DE2449159C3

DE2449159C3 - Dehnungsausgleichs- und Explosionsschutzvorrichtung für Gasleitungen

Info

Publication number: DE2449159C3
Application number: DE2449159A
Authority: DE
Inventors: Franz 6437 Kirchheim Pelzer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1974-10-16
Filing date: 1974-10-16
Publication date: 1978-08-17
Also published as: DE2449159B2; US3970333A; DE2449159A1; CA1024187A

Description

Die Erfindung betrifft eine Dehnungsausgleichs- und Explosionsschutzvorrichtung für Rohrleitungen für gasförmige Medien, die die Bewegungen in radialer und axialer Richtung zuläßt, bestehend aus zwei vertikal und konzentrisch mit radialem Abstand ineinandergreifenden Rohrstücken, einer am Außenumfang des äußeren Rohrstückes auf einer Unterstützung angeordneten ringförmigen Dichtung, die im unbelasteten Zustand über das Ende des äußeren Rohrstückes hinausragt.

Rohrleitungen, insbesondere Heißgas-Rohrieitungen wie z. B. Abgasleitungen von Sintermaschinen oder anderen metallurgischen Aggregaten, verändern im Betrieb ihre Länge infolge von Wärmeausdehnungen. Außerdem sind sie oft Schwingungen ausgesetzt. Zum A.usgleich von Wärmeausdehnungen und zur Vermeidung von unzulässigen liohen Spannungen oder bleibenden Verformungen in den Rohrleitungen sowie an ihren Anschlüssen und Verzweigungen müssen Dehnungsausgleicher zwischengeschaltet werden. Diese Dehnungsausgleicher müssen Bewegungen sowohl in radialer als auch in axialer Richtung der Rohrleitungen zulassen. Weiterhin ist in manchen Fällen eine Explosionsschutzvorrichtung notwendig.

Dehnungsausgleicher aus Weichstoffen sind gegen mechanische Beschädigungen und chemische Angriffe

ίο empfindlich, und bei staubhaltigen Gasen bestein die Gefahr der Verhärtung. Dehnungsausgleicher aus elastischen, metallischen Werkstoffen erfordern große Baulängen, es treten große Rückstellkräfte auf und bei staubhaltigen Gasen besteht die Gefahr des Zusetzens.

Es ist auch eine Dehnungsausgleichsvorrichtung bekannt, die aus zwei konzentrischen an den Rohrenden befestigten Rohrstutzen besteht, die mit radialem Abstand ineinandergreifen, von denen einer eine an seinem Ende befestigte scheibenförmige Anpreßfläche trägt, gegen die ein auf dem anderen Rohrstutzen befestigter Dichtungsring unter verstellbarem Federdruck gepreßt wird, dessen Anpreßvorrichtung sich auf dem anderen Rohrstutzen abstützt, wobei die Anpreßfläche am Anschlußende des inneren Rohrstutzens vorgesehen ist, während der Dichtungsring und seine Anpreßvorrichtung am freien Ende des Rohrstutzens vorgesehen sind und der Dichtungsring verschiebbar angeordnet ist (DE-A5i Il 86 705). Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß nur kleine axiale Verlagerungen ausgeglichen werden können, da der axial aufnehmbare Weg, der gleich der Überstandshöhe der Dichtung über ihre zylindrische Führungsfläche ist, durch die materialbedingte geringe Formbeständigkeit des Dichtungswerkstoffes begrenzt ist. Außerdem ist sie nicht als

Explosionsschutzvorrichtung geeignet.

Aus der DE-OS 19 34 396 ist eine Vorrichtung zur Verbindung \on zwei Rohrleitungselementen für Flüssigkeitsförderung bekannt, die Bewegungen in radialer und axialer Richtung zuläßt, wobei der Ausgleich durch einen axial beweglichen, schwimmend gelagerten Ring bewirkt wird, der an semern freien Ende eine Platte mit einer ringförmigen Dichtung versehen ist, die durch den Druck der durch die Rohrleitung geförderten Flüssigkeit gegen eine an dem anderen Rohrelement befestigten Platte gedrückt wird, wobei sich gleichzeitig eine radiale Verschiebbarkeit zwischen der Dichtung und der Platte an dem Rohrelement ergibt. Diese Verbindung ist nicht für Gasleitungen geeignet und könnte außerdem nicht als Explosionsschutzvor richtung dienen.

Aus der DD-PS 30 471 ist ein Schwingungs- und Dehnungsausgleicher, insbesondere für Abgasleitungen für Verbrennungskraftmaschinen bekannt, der aus einem mit einem Rohrteil fest verbundenem Flanschge-

v-, hause mit einer Abdeckplatte besteht, wobei in dem Flanschgehäuse ein Axial- und Radialbewegungen zulassender Gleitring mit seitlichen Dichtringen, die gegen die Seitenwände des Flanschgehäuses anliegen, und einem Dichtring an seinem Innendurchmesser

Μ) angeordnet ist, der das andere Rohrstück umfaßt. Bei dieser Vorrichtung kann leicht Staub in das Flanschgehäuse eindringen, der Dichtring am Innendurchmesser wird bei axialen Verschiebungen schnell undicht, und die Vorrichtung kann nicht als Explosionsschutzvorrichtung

><■> dienen.

