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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf einen Luft-Luft-Nachkühler (Air-To-Air AfterCooler, ATAAC) für einen Motor und insbesondere auf einen ATAAC mit hochtemperaturfähigen Rohr-Kopfteil-Verbindungsanordnungen.
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Hintergrund
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Zu den Motorsystemen für zahlreiche Maschinen und Geräte gehört ein Luftansaugsystem, das einem Verbrennungsmotor Ansaugluft zur Verbrennung mit Kraftstoff zuführt. Das Luftansaugsystem kann einen Luftkompressor umfassen, der die Ansaugluft unter Druck setzt, um mehr Luft zur Verbrennung in den Motor zu drücken. Bei höheren Motorleistungsdichten kann sich die Temperatur der Druckluft am Kompressorausgang 350 °C nähern oder diese sogar überschreiten.
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Um die Druckluft vor dem Einbringen in den Motor zu kühlen, kann das Luftansaugsystem auch einen Luft-Luft-Nachkühler (ATAAC) umfassen, der stromabwärts des Luftkompressors angeordnet ist. Der ATAAC kann ein Einlassende (oder ein heißes Ende), von dem aus die heiße Druckluft in den ATAAC eintritt, und ein Auslassende (oder ein kaltes Ende), an dem die gekühlte Druckluft aus dem ATAAC austritt, umfassen. Ein typischer ATAAC umfasst eine Vielzahl von Kernrohren, die mit Kopfteilen gekoppelt sind, die sowohl am kalten als auch am heißen Ende angeordnet sind. Normalerweise ist eine Vielzahl von Kernrohren über eine Tüllenverbindung mit den Kopfteilen gekoppelt. Solche Tüllenverbindungen verwenden Gummitüllen, um die Vielzahl von Kernrohren mit den Kopfteilen zu koppeln. Bei Temperaturen über 350 Grad kann die Unversehrtheit der Gummitüllen (die in der Tüllenverbindung verwendet werden) beeinträchtigt werden, wodurch die Unversehrtheit der Verbindung zwischen der Vielzahl von Kernrohren und den Kopfteilen beeinträchtigt wird, was unerwünscht sein kann.
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US-Patent Nr. 7971909 offenbart eine Rohrverbindung und ein Verfahren zum Verbinden von Rohren unter Verwendung einer Rohrverbindung. Die Rohrverbindung umfasst einen Verbindungskörper, ein Befestigungselement wie eine Mutter und eine Hülse. Die Hülse wird in das Befestigungselement oder den Verbindungskörper integriert, bevor das Befestigungselement am Verbindungskörper befestigt wird. Wenn das Befestigungselement am Verbindungskörper befestigt ist, wird die Hülse abgeschnitten und vom Befestigungselement oder Verbindungskörper getrennt. Wenn die Mutter vollständig befestigt ist, beißt die Hülse in das Rohr und das Rohr wird mit dem Verbindungskörper verbunden.
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Zusammenfassung
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Luft-Luft-Nachkühler (ATAAC) für ein Motorsystem offenbart. Der ATAAC umfasst ein Kopfteil, das an einem Ende des ATAAC angeordnet ist und zur Aufnahme von heißer Luft ausgelegt ist, wobei das Kopfteil eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche umfasst und eine Vielzahl von Schlitzen definiert, die sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken. Ferner umfasst der ATAAC eine Vielzahl von Kernrohren, wobei jedes der Vielzahl von Kernrohren einen aufgeweiteten Endabschnitt aufweist. Die eine Vielzahl von Kernrohren ist über eine Vielzahl von Verbindungsanordnungen mit dem Kopfteil gekoppelt, wobei jede der Vielzahl von Verbindungsanordnungen einen Adapter umfasst. Der Adapter umfasst ferner einen ersten Abschnitt, der mit einem der Vielzahl von Schlitzen verschraubt ist. Der Adapter umfasst ferner einen sich verjüngenden Abschnitt, der in den aufgeweiteten Endabschnitt eines der Vielzahl von Kernrohren eingesetzt ist. Darüber hinaus umfasst der Adapter einen zweiten Abschnitt, der zwischen dem sich verjüngenden Abschnitt und dem ersten Abschnitt definiert ist. Zusätzlich ist bei jeder der Vielzahl von Verbindungsanordnungen eine Hülse um das eine der Vielzahl von Kernrohren angeordnet und die Hülse steht mit dem aufgeweiteten Endabschnitt des einen der Vielzahl von Kernrohren in Eingriff. Ferner umfasst jede Verbindungsanordnung eine Mutter, die mit der Hülse und dem zweiten Abschnitt des Adapters in Eingriff steht, wobei das Eingreifen der Mutter in die Hülse und den zweiten Abschnitt das Halten des sich verjüngenden Abschnitts des Adapters innerhalb des aufgeweiteten Endabschnitts des einen der Vielzahl von Kernrohren erleichtert.