DE3435093A1 - HEAT EXCHANGER WITH A PACK OF TUBES ARRANGED IN A HOUSING - Google Patents
HEAT EXCHANGER WITH A PACK OF TUBES ARRANGED IN A HOUSINGInfo
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Description
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Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KGSouth German cooler factory Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG
Mauserstr. 3, 7ooo StuttgartMauserstr. 3, 7ooo Stuttgart
Wärmetauscher mit einem in einem Gehäuse angeordneten Rohrbündel Heat exchanger with a tube bundle arranged in a housing
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit einem in einem Gehäuse angeordneten Rohrbündel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a heat exchanger with a tube bundle arranged in a housing of the im Preamble of claim 1 specified genus.
Aus der DE-OS 31 1o 489 ist bereits ein Wärmetauscher mit einem Gehäuse und einem darin angeordneten Rohrbündel bekannt. Die Rohrenden der Wärmetauscherrohre sind endseitig in Rohrboden gehalten und werden von einem ersten Wärmetauschermedium durchflossen. Das Gehäuse besteht aus einem metallischen Mantelrohr, zwei Gehäuseringen und zwei Deckeln, die durch Zuganker und Muttern gegeneinander verspannt sind. Die Rohrboden sind unter Zwischenschaltung von Dichtungsringen in den Deckeln und den Gehäuseringen so gehalten, daß sie im Rahmen der Wärmedehnung beweglichFrom DE-OS 31 1o 489 is already a heat exchanger known with a housing and a tube bundle arranged therein. The pipe ends of the heat exchanger pipes are held at the end in the tube sheet and are traversed by a first heat exchanger medium. That Housing consists of a metallic jacket tube, two housing rings and two covers that are secured by tie rods and nuts are braced against each other. The tube sheets are with the interposition of sealing rings held in the lids and the housing rings so that they can be moved within the framework of thermal expansion
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sind. Die Gehäuseringe besitzen die Anschlüsse für ein zweites Wärmetauschermedium, das innerhalb des Mantelrohres die Außenseite der Wärmetauscherrohre umströmt.are. The housing rings have the connections for a second heat exchanger medium, which is inside the jacket tube flows around the outside of the heat exchanger tubes.
Ein derartiger Wärmetauscher ist hinsichtlich seines Aufbaus sehr aufwendig, da eine Vielzahl von Einzelteilen mit kostenintensiven Bearbeitungsvorgängen sowie ein großer Montageaufwand erforderlich sind. So umfaßt das Gehäuse fünf Einzelteile, die einschließlich des handelsüblichen Mantelrohres einer spanabhebenden Nachbearbeitung unterzogen werden müssen, da sonst eine gute Anlage der Teile aneinander, insbesondere an der Flanschverbindung zwischen Mantelrohr und Gehäuseringen, nicht zu erreichen wäre. Außerdem ist eine Vielzahl von Dichtungsringen erforderlich, um die Gehäuseteile gegeneinander sowie gegen die Rohrboden abzudichten und die Fluidkreislaufe voneinander zu trennen.Such a heat exchanger is very complex in terms of its structure, since a large number of individual parts with costly machining operations and a large amount of assembly work are required. So the housing comprises five items, including the standard casing pipe a machining Post-processing must be subjected, otherwise a good contact of the parts to each other, in particular at the flange connection between the jacket pipe and the housing rings, would not be achievable. aside from that a large number of sealing rings is required to keep the housing parts against each other and against the Seal the tube sheet and the fluid circuits from each other to separate.
Aus der US-PS 3,426,841 ist ein Rohrbündel-Wärmetauscher bekannt, bei dem Kunststoffrohre in einem ebenfalls aus Kunststoffmaterial bestehenden Rohrboden gehalten sind. Das Gehäuse besteht ebenfalls aus Kunststoffteilen, wobei ein rohrförmiges Mitteilteil mit endseitigen Deckeln versehen ist. Das rohrförmige Mittelteil und die Deckel weisen an ihren Enden flanschartige Bunde auf, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Bunden sich der Rand eines Rohrbodens erstreckt. Zwischen jedem Bund und dem Rohrboden ist jeweils ein Dichtungsring angeordnet. Die Gehäuseteile werden mittels Spannringen derart befestigt, daß die Flansche an den Rohrboden gepreßt werden. Die Wärmedehnung des RohrbündelsFrom US-PS 3,426,841 a tube bundle heat exchanger is known, in which the plastic pipes are held in a tube sheet also made of plastic material. The housing also consists of plastic parts, with a tubular central part with end caps is provided. The tubular middle part and the lid have flange-like collars at their ends, with each other between two opposing collars the edge of a tube sheet extends. There is a sealing ring between each collar and the tube sheet arranged. The housing parts are fastened by means of clamping rings in such a way that the flanges are attached to the tube sheet be pressed. The thermal expansion of the tube bundle
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muß über die Elastizität der Rohrboden aufgenommen werden. must be absorbed by the elasticity of the tube sheet.
