<Desc/Clms Page number 1>
Rohrverzweigungsstück
Rohrverzweigungsstücke, insbesondere für Druckrohrleitungen, sind bereits in verschiedenen Formen be- kannt. Zahlreiche Konstruktionen von Rohrverzweigungsstücken sind zur Aufnahme der Kräfte an den Nähten zwischen den einzelnen Teilen des Rohrverzweigungsstückes mit einer aussen liegenden Trägerkonstruktion versehen.
Bekannt sind auch Rohrverzweigungsstücke, die als Kugelverteilstücke ausgebildet sind. Die be- kannten Kugelverteilstücke lassen sich jedoch nur in den Fällen anwenden, in denen verhältnismässig grosse Winkel zwischen den Achsen der in dem Rohrverzweigungsstück zusammenlaufenden Rohre vorhan- den sind. Dies beruht darauf, dass bei den bekannten Rohrverzweigungsstücken, die als Kugelverteilstücke ausgebildet sind, die Achsen der einzelnen Rohre durch den Mittelpunkt der Kugel gehen, wodurch sich zwischen Kugel und Rohr in jedem Fall eine Verschneidungslinie in Form eines Kreises ergibt. Bei den bekannten, als Kugelverteilstücke ausgebildeten Rohrverzweigungsstücken sind im Bereich der die Form eines Kreises aufweisenden Verschneidungslinie Ringe eingesetzt, die die Kräfte in der Naht aufnehmen.
Ist der Winkel, den zwei Rohre eines Rohrverzweigungsstückes miteinander einschliessen, verhältnismässig klein und der Durchmesser der entsprechenden Rohre entsprechend gross, so wird die Verwendung der bekannten als Kugelverteilstücke ausgebildeten Rohrverzweigungsstücke unwirtschaftlich, da die Kugel in einem solchen Fall einen zu grossen Durchmesser erhalten muss.
Bekannt ist ferner noch ein Rohrverzweigungsstück, dessen Gehäuse teilweise von der Schale einer Kugel gebildet ist und bei dem der Mittelpunkt der Kugel in geringem Abstand ausserhalb des Schnittpunktes der Rohrachsen liegt. Bei diesem bekannten Rohrverzweigungsstück sind die Rohre unmittelbar an die im Bereich der Kugeloberfläche angeordneten Flansche anzuschliessen, wobei die Achsen der Flanschen sowohl mit den Rohrachsen als auch mit den Achsen der im Inneren der Kugel eingebauten Rohrstutzen zu- sammenfallen. Bei diesem Rohrverzweigungsstück ist die Kugelschale als äusserer Stützkörper für die innen angeordneten Rohrstutzen ausgebildet, so dass keine Teile der Kugelschale als Bestandteile der die Strömung in dem Rohrverzweigungsstück führenden Stutzenkonstruktion dienen.
Abschnitte gerader Kreiskegel finden bei diesem bekannten Rohrverzweigungsstück nicht Anwendung.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der Nachteile der bekannten Rohrverzweigungsstücke und besteht bei einem Rohrverzweigungsstück der vorgenannten Art darin, dass der Kugelmittelpunkt zwischen den den kleinsten Winkel cx einschliessenden Rohrachsen liegt und an die Kugelschalenteile tangentiale mit den Rohren verbundene Mantelabschnitte gerader Kreiskegel angeschlossen sind, wobei deren Achsen durch den Kugelmittelpunkt gehen und einen Winkel ss einschliessen, der grösser ist als der Winkel (x.
Die Erfindung ermöglicht eine wirtschaftliche Anwendung von Rohrverzweigungsstücken mit Kugelschalenteilen auch in solchen Fällen, in denen die Achsen der Rohre nur kleine Winkel miteinander einschliessen, wobei nur einfach geformte Teile für den Aufbau des Rohrverzweigungsstückes, u. zw. Kugelschalenteile und Mantelabschnitte gerader Kreiskegel verwendet werden. Die Beanspruchung gerade derart geformter Schalen lässt sich verhältnismässig einfach eindeutig ermitteln. Ausserdem wird bei der erfindungsgemässen Konstruktion eines Rohrverzweigungsstückes vermieden, dass die Rohre die Kugelschale oder deren Teile od. ähnl. schalenförmige Konstruktionsteile durchdringen.
