DE2045307A1

DE2045307A1 - Vorrichtung zum Abdichten eines me tallischen Druckbehälter, insbesondere des Stirnkastens eines Wärmetauschers

Info

Publication number: DE2045307A1
Application number: DE19702045307
Authority: DE
Inventors: Willem Voorschoten Oey Djin Kian Rijswijk Schoonman, (Niederlande) P
Original assignee: Lummus Nederland NV
Current assignee: Lummus Nederland NV
Priority date: 1970-04-07
Filing date: 1970-09-14
Publication date: 1971-10-21
Also published as: BE755137A; SE358456B; US3690505A; GB1244600A; DE2045307B2; DE2045307C3; FR2092237A5; NL7004982A; JPS5113908B1

Description

2045307 Andrejewski & Honke Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

AnwaSfsakte: 35^0/Pm Dr-Ing. Manfred Honke

Essen, den 11. September I97O Kettwiger Straße 36 ( th )

Patentanmeldung
Lummus Nederland N.V.
Prinses Beatrixlaan 7,
Den Haag /- Holland ~

Vorrichtung zum Abdichten eines metallischen Druckbehälters, insbesondere des Stirnkastens eines Wärmetauschers.

Bei den heute üblichen Wärmetauschern ist gewöhnlich am Stirnkasten ein rundum laufender Plansch vorgesehen, auf welchen ein Verschlußdeckel aufgeschraubt wird, wobei zwischen diesen Flansch und den Deckel eine entsprechende Ringpackung eingelegt wird. Angesichts der bei modernen Wärmetauschern herrschenden, sehr hohen Drücke, welche bis auf mehrere 100 Atmosphären ansteigen können, lässt sich jedoch auf diese Welse keine zuverlässige und dauerhafte Abdichtung eines Wärmetauschers mehr erhalten.

109843/1002

Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Ketiwiger Straße 36

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen und schlägt hierzu vor, eine Vorrichtung zum Abdichten eines metallischen Druckbehälters, insbesondere des Stirnkastens eines Wärmetauschers, mit Hilfe eines Metalldeckels in der Weise auszubilden, daß der Deckel in dem Druckbehälter eingelassen ist und an seiner vom Druckraum abgewandten Außenseite ein aus mehreren Sektoren bestehendes Stützorgan anliegt, welches mit seinem Außenrand in eine entsprechende Nut in der Wandung des Druckbehälters eingreift und durch eine abnehmbare Sicherung darin festgehalten wird, während «ine zwischen dem Außenrand des Deckels und dem Stützorgan angeordnete Metalldichtung mit dem Druckbehälter und. dem Deckel verschweißt ist.

Es wird daher erfindungsgemaß eine metallische Dichtung verwendet, welche mit dem Druckbehälter sowie mit dem Deckel verschweißt wird, wodurch eine ausgezeichnete und dauerhafte Abdichtung erzielt wird, welche selbst sehr hohen Drücken widerstehen kann. Außerdem kann der Deckel sehr leicht demontiert werden, zu welchem Zweck die Sicherung und das Stützorgan entfernt werden und die Metalldichtung auf irgendwie geeignete Weise zertrennt wird. Dabei bleibt der Zugang zum Druckkessel beispielsweise den Stirnkasten eines Wärmetauschers einwandfrei aufrecht erhalten.

Bei einem zylindrischen Druckbehälter kann das Stützorgan aus einem in mehrere Sektoren unterteilten Stützring und die Sicherung aus einem Sicherungsring bestehen, welcher in diesen Stützring eingesetzt und mit dem Deckel durch Schraubbolzen verbunden 1st. Außerdem kann der Deckel an seiner dem Stützring zugewandten

1098A3/10U2

Patentanwälfe Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Keftwiger Straße

Außenseite am Rande einen Absatz aufweisen, welcher mit der Wandung des Druckbehälters und dem Stützorgan eine Ringkammer zur Aufnahme der als Metallring mit halbkreisförmigem, zur Wandung des Druckbehälters hin offenem Querschnitt ausgebildeten Metalldichtung bildet.

Weitere Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung; es zeigenί

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher, dessen Stirnkästen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgedichtet und verschlossen sind;

Figur 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 längs der Linie -II-II" in vergrößertem Maßstäbe;

Figur J5 eine Draufsicht auf einen aus mehreren Sektoren bestehenden Stützring; und

Figur 4 eine Draufsicht auf einen Sicherungsring.