Dieser Wärmetauscher ist zwar durch die Gestaltung der Gehäuseteile und der Befestigungsmittel einfach im Aufbau, er hat jedoch den Nachteil, daß er vollständig aus Kunststoffteilen besteht.·Dabei ist die Auswahl der Kunststoffwerkstoffe so getroffen, daß sie miteinander schmelzbar sind, so daß eine Verschmelzung am äußeren Rand des Rohrbodens mit den flanschartigen Bunden erfolgen kann. Ganz davon abgesehen, daß für eine Vielzahl von Anwendungsfällen Wärmetauscher aus metallischen Werkstoffen erforderlich sind und keine Kunststoffe benutzt werden können, besteht ein weiteres Problem darin, daß die bekannte Anordnung nur mit relativ elastischen Rohrboden verwirklicht werden kann. Der Einsatz eines Rohrbündels mit starren Rohrboden, die in dem Gehäuse begrenzt verschiebbar sind, fet dabei nicht möglich. Schließlich muß der bekannte Wärmetauscher mit geringen Toleranzen gefertigt sein, da die einander gegenüberliegenden Flächen der flanschartigen Bunde sowie des dazwischenliegenden Randes des Rohrbodens nahezu parallel verlaufen und somit ein Toleranzausgleich durch weiteres Spannen der Spannschellen nicht möglich ist.This heat exchanger is simple in structure due to the design of the housing parts and the fastening means, However, it has the disadvantage that it consists entirely of plastic parts. · The selection of the Plastic materials taken so that they come together are fusible, so that a fusion takes place at the outer edge of the tube sheet with the flange-like collars can. Quite apart from the fact that metallic heat exchangers are used for a large number of applications Materials are required and no plastics can be used, another problem is that the known arrangement can only be realized with a relatively elastic tube sheet. The use of a Tube bundle with a rigid tube sheet, which can be displaced to a limited extent in the housing, is not possible in this case. Finally, the known heat exchanger must be manufactured with small tolerances, since the opposite one another Surfaces of the flange-like collars and of the edge of the tube sheet in between are almost parallel run and thus tolerance compensation is not possible by further tightening the clamps.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung derart weiterzubilden, daß er aus einfach gestalteten, kostengünstig herstellbaren Teile besteht, bei dem ein großer Toleranzausgleich gegeben ist und der hinsichtlich der Montage äußerst einfach ist. Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der genannten Gattung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.It is therefore the object of the invention to provide a heat exchanger of the type mentioned in the preamble of claim 1 To develop the genus in such a way that it consists of simply designed, inexpensive to manufacture parts, in which a large tolerance compensation is given and which is extremely simple in terms of assembly. In the case of a heat exchanger of the type mentioned, this object is achieved according to the invention by the characterizing features Features of claim 1 solved.
