DE1775513A1

DE1775513A1 - Flexible Rohrleitung

Info

Publication number: DE1775513A1
Application number: DE19681775513
Authority: DE
Inventors: Knut Kauder
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1968-08-21
Filing date: 1968-08-21
Publication date: 1971-06-16

Description

Flexible Rohrleitung Es ist bereits bekannt, Rohrleitungen zpr Förderung von Flüssigkeiten oder Gasen zwecks besseren Transportes, Verlegung USW. flexibel auszuführen.. Dazu werden die Rohre entweder mit einer schraubenlinienförmigen Wellung oder mit in sich geschlossenen Wellen versehen. Diese Rohre hatten natürlich größere Strömungsverluste als Glattrohre. So versuchte man z. B., die Welltiefe möglichst gering zu halten, wobei natürlich die Flexibilität des Rohres entsprechend kleiner wurde, was den Anwendungsbereich solcher Leitungen bezüglich ihrer Flexibilität erheblich beschränkte. Es gilt also, kein hydraulisch einwandfreies Wellrohr zu schaffen, sondern ein wirtschaftlich vertretbares, das allen Ansprüchen auch mechanischer Art optimal genügt.
Durch die Erfindung wird eine flexible Rohrleitung zur Förderung von Flüssigkeiten mit einer metallisch gewellten Rohrwandung verbessert. Gemäß der Erfindung besteht das Rohr aus einem verformten Metallrohr, dessen in Strömungsrichtung gesehen vordere Wellenflanke der bei der Verformung gebildeten Wellung flach ansteigt und deren in Strömungsrichtung gesehen hintere Wellenflanke rechtwinklig oder doch zumindest nahezu rechtwinklig zur Strömungsrichtung angeordnet ist. Eine Rohrleitung mit einer solchen asymmetrisch gewellten Rohrwandung ist-nunmehr gut flexibel ausgeführt und besitzt zum anderen eine äquivalente lichte Weite' die nahe an der eines ungewellten Rohres liegt. Unter der äquivalenten lichten Weite ist die lichte Weite zu verstehen, bei der die Strömungsverluste des Wellrohres gleich denen des Glattrohres sind. Durch die Erfindung ist somit eine flexible Rohrleitung vorhanden, die sowohl den strömungstechnisch als ajich den mechanisch an sie gestellten Anforderungen gerecht wird. Die durch die Wellentäler hervorgerufenen Verengungen iin @eit@zns;grohr können insbesondere in dem Strömungsbereich zwischen 1n1 ; -105 Re als eine Aneinanderreihung von Blenden oder Düsen angesehen werden. Aus zahlreichen Versuchsreihen hat sich nun ergeben, daß .ein Leitungsrohr mit einer asymmetrischen Wellung, deren in Strömungsrichtung gesehen vordere Wellenflanke möglichst flach ansteigt und deren in Strömungsrichtung gesehen hintere Wellenflanke rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Strömungsrichtung abfällt, ein Minimum an Strömungsverlusten aufweist. Durch diese.- verglichen mit einer symmetrischen Wellung - Vergrößerung des Flankenwinkels-- gegen die Strömungsrichtung gemessen - findet die Ablösung der Strömung erst später statt, d.h. radial nach innen auf einem größeren Durchmesser. Dadurch wird ebenfalls der Staupunkt an der hinteren Flanke weiter-nach innen versetzt, so daß eine relative hydraulische Verkleinerung der gestörten Zone durch die Wellung erreicht wird. Die gestörte Zone von der Ablösung bis zum Staupunkt wird bei der Flankenveränderung der Wellung erheblich kleiner. Der Staupunkt liegt rechtwinklig zur Strömungsrichtüng. Der durch die Erweiterung der Strömung, bedingt durch den vergrößerten Flankenwinkel, jetzt kleiner werdende Kammerinhalt bewirkt kleinere Wirbel und dadurch eine geringe Stärung des Kernstromes. Der Kernströmung wird weniger Energie entzogen: In Weiterführung der Erfindung sind die Welltiefe und die Wellteilung entsprechend der einer symmetrischen Wellung ausgebildet. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Verhältnis zwischen Welltiefe - definiert als die halbe Differenz zwischen Außen- und Innendurchmesser abzüglich zweimal der Wandstärke des gewellten Rohres - und dem halben Abstand zweier Wellenkappen einen Wert zwischen 0.4 und 1.3, vorzugsweise aber 1.6 hat. Wie Versuche gezeigt haben, sind bei diesem Wert die Strömungsverluste am geringsten. Ein Rohr mit einer solchen Wellung zeichnet sich durch eine besonders stabile Wirbelbildung aus, d.h, es setzt der Kernströmung, begrenzt durch die lichte Weite des Rohres, den geringsten Widerstand entgegen, der Wirbel erhält seinestabilste Toroidform. Zweckmäßig bildet man die Wellung so aus, daß die Krümmung der Wellentäler wesentlich kleiner ist als die Krümmung der Wellenkuppen. Hierdurch wird eine bessere Angleichung an die Düse erreicht, die mit geringeren Verlusten als die Blende behaftet ist.
Bei der Übertragung von erwärmten oder gekühlten Flüssigkeiten oder Gasen kann es von Vorteil sein, wenn das Leitungsrohr mit einer thermischen Isolation umgeben-ist. Diese kann aus Glaswolle, Mineralien, z. B. Perlite, oder aufgeschäumtem Kunststoff bestehen. Zum Schutz dieser Isolationsschicht gegen mechanische oder thermische Beschädigungen von außen wird diese Isolierung zweckmäßig mit einem Weltmantel umgeben, der, um die Flexibilität der Leitung nicht zu beeinträchtigen, leicht gewellt ist. Diese Wel- -lung des Außenmantels ist lediglich auf eine gute Flexibilität abzustellen. -Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sei auf eine Figur hingewiesen, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leitungsrohres darstellt. Die Verhältnisse von Welttiefe und Weltteilung zum Innendurchmesser des Rohres sind stark vergrößert gezeichnet.
In der Figur ist mit 1 der gewellte Außenmantel, mit 2 die thermische Isolierschicht und mit 3 das asymmetrisch gewellte Leitungsrohr bezeichnet. Die in Strömungsrichtung gesehen vordere Flanke 4 der bei der Verformung entstandenen Wellung steigt flach an, wogegen die in Strömungsrichtung gesehen hintere Wellenflanke 5 rechtwinklig abfällt. Durch diese - gegenüber einer symmetrischen Wellung - Vergrößerüng des Flankenwinkels findet die Ablösung der Strömung erst später statt, d.h. radial nach innen auf einem größeren Durchmesser. Die gestörte Zone - von der Ablösung der Strömung bis zum Staupunkt - wird bei der Flankenveränderung der Wellung erheblich kleiner. Der hydraulisch kleiner werdende Kammerinhalt bewirkt kleinere Wirbel und dadurch eine geringere ^t@irung der Kernströmung. Dadurch, daß die Krümmung der Wellentäler h erheblich kleiner ist als die Krümmung der Wellenkappen, wird eine Düsenform erreicht, die gegenüber einer Blende mit geringeren Verlusten behaftet ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn das Verhältnis = 1 ist, wobei mit T der Abstand zweier Wellenkuppen und mit t die Weh tiefe, d.h. halbe Differenz zwischen Außendurchmesser D und Innendurchmesser d abzüglich zweimal der Wandstärke des gewellten Rohres bezeichnet ist.