Aus der GB-PS 7 46 029 ist eine Dehnungsausgleichsverbindung bekannt, be> der zwischen zwei Rohrleitungen ein Zwischenstück angeordnet ist, das auf seiner

Außenseite an einem Ende von einem Rohrstück mit einer ringförmigen Dichtung umfangen wird, die in axialer Richtung gleiten kann, an seinem anderen Ende mit einem Flansch und einer ringförmigen Dichtung versehen ist, die auf einen Flansch am anderen Rohrteil ο gepreßt wird und auf diesem in radialer Richtung verschiebbar ist Das Aufpressen des Zwischenstückes erfolgt durch Druckfedern, die zwischen dem ersten Rohrteil und dem Flansch des Zwischenstückes angeordnet sind. Die Dichtungen sind für Staubablagerungen leicht zuganglich, es ist ein Zwischenstück sowie Druckfedern erforderlich und die Vorrichtung kann nicht als Explosionsschutzvorrichtung dienen.

Die in den genannten Literatursteljen dargestellten Dichtungsvorrichtungen sind nicht als Explosionsschutzvorrichtungen geeignet, weil keine der in axialer Richtung wirkenden Dichtungen bei einem durch eine Explosion entstehenden Druckanstieg in axialer Richtung ausweichen und dabei eine Ausströmöffnung freigeben kann. Es erfolgt also bei einer Explosion immer eine Zerstörung der Rohrleitungen, wenn nicht zusätzliche Schutzvorrichtungen angebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile der bekannten Dehnungsausgleichsvorrichtungen zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtung mit geringer Bauhöhe, einfacher Konstruktion, sehr kleinen Rückstellkräften und Unempfindlichkeit gegen mechanische Beschädigung, Ablagerung von Staub und chemische Angriffe zu schaffen, die gleichzeitig auch als Explosionsschutzvorrichtung dienen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfip.dungsgemäß dadurch, daß die Unterstützung der ringförmigen elastischen Dichtung starr an dem äußeren Rohrstück befestigt, auf dem Ende des äußeren Rohrstückes eine J5 kreisringförmige Platte mit größerem Außendurchmesser radial verschiebbar angeordnet, das innere Rohrstück mit geringem Spiel in die Öffnung der kreisringförmigen Platte hineinragend angeordnet, auf der kreisringförmigen Platte mit Abstand zu dem inneren Rohrstück eine kreisförmige seitliche Begrenzung angeordnet, zwischen der seitlichen Begrenzung und dem inneren Rohrstück eine ringförmige elastische Dichtung angeordnet und auf der ringförmigen Dichtung ein Belastungsring angeordnet ist. 4^r>

Die Höhe der elastischen Dichtung am äußeren Rohrstück und das Gewicht der ringförmigen Platte können so gewählt werden, daß die Platte die Dichtung so weit zusammendrückt, daß die Platte auf dem Ende des äußeren Rohrstücks aufliegt. Außerdem kann zusätzlich durch Berücksichtigung des auf die ringförmige Platte wirkenden Unterdruckes die erforderliche aber gleichzeitig geringstmögliche Auflagekraft der Platte auf dem Rohrstück eingestellt werden. Die ringförmige Platte kann auch nur auf der elastischen v> Dichtung aufliegen. Das Spiel zwischen der öffnung der kreisringförmigen Platte und dem inneren Rohrstück beträgt zweckmäßigerweise zwischen etwa ein bis mehrere Millimeter. Der Belastungsring auf der ringförmigen Dichtung oberhalb der kreisringförmigen mi Platte kann entweder durch sein Eigengewicht die Dichtung an das innere Rohrstück andrücken oder der Andruck wird zusätzlich durch Federkraft bewirkt. Als elastische Dichtung kann z. B. Weichasbest oder Cerafelt verwendet werden. Bei einer Ausdehnung der u; Rohrleitung radial zu den Rohrenden wird die kreisringförmige Platt: auf dem äußeren Rohrende verschoben. Bei einer Ausdehnung axial zu den Rohrstücken wird das innere Rohrstück senkrecht gehoben oder gesenkt. Bei einer Explosion wird die kreisringförmige Platte und/oder die ringförmige Dichtung mit Belastungsring hochgedrückt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß die starr an dem äußeren Rohrstück befestigte Unterstützung für die ringförmige Dichtung aus einem Winkelring besteht. Dadurch wird ein guter Sitz des Dichtringes bewirkt

Eine bevorzugte Ausgestaltung besieht darin, daß die auf dsr kreisringförmigen Platte angeordnete kreisförmige seitliche Begrenzung schräg angeordnet ist, wobei der Abstand zu dem inneren Rohrstück auf der kreisringförmigen Platte kleiner ist als derjenige am anderen Ende der seitlichen Begrenzung. Dadurch wird eine gute Anpressung der ringförmigen Dichtung an das innere Rohrstück und damit eine gute Dichtwirkung erzielt

Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß auf dem Ende des äußeren Rohrstückes eine selbstschmierende Auflage befestigt ist. Dadurch wird eine geringe Reibung zwischen Platte und äußerem Uohrstück auch bei korrosiven Einflüssen auf deren Material erzielt.

