DE2752374A1

DE2752374A1 - Rohrkupplung fuer kraftkompensierende druckspitzendaempfung

Info

Publication number: DE2752374A1
Application number: DE19772752374
Authority: DE
Inventors: Hermann Fahmueller
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-11-24
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1979-05-31
Also published as: FR2410205A1; GB2009872B; IT1100169B; IT7830039A0; GB2009872A

Description

Rohrkupplung für kraftkompensierende Druckspitzendämpfung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrkupplung insbesondere für kraftkompensierende Druckspitzendämpfung mit teleskopisch im Abstand ineinandergreifenden, eine mit Druckmittel beschickbare Kammer bildenden Rohrenden und zwei dazwischen angeordneten Dichtungselementen. Eine derartige Rohrkupplung ist in der DT-AS 11 99 559 beschrieben und dargestellt. Diese zeichnet sich dadurch aus, daß die eine Kammerstirnwand mit dem äußeren Rohrteil, die andere mit dem inneren Rohrteil fest verbunden ist und daß als Distanzmittel Federn dienen, die die elastischen Ringdichtungen mit keilförmigem Querschnitt an die Stirnwände der Kammerenden drücken. Derartige Kupplungen werden als axiale Ausgleichsstücke in Rohrleitungen geschaltet bzw. eingesetzt. Teilweise werden sie zusätzlich mit Gelenkstücken versehen, um Einbauungenauigkeiten von angeschlossenen Geräten auszugleichen oder unzulässige, durch Druckstöße hervorgerufene Kräfte und Biegemomente zu vermeiden bzw. auszugleichen, die u.a. durch Wärmedehnungen, Schwingungen usw. entstehen können. Der wesentliche Nachteil der bekannten Einrichtungen besteht darin, daß die beiden miteinander verbundenen Rohrenden während des Ausgleichs von Druckstößen axiale Relativbewegungen zueinander ausüben. Weitere einschlägige Einrichtungen sind enthalten in der DT-PS 864 340, in der DT-PS 949 200 sowie in der US-PS 2 845 283.

Als häufigste Ursache von Druckstößen sind unstete Strömungsvorgänge, beispielsweise durch Schließen von Absperrventilen und Rückschlagklappen, Parallelschalten von Pumpen, Ein- und Abschalten von Pumpen sowie Füllvorgänge zu benennen. Derartige Druckstöße werden auch als "Wasserschläge" bezeichnet.

Wird ein Strömungsvorgang in einer Rohrleitung beispielsweise durch Schließen eines Absperrventils unterbrochen, so wird die

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Strömungsgeschwindigkeit des Mediums am Ventil auf Null reduziert. Besteht die Rohrleitung aus unelastischem Material, ist das Strömungsmedium inkompressibel und geschieht das Schließen des Ventils schlagartig, so baut sich ein unendlich großer Druck auf. Die in der Praxis verwendeten Medien sind jedoch bis zu einem gewisse ι Grad kompressibel, die Rohre der Leitungen bestehen aus elastischem Material und die zwischengeschalteten Elemente sind möglichst elastisch konstruiert. Daher kann sich kein unendlich großer Druck aufbauen, sondern es wird sich vielmehr eine Druckwelle ausbilden, die sich durch die Leitung fortpflanzt. Je größer also die Elastizität des Rohres mit seinen Komponenten ist, desto geringer wird die Druckwelle sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einschlägige Rohrkupplung so zu gestalten, daß bei Druckspitzendämpfung insbesondere eine Axialverschiebung bzw. Axialbewegungen der zu verbindenden Rohre gegeneinander vermieden werden. Diese Aufgabe ist bei einer Rohrkupplung der eingangs aufgezeigten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß die im wesentlichen durch die Enden von Rohren begrenzte Kammer stirnseitig durch Ringkolben abgedichtet ist, die gegen außerhalb der Kammer angeordnete Federn verschiebbar sind, und daß sich in der inneren Wandung der Kammer zwischen den Kolben Durchbrüche befinden, die den Innenraum der Rohre mit der Kammer verbinden. Durch eine Vorrichtung dieser Art wird beim Auftreten von Druckspitzen in erfindungsgemäß verbundenen Rohren eine Axialverschiebung der Rohrenden gegeneinander grundsätzlich vermieden. Letztere wird vollends vermieden, wenn sich beide Federn der Ringkolben gemeinsam an einem Rohrende abstützen. In diesem Falle wird der bei Druckspitzen auftretende Druckstoß ausschließlich von dem betreffenden Rohrende in sich aufgenommen und ausgeglichen, an welchem sich die Federn abstützen.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungsbeschreibung näher erläutert. Die einzige Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrkupplung.