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Motorsystem offenbart. Das Motorsystem umfasst einen Motor und einen vor dem Motor gekoppelten Kompressor, der dafür konfiguriert ist, dem Motor Druckluft zuzuführen. Ferner umfasst das Motorsystem einen Luft-Luft-Nachkühler (ATAAC), der stromabwärts des Kompressors und stromaufwärts des Motors gekoppelt ist. Der ATAAC umfasst ein Kopfteil, das an einem Ende des ATAAC angeordnet ist und zur Aufnahme von heißer Luft ausgelegt ist, wobei das Kopfteil eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche umfasst und eine Vielzahl von Schlitzen definiert, die sich von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche erstrecken. Ferner umfasst der ATAAC eine Vielzahl von Kernrohren, wobei jedes der Vielzahl von Kernrohren einen aufgeweiteten Endabschnitt aufweist. Die eine Vielzahl von Kernrohren ist über eine Vielzahl von Verbindungsanordnungen mit dem Kopfteil gekoppelt, wobei jede der Vielzahl von Verbindungsanordnungen einen Adapter umfasst. Der Adapter umfasst ferner einen ersten Abschnitt, der mit einem der Vielzahl von Schlitzen verschraubt ist. Der Adapter umfasst ferner einen sich verjüngenden Abschnitt, der in den aufgeweiteten Endabschnitt eines der Vielzahl von Kernrohren eingesetzt ist. Darüber hinaus umfasst der Adapter einen zweiten Abschnitt, der zwischen dem sich verjüngenden Abschnitt und dem ersten Abschnitt definiert ist. Zusätzlich ist bei jeder der Vielzahl von Verbindungsanordnungen eine Hülse um das eine der Vielzahl von Kernrohren angeordnet und die Hülse steht mit dem aufgeweiteten Endabschnitt des einen der Vielzahl von Kernrohren in Eingriff. Ferner umfasst jede Verbindungsanordnung eine Mutter, die mit der Hülse und dem zweiten Abschnitt des Adapters in Eingriff steht, wobei das Eingreifen der Mutter in die Hülse und den zweiten Abschnitt das Halten des sich verjüngenden Abschnitts des Adapters innerhalb des aufgeweiteten Endabschnitts des einen der Vielzahl von Kernrohren erleichtert.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Verbinden eines Kernrohrs mit einem Verteiler offenbart, das an einem Ende eines Luft-Luft-Nachkühlers (ATAAC) angeordnet ist. Das Verfahren umfasst das Verschrauben eines ersten Abschnitts eines Adapters mit einem Schlitz, der im Kopfteil definiert ist. Ferner umfasst das Verfahren das Aufnehmen einer Mutter um das Kernrohr. Darüber hinaus umfasst das Verfahren das Anordnen einer Hülse um das Kernrohr, wobei die Mutter in die Hülse eingreift, wobei die Mutter und die Hülse in Bezug auf die Hülse verschiebbar sind. Danach umfasst das Verfahren das Aufweiten eines ersten Endes des Kernrohrs, um einen aufgeweiteten Endabschnitt des Kernrohrs zu bilden. Das Verfahren umfasst ferner das Einführen eines sich verjüngenden Abschnitts des Adapters in den aufgeweiteten Endabschnitt des Kernrohrs. Zusätzlich umfasst das Verfahren das Verschrauben der Mutter mit einem zweiten Abschnitt des Adapters, um die Mutter mit der Hülse in Eingriff zu bringen, wobei das Eingreifen der Mutter in die Hülse das Eingreifen der Hülse in den aufgeweiteten Endabschnitt erleichtert, um den Adapter zu halten, der mit dem aufgeweiteten Endabschnitt des Kernrohrs in Eingriff steht.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Schema eines beispielhaften Motorsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Luft-Luft-Nachkühlers (ATAAC) gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 3 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Kernrohrs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kernrohrs, das mit dem ersten Kopfteil des ATAAC gemäß der vorliegenden Offenbarung gekoppelt ist;
- 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kernrohrs, das mit dem ersten Kopfteil des ATAAC gemäß der vorliegenden Offenbarung gekoppelt ist;
