DE19945698A1 - Rohrflanschverbindung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rohrflanschverbindung für zwei doppelwandige Schmelzerohre. Die Schmelzerohre weisen an ihren freien Enden jeweils einen Flansch auf. Die Flansche stehen sich mit den zu den Schmelzerohren gegenüberliegenden Stirnflächen gegenüber. Hierbei werden die in einem Innenrohr und in einem Außenrohr der Schmelzerohre geführten Medien durch Führungskanäle und Bohrungen parallel durch die Flansche geführt, wobei mehrere Dichtungen zur Medientrennung zwischen den Stirnflächen der Flansche eingespannt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrflanschverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Führung eines beheizten Mediums, z. B. einer Kunststoffschmelze, werden doppelwandige Rohre eingesetzt. Hierbei wird im Innern eines Innenrohres der Schmelzestrom geführt. Zur Beheizung ist das Innenrohr mantelförmig mit einem Außenrohr umgeben. In dem Ringraum zwischen dem Außendurchmesser des Innenrohres und dem Innendurchmesser des Außenrohres fließt ein Heizmedium. Bei Schmelzeleitung wird hierzu vorzugsweise ein Heißdampf eingesetzt. Bei Rohrflanschverbindungen derartiger doppelwandiger Schmelzerohre muß somit das Fluid im Innenrohr und das Heizmedium im Außenrohr geführt werden. Das Fluid im Innenrohr wird dabei durch Bohrungen im Flansch geleitet, die fluchtend zu den beidseitig angebrachten Innenrohren angeordnet sind. Zur Übertragung des Heizmediums werden dagegen Bypassleitungen eingesetzt. Damit ist eine Übertragung des Heißdampfes und des Kondensates hieraus möglich.

Eine derartige Rohrflanschverbindung ist beispielsweise aus der DE 44 23 201 bekannt. Dabei sind die Bypassleitungen zur Übertragung des Heizmediums als Brückenkanäle am Außendurchmesser des Flansches ausgebildet. Neben der aufwendigen Bauweise ist die bekannte Rohrflanschverbindung nur lageabhängig einsetzbar. Da bekanntlich das Kondensat des Heizdampfes an der tiefsten Stelle der Rohrflanschverbindung auftritt, muß der Brückenkanal zur Übertragung des Kondensats immer an der tiefsten Stelle plaziert sein.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannte Rohrflanschverbindung derart weiterzubilden, daß eine getrennte und zuverlässige Übertragung der Medien im Innenrohr und im Außenrohr im wesentlichen lageunabhängig erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Rohrflanschverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Ausbildung einer Druckkammer zwischen den Stirnflächen der Flansche in der Trennebene wird eine parallele Führung der Medien im Innen- und Außenrohr ermöglicht. Durch die zwischen der Außenkammer und der Innenkammer vorgesehenen Leckkammer ist die Trennung der Medien gewährleistet. Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch einen kompakten Aufbau aus.

Um bei Führung eines Heißdampfes und dessen Kondensats im Außenrohr zu gewährleisten, daß sowohl der Heißdampf als auch das Kondensat gleichermaßen übertragen wird, sind die in die Druckkammer mündenden Bohrungen beider Flansche fluchtend zueinander ausgerichtet. Somit werden Ansammlungen von Kondensat an den Rohrenden oder in der Trennebene zwischen den Flanschen vermieden.

Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Innendichtung durch eine Buchse gebildet ist, ist insbesondere bei der Montage zur Zentrierung der Flansche vorteilhaft.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Rohrflansch­ verbindung;

Fig. 2 schematisch eine Ansicht der Rohrflanschverbindung aus Fig. 1.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rohrflanschverbindung dargestellt. Insoweit im Nachfolgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die Beschreibung für beide Figuren.