Schliesslich sind bei dem er-
<Desc/Clms Page number 2>
findungsgemässen Rohrverzweigungsstück alle Rohre und die Kugelschalenteile prinzipiell gleichartig ausgebildet und an den Anschlussstellen zwischen den Kugelschalenteilen und den Kegelmantelabschnitten sowie zwischen den Kegelmantelabschnitten und den Rohren nur kleine Knicke vorhanden. Dadurch werden die Spannungen an den Anschlussstellen relativ klein gehalten.
Rohrverzweigungsstücke gemäss der Erfindung stellen reine Schalenkörper dar. die bei Innendruckbelastung eine verhältnismässig einfache Spannungsverteilung aufweisen.
Die Erfindung bietet weiter den Vorteil, dass auch bei kleinem Winkel zwischen den Achsen zweier in dem Rohrverzweigungsstück zusammenlaufender Rohre eine verhältnismässig grosse Ausrundung der Verzweigung zu erreichen ist, wenn der Durchmesser der Kugelschalenteile genügend gross gewählt ist. Hiedurch wird es ermöglicht, dass das Rohrverzweigungsstück gemäss der Erfindung in allen beliebigen Richtungen unter günstigen Strömungsverhältnissen durchflossen werden kann.
Zweckmässigerweise ist das Rohrverzweigungsstück nach der Erfindung derart ausgebildet, d, ss zwischen die an die Kugelschalenteile angeschlossenen Kegelmantelabschnitte und die Rohre je ein oder mehrere weitere Mantelabschnitte gerader Kreiskegel eingefügt sind, wobei die Achsen der Kegelmantelabschnitte und der zugehörigen Rohre vom Kugelmittelpunkt ausgehende wendepunktfreie Linienzüge bestimmen und die von der Kugel aus aufeinander folgenden Kegelmantelabschnitte abnehmende Kegelwinkel aufweisen. Hiedurch lassen sich die Knicke an den Übergangsstellen zwischen den einzelnen Teilen verkleinern.
An sich ist es beiRohrverzweigungsstücken, die nicht als Kugelverteilstücke ausgebildet sind, bereits bekannt in dem von dem gerade durchlaufenden Hauptrohr abzweigenden Rohrstrang anschliessend an das
EMI2.1
ausgehenden wendepunktfreienLinienzug bestimmen und die vom Zentralstück aus aufeinander folgenden
Kegelmantelabschnitte abnehmende Kegelwinkel aufweisen.
Bei einem Rohrverzweigungsstück, in dem n Rohre zusammenlaufen, wobei n > 3 ist, ist erfindungsgemäss eine derartige Ausbildung zu wählen, dass der Kugelmittelpunkt zwischen den Rohrachsen liegt, die den kleinsten, von n-l Rohrachsen eingeschlossenen Summenwinkel 2 a bilden.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn bei dem Rohrverzweigungsstück nach der Erfindung mehrere Mantellinien der aneinander angeschlossenen Kegelmantelabschnitte und des betreffenden Rohres in der Verzweigungsebene auf der vom Mittelpunkt der Kugel abgewendeten Seite der Achse des betreffenden Rohres auf einer Geraden liegen. Hiedurch werden bestmögliche Strömungsverhältnisse erzielt. An geknickten Übergangsstellen zwischen aneinander angeschlossenen Kegelmantelabschnitten oder einem Kegelmantelabschnitt und dem betreffenden Rohr können sichelförmige Versteifungen oder elliptische Versteifungsringe innen und/oder aussen angeordnet sein. Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse in dem Rohrverzweigungsstück ist es zweckmässig, innen Leitbleche für eine kontinuierliche Führung der Strömung in dem Rohrverzweigungsstück anzuordnen.
Es genügt. in vielen Fällen, nur ebene Leitbleche vorzusehen, die parallel zur Verzweigungsebene liegen und im wesentlichen die ausbauchenden Teile der Kugel des Rohrverzweigungsstückes innen abdecken.
Rohrverzweigungsstücke gemäss der Erfindung können auch als Abzweigstücke mit gerade durchgehendem Hauptrohr und daran angeschlossenem Abzweigrohr und als Hosenrohre in symmetrischer oder unsymmetrischer Ausführung ausgebildet sein. Bei Rohrverzweigungsstücken gemäss der Erfindung brauchen die Achsen der einzelnen Rohre nicht in einer Ebene zu liegen. Auch ist die Erfindung bei Rohrverzweigungsstücken mit beliebigen Durchmesserverhältnissen anwendbar.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele von Rohrverzweigungsstücken gemäss der Erfindung dargestellt, u. zw. zeigen :
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Rohrverzweigungsstückes, Fig. la eine Draufsicht des Rohrverzweigungsstückes gemäss Fig. l, Fig.