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Bei der Rohrkupplung gemäß der Erfindung sind die Rohre 1 und 2 axialverschiebbar angeordnet und durch eine Dichtung 3 zum Raum abgedichtet, der über die öffnung 5 belüftet ist. In dem dargestellten Falle übergreift der Teil 11 des Rohres 1 das Ende des Rohres 2. Das strömende oder ruhende Medium der Rohre 1 und 2 füllt ii folge der Durchbrüche 6 auch die Kräfteausgleichskammer 7, wodurch in stationärem Zustand der Druck in den Rohren 1 und 2 dem Druck in der Kräfteausgleichskammer entspricht.

Die Kolben 8 und 9 weisen gleichgroße Kreisringflächen auf, wie sie durch die Rohre 1 und 2 beschrieben werden und dichten mit den Dichtungen 10 die Kammer 7 zur Umgebung ab. Auf diese Weise sind die beiden Rohre 1 und 2 axial frei verschiebbar und die Axialkraft der Rohre 1 und 2, hervorgerufen durch den Mediendruck wird durch die entsprechenden Gegenkräfte in der Kammer 7 voll kompensiert.

Die erfindungsgemäße Rohrkupplung soll nun nicht nur als kräftekompensiertes Längsausgleichsstück verwendet, sondern erfindungsgemäß zurDruckstoßdämpfung herangezogen werden.

Dies wird dadurch erreicht, daß die Kolben 8 und 9 mit der Erweiterung 11 des Rohres 1 bzw. mit Rohr 2 nicht starr verbunden, sondern entweder einseitig oder wie im Ausführungsbeispiel laut Figur 1 beidseitig über Federelement· 12 abgestützt werden.

Auf diese Weise wird bei Druckstößen und bei ruhenden oder sich voneinander bewegenden Rohren 1 und 2 eine Volumenvergrößerung der Kräfteausgleichskammer ermöglicht, wodurch eine Herabsetzung bzw. Dämpfung des Druckstoßes erreicht wird.

Die Minderung derartiger Druckstöße in Leitungssystemen spielt insbesondere in der Luft- und Raumfahrt eine entsoheidende Rolle, weil gerade dort gewichtssparende Konstruktionen die Wirtschaftlichkeit der Gesamtkonzeption stark beeinflussen.

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Claims

Patentansprüche

1Λ Rohrkupplung insbesondere für kraftkompensierende Druckspitzendämpfung mit teleskopisch im Abstand ineinandergreifenden, eine mit Druckmittel beschickbare Kammer bildende Rohrenden und zwei dazwischen angeordneten Dichtungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen durch die Enden von Rohren (1) und (2) begrenzte Kammer (7) stirnseitig durch Ringkolben (8) und (9) abgedichtet ist, die gegen außerhalb der Kammer (7) angeordnete Federn (12) verschiebbar sind, und daß sich in der inneren Wandung (2) der Kammer (7) zwischen den Kolben (8) und (9) Durchbrüche (6) befinden, die den Innenraum der Rohre (1) und (2) mit der Kammer (7) verbinden.
2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich beide Federn (12) jeweils an einem der Rohre (1) oder (2) abstützen.
3. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die eine der Federn (12) am Rohr (1) und die andere am Rohr (2) abstützt.
4. Rohrkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die von den Enden der Rohre (1) und (2) begrenzte Kreisringfläche dem Querschnitt der Rohre (1) und (2) entspricht.

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ORIGINAL INSPECTED