- 6 zeigt eine perspektivische Schnittansicht eines Adapters gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 7 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer Hülse gemäß der vorliegenden Offenbarung;
- 8 zeigt eine perspektivische Schnittansicht einer Mutter gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
- 9 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Koppeln des Kernrohrs mit dem ersten Kopfteil des ATAAC gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Motorsystem 100 dargestellt. Das Motorsystem 100 kann in einer Vielzahl von Maschinen angewendet werden, wie, ohne darauf beschränkt zu sein, Bagger, Lader, Planierraupen, Verdichter, Pflastermaschinen, Schleppschaufelbagger, Geländewagen, Bergbau-LKWs, Lokomotiven und ähnliche andere Maschinen, wie sie in der Bauindustrie eingesetzt werden, einschließlich autonomer Maschinen und halbautonomer Maschinen. In einigen Implementierungen können Aspekte der vorliegenden Offenbarung auf stationäre Stromerzeugungsmaschinen und auf Maschinen ausgedehnt werden, die in gewerblichen und häuslichen Umgebungen angewendet werden. Das Motorsystem 100 umfasst einen Motor 102, einen Turbolader 104, eine Abgasleitung 106 und einen Nachkühler 108. Der Turbolader 104 umfasst ferner einen Kompressor 110 und eine Turbine 112.
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Der Motor 102 kann dafür konfiguriert sein, einen Brennstoff wie Erdgas (oder eine oder mehrere Komponenten von Erdgas), Diesel oder Wasserstoff (H2) zur Verbrennung aufzunehmen. Der Motor 102 kann den Kraftstoff entzünden, um Energie zu erzeugen, die danach verwendet wird, um verschiedene Komponenten der Maschine anzutreiben, in der der Motor 102 verwendet wird. Die Zündung des Kraftstoffs erzeugt Abgase, die über eine Leitung 114 an die Turbine 112 des Turboladers 104 übertragen werden. Die Abgase treiben ein Laufrad (nicht gezeigt) der Turbine 112 des Turboladers 104 an. Das Laufrad der Turbine 112 ist über eine Welle mit dem Kompressor 110 gekoppelt. Die Bewegung des Laufrads der Turbine 112 bewirkt, dass der Kompressor 110 arbeitet. Der Kompressor 110 komprimiert die Luft aus der Umgebung und liefert die Druckluft über den Luftkühler 108 an den Motor 102. Der Nachkühler 108 kann einem Wärmetauscher entsprechen, der dafür konfiguriert ist, die Druckluft zu kühlen, bevor die Druckluft dem Motor 102 zugeführt wird. Einige Beispiele des Nachkühlers 108 können Luft-Luft-Nachkühler (ATAAC), Kühler und/oder dergleichen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Für die Zwecke der laufenden Beschreibung wurde der Nachkühler 108 als ATAAC 108 betrachtet. Die Struktur des ATAAC 108 wird in Verbindung mit 2 beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 2 ist eine perspektivische Ansicht des ATAAC 108 dargestellt. Der ATAAC 108 umfasst einen Rahmen 202, ein erstes Kopfteil 204, ein zweites Kopfteil 206 und eine Vielzahl von Kernrohren 208. Der Rahmen 202 umfasst ein erstes Element 210, ein zweites Element 212, ein drittes Element 214 und ein Paar von vierten Elementen 216. Das erste Element 210, das zweite Element 212 und das dritte Element 214 erstrecken sich zwischen dem ersten Kopfteil 204 und dem zweiten Kopfteil 206. In einer Ausführungsform sind das erste Element 210, das zweite Element 212 und das dritte Element 214 entlang einer Länge des ersten Kopfteils 204 und des zweiten Kopfteils 206 gleichmäßig voneinander beabstandet und im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Ferner ist jedes des ersten Elements 210, des zweiten Elements 212 und des dritten Elements 214 im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Kopfteil 204 und dem zweiten Kopfteil 206 angeordnet. Das Paar der vierten Elemente 216 ist mit jedem des ersten Elements 210, des zweiten Elements 212 und des dritten Elements 214 gekoppelt. Ferner ist das Paar der vierten Elemente 216 im wesentlichen parallel zu dem ersten Kopfteil 204 und dem zweiten Kopfteil 206 angeordnet und ist gleich von dem ersten Kopfteil 204 und dem zweiten Kopfteil 206 beabstandet.
