DE20211331U1

DE20211331U1 - Rohr zur Beförderung fließfähiger Gemische

Info

Publication number: DE20211331U1
Application number: DE20211331U
Authority: DE
Original assignee: WEDA-Dammann and Westerkamp GmbH
Current assignee: WEDA-Dammann and Westerkamp GmbH
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2012-07-27

Abstract

Rohr zur Beförderung fließfähiger Gemische, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in zumindest einem Längenabschnitt auf der Innenoberfläche (8) zumindest eine ortsfeste Erhebung (10) aufweist, durch die ein durchfließendes Gemisch in Fließrichtung (D) in eine Umwälzbewegung quer zur Durchflußrichtung versetzbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr zur Beförderung von fließfähigen Gemischen.
Fließfähige Gemische werden häufig über Rohrsysteme von einem Lagerort zu einem Verbrauchsort befördert. Dazu wird das fließfähige Gemisch in das Rohrsystem eingepumpt. Die Entnahmemenge des fließfähigen Gemisches kann durch endseitig am Rohrsystem angebrachte Ventile reguliert werden.
Solche Systeme werden beispielsweise in der landwirtschaftlichen Viehhaltung zur Fütterung der Tiere verwendet. In einem Mixer wird ein Futter zusammengemischt und dann in das Rohrsystem geleitet. Am Ende des Rohrsystems befinden sich Futterstellen, in die das fertig gemischte Futter durch das Rohrsystem hineingeleitet wird. Das Futtergemisch fließt jedoch nicht immer kontinuierlich durch das Rohrsystem hindurch, sondern häufig nur zeitweise oder mit wechselnden Geschwindigkeiten. Insbesondere in den Zeitintervallen, in denen das Futtergemisch in den Rohrleitungen steht oder sehr langsam strömt, kann es zu einer Entmischung der Futterbestandteile kommen. Abhängig von der spezifischen Dichte, chemischen Zusammensetzung, Granulatgröße und anderen Faktoren setzen sich bestimmte Stoffe gravitationsbedingt im Bodenbereich von Rohrabschnitten ab, während sich andere, leichtere Futterbestandteile durch das Absinken der schwereren Bestandteile im oberen Bereich anreichern. Bei längeren Entnahmepausen kann der Entmischungsprozeß so weit gehen, daß sich im unteren Rohrbereich eine feste pastöse Masse ansammelt, die kaum noch fließfähig ist. Wegen des geringeren durchflußfähigen Rohrquerschnitts sinkt die Leistungsfähigkeit des Rohrsystems ab. In schwierigen Fällen kann das Rohrsystem auch gänzlich verstopfen. In jedem Fall ist eine Reinigung mit erheblichem Aufwand verbunden.
Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, Entmischungen von Bestandteilen des fließfähigen Gemisches entgegenzuwirken und, falls eingetreten, zumindest teilweise wieder rückgängig zu machen.
Das Problem wird erfindungsgemäß gelöst mit dem Merkmalen des Anspruchs 1.
Wird ein fließfähiges Gemisch, das über einen Zeitraum hinweg in einem Rohr nach der Erfindung gestanden oder dieses nur langsam durchströmt hat, wieder in eine normale Strömungsbewegung versetzt, so erfährt das fließfähige Gemisch in Förderrichtung zugleich eine rotierende Umwälzbewegung schraubenlinienförmiger Art, die homogenisierend wirkt und schon nach kurzer Zeit Entmischungen wieder aufhebt. Die Erhebungen auf der Innenoberfläche eines Rohres verursachen dabei eine Änderung der Strömungsrichtung, die über die direkte Umgebung der Erhebung hinausreicht und den gesamten Strömungsquerschnitt erfasst.
Eine weitere Ablenkung von fließendem Gemisch geschieht auf der – in Fließrichtung gesehen – Rückseite der Erhebung. Dort drängt sich das zunächst von der Er hebung abgelenkte Gemisch zurück in den Fließschatten der Erhebung, um im Querschnitt des Rohres wieder eine gleichmäßige Druckverteilung zu erzielen. Um einer Erhebung ausweichen zu können, muß das durchfließende Gemisch also jeweils einem seitwärts gerichteten Impuls auf der Vorderseite sowie auf der Rückseite der Erhebung folgen. Durch diese Querimpulse entstehen im Bereich der Erhebungen gegebenenfalls Verwirbelungen, die eine erneute Vermischung von Bestandteilen, die sich entmischt haben, zum fließfähigen Gemisch begünstigen.
Dieser Effekt wird zusätzlich gesteigert, wenn die Erhebungen eine insgesamt wendelförmige Form annehmen, die sich über die Länge eines Rohres in einem Abschnitt um bis zu 360° bzw. einer Drehung über die Länge dieses Abschnittes erstreckt. Der Effekt einer solchen wendelförmigen Anordnung besteht darin, daß nicht nur auf einzelne Bereiche eines durchfließenden Gemisches eingewirkt wird, sondern der durchfließende Gemischstrom insgesamt in eine schraubenlinienförmige Bewegung versetzt wird.
Weitere Wirkungen der Erfindung sowie bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche. Die Neuerung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
1 ein Rohr in der Seitenansicht mit einer angedeuteten, sich auf der Innenoberfläche befindlichen einzügigen wendelförmigen Erhebung,
2 einen Querschnitt durch ein Rohr.
1 zeigt ein Rohr 2, durch das ein fließfähiges Gemisch entlang der Längsmittelachse 4 in Durchflußrichtung D bewegt wird. Das Rohr 2 weist eine Rohrwandung 6 auf, welche den Durchflußquerschnitt des Rohres 2 mit seiner Innenoberfläche 8 begrenzt. Auf der Innenoberfläche 8 ist in gestrichelter Linie eine wendelförmige Erhebung 10 angedeutet, die sich im Verlauf des gezeigten Rohrabschnittes um 360° bzw. eine volle Drehung über die Länge des dargestellten Abschnittes des Rohres 2 erstreckt.
Die Steigung der gezeigten Wendel ist nur als beispielhaft zu verstehen, sie kann auch mehr oder weiniger steil ausgeführt werden. An Stelle eines einzigen Zuges können auch zwei oder mehr Züge im Rohr 2 angeordnet sein. Die Erhebung 10 kann an Stelle einer durchgehenden Erhebung auch aus einzelnen Erhebungsabschnitten bestehen, die dann in bevorzugter Ausgestaltung wendelförmig angeordnet sind. Um die aufgabengemäße Vermischung von entmischten Bestandteilen mit dem durchfließenden Gemisch zu erzielen, kann es auch genügen, einen Zug mit weniger als 360° um die innere Rohroberfläche herum zu führen, bevorzugt sollte die Wendel dann im unteren Bereich des Rohres 2 angeordnet sein, um hier eine bessere Vermischung der schwereren Gemischbestandteile mit dem durchfließenden Gemisch zu erreichen.
2 zeigt einen Querschnitt durch ein Rohr 2 mit einer Erhebung 10. Die Erhebung 10 ist wiederum in einer wendelförmigen Anordnung gezeigt, wobei sich die Erhebung 10 mit einer Höhe H von der Innenoberfläche 8 des Rohres 2 abhebt. Durch die wendelförmige Anordnung trifft das durchfließende Gemisch auf die Vorderseite V. Die Fläche der Vorderseite der Erhebung 10 ist in einem Winkel zur Innenoberfläche 8 des Rohres 2 angestellt, der um den Betrag des Winkel a größer ist als 90°. Dadurch ergibt sich für den auflaufenden Gemischstrom eine Art Rampen- und Leiteffekt, durch den dieser in Richtung der Längsmittelachse 4 in eine rotative Umwälzströmung versetzt wird. Auf diese Art wird die gesamte Innenoberfläche des Rohres 2 von entmischten Bestandteilen in diesem Rohrabschnitt freigespült und diese wieder entmischt.
In einem Rohrsystem können entsprechend ausgestattete Rohre durchgängig verwendet werden, vielfach genügt es aber auch schon, entsprechende Rohrabschnitte in Abstandsintervallen oder an kritischen Abschnitten des Rohrsystems, die leicht verstopfen, vorzusehen. Der von den Erhebungen 10 in einem Rohrabschnitt erzeugte Effekt wirkt in Rohrabschnitten, die diesem Rohrabschnitt in Fliessrichtung gesehen nachgelagert sind, nach.
Bei Verwendung einer zweizügigen Wendel, wobei jeder Zug einen Bereich von 180° abdeckt und die beiden Wendeln so angeordnet sind, daß sie zusammen 360° abdecken, kann bei gleicher Steigung der Wendel die Vermischung auf einem kürzeren Rohrabschnitt erzielt werden.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des Anstellwinkels der Vorderseite V, der Rückseite R, der Ausformung der Spitze der Erhebung 10, möglichen Vereinzelungen von Erhebungen 10 und der Höhe H der Erhebung 10 im Verhältnis zum gesamten Rohrquerschnitt sollte eine Ausgestaltung gewählt werden, die dem Fließverhalten des fließfähigen Gemisches aus einer konkreten Anwendung am besten entspricht. Allgemein haben sich kegelförmige oder kegelstumpfförmige Querschnitte von Erhebungen gut bewährt.
Die inneren Erhebungen können beispielsweise gebildet werden, indem das Rohr von außen so eingedrückt wird, daß sich eine gewünschte Erhebungsform innerhalb des Rohres ausbildet. Das Rohr erfindungsgemäßer Ausbildung ist zumindest im Bereich seiner Enden außenseitig glattflächig, insbesondere zylindrisch, um eine Verbindung der Rohre durch Normfittings zu ermöglichen, die bevorzugt durch Verkleben vereinigt werden.