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Die wesentlichen Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind insbesondere darin zu sehen, daß der Wärmetauscher aus äußerst wenig Einzelteilen besteht, wobei diese Teile mit relativ großen Toleranzen herstellbar sind und keiner spanabhebenden Nachbearbeitung bedürfen. Dabei wird durch das Dichtungselement erreicht, daß es zur Abdichtung des Rohrbodens gegen beide zu verspannende Gehäuseteile und gleichzeitig zur Kompensation von Pertigungstoleranzen und Längenänderungen dient. Durch die Gestaltung der Spannmittel ist auf einfache Weise eine Nachspannbarkeit gegeben, wobei durch weiteres Zusammenschrauben der Spannschelle eine deutliche Längsverschiebung der Gehäuseteile aufeinander zu erfolgt. Zudem gestattet die Dichtungsanordnung erhebliche Verschiebung infolge von Wärmedehnung, ohne daß damit die exakte Dichtwirkung verloren geht.The main advantages of the subject matter of the invention can be seen in particular in the fact that the heat exchanger consists of extremely few individual parts, these Parts can be produced with relatively large tolerances and do not require post-machining. It is achieved by the sealing element that it is used to seal the tube sheet against both to be braced Housing parts and at the same time to compensate for manufacturing tolerances and changes in length serves. The design of the tensioning means allows retensioning in a simple manner, whereby further screwing together the clamp results in a significant longitudinal displacement of the housing parts towards each other. In addition, the sealing arrangement allows considerable displacement as a result from thermal expansion without losing the exact sealing effect.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Winkel zweier sich gegenüberliegender Ränder gleich groß sind und etwa 6o° gegenüber der Längsachse des Gehäuses betragen. Diese symmetrische Querschnittsform der Verbindungsanordnung hat den Vorteil, daß auch die Spannschelle einen symmetrischen Querschnitt besitzt und somit bei der Montage eine Verwechselung der Seiten nicht auftreten kann. Je nach Anordnung des Wärmetauschers kann es jedoch von Vorteil sein, daß beispielsweise die Endstücke einen etwa rechtwinkligen Rand aufweisen und der diesem gegenüberliegende Rand des Gehäuses in einem Winkel von Z. 6o° angeordnet ist. Die Spannschelle muß dann eine entsprechend ange-A preferred embodiment of the subject matter of the invention consists in the fact that the angles of two opposite edges are equal and approximately 6o ° relative to the longitudinal axis of the housing. This symmetrical cross-sectional shape of the connection arrangement has the advantage that the clamp also has a symmetrical cross-section and thus The sides cannot be mixed up during assembly. Depending on the arrangement of the heat exchanger however, it can be advantageous that, for example, the end pieces have an approximately right-angled edge and the edge of the housing opposite this is arranged at an angle of Z. 60 °. The clamp must then have an appropriately
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paßte Form aufweisen, wobei jedoch durch den Rand mit dem kleineren Winkel eine relative Verschiebung beim Spannen der Spannschellen gewährleistet ist. Eine derartige Anordnung ist besonders dann sinnvoll, wenn das Rohrbündel mit dem Mantelrohr zwischen fest montierten Endstücken eingebracht werden soll und die Rohrboden nur geringfügig in die Endstücke ragen dürfen. Have a fitting shape, but with a relative shift in the case of the edge with the smaller angle Tensioning of the clamps is guaranteed. Such an arrangement is particularly useful when the tube bundle with the jacket tube is to be inserted between fixed end pieces and the The tube sheet may only protrude slightly into the end pieces.
Eine besonders günstige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird in der Kombination mit einer Leckanzeige gesehen, die darin besteht, daß der Dichtungsring an seiner dem Rohrboden zugewandten Fläche eine in Umfangsrichtung des Rohrbodens verlaufende Nut aufweist, die über mindestens einen radialen Kanal in dem Dichtungsring mit der Außenseite des Wärmetauschers in Verbindung steht. Durch diese Leckanzeige, die durch günstige Weise in den Dichtungsring integriert werden kann, wird im Falle einer Undichtigkeit zwischen Rohrboden und Mantelrohr oder zwischen Rohrboden und Endstück das austretende Fluid an die Außenseite des Wärmetauschers abgeleitet und ein Übertritt in das andere Wärmetauscherfluid verhindert. Auf diese Weise werden Schäden infolge der Vermischung unterschiedlicher Fluide vermieden. Durch den Austritt des Leckstromes wird zur Anzeige gebracht, daß eine Undichtigkeit vorliegt. Damit der Leckstrom nicht nur an den Verbindungsstellen der Spannschellen austreten kann, ist es von Vorteil, daß die Spannschelle radiale Öffnungen aufweist, deren Querschnitt mindestens demjenigen der radialen Kanäle in der Dichtung entspricht. Damit auch beim Spannen der Gehäuseteile durch die Spannschelle und demzufolge auftretender Verformung des Dichtungsringes der Durch-A particularly favorable embodiment of the subject