DE2206792A1 - Korrosionsbestaendige dichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine korrosionsbeständige, elastische, in Bohrungen von Halteplatten einsetzbare Dichtung zur Aufnahme von in den Bohrungen gehaltenen, korrionsbeständigen Rohren, vorzugsweise in Rohrbünde!wärmetauschern.

Es sind Metallrohrbündel-Wärmetauseher bekannt, bei denen eine bestimmte Anzahl von parallel zueinander angeordneten Rohren in zwei oder mehr Rohrhalteplatten zur Bildung von Gaskammern eingespannt sind. Solche Wärmetauscher werden in den verschiedensten Anlagen, wie Kraftwerken, Chemieanlagen, Müllverbrennungsani igen usw., z.B. als Luftvorwärmer und ähnliche Wärmetauscher eingesetzt. In ihnen erfolgt je nach Gasführung die Aufwärmung eines durch die Rohre oder um diese streichenden Gases durch ein heißes, um die Rohre oder durch diese strömendes aggressives Prozeßgas. Dieses kondensiert

. den durch das Abkühlen beim Wärmeaustausch an den Rohren und/ilohr-

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PostsdicA: Frankfurt/Main 6763

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halteplatten, bildet eine Säure und zerstört im Laufe der Zeit die Stahlrohre, und zwar stärker als die iohrhalteplatten, da letztere aus konstruktiven Gründen dicker und daher widerstandsfähiger sind.

Um die Wirtschaftlichkeit solcher Wärmetauscher zu erhöhen, ist man deshalb dazu übergegangen, statt Stahlrohren korrosionsfeste Rohre, z.B. aus Glas,zu verwenden. Hierdurch hat man zwar die Korrosion der Rohre ausgeschaltet, jedoch sind die bis zu 30 mm starken Rohrhalteplatten weiterhin der korrodierenden Wirkung der Säure ausgesetzt.

Hinzu kommt das Dichtungsproblem. Die ibdichtung der in den Bohrungen der Halteplatten sitzenden korrosionsfesten Rohre gegenüber dieser Halteplatte geschah bisher mittels üblicher Dichtungsmaterialien, wie z.B. Blauasbest, der in Form einer Manschette um das Rohr liegt. In diese wie ein Docht wirkende Dichtung dringt nicht nur die sich beim Kondensieren der aggressiven Prozeßgase bildende Säre, andern auch, das beim Angriff der Säure auf die Halteplatten entstehende Korrosionsprodukt ein. Die Blauasbestmanschette verhärtet sich unter Volumenzunahme. Es bildet sieh nämlich in der Bohrung ein sehr voluminöses Korrosionsprodkt, das sich in und um die Dichtung anlagert, wodurch diese ihre Elastizität verliert und dadurch die Rohre Schaden nehmen. Der Einsatz teurer korrosionsfester ttohre, z.B. Glasrohre, gegenüber Stahlrohren, wird dadurch wieder unwirtschaftlich.

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Es sind zwar Dichtungen in Form von Muffen bekannt, die im Axialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt haben, daß die Enden des Bogens von dem korrosionsfesten liohr entfernt, in einen Flansch auslaufend an der Halteplatte anliegen, während im mittleren Bereich zwischen den Enden des Bogens zwischen der Dichtungsmuffe und der Innenwand der Bohrung in der Halteplatte ein Dichtungsring eingeklemmt wird, der die eigentliche Dichtfläche dem Rohr gegenüber erzeugt. Der besagte Dichtungsring besteht aus einem Werkstoff, der leichter verformbar ist als der die Muffe bildende Werkstoff. Die vorbeschriebene bekannte Dichtung hat jedoch den Nachteil, daß einerseits nur eine einzige Dichtlippe zwischen dem Rohr und der Dichtung gebildet wird und andererseits infolge der sich vom Rohr zu den Flanschen hin entfernenden Krümmung des Bogens dieser beim Einstecken der korrosionsfesten üohre entgegen seiner Krümmung so durch den Druck gerade gebogen wird, daß die Itandflansche, die gegen die Halteplatte ebenfalls abdichten müssen, von dieser abgehoben weilen. Darunter leidet die Dichtung erheblich, so daß die Funktionsweise dieser bekannten Dichtung nicht in zufriedenstellender Weise gewährleistet ist.

Es besteht daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine korrosionsbeständige Dichtng der eingangs genannten Art zu schaffen, die trotz Verformung der Dichtung beim Einstecken der Rohre in die Bohrung der Halteplatte in zuverläss^r Weise dichtend bleibt, die unter Wahrung

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ihrer Elastizität nicht von den korrosiven Medien angegriffen wird und Ausdehnungsräume für etwa auftretende Korrosionsprodukte freiläßt, wodurch eine absolute Funktionssicherheit fast unbegrenzt sichergestellt ist, wobei die Dichtung leicht zu montieren ist.