Die Rohrflanschverbindung besteht aus den Flanschen 3 und 4. Der Flansch 3 weist an einer Seite eine Stirnfläche 19 und an der gegenüberliegenden Seite eine Stirnfläche 6 auf. An der Stirnfläche 19 ist ein doppelwandiges Schmelzerohr 20.1 mit seinem freien Ende befestigt. Das Schmelzerohr 20.1 besteht aus einem Innenrohr 1.1 und einem Außenrohr 2.1. Hierbei ist das Außenrohr 2.1 im wesentlichen konzentrisch zum Innenrohr 1.1 angeordnet. Fluchtend zu dem Innenrohr 1.1 ist in der Mitte des Flansches 3 ein Führungskanal 16 eingebracht, der den Flansch 3 durchdringt. Parallel zu dem Führungskanal 16 weist der Flansch 3 mehrere Bohrungen 13 au?, die an der Stirnfläche 19 innerhalb des Außenrohres 2.1 und außerhalb des Innenrohres 1.1 münden. Die Bohrungen 13 durchdringen den Flansch 3 bis zur Stirnfläche 6. Es sind mehrere Bohrungen 13 vorgesehen, die gleichmäßig im wesentlichen auf einen Teilkreis um den zentrischen Führungskanal 16 herum angeordnet sind.

Der Flansch 4 weist zu einer Seite die Stirnfläche 21 und an der gegenüberliegenden Seite die Stirnfläche 5 auf. An der Stirnfläche 21 des Flansches 4 ist das freie Ende eines zweiten Schmelzerohres 20.2 befestigt. Das Schmelzerohr 20.2 besteht aus dem Innenrohr 1.2 und aus dem Außenrohr 2.2. Hierbei ist das Außenrohr 2.2 im wesentlichen koaxial zum Innenrohr 1.2 angeordnet. Fluchtend zu dem Innenrohr 1.2 ist in der Mitte des Flansches 4 ein Führungskanal 17 eingebracht, der den Flansch 4 vollständig durchdringt. Parallel zu dem Führungskanal 17 weist der Flansch 4 mehrere Bohrungen 14 auf, die an der Stirnfläche 21 innerhalb des Außenrohres 2.2 und außerhalb des Innenrohres 1.2 münden. Die Bohrungen 14 durchdringen den Flansch bis zur Stirnfläche 5. Es sind mehrere Bohrungen 14 im wesentlichen gleichmäßig um den zentrischen Führungskanal 17 herum im Flansch 4 vorgesehen.

Die Stirnfläche 5 des Flansches 4 und die Stirnfläche 6 des Flansches 3 stehen sich in einer Trennebene gegenüber. Zwischen der Stirnfläche 5 des Flansches 4 und der Stirnfläche 6 des Flansches 3 ist eine ringförmige Innendichtung 7, eine ringförmige, die Innendichtung 7 umschließende Mitteldichtung 9 und eine ringförmige, die Mitteldichtung 9 umschließende Außendichtung 11 jeweils mit Abstand zueinander angeordnet. Der Flansch 3 und der Flansch 4 sind durch mehrere am Umfang verteilt angebrachte Verspannelemente 18 derart miteinander verbunden, daß die Dichtungen 7, 9 und 11 zwischen den Stirnflächen 5 und 6 eingespannt sind. Als Verspannelemente werden hierbei vorzugsweise lösbare Mittel wie beispielsweise Schrauben eingesetzt.

Durch die verspannten Flansche 3 und 4 werden in der Trennebene zwischen den Stirnflächen 6 und 5 mehrere durch die Dichtungen 7, 9 und 11 getrennte Kammern 8, 10 und 12 ausgebildet. Innerhalb der Innendichtung 7 entsteht somit eine Innenkammer 8. Die Innendichtung 7 ist in ihrer Abmessung derart gewählt, daß der Führungskanal 16 des Flansches 3 und der Führungskanal 17 des Flansches 4 jeweils in die Innenkammer 8 münden. Damit wird eine druckdichte Verbindung zwischen den Innenrohren 1.1 und 1.2 hergestellt.

