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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Führungseinsatz, welcher in Rohre eingebaut
wird nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Der Führungseinsatz nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1
angegebenen Gattung erleichtert den Transport von Körpern geometrisch definierter
Form in von Flüssigkeiten durchströmten Rohren. Ferner ist dieser Führungseinsatz
in seiner Formgebung derart federelastisch gestaltet, daß sein Einbau in diese Rohre
ohne Probleme erfolgen kann und daß nach dem Einbau sich der Führungseinsatz im
Rohr selbst zentriert.
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Es ist bekannt aus DE-OS 3121783, daß in eine Kammer einer Schleuse
ein auswechselbarer Einsatz zur Querschnittsveränderung eingebaut ist.
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Dieser auswechselbare Einsatz zeigt unten 2 Sicken, auf dem ein Behälter
aufliegt. Aus dem Fachbeitrag "Kruyer J., Redberger P.J. and Ellis H.S. The Pipeline
Flow of Capsules, Part 9: Analytical and experimental correlation of the velocity,
pressure gradient and eccentricity of a cylinder carried along a pipe by liquid
in laminar flow. J. Fluid Mech. 30, 3, 513-531 (1967)" ist bekannt, daß bei zylindrischen
Kapseln der Abstand zwischen Kapsel und Rohr einer der wichtigsten Parameter ist,
der die Kapselgeschwindigkeit entscheidend beeinflußt. Es ergibt sich eine deutliche
Zunahme der Kapselgeschwindigkeit, wenn der Abstand zwischen Kapsel und Rohr größer
wird. Aus diesem Grunde wurden die Kapseln mit Ringen und Kufen versehen, um den
Kapseltransport in von Flüssigkeiten durchströmten Rohren zu verbessern bzw. die
Förderleistung (KW) zu reduzieren.
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Bei dem erst erwähnten Beispiel des'mit unteren Sicken versehenen
auswechselbaren Einsatzes einer Schleusenkammer, auf dem die Behälter aufliegen,
sollten offenbar ein Behälter, welcher spezifisch schwerer ist als die Flüssigkeit,
welche diese Behälter in die Kammer einträgt, möglichst leichtgängig gefördert werden,
denn nur bei diesem Anwendungsfall erfüllen die Sicken ihren Zweck, nämlich die
Behälter mit möglichst geringer Reibung zu transportieren. Sobald die Behälter spezifisch
leichter sind als die Förderflüssigkeit schwimmen diese auf
und
gleiten an der oberen Fläche des Rohres, welche die Kammer der Schleuse bildet.
Diese Reibung verlangsamt die Transportgeschwindigkeit des Behälters beträchtlich
und erhöht die zur Vorwärtsbewegung der Behälter benötigte Antriebsenergie.
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Bei dem zweiten erwähnten Beispiel wurden die zu befördernden Behälter
mit Ringen und Kufen versehen. Das ergab hinsichtlich Leichtgängigkeit des Transportes
und Einsparung von Antriebsenergie nahezu optimale Ergebnisse.
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Im Anwendungsfall der hydraulischen Förderung von mit Nahrung gefüllten
Behältern, welche zunächst durch Heißwasser und anschließend durch Kalt- bzw. Kühlwasser
bewegt werden, können die Behälter nicht mit derartigen Ringen oder Kufen versehen
werden. Der Aufwand hierfür würde sich nicht lohnen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leichtgängigen Transport
von Körpern in einer von Flüssigkeit durchströmten Rohrleitung zu gewährleisten
und zwar unabhängig davon ob die Körper spezifisch leichter oder schwerer sind als
die Förderflüssigkeit.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß folgendermaßen gelöst: Um ebenso
günstige Transportverhältnisse zu bekommen, wie die mit Ringen und Kufen ausgestatten
Behälter, liegt es nahe, an Stelle der Körper gleich die Rohre, welche den Förderkanal
bilden, mit derartigen Kufen zu versehen. Da diese Körper,je nachdem sie heiß sind
und in kaltes Wasser fallen oder kalt sind und in heißes Wasser fallen, im ersten
Fall in der Flüssigkeit untergehen und im zweiten Fall in der Flüssigkeit aufschwimmen,
muß der Förderkanal sowohl unten derartige Kufenpaare haben als auch auf der gegenüberliegenden
oberen Fläche. Auf diese Weise werden die Behälter etwa in der Mitte des Förderkanal
zwischen den beiden Kufenpaaren geführt, was einen besonders leichtgängigen Transport
der Behälter ergibt.