matter of the invention is in combination with a leak indicator seen, which consists in the fact that the sealing ring on its surface facing the tube sheet a Has a groove running in the circumferential direction of the tube sheet and having at least one radial channel communicates in the sealing ring with the outside of the heat exchanger. Through this leak indicator, which can be integrated in the sealing ring in a favorable manner, in the event of a leak between the tube sheet and casing tube or between the tube sheet and the end piece the exiting fluid to the Outside of the heat exchanger diverted and prevented a transfer into the other heat exchanger fluid. In this way, damage due to the mixing of different fluids is avoided. By the exit of the leakage current is indicated that there is a leak. So that the Leakage current can not only escape at the connection points of the clamps, it is advantageous that the clamp has radial openings, the cross section of which is at least that of the radial channels in the seal corresponds. This also applies when the housing parts are clamped by the clamp and consequently occurring deformation of the sealing ring of the through
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gang für einen etwa auftretenden Leckstrom gesichert ist, wird vorgeschlagen, daß die Nut durch eine steife Einlage gebildet wird und der radiale Kanal in Form eines formstabilen Rohres besteht.gear is secured for any leakage current occurring, it is proposed that the groove by a rigid insert is formed and the radial channel is in the form of a dimensionally stable tube.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Dichtungsringes besteht darin, daß dessen Querschnittsform einem Trapez entspricht, dessen Basisfläche am Rohrboden und dessen Seitenflächen an den abgewinkelten Rändern der Gehäuseteile anliegen. Auf diese Weise ist eine großflächige Anlage des Dichtungsringes an den jeweiligen Dichtungsflächen gegeben, unabhängig" davon, wie weit die Spannschelle angezogen wird. Eine solche Anordnung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die Winkel zweier sich gegenüberliegender Ränder gleich groß sind.A preferred embodiment of the sealing ring is that its cross-sectional shape is a trapezoid corresponds, whose base surface on the tube sheet and whose side surfaces on the angled edges of the housing parts issue. In this way, the sealing ring rests over a large area on the respective sealing surfaces, regardless of how far the clamp is is attracted. Such an arrangement is particularly recommended when the angles of two are opposite edges are the same size.
Sofern die Winkel zweier sich gegenüberliegender Ränder unterschiedlich sind, kann zweckmäßigerweise der Dichtungsring einen runden Querschnitt aufweisen. Ein solcher Dichtungsring kann sich auf einfache Weise jeder beliebigen Form anpassen.If the angles of two opposing edges are different, the Sealing ring have a round cross-section. Such a sealing ring can be created in a simple manner adapt to any shape.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist jeweils eine von zwei zueinander gehörenden Spannschellen mit Laschen oder einem Bügel zur Befestigung des Wärmetauschers versehen. Auf diese Weise sind separate Befestigungsmittel sowie deren Montage am Gehäuse des Wärmetauschers nicht notwendig. Eine besonders einfache und preisgünstige Herstellung des Mantelrohres ist dadurch gegeben, daß es aus einem gezogenen Rohrkörper mit herausgeformten Anschlußstutzen für das zweite Wärmetauscherfluid besteht.According to an expedient development of the subject matter of the invention, one of two is associated with each other Provide tensioning clamps with straps or a bracket to attach the heat exchanger. In this way separate fasteners and their assembly on the housing of the heat exchanger are not necessary. One Particularly simple and inexpensive production of the jacket tube is given by the fact that it consists of one drawn tubular body with molded connecting pieces for the second heat exchanger fluid.
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Als Endstücke des Gehäuses können in an sich bekannter Weise Deckel mit Anschlüssen für das erste Wärmetauscherfluid vorgesehen sein. Es ist jedoch durch die Erfindung ebenso möglich, daß die Endstücke des Gehäuses durch Anschlußrohre, die den gleichen Durchmesser wie das Mantelrohr besitzen, gebildet sind. Ein besonderer Vorteil dieser Maßnahme ergibt sich dann, wenn diese Anschlußrohre durch ohnehin vorhandene Rohre eines Rohrleitungssystems gebildet sind, wodurch Zusätzliche Deckel und Anschlüsse für das erste Wärmetauscherfluid eingespart werden.Lids with connections for the first heat exchanger fluid can be used as end pieces of the housing in a manner known per se be provided. However, it is also possible by the invention that the end pieces of the housing are formed by connecting pipes that have the same diameter as the jacket pipe. A special The advantage of this measure arises when these connecting pipes are connected by pipes that are already present Piping system are formed, whereby additional covers and connections for the first heat exchanger fluid can be saved.