Außerhalb der Innendichtung 7 und innerhalb der Mitteldichtung 9 ist zwischen den Stirnflächen 5 und 6 eine ringförmige Leckkammer 10 ausgebildet. Die Leckkammer 10 ist über eine Leckleitung im Flansch 3 mit der Umgebung verbunden. Die Leckkammer 10 ist somit drucklos.

Außerhalb der Mitteldichtung 9 und innerhalb der Außendichtung 11 ist zwischen den Stirnflächen 5 und 6 eine Druckkammer 12 vorgesehen. Die Abmessungen der Mitteldichtung 9 und der Außendichtung 11 sind dabei derart gewählt, daß die Bohrungen 13 im Flansch 3 und die Bohrungen 14 im Flansch 4 jeweils in die Druckkammer 12 münden und somit eine Verbindung zwischen den Außenrohren 2.1 und 2.2 bilden.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Rohrflanschverbindung wird das im Innenrohr 1.1 geführte Fluid durch den Führungskanal 16 zur Innenkammer 8 geleitet. Von der Innenkammer 8 fließt das Fluid durch den Führungskanal 17 des Flansches 4 zum fluchtend angeordneten zweiten Innenrohr 1.2. Die Abdichtung in der Trennebene zwischen den Flanschen 3 und 4 erfolgt durch die Innendichtung 7. Das im Ringraum zwischen dem Innenrohr 1.1 und dem Außenrohr 2.1 geführte Medium gelangt über die Bohrungen 13 zu der ringförmigen Druckkammer 12. Von der Druckkammer 12 wird das Medium durch die Bohrungen 14 in den zwischen dem zweiten Innenrohr 1.2 und dem zweiten Außenrohr 2.2 gebildeten Ringraum geleitet. Die Abdichtung der Druckkammer 12 in der Trennebene erfolgt durch die Außendichtung 11 und die Mitteldichtung 9. Hierbei ist wesentlich, daß das Medium im Ringraum innerhalb der Rohrflanschverbindung stets getrennt von dem Fluid im Innenrohr bleibt. Durch die zwischen der Innenkammer 8 und der Druckkammer 12 vorgesehene Leckkammer 10 ist gewährleistet, daß auch bei Ausfall oder Undichtigkeit der Innendichtung 7 oder der Mitteldichtung 9 keine Vermischung zwischen dem Fluid und dem Medium stattfinden kann. Durch die Leckleitung 15 wird zudem eine Undichtigkeit an der Flanschverbindung sofort nach außen hin sichtbar. Die Leckleitung 15, die im Flansch 3 angebracht ist, kann selbstverständlich auch im Flansch 4 ausgeführt sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 läßt sich die Innendichtung 7 auch als Buchse ausführen. Zur Aufnahme der Buchse würde sowohl der Flansch 3 als auch der Flansch 4 eine konzentrisch zu den Führungskanälen 16 und 17 angeordnete Ausdrehung mit im wesentlichen parallel zu den Stirnflächen verlaufenden Dichtflächen aufweisen. Die Buchse könnte sodann zwischen den Dichtflächen der Ausdrehungen druckdicht eingespannt sein. Eine derartige Ausgestaltung erleichtert insbesondere die Montage.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ist insbesondere geeignet, um einen temperierten Schmelzestrom zu führen. Hierbei fließt im Innern der Innenrohre 1.1 und 1.2 ein flüssiger Schmelzestrom. Im Ringraum zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 wird ein Heißdampf, beispielsweise ein Diphyl, geführt. Bei der Temperierung der Innenrohre 1.1 kondensiert ein Teil des Dampfes in Folge der Wärmeabgabe und fällt als Kondensat an. Durch die Vielzahl der im wesentlichen auf einem Teilkreis angeordneten Bohrungen 13 und 14 in den Flanschen 3 und 4 wird erreicht, daß das flüssige Kondensat und der Dampf ohne Unterbrechung und Vermischung von einem Schmelzerohr 2.1 zum nächsten Schmelzerohr 2.2 übertragen werden kann.

