DE3305051A1

DE3305051A1 - Waermeaustauscher mit verbesserter rohrreinigungselementkorb-befestigung

Info

Publication number: DE3305051A1
Application number: DE19833305051
Authority: DE
Inventors: Walter Joseph Baron; Laird Clark 53217 Milwaukee Wis. Cleaver
Original assignee: Individual
Current assignee: Water Services of America Inc
Priority date: 1982-02-18
Filing date: 1983-02-14
Publication date: 1983-08-25
Also published as: GB2115101A; FR2521713B1; DE3305051C2; US4397349A; GB2115101B; FR2521713A1; JPS58145897A; GB8303566D0; CA1189502A; JPS6020678B2

Description

platte (29) auch als ein Anschlag für die Reinigungselemente dient, die in die Körbe (17) eintreten.

1O. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6,7, 8 oder 9, dadurch gekenn ζ e ic hne t, daß die Anzahl und Größe der zufallsverteilten Öffnungen (36) derart gewählt sind, daß die gesamte Querschnittsfläche in der Platte (29) wenigstens gleich der Summe der Innenquerschnittsflächen der Wärmeaustauscherrohre (5) ist.

In der Anmeldung mit der Bezeichnung "Korbbefestigung für ein Wärmeaustauscherrohrreinigungselement" ist eine Korbbefestigungsplatte fest mit Hilfe von Schrauben oder dergleichen in einem Abstand von der

äußeren Rohrplattenfläche nach außen fest angebracht. Die Platte und ihre Befestigung arbeiten mit der Rohrplatte zusammen, um die Körbe in einer festen Position relativ zu der Rohrplatte und den Rohrenden IQ zu halten. Die äußeren Fang- und Halteteile der Körbe erstrecken sich von der Befestigungsplatte nach außen. Die Körbe enthalten mittlere oder dazwischen liegende Teile, die sich durch öffnungen in der Platte erstrecken und innere Teile, die sich durch l§ den Raum zwischen der Platte und der Rohrplatte erstrecken und die in der Rohrplatte enden. Die Körbe sind gegen eine Querverschiebung mittels einer Zweipunktlagerung festgelegt, wobei eine an den inneren Korbenden und eine an einer Zwischenstelle zwischen den Enden vorgesehen ist. Um die Körbe in Längsrichtung in einer festen Position zu halten, sind bei einer Ausfuhrungsform die Korbzwischenteile mittels einer Gewindeverbindung mit der Befestigungsplatte verbunden. Bei einer anderen Ausführungsform sind Schultern in der Nähe der inneren Korbenden vorgesehen, die mit der Platte und der Rohrplatte zusammenarbeiten. Die Befestigungsplatte hat einen kleineren Durclimesser als die Rohrplatte und ist mit unversperrten FluiddurchgangsÖffnungen zwischen den Körben und den Korbaufnahmeöffnungen versehen.

Bei einigen Anwendungsfällen, bei denen wenig Raum zwischen der Befestiyungsplat te und dem endseitigen Wärmeaustauscherkopf zur Verfügung steht, oder wenn 3£) man nur kurz bemessene Körbe haben will, ist es un-

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zweckmäßig, die Körbe in Längsrichtung außerhalb der Befestigungsplatte anzubringen, wie dies zuvor beschrieben worden ist.
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Die Erfindung zielt darauf ab, die Vorteile der Befestigungsplatte selbst dann auszunutzen, wenn die Körbe nicht von dieser nach außen verlaufen.

Nach der Erfindung sind hierzu die Körbe derart angeordnet, daß die Korbhaltekammern, die Fluiddurchflußöffnungen in den Seitenwandungen haben, in dem Raum zwischen der Befestigungsplatte und der Rohrplatte angeordnet sind. Die äußeren Endteile der Körbe sind in Eingriff mit der Befestigungsplatte, während die inneren Endteile der Körbe bezüglich der Rohrplattenöffnungen derart angeordnet sind, daß sie eine Fluidverbindung mit den Wärmeaustauschrohren haben. Die Befestigungsplatte hat eine Vielzahl von darin befindlichen öffnungen, die in einer axialen Ausrichtung mit den Rohrplattenöffnungen sein können und in axialer Deckung mit den offenen äußeren Enden der axialen Körbe sind. Alternativ können die Befestigungsplattenöffnungen auch in einem zufällig verteilten Muster im wesentlichen außer fluchtgerechter Ausrichtung mit den Rohrplattenöffnungen und außer Deckung mit den Körben angeordnet werden. Die gesamte Querschnittsfläche der zufallsverteilten öffnungen in einer Be- festigungsplatte ist zweckmäßigerweise gleich oder größer als die Summe der Innenquerschnittsflachen der Wärmeaustauschrohre.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 eine schematische Ansicht eines Wärmeaustauschers und einer Fluidflußregelung hierfür.

