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Die Erfindung betrifft einen Leitungsabschnitt für Hochdruckwasserleitungen
mit einem den Betriebsdruck aufnehmenden hohlen Druckkörper und darin angeordneten
durchströmten Leitungsteilen, insbesondere mit einer Versteifungsschale versehenes
Rohrabzweigstück.
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Bei derartigen Abzweigstücken ist es bekannt, zwischen dem Innenraum
des vom Betriebsmittel durchströmten Leitungsteiles und dem angrenzenden von diesem
Leitungsteil und der Wand des Druckkörpers begrenzten Hohlraum einen Druckausgleich
dadurch herbeizuführen, daß die dazwischenliegende Trennwand, d. h. die Wand des
durchströmten Leitungsteils mit Öffnungen versehen ist. Durch diese Öffnungen sollen
sich bei Leitungen für Strömungsmaschinen auch durch Regelvorgänge verursachte,
oft plötzliche Druckänderungen ausgleichen.
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Es ist hierbei nachteilig, daß durch den Wasseraustausch zwischen
dem strömungsführenden Leitungsteil und dem Hohlraum, insbesondere durch in den
Hohlraum mitgeführte Luftblasen die Wände des Hohlraumes korrodieren. Darüber hinaus
können dann, wenn sich in dem im Hohlraum befindlichen Betriebsmittel Luftblasen
befinden, durch periodische Änderungen der Strömung, z. B. beim Einpendeln eines
nicht sehr stabilen Reglers bei Belastungsänderung der Maschine, Schwingungen auftreten,
die Beschädigungen oder sogar eine totale Zerstörung der strömungsführenden Einbauten
verursachen können. Dies wiederum gefährdet die Abschlußorgane und die Strömungsmaschine
selbst.
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Die Ansammlung von Luftblasen in dem normal strömungslosen Hohlraum
ist schon beim Füllen kaum zu vermeiden. Aber auch in der Betriebsströmung mitgeführte
Luft setzt sich in diesen Hohlräumen ab. Das plötzliche Abreißen derartiger Luftblasen
hat die allgemein gefürchteten Schläge zur Folge, die gleichfalls zu schwerwiegenden
Beschädigungen der inneren Leitungsteile führen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leitungsabschnitt
für Hochdruckwasserleitungen der eingangs definierten Art mit einer dem Druckausgleich
dienenden Verbindung zwischen dem Innenraum der Leitungsteile und dem Hohlraum des
Druckkörpers zu schaffen, welcher die Festsetzung von Lufteinschlüssen in dem auf
Grund seiner Raumform hierfür meist sehr anfälligen Hohlraum zwischen der Leitungswandung
und der Wandung des Druckkörpers verhindert und bei welchem die Flüssigkeitsfüllung
des Hohlraumes dauernd dort verbleibt, so daß dem Korrosionsschutz dienende Flüssigkeiten
eingefüllt werden können.
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Die Erfindung löst das Problem dadurch, daß als Verbindung eine als
Siphon ausgebildete Leitung vorgesehen ist, die im unteren Bereich, vorzugsweise
etwas oberhalb der tiefsten Stelle, der durchströmten Leitungsteile beginnt und
in den Bereich der höchsten Stelle des Hohlraumes des Druckkörpers führt.
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Die Hochdruckleitung ist also mit dem angrenzenden Hohlraum nicht
über die üblichen Bohrungen in der Zwischenwand verbunden, sondern nur über die
in den Bereich der höchsten Stelle des Hohlraumes führende Verbindung. Es besteht
so die Möglichkeit, den Hohlraum mit einer dauernd dort bleibenden, von dem Betriebsmittel
der Druckleitung unabhängigen Flüssigkeit zu füllen. Wenn die Druckleitung entleert
wird, dann läuft der Hohlraum nicht leer, sondern bleibt gefüllt. Es kann also nach
einer Entleerung, z. B. einer Druckleitung für eine Wasserturbine, sofort wieder
angefahren werden, ohne daß erst eine Füllung des Hohlraumes mit langwieriger Entlüftung
abgewartet werden muß. Die ständig in dem Hohlraum verbleibende Füllung besteht
insbesondere aus Wasser, welchem Inhibitoren, wie z. B. Nitrate, Chromate, Natriumcarbonat,
Phosphate od. dgl. als Rostverhinderer zugesetzt werden.
