DE19610151C1 - Lagestabiler Axial-Kompensator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axial-Kompensator für Rohr­ leitungen zum Transport von gasförmigen und flüssigen Medien, der im wesentlichen aus einem zwischen den Rohrlei­ tungsenden angeordneten, als Kompensatorbalg ausgebildeten Hauptkompensator und mindestens zwei teilweise durch einen gemeinsames Gehäuse abgedeckte, ebenfalls als Kompensator­ bälge ausgebildete Nebenkompensatoren besteht, wobei min­ destens ein Nebenkompensator innendruckbeaufschlagt ist.

Der gattungsgemäße Oberbegriff trifft auf einen Axial-Kom­ pensator zu, wie er in dem Lehrbuch "Rohrleitungstechnik", Walter Vogel, 6. Auflage 1993, insbesondere Seite 151, be­ schrieben ist. Der zwischen den Rohrleitungsenden angeord­ nete, eigentliche Hauptkompensator ist von einem außen­ druckbelasteten Nebenkompensator, der einen noch größeren Durchmesser aufweist als der Hauptkompensator, gehäuseartig umgeben.

Darüber hinaus ist in einem weiteren Gehäuse, das mit dem Innendruck der Rohrleitung in Verbindung steht und dafür Sorge trägt, daß der den Hauptkompensator umgebende Neben­ kompensator außendruckbelastet ist, ein dritter Kompensator vorgesehen, der die Rohrleitung umgibt und innendruckbe­ lastet ausgebildet ist.

Das Ziel einer solchen Kompensatoranordnung ist insbe­ sondere in einer Entlastung der Festpunkte einer Rohr­ leitung zu sehen, in der hohe Drücke und, bedingt durch den Druck, hohe Kräfte auf die Festpunkte wirken. Die Kom­ pensatoren müssen die Kräfte aus der Längenänderung der Rohrleitung und des Eigenwiderstandes vom Festpunkt über­ nehmen.

Es ist nicht anzuzweifeln, daß eine derartige Axial-Kompen­ satoranordnung die ihr zugrunde gelegte Aufgabe löst. Es ist jedoch als besonders nachteilig herauszustellen, daß eine solche Anordnung einen erheblichen, insbesondere konstruktiven und kostenmäßigen Aufwand erfordert. So ist es als besonders nachteilig anzusehen, daß die sogenannten Nebenkompensatoren einen größeren Durchmesser aufweisen als der eigentliche Hauptkompensator. Des weiteren ist das ge­ samte zylindrisch abgestufte Gehäuse sehr aufwendig und mit vielen Schweißstellen versehen.

Darüber hinaus ist der in das Gehäuse integrierte innen­ druckbeaufschlagte Nebenkompensator ungeschützt in die Ge­ samtanordnung eingebunden, so daß bei geringsten Undich­ tigkeiten das Transportmedium austreten und umweltschäd­ liche Verunreinigungen verursachen kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen lagestabilen Axial-Kompensator zu schaffen, der in Rohrleitungen mit hohen Drücken und entsprechend großen Kräften eingebaut werden kann, der konstruktiv einfach gestaltet ist, der einen großen Sicherheitsfaktor im Hin­ blick auf die Umweltsicherheit darstellt, und der insbeson­ dere eine kostengünstige Konstruktion gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hauptkompensator und die Nebenkompensatoren in einem ge­ meinsamen, aus Mantel- und Ringflächen bestehenden zylin­ drischen Schutzgehäuse angeordnet sind, daß der Haupt­ kompensator endseitig durch das Gehäuse führende Rohrabschnitte geringeren Durchmessers aufweist, wobei der kür­ zere Rohrabschnitt mit einer Ringfläche des Gehäuses fest verbunden ist, und der längere Rohrabschnitt mit dem Ge­ häuse einen Ringraum bildend, teilweise als die axialen Bewegungen der Kompensatoren aufnehmende Gleitfläche für die andere Ringfläche des Gehäuses ausgebildet ist, und daß in dem Ringraum mindestens zwei den Rohrabschnitt satelli­ tenartig umgebende, innendruckbeaufschlagte Nebenkompensa­ toren vorgesehen sind.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Axial-Kompen­ sators liegt in dem sämtliche Kompensatoren ein­ schließenden zylindrischen Gehäuse, wodurch eine erhebliche Sicherheit allein gegen äußere Zerstörung vorgegeben ist. Darüber hinaus läßt das geschlossene Gehäuse die Verwendung von Meßgeräten zu, die vor einer Schädigung der Umwelt einen Austritt des Mediums in irgendeinem Bereich der Kom­ pensatoren in der geringsten Konzentration anzeigen können. Hinzu kommt, daß die Nebenkompensatoren, deren Zahl auf die erforderlichen Kräfte abzustimmen ist, und die in entspre­ chend gleichem Abstand voneinander in dem Ringraum inner­ halb des Gehäuses anzuordnen sind, bereits von der Größe bzw. dem Durchmesser einen geringen wirtschaftlichen Auf­ wand darstellen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Ringfläche des Gehäuses als Gleitlager und der ent­ sprechende, mit dem Hauptkompensator verbundene Rohrab­ schnitt als Lagerfläche ausgebildet sind, wodurch unter Be­ rücksichtigung einer solchen Technik mit entsprechenden Materialien das Gehäuse gasdicht geschlossen ausgebildet sein kann.