Ausführungsbexspiele des erfindungsgemäßen Wärmetauschers sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the heat exchanger according to the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Figur 1Figure 1
einen Rohrbündelwärmetauscher mit Spannschellenverbindung (teilweise im Schnitt)a tube bundle heat exchanger with clamp connection (partly in section)
Figur 2Figure 2
eine Ausführungsvariante der Einzelheit X in vergrößerter Darstellungan embodiment variant of the detail X in an enlarged view depiction
Figur 3Figure 3
eine Ansicht nach der Linie III in Figur 1a view along the line III in Figure 1
Figur 4 aFigure 4 a
eine Ausführungsvariante zu Figur 2a variant of Figure 2
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Figur 4 b ein Dichtungselement·mit rundemFigure 4b a sealing element · with a round
Querschnitt in ungespanntem Zustand Cross-section in the unstressed state
Figur 5 die Anordnung eines WärmetauschersFigure 5 shows the arrangement of a heat exchanger
in einem bestehenden Rohrleitungssystem. in an existing pipeline system.
In Figur 1 ist ein Wärmetauscher 1 mit einem Gehäuse 2 dargestellt, wobei das Gehäuse 2 ein metallisches Mantelrohr 3 und zwei als Deckel 4 und 4* ausgebildete metallische Endstücke umfaßt. Das Mantelrohr 3 weist zwei Anschlüsse 5 und 6 für den Ein- und Austritt des zweiten Wärmetauscherfluids auf. Wie der auf der linken Seite in Figur 1 dargestellte T eilschnitt zeigt, befindet sich in dem Mantelrohr 2 ein mehrere Rohre 7 umfaßendes Rohrbündel, wobei Enden 8 der Rohre 7 in einem starren Rohrboden 9 gehalten sind.In Figure 1, a heat exchanger 1 is shown with a housing 2, the housing 2 being a metallic jacket tube 3 and two metallic end pieces designed as covers 4 and 4 *. The jacket tube 3 has two connections 5 and 6 for the inlet and outlet of the second heat exchanger fluid. Like the one on the left in FIG. 1 shows a partial section shown, there is a tube bundle comprising several tubes 7 in the jacket tube 2, ends 8 of the tubes 7 being held in a rigid tube sheet 9.
Das Mantelrohr 3 weist an seinem Ende einen nach außen gerichteten, abgewinkelten Rand 1o auf, wobei der Winkel C< zwischen dem Rand 1o und der Längsachse des Wärmetauschers ca. 6o° beträgt. Der Deckel 4 weist an seiner dem Mantelrohr 3 zugewandten Seite ebenfalls einen nach außen gerichteten, abgewinkelten Rand 11 auf, der ebenfalls wie der Rand 1o des Mantelrohres 3 gegenüber der Längsachse des Wärmetauschers 1 einen Winkel o< von ca. 6o° aufweist. Zwischen den beiden abgewinkelten Rändern 1o und 11 befindet sich ein Dichtungsring 12, der einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Der Dichtungsring 12 liegt mit seiner inneren Mantelfläche, d.h. mit der Basis des Trapez, an dem äußeren Umfang des Rohrbodens 9 und mit seinen Seitenflächen an den abgewinkelten Rän-The jacket tube 3 has at its end an outwardly directed, angled edge 1o, the angle C <between the edge 1o and the longitudinal axis of the heat exchanger is approx. 6o °. The cover 4 also has a side facing the jacket tube 3 outwardly directed, angled edge 11, the also like the edge 1o of the jacket tube 3 with respect to the longitudinal axis of the heat exchanger 1 an angle o < of about 6o °. Between the two angled edges 1o and 11 is a sealing ring 12, the has a trapezoidal cross-section. The sealing ring 12 lies with its inner circumferential surface, i.e. with the base of the trapezoid, on the outer circumference of the tube sheet 9 and with its side surfaces on the angled edges
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dern 1o und 11 an und dichtet somit gleichzeitig den Rohrboden 9 gegen das Mantelrohr 3 und den Deckel 4 ab.dern 1o and 11 and thus simultaneously seals the Tube sheet 9 against jacket tube 3 and cover 4.
