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Rohrverbindung Die Erfindung bezieht sich auf Verbindungen oder Fittings
zur Miteinandervereinigung von zwei ineinianderlIegenden Rohren bzw. Leitungselementen
von verschiedenen Durchmessern. Sie schafft eine solche Verbindung, die im Gebrauch
unbedingt dicht und deshalb besonders für Verwendungszwecke, bei denen Undichtigkeiten
keinesfalls auftreten dürfen, sowie allgemein für Zwecke, bei denen schwierige Arbeitsbedingungen
vorliegen, geeignet ist.
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In der nachfolgenden Beschreibung ist die Rohrverbindung gemäß der
Erfindung in Anwendung auf Wärmeaustauscher mit einem indirekt - durch einen Ölbrenner
oder eine :andere Wärmequelle, die unmittelbar rin Innenrohr beheizt - beheizten
Erhitzer beschrieben, bei welchem das zu erhitzende Medium um den Umfang des Innenrohres
herum innerhalb eines dieses umgebenden Rohres fließt. Jedoch -sind die Anw@endungsmöglichkefen
der Erfindung keineswegs hierauf beschränkt, sondern die neue Rohrverbindung kann
für viele :andere Zwecke, für die ähnliche Vorbedingungen gegeben sind, mit Vorteil
verwendet werden.
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Der Vorteil der völligen Le-ckdichtigkeit der neuen Verbindung solcher
Rohre bzw. Leitungsabschnitte von verschiedenem Durchmesser bleibt auch unter hohen
Temperaturen erhalten. Weitere Vorteile der neuen Verbindung sind, daß, sie auftretenden
mechanischen Beanspruchungen gegenüber widerstandsfähig sowie leicht herzustellen,
ebenso
leicht zu montieren und. demontieren -sowie von langer Lebensdauer bei immer gleichbleibender
Dichtigkeit ist.
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Nachstehend wird die neue Verbindung im einzelnen an Hand der Zeichnungen
beschrieben, von denen Fig. i die Verbindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
in Anwendung auf einen Wärm@eaustauscher zeigt; Fig. 2 mit -ein Schnitt durch die
wesentlichen TeÜe der Verbindung gemäß Fig. i in größerem Maßstab; Fig. 3 isteine
Endansicht der Verbindung gemäß Fig. i gemäß Linie 3-3 dieser Figur, und Fig. q.
veranschaulmcht eine typische Ausführungsform :einer indirekt beheizten Erhitzungsvorrichtung,
bei der Verbündungen gemäß der Erfindung mit besonderem Vorteil verwendet werden
können.
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In den Figuren ist die Rohrverbindung bzw. der Fitting gemäß der Erfindung
zur Herstellung einer lockdichten Verbindung zwischen einem Innenrohr i i und einem
äußeren oder Schalenrohr i2 .allgemein mit i o bezeichnet. Die Rohre bestehen gemäß
der dargestellten Ausführungsform aus Stahl und stellen Teile des in Fig. ¢ veranschaulichten
indirekt beheizten Erhitzers dar. Dias Innenrohr i i ist vorzugsweise mit äußeren
Längsrippen 13 versehen, durch die seine Oberfläche vergrößert wird. Bei
der beispielsweisem dargestellten Ausführungsform des Erhitzers fließt das zu erhitzende
Medium von der Einlaßöffnung i q. nach der Auslaßöffrnumg 15 durch den Ringraum
zwischen den Rohren i i und 12, während die Wärme durch einen ölbrenner oder eine
andere Wärmequelle, die mit 16 bezeichnet ist, erzeugt wird. Die heißen Verbrennungsgase
des Brenners fließen durch das Innenrohr i i, werden an dessen dem Brenner gegenüberliegendem,
Ende abgezogen und durch ein geeignetes, nicht dargestelltes Leitungssystem od.
dgl. abgeführt. Das von dem Brenner weg liegende Ende des Schalenrohres 12 ist über
eine Ausdehnungen zulassende Verbindung 17, wie einem Wellenstück, durch Verschweißen
mit einen anderen, ähnlich wie der Fitting i o ausgebildeten Körper verbunden. -Bei
Anlagen der beschriebenen Art sind die Verbindungen hohen Temperaturen und erschwerten
Arbeksbedingungen ausgesetzt. Zwischen dem Innenrohr und dein Schalenrohr können
hohe Temperaturunterschiede herrschen und sehr schnelle Temperaturänderungen auftreten,
als deren Folge sich Unterschiede hinsichtlich der Ausdehnung ergeben, so- daß die
Verbindungen mechanischen Beanspruchungen vom, -erheblicher Größenordnung ausgesetzt
sind. Wenn ein brennbares Medium erhitzt wird, so ist es ferner wichtig, daß jede
Undichtigkeit unbedingt ausgeschlossen ist, weil ein Austreten des brennbaren Mediums
zu gefährlichen Explosionen u. dgl-Anlaß geben könnte.