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Das erste Kopfteil 204 umfasst eine erste Oberfläche 218 und eine zweite Oberfläche 220. Das erste Kopfteil 204 wird in dem ATAAC 108 so angeordnet, dass die zweite Oberfläche 220 proximal zum zweiten Kopfteil 206 und die erste Oberfläche 218 distal zum zweiten Kopfteil 206 ist. Ferner umfasst das erste Kopfteil 204 eine Vielzahl von Schlitzen 222, die sich von der zweiten Oberfläche 220 des ersten Kopfteils 204 bis zur ersten Oberfläche 218 des ersten Kopfteils 204 erstrecken. In einer Ausführungsform hat jeder der Vielzahl von Schlitzen 222 einen kreisförmigen Querschnitt und eine Innenfläche 224, die mit einem Gewinde versehen ist (dargestellt durch 226). In einer Ausführungsform entsprechen die auf der Innenfläche 224 jedes der Vielzahl von Schlitzen 222 definierten Gewinde 224 Rohrgewinden.
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Ähnlich wie das erste Kopfteil 204 hat das zweite Kopfteil 206 auch eine erste Oberfläche 226 und eine zweite Oberfläche 228. Das zweite Kopfteil 206 wird in dem ATAAC 108 so angeordnet, dass die zweite Oberfläche 228 proximal zum ersten Kopfteil 204 und die erste Oberfläche 226 distal zum ersten Kopfteil 204 ist. Ähnlich wie das erste Kopfteil 204 umfasst das zweite Kopfteil 206 ferner eine Vielzahl von Schlitzen (nicht gezeigt), die sich von der zweiten Oberfläche 228 des zweiten Kopfteils 206 bis zur ersten Oberfläche 226 des zweiten Kopfteils 206 erstrecken. In einer Ausführungsform weist die Vielzahl von Schlitzen, die in dem zweiten Kopfteil 206 definiert ist, eine Innenfläche auf, die kein Gewinde aufweist. In einer Ausführungsform definiert das erste Kopfteil 204 ein erstes Ende 230 des ATAAC 108 und das zweite Kopfteil 206 definiert ein zweites Ende 232 des ATAAC 108. Der erste Verteiler 204, der am ersten Ende 230 des ATAAC 108 angeordnet ist, ist dafür konfiguriert, heiße Druckluft vom Kompressor 110 aufzunehmen. Der zweite Verteiler 206, der am zweiten Ende 232 des ATAAC 108 angeordnet ist, ist dafür konfiguriert, dem Motor 102 gekühlte Druckluft bereitzustellen. Daher können das erste Ende 230 des ATAAC 108 und das zweite Ende 232 des ATAAC 108 einem heißen Ende 230 bzw. einem kalten Ende 232 des ATAAC 108 entsprechen.
