DE1247048B

DE1247048B - Einrichtung zur Entnahme einer Teilmenge eines Stoffgemisches aus Rohrleitungen

Info

Publication number: DE1247048B
Application number: DE1961L0039430
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Schoenebeck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-06-30
Filing date: 1961-06-30
Publication date: 1967-08-10

Description

Einrichtung zur Entnahme einer Teilmenge eines Stoffgemisches aus Rohrleitungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Entnahme einer Teilmenge eines durch eine Rohrleitung strömenden, feinverteilten Gemisches aus Stoffen verschiedenen Aggregatzustandes bzw. verschiedener Dichte durch Auffangen und Herausleiten des in einem Teil des Rohrleitungsquerchnittes strömenden Stoffgemisches aus der Rohrleitung, beispielsweise zur Entnahme von Naßdämpfen.
Häufig besteht die Fordemng, eine Teilmenge eines strömenden Stoffgemisches aus Bestandteilen verschiedenen Aggregatzustandes bzw. verschiedener Dichte aus einer Rohrleitung so zu entnehmen, daß die Zusammensetzung der entnommenen Menge möglichst genau gleich derjenigen des Gemisches vor der Entnahme ist. Als Beispiele hierfür seien Probeentnahmen aus den Rohrleitungen chemischer bzw. verfahrenstechnischer Anlagen zur Messung oder Kontrolle der Zusammensetzung des betreffenden Stoffgemisches und Entnahmen einer Teilmenge von Naßdampf zur Feststellung des Flüssigkeits- bzw.
Dampfgehaltes mittels eines Drosselkalorimeters angeführt. Diese Forderung möglichst vollkommen zu erfüllen, bereitet deshalb Schwierigkeiten, weil die Abzweigung einer Teilmenge stets mit einer Strömungsumlenkung und mit Störungen der Hauptströmung in der Rohrleitung durch die zur Entnahme vorgesehenen Bauteile verbunden ist. Solche Störungen und Umlenkungen führen bei Stoffgemischen aus feinverteilten Bestandteilen verschiedener Dichte unvermeidbar auch zu Veränderungen in der Verteilung der Bestandteile über den Strömungsquerschnitt, da die Bestandteile niedrigerer Dichte stärker und die Bestandteile höherer Dichte auf Grund ihrer größeren Massenträgheit weniger stark umgelenkt werden. Daher wird es vermieden, solche Entnahmestellen vor, an oder unmittelbar hinter Umlenkungen in Rohrleitungen, wie beispielsweise Rohrkrümmer, oder an Stellen mit Quersclmittsänderungen, wie Ventile, anzuordnen. Dagegen wurde bei den bisher bekannten Ausführungen solcher Entnahmestellen keine besondere Sorgfalt darauf verwendet, die durch die Abzweigung selbst hervorgerufene Beeinflussung der Strömung möglichst niedrig zu halten.
Bei Rohrleitungen, die über längere Strecken in waagerechter oder geneigter Richtung verlaufen, wird die gleichmäßige Verteilung der Bestandteile verschiedener Dichte über den Strömungsquerschnitt dadurch gestört, daß die schwereren Bestandteile bei der Strömung nach unten absinken. Der Entnahmequerschnitt muß aber so in der Rohrleitung angebracht werden, daß durch ihn eine Teilmenge möglichst genau mittlerer Zusammensetzung abfließt.
Die Aufgabe, eine Entnahme so auszuführen, daß durch sie die Strömung möglichst wenig beeinflußt wird und die entnommene Menge eine möglichst genau mittlere Zusammensetzung aufweist, wird durch die Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt.
Die Erfindung besteht darin, daß der Entnahmequerschnitt durch mehrere radial gerichtete, gleichmäßige über die Fläche des Rohrquerschnittes verteilte Spalte gebildet wird, welche sich jeweils an der Anströmseite von parallel zur Strömungsrichtung angeordneten, an ihrer Abströmseite geschlossene und in Stromlinienform ausgebildeten Hohlprofil befinden, deren innerer Hohlraum jeweils an eine gemeinsame, außerhalb des Rohrquerschnittes liegende Entnahmeleitung angeschlossen ist.
Durch die Ausbildung des Entnahmequerschnittes in Form von mehreren, gleichmäßig über den Innenquerschnitt des Rohres verteilten Spalten wird eine sehr kleine und zur Rohrachse symmetrische Verringerung des Rohrquerschnittes gewährleistet. Die zur Erzielung eines niedrigen Strömungswiderstandes in Stromlinienform ausgeführten Hohlprofile dienen dazu, die Bildung von Strömungswirbeln im Bereich der Entnahmestelle zu verhindern. Sie sind hierzu in Form von Leitblechen ausgeführt, deren Länge in Strömungsrichtung gegenüber ihrer Stärke sehr groß ist. Über ihren inneren Hohlraum wird die entnommene Teilmenge an eine außerhalb des Rohrquerschnittes angeordnete gemeinsame Entnahmeleitung abgeführt. Durch diese Ausführung der Entnahmeeinrichtung wird erreicht, daß die Beeinflussung der Hauptströmung in der Rohrleitung durch die Entnahme möglichst gering bleibt.