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Die in. den Fig. i, 2 und 3 .dargestellte Verbindung :entspricht allen
sich hiernach ergebenden Anforderungen. Sie besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel
.aus einem an das innere bzw. Rippenrohr i i angeschweißten Kragenstück 2o aus Stahl
mit einem in axialer Richtung und nach außen vorspringenden. Flansch 2z, -der eine
ringförmige, nach außen gerichtete Dichtungsfläche 22 bildet. Das Kragenstück 20
liegt innerhalb des Schalenrohres 12 in der Nähe des Endes desselben. Sein Gegenstück
an dein -Schalenrohr wird durch einen äußeren, an das Schalenrohr angeschweißten
Stahlflansch 23 gebildet, von dem sich in axialer Richtung und nach außen vorspringend
der Flansch 2q. erstreckt, der eine in der gleichen Richtung wie die Dichtungsfläche
22 liegende ringförmige Dichtungsfläche 25 bildet. Die Dichtungsflächen 22 und 25
des Kragenstückes 20 und des Flansches. 23 liegen vorzugsweise, wie dargestellt,
in im wesentlichen ein und derselben Ebene. Die Dichtung erfolgt durch einen Dichtungsring
26 aus einem verhältnismäßig dünnen Material, wie beispielsweise einem i,q.mm starken
rostfreien Stahl, der mit den Dichtungsflächen durch Verschweißen oder in sonst
geeigneter Weise verbunden wird. Der innere Durchmesser dieses Dichtungsringes 26
kann etwas. größer sein als der kleinere Durchmesser der Dichtungsfläche 22 und
.semn Außendurchmesser etwas kleiner als der größere Durchmesser der Dichtungsfläche
25, so daß die Schweißnähte 27 und 28 ordnungsgemäß hergestellt werden können.
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Durch Verschweißen des Dichtungsringes in dieser Weise mit den Dichtungsflächen
an dem Kragenstück und dem Flansch :ergibt sich zwischen den Rohren i i und 12 eine
völlig Deckdichte Verbindung; die leicht hergestellt werden kam und auch, falls
ein. Auseinanderbauen des Erhitzers in größerem Zeitabständen erforderlich, wird,
in einfacher Weise dadurch gelöst werden kann, daß der Dichtungsring 26 und die
Schweißnähte 27 und 28 mittels seines Hartmeißels abigespänt werden. Beim Wiederzusammenbau
der Teile wird ein neuer Dichtungsring in der gleichen Weise eingeschweißt.
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Die durch den Dichtungsring allein gebildete Verbindung ist zwar völlig
lockdicht, jedoch nicht widerstandsfähig gegenüber hohen Innendrücken des geförderten
Mediums oder großen mechanischen Beanspruchungen, falls der Dichtungsring nicht
aus verhältnismäßig dickem Werkstoff besteht, was aber die Verschweißung an Ort
und Stelle und auch die WvederentfeTnung des Ringes erschwert. Aus diesem Grunde
wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Dichtungsring vorn der Gesamtkonstruktion
so getragen bzw. unterstützt, daß er im wesentlichen nur unter Druckeinwirkungen
steht und seine Aufgabe im allgemeinen in nichts anderem besteht als in der Abdichtung,
während die mechanischen Beanspruchungen, denen die Ges amta.nordnung ausgesetzt
ist, zu einem großen Teil durch deren andere Teile aufgenommen werden.
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Zu diesem Zweck ist an dem Flansch 23 mittels Bolzen 3o ein vorzugsweise
gespaltener Spannring 29 (Fig.3) befestigt, der derart vorn dem Außenrohr getragen
wird. Dveser Spannring weist, wie bei 3 i ersichtlich, :einen mittleren einsprimgehden
Teil auf und ist so! bemessen, daß nach seiner Befestigung an dem Flansch 23 sein
innenhegender Teil32 zur Anlage an die Außenfläche des. Dichtungsringes 26 gelangt
und diesen unterstützt. Auf
diese Weise bewirkt der Spannring die
Abstützung des Dichtungsringes sowohl gegen den inneren Flüssigkeitsdruck wie gegen
Kräfte, die bestrebt sind, das Innenrohr i i gegenüber dem Außenrohr 12 nach rechts
gemäß Fig. i zu bewegen. Diese Kräfte wirken vielmehr lediglich in dem Sinne, daß
sie den Dichtungsring unter Druck bringen.
