DE2913757C2

DE2913757C2 - Verbindungsanordnung für die beiden Enden von zwei Rohren, insbesondere Kühlrohren einer Industrieofenwand

Info

Publication number: DE2913757C2
Application number: DE19792913757
Authority: DE
Inventors: Winfried 4300 Essen Gelsing
Original assignee: Oschatz 4300 Essen De GmbH
Current assignee: Oschatz 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1981-05-14
Also published as: DE2913757B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für die beiden Enden von zwei parallel aneinanderliegenden, aufeinanderfolgend von einer Flüssigkeit durchströmten Rohren, insbesondere Kühlrohren einer Industrieofenwand, — mit einer an die beiden auf gleicher Höhe liegenden Rohrenden angeschweißten, gerundeten Umkehrkappe.

Bei einer aus der Praxis bekannten Verbindungsanordnung dieser Art sind die beiden Rohrenden längs ihrer Berührungslinie geschlitzt und die hierdurch gebildeten Rohrwandungslappen bis in die Ebene der Seitenwandungen der Umkehrkappe herausgebogen sowie durch zusätzliche Schweißnähte untereinander und mit der Umkehrkappe verbunden. Derartige Verbindungsanordnungen können zwar einfach hergestellt werden, weisen aber einen besonders hohen, Flüssigkeitsturbulenzen verursachenden Strömungswiderstand auf. Sind die Verbindungsanordnungen, wie das bei aus Kühlrohren aufgebauten Industrieofenwänden allgemein üblich ist, mehrfach hintereinander angeordnet, wird der Strömungswiderstand so groß, daß eine Parallelschaltung verhältnismäßig vieler Wandabschnitte nicht mehr zu umgehen ist. Das ist sehr aufwendig, weil jeder Wandabschnitt einen separaten Flüssigkeitszulauf und Flüssigkeitsablauf benötigt. Diesen Aufwand will die Erfindung vermeiden, ohne jedoch auf die einfache Herstellbarkeit der Verbindungsanordnung zu verzichten.

Zwar ist es bei einem die beiden Enden von zwei parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten Rohren verbindenden 180°-Rohrbogen auch schon bekannt (DE-AS 12 96 526), zur Verminderung des Strömungswiderstandes dem Umkehrkanal mit Hilfe eines Einsatzformteiles Venturidüsenform zu verleihen. Dieses Einsatzformteil ist jedoch aufgrund seiner komplexen Gestalt in der Herstellung sehr aufwendig. — Ferner ist es bekannt (DE-AS 20 04 578), bei einem 90°-Rohrkrümmer Druckverluste verursachende Ablösungserscheinungen des Flüssigkeitsstromes durch eine die innere Rohrquerschnittsfläche nicht verändernde Rohrabflachung zu unterbinden. Das hat aber die Weiterentwicklung von Verbindungsanordnungen der eingangs genannten Art bisher nicht beeinflußt.

Der Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß sie einen verringerten Strömungswiderstand besitzt, aber leicht aus einfachen Teilen zusammenschweißbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß zwischen den beiden Rohrenden durch eine Abflachung zumindest des stromab liegenden Rohrendes ein Zwickelzwischenraum durch ein wenigstens mit den beiden Rohrenden verschweißtes, nach außen zum Zwickelzwischenraum hin ebenes sowie zum Innern der Umkehrkappe hin im Querschnitt konvex gestaltetes Formteil verschlossen ist, das zumindest einen in seiner Außenquerschnittskontur halb- bis vollkreisförmigen Profilstrangabschnitt aufweist.

Die Erfindung nutzt hierbei zunächst die im Stand der Technik bekannte Erkenntnis, daß man den Strömungswiderstand von Umkehrkrümmern durch venturidüsenförmige Querschnittsgestaltung des Strömungskanals vermindern kann. Darüber hinaus nutzt die Erfindung die im Stand der Technik bisher nicht bekannte Erkenntnis, daß man solche venturidüsenförmigen Querschnittsverengungen des Umkehrkanals auch mit ganz einfachen konstruktiven Mitteln, wie Rohrabflachungen und Profilstrangabschnitten konstanten Querschnittes, verwirklichen kann. Überraschend ist hierbei, daß sich diese Maßnahmen auch ohne Vergrößerung der Umkehrkappe, d. h., ohne Überschreitung des