Die Nebenkompensatoren sind über Zuleitungen mit dem in den Rohrleitungen transportiertem Medium verbunden, so daß sie bei jeder Bewegung des Hauptkompensators entgegengesetzt wirkenden Kräfte aufbringen. Die Ausführung der Haupt- und Nebenkompensatoren ist aufeinander abgestimmt, insbesondere in bezug auf die Federraten, so daß durch das Entgegen­ wirken der Kompensatoren eine Überbelastung vermieden wird. Durch die Reduzierung der Kräfte ist die Kompensatoranord­ nung in der Lage stabil und stellt sich in einen definier­ ten Zustand entsprechend den äußeren Bewegungen durch die Rohrleitungen, beispielsweise bei Temperaturschwankungen ein. Auf diese Weise kann das gesamte Rohrleitungssystem mit Fest- und Lospunkten einfacher gestaltet werden, da geringere Kräfte auf die Festpunkte wirken. Gleichzeitig wird durch das Gegeneinanderwirken der Haupt- und Neben­ kompensatoren die Lebensdauer der Axial-Kompensatoranord­ nung verlängert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer schematisierten Schnittzeichnung durch einen Axial-Kom­ pensator dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Die als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung angedeutete Axial-Kompensatoranordnung besteht im wesentlichen aus ei­ nem die Anordnung in der Gesamtheit aufnehmenden zylindri­ schen Gehäuse 3 mit einer Mantelfläche 7 und an den Enden der Mantelflächen 7 radial verlaufenden Ringflächen 5, 6.

Der als Kompensatorbalg ausgebildete Hauptkompensator 1 ist an beiden Ende mit Rohrabschnitten 8, 9 versehen, die letztlich beispielsweise über Flanschen 4 in die in der Zeichnung nicht dargestellte Rohrleitung übergehen. Der Rohrabschnitt 8 weist eine geringe Länge auf und auf ihm ist die Ringfläche 5 des Gehäuses 3, beispielsweise mit einer Schweißnaht befestigt. Der Rohrabschnitt 9 auf der anderen Seite des Hauptkompensators 1 ist länger ausge­ bildet und bildet mit dem Gehäuse 3 einen Ringraum 10.

In diesen Ringraum 10 sind satellitenartig, den Rohrab­ schnitt 9 umgebend, mehrere Nebenkompensatoren 2 angeord­ net, die ebenfalls als Kompensatorbälge ausgebildet sind. Die Nebenkompensatoren 2 sind über Rohrstutzen 11, 12 ei­ nerseits mit einem auf dem Rohrabschnitt 9 befestigten Flansch 13, andererseits mit der Ringfläche 6 des Gehäuses 3 verbunden, wobei die Ringfläche als Gleitlager ausge­ bildet ist. Die Ringfläche 6 kann bei entsprechenden axialen Bewegungen der Rohrleitungen auf der entsprechend als Lagerfläche ausgebildeten Oberfläche des Rohrabschnitts 9 gleiten. Die Nebenkompensatoren 2 sind innendruckbelastet ausgebildet, d. h., über eine in dem Flansch 13 angeordnete radial und teilweise axial verlaufende Zuleitung 14 oder Bohrungen kann das transportierte Medium aus der Rohr­ leitung in die Nebenkompensatoren 2 eindringen, wodurch dort der gewünschte Druck herrscht, der einen Druckaus­ gleich oder eine Druckentlastung mit sich bringt.