Claims

Rohr zur Beförderung fließfähiger Gemische, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in zumindest einem Längenabschnitt auf der Innenoberfläche (8) zumindest eine ortsfeste Erhebung (10) aufweist, durch die ein durchfließendes Gemisch in Fließrichtung (D) in eine Umwälzbewegung quer zur Durchflußrichtung versetzbar ist.
Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfeste Erhebung (10) die Form einer einzügigen Wendel hat.
Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenoberfläche (8) des Rohres (2) eine Mehrzahl von wendelförmigen Erhebungen in mehrgängiger Anordnung befindet.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Fließrichtung entgegengerichtete Vorderseite (V) der Erhebung (10) einen Anstell winkel zur Innenoberfläche (8) aufweist, der größer als 90° ist.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) der Erhebung (10) sich von der Innenoberfläche (8) des Rohres (2) bis zu einer maximalen Höhe von 50% des gesamten Rohrinnendurchmessers erhebt.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung (10) einen kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweist.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebung zumindest eine 180°-Wendel bildet.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere im Abstand hintereinander liegende Abschnitte mit zumindest einer Erhebung umfasst.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung von einer Mehrzahl von entlang einer Wendellinie im gegenseitigen Abstand aufeinanderfolgenden Einzelvorsprüngen gebildet ist.
Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zumindest im Bereich seiner Enden außenseitig glattflächig, vorzugsweise zylindrisch, ausgebildet ist.