Eine wer ere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, daß unter der kreisringförmigen Platte über dem E-:de des äußeren Rohrstückes eine selbstschmierende Unterlagt befestigt ist. Dadurch wird eine geringe Reibung zwischen Platte und äußeren Rohrstück auch bei korrosiven Einflüssen auf deren Material erzielt.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren näher und beispielsweise erläutert

Fig.! zeigt einen Schnitt durch eine Verbindungsleitung von Windkästen einer Sintermaschine zu einer Gassammelleitung mit dazwischengeschalteter Dehnungsausgleichsvorriclitung,

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung einer selbstschmierenden Auflage auf dem äußeren Rohrstück.

An dem äußeren Rohrstück 1 ist als Unterstützung 2 ein Winkelring angeschweißt, in dem die elastische ringförmige Dichtung 3 liegt. Auf dem Ende 4 des äußeren Rohrstückes 1 liegt die kreisringförmige Platte 5 und drückt die Dichtung 2 zusammen. Die Platte 5 hat einen größeren Außendurchmesser als das äußere Rohrstück t, damit sie auch bei radialer Verschiebung stets allseitig auf der Dichtung 3 aufliegt. Das innere Rohrstück 6 ragt mit geringem Spiel 7 in die öffnung der kreisringförmigen Platte5 hinein. Auf der kreisringförmigen Platte 5 ist mit Abstand zu dem inneren Rohrstück 6 die kreisförmige seiiliche Begrenzung 8 angeschweißt Die seitliche Begrenzung 8 ist schräg angeordnet, wobei der Abstand zu dem inneren Rohrstück 6 auf der kreisringförmigen Platte 5 kleiner ist als der Abstand am oberen Ende der seitlichen Begrenzung 8. In dem konischen Raum zwischen der seitlichen begrenzung 8 und dem inneren Rohrstück 6 liegt eine ringförmige, elastische Dichtung 9, auf der ein Belastungsring 10 liegt. Der Belastungsring IG drückt die Dichtung 9 gegen das innere Rohrstück 6 und die seitliche Begrenzung 8. Auf den Belastungsring können Federn drücken, dii am inneren Rohrstück 6 befestigt sind.

In F i g. 2 ist auf dem Ende 4 des; äußeren Rohrstückes I eine selbstschmierende Auflage 11 und unter der kreisringförmigen Platte 5 tyber dem Ende 4 des äußeren Rohrstückes 1 eine selbstschmierende Unterlage 12 befestigt.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen darin, daß sie sehr einfach ausgestaltet ist, eine

geringe Bauhöhe aufweist, leicht zu montieren ist, sehr kleine Rückstellkräfte hat, unempfindlich gegen mechanische und chemische Beanspruchung sowie Staubgehalt des Gases ist und gleichzeitig als Explosionsschutzvorrichtung dienen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dehnungsausgleichs- und Explosionsschutzvorrichtung für Rohrleitungen für gasförmige Medien, die die Bewegungen in radialer und axialer Richtung zuläßt, bestehend aus zwei vertikal und konzentrisch mit radialem Abstand ineinandergreifenden Rohrstücken, einer am Außenumfang des äußeren Rohrstückes auf einer Unterstützung angeordneten ringförmigen Dichtung, die im unbelasteten Zustand über das Ende des äußeren Rohrstückes hinausragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützung (2) der ringförmigen elastischen Dichtung (3) starr an dem äußeren Rohrstück (1) befestigt, auf dem Ende (4) des äußeren Rohrstücks (1) eine kreisringförmige Platte (5) mit größerem Außendurchmesser radial verschiebbar angeordnet, das innere Rohrstück (6) mit geringem Spiel (7) in die öffnung der kreisringförmigen Platte (5) hineinragend angeordnet, auf der kreisringförmigen Platte (5) mit Abstand zu dem inneren Rohrstück (6) eine kreisförmige seitliche Begrenzung (8) angeordnet, zwischen der seitlichen Begrenzung (8) und dem inneren Rohrstück (6) eine ringförmige elastische Dichtung (9) angeordnet und auf der ringförmigen Dichtung (9) ein Belastungsring (10) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch ί, dadurch gekennzeichnet, daß die starr an dem äußeren Rohrstück (1) befestigte Unterstützung (2) für die ringförmige Dichtung (3) aus einem Winkelring besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der kreisringförmigen Platte (5) angeordnete kreisförmige seitliche Begrenzung (8) schräg angeordnet ist, wobei der Abstand zu dem inneren "vohrstück (6) auf der kreisringförmigen Platte (5) kleiner ist als derjenige am anderen Ende der seitlichen Begrenzung (8).

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ende (4) des äußeren Rohrstückes (1) eine selbstschmierende Auflage (11) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter der kreisringförmigen Platte (5) über dem Ende (4) des äußeren Rohrstückes (1) eine selbstschmierende Unterlage (12) befestigt ist