DE1525974A1

DE1525974A1 - Rohrleitungsflansch

Info

Publication number: DE1525974A1
Application number: DE19671525974
Authority: DE
Inventors: Spencer William Ralph
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-05-02
Filing date: 1967-01-26
Publication date: 1969-07-17
Also published as: GB1142235A; US3466070A; FR1509890A; BE693556A

Description

Dr. Erl·^rf Zi

DipL-Iog. Lothar Michaelis ^Pc

Patentanwalt 6 Franuiun/.v\ain 1 1525974 6 Frankfurf/Μαίη 1 Postfach 3011

PosffachJOIl 669-13D-4291

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N.Y., USA

Rohrleitungsflansch

Die Erfindung bezieht sich auf Rohrleitungsflansche, und im besonderen auf Rohrleitungsflansche, die bei der Montage von Rohren Verwendung finden können.

Wenn man eine Rohrleitung an einem anderen Bauteil befestigen will, so ist es üblich , hierzu Flansche zu verwenden, die am einen Ende der Rohrleitung befestigt sind und auf passende Weise an dem Bauteil angeschraubt oder angedrückt werden. Wenn es sich bei der Rohrleitung um eine unter Druck stehende Leitung handelt, ist es in vielen Fällen üblich, zwischen den Flansch und den Bauteil eine Dichtung einzulegen, so daß zwischen dem Flansch und dem Bauteil kein Druck entweichen kann. Wenn man solche Dichtungen verwendet, so ist es notwendig, daß die Durchbiegung der Flansche, bedingt durch die üblichen mechanischen Beanspruchungen, in den Grenzen bleibt, innerhalb derer die Dichtungen noch ordnungsgemäß dichten können. Diese Grenzen sind nun bei Metalldichtungen, die bei hohen Temperaturen verwendet werden, außerordentlich klein, so daß in diesem Falle außerordentlich starre Flansche verwendet werden müssen,

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Um die Durchbiegung eines Flansches so klein zu halten,daß eine Dichtung wie beispielsweise eine Metalldichtung noch ordnungsgemäß abdichten kann, ist es üblich, die Abmessungen eines solchen Flansches zu vergrößern. Dadurch erhöht sich jedoch das Gewicht des Flansches recht erheblich, was besonders in den Fällen, in denen es auf Leichtbau ankommt, ein recht erheblicher Nachteil ist.

Ziel der Erfindung ist daher ein besonders starrer Rohrleitungsflansch von geringem Gewicht, de* einfach und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

Die oben geschilderten Nachteile werdendadurch vermieden,daß man eine Elohrleitung mit einem Flansch versieht, der an dem Bauteil angreift, an dem die Rohrleitung angebracht werden soll. Dieser Flansch ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß er einen hohlen Querschnitt und eine radial nach außen verlaufende Wandung aufweist, die vom Rohrende ausgeht und die Abdichtung gegenüber dem Bauteil vermittelt, an dem die Rohrleitung angebracht werden soll. Die radial verlaufende Dich⁴ agsvand ist daher außerordentlich starr und gewährleistet daher eine ordnungsgemäße Abdichtung auch dann, wenn der Flansch Biege- und Tor-ο sionskräften ausgesetzt ist, die vom inneren Druck innerhalb der

Rohrleitung herrühren.

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co Nach einer bevorzugten Ausführungsform hat der Flanschkörper einen .ρω quadratischen Querschnitt, um das günstigste Verhältnis zwischen

Festigkeit und Gewicht zu erzielen.

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung ait den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Rohrleitung mit einem Flansch nach der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie H-II aus Fig. 1.

Fig. 3 dient zur Erläuterung der Kräfteverteilung im Flansch nach Fig. 1.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt des Flansches aus Fig. 1. Gleichzeitig sind zwei typische Kraftvektoren eingezeichnet.

In den Figuren 1 und 2 sind zwei Rohrleitungen 10, 12 dargestellt, die ait kreieringförmigen Flanschen 14,16, von rechteckigem Querschnitt versehen sind. Die Flansche 14,16 sind hohl ausgebildet. Ihre Innenwandungen sind mit den Rohrleitungen 10,12 zusammen aus einem Stück hergestellt. Man kann die Flansche 14,16 jedoch auch aus Kreisringen herstellen, dLe einen U-förmigen Querschnitt oder einen hohlen rechteckigen Querschnitt haben,die für sich hergestellt worden sind, und diese Flansche anschließend an den Rohrleitungen 10,12 anschweißen oder auf sonstige Weise befestigen.