Die Hohlprofile können auf einfache Weise durch Verbinden, beispielsweise durch Zusammenschwei- ßen oder Zusammenlöten zweiter bezüglich der Profilmittelebene symmetrischer Bleche an deren zur Abströmseite gelegenen Kante hergestellt werden. Ihre Befestigung im Rohrquerschnitt kann so vorgenommen werden, daß diese jeweils einerseits mit der Innenfläche des Rohres und andererseits mit einem koaxial zur Rohrachse angeordneten rotationssymmetrischen Mittelteil verbunden werden, das ebenfalls zwecks Erzielung eines niedrigen Strömungswiderstandes in Form eines Stromlinienkörpers gestaltet werden kann.
Zur Umlenkung der in die Hohlprofile axial einströmenden Entnahmeteilmenge in radiale Richtung sowie zur mengenproportionalen Entnahme weisen die den Hohlraum eines Hohlprofils bildenden Profilbleche abströmseitig im Axialschnitt eine bogenförmige, vom Rohrinneren nach außen hin zunehmende Begrenzung auf.
Die gemeinsame Entnahmeleitung kann zweckmäßigerweise in Form eines die Hohlprofile umschließenden, außerhalb des Rohrquerschnittes verlaufenden Ringkanals ausgebildet werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, die Entnahmeeinrichtung in Form eines einteiligen Entnahmeteiles in der Art eines Rohrzwischenstückes auszuführen. Dadurch wird es möglich, einerseits die Anfertigung und andererseits den Ein- und Ausbau in Rohrleitungen zu vereinfachen.
In der Zeichnung ist die Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie A-B der Fig. 2; in F i g. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie C-D der F i g. 1 abgebildet.
Die parallel zur Strömungsrichtung in der Rohrleitung 1 angeordneten Hohlprofile 2 weisen an ihrer Anströmseite jeweils einen über die gesamte radiale Länge reichenden Spalt 3 auf, durch welchen die zu entnehmende Teilmenge in den inneren Hohlraum 4 einströmt und dort radial nach außen zu der als Ringkanal 5 ausgeführten, gemeinsamen Entnahmeleitung umgelenkt wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Hohlprofile 2 jeweils aus zwei an der Abströmseite zusammengefügten Profilblechen 6 angefertigt, deren nach außen gerichtete Oberfläche so geformt ist, daß das Hohlprofil den Querschnitt eines Stromlinienkörpers aufweist. Sie sind einerseits an der Innenwand der Rohrleitung 1 befestigt und andererseits über ein rotationssymmetrisches Mittelteil 7 geringen Strömungswiderstandes gegeneinander abgestützt. Die Tiefe des inneren Hohlraumes 4 der Hohlprofile 2 nimmt radial nach außen hin stetig zu. Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung ist als einteiliges Entnahmeteil 8 aus- geführt, welches in der Art eines Rohrstückes in die Rohrleitung 1 ein- und ausgebaut werden kann.
Die eingezeichneten Pfeile geben die Strömungsrichtungen in der Rohrleitung bzw. in der Entnahmeeinrichtung an.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Entnahme einer Teilmenge eines durch eine Rohrleitung strömenden, feinverteilten Gemisches aus Stoffen verschiedenen Aggregatzustandes bzw. verschiedener Dichte durch Auffangen und Herausleiten des in einem Teil des Rohrleitungsquerschnittes strömenden Stoffgemisches aus der Rohrleitung, beispielsweise zur Entnahme von Naßdämpfen, d a du r c h g e -k e n n z ei c h n e t, daß der Entnahmequerschnitt durch mehrere radial gerichtete, gleichmäßig über die Fläche des Rohrquerschnittes verteilte Spalte (3) gebildet wird, welche sich jeweils an der Anströmseite von parallel zur Strömungsrichtung angeordneten, an ihrer Abströmseite geschlossene und in Stromlinienform ausgebildeten Hohlprofilen (2) befinden, deren innerer Hohlraum(4) jeweils an eine gemeinsame, außerhalb des Rohrquerschnittes liegende Entnahmeleitung angeschlossen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile (2) jeweils aus zwei an der Abströmseite miteinander verbundenen Profilblechen (6) bestehen.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile (2) jeweils einerseits an der Innnenfläche der Rohrleitung (1) und andererseits an einem koaxial zur Rohrachse angeordneten, rotationssymmetrischen und in Stromlinienform ausgebildeten Mittelteil (7) befestigt sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die den Hohlraum (4) eines Hohlprofils (3) bildenden Profilbleche (6) abströmseitig im Axialschnitt eine bogenförmige, vom Rohrinneren nach außen hin zunehmende Begrenzung aufweisen.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmçleitung in Form eines die Hohlprofile umschließenden Ringkanals (5) ausgeführt ist.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch ihre Ausführung als einteiliges, in der Art eines Rohrzwischenstückes ausgeführten Entnahmeteil (8).

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 405 951, 2 906 126.