DE102011080345A1

DE102011080345A1 - Rohrkrümmer als Bestandteil einer Förderleitung für Dickstoffe

Info

Publication number: DE102011080345A1
Application number: DE102011080345A
Authority: DE
Inventors: Karl Westermann
Original assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Current assignee: Putzmeister Engineering GmbH
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2013-02-07
Also published as: WO2013017308A2; WO2013017308A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrkrümmer (10) als Bestandteil einer Förderleitung für abrasive Dickstoffe, wie Flüssigbeton. Der Rohrkrümmer (10) weist eine Einlauföffnung (12) sowie eine über mindestens eine Bogenpartie (18) mit der Einlauföffnung (12) kommunizierende, gegenüber der Einlauföffnung (12) axial abgewinkelte oder versetzt angeordnete Auslauföffnung (14) auf. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Bogenpartie (18) zumindest in einem an die Einlauföffnung (12) anschließenden Bogenabschnitt entlang seiner Mittellängsachse (24) eine stetig zunehmende Krümmung aufweist, wobei die Bogenpartie (18) zweckmäßig über ihre Länge einen konstanten Durchlassquerschnitt aufweist. Zweckmäßig weist die Bogenpartie (18) in einem die Auslauföffnung (14) umfassenden Bogenabschnitt eine abnehmende Krümmung auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrkrümmer als Bestandteil einer Förderleitung für abrasive Dickstoffe, wie Flüssigbeton, mit einer Einlauföffnung und mit einer über mindestens eine Bogenpartie mit der Einlauföffnung kommunizierenden, gegenüber der Einlauföffnung axial abgewinkelten oder versetzt angeordneten Auslauföffnung.
Rohrkrümmer dieser Art dienen in Verbindung mit weiteren Förderleitungselementen, wie Rohrkrümmer oder gerade Förderrohre dazu, abrasive Dickstoffe, wie Beton, von einer Dickstoffpumpe aus beispielsweise über einen Betonverteilermast zu einer Ausbringstelle zu transportieren. Am Außenumfang beider Krümmerenden sind Kupplungsflansche angeordnet, über die sie paarweise mit benachbarten Förderleitungselementen zug- und druckfest sowie flüssigkeitsdicht verbunden werden können. Die Bogenpartien weisen üblicherweise eine kreisförmige Krümmung mit einem über die gesamte Bogenlänge konstanten Krümmungsradius auf. Dies bedeutet, dass das Krümmungsmaß beim Übertritt von einem geraden Förderrohr in den Rohrbogen sich sprunghaft ändert. Dadurch wird ein von einem geradlinigen Förderstrang kommender Förderstrom aus abrasiven Dickstoffen nicht gleichmäßig, sondern hart auf die Kreisbahn des Bogens gezwungen, was energetisch nachteilig ist und vor allem zu einem erhöhten Verschleiß der Bogenpartie führt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten Rohrkrümmer der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, dass bei gegebenem Massendurchsatz ein geringerer Verschleiß eintritt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, dass die Bogenpartie zumindest in einem an die Einlauföffnung anschließenden Bogenabschnitt entlang seiner Mittellängsachse und/oder seiner Innenwand eine stetig zunehmende Krümmung aufweist, wobei die Bogenpartie bevorzugt einen über ihre Länge konstanten Durchlassquerschnitt aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Bogenpartie von der Einlauföffnung bis zur Auslauföffnung eine zunehmende Krümmung auf. Abweichend hiervon kann die die Bogenpartie außerdem in einem die Auslauföffnung umfassenden Bogenabschnitt eine abnehmende Krümmung aufweisen. Dies führt zweckmäßig dazu, dass die Krümmung entlang der Bogenpartie von der Einlauföffnung bis zu einem Scheitelpunkt zunehmend und von dem Scheitelpunkt aus zur Auslauföffnung hin abnehmend ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Bogenpartie zwischen der Einlauföffnung und der Auslauföffnung mindestens zwei Gruppen von Bogenabschnitten mit zunehmender und abnehmender Krümmung aufweisen.
In allen Fällen ist es von Vorteil, wenn die Bogenpartie einen stetig zunehmenden und/oder abnehmenden Krümmungsverlauf aufweist. Jede Unstetigkeit im Krümmungsverlauf könnte zu einem erhöhten Verschleiß führen. Im Falle mehrerer Gruppen von Bogenabschnitten ist es von Vorteil, wenn die Bogenabschnitte innerhalb der Bogenpartie einen stetig zunehmenden und/oder abnehmenden Krümmungsverlauf aufweisen. Die Zu- und Abnahme der Krümmung verläuft dabei vorteilhafterweise linear.
Da bei zunehmendem Krümmungsverlauf wegen der sich einstellenden zunehmenden Fliehkraft des Strömungsmittels eine erhöhte Radialkraft entsteht, ist es zweckmäßig, die Wandstärke des Krümmers im Bereich der betreffenden Bogenabschnitte den Radialkräften entsprechend zu variieren, ohne den Durchlassquerschnitt des Rohrkrümmers zu verändern.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Rohrkrümmers mit über ihre Bogenpartie konstanter Krümmung;
2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Krümmungsverlaufs im herkömmlichen Rohrkrümmer;