Es besteht auch die Möglichkeit, die Mitteldichtung und die Außendichtung in der Flanschverbindung durch mehrere Buchsen zu ersetzen. Die Buchsen sind dabei in den Bohrungen zur Verbindung der Außenrohre geführt. Dadurch werden mehrere Druckkammern gebildet, deren Anzahl sich aus der Anzahl der Bohrungsverbindungen der Außenrohre ergibt. Insoweit beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Ausführung der Dichtungen, denn der wesentliche Erfindungsgedanke liegt darin, daß die Rohrflanschverbindung durch zwei sich gegenüberliegende Flansche mit ebener Anlagefläche gebildet werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Innenrohr

2

Außenrohr

3

Flansch

4

Flansch

5

Stirnfläche

6

Stirnfläche

7

Innendichtung

8

Innenkammer

9

Mitteldichtung

10

Leckkammer

11

Außendichtung

12

Druckkammer

13

Bohrung

14

Bohrung

15

Leckleitung

16

Führungskanal

17

Führungskanal

18

Verspannelement

19

Stirnfläche

20

Schmelzerohr

21

Stirnfläche

Claims (7)

1. Rohrflanschverbindung für zwei doppelwandige Schmelzerohre (20.1, 20.2), die jeweils aus einem Innenrohr (1) und einem Außenrohr (2) bestehen, mit zwei Flanschen (3, 4), die mit jeweils einem freien Enden der Schmelzerohre (20.1, 20.2) verbunden sind und die sich mit den zu den Schmelzerohren (20.1, 20.2) gegenüberliegenden Stirnflächen (5, 6) gegenüberstehen, mit Verspannelementen (18) und mit einer zwischen den Stirnflächen (5, 6) der Flansche (3, 4) eingespannten ringförmigen Dichtung (7) (Innendichtung), wobei sich zwischen den Stirnflächen (5, 6) innerhalb der Dichtung (7) eine Innenkammer (8) ausbildet und wobei die Innenrohre (1.1, 1.2) durch Führungskanäle (16, 17) in den Flanschen (3, 4), die in die Innenkammer (8) münden, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stirnflächen (5, 6) der Flansche (3, 4) eine die Innendichtung (7) einschließende Mitteldichtung (9) und eine die Mitteldichtung (9) einschließende Außendichtung (11) derart angeordnet sind, daß zwischen der Innendichtung (7) und der Mitteldichtung (9) eine Leckkammer (10) und zwischen der Mitteldichtung (9) und der Außendichtung (11) eine Druckkammer (12) entsteht, und daß die Flansche (3, 4) mehrere Bohrungen (13, 14) aufweisen, durch welche die Druckkammer (12) mit den Außenrohren (2.1, 2.2) verbunden ist.

2. Rohrflanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (13, 14) der beiden Flansche (3, 4) fluchtend zueinander parallel zu den Führungskanälen (16, 17) ausgerichtet sind.

3. Rohrflanschverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendichtung durch eine Buchse gebildet ist, welche konzentrische zum Außendurchmesser der Innenrohre zwischen die Flansche gespannt ist.

4. Rohrflanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteldichtung und die Außendichtung jeweils als Flächendichtungen ausgebildet sind, welche aus mehreren gesickten Blechen mit weichen Zwischenlagen besteht.

5. Rohrflanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckkammer durch eine Leckleitung mit der Umgebung verbunden ist.

6. Rohrflanschverbindung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr ein Heizmantel ist, in welchem Inneren ein Heißdampf und ein Kondensat hieraus geführt wird und durch welchem die im Inneren des Innenrohres geführte Schmelze temperierbar ist.

7. Rohrflanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitteldichtung (9) und die Außendichtung (11) durch mehrere Buchsen gebildet werden, die in den Bohrungen (13, 14) der Flansche (3, 4) gehalten sind.