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In manchen Fällen ist eine solche Unterstützung des Dichtungsringes
völlig ausreichend. Vorzurzisehen ist es jedoch, auch die Innenseite des Dichtungsringes
26 durch :eine Unterlegscheibe 35 zu unterstützen, die in dem Ringraum zwischen
den in axialer Richtung vorspringenden Flans;chen 2 i und 2 q. liegt. Diese Unterlegscheib.e
stützt den Dichtungsring gegenüber äußeren Flüssigkeitsdrücken und anderen, von
außen zur Wirkung gelangenden Kräften ab. Wenn die Gesamtanordnung zusammengebaut
bzw. festgezogen ist, stützt die Unterleg-Scheibe den Dichtungsring ab, so daß Kräfte,
die bestrebt sind, das Innenrohr i i gegenüber dem Schalenrohr 12 gemäß Fig. i nach
links zu bewegen, keine nennenswerten Biegungsbeanspruchungen auf den Dichtungsring
ausüben können. Solchen Kräften wirkt jedoch, wenn lediglich die beschriebenen Teile
verwendet werden, die Verschweißung 27 zwischen dem vorspringenden Flansch 21 und
dem Dichtungsring entgegen.
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Im Fall von besonders schweren Beanspruchungen wird die Einwirkung
dieser Kräfte auf die Verschweißurig 27 und den Dichtungsring durch einen außen
an das Rohr i i unmittelbar jenseits des sich nach innen erstreckenden Teiles 32
des Verspannungsringes 29 angeschweißten Anschlagring 37 verhindert. Dieser Anschlagring
ist mit Gewindebohrungen versehen, in welche Spannschrauben 38 eingeschraubt sind,
die zur Anlage an die Außenfläche 39 des Innenbereiches 32 des Spannringes gelangen.
Wenn die Schrauben 38 fest auf den Spannring angezogen sind, ist dieser wirksam
zwischen dem Kragenteil 2o und dem Anschlagring 37 eingespannt, und Kräfte, die
bestrebt sind das Innenrohr i i gegenüber dem Schalenrohr nach links gemäß. Fig.
i zu bewegen, werden durch die Spannschrauben aufgenommen, mit dem Ergebnis, daß
in der Gesamtanordnung der Dichtungsring 26 ebenso wie die Verschweißung@en 27 und
28 keinen anderen nennenswerten Beanspruchungen als Druckbeanspruchungen unterworfen
sind. Dies Dichtungsring wird fest zwischen der Außenseite des inneren. Teils 32
des Spannringes und den Dichtungsflächen 22 und 25 sowie der abstützenden Unterlegscheibe
35 gegen deren Innenseite verspannt und derart getragen. Die Hauptaufgabe des Dichtungsringes
besteht darin, die notwendige einwandfreie Abdichtung zu bewirken. Die mechanischen
Kräfte werden durch die anderen Elemente der Verbindung aufgenommen. Der Dichtungsring
kann deshalb aus verhältnismäßig dünnem Material. bestehen, das an sich keine ausreichende
Festigkeit besitzt, um den sonst auf ihn einwirkenden Kräften Widerstand
zu leisten und wegen seiner leichten Ausbildung bequem und mit niedrigen Kosten
ausgewechselt und ersetzt werden. Durch die Erfindung wird :eine einfache und wirksame
Anordnung zur Verbindung von Rohren mit verschiedenen Durchmessern miteinander geschaffen,
die .absolut dicht und besonders für schwierige Betriebsbedingungen, wie hohe Temperaturen,
schnelle Temperaturänderungen in großen Ausmaßen, steilen Temperaturanstieg, Korrosionsb,e:anspruchungen
u. dgl., geeignet ist.
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Die neue Verbindung kann selbstverständlich auch für andere Zwecke
als die gemäß im einzelnen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele verwendet
und in vielfacher Hinsicht abgeändert werden., ohne den Grundgedanken der Erfindung
zu verlassen.
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Ferner kann sie beispielsweise auch aus anderen Werkstoffen und in
anderen Abmessungen hergestellt werden sowie auch die Verbindung des Dichtungsringes
statt durch Schweißen, unter der Voraussetzung, daß die Arbeitsbedingungen dies
ermöglichen, durch Hart- oder Weichlöten erfolgen.