DE8131599U1

DE8131599U1 - "Vorrichtung zur Herstellung eines Tauscherelementes für Röhrenwärmetauscher"

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Publication number: DE8131599U1
Application number: DE8131599U
Authority: DE
Original assignee: Espo Wierden Bv 7641 Wierden Nl
Current assignee: Espo Wierden Bv 7641 Wierden Nl
Publication date: 1982-04-29

Description

Firma ESPO UIERDEN BV, Ni jverheidsstraat 14, NL-7641 AB Wierden

"Vorrichtung zur Herstellung eines Tauscherelementes für Röhrenwärmetauscher"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Tauscherelementes für einen Röhrenwärmetauscher.

Die Herstellung von Röhrenwarmetauschern ist eine arbeitsaufwendige Maßnahme, da die Vielzahl der das' Tauscherelement bildenden Rohre wenigstens in einer oberen und unteren Abschlußplatte festgelegt werden müssen. Hier muß eine dichte und sichere Verbindung der Rohre mit den Platten geschaffen werden und außerdem sollen die eigentlichen Abschlußplatten·die Stabilität des gesamten Tauscherelementes herbeiführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine Vorrichtung zur Herstellung eines Tauscherelementes zu schaffen, die ein weitgehend maschinelles. Herstellen der Elemente ermöglicht, dabei gleichzeitig ein sicheres Einbinden der einzelnen Rohre in die Abschlußplatten gewährleistet und schließlich darüberhinaus sicherstellt, daß die Anströmöffnungen der Rohre auf der Anströmseite des Tauscherelementes sich konisch erweitern, um somit eine gute Luftführung der Tauscherluft in die Röhren zu ermöglichen, d.h. eine möglichst wirbelfreie Einführung der Luft zu gewährleisten.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Vorrichtung gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 im kennzeichnenden Teil definiert ist.

Hit anderen Worten ausgedrückt schafft die Erfindung

eine Vorrichtung, die im wesentlichen aus zwei Grundplatten besteht, die im Abstand voneinander angeordnet sind, der in etwa der Länge der einzelnen Tauscherrohre entspricht, wobei diese Grundplatten Innendorne enthalten, die der Aufnahme und Führung der Rohre dienen, d.h. die Rohre werden über diese Innendorne gesetzt. Die Grundplatten können dann aufeinanderzubewegt werden und spannen und führen die Tauscher rohre bei dieser Bewegung und legen die Rohre fest. Die derart festgelegten Rohre werden dann durch Formmassen miteinander verbunden, wobei hierfür die Grundplatten Formen aufweisen, in die diese Nassen eingegossen werden können.

Um dieses Eingießen leicht zu ermöglichen, ist die Gesamtvorrichtung auf einem Traggestell schwenkbar oder drehbar gelagert, so daß einmal die eine Grundplatte, zum andern die andere Grundplatte sich in der unteren Stellung befindet, in der die Formmasse in die Form eingegossen werden kann.

D^e Grundplatten sind vorzugsweise so groß ausgebildet, daß das größte anfallende Tauscherelement in einem Arbeitsgang hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung die Formen durch an den Grundplatten abnehmbar festgelegte Leisten gebildet werden, die nunmehr auf die einzelnen Tauscherelementgrößen einstellbar sind.

Gemäß einem besonderen und wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Innendorne unterschiedliche Länge aufweisen, und zwar die auf der einen Grundplatte angeordneten Innendorne kurzer als die an der anderen Grundplatte angeordneten Innendorne

sind. Jeder kürzere Innendorn ist als Doppelkonus ausgebildet,und zwar mit einem unteren konischen Randbereich, der eine gegenüber der übrigen Konusfläche sich nach außen hin erweiternde Kegelfläche schafft, deren geringster Durchmesser etwa dem maximalen Innendurchmesser der Tauscherrohre entspricht. Durch eine solche Anordnung wird in einfachster Weise die auf der Abschlußplatte vorgesehene, sich nach außen hin konisch erweiternde Anströmöffnung geschaffen.

Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Taut>cherelementes eines Röhrenwärmetauschers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Vielzahl von Rohre parallel zueinander ausgerichtet, zwischen zwei aufeinanderzubeweglich angeordneten Grundplatten auf in das Innere der Rohre greifenden Innendornen aufgesetzt, die Grundplatten aufeinanderzubewegt und die Rohre dadurch eingespannt werden, wobei anschließend jeder Fuß der Rohre in eine

Kunststoffmasse plattenförmig eingegossen wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei hier weitere vorteilhafte Ausgestaltungen definiert und erläutert sind. Die Zeichnungen zeigen dabei in

Fig. 1 schematisch unter Weglassung aller

für das Verständnis der Erfindung überflüssigen Einzelheiten die Gesatntvor ri chtung, in
Fig. 2 ein Tauscherelement gemäß der Er-

findung und in

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Fig. 3 in größerem Maßstab einen als Doppelkonus ausgebildeten Innendorn mit zugeordnetem Tauscherrohr.

In den Zeichnungen ist mit 1 ein Grundgestell bezeichnet, das im wesentlichen zwei Grundplatten 2 und tragt, die Ober Führungsmittel 4 sicher miteinander verbunden sind.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Führungsmittel 4 aus teleskopierenden Rohren, und zwar dem Außenrohr 5 und einem Innenrohr 6, wobei diese beiden teleskopierenden Rohre beispielsweise über einen in den Rohren angeordneten Spindeltrieb ineinandergeführt werden können. Der Antrieb dieser Spindeltriebe oder die Verstellung der beiden Rohre 5 und 6 gegeneinander, erfolgt über von den Außenrohren 5 getragene Elektromotore 7, die gleichzeitig angetrieben eine planparallele Verstellung der beiden Grundplatten 2 und 3 gegeneinander ermöglichen. In der Zeichnung ist bei 8 der Schaltsr für die Elektromotoren, bei 9 die elektrische Verbindungsleitung gezeigt, wobei diese Verbindungsleitung durch eine Hohlachse 1o nach außen geführt ist.

Die beiden Grundplatten 2 und 3 bestehen je aus einer Lagerfläche 11. In diesen Lagerflächen sind Bohrungen 12 vorgesehen, durch die in Fig. 3 gestrichelt dargestellt Befestigungsmittel, z.B. Schrauben 14, greifen, die mit Außengewinde ausgerüstet sind. Auf den Lagerflächen 11 werden Innendorne festgelegt. Die Grundplatte 3 trägt dabei Innendorne 15 und die Grundplatte 2 Innendorne 16, die unterschiedlich gestaltet sind. Das Festlegen der Innendorne an den

Lagerflächen 11 erfolgt durch in den Innendornen vor-

gesehene Muttern 17 (Fig. 3), deren Innengewinde mit dem Außengewinde der Schrauben 14 kämmt, so daß dadurch beliebige Dorne an den Lagerflachen festgelegt werden können.
5

Die Innendorne 15 sind wie dies die Zeichnungen deutlich zeigen als Doppelkonus ausgebildet mit einer normalen Konusfläche 18 und einer sich gegenüber dieser normalen Konusfläche 18 nach außen hin erweiternden Kegelfläche 19. Die Innendorne 16 der Grundplatte 2 sind länger als die Innendorne 15 gestaltet und weisen eine sich über die ganze Länge des Innendornes verlaufende einheitliche Konusfläche auf.

In Fig. 1 sind weiterhin Randleisten 2o erkennbar, die mit entsprechenden Befestigungsmitteln, beispielsweise auch an den Bohrungen 12 festgelegt werden können und dadurch in bestimmten Größenverhältnissen ausgebildet sein können, so daß hierdurch unterschiedlich große Tauscherelemente geschaffen werden können. In Fig. 1

ist die maximale Größe eines solchen Tauscherelementes dargestellt, wobei es selbstverständlich ist, daß beispielsweise das Tauscherelement auch nur halb oder dreiviertel so groß ist wie das maximale Element. 25

: In Fig. 3 ist in großem Maßstab ein Tauscherrohr 21

dargestellt, das beispielsweise aus Metall besteht und

; einen Innendurchmesser aufweist, der etwa dem kleinsten

Durchmesser der Kegelfläche 19 entspricht.