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Der Prozess des Abkühlens der heißen Druckluft wird durch die Vielzahl von Kernrohren 208 durchgeführt, die mit dem ersten Kopfteil 204 des ATAAC 108 und dem zweiten Kopfteil 206 des ATAAC 108 durch die Vielzahl von ersten Verbindungsanordnungen 234 und eine Vielzahl von zweiten Verbindungsanordnungen (nicht gezeigt) gekoppelt sind. Unter Bezugnahme auf 3 ist eine perspektivische Schnittansicht eines Kernrohrs 208a der Vielzahl von Kernrohren 208 dargestellt. Das Kernrohr 208a umfasst ein erstes Ende 302, ein zweites Ende 304, einen ersten Abschnitt 306, einen zweiten Abschnitt 308 und einen Mittelabschnitt 310, der zwischen dem ersten Abschnitt 306 und dem zweiten Abschnitt 308 definiert ist. Ferner umfasst der erste Abschnitt 306 einen aufgeweiteten Endabschnitt 312 und einen Rohrabschnitt 314. Der aufgeweitete Endabschnitt 312 erstreckt sich axial vom ersten Ende 302 des Kernrohrs 208a zum Rohrabschnitt 314 und kann durch Aufweiten eines Abschnitts des ersten Abschnitts 306 gebildet werden. Daher nimmt ein Innendurchmesser des aufgeweiteten Endabschnitts 312 entlang einer axialen Richtung vom Rohrabschnitt 314 zum ersten Ende 302 zu. Daher hat der aufgeweitete Endabschnitt 312 einen maximalen Innendurchmesser am ersten Ende 302 und einen minimalen Innendurchmesser an einer Verbindungsstelle 316 des aufgeweiteten Endabschnitts 312 und des Rohrabschnitts 314. Der aufgeweitete Endabschnitt 312 hat eine Innenfläche 318 und eine Außenfläche 320.
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Der Rohrabschnitt 314 des ersten Abschnitts 306 erstreckt sich axial von der Verbindung 316 (d. h. der Verbindung des aufgeweiteten Endabschnitts 312 und des Rohrabschnitts 314) zum Mittelabschnitt 310. In einer Ausführungsform kann der Rohrabschnitt 314 eine kreisförmige Querschnittsform aufweisen. Ferner kann der Mittelabschnitt 310 des Kernrohrs 208a eine ovale Querschnittsform aufweisen. In einer Ausführungsform kann der Mittelabschnitt 310 des Kernrohrs 208a Rippen 322 umfassen, die den Wärmeaustausch zwischen der durch das Kernrohr 208a strömenden heißen Druckluft (die vom Kompressor 110 aufgenommen wird) und der Umgebungsluft, die außerhalb des Kernrohrs 208a strömt, erleichtern. Es kann in Betracht gezogen werden, dass andere Kernrohre der Vielzahl von Kernrohren 208 eine ähnliche Struktur wie das Kernrohr 208a aufweisen können.
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Der zweite Abschnitt 308 erstreckt sich axial vom Mittelabschnitt 310 bis zum zweiten Ende 304. Das zweite Ende 304 ist mit der Vielzahl von Schlitzen gekoppelt, die in dem zweiten Kopfteil 206 definiert sind. Ferner ist das erste Ende 302 des Kernrohrs 208a an einem Schlitz 222a durch eine Verbindungsanordnung 234a der Vielzahl von ersten Verbindungsanordnungen 234 mit dem ersten Kopfteil 204 gekoppelt. Die Struktur der Verbindungsanordnung 234a wurde in Verbindung mit 4 und 5 beschrieben.
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Unter Bezugnahme auf 4 und 5 sind eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht des Kernrohrs 208a dargestellt, das über die Verbindungsanordnung 234a mit dem ersten Kopfteil 204 gekoppelt ist. Die Verbindungsanordnung 234a umfasst einen Adapter 402, eine Hülse 502 (siehe 5) und eine Mutter 404.
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Bezugnehmend auf 5 und 6 umfasst der Adapter 402 ein erstes Ende 504, ein zweites Ende 506, einen ersten Abschnitt 508, einen Flanschabschnitt 510, einen zweiten Abschnitt 512 und einen sich verjüngenden Abschnitt 514. Ferner weist der Adapter 402 einen Außenumfang 516 und einen Innenumfang 518 auf. Der innere Umfang 518 des Adapters 402 definiert einen Kanal 520.