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Bei dieser Ausbildung der Druckausgleichverbindung wird die Gefahr,
daß im Betriebsmittel mitgeführte Luft durch die Ausgleichsleitung in den Hohlraum
eindringt, ausgeschaltet, da Luft im wesentlichen im oberen Bereich der Leitung
mitgeführt wird und auch der Siphon das Eindringen von Luft in die Ausgleichsleitung
verhindert. Durch die Anordnung des Beginns der Ausgleichsleitung oberhalb der untersten
Stelle der Druckleitung wird vermieden, daß Schmutzablagerungen u. dgl. in die Ausgleichsleitung
geraten und diese verstopfen.
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Zur Füllung des Hohlraumes ist nach einer Weiterbildung der Erfindung
an dessen höchster Stelle ein verschließbarer Mannlochstutzen mit einem Entlüftungsventil
vorgesehen, in den die Leitung mündet. Durch dieses Entlüftungsventil kann bei der
Füllung des Hohlraumes bzw. bei der Füllung der Betriebsleitung die zunächst dort
befindliche Luft abgelassen werden. Das Mannloch dient außer zur Füllung des Hohlraumes
dazu, in den Hohlraum zu Kontrollzwecken einzusteigen, um z. B, die Schweißnähte
und insbesondere auch, um bei der Herstellung des Leitungsabschnittes die letzte
Schweißnaht zu kontrollieren und mit einem Korrosionsschutz zu versehen.
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In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Rohrabzweigstück
beispielsweise dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Rohrabzweigstück
mit einer teilweise aufgebrochen dargestellten kugelförmigen Versteifungsschale
und F i g. 2 eine Ansicht dieses Abzweigstückes.
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Die den Betriebsdruck aufnehmende kugelförmige Versteifungsschale
3 des Rohrabzweigstückes umhüllt die von dem Betriebsmedium durchströmten Leitungsteile
4, deren Wandstärke nur für die weit unterhalb des Betriebsdruckes liegenden
durch Regelvorgänge hervorgerufenen Druckschwankungen bemessen ist. Die Kugelschale
3 weist an ihrer obersten Stelle einen Mannlochstutzen 5 mit einem Deckel 6 auf,
in welchem sich ein Entlüftungsventil 7 befindet. Der zwischen der Kugelschale 3
und den Leitungsteilen 4 gebildete Hohlraum 8 ist mit dem Innenraum
der Leitungsteile 4 über eine Druckausgleichsleitung 9 verbunden, die im unteren
Bereich der Leitungsteile 4, jedoch oberhalb deren tiefster Stelle bei 10 beginnt
und bei 11 in den Mannlochstutzen 5, d. h. in den Bereich der höchsten Stelle des
Hohlraumes 8
mündet. Nach ihrem Beginn ist die Druckausgleichsleitung
9 als Siphonrohr 12 ausgebildet. Bei 13 befindet sich in der
Druckausgleichsleitung 9 eine lösbare Verbindung, z. B. eine Schraub- oder Bajonettkupplung,
die es ermöglicht, den oberen Teil dieser Leitung zu entfernen, damit er den Einstieg
durch das Mannloch 6 nicht behindert. Für die Entleerung des Hohlraumes
8 ist unten ein Entleerventil 14 vorgesehen. Leichte Verstärkungen
16 an der Außenseite der Leitungsteile 4 dienen zur Aufnahme der von den
geringen Druckunterschieden zwischen dem Hohlraum 8 und dem Innenraum der Leitungsteile
4 hervorgerufenen Kräfte.
Die Erfindung ist auch bei anderen Bauteilen
anwendbar, bei denen der Druck einer strömenden Flüssigkeit nicht unmittelbar von
dem strömungsführenden Leitungsteil, sondern von einer den Betriebsdruck aufnehmenden
Schale außerhalb des strömungsführenden Leitungsteiles aufgenommen wird, wie z.
B. an Traversenringen, Turbinendeckeln od. dgl.