Die Nebenkompensatoren 2 können über Absperrungen mit einem anderen Druck als der in der Hauptleitung herrschenden Druck beaufschlagt werden. Die Nebenkompensatoren 2 können mit einem anderen Medium beaufschlagt werden als dem in der Hauptleitung fließenden Medium. Dadurch können unterschied­ liche Reaktionsstoffe auf das Kompensationssystem einge­ stellt werden.

Das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel zeigt weiterhin, daß die Nebenkompensatoren 2 an einem Ende mit einer ringartigen Entlüftungs- und Spülkammer für die Reinigung und Entlüftung in Verbindung stehen.

Bezugszeichenliste

1 Hauptkompensator
2 Nebenkompensator
3 Gehäuse
4 Flanschen der abgehenden Rohrleitungen
5 Ringfläche
6 Ringfläche
7 Mantelfläche
8 Rohrabschnitt
9 Rohrabschnitt
10 Ringraum
11 Rohrstutzen
12 Rohrstutzen
13 Flansch
14 Zuleitung
15 Entlüftungs- und Spülkammer
16 Absperrarmatur

Claims (8)

1. Axial-Kompensator, insbesondere für Rohrleitungen zum Transport von gasförmigen und flüssigen Medien, der im wesentlichen aus einem zwischen den Rohrleitungsenden angeordneten, als Kompensatorbalg ausgebildeten Haupt­ kompensator und mindestens zwei teilweise durch einen gemeinsames Gehäuse abgedeckte, ebenfalls als Kompen­ satorbälge ausgebildete Nebenkompensatoren besteht, wobei mindestens ein Nebenkompensator innendruckbe­ aufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt­ kompensator (1) und die Nebenkompensatoren (2) in ei­ nem gemeinsamen, aus Mantel- und Ringfläche (7; 5, 6) bestehenden zylindrischen Schutzgehäuse (3) angeordnet sind, daß der Hauptkompensator (1) endseitig durch das Gehäuse (3) führende Rohrabschnitte (8, 9) geringeren Durchmessers aufweist, wobei der kürzere Rohrabschnitt (8) mit einer Ringfläche (5) des Gehäuses (3) fest verbunden ist, und der längere Rohrabschnitt (9) mit dem Gehäuse (3) einen Ringraum (10) bildend, teilweise als die axiale Bewegungen der Kompensatoren (1, 2) aufnehmende Gleitfläche für die andere Ringfläche (6) des Gehäuses (3) ausgebildet ist, und daß in dem Ring­ raum (10) mindestens zwei den Rohrabschnitt (9) satellitenartig umgebende, innendruckbeaufschlagte Nebenkompensatoren (2) vorgesehen sind.

2. Axial-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Ringraum (10) zwei sich diametral gegenüberliegende Nebenkompensatoren (2) angeordnet sind.

3. Axial-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Ringraum (10) mehrere Nebenkom­ pensatoren (2) angeordnet sind, die jeweils vonein­ ander den gleiche Abstand aufweisen.

4. Axial-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nebenkompensatoren (2) endseitig Rohrstutzen (11, 12) aufweisen, wobei ein Rohrstutzen (11) an einem ringartigen, den Rohrabschnitt (9) um­ gebenden feststehenden Flansch (13) und der andere Rohrstutzen (12) an der Ringfläche (6) des Gehäuses (3) befestigt sind.

5. Axial-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Innendruckbeaufschlagung der Neben­ druckkompensatoren (2) in dem feststehenden Flansch (13) radial und axial verlaufende Zuleitungen (14) angeordnet sind.

6. Axial-Kompensator nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Zuleitung (14) eine Absperr­ armatur vorsehbar ist.

7. Axial-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ringfläche (6) als auf dem Rohrab­ schnitt (9) gleitendes Lager ausgebildet ist.

8. Axial-Kompensator nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Nebenkompensatoren (2) mit einer ringartig verlaufenden Entlüftungs- und Spülkammer (15) verbunden sind, welche mit mindestens einer Ab­ sperrarmatur versehen (16) ist.