Eine gleiche Anordnung von abgewinkelten Rändern 1o und 11 sowie der Dichtung 12 befindet sich am anderen Ende des Mantelrohres 3, nämlich dort wo der Deckel 4* mit dem Mantelrohr 3 verbunden ist. Zur Befestigung der Deckel 4 und 4* mit dem Mantelrohr 3 sind Spannschellen 13 und 14 vorgesehen, deren Querschnittsform den abgewinkelten Ränd#ern 1o und 11 entspricht. Zwei' zusammengehörige Spannschellen 13 und 14 übergreifen die Anordnung von abgewinkelten Rändern 1o und 11 sowie den dazwischen angeordnetem Dichtungsring 12 nahezu über den gesamten Umfang und sind durch Schrauben 15 und Muttern 16, die an Laschen 13* und 14* der Spannschellen 13 und 14 angreifen, spannbar. Je weiter die Muttern auf die Schrauben 15 gedreht werden, desto mehr senken sich die Spannschellen 13, 14 auf die abgewinkelten Ränder 1o und 11 und bewirken durch die Schrägflächen, daß der Deckel 4 bzw. 4* gegen das Mantelrohr 3 bewegt wird. Dadurch wird gleichzeitig die auf den Dichtungsring 12 wirkende Preßkraft erhöht. Wie aus Figur 1 weiter ersichtlich ist, sind stirnseitig an den Deckeln 4 und 4* Anschlüsse 17 und 17* für das erste Wärmetauscherfluid vorgesehen.The same arrangement of angled edges 1o and 11 and the seal 12 is located at the other end of the jacket tube 3, namely where the cover 4 * is connected to the jacket tube 3. For fastening the lid 4 and 4 * to the casing tube 3 Clamps 13 and 14 are provided, whose cross-sectional shape ren the angled Ränd # 1o and 11 corresponds. Two 'matching clamps 13 and 14 overlap the arrangement of angled edges 1o and 11 as well as the sealing ring 12 arranged between them almost over the entire circumference and are secured by screws 15 and nuts 16 that engage on tabs 13 * and 14 * of the clamps 13 and 14 , tensionable. The further the nuts are turned on the screws 15, the more the clamps 13, 14 sink onto the angled edges 1o and 11 and, through the inclined surfaces, cause the cover 4 or 4 * to move against the jacket tube 3. As a result, the pressing force acting on the sealing ring 12 is increased at the same time. As can also be seen from FIG. 1, connections 17 and 17 * for the first heat exchanger fluid are provided on the end faces of the covers 4 and 4 *.
In Figur 2 ist eine Ausführungsvariante der Einzelheit X in Figur 1 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Ebenso wie in Figur 1 liegen sich zwei abgewinkelte Ränder 1o und 11 gegenüber, die den gleichen Winkel c< zur Längsachse des Wärmetauschers aufweisen. Zwischen den RändernIn Figure 2, an embodiment variant of the detail X in Figure 1 is shown in an enlarged view. as well As in Figure 1, there are two angled edges 1o and 11 opposite, which have the same angle c <to the longitudinal axis of the heat exchanger. Between the edges
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1o und 11 befindet sich der Dichtungsring 12 mit trapezförmigem Querschnitt. An der dem Rohrboden 9 zugewandten Fläche 18 weist der Dichtungsring 12 eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut 19 auf, die über einen in radialer Richtung verlaufenden Kanal 2o mit der Außenseite des Dichtungsrings 12 in Verbindung steht. Somit besitzt der Dichtungsring 12 an der Fläche 18 zwei Dichtungsabschnitte, wobei diese beiden Abschnitte wie separate Dichtungen wirken. Tritt nämlich an einem der Dichtungsabschnitte eine Leckage auf, so wird das austretende Wärmetauscherfluid durch die Nut 19 und den radialen Kanal 2o nach außen abgeführt und kann somit nicht in das andere Wärmetauscherfluid gelangen, was unter Umständen zu erheblichen Schaden führen würde.1o and 11 is the sealing ring 12 with trapezoidal Cross-section. On the surface 18 facing the tube sheet 9, the sealing ring 12 has a circumferential direction extending groove 19, which is connected to the outside via a channel 2o extending in the radial direction of the sealing ring 12 is in communication. Thus, the sealing ring 12 has two on the surface 18 Sealing sections, these two sections acting as separate seals. Namely, occurs on one the sealing sections a leak, the exiting heat exchanger fluid is through the groove 19 and the radial channel 2o is discharged to the outside and can therefore not get into the other heat exchanger fluid, which under certain circumstances would lead to considerable damage.