3 eine Seitenansicht eines Rohrkrümmers gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Krümmungsverlaufs im erfindungsgemäßen Rohrkrümmer;
5 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Rohrkrümmer mit entlang seiner Mittellängsachse in Richtung Auslauföffnung stetig zunehmender Krümmung und über seine Länge konstantem Durchlassquerschnitt sowie mit variabler Außenwandstärke.
Die in der Zeichnung dargestellten Rohrkrümmer sind Bestandteil einer Förderleitung für abrasive Dickstoffe wie Flüssigbeton. Zur Kupplung des Rohrkrümmer mit weiteren Rohrkrümmern oder mit geraden Förderrohren sind sowohl am einlaufseitigen Krümmerende als auch am auslaufseitigen Krümmerende umfangsseitige Kupplungsflansche 16 vorgesehen. Die Rohrkrümmer 10 weisen außerdem eine Bogenpartie 18 mit einer Einlauföffnung 12 und einer Auslauföffnung 14 auf, die axial gegeneinander abgewinkelt sind oder versetzt gegeneinander angeordnet sein können.
Bei dem in 1 schematisch dargestellten Rohrkrümmer 10 ist die an gerade Ein- und Auslaufstutzen 20, 22 anschließenden Bogenpartie 18 entlang ihrer Mittellängsachse 24 kreisförmig, also mit konstanter Krümmung gebogen. Der Krümmungsverlauf in diesem Rohrkrümmer 10 ist in dem Diagramm gemäß 2 veranschaulicht. Die Krümmung steigt an der Einlauföffnung 12 vom Wert Null auf die kreisförmige Krümmung unstetig an und ist bis zur Auslauföffnung 14 über die Länge der Mittellängsachse 24 konstant, um im linearen Auslaufstutzen 22 wieder unstetig auf Null abzufallen. Der Nachteil eines solchen Krümmungsverlaufs, der sich beim Fördervorgang von abrasiven Strömungsmitteln ergibt, ist evident: Der Verschleiß steigt aufgrund der Fliehkraft im Bereich der Einlauföffnung 12 sprunghaft an, was energetisch betrachtet nachteilig ist und zu einer Reduzierung der Standzeit führt.
Die in 3 gezeigte erfindungsgemäße Ausbildung eines Rohrkrümmers 10 unterscheidet sich von dem herkömmlichen Rohrkrümmer nach 1 dadurch, dass die Krümmung der Bogenpartie 12 von der Einlauföffnung 12 aus entlang der Mittellängsachse 24 zunächst linear bis zu einem Scheitelpunkt 30 ansteigt und von dem Scheitelpunkt 30 aus wieder linear bis zur Auslauföffnung 14 abfällt. Anstelle des Krümmungsverlaufs der Mittellängsachse 24 kann grundsätzlich auch der Krümmungsverlauf entlang der Innenwand als variable Bezugsgröße für die Krümmung der Bogenpartie herangezogen werden. Mit diesen Vorkehrungen wird erreicht, dass ein ankommender Förderstrom von der Einlauföffnung 12 aus allmählich über eine längere Strecke in eine größere Krümmung umgelenkt wird um von der maximalen Krümmung aus wieder bis zur Auslauföffnung im Krümmungsmaß K abnimmt. Die bei der Strömungsumlenkung auftretenden Fliehkräfte ändern sich somit stetig über eine längere Strecke, so dass insgesamt eine geringere Reibung und damit ein geringerer Verschleiß zu erwarten ist. Im Diagramm nach 4 ist der Krümmungsverlauf K entlang der Mittellängsachse 24 des erfindungsgemäßen Rohrkrümmers 10 veranschaulicht.
Bei dem in 5 in einer Schnittdarstellung gezeigten erfindungsgemäßen Rohrkrümmer 10 ist zusätzlich erkennbar, dass die Rohrwand 32 im radial äußeren Teil im Verlauf der Bogenpartie 18 eine Wandstärkenvariation aufweist, die zusätzlich dafür sorgt, dass der an dieser Stelle gegenüber dem radial inneren Teil auftretende Mehrverschleiß im Verlauf der Standzeit kompensiert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Krümmung im Verlauf der Bogenpartie 18 von der Einlauföffnung 12 bis zur Auslauföffnung 14 stetig zu.
In den 3 und 5 sind beispielhaft zwei 90°-Rohrkrümmer 10 dargestellt. Grundsätzlich kann das beschriebene Erfindungsprinzip auch bei komplizierter gestalteten Rohrkrümmern mit zwei oder mehreren über die Krümmerlänge verteilt angeordneten Bogenpartien verwendet werden. Ein Beispiel für einen solchen Rohrkrümmer ist das Schwenkrohr einer S-förmigen oder einer C-förmigen Rohrweiche einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe.
Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrkrümmer 10 als Bestandteil einer Förderleitung für abrasive Dickstoffe, wie Flüssigbeton. Der Rohrkrümmer 10 weist eine Einlauföffnung 12 sowie eine über mindestens eine Bogenpartie 18 mit der Einlauföffnung 12 kommunizierende, gegenüber der Einlauföffnung 12 axial abgewinkelte oder versetzt angeordnete Auslauföffnung 14 auf. Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass die Bogenpartie 18 zumindest in einem an die Einlauföffnung 12 anschließenden Bogenabschnitt entlang seiner Mittellängsachse 24 eine stetig zunehmende Krümmung aufweist, wobei die Bogenpartie 18 zweckmäßig über ihre Länge einen konstanten Durchlassquerschnitt aufweist. Zweckmäßig weist die Bogenpartie 18 in einem die Auslauföffnung 14 umfassenden Bogenabschnitt eine abnehmende Krümmung auf.
Bezugszeichenliste

10: Rohrkrümmer
12: Einlauföffnung
14: Auslauföffnung
16: Kupplungsflansch
18: Bogenpartie
20: Einlaufstutzen
22: Auslaufstutzen
24: Mittellängsachse
30: Scheitelpunkt
32: Rohrwand

Claims

Rohrkrümmer als Bestandteil einer Förderleitung für abrasive Dickstoffe, wie Flüssigbeton, mit einer Einlauföffnung (12) und mit einer über mindestens eine Bogenpartie (18) mit der Einlauföffnung (12) kommunizierenden, gegenüber der Einlauföffnung (12) axial abgewinkelten oder versetzt angeordneten Auslauföffnung (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenpartie (18) zumindest in einem an die Einlauföffnung (12) anschließenden Bogenabschnitt entlang seiner Mittellängsachse (24) und/oder seiner Innenwand eine stetig zunehmende Krümmung aufweist.
Rohrkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bogenpartie (18) einen über ihre Länge konstanten Durchlassquerschnitt aufweist.
Rohrkrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenpartie (18) von der Einlauföffnung (12) bis zur Auslauföffnung (14) eine zunehmende Krümmung aufweist.
Rohrkrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenpartie (18) in einem die Auslauföffnung (14) umfassenden Bogenabschnitt eine abnehmende Krümmung aufweist.
Rohrkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung entlang der Bogenpartie (18) von der Einlauföffnung (12) bis zu einem Scheitelpunkt (30) zunehmend und von dem Scheitelpunkt aus zur Auslauföffnung (14) hin abnehmend ist.
Rohrkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenpartie (18) zwischen der Einlauföffnung (12) und der Auslauföffnung (14) mindestens zwei Gruppen von Bogenabschnitten mit zunehmender und abnehmender Krümmung aufweist.
Rohrkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenpartie (18) einen stetig zunehmenden und/oder abnehmenden Krümmungsverlauf aufweist.
Rohrkrümmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenabschnitte innerhalb der Bogenpartie (18) einen stetig zunehmenden und/oder abnehmenden Krümmungsverlauf aufweisen.
Förderleitung mit mindestens einem Rohrkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Rohrkrümmer (10) zwischen zwei geradlinigen oder gebogenen Förderrohren angeordnet ist.
Förderleitung mit einem Rohrkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkrümmer (10) als Rohrweiche einer Zweizylinder-Dickstoffpumpe ausgebildet ist.