doppelten Rohrdurchmessers anwenden läßt. Möglich ist das nur, weil die Abflachung des Rohrendes einersetis die Venturidüsenform beinhaltet sowie im Bereich der Umkehrkappe für eine Verminderung des Strömungskanalquerschnittes sorgt und andererseits durch den entstandenen Zwickelzwischenraum erst den Raum für die erforderlichen Schweißarbeiten schafft. Ist die genannte Abflachung an beiden Rohrenden verwirklicht, kann die Flüssigkeit sowohl in der einen als auch in der anderen Richtung die Verbindungsanordnung ι ο durchströmen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art geschaffen ist, die einen sehr niedrigen Strömungswiderstand aufweist und leicht aus einfachen Teilen zusammengeschweißt werden kann.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten. Der oben beschriebene Venturidüseneffekt ist besonders ausgeprägt, wenn die Abflachung spitzwinklig, vorzugsweise in einem Winkel von maximal 15°, zur Berührungslinie der beiden Rohre ausgeführt ist, und/oder der Querschnitt des von der Umkehrkappe und dem Formteil gebildeten Umkehrkanals im wesentlichen stetig in den Querschnitt des mit der Abflachung versehenen Rohrendes übergeht. Das Formteil besteht nach einer bevorzugten Ausführungsform aus einem äußeren Plattenelement und dem damit verschweißten Profilstrangabschnitt. Das äußere Plattenelement kann hierbei ohne weiteres aus zumindest einer mit der Umkehrkappe einstückigen, eingebogenen Kap;>enwandungszunge gebildet sein. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform, die einfacher ist, besteht das Formteil lediglich aus dem mit der Umkehrkappe verschweißten, in seiner Außenquerschnittskontur halbkreisförmigen Profilstrangabschnitt. Letzterer kann zwar in allen Fällen aus einem Vollprofil bestehen, einfacher und günstiger ist es jedoch, wenn dieser aus einem einseitig 'lachgedrückten Rohrabschnitt besteht. Der Profilstrangabschnitt kann ohne weiteres als Ganzes innerhalb der Umkehrkappe angeordnet und mit letzterer durch Innenschweißnähte verbunden sein. Herstellungstechnisch wesentlich günstiger ist es jedoch, wenn der Profilstrangabschnitt in Wandungsausnehmungen der Umkehrkappe angeordnet und mit letzterer durch Außenschweißnähte verbunden ist.

Im folgenden wir die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Verbindungsanordnung in einer ersten Ausführungsform,

F i g. 2 einen Schnitt A-A durch Gegenstand nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt B-B durch den Gegenstand nach den F i g. 1 und 2,

F i g. 4 einen Querschnitt entsprechend F i g. 1 durch eine Verbindungsanordnung in einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 5 einen Schnitt C-C durch den Gegenstand nach Fig. 4,

F i g. 6 einen Schnitt D-D durch den Gegenstand nach m> den F i g. 4 und 5,

F i g. 7 einen Querschnitt entsprechend F i g. 1 bzw. 4 durch eine Verbindungsanordnung in einer dritten Ausführungsform,

F i g. 8 einen Schnitt E-E durch den Gegenstand nach Fig. 7,und

F i g. 9 einen Schnitt F-F durch den Gegenstand nach den F i g. 7 und 8.

Die in den Figuren dargestellten Verbindungsanordnungen verbinden die beiden Enden 1, 2 von zwei parallel aneinanderliegenden Rohren, insbesondere Kühlrohren einer Industrieofenwand. Die Rohre sind aufeinanderfolgend in Richtung der eingezeichneten Pfeile von einer Flüssigkeit durchströmt. Allen drei Ausführungsformen ist zunächst gemeinsam, daß an die beiden auf gleicher Höhe liegenden Rohrenden 1,2 eine gerundete Umkehrkappe 3 angeschweißt ist. Zwischen den beiden Rohrenden 1, 2 ist durch eine Abflachung 4 zumindest des stromab liegenden Rohrendes 2 ein Zwickelzwischenraum 5 gebildet. Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 3 und 7 bis 9 weist nur das stromab liegende Rohrende 2 die Abflachung 4 auf, bei der Ausführungsform nach den F i g. 4 bis 6 weisen dagegen beide Rohrenden 1, 2 diese Abflachung 4 auf. Zwischen den beiden Rohrenden 1, 2 ist die Umkehrkappe 3 durch ein wenigstens mit den beiden Rohrenden 1,2 verschweißtes, außen ebenes sowie zum Inneren der Umkehrkappe 3 hin im Querschnitt konvex gestaltetes Formteil 6 verschlossen. Die bereits erwähnte Abflachung 4 ist spitzwinklig und zwar in einem Winkel von 15° zur Berührungslinie der beiden Rohre ausgeführt. Ferner verdeutlichen insbesondere die Fig. 1, 4 und 7, daß der Querschnitt des von der Umkehrkappe 3 und dem Formteil 6 gebildeten Umkehrkanals 7 im wesentlichen stetig in den Querschnitt des mit der Abflachung 4 versehenen Rohrendes 2 übergeht.