Der schematisch in Figur 1 dargestellte Wärmetauscher besteht aus einem zylindrischen Metallgehäuse 1 und zwei Rohrplatten 2, zwischen denen mehrere Rohre J5 verlaufen, welche an jeder Seite in einen Stirnkasten oder Kanal 4 münden. Die Einlaß- und Auslaßstützen 5 für die Medien, zwischen denen ein Wärmetausch erfolgen soll, zeigen durch die eingezeichneten Verbindungspfeile deutlich den Strömungsverlauf dieser Medien.

Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße 36

Jeder Stirnkasten 4 dieses Wärmetauschers ist mit einem Metalldecke! 6 verschlossen, welcher in den Stirnkasten eingelassen ist und mit seiner vom Druckraum abgewandten Außenseite an einem aus mehreren Sektoren 7' bestehenden Stutzring 7 anliegt. Dieser Stützring 7 greift zu einem Teil in eine umlaufende Nut 8 in der Wandung des Druckbehälters 1 und ist in dieser Nut 8 mittels eines Sicherungsringes 9 blockiert. Dieser Sicherungsring 9 besitzt mehrere Axialbohrungen.10, durch welche Stehbolzen 11 hin-

* durch in den Deckel 6 eingeschraubt werden, auf welche dann Muttern 11' aufgeschraubt werden. Eine ringförmige Metalldichtung 12, welche halbkreisförmigen, zur Wandung des Druckbehälters hin offenen Querschnitt besitzt, ist einmal am Druckbehälter angeschweißt und zum anderen am Deckel 6 an der dem Stützring 7 zugewandten Seite. Wie insbesondere B^-1Ig₀ 2 zeigt, ist in der Außenseite 13 des Deckels 6 am Rande ein Absatz 14 ausgebildet, welcher mit der Wandung des Druckbehälters 1 und dem Stützring 7 eine Ringkammer für die Dichtung 12 bildet. Im Anschluß an diesen Absatz ist an der Außenseite des Deckels außerdem eine ein vorspringendes Mittelstück 16 umgebende Stufe 15 eingefräst. In diese Stufe 15 greift einmal der Sicherungsring 9 ein, welcher an dem Mittelstück 16 anliegt, und außerdem ein Pußteil 17 des Stützringes 7·

Zur Montage des Deckels 6 wird der Dichtring 12 zunächst mit dem Deckel 6 verschweißt und der Deckel 6 dann in den Druckbehälter 1 eingeschoben, bis die Innenseite 18 des Deckels auf einem Absatz 19 in der Wandung des Druckbehälters aufsitzt. Alsdann wird der Dichtring 12 mit dem Druckbehälter 1 rundum verschweißt. Anschließend werden die Einzelteile 7' des Stützringes 7 nacheinander in die Nut 8 in der Wandung des Druckbehälters 1 ein-

J/ IU U 2

Patentanwälte Dr. W. Andrejewskj, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße

geschoben, wobei sie auf der Stufe des Deckels β aufruhen. Anschließend wird der Sicherungsring 9 aufgeschoben, sodaß er am Mittelstück 16 des Deckels 6 anliegt. Dieser Sicherungsring 9 passt genau in den Stützring 7 und wird dann mit dem Deckel 6 durch die Stehbolzen 11 und Muttern 11' verschraubt.

Im Betrieb unterliegt der Deckel 6 dem Innendruck im Stirnkasten 4, wobei diese Belastung durch den Stützring 7 aufgenommen wird, welcher durch den Sicherungsring 9 in seiner genauen Position festgehalten wird. Der Sicherungsring 12, welcher mit dem Deckel 6 sowie mit dem Druckbehälter 1 verschweißt ist, ergibt eine ausgezeichnete Dichtung zwischen diesen beiden Teilen und kann sehr hohen Drücken im Stirnkasten 4 widerstehen.