Da derartige Dichtungsringe 12 üblicherweise aus gummielastischen Werkstoffen bestehen, ist zur Aufrechterhaltung der Form der Nut 19 eine steife Einlage 21 vorgesehen. Der radiale Kanal 2o wird durch ein formstabiles Rohr 22 gebildet. Damit ein allfällig auftretender Leckstrom nicht nur an den durch die Laschen 13*, 14* gebildeten Enden der Laschen 13, 14 austreten kann, was je nach Einbaulage des Wärmetauschers ungünstig ist, besitzen die Spannschellen 13 und 14 ebenfalls radiale öffnungen 23, so daß bei Austritt von Flüssigkeit die Leckage sehr schnell feststellbar ist.Since such sealing rings 12 usually consist of rubber-elastic materials, is to maintain the shape of the groove 19 a rigid insert 21 is provided. The radial channel 2o is dimensionally stable Tube 22 is formed. So that a leakage current that may occur not only at the ones formed by the tabs 13 *, 14 * Ends of the tabs 13, 14 can emerge, which is unfavorable depending on the installation position of the heat exchanger, the clamps 13 and 14 also have radial openings 23, so that when liquid escapes the Leakage can be detected very quickly.
In Figur 3 ist eine Ansicht nach der Linie III-III in Figur 1 gezeigt, wobei für gleiche Γ feile die Bezugszeichen von Figur 1 übernommen sind. Diese Ansicht zeigt den Deckel 4* mit dem im Radius größeren RandIn Figure 3 is a view along the line III-III in 1, the reference numerals from FIG. 1 being adopted for the same files. This view shows the cover 4 * with the edge larger in radius
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11 sowie den Anschlußstutzen 17*, durch den ein Ausschnitt des Rohrbodens 9 mit darin befestigten Enden 8 der Rohre sichtbar ist. Die Rohrschellen 13 und 14 übergreifen jeweils nahezu den halben Umfang des Randes 11, so daß zwischen den radial nach außen gerichteten Laschen 13* und 14* noch ein ausreichender Abstand zum Gegeneinanderspannen mittels Schrauben 15 und Muttern 16 besteht. An der unteren Spannschelle 14 ist ein Bügel 24 angeschweißt, der an seinen abstehenden Enden 25 mit Befestigungslöchern 26 versehen ist, so daß der Bügel 24 zur Befestigung des Wärmetauschers dient.11 and the connection piece 17 *, through which a cutout of the tube sheet 9 with the ends 8 of the tubes fastened therein is visible. The pipe clamps 13 and 14 overlap each almost half the circumference of the edge 11, so that between the radially outwardly directed tabs 13 * and 14 * there is still a sufficient distance to the Clamping against each other by means of screws 15 and nuts 16 consists. At the lower clamp 14 is a Bracket 24 welded, which is provided at its protruding ends 25 with mounting holes 26 so that the Bracket 24 is used to attach the heat exchanger.
