Rohrverzweigung Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrver zweigung, die als Kugelverteilstück ausgebildet ist.
Rohrverzweigungen, insbesondere für Druckrohr leitungen, sind bereits in verschiedenen Formen bekannt. Zahlreiche Konstruktionen von Rohrver zweigungen sind zur Aufnahme der Kräfte an den Nähten zwischen den einzelnen Teilen der Rohrver zweigung mit einer aussenliegenden Trägerkonstruk tion versehen.
Bekannt sind auch Rohrverzweigungen, die als Kugelverteilstücke ausgebildet sind. Die bekannten Kugelverteilstücke lassen sich jedoch nur in den Fällen anwenden, in denen verhältnismässig grosse Winkel zwischen den Achsen der in der Rohrver zweigung zusammenlaufenden Rohre vorhanden sind. Dies beruht darauf, dass bei den bekannten Rohr verzweigungen, 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 Verschneidungs- linie in Form eines Kreises ergibt.
Bei den bekannten, als Kugelverteilstücke ausgebildeten Rohrverzwei gungen 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 einer Rohrverzweigung miteinander einschliessen, verhältnismässig klein und der Durch messer der entsprechenden Rohre entsprechend gross, so wird die Verwendung der bekannten als Kugel- verteilstücke ausgebildeten Rohrverzweigungen un wirtschaftlich, da die Kugel in einem solchen Fall einen grossen Durchmesser erhalten muss.
Ausserdem sind auch solche Rohrverzweigungen bekannt, bei denen die an sich die Grundform des Zentralstückes bildende Kugelform durch schiefe Kreiskegel angenähert verwirklicht ist. Dabei wird darauf Wert gelegt, dass das abzweigende Rohr mög lichst senkrecht die Schale durchdringt, die von dem schiefen Kreiskegel gebildet ist.
Allgemein ist es bei Konstruktionen von Rohr verzweigungen, bei denen auf eine besondere Trä gerkonstruktion verzichtet werden soll und bei denen sich die Schalen und Rohre möglichst unter rechten Winkeln durchdringen, üblich, an der Nahtstelle eine Verstärkung einzusetzen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverzweigung zu schaffen, die als Kugelverteil- stück ausgebildet ist, jedoch die erwähnten Nach teile der bekannten, als Kugelverteilstück ausgebilde ten Rohrverzweigungen nicht aufweist.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass der Kugelmittelpunkt des Kugelverteilstückes ausser halb des Schnittpunktes der Rohrachsen zwischen den beiden den kleinsten Winkel einschliessenden Rohrachsen in der diese beiden Rohrachsen ver bindenden Ebene liegt, und dass die Anschlussstellen der Rohre jeweils über mindestens ein Verbindungs stück mit den Kugelschalenteilen des Kugelverteil- stückes verbunden sind, und dass die Wandungen mindestens der .durch die Kugelschalenteile mitein ander verbundenen Verbindungsstücke auf Mantel flächen von gedachten geraden Kreiskegeln liegen,
deren Kegelachsen durch den Kugelmittelpunkt ver laufen.
Die Erfindung ermöglicht eine wirtschaftliche An wendung von Kugelverteilstücken auch in solchen Fällen, in denen die Achsen der Rohre nur kleine Winkel miteinander einschliessen, wobei nur einfach geformte Teile für den Aufbau der Rohrverzweigung, und zwar Kugelschalenteile und Verbindungsstücke in Form von Mantelflächenteilen gerader Kreiskegel verwendet werden.
Die Beanspruchung gerade derart geformter Teile lässt sich verhältnismässig einfach eindeutig ermitteln. Ausserdem wird durch die vor liegende Konstruktion einer Rohrverzweigung ver mieden, dass die Rohre die Kugel bzw. deren Teile durchdringen. Schliesslich können bei der vorliegen den Rohrverzweigung alle Rohre und die Kugel schalenteile prinzipiell gleichartig ausgebildet werden.
An den Übergangsstellen zwischen den Kugelscha- lenteilen und den Verbindungsstücken sowie zwischen den Verbindungsstücken und den Rohren treten nur kleine Knicke auf. Dadurch werden die Spannungen an den Anschlussstellen relativ klein gehalten.
Die vorliegenden Rohrverzweigungen stellen reine Schalenkörper dar, die bei Innendruckbelastung eine verhältnismässig einfache Spannungsverteilung auf weisen.
Die Erfindung bietet weiter den Vorteil, dass auch bei kleinem Winkel zwischen den Achsen zweier in der Rohrverzweigung zusammenlaufender Rohre eine verhältnismässig grosse Ausrundung der Ver zweigung zu erreichen ist, wenn der Durchmesser der Kugel genügend gross gewählt ist. Hierdurch wird ermöglicht, dass die vorliegende Rohrverzweigung in allen beliebigen Richtungen unter günstigen Strö mungsverhältnissen durchflossen werden kann.
Vorteilhaft können die Anschlussstellen der Rohre jeweils über mindestens zwei Verbindungsstücke mit den Kugelschalenteilen .des Kugelverteilstückes ver bunden sein. Hierdurch lassen sich die Knicke an den Übergangsstellen zwischen den einzelnen Teilen ver kleinern. Zweckmässig können ferner bei mindestens einem Teil der gedachten geraden Kreiskegel Lage der Kegelspitze und Kegelöffnungswinkel so sein, dass die Kegelmantellinien Tangenten an die Kugel oberfläche bilden.