Claims

Patentansprüche Flexible Rohrleitung zur Förderung von flüssigen oder gasförmigen Medien mit einer metallischen gewellten Rohrwandung, bestehend aus einem in Achsrichtung verformten, gewellten Metallrohr, dessen in Strömungsrichtung gesehen vordere Wellenflanke der bei der Verformung gebildeten Wellung flach ansteigt und deren in Strömungsrichtung gesehen hintere Wellenflanke rechtwinklig oder doch zumindest nahezu rechtwinklig zur Strömungsrichtung angeordnet ist.
2. Flexible Rohrleitung nach Anspruch 1, d.g., daß Welltiefe und Wellteilung des Metallrohres der einer symmetrischen Wellung entspricht.
3:s Flexible Rohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, d.g., daß das Verhältnis von Welltiefe zu halbem Abstand zweier Wellenkuppen einen Wert zwischen 0,4 und 1,3, vorzugsweise von 1,0, aufweist.
4. Flexible Rohrleitung nach Anspruch 1, oder einem der folgenden, d.g., daß die Krümmung der Wellentäler wesentlich kleiner als die Krümmung der Wellenkuppen ist.
5. Flexible Rohrleitung nach Anspruch 1, d.g., daß das Rohr mit einer thermischen Isolation umhüllt ist.
6. Flexible Rohrleitung nach Anspruch 5, d.g., daß um die thermische Isolation ein Schutzmantel, vorzugsweise ein gewellter Metallmantel, angeordnet ist.