Ib ein Detail des Rohrverzweigungsstückes gemäss Fig. 1 im Schnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht eines anderen Rohrverzweigungsstückes, Fig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren Rohrverzweigungsstückes, Fig. 4 eine Seitenansicht des als Hosenrohr ausgebildeten Rohrverzweigungsstückes, Fig. 4a eine Draufsicht des Rohrverzweigungsstückes gemäss Fig. 4, Fig. 5 eine Seitenansicht eines Rohrverzweigungsstückes, in dem vier Rohre zusammenlaufen, Fig. 5a einen Schnitt durch das Rohrverzweigungsstück gemäss Fig. 5 längs der gemeinsamen Achse der mittleren Rohre.
EMI2.2
telpunkt M der Kugel 4 liegt ausserhalb des Schnittpunktes der Achsen der Rohre l, 2, 3, u. zw. in der Verzweigungsebene zwischen den Achsen der Rohre 2 und 3, die den kleinsten Winkel a miteinander einschliessen.
Von der Kugel 4 sind nur die beiden Kugelschalenteile 7, die die Form sphärischer Dreiecke
<Desc/Clms Page number 3>
haben, als Zentralstücke des Rohrverzweigungsstückes verwendet. An diese Kugelschalenteile 7 sind die drei Kegelmantelabschnitte 5, die die Kugel 4 tangieren, angeschlossen. Die Kegelmantelabschnitte 5 sind ausser an den Kugelschalenteilen 7 auch noch in den gemeinsamen Verzweigungslinien 6 aneinander angeschlossen. Die Rohre 1, 2,3 sind ihrerseits an die von den Kugelschalenteilen 7 abgewendeten Enden der Kegelmantelabschnitte S angeschlossen.
Die Grösse der Kugel 4 ist entsprechend der gewünschten Ausrundung in der Übergangsstelle zwischen den Rohren 2 und 3 gewählt. Die Achsen der Kegelmantelabschnitte 5 laufen in dem Mittelpunkt M der
Kugel zusammen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, schliessen die Achsen der zu den Rohren 2 und 3 führen- den Kegelmantelabschnitt 5 miteinander am Mittelpunkt M der Kugel 4 den Winkel 8 ein, der grösser ist als der Winkel cx, den die Achsen der Rohre 2 und 3 einschliessen.
Da der Winkel o an der Übergangsstelle von dem Rohr 3 zu dem daran angeschlossenen Kegelman- telabschnitt 5 verhältnismässig gross ist, ist an der Übergangsstelle eine sichelförmige Versteifung 11 vor- gesehen.
Entsprechend ist an der Übergangsstelle von dem Rohr 2 zu dem daran angeschlossenen Kegelmantel- abschnitt 5 ein elliptischer Versteifungsring 10 vorgesehen.
Bei dem Rohrverzweigungsstück gemäss Fig. 2 sind weitere Kegelmantelabschnitte 8 zwischen den
Rohren und den an die Kugelschalenteile angeschlossenen Kegelmantelabschnitten eingefügt. Dadurch er- geben sich an den Übergangsstellen kleinere Winkel so.
Bei dem Rohrverzweigungsstück gemäss Fig. 3, das als Abzweigstück mit kleinerem Winkel cx ausgebildet ist, sind innen Leitbleche 12 angeordnet. Diese sind in üblicher Weise zum Druckausgleich mit Löchern versehen.
Bei dem als Hosenrohr ausgebildeten Rohrverzweigungsstück gemäss Fig. 4, 4a ist die gute Ausrundung besonders deutlich zu erkennen.
Bei dem Rohrverzweigungsstück gemäss Fig. 5,5a sind die Leitbleche nur als ebene Bleche 12 ausgebildet, die etwa parallel zu der Verzweigungsebene liegen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rohrverzweigungsstück, dessen Gehäuse teilweise von der Schale einer Kugel gebildet ist und bei dem der Mittelpunkt der Kugel ausserhalb des Schnittpunktes der Rohrachsen liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelmittelpunkt (M) zwischen den den kleinsten Winkel (a) einschliessenden Rohrachsen liegt und an die Kugelschalenteile (7) tangentiale mit den Rohren (1, 2 und 3) verbundene Mantelabschnitte (5) gerader Kreiskegel angeschlossen sind, wobei deren Achsen durch den Kugelmittelpunkt (M) gehen und einen Winkel (ss) einschliessen, der grösser ist als der Winkel (cx).