Bei der Ausführungsform anch den F i g. 1 bis 3 besteht das Formteil 6 aus einem in seiner Außenquerschnittskontur halbkreisförmigen Profilstrangabschnitt 8 in Form eines einseitig flachgedrückten Rohrabschnittes, der als Ganzes innerhalb der Umkehrkappe 3 angeordnet und mit dieser durch Innenschweißnähte 9 verbunden ist.

Bei der Ausführungsform nach den Fig.4 bis 6 ist hiervon abweichend, daß das Formteil 6 aus einem halbkreisförmigen Vollprofilabschnitt 8 besteht, der in Wandungsausnehmungen 10 der Umkehrkappe 3 angeordnet und mit letzterer durch Außenschweißnähte 11 verbunden ist.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 7 bis 9 besteht das Formteil 6 aus einem äußeren Plattenelement 12 und einem damit verschweißten, in seiner Außenquerschnittskontur kreisförmigen Vollprofilabschnitt 8. Das äußere Plattenelement 12 besteht hier aus einer mit der Umkehrkappe 3 einstückigen, eingebogenen und danach mit ihrem freien Rand an der gegenüberliegenden Seite der Umkehrkappe 3 angeschweißten Kappenwandungszunge mit dem Querschnitt der zugeordneten Rohrenden 1 bzw. 2 entsprechenden Aussparungen 13, 14. Der Vollprofilstrangabschnitt 8 ist als Ganzes innerhalb der Umkehrkappe 3 angeordnet und mit letzterer durch Innenschweißnähte 9 verbunden, welche die zwischen dem Vollstrangprofilabschnitt 8 und dem Plattenelement 12 befindlichen keilförmigen Zwischenräume mehr als ausfüllen.

In allen Fällen ist ein schlaufenförmiger Umkehrkanal 7 mit mehr oder weniger sich stetig änderndem Querschnitt und venturidüsenförmiger Querschnittsverengung am stromab liegenden Rohrende 2 verwirklicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindungsanordnung für die beiden Enden von zwei parallel aneinanderliegenden, aufeinanderfolgend von einer Flüssigkeit durchströmten Rohren, insbesondere Kühlrohren einer Industrieofenwand, — mit einer an die beiden auf gleicher Höhe liegenden Rohrenden angeschweißten, gerundeten Umkehrkappe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Rohrenden (1, 2) durch eine Abflachung (4) zumindest des stromab liegenden Rohrendes (2) ein Zwickelzwischenraum (5) gebildet und die Umkehrkappe (3) gegenüber dem Zwickelzwischenraum (5) durch ein wenigstens mit den beiden Rohrenden (1, 2) verschweißtes, nach außen zum Zwickelzwischenraum (5) hin ebenes sowie zum Inneren der Umkehrkappe (3) hin im Querschnitt konvex gestaltetes Formteil (6) verschlossen ist, das zumindest einen in seiner Außenquerschnittskontur halb- bis vollkreisförmigen Profilstrangabschnitt (8) aufweist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflachung (4) spitzwinklig zur Berührungslinie der beiden Rohre >i ausgeführt ist.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des von der Umkehrkappe (3) und dem Formteil (6) gebildeten Umkehrkanals (7) im wesentlichen stetig in den Querschnitt des mit der Abflachung (4) versehenen Rohrendes (2) übergeht.

4. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (6) aus einem äußeren Plattenelement (12) und dem damit verschweißten Profilstrangabschnitt (8) besteht.

5. Verbindungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Plattenelement (12) aus zumindest einer mit der L'mkehrkappe (3) einstückigen, eingebogenen Kappenwandungszunge besteht.

6. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (6) aus dem mit der Umkehrkappe (3) verschweißten, in seiner Außenquerschnittskontur halbkreisförmigen Profilstrangabschnitt (8) besteht.

7. Verbindungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstrangabschnitt (8) aus einem einseitig flachge- w drückten Rohrabschnitt besteht.

8. Verbindungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstrangabschnitt (8) als Ganzes innerhalb der Umkehrkappe (3) angeordnet und mit letzterer durch Innen- 5^r. schweißdrähte (9) verbunden ist.

9. Verbindungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilstrangabschnitt (8) in Wandungsausnehmungen (10) der Umkehrkappe (3) angeordnet und mit letzterer fco durch Außenschweißnähte (11) verbunden ist.