Figur 2 eine ausschnittshafte perspektivische Ansicht eines Teils des Wärmeaustauscherinneren, wobei Körbe gezeigt sind, die zwischen der Rohrplatte und der Befestigungsplatte angeordnet sind,

Figur 3 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform einer Korbbefestigung,

Figur 4 eine äußere Endansicht eines Korbs,

Figur 5 eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Korbbefestigung,

Figur 6 eine Vorderansicht der äußeren Fläche einer Befestigungsplatte, die öffnungen hat, die in einem zufallsverteilten Muster angeordnet sind, und

Figur 7 eine Längsschnittansicht durch eine Befestigung nach Figur 6.

Die Erfindung befaßt sich mit Rohr-Wärmeaustauschern. Eine schematische Ansicht eines solchen Wärmeaustauschers und seiner Fluidflußregelung sind in Figur 1 gezeigt. Der Wärmeaustauscher 1 weist ein zylindrisches Gehäuse 2, das endseitige Verschlußköpfe 3 und 4 hat, und eine Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden Rohren 5 auf, die darin angeordnet sind. Die freiliegenden offenen Enden der Rohre 5 sind mit kreisförmigen, in Querrichtung verlaufen-

den Rohrplatten 6 und 7 verbunden, die jeweils in einem Abstand von den zugeordneten endseitigen Köpfen 3 und 4 angeordnet sind. Der Kopf 3 und die Rohrplatte 6 bilden eine fluiddurchströmte Kammer 8, während eine Trennwand 9 den Raum zwischen dem Kopf 4 und der Rohrplatte 7 in zwei fluiddurchströmte Kammern 10 und 11 unterteilt. Ein Wärmeaustauschfluid wird über einen Einlaß 12 zu dem Bereich um IQ die Rohre 5 eingeleitet und tritt über einen Auslaß 13 aus.

Der Wärmeaustauscher 1 ist auch mit einer Fluidquelle 14, einer Pumpe 15 und einem Fluidumschaltventil 16 über verschiedene Leitungen auf übliche Art und Weise verbunden. Das Fluid wird durch die Rohre 5 über die Kammern 10, 8 und 11 in dieser Reihenfolge oder in umgekehrter Reihenfolge geleitet, was von der Stellung des Ventils 16 abhängig ^ist·

Der Wärmeaustauscher 1 ist mit einer Rohrreinigungseinrichtung versehen. Hierzu sind die Enden jedes Rohres 5 mit einer Fangeinrichtung verbunden, die bei der dargestellten Ausführungsform einen in Längsrichtung verlaufenden länglichen und mit Schlitzen versehenen Korb 17 aufweist, der koaxial zu dem Rohr angeordnet ist und aus Metall oder einem anderen geeigneten Material besteht. Der Korb ist bei 18 mit Schlitzen versehen. Die Innendurchmesser des Rohres 5 und des Korbs 17 sind etwa gleich. Das äußere Ende jedes Korbs 17 ist mit einem Paar von schmalen Blechteilen 19 versehen, die umgebogen und bei 20 verschweißt sind, um ein Gegenlager zu bilden. Die Blechteile 19 haben eine solche Breite, daß ausreichend fluiddurchströmte

Räume 21 in dem Korbaußenende vorhanden sind, die man im wesentlichen als offen bezeichnen kann. Bei einigen Anwendungsfällen und in Abhängigkeit von der Auslegungsform der Teile kann entsprechend den Figuren 6 und 7 das Korbende auch erforderlichenfalls vollständig offen sein.

Jeder Korb enthält eine zylindrische Wandung 22, jQ die Fluiddurchfiußöffnungen oder Schlitze 18 darin enthält und bildet eine Fangkammer 23 zum Halten einer Rohrreinigungseinrichtung 24, die so beschaffen ist, daß sie zwischen den endseitigen Körben in dem jeweiligen Rohr 5 bei einer Umkehr des Fluidstromes mit Hilfe des Ventils 16 hin- und hergehend bewegt werden kann. Die Einrichtung 24 kann auf irgendeine beliebige Art und Weise ausgebildet sein und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat sie eine Schraubenfeder 25, die längs einer Mittelstange 26 verschiebbar ist.

Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist gezeigt, daß jedes Rohr 5 in eine öffnung 27 in der Rohrplatte 6 eintritt und in der Rohrplatte 6 eine Öffnung 27 hierzu vorgesehen ist. Jedes Rohr 5 hat einen vergrößerten Endteil 28, der eng sitzend in dem äußeren Ende der öffnung angeordnet ist. Eine im allgemeinen kreisförmige und quer verlaufende Befestigungsplatte 29 ist in einem Abstand außerhalb von der Rohrplatte 6 in der Kammer 8 und im allgemeinen parallel zu der Rohrplatte 6 angeordnet. Einrichtungen sind vorgesehen, die die Befestigungsplatte 29 relativ zu der Rohrplatte 6 festlegen. Hierzu ist nach der Erfindung eine Vielzahl von in 5 Umfangsrichtung in Abständen angeordneten Schrauben 30 vorgesehen, die über eine Gewindeverbindung durch

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die Platte 29 verlaufen und in Gewindeeingriff mit der Rohrplatte 6 sind. Muttern 31 auf den äußeren Schraubenbolzenenden dienen zur Festlegung der Platte 29 in der gewünschten Position auf den Schrauben. Der in Längsrichtung zwischen der Platte 29 und der Rohrplatte 6 liegende Raum kann durch Verstellen der Schrauben verändert werden.

Die angebrachte Platte 29 arbeitet mit der Rohrplatte 6 zusammen, um jeden Korb 17 in seiner Position relativ zur Rohrplatte 6 und zu dem Ende des Rohres 5 zu halten.

Nach den Figuren 2 und 3 ist die Platte 29 mit einer Vielzahl von im Abstand angeordneten Fluiddurchflußöffnungen 32 versehen, die in axialer Ausrichtung zu den Rohrplattenöffnungen 27 sind.

B^ei der Montage werden die Körbe 17, die konisch ausgebildete innere Endteile 33 haben, teleskopartig in die erweiterten Rohrabschnitte 28 eingesetzt, so daß die Körbe koaxial zu den Rohrplatten öffnungen 27 angeordnet und in Fluidverbindung mit den Rohren 5 sind. Die Befestigungsplatte 29 wird dann nach unten auf die Rohrplatte 6 geschraubt. Jeder Korb ist umschließend in Eingriff mit der Platte 29 und befindet sich in Schlitzen 18, die zwischen der Platte 29 und der Rohrplatte 6 angeordnet sind. Ferner ist jede Öffnung 32 in axialer Deckung mit dem zugeordneten Korb 17.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 sind die Öffnungen 32 im Durchmesser kleiner als das äußere Ende der Körbe 17. Hierbei umgreift der eine öff-

nung 32 umgebende Umfangsabschnitt der Platte 29 das äußere Korbende und ist in Eingriff mit diesem.

Bei einigen Anwendungsfällen kann es erwünscht sein, daß der Umfangsabschnitt der Platte 29 umschließend in Eingriff mit einem Gegenlager auf dem äußeren Endabschnitt der Korbwandung 22 ist. Bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist die Platten Öffnung 32a im Durchmesser etwa gleich wie die Wandung 22 und die letztere ist mit einem festen Gegenlager versehen, das als ein kreisförmiger Ring 34 ausgebildet ist, der eine Schulter 35 hat, die in Eingriff mit der Platte 29 ist.

In den Figuren 6 und 7 ist eine geringfügig abgewandelte Ausführungsform dargestellt, bei der die Platte 29 mit einer Vielzahl von im Abstand angeordnoten öffnungen 36 versehen ist, die in einem zufallsverteilten Muster angeordnet sind, bei dem wenn überhaupt, nur einige der Öffnungen in axialer Ausrichtung zu den Rohrplattenöffnungen 27 vorgesehen sind. Die Öffnungen 36 sind im wesentlichen kleiner im Durchmesser als die äußeren vollständig offenen Enden der Körbe 17, so daß bei der Anschraubung der Befestigungsplatte 2 9 nach unten die Teile der Platte zwischen den Öffnungen 36 zufällig und umgreifend in Eingriff mit dem Ende des jeweiligen Korbs sind. Bei diesem Beispiel dient die Platte 29 auch als ein Anschlag, der mit der Reinigungseinrichtung 24 zusammenarbeitet, wenn diese in den Korb 17 eintritt.

Um den Druckabfall durch den Wärmeaustauscher frei von einer unerwünscht hohen Zunahme zu halten, sind

die Anzahl und die Größe der Plattenöffnungen derart gewählt, daß die gesamte Querschnittsfläche der Öffnungen 36 in jeder der Platte etwa gleich oder größer als die Summe der Innenquerschnittsflache der Rohre 5 ist.

Obgleich in der Zeichnung die Erfindung in Verbindung mit der Rohrplatte 6 erläutert ist, kann roan selbstverständlich dieselbe Konstruktion auch in Verbindung mit der Rohrplatte 7 anwenden.

