungen, die Längsverschieblichkeit der Rohre gestatten, in metallischen Rohrböden eingesetzt. Diese Rohrböden können genau wie bei Wärmeaustauschern mit metallischen Rohren mit dem Mantel verbunden werden. Bei der zweiten Ausführungsart sind die nichtmetallischen Rohre in materialentsprechenden nichtmetallischen Böden eingekittet, so daß die Rohrenden gegenüber dem Boden keine Verschiebungsmöglichkeit besitzen. Diese Rohrböden werden, um einen Ausgleich der Lärigsdehnungen zu ermöglichen, auf der einen Seite des Austauschers fest, auf der anderen beweglich gegenüber dem Mantel eingebaut, letzteres beispielsweise durch eine im Mantel gehaltene'Runddichtung, in der der Rohrbodenaußendurchmesser in axialer Richtung gleitet. Diese beiden bekannten

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Bauarten von Röhrenwärmeaustauschern mit nichtmetallischen Rohren und Rohrboden besitzen also gleitende Dichtungen entweder zwischen Rohr und Rohrboden oder zwischen Rohrboden und Mantel. Diese gleitenden Dichtungen geben oft zu betrieblichen Schwierigkeiten Anlaß, insbesondere dort, wo aggressive Medien abzudichten sind, wie z. B. Säuren, Spinnbad usw. In solchen Fällen müssen die Dichtungen nicht nur den Temperaturen des ίο heißeren Mittels, in der Regel kondensierender Dampf, standhalten, sondern auch dem chemischen Angriff der Säure, ohne die elastischen Eigenschaften, die für die Abdichtung erforderlich sind, zu verlieren.

Die Erfindung vermeidet gleitende Dichtungen und gestattet, den Dehnungsausgleich durch eine elastische Verbindung zwischen dem Boden und dem Mantel des Wärmeaustauschers herbeizuführen, beispielsweise ein federndes Wellrohr im ao Mantel, oder durdh eine Membran in der Verbindung zwischen dem Rohrboden und dem Mantel, wie es bei Röhrenwärmeaustauschern mit metallischen Rohren und Rohrboden bekannt ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Rohrboden eingespannt, ist zwischen einem geteilten, mit dem Mantel elastisch verbundenen Ring und dem gegen diesen Ring durch von außen .bedienbare Schrauben angezogenen Deckel. Dabei ist außer der Dichtung an der Auflagestelle des Rohrbodens am Deckel eine Runddichtung am Außenumfang des Rohrbodens vorgesehen, die über einen Druckring durch Druckschrauben von außen nachgezogen werden kann.

Fig. ι und -2 zeigen zwei beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. In den beiden Figuren sind die gleichen' Teile mit gleichen Positionsnummern bezeichnet. Beide Figuren zeigen im Halbschnitt .bis zur Mittelachse die erfindungsgemäß mit der wärmeelastischen Verbindung ausgeführte Seite des Wärmeaustauschers. Auf der Gegenseite kann der Rohrboden zwischen dem Flansch des Mantels und dem Deckel des Wärmeaustauschers in bekannter Weise zwis.chengefianscht werden. Das Rohrbündel kann dann nach dieser nicht dargestellten Seite des Wärmeaustauschers ausgezogen werden. Bedingung dafür ist, daß der Durchmesser des Rohrbodens nicht größer ist als der Innendurchmesser des Mantels des Wärmeaustauschers.

In Fig. ι ist 1 der nichtmetallische Rohrboden, in dem die nichtmetallischen Rohre 2 an der Stelle 3 fest verbunden, beispielsweise eingekittet sind. 4 ist der Mantel des Wärmeaustauschers, der nach dem dargestellten Ende zu auf einen größeren Durchmesser erweitert ist. Der untere Teil 6 dieses erweiterten Mantels ist mit Hilfe der Flanschverbindung 5 abnehmbar, um die Verbindung mit dem Rohrboden montieren zu können. Der untere Flansch 7 dieses Teiles trägt eine Membran 8, an der mit Hilfe der Schrauben 9 ein Ring 10 befestigt ist. Zur Abdichtung ,ist eine elastische Flachdichtung 22 unter die Membran gelegt. Diese Membran gestattet eine gewisse Beweglichkeit des Ringes 10 in axialer Richtung zum Ausgleich der Wärmedehnungen. Der Ring 10 ist in einer Axialebene geteilt und durch Schrauben 11 zusammengehalten. Der Rohrboden 1 liegt nun einerseits mit Hilfe einer elastischen Zwischenlage 16, die aber nicht als Dichtung dienen muß, an dem Ring 10 an und wird anderseits mit Hilfe der Flanschschrauben 13 von dem Deckel 12 des Wärmeaustauschers eingespannt. Dieser Deckel 12 bildet die Einströmhaube für das die Rohre durchströmende Austauschmedium, das bei der Flanschverbindung 14 einströmt. Dieses Medium, das chemisch aggressiv sein kann, z. B. eine Säure, wird abgedichtet durch die Dichtung 15 zwischen dem Deckel und dem Rohrboden. Die Schrauben 13 können von außen bedient und während des Betriebes nachgezogen werden, wobei durch dieses Nachziehen lediglich die Dichtung 15 stärker gepreßt wird.