Figur 4 a zeigt eine Ausführungsvariante der Verbindungsanordnung, wobei das Endstück des Wärmetauschers durch ein Rohr 27 des Rohrleitungssysteme gebildet werden soll, welches den gleichen Durchmesser aufweist, wie das Mantelrohr 3. Das Anschlußrohr 27 besitzt einen etwa rechtwinkelig nach außen gerichteten Rand 28, dem ein abgewinkelter Rand 29 des Mantelrohres 3 gegenüberliegt, wobei der Rand 29 bezogen auf die Längsachse des Wärmetauschers einen Winkel ex von ca. 5o° aufweist. Zwischen den abgewinkelten Rändern 28 und 2 9 sowie dem Rohrboden 9, in dem die Rohrenden 8 befestigt sind, befindet sich ein Dichtungsring 3o, der am Umfang des Rohrbodens 9 sowie an den abgewinkelten Rändern 28 und 29 anliegt. Der Dichtungsring 3o hat ursprünglich einen runden Querschnitt, wie dies aus Figur 4 b ersichtlich ist; er wird jedoch aufgrund seiner Elastizität und der auf ihn einwirkenden Kräfte beim Gegeneinanderspannen der abgewinkelten Ränder 28 und 29 so verformt, daß eine großflächige Anlage sowohl an den abgewinkelten Rändern ,wie auch an dem Rohrboden 9 erfolgt. Der Dichtungsring 3o weist ebenso wie der bereits in Figur 2 beschriebeneFigure 4 a shows a variant of the connection arrangement, whereby the end piece of the heat exchanger is to be formed by a pipe 27 of the piping system, which has the same diameter as the jacket pipe 3. The connecting pipe 27 has an approximately right angle outwardly directed edge 28, which is opposite an angled edge 29 of the jacket tube 3, wherein the edge 29 has an angle ex of approximately 50 ° with respect to the longitudinal axis of the heat exchanger. Between the angled edges 28 and 2 9 and the tube sheet 9, in which the tube ends 8 are attached, is a Sealing ring 3o which rests on the circumference of the tube sheet 9 and on the angled edges 28 and 29. Of the Sealing ring 3o originally has a round cross section, as can be seen from Figure 4b; he However, due to its elasticity and the forces acting on it when clamping against each other, the angled edges 28 and 29 deformed so that a large-scale contact both at the angled edges , as also takes place on the tube sheet 9. The sealing ring 3o has the same as that already described in FIG
- 16 -- 16 -
28.8.19848/28/1984
- 16- EZDP/Ri/wi- 16- EZDP / Ri / wi
84-B-2284-B-22
Dichtungsring 12 eine umlaufende Nut 19 mit Verstärkungseinlage 21 und ein den radialen Kanal 2o bildendes Rohr auf. Entsprechend den Winkeln der Ränder 28 und 29 ist eine Spannschelle 31 vorgesehen, deren Schenkel 32 und 33 den Winkeln der Ränder 28 und 29 angepaßt sind. Außerdem weist die Spannschelle 31 eine radiale öffnung zum Durchtritt von Leckflüssigkeit auf. Bei der in Figur 4 a dargestellten Verbindungsanordnung ergibt sich beim Spannen der Schelle 31 ein Gegeneinanderschieben von Anschlußrohr 27 und Mantelrohr 3· lediglich aufgrund der schrägen Flächen des Randes 29 und des Schenkels 32.Sealing ring 12 has a circumferential groove 19 with a reinforcing insert 21 and a tube forming the radial channel 2o. Corresponding to the angles of the edges 28 and 29 is a clamp 31 is provided, the legs 32 and 33 of which are adapted to the angles of the edges 28 and 29. aside from that the clamp 31 has a radial opening for the passage of leakage fluid. At the in 4 a shown connection arrangement results when the clamp 31 is tensioned, sliding against one another of connecting pipe 27 and jacket pipe 3 only because of the inclined surfaces of the edge 29 and of leg 32.
In Figur 5 ist er Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmetauschers in ein bestehendes Rohrleitungssystem schematisch dargestellt. Mit Bezugszeichen 27 sind die An-.Schlußrohre bezeichnet, die den gleichen Durchmesser aufweisen wie das Mantelrohr 3 des Wärmetauschers 1. Der Wärmetauscher 1 ist mittels Spannschellen 13 und 14 auf die gleiche Weise mit den Anschlußrohren 27 verbunden, wie dies in Figur 1 eingehend beschrieben ist. Wie aus Figur 5 deutlich hervorgeht, können auf diese Weise die als Endstücke dienenden Deckel, wie sie in Figur 1 dargestellt sind, und die entsprechenden Anschlußstutzen für das erste Wärmetauscherfluid eingespart werden. Ein derartiger Einsatz des Wärmetauschers ist nur dadurch möglich, daß die Verbindungsanordnung einen großen Toleranzausgleich bei zuverlässiger Abdichtung der beiden Kreisläufe gegeneinander gestattet.In Figure 5 it is use of the heat exchanger according to the invention shown schematically in an existing pipeline system. With reference numeral 27 are the connecting pipes which have the same diameter as the jacket tube 3 of the heat exchanger 1. The heat exchanger 1 is connected to the connecting pipes 27 in the same way by means of clamps 13 and 14, as described in detail in FIG. As can be clearly seen from FIG. 5, this Way the cover serving as end pieces, as shown in Figure 1, and the corresponding connecting pieces for the first heat exchanger fluid can be saved. Such a use of the heat exchanger is only possible because the connection arrangement has a large tolerance compensation with a reliable seal of the two circuits against each other.
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