Claims

Patentansprüche;

Wärmeaustauscher mit einem Gehäuse, einer Vielzahl von in Längsrichtung verlaufenden fluiddurchströmten Rohren, die in dem Gehäuse angeordnet sind und Rohrplatten, die in dem Gehäuse angeordnet sind, und die öffnungen haben, die in Verbindung mit den Enden der Rohre sind, dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) eine Befestigungsplatte (29) vorgesehen ist,

(b) Einrichtungen (30, 31) vorgesehen sind, die die Platte (29) fest in einem Abstand von der

äußeren Fläche einer Rohrplatte (6, 7) anbringen,

(c) eine Vielzahl von Körben (17) vorgesehen ist, die hin- und hergehend bewegliche Rohrreinigungselemente aufnehmen, wobei jeder der Körbe (17) koaxial bezüglich einer zugeordneten Rohrplattenöffnung (27) angebracht ist und in Längsrichtung verlaufende Wandungen (22) hat, in denen Pluiddurchgangsöffnungen (32, 36) vorgesehen sind,

(d) der äußere Endabschnitt jedes Korbs (17) umgreifend in Eingriff mit der Befestigungsplatte (29) ist, und

(e) sich jeder Korb (17) zwischen der Platte (29) und der Rohrplatte (6, 7) erstreckt und die Fluiddurchflußöffnungen (32, 36) in dem dazwischenliegenden Raum angeordnet sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) die Befestigungsplatte (29) mit einer Vielzahl von im Abstand befindlichen Fluiddurchflußöffnungen (32, 36) versehen ist, und

(b) die Plattenöffnungen (32, 36) in axialer Fluchtung zu den Rohrplattenöffnungen (27) angeordnet sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) die Körbe (17) offene äußere Enden haben, und

(b) die Plattenöffnungen (32, 36) axial in Dekkung mit den äußeren Enden der Körbe (17) sind.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Körbe (17) umschließend in Eingriff mit den Teilen der Platte (29) sind, die in Umfangsrichtung die Plattenöffnungen (32, 36) umgeben.
5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren End- abschnitte der Korbwandungen ein Gegenlager bilden, das umgreifend in Eingriff mit den Teilen der Platte (29) ist, die die Plattenöffnungen (32, 36) in Umfangsrichtung umgeben.
6. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeich·net/ daß die Befestigungsplatte (29) mit einer Vielzahl von im Abstand angeordneten Fluiddurchflußoffnungen (36) versehen ist, die in einem zufallsverteilten Muster im allgemeinen außer axialer Ausrichtung mit den Rohrplattenöffnungen (27) angeordnet sind.
7. Wärmeaustauscher nach Anspruch 6_f dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Be- festigungsplatte (29) zwischen den zufallsverteilten Öffnungen (36) umgreifend mit den äußeren Enden der Körbe (17) sind.
8. Wärmeaustauscher nach Anspruch 7, dadurch g e ~ kennzeichnet, daß die zufallsverteilten Plattenöffnungen (36) im Durchmesser kleiner als die äußeren Enden der Körbe (17) sind.
9. Wärmeaustauscher nach Anspruch 8, dadurch g e kennzeichnet, daß die Befestigungs-

Wärmeaustauscher mit verbesserter Rohrreinigungselementkorb-Befestigung

Beschreibung;

Die Erfindung befaßt sich mit der Reinigung von Wärmeaustauscherrohren durch die hin- und hergehende Bewegung eines Körpers, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Weiterentwicklung von Ausführungsformen, die in den US-PS'en 3 319 710 und 4 124 065 angegeben sind.

Aus diesen US-PS'en ist es bekannt, einzelne längliche Reinigungselementfangkäf ige oder -körbe mit beiden Enden der in Längsrichtung verlaufenden Rohre zu verbinden, die in einem Wärmeaustauschergehäuse angeordnet sind. Die Rohrenden sind in ihrer Stellung an beiden Enden durch quer verlaufende Rohrplatten gehalten. Die Körbe sind so beschaffen, daß sie hin- und hergehend bewegliche Reinigungselemente, wie Bürsten, enthalten. Ein in einer Richtung durch die Rohre strömendes Fluid hält die Reinigungselemente in ihren zugeordneten Korbkammern gefangen, während das Fluid durch schlitzahnliehe öffnungen in den Korbwandungen nach außen austritt.

Bei einer Fluidströmungsumkehr werden die Reinigungselemente aus ihren Körben ausgedrückt und durch die Rohre zu den Körben an den gegenüberliegenden Rohrenden gedrückt, um hierbei eine Reinigung der Rohre zu bewirken.