! 3o

Die beiden Grundplatten 2 und 3 können auf einen Ab-

stand auseinandergefahren werden, der größer ist als

die Länge des Tauscherrohres 21, wie dies gestrichelt

in Fig. 1 dargestellt ist, so daß es möglich ist, das

Tauscherrohr auf den Innendorn 16 der Grundplatte 2

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aufzusetzen, soweit hochzuheben, daß ein überschieben des Rohres Ober die Oberkaate des Innendornes 15 der

_v Grundplatte 3 möglich ist und dann wird .das Rohr herabgelassen und legt sich wie in Fig. 3 dargestellt auf die Randkante zwischen der Konusfläche 18 und der Kegelfläche 19 auf.

Sollten durch das Beschneiden der Rohre Grate an der Innenseite des Rohres vorhanden sein, die beim Aufsetzen auf den Innendorn 15 oder 16 eine Durchmessei— verringerung bewirken und daher das Rohr unterschiedlich hoch einstellen, werden diese Verformungen durch das Aufeinanderpressen der beiden Grundplatten 2 und 3, wie nachfolgend noch zu erläutern sein wird, ausgeglichen und verformt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die aus den Grundplatten 2 und 3 und die Führungsmittel 4 bestehende Einheit drehbar auf dem Traggestell 1 gelagert, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch die beiden Wellen 22 und 23, wobei,wie bereits ausgeführt, die Welle 23 als Hohlwelle 1o gestaltet ist. Eine Betätigungsscheibe 24 ist mit Arretierungsbolzen 25 ausgerüstet, die ein Einstellen und Festlegen der aus Grundplatten 2 und 3 und Führungsmittel 4 bestehenden Einheit nach Durchführen der Drehbewegung ermög licht.

Die eigentlichen Lagerflächen 11 sind einmal durch Randleisten 31, zum andern eine Verstrebungskonstruktion 26 so verstärkt, daß Verformungen der Lägerflächen beim Aufeinanderzubewegen der Grundplatten 2 und 3 nicht auftreten können.

Die Arbeitsweise mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt:

Nachdem, wie anhand von Fig. 1 und vorstehend erläutert, alle Rohre auf die Innendorne 15 und 16 aufgesetzt sind, werden durch Inbetriebnahme der Elektromotore die beiden Grundplatten 2 und 3 aufeinanderzubewegt und dadurch die Rohre fest auf die Innendorne aufgepreßt, solange, bis sich die Unterkante des Rohres auf die Grenzfläche zwischen der Konusfläche 18 und der Kegelfläche 19 aufgelegt hat. In diesem Zustand wird dann in die durch die Randleisten 2o gebildete Form auf der Grundplatte 3 eine Kunststoffmasse, vorzugsweise bestehend aus einem Polyurethan- oder Polyesterkunststoff eingegossen und zum Aushärten gebracht.

Anschließend wird die Gesamteinheit, bestehend aus den Grundplatten 2 und 3 und den Führungsmitteln 4 um 18o gedreht, 'so daß nunmehr die Grundplatte 2 unten steht und das Eingießen der Kunststoffmasse in die auf dieser Grundplatte gebildete Form möglich ist.

Nach Aushärten auch dieser Platte kann durch Auseinanderfahren der beiden Grundplatten 2 und 3' das Tauscherelement der Einheit bzw. der Herstellungsvorrichtung entnommen werden. Beim Herstellen haben sich dabei in die untere gebildete Abschlußplatte 27 Anströmöffnungen eingeformt, die der Kegelfläche 19 entsprechen, wobei diese sich nach außen hin konisch erweiternden Anströmöffnungen in der Zeichnung mit bezeichnet sind. In Fig. 2 ist die obere Abschlußplatte mit 29 bezeichnet und das fertig hergestellte Tauscherelement trägt das Bezugszeichen 3o.

Es ist durchaus möglich, anstelle der Spindeltriebe auch einen hydraulischen Verstellantrieb für die beiden Grundplatten 2 und 3 vorzusehen, ohne daß hiei—

durch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Natürlich ist die Erfindung auch nicht auf die Art der Befestigung der Innendorne an den Lagerflächen 11 beschränkt, sondern auch hier sind Abänderungen möglich, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Schließlich ist es auch möglich, an der oberen Abschlußplatte 29 sich nach außen hin konisch erweiternde Abströmöffnungen zu schaffen, was aber nur in besonderen Einsatzfällen aus strömungstechnischen Gründen sinnvoll sein kann.