Ferner kann die vorliegende Rohr verzweigung vorteilhaft so ausgebildet sein, dass bei mindestens einem Rohranschluss eine Mantellinie des Rohres und jeweils eine Mantellinie der Verbindungs stücke zwischen der Anschlussstelle des Rohres und den Kugelschalenteilen des Kugelverteilstückes auf einer Geraden liegen. Hierdurch werden bestmögliche Strömungsverhältnisse erzielt.
An geknickten Übergangsstellen zwischen zwei dem gleichen Rohranschluss zugeordneten Verbin dungsstücken und/oder an den Anschlussstellen der Rohre können zweckmässig sichelförmige Verstei fungen oder elliptische Versteifungsringe innen und oder aussen angeordnet sein.
Zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse in der Rohrverzweigung ist es zweckmässig, innen Leit- bleche für eine kontinuierliche Führung der Strö mung in der Rohrverzweigung anzuordnen. Es genügt in vielen Fällen, nur ebene Leitbleche vorzusehen, die parallel zur Verzweigungsebene liegen und im wesentlichen die ausbauchenden Teile der Kugel der Rohrverzweigung innen abdecken.
Die vorliegenden Rohrverzweigungen können auch als: Abzweigstücke mit gerade durchgehendem Hauptrohr und daran an- geschlossenem Abzweigrohr und als Hosenrohre in symmetrischer oder unsymmetrischer Ausführung ausgebildet sein. Bei den vorliegenden Rohrverzwei gungen brauchen die Achsen der einzelnen Rohre nicht in einer Ebene zu liegen. Es können auch mehr als drei Rohre m einer Rohrverzweigung zusammen laufen. Ferner können bei den vorliegenden Rohr- verzweigungen die Durchmesserverhältnisse beliebig sein.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbei spiele von Rohrverzweigungen gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rohrverzweigung, Fig. la eine Draufsicht der Rohrverzweigung gemäss Fig. 1, Fig. 1b ein Detail der Rohrverzweigung gemäss Fig. 1 im Schnitt, Fig. 2 eine Seitenansicht einer Rohrverzweigung, Fig. 3 eine Seitenansicht einer Rohrverzweigung, Fig. 4 eine Seitenansicht einer als Hosenrohr ausgebildeten Rohrverzweigung,
Fig. 4a eine Draufsicht der Rohrverzweigung gemäss Fig. 4, Fig. 5 eine Seitenansicht einer Rohrverzweigung, in der vier Rohre zusammenlaufen und Fig. 5a einen Schnitt durch die Rohrverzweigung gemäss Fig. 5 längs der gemeinsamen Achse der mittleren Rohre.
In der Rohrverzweigung gemäss Fig. 1, 1a, 1b laufen drei Rohre 1, 2, 3 zusammen. Der Mittel punkt M der Kugel 4 liegt ausserhalb des Schnitt punktes der Achsen der Rohre 1, 2, 3, und zwar in der Verzweigungsebene zwischen den Achsen der Rohre 2 und 3, die den kleinsten Winkel a mit einander einschliessen. Von der Kugel 4 sind nur die beiden Teile 7, die die Form sphärischer Dreiecke haben, als Zentralstücke der Rohrverzweigung ver wendet. An diese Teile 7 sind die drei Abschnitte 5 von geraden Kreiskegeln, die die Kugel 4 tangieren, angeschlossen. Die Abschnitte 5 von geraden Kreis kegeln sind ausser an den Teilen 7 auch noch in den gemeinsamen Verschneidungslinien 6 aneinander angeschlossen.
Die Rohre 1, 2, 3 sind ihrerseits an die von den Teilen 7 abgewandten Enden der Ab schnitte 5 gerader Kreiskegel angeschlossen.
Die Grösse der Kugel 4 .ist entsprechend der ge wünschten Ausrundung in der Übergangsstelle zwi schen den Rohren 2 und 3 gewählt. Die Achsen der geraden Kreiskegel laufen in dem Mittelpunkt M der Kugel 4 zusammen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, schliessen die Achsender zu den Rohren 2 und 3 führenden Abschnitte 5 gerader Kreiskegel mitein ander am Mittelpunkt M der Kugel 4 den Winkel ss ein, der grösser ist als der Winkel a, den die Achsen der Rohre 2 und 3 einschliessen.
Da der Winkel (p an der Übergangsstelle von dem Rohr 3 zu dem daran angeschlossenen Abschnitt 5 eines geraden Kreiskegels verhältnismässig gross ist, ist an der Übergangsstelle eine sichelförmige Ver- steifung 11 vorgesehen. Entsprechend ist an der Übergangsstelle von dem Rohr 2 zu dem daran ange schlossenen Abschnitt 5 eines geraden Kreiskegels ein elliptischer Versteifungsring 10 vorgesehen.
Bei der Rohrverzweigung gemäss der Fig. 2 sind w ei itere Abschnitte <B>8</B> von geraden Kreiskegeln zwi- sehen den Rohren und den an den Teilen der Kugel angeschlossenen Abschnitten gerader Kreiskegel ein gefügt. Dadurch ergeben sich an den übergangsstel- len kleinere Winkel 9p.
Bei der Rohrverzweigung gemäss Fig. 3, die als Abzweigstück mit kleinem Winkel a ausgebildet ist, sind innen Leitbleche 12 angeordnet. Diese sind in üblicher Weise zum Druckausgleich mit Löchern versehen.
Bei der als Hosenrohr ausgebildeten Rohrver zweigung gemäss Fig. 4, 4a ist die gute Ausrundung besonders deutlich zu erkennen.
Bei dem Abzweigstück gemäss Fig.5, 5a sind die Leitbleche nur als ebene Bleche 12 ausgebildet, die etwa parallel zu der Verzweigungsebene liegen.