Erfindungsgemä.i wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dichtung im Axialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt hat, daß die Enden des Bogens unter Bildung von Dichtlippen am Rohr anliegen und daß an den Enden des Bogens sich radial nach außen erstreckende Flansche vorgesehen sind, von denen mindestens der an der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte anzubringende Dichtflansch eine plane, zur Abdichtung gegenüber der Halteplatte bestimmte Dichtfläche aufweist, während der andere Halteflansch mindestens teilweise eine kegelige Außenfläche aufweist.

Durch die letztgenannte Außenfläche ist bei der Montage die Dichtung leicht in die Bohrungen der Halteplatte hineinzuschieben, weil die kegelige Fläche gleichzeitig ein Zentrieren und ein leichtes Zusammendrücken des Halteflansches ermöglicht, so daß dieser durch die Bohrung in der Halteplatte hindurchgedrückt werden kann, bis er auf der anderen Seite herausschnappt. Die Gestalt des Bogens gemäß der Erfindung ist gerade entgegengesetzt der der bekannten Dichtungen, wodurch die Flansche beim Hindurchschieben des Rohres während der Montage in vorteilhafter Weise

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an die Halteplatte angedrückt werden, anstatt von dieser abgebogen zu werden. Der Bogen sorgt in weiterer vorteilhafte-r Weise für eine hervorragende Elastizität der Dichtung und läßt gleichzeitig durch seine geschickt gewählte Gestalt Bäume frei, insbesondere zwischen der in der Hegel aus Stahl bestehenden Halteplatte und der Dichtung selbst, in die möglicherweise sich bildende Korrosionsprodukte eindringen und in denen sie sich ablagern können, ohne die Elastizität der Dichtung zu vermindern. Erstmals ist es erfindungsgemäß erkantt worden, daß die Anordnung einer Dichtfläche, nämlich zwischen dem DichtjLansch und der Halteplatte, ausreicht. In überraschender Weise hat sich als weiterer Vorteil jedoch gezeigt, daß durch die Berührungsstelle des Bogens an der Halteplatte und bei geeigneter Ausbildung auch die Berührung zwischen dem Halteflansch und der Halteplatte zusätzliche Dichtungen zwischen der Halteplatte und der Dichtung gegeben sind. Die Abdichtung zwischen dem einzusetzenden Rohr und der erfindungsgemäßen Dichtung ist durch die beiden oben beschriebenen Dichtlippen an den Enden des Bogens in jedem Falle eine hervorragende und betriebssichere Dichtung, zumal sie sogar als Doppeldichtung wirkt.

Der Bogen der erfindungsgemäßen Dichtung läuft über etwa 60 - 100°, wobei die an den Bogenenden angeordneten Plansche unter einem spitzen Winkel angesetzt sein können, der dannimmer im Axialschnitt gesehen - die Dichtlippe bilden kann. Durch die beiden Flansche werden die Rohre in der Halte-

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platte aufgenommen und gehaltert.

Die Dimensionierung der erfindungsgemäßen Dichtung kann so gewählt sein, daß Tolerizen der Rohre und/oder Bohrungsdurchmesser ohne Beeinträchtigung der Abdichtwirkung aufgenommen werden,. Die Toleranz des Rohraußendurchmessers kann ± 1 mm oder mehr betragen, ohne daß - durch Wärmespannungei verursachte Maßänderungen - die Rohre Schaden nehmen oder der Dichtungseffekt verloren ginge.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Halteflansch an seiner Stirnseite eine kegelige und zylindrische Außenfläche auf, wobei die zylindrische Außenfläche auf der Außenseite liegt. Hierdurch wird die Montage noch weiter erleichtert. Beim Einsetzen der erfindungsgemäßen Dichtung kann diese nämlich zunächst längs der zylindris chen Außenfläche in die Bohrung der Halteplatte hineingesteckt werden und danach bis zum Endsitz hineingeschlagen werden. Dieses Merkmal spielt in der Großmontage eine entscheidende Rolle.

Die Dichtung kann aus jedem säurebeständigen, verformbaren, elastischen Material bestehen. Bevorzugt ist erfindungsgemäß Polytetrafluoräthylen.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß besonders zweckmäßig, wenn zwischen der Innenseite des Dichtflansches und der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte eine Folie aus korro-309833/0735 _ ₇ _

sionsbestLoidigem Material eingeklemmt ist. Das Material für diese Folie kann das gleiche wie das der Dichtung sein, insbesondere Polytetrafluoräthylen. Die JHLie dient dem Schutz der Rohrhalteplatte gegen Korrosion und wird auf diese aufgelegt. Somit besitzt die Schutzfolie kreis*- runde Öffnungen, die bei einem weiteren bevorzugten Auslhrungsbeis pie 1 der Erfindung kleiner als die Durchmesser der Rohre bzw. Durchmesser der Bohrungen in den Rohrhalteplatten sein können. Bei der Montage legt sich dann der innere 5land der Folie längs des Umfangs der Öffnung etwas um und schützt in noch wirksamerer Weis e die aus Stahl bestehende Halteplatte gegen Korrosionswirkungen der aggresiven Wärmeprodukte.

