热交换器的管和管底之间的连接机构和用于制作该连接机构的方法技术

本发明专利技术涉及热交换器的管(1)和管底(8)之间的连接机构和用于制作该连接机构的方法。其中，该管(1)具有端部区段(3)，该端部区段插入管底(8)中的开口(9)中，并且所述连接机构包括套筒(16)，该套筒设置在管(1)中并将所述端部区段(3)径向向外密封地压靠到开口(9)的壁(10)上，从而所述管(1)夹紧地保持在所述开口(9)中。所述端部区段(3)通过将所述管(1)翻卷而构成为双壁的并且在端侧具有回环(6)，其中，所述连接机构包括阻塞体(4)，该阻塞体设置在所述回环(6)中，使得该回环(6)构成具有外径(AD)的凸缘(7)，该外径至少局部大于所述开口(9)。所述连接机构是气密的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换器的管和管底之间的连接机构和用于制作这种连接机构的方法。
技术介绍
已知以交叉流动方法运行的气体-气体-热交换器。这样的热交换器例如用于烟气系统中的热回收。输送给烟气脱硫设备的原料气体离开该烟气脱硫设备成为具有较低温度的净气体。所述净气体在热交换器中通过原料气体的热能重新被加热，以便所述净气体在进入烟道之前保持规定要求的温度。因为净气体在温度降至露点以下时可能引起污染物的冷凝，所以该热交换器可以以由氟塑料制成的管和衬层制成。由氟塑料制成的管悬挂地装配在管底(Rohrboden，管板)中。在此，所述管在焊接技术上与由氟塑料制成的薄膜连接，该薄膜覆盖管底。因为待焊接的管和薄膜安放在金属的管底上，所以在焊接时排出许多热量，从而热影响区在焊接过程中是相对较大的，在与真正焊接部位有较大间距的位置处也可能会引起结构组织变化。在所使用的氟聚合物塑料中的结构组织变化可能在最不利的情况下导致有害的裂缝。氟塑料的焊接连接的完成需要极其精细谨慎地执行。因此，该焊接是相对来说耗费时间的并且需要受过训练的和专业的人员，以便焊接连接可以满足质量要求。特别是要考虑所述焊接连接经受很强的机械负荷。氟聚合物塑料的热膨胀系数大约是钢的热膨胀系数的十倍。在数米的管长度中会引起管的显著的长度变化，该长度变化必须得到补偿。然而，因为热交换器包括大量的管、例如数百个管，所以在冷却不均匀时也会引起不均匀的长度变化，其中，最快冷却的管比邻近
的管更快地缩短。因为各邻近的管都固定在一个共同的管底上，这便导致最快冷却的管遭受沿纵向的最高负荷，从而相对较大的拉力便作用到管和薄膜之间的焊缝上。而相邻的管则承负沿纵向的压力。因此已经有人提出，将一套筒作为防拉出保险机构插入管的管端部中，从而该管端部不会从管底中的开口被拉出或挤出。利用该套筒，一方面是保护了焊缝。但另一方面仍存在着在管和覆盖管底的薄膜之间昂贵而麻烦的焊接的问题。
技术实现思路
由此出发，本专利技术的任务在于，阐明一种热交换器的管和管底之间的连接机构，该连接机构可以较简单地、较快速地并且以较高的始终不变的质量建立完成。此外，应该阐明一种用于制作这种连接机构的方法。为此，本专利技术提供一种热交换器的管和管底之间的连接机构，其中，该管具有端部区段，该端部区段插入管底中的开口中并且所述连接机构包括套筒，该套筒设置在管中并将所述端部区段径向向外密封地压靠到开口的壁上，从而所述管夹紧地保持在所述开口中，其特征在于，所述端部区段通过将所述管翻卷而构成为双壁的并且在端侧具有回环，其中，所述连接机构包括阻塞体，该阻塞体设置在所述回环中，使得该回环构成具有外径的凸缘，该外径至少局部大于所述管底中的开口。