Claims

Ansprüche:

1o

2o

Vorrichtung zur Herstellung eines Tauscherelementes für einen Röhrenwärmetauscher,
gekennzeichnet durch

a) zwei in einem Traggestell aufeinanderzubeweglich angeordnete Grundplatten (2,3),

b) auf den Grundplatten (2, 3) angeordnete konisch ausgebildete, dem Durchmesser
der Tauscherrohre entsprechende Innendorne (15, 16),

c) die Grundplatten (2,3) miteinander verbindende und während der Aufeinanderzubewegung derselben führende Führungsmittel (4), die eine planparallele
Führung der Platten (2, 3) aufeinanderzu ermöglichen,

d) Hilfsmittel (7) zur Durchführung der
Bewegungen der Grundplatten (2, 3),

e) auf den Grundplatten (2, 3) vorgesehene

- 2 -

.' Formen zur Aufnahme einer die Enden der

Rohre (21) einforraenden Formmasse.

; 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzei chnet

5 durch eine drehbare Lagerung (22, 23) der

durch die beiden Grundplatten (2, 3) und die

|. ' Führungsmittel (4) gebildeten Einheit, um

^; diese Einheit um wenigstens 18o um eine horizontale Achse drehbar zu lagern. 1o

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzei chnet, daß die Hilfsmittel zur Durchführung der Bewegung der beiden Grundplatten durch Elektromotore <7) gebildet sind.

15

4. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß die beiden Grundplatten (2, 3) mit einer Vielzahl von Bohrungen (12) zur Aufnahme von Spannschrauben (14) ausgerüstet sind, die mit in den konischen Innen

dornen (15, 16) vorgesehenen Gewindeteilen (17) zur Festlegung der Innendorne an den Grundplatten kämmen.

5. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (4) als te leskopierende Rohrbauteile (5, 6) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den beiden Grundplatten (2, 3) angeordneten Innendorne (15, 16) bezüglich jeder Grundplatte unterschiedlich ausgebildet sind, derart, daß die

Innendorne der einen Spannplatte eine größere

Länge aufweisen als die der anderen.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzei chnet, daß jeder kürzere Innendorn (15) als Doppelkonus mit einem unteren konischen Randbereich ausgerüstet ist, der eine gegenüber der übrigen Konusfläche (18) sich nach außen

hin erweiternde Kegelfläche (19) schafft, deren geringster Durchmesser etwa dem maximalen Innendurchmesser der Tauscher rohre (21) entspricht.
1o

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzei chnet, daß die langen Innendorne (16) an der oberen Grundplatte (2) und die kürzeren, den Doppelkonus aufweisenden Innendorne (16) an der unteren Grundplatte (3) angeordnet sind.

9. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Endteile der Tauscherrohre aufnehmende Formmasse aus einem Polyurethan- oder Polyesterkunststoff

gebi Ldet ist.

10. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet durch die Verstellung der beiden Grundplatten (2, 3) gegeneinander er

möglichende, in den Führungsmitteln angeordnete Spindeltriebe.

11. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kunststoffplatten aufnehmenden Formen durch an den Grundplatten (2, 3) auswechselbar festlegbare Randleisten (2o) gebildet sind.

12,

Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Innendorne (15, 16) aus einer Metallegierung bestehen, die eine höhere Festigkeit aufweist als die üblicherweise eingesetzte Metallegierung für die Tauscher rohre (21).

13,

Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbare Lagerung der beiden Grundplatten (2, 3) zusammen mit den Führungsmitteln durch am Traggestell (1) der Vorrichtung vorgesehene Drehachsen erfolgt.

14,

Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Tauscherelement mit zwei die oberen und unteren Enden der Tauscherrohre aufnehmenden und einbettenden vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Abschlußplatten (27, 29), wobei die jedem Rohr (21) innerhalb der Abschlußplatte zugeordnete Anströmöffnung (28) sich konisch nach außen erweiternd ausgebildet ist.