Als Dichtung gegen das Wärmeaustauschmedium, das die Rohre außen umströmt und durch nicht dargestellte Stutzen am Mantel des Wärmeaustauschers zu- bzw. abgeführt wird, dient eine Rundschnurdichtung 17, die um den Außenumfang des Rohrbodens 1 gelegt ist und durch einen Druckring 18 mit Hilfe der Druckschrauben 19 angezogen wird. Bei dieser Ausführung der Abdichtung ist also die Dichtung für das eine Medium im Deckel des Wärmeaustauschers getrennt von der Dichtung für das Medium im Mantel des Austaus£hers, und beide Dichtungen sind jede für sich nachziehbar. Die Ausführung ist ferner so getroffen, daß in an sich bekannter Weise zwischen den beiden Dichtungen ein nach außen offener Raum 20 vorhanden ist, der gegebenenfalls je nach Lage des Wärmeaustauschers mit verschiedenen Kontrollöffnungen 21 versehen ist. Wird beispielsweise die Dichtung 15 undicht, so tritt bei 21 im Falle der Verwendung von Säure als die Rohre durchströmendes Austauschmittel Säure aus, so daß sofort ersichtlich ist, daß diese Dichtung undicht geworden ist. Im anderen Falle, wenn die Dichtung 17 undicht ist, wird dies sofort erkannt dadurch, daß beispielsweise das Kondensat des als aufheizendes Medium dienenden Dampfes austritt. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der der Dehnungsausgleich nicht durch eine Membran, sondern durch eine Rohrwelle 31 ejrfolgt, die zwischen den Mantel 4 und den endseitigen Mantelteil 6 geflanscht ist. Beide Elemente zum Dehnungsausgleich sind bei jedem Ausführungsbeispiel anwendbar und nicht Kennzeichen der Erfindung. Fig. 2 zeigt weiterhin eine andere Ausführungsart des die Erfindung kennzeichnenden Ringes 10, der hier unterteilt ist in einen Teil io_o und einen Teil io₆. Der Teil io„, der nicht unterteilt ist, umgibt außen den Rohrboden 1 und enthält die Rundschnurdichtung 17. Der zweite Teil des Ringes io₆ ist zwecks Einbaumöglichkeit in einer Achsebene geteilt und durch Schrauben 34 mit dem Teil io_a verbunden. Dadurch ist es möglich, gleichzeitig eine Teilfuge an der Dichtung 17 zu vermeiden und den Rohrboden 1 durch einen auf der Innenseite liegenden Flansch zu halten, dessen

Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des in der Zeichnung nicht dargestellten Rohrbodens der Gegenseite. Letzterer hat denselben Durchmesser wie der dargestellte Rohrboden i. Die Dichtung 17 wird auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durch einen Druckring 18 mit Hilfe der von außen bedienbaren unabhängigen Schrauben 19 angedrückt. Der Ring io_a wird durch Stiftschrauben 35 mit Muttern 36 am unteren Abschluß der Mantelverlängerung 6 gehalten. Zur Abdichtung dient an dieser Stelle eine Flachdichtung 37. Durch die Mutter 38 auf der gleichen Stiftschraube wird der Deckel 12 des Wärmeaustauschers über die Dichtung 15 gegen den Rohrboden gezogen. Die Dichtung 15 kann also auch hier unabhängig von den sonstigen Flanschverbindungen von außen nachgezogen werden. Auch bei dieser Konstruktion ist zwischen den beiden Dichtungen 15 und 17 ein freier Raum 20 vorge-

ao sehen, der nach außen offen ist und gegebenenfalls auch besondere Kontrollbohrungen 21 zur Kontrolle der Dichtung besitzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Röhrenwärmeaustauscher mit nichtmetallischen, mit dem Mantel elastisch verbundenen Rohrboden, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden (1) eingespannt ist zwischen einem geteilten, mit dem Mantel elastisch verbundenen Ring (10) und dem gegen diesen Ring durch von außen bedienbare Schrauben (13) angezogenen Deckel (12), wobei außer einer Dichtung (15) an der Aufiagestelle des Rohrbodens am Deckel eine Rundschnurdichtung (17) am Außenumfang des Rohrbodens dichtet, die über einen Druckring (18) durch Druckschrauben (19) von außen nachgezogen werden kann.
2. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen der Dichtung (15) zwischen Rohrboden (1) und Deckel (12) für das die Rohre durchströmende Medium und der Rundschnurdichtung (17) für das die Rohre umgebende Medium ein nach außen offener, gegebenenfalls mit besonderen Kontrollöffnungen versehener druckloser Raum (20) sich befindet.
3. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) in einer Achsebene geteilt ist.
4. Röhrenwärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) unterteilt ist in einen die Rundschnurdichtung (17) enthaltenden, den Rohrboden (1) außen umgebenden ungeteilten Ring (io_e) und einen in einer Achsebene geteilten Ring (io&), der den inneren Flansch für den Rohrboden bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften·:
USA.-Patentschriften Nr. 2 181 486, 2496301.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 580/314 8.56 (709 721/4 10.57)