Zur Demontage des Deckels 6 wird nach Entfernung der Muttern zunächst der Sicherungsring 9 herausgezogen. Wie Figur 4 zeigt, besitzt der Sicherungsring 9 nicht nur Axialbohrungen 10 für die Stehbolzen 11, sondern auch mehrere Axialgewindelöcher 20, in welche zur Demontage des Sicherungsringes 9 Abdrückschrauben eingedreht werden können, welche gegen den Deckel 6 drücken und dabei den Sicherungsring 9 lockern. In der Wandung des Druckbehälters 1 sind ferner Querbohrungen 21 vorgesehen, welche in der Nut 9 münden, wobei die Anzahl dieser Bohrungen 21 der Anzahl der Sektoren 7' des Stützringes 7 entspricht. Diese einzelnen Sektoren 7* werden in die Nut 8 derart eingesetzt, daß die Mitte eines jeden Sektors ungefähr mit der zugeordneten Querbohrung 21 fluchtet. Außerdem sind, wie Fig. J> zeigt, einige der Sektoren derart geformt, daß ihre Seitenkänten parallel zu der zugeordneten Querbohrung 21 verlaufen. In diese Querbohrungen 21 können dann Stifte eingesetzt werden, um die Sektoren

10984 J/10U2

Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße

7' des Stützringes 7 nacheinander aus der Nut 9 zu lösen. Nach dem Durchschneiden, beispielsweise Brennen oder Schleifen, des Dichtringes 12 kann der Deckel herausgezogen werden, sodaß der Stirnkasten 4 vollkommen frei liegt.

Wenn auch vorstehend insbesondere das Abdichten und Verschliessen eines Stirnkastens für einen Wärmetauscher mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurde, so ist doch klar, daß die Erfindung sich ebenso gut zum druckdichten Verschließen irgendwelcher anderen Druckbehälter einsetzen läßt.

Ansprüche;

11)98*3/ 10(J2

Claims

Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße Ansprüche.

1. Vorrichtung zum Abdichten eines metallischen Druckbehälters, insbesondere des Stirnkastens eines Wärmetauschers mit Hilfe eines Metalldeckels, dadurch gekennzeichnet, daß" der Deckel (6) ~±n den Druckbehälter -{-t)---eii^ela^sen"ist"-und-an-^elnei^^om-^r^ci6^- raum (4) abgewrandten Außenseite (15) ein aus mehreren Sektoren (7') bestehendes Stützorgan (7) anliegt, welches mit seinem Außenrand in eine entsprechende Nut (8) in der Wandung des Druckbehälters eingreift und durch eine abnehmbare Sicherung (9) darin festgehalten wird, während eine zwischen dem Außenrand (14) des Deckels und dem Stützorgan angeordnete Metalldichtung (12) mit dem Druckbehälter und dem Deckel verschweißt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützorgan aus einem in mehrere Sektoren (7¹) unterteilten Stützring (J) und die Sicherung aus einem in diesen Stützring eingesetzten und mit dem Deckel (6) durch Schraubbolzen (11, 11') verbundenen Sicherungsring (9) besteht.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (6) an seiner dem Stützring (7) zugewandten Außenseite (15) am Rande einen Absatz (14) Aufweist und dieser mit der Wandung des Druckbehälters (1) und dem Stützorgan (7) eine Ringkammer zur Aufnahme der als Metallring mit halbkreisförmigem, zur Wandung des Druckbehälters hin offenem Querschnitt ausgebildeten Metalldichtung (12) bildet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (13) des Deckels (6) im Anschluß an den Absatz

(14) eine ein vorspringendes Mittelstück (16) umgebende Stufe

(15) aufweist und in diese das Stützorgan (7) sowie das am Mittelstück: anliegende Sieherungsorgan (9) eingreifen.

1Q98 44/1QU2

Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße 36

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4,- dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (9) mehrere in axialer Richtung verlaufende Gewindelöcher (10) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (1) in die Aufnahmenut (8) für das Stützorgan (7) einmündende Radialbohrungen (21) aufweist, daß die Sektoren (7¹) des Stützorganes derart angeordnet sind, daß diese

P Radialbohrungen auf ihre Mitte gerichtet sind, und daß einige der Sektoren zu diesen Radialbohrungen parallel laufende Seitenkanten besitzen«.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (6) mit seiner Innenseite (18) auf einem Absatz (19) in der Wandung des Druckbehälters (1) aufliegt.

PAe Dr.

Andrejewski, Dr.Honke.

10 98 4 3