Weitere Vorteile , Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der beiliegenden Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 den Axialschnitt durch die Rohrhalteplatte, die erfindungsgemäße Dichtung und das Rohr,

Fig. 2 die Korrosionsschutzfolie, die vom Dichtflansch der erfindungsgemäßen Dichtung eingeklemmt ist und

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt, wobei der Halteflanseh der erfindungsgemäßen Dichtung anders ausgebildet ist.

Die Dichtung 17 ist gemäß allen Figuren in der nicht näher 309833/0735 ' _a

bezeichneten Bohrung der Halteplatte 3 eingesetzt gezeichnet, wobei angedeutet ein^lasrohr 5 in die Dichtung 17 eingeschoben gezeigt ist. Die Dichtung hat einen Dicht flansch 4 und einen Halteflansch 1. Der Bogen 8 verbindet die beiden Flansche 1, 4 und bildet an seinen beiden Enden Dichtlippen 9 und 10. Hierdurch wird zwischen dem Glasrohr 5 und der Dichtung 17 von dem Bogen 8 ein Raum 2 eingeschlossen.

Auf der Seite zwischen der Halteplatte 3 und der Dichtung wird im wesentlichen durch die plane Dichtfläche 11 eine Abdichtung gegen das Eindringen korrosiver Gase oder Flüssigkeiten in die gebildeten Räume 6 gebildet. Sollte im Laufe der Zeit dennoch durch die aggressiven Medien die Halteplatte 3 abgetragen werden und Korrosionsprodukte an der Dichtfläche Ii entlangkriechen, so können diese in den freigelassenen Räumen 6 gesammelt werden, ohne daß die Elastizität der Dichtung hierdurch beeinträchtigt würde. Eine zusätzliche Dichtwirkung tritt noch durch die Ringfläche 12 und die Dichtfläche 13 am Halteflansch auf.

Die AusfUhrungsform der erfindungsgemäßen Dichtung nach Fig. 1 weist eine kegelige Außenfläche 14 auf. Außerdem besitzt der Halteflansoh 1 einen kleineren Außendurchmesser als der Dichtflansch 4. Hierdurch kann das Einschieben der Dichtung bei der Montage in die Bohrung de Halt eplatte 3 hinein leichter vorgenommen werden, da nur ein geringeres Sindrücken mit Hilfe des Konus bzw. der Kegelfläche 14 notwendig ist. Der Außendurchmesser des Halteflaisches 1 kann

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noch weiter verringert werden als in den. Ausführung sbeispielen gezeigt ist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausfiihrungsform ist zwischen der Innenseite des Dichtflansches k und der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte 3 eine Folie 7 aus PoIytetrafluoräthylen eingeklemmt. Die Außenfläche des Halteflansches 1 ist bei dieser Ausfiihrungsform ebenfalls nur kegelig .

Dagegen ist nach Fig. 3 der Halteflansch mit einer Außenfläche versehen, die von außen her mit einem zylindrischen

platte hin. Teil 15 beginnt und siehzur Halte in den kegeligen Teil Ik fortsetzt. Somit kann vor der Montage die Dichtung 17 längs der Höhe der zylindris chen Außenfläche 15 in die Bohrung der Halteplatte 3 eingesetzt werden. Durch ein oder zwei kräftige Schläge kann die Dichtung dann leicht in den Endsitz gemäß den Figuren 1-3 gebracht werden. Aus Fig. 3 ist außerdem noch deutlicher als den vorhergehenden figuren zu erkennen, daß der Außendurchmesser des Halteflansches geringer als der des Dichtflansches 4 ist.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Korrosionsbeständige, elastische, in Bohrungen von Halteplatten einsetzbare Dichtung zur Aufnahme von in den Bohrungen gehaltenen, korrosionsbeständigen Rohren, vorzugsweise in Rohrbündelwärmetauschern, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17) im Axialschnitt eine solche bogenförmige Gestalt hat, daß die Enden des Bogens unter Bildung von Dichtlippen (9, 10) am Rohr (5) anliegen und daß an den Enden des Bogens (8) sich radial nach außen erstreckende Flansche (l, 4) vorgesehen sind, von denen mindestens der an der korrosionsgefährdeteiyäeite der Halteplatte (3) anzubringende Dichtflansch (4) eine plane, zur Abdichtung gegenüber der Halteplatte (3) bestimmte Dichtfläche (ll) aufweist, während der andere Halteflansch (1) mindestens teilweis e eine kegelige Außenfläfee (lh) aufweist.
2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halt eflansch (l) an seiner Stirnseit e eine kegelige und zylindrische Außenfläche (15) aufweist.
3. 3. Dichtung nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polytetrafluoräthylen/besteht.
4. 4. Dichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenseite des Dichtflansches (h) und

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   der korrosionsgefährdeten Seite der Halteplatte (3) eine Folie (7) aus korrosionsbeständigem Material eingeklemmt

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