相应地，本专利技术还提供一种用于制作这种连接机构的方法，其具有如下步骤：a.提供管的端部区段，该管的端部区段处于能实现塑性变形的状态下；b.将能塑性变形的端部区段翻卷180度，从而构成回环，该回环包围阻塞体并且与该阻塞体一起构成凸缘和双壁的端部区段；c.将所述双壁的端部区段插入管底的开口中，其中，所述凸缘至少局部具有阻止滑动穿过所述开口的外径；d.将套筒插入所述端部区段中并使其通过塑性变形径向向外扩大，从而所述端部区段在其双壁的区域中贴靠在所述开口的壁上。本专利技术涉及这样一种连接机构，该连接机构不是通过热接合而制成，而是一种纯机械的连接机构。管以已知方式具有端部区段，该端部区段插入管底中的开口中。此外，所述连接机构包括套筒，该套筒设置在管中。所述套筒嵌入管的端部区段中并将该端部区段径向向外压靠到所述开口的壁上。由此，所述管夹紧地保持在所述开口中。现在本专利技术规定：所述端部区段通过将管翻卷而构成为双壁的。此外，通过翻卷构成回环。该端侧的回环在其中容纳有阻塞体。由此，所述回环连同内置的阻塞体便构成了形式上为凸缘的加厚部。该凸缘具有至少局部大于开口的外径。由此，所述管不能从开口或者说套筒滑出。根据本专利技术的连接机构是形锁合的连接机构。该连接机构以下述事实为决定性基础：管在端侧具有较大的外径。附加地，使管变厚。所述凸缘的构成通过管的端部区段的塑性变形而实现。为此，可以在能实现塑性变形的状态下提供管。视管的材料而定涉及提高温度的状态，其中，该温度与材料有关。本专利技术并不局限于确定的材料、特别是确定的塑料。然而重要的是，管和管底之间的连接机构是介质密封的、特别是气密的。特别是结合塑料、特别是氟聚合物塑料、特别是聚四氟乙烯(PTFE)或者全氟烷氧基聚合物(PFA)，本专利技术显示出其优点。所述凸缘的与所述开口的内径的相比更大的外径导致形锁合地反扣(从后嵌接)该开口并且阻止管滑动穿过开口。随此，也有助于实现凸缘的形状稳定性，以及特别是有助于实现所插入的阻塞体的形状稳定性。由此，针对由塑料制成的管，也可以可靠地阻止在拉负荷时的滑动。附加地，所述阻塞体本身应该具有阻止在插入的套筒和开口的壁之间发生滑动的厚度。出于这个原因，根据本专利技术也应尽可能地杜绝套筒的变形，而至少是杜绝阻塞体的变形。在没有阻塞体的情况下存在如下危险，即，在将套筒不充分地压紧到管上时，双壁的端部区段可能从套筒滑出。有了回环中的阻塞体，这种情况是不可能出现
的，因为凸缘的外径大于开口的内径并且因为凸缘具有阻止在套筒和开口的壁之间滑动穿过的厚度。因此，具有三重保险：1.通过凸缘和开口之间不同的直径关系而实现的形锁合。2.通过加厚的凸缘而实现的形锁合，该凸缘不能在套筒和开口之间滑动穿过。3.通过将套筒在内侧压紧到管的端部区段上而实现的力锁合连接，从而管的端部区段密封地贴靠在开口上。对于形锁合的连接机构，甚至并不需要阻塞体在回环的整个周边区域上延伸。然而优选地，所述阻塞体是环绕的环，该环包围管的整个周边区域。然而，当所述阻塞体由多个仅在周边的部分区域上延伸的部分区段构成时，也可实现根据本专利技术的优点。优选地，所述阻塞体在其周向延伸上具有始终不变的横截面。理论上，该横截面也可以有所变化。另外，阻塞体具有阻止端部区段在开口的壁和套筒之间滑动的功能。由不可压缩的材料制成的所有阻塞体均满足该功能。阻塞体由于端部区段的双层壁结构之故，不与热交换器中的介质接触。该阻塞体可以由金属制成。该金属不必是抗腐蚀的。阻塞体也可以由管的材料制成、特别是由塑料制成。