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Der erste Abschnitt 508 des Adapters 402 erstreckt sich axial vom ersten Ende 504 zum Flanschabschnitt 510. Ferner ist der Außenumfang 516 des Adapters 402 am ersten Abschnitt 508 mit einem Gewinde versehen (dargestellt durch 522) und ist dafür konfiguriert, mit einem der Vielzahl von Schlitzen 222 in Eingriff zu stehen, die in dem ersten Kopfteil 204 definiert sind. 5 zeigt den Eingriff des ersten Abschnitts 508 des Adapters 402 mit dem Schlitz 222a, der im ersten Kopfteil 204 definiert ist. In einer Ausführungsform entsprechen die am Außenumfang 516 des Adapters 402 im ersten Abschnitt 508 definierten Gewinde 522 Rohrgewinden.
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Der Flanschabschnitt 510 des Adapters 402 erstreckt sich axial vom ersten Abschnitt 508 des Adapters 402 zum zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402. In einer Ausführungsform ist ein Außendurchmesser des Adapters 402 am Flanschabschnitt 510 größer als ein Außendurchmesser an anderen Abschnitten des Adapters 402. Beispielsweise ist der Außendurchmesser am Flanschabschnitt 510 des Adapters 402 größer als der Außendurchmesser des Adapters 402 am ersten Abschnitt 508. Ferner definiert der Außenumfang 516 des Adapters 402 am Flanschabschnitt 510 eine Vielzahl von Nuten 602, die sich axial entlang einer Länge des Flanschabschnitts 510 erstrecken. Die Vielzahl von Nuten 602 ermöglicht die Verwendung eines Befestigungswerkzeugs (z. B. eines Schraubenschlüssels), um den ersten Abschnitt 508 des Adapters 402 an der Vielzahl von Schlitzen 222 zu befestigen.
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Der zweite Abschnitt 512 des Adapters 402 erstreckt sich axial vom Flanschabschnitt 510 des Adapters 402 zum sich verjüngenden Abschnitt 514 des Adapters 402. In einer Ausführungsform ist der Außenumfang 516 des Adapters 402 im zweiten Abschnitt 512 mit einem Gewinde versehen (dargestellt durch 524). In einer Ausführungsform unterscheiden sich die am Außenumfang des zweiten Abschnitts 512 des Adapters 402 ausgebildeten Gewinde 524 von den Gewinden 522. Zum Beispiel entsprechen die Gewinde 522 den Rohrgewinden und die Gewinde 524 entsprechen Nichtrohrgewinden.
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Der sich verjüngende Abschnitt 514 erstreckt sich axial vom zweiten Abschnitt 512 bis zum zweiten Ende 506 des Adapters 402. In einer Ausführungsform nimmt ein Außendurchmesser des Adapters 402 in dem sich verjüngenden Abschnitt 514 entlang der axialen Richtung vom zweiten Abschnitt 512 zum zweiten Ende 506 ab. Daher ist der Außendurchmesser des Adapters 402 an der Verbindungsstelle des sich verjüngenden Abschnitts 514 und des zweiten Abschnitts 512 größer als der Außendurchmesser des Adapters 402 am zweiten Ende 506. Der sich verjüngende Abschnitt 514 des Adapters 402 wird in den aufgeweiteten Endabschnitt 312 des Kernrohrs 208a eingeführt, so dass eine Außenfläche 517 des sich verjüngenden Abschnitts 514 an der Innenfläche 318 des aufgeweiteten Endabschnitts 312 des Kernrohrs 208a anliegt.
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Die Hülse 502 der Verbindungsanordnung 234a ist um das Kernrohr 208a herum angeordnet (siehe 5). Die Hülse 502 wird in Verbindung mit 7 weiter beschrieben. 7 zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Hülse 502. Die Hülse 502 umfasst einen Innenumfang 702, einen Außenumfang 704, ein erstes Ende 706 und ein zweites Ende 708. Der Innenumfang 702 der Hülse 502 definiert eine Bohrung 710. Der Innendurchmesser der Hülse 502 (d. h. der Durchmesser der Bohrung 710) ist im wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Rohrabschnitts 314 des Kernrohrs 208a. In einer Ausführungsform kann die Hülse 502 auf dem Rohrabschnitt 314 des Kernrohrs 208a verschiebbar sein. Das erste Ende 706 der Hülse 502 ist dafür konfiguriert, mit der Außenfläche 320 des aufgeweiteten Endabschnitts 312 des Kernrohrs 208a in Eingriff zu stehen.
