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Einrichtung zum Ausgleich der Wärmedehnung und Reaktionskraft für Rohrleitungen.
Rohrleitungen, durch welche Mittel höheren Druckes und höherer Temperatur strömen, sind sowohl Druckveränderungen als auch Temperaturveränderungen unterworfen. Dies hat zur Folge, dass auf Körper, z. B. Turbinengehäuse, welche mit Rücksicht auf andere Forderungen fest verankert sind, Kräfte wirken, welche einerseits durch Reaktionsdrücke, die im Druck des strömenden Mittels ihren Ursprung haben, anderseits durch Wärmedehnung der Verbindungsrohrleitung entstehen. Diese Kräfte sind in manchen Fällen derart gross, dass jene Körper deformiert, die Wände stark beansprucht werden und in gewissen Fällen, wie z. B. bei Turbinengehäusen, leicht die Gefahr-einer Reibung der sich drehenden Teile, mit den feststehenden Teilen entstehen kann, welche Reibung eine gefährliche Betriebsstörung zur Folge haben könnte.
Zur Verhinderung des schädlichen Einflusses der Wärmedehnung und Reaktionskraft wurden zwar die verschiedensten Ausgleichvorrichtungen vorgesehlagen, unter anderem auch Vorrichtungen, bei welchen der Ausgleich der Wärmedehnung und Reaktionskraft mittels einer in oder an die Leitung geschalteten, die Wärmedehnung aufnehmenden, elastischen Verbindung und eines Kraftausgleichsraumes,' z. B. Kraftausgleichszylinders, erfolgt. Diese bekannten Einrichtungen weisen insbesondere hinsichtlich des Kraftausgleichsraumes umständliche Bauart auf, da zur Bildung dieses Raumes bisher Zylinder und Kolben verwendet wurden. Diese Einrichtungen arbeiten auch mit grosser Reibung, wodurch der Ausgleich erschwert wird. Die Erfindung beseitigt diese tbelstände. u. zw. dadurch, dass der Kraftausgleichsraum durch elastische Wände gebildet wird.
In den Zeichnungen ist das Wesen der Erfindung näher erläutert, u. zw. in den Fig. 1-5, welche verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei in allen Figuren ähnliche Bezugszeiehen verwendet wurden.
Es sei, dass irgendeine gerade Rohrleitung, die nach Fig. 1 mit 1,. 2 bezeichnet ist. zwei beliebige
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tationsverbindung 4, bestehend aus einer zwischen zwei Deckel 5'und 5" angeordneten elastischen Wand 4.
Dieser durch die elastische Wand 4 eingeschlossene Raum ist durch ein Rohr 8 mit der Atmosphäre verbunden. Der Deckel 5 ist durch die Stange 6 mit einem Teil der Rohrleitung 1 fest verbunden, welche sich vor der Verbindung. 3 befindet, wogegen der Deckel 5"mittels einer Zugstange 7 mit dem Teil 2 der Rohrleitung zusammenhängt, welcher sich hinter der Rohrverbindung befindet. Ist in der Rohrleitung ein bestimmter Druck, z. B. ein Unterdruck, so wirkt auf den Deckel 5'eine Kraft ein, welche auf die Rohrleitung 1 übertragen wird. In ähnlicher Weise überträgt der Deckel 5"die Kraft auf die Rohrleitung 2, aber in entgegengesetzter Weise.
Ist der wirksame Durchmesser der Rohrverbindung 4 bzw. der Deckel 5'und 5"so gewählt, dass der Druck auf diese Deckel gleich ist dem Produkte aus der Rohrleitungsfläche mal dem Druck, so ist die auf die Körper 12 und M wirkende Reaktion gänzlich ausgeglichen.
Daraus geht hervor, dass eine solche elastische Rohrverbindung sowohl die Wärmedehnung bzw.
- formänderung der Rohrleitung als auch die auf die Körper wirkenden Reaktionskräfte ausgleicht. Ein
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Der Reaktionsausgleich ist auch völlig unabhängig von der Grösse des Druckes des Mittels.
Fig. 2 bzw. 3 veranschaulichen Ausführungen für jene Fälle, wo es sieh um einen Ausgleich des Druckes nur in einer Richtung, z. B. in den Eckteilen, handelt. Nach Fig. 2 ist die aus elastischen Wänden bestehende Verbindung 4 ausserhalb der Strömung des Mittels angeordnet, wobei nur ein einziger Deckel 5' verwendet wird. Der Raum innerhalb der elastischen Wand 4 ist mit der Rohrleitung durch eine Öffnung 9 verbunden, so dass innerhalb dieser Verbindung der Druck des Mittels herrscht, im Gegensatz zu dem Falle nach Fig. 1. In Fig. 3 ist eine ähnliche Ausführung dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass innerhalb der Verbindung 4 atmosphärischer Druck herrscht. Zu diesem Zwecke ist in dem Deckel 5" eine Öffnung 8"angeordnet.
In Fig. 4 ist sehematisch eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher zum Ausgleich der Reaktion zwei Räume 5', 4', 5"und J', 4", 5" dienen, welche vollständig ausserhalb der Rohrleitung angeordnet
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vor und hinter der Verbindung 3. Die Rohrleitung 9 vermittelt die Verbindung der Innenräume der Verbindungen 4'bzw. 4" mit der Hauptrohrleitung 1, 2. In diesem Falle muss selbstverständlich der Durchmesser der Verbindungen 4'bzw. 4"so gewählt werden, damit die Summe der auf beide Deckel a' bzw. 5" wirkenden Kräfte gleich ist der Reaktion, die durch den Druck in der Rohrleitung bewirkt wird.
Die elastische Verbindung zum Ausgleich der Reaktionskraft kann auch als Ring ausgeführt werden, welcher die Verbindung 3 umfasst, so dass für eine derartige Ausführungsart die Fig. 4 dann einen schematischen Schnitt durch eine derartige ringartige Verbindung darstellt.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Einrichtung ist der Ausgleichsraum in zwei Räume 5', 4', 5"und 5', 4", 5", bestehend aus Decken 5', 5"und elastischen Wänden 4', 4", geteilt, welche innerhalb des Verbindungskörpers 10, 11 angeordnet sind. Die Deckel 5', 5'und 5", 5" sind durch Zugstangen 6'und 7' derart miteinander verbunden, dass sich die Ausgleichswirkung beider Räume addiert. Das Innere der Ausgleichsräume ist mittels der Rohrleitungen 8', 8"mit der Atmosphäre verbunden.
Die Bildung des bzw. der. Kraftausgleichsräume durch elastische Wände 4 bzw. 4', 4" gewähr-
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gestaltungsmöglichkeitenderErfindungdar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Ausgleich der Wärmedehnung und Reaktionskraft für Rohrleitungen mittels einer. in oder an die. Leitung geschalteten, die Wärmedehnung aufnehmenden, elastischen Verbindung und eines Kraitausgleichsraumes, z. B. Kraftausgleichszylinders, dadurch gekennzeichnet, dass letzterer durc1F-elastische Wände (4 bzw. 4', 4") gebildet wird.