理论上，阻塞体也可以由可流动的或自由流动的材料或者材料组合制成。阻塞体与回环一起构成凸缘的功能是决定性的，该凸缘基于其几何结构/尺寸而阻止滑动。优选地，所述凸缘构造在管的径向外侧。因此，管的内径不变窄。此外，向外突伸的凸缘可以支撑在管底的上侧上，从而管形锁合地保持在管底上。套筒具有一个特别的任务。所述套筒优选在横截面方面构成为L形的并且具有嵌入端部区段中的内翼边和径向向外指向的且搭接回环的外翼边。该外翼边支撑在管底的上侧上。L形状阻止套筒滑动穿过管底。作用在端部区段上的拉力一方面由夹紧力吸收，该夹紧力由套筒沿径向施加到端部区段上(密封功能)。附加地，所述力可以通过凸缘传递到管底上，但也可以传递到内翼边上。该内翼边阻止凸缘在拉
力负荷时径向向内移位。内翼边在一定程度上用作凸缘的内侧支撑。在此，为了阻止内翼边变形，存在凸缘并且因此在附近并且特别是在朝向外翼边的过渡区域中存在径向向内作用的力的作用点，该外翼边抵本文档来自技高网...

【技术保护点】
热交换器的管和管底之间的连接机构，其中，该管（1）具有端部区段（3），该端部区段插入管底（8）中的开口（9）中，并且所述连接机构包括套筒（16），该套筒设置在管（1）中并将所述端部区段（3）径向向外密封地压靠到开口（9）的壁（10）上，从而所述管（1）夹紧地保持在所述开口（9）中，其特征在于，所述端部区段（3）通过将所述管（1）翻卷而构成为双壁的并且在端侧具有回环（6），其中，所述连接机构包括阻塞体（4），该阻塞体设置在所述回环（6）中，使得该回环（6）构成具有外径（AD）的凸缘（7），该外径至少局部大于所述管底（8）中的开口（9）。

【技术特征摘要】
2015.02.17 DE 102015102245.11.热交换器的管和管底之间的连接机构，其中，该管（1）具有端部区段（3），该端部区段插入管底（8）中的开口（9）中，并且所述连接机构包括套筒（16），该套筒设置在管（1）中并将所述端部区段（3）径向向外密封地压靠到开口（9）的壁（10）上，从而所述管（1）夹紧地保持在所述开口（9）中，其特征在于，所述端部区段（3）通过将所述管（1）翻卷而构成为双壁的并且在端侧具有回环（6），其中，所述连接机构包括阻塞体（4），该阻塞体设置在所述回环（6）中，使得该回环（6）构成具有外径（AD）的凸缘（7），该外径至少局部大于所述管底（8）中的开口（9）。2.根据权利要求1所述的连接机构，其特征在于，所述阻塞体（4）是环绕的环。3.根据权利要求1或2所述的连接机构，其特征在于，所述套筒（16）在横截面方面构成为L形的并且具有嵌入所述端部区段（3）中的内翼边（17）和径向向外指向的且搭接所述回环（6）的外翼边（18）。4.根据权利要求3所述的连接机构，其特征在于，所述内翼边（17）离开所述外翼边（18）有间距地至少在局部径向向外扩大，从而所述套筒（16）与保持夹紧的管（1）一起被固定以防止沿所述开口（9）的轴向移动。5.根据权利要求1至4之一所述的连接机构，其特征在于，所述连接机构具有密封区域（A），在该密封区域中所述端部区段（3）相对于所述管底（8）气密地密封，并且，直接在所述密封区域（A）上接有...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·里德尔，W·恩格尔金，
申请(专利权)人：瓦尔斯坦工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE