DE102006038989B3

DE102006038989B3 - Förderrohr für den Feststofftransport

Info

Publication number: DE102006038989B3
Application number: DE102006038989A
Authority: DE
Original assignee: Esser Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Esser Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2026-08-22
Also published as: EP2054332A1; CN101360671A; US7967031B2; RU2386577C1; JP2010501790A; WO2008022616A1; RU2008131075A; US20090308480A1; KR20090026761A

Abstract

Beschrieben wird ein Förderrohr (1) für den Feststofftransport. Das Förderrohr (1) besitzt einen doppellagigen Rohrkörper (2), welcher am einlaufseitigen Rohrende (5) und am auslaufseitigen Rohrende (6) jeweils einen Kupplungsbund (7, 8) aufweist. Im Bereich des einlaufseitigen Kupplungsbunds (7) sind in Längsrichtung des Rohrkörpers (2) hintereinander angeordnet ein erster Verschleißring (9) und ein zweiter Verschleißring (10) vorgesehen. Der zweite innen liegende Verschließring (10) weist eine Länge (L) auf, die größer oder gleich dem halben Innendurchmesser (I_D) des Rohrkörpers (2) bemessen ist. Hierdurch können Verschleißerscheinungen im einlaufseitigen Bereich des Förderrohrs (1) reduziert und die Standzeit des Förderrohrs (1) deutlich erhöht werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Förderrohr für den Feststofftransport gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solches Förderrohr zählt beispielsweise durch die DE 198 09 529 C2 zum Stand der Technik. Dieses Förderrohr besitzt im Bereich des einlaufseitigen Kupplungsbunds zwei hintereinander angeordnete Verschleißringe.
Weit verbreitet ist der Einsatz der Förderrohre im Rohrstrang der Betonverteilermasten von Autobetonpumpen. Wesentliche Kriterien bei einer Autobetonpumpe sind außer der Pump- bzw. Förderleistung die Reichhöhe bzw. Reichweite des Verteilermastes und hier wiederum eine große Verschleißfestigkeit des Rohrstrangs.
Naturgemäß unterliegen die Förderrohre im Betrieb Verschleißerscheinungen. Insbesondere einlaufseitig des Rohrkörpers eines Förderrohrs ist ein erhöhter Verschleiß festzustellen. Dieser ist ungleich höher als der Verschleiß im restlichen Bereich eines Förderrohrs.
Im Rahmen der DE 197 35 335 C2 ist vorgesehen, zur Verringerung des Verschleißes am einlaufseitigen Ende des Förderrohrs den dort befindlichen Kupplungsbund breiter als den am auslaufseitigen Ende angeordneten Kupplungsbund zu bemessen.
Ein doppellagiges Förderrohr mit integrierten Verschleißringen an den Rohrenden geht auch aus der EP 1 653 140 A1 hervor.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Förderrohr für den Feststofftransport mit erhöhter Standzeit zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Förderrohr gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
Das Förderrohr besitzt einen Rohrkörper, der beidseitig mit Kupplungsbunden ausgerüstet ist. Diese erlauben es, die Förderrohre zu einem Rohrstrang zusammensetzen zu können, wobei auch ein Austausch einzelner Förderrohre aus dem ansonsten geschlossen bleibenden Rohrstrang möglich ist. Im Bereich des einlaufseitigen Kupplungsbundes sind in Längsrichtung des Rohrkörpers hintereinander angeordnet ein erster Verschleißring und ein zweiter Verschleißring vorgesehen. Der Kernpunkt der Erfindung besteht nun darin, dass der zweite, innen liegende Verschleißring eine Länge aufweist, die größer oder gleich dem halben Innendurchmesser des Rohrkörpers bemessen ist. Hierdurch können die einlaufseitigen Verschleißerscheinungen reduziert und so weit abgesenkt werden, dass der Verschleiß in der Zone des zweiten Verschleißrings in etwa dem Verschleiß entspricht, der in Förderrichtung gesehen im restlichen Rohrkörper auftritt. Dies wird durch den zweiten Verschleißring erreicht, dessen Länge mindestens dem halben Innendurchmesser des Rohrkörpers entspricht oder größer ist. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Förderrohrs ist folglich förderrichtungsgebunden. Der zweite Verschleißring ist so lang bemessen, dass Turbulenzen, die sich einlaufseitig bilden, weil die am Innenumfang vorangetriebene Schlämpe des Förderguts am Übergang zwischen zwei Förderrohren abgeschert wird, sich innerhalb der Zone des zweiten Verschleißrings wieder beruhigt haben. Insgesamt kann so die durschnittliche Standzeit eines Förderrohrs deutlich gesteigert werden.
Der einlaufseitige Kupplungsbund ist entsprechend so lang bemessen, dass er den ersten Verschleißring sowie den zweiten Verschleißring aufnimmt und eine zuverlässige Festlegung am Rohrkörper gewährleistet.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 15.
In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass der zweite Verschleißring mindestens 80 mm lang sein sollte. Hierdurch wird die erfindungsgemäß angestrebte Funktion des zweiten Verschleißrings zuverlässig erreicht.
Vorzugsweise besteht der zweite Verschleißring aus Stahl, insbesondere gehärteten Stahl. Der erste mündungsseitig des Förderrohrs angeordnete Verschleißring besteht aus einem verschleiß- und prallfesten Material, beispielsweise aus einem keramischen Verschleißwerkstoff, Chromcarbid-Guss oder aus martensitischem Nickelhartguss. Mithin bestehen der erste Verschleißring und der zweite Verschleißring aus verschiedenen Werkstofffen.
Der Innendurchmesser des ersten Verschleißrings ist kleiner bemessen als der Innendurchmesser des zweiten Verschleißrings. Der Innendurchmesser des zweiten Verschleißrings ist wiederum kleiner bemessen als der Innendurchmesser des Rohrkörpers. Von der Einlaufseite her vergrößert sich folglich der Innendurchmesser des Förderrohrs ausgehend vom ersten Verschleißring über den zweiten Verschleißring zum Rohrkörper hin, so dass in Förderrichtung keine vorspringenden Kanten vorhanden sind. Diese Maßnahme unterstützt laminare Strömungsverhältnisse innerhalb des Rohrstrangs und trägt zur Verschleißreduzierung bei.
Das erfindungsgemäße Förderrohr kann einlagig, besonders vorteilhaft auch doppellagig ausgeführt sein. In der doppellagigen Ausführung des Förderrohrs besteht dieses aus einem hochverschleißfesten, gehärteten Innenrohr und einem druckfesten Außenrohr. Das Innenrohr aus einem gehärteten Stahl soll dem zu transportierenden Feststoff einen möglichst langen und hohen Verschleißwiderstand entgegensetzen. Das Außenrohr ist gegenüber dem Innenrohr weicher und schlagfester. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Transport sowie die Montage- und Demontagevorgänge von Vorteil, da die Förderrohre üblicherweise einer rauen Handhabung unterworfen sind.
Dem Außenrohr kommt als Stoß- und Schlagschutz eine Hüllfunktion zu. Hierfür genügt es, das Außenrohr dünnwandig auszuführen. Das Innenrohr und der zweite Verschleißring bestehen zweckmäßigerweise aus dem gleichen Werkstoff. Hierbei sollte die Wanddicke des zweiten Verschleißrings der Wanddicke des Rohrkörpers entsprechen. Vorzugsweise hat der zweite Verschleißring eine Wanddicke, die mindestens 30%, vorzugsweise 100% dicker ist als die Wanddicke des Innenrohrs.
Zwischen dem zweiten Verschleißring und dem Rohrkörper ist eine Dichtung integriert.
Montagetechnisch vorteilhaft ist, wenn am Innenumfang des einlaufseitigen Kupplungsbunds ein umlaufender Kranz vorgesehen ist. Dieser dient als Anschlag für die Positionierung des ersten Verschleißrings und des zweiten Verschleißrings innerhalb des Kupplungsbunds. Der erste Verschleißring und der zweite Verschleißring werden jeweils von den einander gegenüber liegenden offenen Seiten des Kupplungsbunds in diesen eingeführt und kommen dann am Kranz zur Anlage.
Stirnseitig am einlaufseitigen Kupplungsbund ist ein radial einwärts gerichteter umlaufender Kragen vorgesehen. Hierdurch wird der erste Verschleißring im Kupplungsbund lagefixiert. In der Praxis wird der Kragen durch eine Materialverschiebung bzw. -verprägung der Stirnseite des Kupplungsbunds erzeugt.
Der Einsatz des ersten Verschleißrings und des langen zweiten Verschleißrings am einlaufseitigen Ende des Rohrkörpers schafft ein hinsichtlich der Standzeit deutlich verbessertes Förderrohr. Zusätzlich kann auch am auslaufseitigen Ende des Rohrkörpers ein Verschleißring vorgesehen sein, um etwaigen Verschleißerscheinungen am auslaufseitigen Ende des Förderrohrs entgegenzuwirken. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Förderrohr aber ohne einen Verschleißring am auslaufseitigen Ende des Rohrkörpers auskommen. Dies trägt zu einer Kostenkompensation für die Mehrkosten bei, die durch den erfindungsgemäß vorgesehenen langen zweiten Verschleißring an der Einlaufseite entstehen.
Eine in praktischer Hinsicht weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Förderrohrs kann dadurch geschaffen werden, dass zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr eine Schicht aus einem wärmedämmenden Material vorgesehen ist. Diese wärmedämmende Schicht zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gewährleistet, dass bei folgenden Schweißoperationen, beispielsweise zur Festlegung der Kupplungsbunde, nachteilige Wärmeeinflüsse vom Innenrohr abgehalten werden.
Vorzugsweise ist die Schicht zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr durch eine auf die äußere Oberfläche des Innenrohrs und/oder auf die innere Oberfläche des Außenrohrs aufgebrachte Beschichtung aus einem verbrennbaren nichtmetallischen Material gebildet. Hierzu kann eine Rostschutzfarbe auf die äußere Oberfläche des Innenrohrs aufgebracht werden. Die Rostschutzfarbe verbrennt beim Härten des Doppellagenrohrs und bildet die gewünschte Trennschicht zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr aus.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Förderrohr in einem Längsschnitt und
2 das auslaufseitige Ende einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Förderrohrs.
Die Förderrichtung ist in den 1 uns 2 jeweils durch einen Pfeil FR gekennzeichnet.
In der 1 ist ein Förderrohr 1 dargestellt mit einem doppellagigen Rohrkörper 2, der aus einem hochverschleißfesten gehärteten Innenrohr 3 und einem druckfesten Außenrohr 4 besteht. Die Wanddicke des Innenrohrs 3 ist mit s₁, die Wanddicke des Außenrohrs 4 ist mit s₂ bezeichnet. Man erkennt, dass die Wanddicke s₁ des Innenrohrs 3 größer ist als die Wanddicke s₂ des Außenrohrs 4.
Sowohl am einlaufseitigen Rohrende 5 als auch am auslaufseitigen Rohrende 6 ist ein Kupplungsbund 7 bzw. 8 festgelegt. Im einlaufseitigen Kupplungsbund 7 sind in Längsrichtung des Rohrkörpers 2 hintereinander angeordnet ein erster Verschleißring 9 und ein zweiter Verschleißring 10 aufgenommen. Der erste Verschleißring 9 besteht aus einem verschleiß- und prallfesten Material, beispielsweise aus einem keramischen Material, Chromcarbid-Guss, aus martensitischem Nickelhartguss (Nihard) oder ähnlichen Verschleißwerkstoffen. Der zweite Verschleißring 10 besteht aus gehärtetem Stahl und weist eine Länge L auf, die größer oder gleich dem halben Innendurchmesser I_D des Rohrkörpers 2 bemessen ist. Bei einem Innendurchmesser I_D des Rohrkörpers 2 von beispielsweise 125 mm beträgt die Länge L des zweiten Verschleißrings 10 mindestens 62,5 mm. Für die Praxis ist davon auszugehen, dass die Länge L des zweiten Verschleißrings 10 vorzugsweise 80 mm oder mehr beträgt.
Sowohl der Kupplungsbund 7 als auch der Kupplungsbund 8 weist einen stirnseitigen Flansch 11 sowie einen sich in Richtung zum Rohrkörper 2 erstreckenden Stutzen 12, 13 auf. Jeder Stutzen 12, 13 übergreift das Rohrende 5 bzw. 6 des Rohrkörpers 2 und ist mit seinem Endabschnitt 14 bzw. 15 über eine Schweißnaht 16 mit der äußeren Oberfläche des Außenrohrs 4 verschweißt. Mit Abstand zum stirnseitigen Flansch 11 ist an der Außenfläche der Stutzen 12, 13 jeweils ein im Querschnitt dreieckförmiger Distanzring 17 vorgesehen. Der Außendurchmesser des Distanzrings 17 ist größer bemessen als der Außendurchmesser des Flanschs 11, so dass der Distanzring 17 mit seiner Spitze geringfügig über den Flansch 11 vorsteht. Auf diese Weise berühren sich aufeinander gestapelte Förderrohre 1 nur punktuell. Beschädigungen an einer lackierten Oberfläche der Förderrohre 1 werden so vermieden bzw. verringert.
Zwischen dem Flansch 11 und dem Distanzring 17 ist eine Kupplungsnut 18 ausgebildet. In der Kupplungsnut 18 kommt eine hier nicht dargestellte Schelle zur Kopplung der Förderrohre 1 zu einem Rohrstrang zum Eingriff.
Der erste Verschleißring 9 ist kurz ausgeführt und erstreckt sich im Längenbereich des Flanschs 11. Der zweite Verschleißring 10 ist länger ausgeführt und besitzt, wie bereits erwähnt, eine Länge L, die mindestens dem halben Innendurchmesser I_D des Rohrkörpers 2 entspricht. Dementsprechend ist auch die Länge L₁ des Kupplungsbunds 7 so bemessen, dass der erste Verschleißring 9 und der zweite Verschleißring 10 im Kupplungsbund 7 aufgenommen werden, wobei der Kupplungsbund 7 mit seinem Endabschnitt 14 noch den Rohrkörper 2 übergreift.
Der Innendurchmesser I_D1 des ersten Verschleißrings 9 ist kleiner bemessen als der Innendurchmesser I_D2 des zweiten Verschleißrings 10, wohingegen der Innendurchmesser I_D2 des zweiten Verschleißrings 10 wiederum kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser I_D des Rohrkörpers 2. Folglich vergrößert sich der Innendurchmesser des Förderrohrs 1 ausgehend vom ersten Verschleißring 9 über den zweiten Verschleißring 10 zum Rohrkörper 2 hin. Hierdurch können in Förderrichtung FR gesehen vorspringende Kanten vermieden werden, was laminare Strömungsverhältnisse innerhalb des Rohrstrangs unterstützt und zu einer Verschleißreduzierung beiträgt.
Die Wanddicke s₃ des zweiten Verschleißrings 10 entspricht in etwa der Wanddicke s₄ des Rohrkörpers 2.
An der Stirnseite 19 des Kupplungsbunds 7 ist ein radial einwärts gerichteter umlaufender Kragen 20 vorgesehen. Dieser ist durch eine Materialverprägung an der Stirnseite 19 erzeugt. Der Kragen 20 bildet einen Anschlag und fixiert den ersten Verschleißring 9 frontseitig. Am Innenumfang des einlaufseitigen Kupplungsbunds 7 ist des Weiteren ein umlaufender Kranz 21 vorgesehen, welcher zwischen dem ersten Verschleißring 9 und dem zweiten Verschleißring 10 angeordnet ist. Der Kranz 21 bildet einen Anschlag für die Verschleißringe 9 bzw. 10, welche jeweils von den einander gegenüber liegenden Öffnungen des Kupplungsbunds 7 montiert werden. Der zweite Verschleißring 10 kann in den Stutzen 13 des Kupplungsbunds 7 eingeklebt sein. Zwischen dem zweiten Verschleißring 10 und dem Rohrkörper 2 ist eine Dichtung 22 integriert.
Zwischen dem Innenrohr 3 und dem Außenrohr 4 befindet sich eine wärmedämmende Schicht 23. Die Schicht 23 ist aus einem verbrennbaren nichtmetallischen Material, wie z.B. aus einer Rostschutzfarbe, gebildet, die auf die äußere Oberfläche des Innenrohrs 3 vor dem Fügen mit dem Außenrohr 4 aufgebracht wurde. Anschließend wird das Innenrohr 3 durch mindestens einen Härtevorgang im Außenrohr 4 festgelegt. Hierbei verbrennt die Rostschutzfarbe und bildet die Schicht 23 aus.
Bei dem Förderrohr 1 ist am auslaufseitigen Rohrende 6 kein Verschleißring vorgesehen.
Das Förderrohr 24, wie in 2 ersichtlich, unterscheidet sich vom Förderrohr 1 dadurch, dass dort auch am auslaufseitigen Rohrende 6 ein Verschleißring 25 aus einem verschleiß- und prallfesten Material vorgesehen ist, welcher unter Eingliederung einer Dichtung 26 vor dem Rohrkörper 2 im Kupplungsbund 8 festgelegt ist. Ansonsten entspricht das Förderrohr 24 dem Förderrohr 1, so dass auf eine nochmalige Erläuterung des Aufbaus verzichtet werden kann.

1: Förderrohr
2: Rohrkörper
3: Innenrohr
4: Außenrohr
5: einlaufseitiges Rohrende
6: auslaufseitiges Rohrende
7: Kupplungsbund
8: Kupplungsbund
9: erster Verschleißring
10: zweiter Verschleißring
11: Flansch
12: Stutzen
13: Stutzen
14: Endabschnitt v. 7
15: Endabschnitt v. 8
16: Schweißnaht
17: Distanzring
18: Kupplungsnut
19: Stirnseite v. 7
20: Kragen
21: Kranz
22: Dichtung
23: Schicht
24: Förderrohr
25: Verschleißring
26: Dichtung
L: Länge v. 10
L₁: Länge v. 7
I_D: Innendurchmesser v. 2
I_D1: Innendurchmesser v. 9
I_D2: Innendurchmesser v. 10
s₁: Wanddicke v. 3
s₂: Wanddicke v. 4
s₃: Wanddicke v. 10
s₄: Wanddicke v. 2
FR: Förderrichtung

Claims

Förderrohr für den Feststofftransport mit einem Rohrkörper (2), welcher am einlaufseitigen Rohrende (5) und am auslaufseitigen Rohrende (6) jeweils einen Kupplungsbund (7, 8) aufweist, wobei im Bereich des einlaufseitigen Kupplungsbundes (7) in Längsrichtung des Rohrkörpers (2) hintereinander angeordnet ein erster Verschleißring (9) und ein zweiter Verschleißring (10) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, innen liegende Verschleißring (10) eine Länge (L) aufweist, die größer oder gleich dem halben Innendurchmesser (I_D) des Rohrkörpers (2) bemessen ist.
Förderrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L) des zweiten Verschleißrings (10) größer oder gleich 80 mm bemessen ist.
Förderrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verschleißring (10) aus Stahl besteht.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verschleißring (9) und der zweite Verschleißring (10) aus verschiedenen Werkstoffen bestehen.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (I_D1) des ersten Verschleißrings (9) kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser (I_D2) des zweiten Verschleißrings (10).
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser (I_D2) des zweiten Verschleißrings (10) kleiner bemessen ist als der Innendurchmesser (I_D) des Rohrkörpers (2).
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) aus einem Innenrohr (3) und einem Außenrohr (4) besteht.
Förderrohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke (s₃) des zweiten Verschleißringes (10) der Wanddicke (s₄) des Rohrkörpers (2) entspricht.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Verschleißring (10) und dem Rohrkörper (2) eine Dichtung (22) vorgesehen ist.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenumfang des einlaufseitigen Kupplungsbunds (7) ein Kranz (21) vorgesehen ist, welcher zwischen dem ersten Verschleißring (9) und dem zweiten Verschleißring (10) angeordnet ist.
Förderrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass stirnseitig am einlaufseitigen Kupplungsbund (7) ein radial einwärts gerichteter umlaufender Kragen (20) vorgesehen ist.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am auslaufseitigen Rohrende (6) des Rohrkörpers (2) ein Verschleißring (25) vorgesehen ist.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am auslaufseitigen Rohrende (6) des Rohrkörpers (2) kein Verschleißring vorgesehen ist.
Förderrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (4) eine Schicht (23) aus einem wärmedämmenden Material vorgesehen ist.
Förderrohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (23) zwischen dem Innenrohr (3) und dem Außenrohr (4) durch eine auf die äußere Oberfläche des Innenrohrs (3) und/oder auf die innere Oberfläche des Außenrohrs (3) aufgebrachte Beschichtung aus einem verbrennbaren nichtmetallischen Material gebildet ist.