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In einer Ausführungsform kann die Hülse 502 einen ersten Abschnitt 712 und einen zweiten Abschnitt 714 umfassen. Der erste Abschnitt 712 erstreckt sich axial vom ersten Ende 706 der Hülse 502 zum zweiten Abschnitt 714. Ferner erstreckt sich der zweite Abschnitt 714 der Hülse 502 axial vom ersten Abschnitt 712 der Hülse 502 bis zum zweiten Ende 708. In einer Ausführungsform ist ein Außendurchmesser des ersten Abschnitts 712 größer als der Außendurchmesser des zweiten Abschnitts 714. Dementsprechend wird eine Stufe 716 an einer Verbindungsstelle des ersten Abschnitts 712 und des zweiten Abschnitts 714 definiert.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist die Mutter 404 der Verbindungsanordnung 234a teilweise um die Hülse 502 und das Kernrohr 208a angeordnet. In Bezug auf 8 umfasst die Mutter 404 einen Außenumfang 802, einen Innenumfang 804, ein erstes Ende 806 und ein zweites Ende 808. Zusätzlich umfasst die Mutter 404 eine erste Struktur 810, eine zweite Struktur 812 und eine dritte Struktur 814, die am inneren Umfang 804 definiert sind.
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Die erste Struktur 810 der Mutter 404 erstreckt sich axial vom ersten Ende 806 zur dritten Struktur 814. Ferner ist die erste Struktur 810 der Mutter 404 mit einem Gewinde versehen (dargestellt durch 816) und dafür konfiguriert, mit dem zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 in Eingriff zu stehen. Die Gewinde 816 sind am Innenumfang 804 der Mutter 404 definiert. Ferner ist der Typ der Gewinde 816, die am Innenumfang 804 der Mutter 404 definiert sind, vom gleichen Typ wie der der Gewinde 524, die im zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 definiert sind.
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Die dritte Struktur 814 erstreckt sich axial von der ersten Struktur 810 zur zweiten Struktur 812. In einer Ausführungsform ist ein Innendurchmesser der dritten Struktur 814 der gleiche wie ein Innendurchmesser der ersten Struktur 810. Ferner ist der Innenumfang 804 der Mutter 404 an der dritten Struktur 814 ohne Gewinde.
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Die zweite Struktur 812 erstreckt sich axial von der dritten Struktur 814 bis zum zweiten Ende 808 der Mutter 404. Ein Innendurchmesser der zweiten Struktur 812 ist kleiner als der Innendurchmesser der ersten Struktur 810 und der dritten Struktur 814. Daher wird eine Stufe 818 an einem Übergang der zweiten Struktur 812 und der dritten Struktur 814 definiert.
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Um das Kernrohr 208a mit dem Schlitz 222a zu koppeln, wird der erste Abschnitt 508 des Adapters 402 mit dem Schlitz 222a in Eingriff gebracht (durch Gewindeeingriff zwischen den in dem Schlitz 222a definierten Gewinden und den Gewinden 522 im ersten Abschnitt 508 des Adapters 402). Danach wird das Kernrohr 208a so mit dem Adapter 402 in Eingriff gebracht, dass der sich verjüngende Abschnitt 514 des Adapters 402 in den aufgeweiteten Endabschnitt 312 des Kernrohrs 208a eingeführt wird. Die Innenfläche 318 des aufgeweiteten Endabschnitts 312 liegt an dem Außenumfang 516 des Adapters 402 am sich verjüngenden Abschnitt 514 an. Um das Kernrohr 208a mit dem Adapter 402 in Eingriff zu bringen, wird die Mutter 404 (auf der Hülse 502 angeordnet) mit dem zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 verschraubt. Wenn die Mutter 404 mit dem zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 in Eingriff steht, liegt die Stufe 818 (definiert am Innenumfang 804 der Mutter 404) an der Stufe 716 an, die am Außenumfang 704 der Hülse 502 definiert ist. Ein solches Anstoßen der Stufe 818 an der Stufe 716 und eine weitere Bewegung (in Richtung des ersten