Durch die Flansche 14,16 gehen eine Anzahl von Rohren 26,28

hindurch, die in Umfangsrichtung einen gewissen Abstand vonein-

ander haben. Die Rohre 26 sind mit den Stirnwandungen 22, 30

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des Flansches 14 hart verlötet oder verschweißt, während die Rohre 28 auf gleiche Weise an den Stirnwandungen 24, 32 des Flansches 16 befestigt sind. Durch die Rohre 26, 28 gehen Schraubenbolzen hindurch, mit denen die Dichtung 20 zwischen den Flanschen 14,16 durch Anziehen der Muttern 33 mit dem gewünschten Druck eingeklemmt wird.

Die S_chraubenbolzen 18 üben auf die Flansche 14,16 eine Druckkraft aus, die im wesentlichen von den Rohren 26, 28 aufgenommen wird.' Diese Anordnung erlaubt es, über die Schraubenbolzen 18 erhebliche Kräfte auf die radial verlaufenden S^Tirnwandungen 22, 24 auszuüben, ohne daß die Wandungen der Flansche 14 und 16 verzogen werden oder zerspringen. Zusätzlich setzen die Rohre 26, 28 die Durchbiegungen der Flansche 14,16 an diesen Punkten auf ein Minimum herab, so daß auch die Durchbiegungen an Stellen zwischen den Rohren 26, 28 stark vermindert werden.

Auf die Flansche 14 und 16 wirken die gleichen Kräfte ein, so daß anhand der Figuren 3 und 4 nur die Kräfteverteilungen innerhalb des Flansches 16 erörtert werden sollen. Fig. 3 ist eine Ersatzdarstellung und zeigt, daß der Flansch 16 als kontinuierlicher Balken aufgefaßt werden kann, der mittels der Bolzen 18 an den Rohren 28 befestigt worden ist. Das ist mittels der Kraftvektorpfeile F„ dargestellt. Ein Innendruck in der Rohrleitung

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10 führt auf eine Zugkraft, die auf diesen Balken eine gleich förmige Belastung ausübt. Das ist durch die Vektorpfeile F. dar-

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gestellt. Der Kastenaufbau des Flansches 16 ist der Grund dafür, daß Verbiegungen zwischen den Schraubenbolzen 18 für eine \orgegebene Kraft auf ein Minimum herabgesetzt sind. Bei dem Flansch 16 kann daher die Biegefestxgkeit und damit die Güte und Gebrauchsfähigkeit der Dichtung gegenüber massiven Flanschen von gleichem Gewicht erheblich verbessert werden.

Wenn man die Leitung IO unter Druck Sitzt, so wird auf den Flansch 14 ein Drehmoment ausgeübt, wie aus der Fig. 4 hervorgeht, da die Kraftvektoren F und F. gegeneinander versetzt sind. Durch den rechteckigen Querschnitt bedingt ist der Flansch auch den Verbiegungen gegenüber besonders steif, die durch dieses Drehmoment hervorgerufen werden. Wiederum ist die Steifigkeit gegenüber Verbiegungen, die durch ein solches Drehmoment hervorgerufen werden, bei dem hohl aufgebauten Flansch nach der Erfindung erheblich größer als bei einem massiven Flansch ναι gleichem Gewicht. Wenn man den Querschnitt des Flansches quadratisch wählt, so wird das Verhältnis von Torsionssteifigkeit zu Gewicht ein optimales.

Die Wandstärken des hohlen Flansches werden in Bezug auf seine äußeren Abmessungen so gewählt, daß für vorgegebene Materialien und Belastungen das günstigste Verhältnis zwischen Steifigkeit und Gewicht erzielt wird.

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Claims

Anspruch

Rohr-leitungsflansch zur Befestigung einer Rohrleitung an einem Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch einen rechteckigen Querschnitt und radial verlaufende Stirnflächen aufweist, die von der Rohrleitung ausgehen, daß weiterhin die eine radial verlaufende Stirnfläche am Ende der Rohrleitung angeordnet ist, so daß sie zum Dichten an dem Bauteil ansetzbar ist, und daß die radial verlaufenden Stirnflächen durch Rohre miteinander verbunden sind, die an den Stirnflächen befestigt sind, durch die Schraubenbolzen oder dgl. hindurch steckbar sind, mit denen der Rohrleitungsflansch am Bauteil festschraubbar ist»

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