Endes 302 des Kernrohrs 208a) der Mutter 404 relativ zum zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 bewirkt, dass ein Abschnitt der Hülse 502 über den aufgeweiteten Endabschnitt 312 des Kernrohrs 208a geschoben und damit in Eingriff gebracht wird. Der Eingriff der Hülse 502 in den aufgeweiteten Endabschnitt 312 erleichtert das Zurückhalten und das Anstoßen des sich verjüngenden Abschnitts 514 des Adapters 402 an den aufgeweiteten Endabschnitt 312 des Kernrohrs 208a undhilft dadurch, eine Metall-Metall-Dichtung zwischen dem aufgeweiteten Endabschnitt 312 und dem sich verjüngenden Abschnitt 514 zu bilden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Unter Bezugnahme auf 9 ist ein Flussdiagramm 900 dargestellt, das ein Verfahren zum Zusammenbauen des ATAAC 108 darstellt. In Phase 902 wird das Kernrohr 208a bereitgestellt. Zu Beginn ist keines der Enden (d. h. das erste Ende 302 und das zweite Ende 304) nicht aufgeweitet, d. h. der Innendurchmesser des Kernrohrs 208a im ersten Abschnitt 306 ist konstant. In Phase 904 wird die Mutter 404 um dem Kernrohr 208a angeordnet. In einer Ausführungsform ist die Mutter 404 entlang einer Länge des ersten Abschnitts 306 verschiebbar. Danach wird in Phase 906 die Hülse 502 um den ersten Abschnitt 306 des Kernrohrs 208a angeordnet. Die Stufe 716 der Hülse 502 greift in die Stufe 818 der Mutter 404 ein. Wenn daher die Mutter 404 entlang der Länge des ersten Abschnitts 306 des Kernrohrs 208a gleitet, gleitet die Hülse 502 auch zusammen mit der Mutter 404.
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In Phase 908 wird das erste Ende 302 des Kernrohrs 208a unter Verwendung einer oder mehrerer bekannter Technologien aufgeweitet, um den aufgeweiteten Endabschnitt 312 zu bilden. In Phase 910 ist der erste Abschnitt 508 des Adapters 402 mit einem Gewinde in den Schlitz 222a der Vielzahl von Schlitzen 222 eingeschraubt, die in dem ersten Kopfteil 204 definiert sind. Ferner wird in Phase 912 der sich verjüngende Abschnitt 514 des Adapters 402 in den aufgeweiteten Endabschnitt 312 des Kernrohrs 208a eingeführt.
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Bei 914 ist die Mutter 404 mit dem zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 verschraubt. In einer Ausführungsform bewegt sich die Mutter 404 in Richtung des ersten Endes 504 des Adapters 402, wenn die Mutter 404 mit dem zweiten Abschnitt 512 des Adapters 402 verschraubt wird, wodurch die Hülse 502 in Richtung des aufgeweiteten Endabschnitts 312 des Kernrohrs 208a gleitet. Bei einer weiteren Gewindebewegung der Mutter 404 drückt die Stufe 818 der Mutter 404 gegen die Stufe 716 der Hülse 502, wodurch bewirkt wird, dass der Abschnitt der Hülse 502 über einem Abschnitt des aufgeweiteten Endabschnitts 312 des Kernrohrs 208a positioniert wird, was zum Eingriff der Hülse 502 mit dem aufgeweiteten Endabschnitt 312 führt. Das Positionieren und Eingreifen eines Abschnitts der Hülse 502 über einen aufgeweiteten Endabschnitt 312 hilft dabei, eine Metall-Metall-Abdichtung zwischen dem aufgeweiteten Endabschnitt 312 des Kernrohrs 208a und dem sich verjüngenden Abschnitt 514 des Adapters 402 zu erreichen, wodurch eine auslaufsichere Verbindung erreicht wird. Ferner wird, wenn die Rohrgewinde verwendet werden, um den Adapter 402 an dem ersten Verteiler 204 zu befestigen, eine auslaufsichere Verbindung zwischen dem Adapter 402 und dem ersten Verteiler 204 gebildet. Auf diese Weise ist jedes der Kernrohre 208a mit dem ersten Kopfteil 204 gekoppelt, was zu einem ATAAC führt, der Druckluft mit hoher Temperatur, insbesondere Druckluft mit einer Temperatur über 300 Grad, betreiben und handhaben kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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