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Es gibt Fälle, in denen die Körper bereits von Haus aus eine Art Kufe
haben, z.B. wenn aus herstellungs- und verschließtechnischen Gründen
der
Deckel und Boden einer Weißblechdose einen Bördel aufweist. Ein überstehender Bördel
hat dieselbe Wirkung wie eine Kufe. Auch in diesen Fällen sind zusätzliche Kufenpaare
zur Führung sehr vorteilhaft, weil sie die Reibung zwischen bewegtem Körper und
stehender Führung vermindert.
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Da die einzelnen geraden Rohrstücke bis zu 20 m lang oder sogar noch
länger sein können, bereitet das Einziehen derart langer Führungseinsätze in derart
lange Rohre Schwierigkeiten, denn die Rohre und die Führungseinsätze unterliegen
bei ihrer Fertigung bestimmten Toleranzgrenzen. Ist das Übermaß des lichten Querschnittes
des Führungseinsatzes z.B. zu groß oder weist der innere Rohrquerschnitt gar noch
Untermaß auf, dann kann es vorkommen, daß die Führungseinsätze beim Einziehen in
die Rohre festsitzen, was sehr zeitaufwendige Nacharbeit zur Folge hat. Aus diesem
Grunde wird der Führungseinsatz erfindungsgemäß derart in seinem Querschnitt profiliert,
daß die im Rohr anliegenden freien Schenkel des Führungseinsatzes wie eine Feder
nachgeben sobald an irgendeiner Stelle oder entlang der gesamten Länge der äußere
Querschnitt des Führungseinsatzes größer ist als der innere Querschnitt des Rohres.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieses Übermaß derart optimal gewählt wird, daß
sich der Einsatz ohne zusätzlichen Aufwand leicht in das Rohr einziehen läßt, und
der Führungseinsatz dann noch mit einer gewissen Vorspannung fest im Rohr eingebaut
ist und sich auf diese Weise selbst zentriert.
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Verschiedene Ausführungsbeispiele sind in den nachfolgenden Figuren
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 zwei Führungseinsätze in ein Rechteckrohr eingebaut
mit zwei gegenüberliegenden Kufenpaaren.
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Fig. 2 einen einteiligen Führungseinsatz in einem Rechteckrohr mit
zwei gegenüberliegenden Kufenpaaren, wobei dieser Führungseinsatz unter Vorspannung
im Rechteckrohr eingebaut ist.
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Fig. 3 einen einteiligen Führungseinsatz in einem Rechteckrohr mit
zwei gegenüberliegenden Kufenpaaren unter Vorspannung im Rechteckrohr eingebaut
dargestellt für die Ausführungsvariante eines leichten Körpers.
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Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand obiger Figuren nach
Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.
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In Fig. 1 ist ein zweiteiliger Führungseinsatz 1 in einem rechteckigen
Rohr 3 eingebaut, welches den Förderkanal bildet und von Flüssigkeit durchströmt
wird. Der in der Flüssigkeit transportierte Körper 2 hat aus herstellungstechnischen
Gründen sowohl am Boden als auch am Deckel des zylindrischen Körpers 2 jeweils einen
Bördel 6. Dieser Bördel 6 gleitet auf den eingebauten Führungseinsätzen. Im dargestellten
Fall wird der Körper 2 rollend transportiert. Auf der Deckel- und Bodenseite des
Körpers 2 befinden sich jeweils 2 Kufen zur Führung dieser Körper 2. Die Kufen bestehen
in diesem Ausführungsbeispiel aus Rundstäben 7, welche auf die beiden Hälften des
Führungseinsatzes aufgeschweißt sind.
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In Fig. 2 besteht der Führungseinsatz 1 aus einem profiliertem Blech
und ist gleich lang wie das rechteckige Rohr. Die Kufen 4 bestehen aus Sicken 5.
Das Profil des Führungseinsatzes ist derart gestaltet, daß die Berührungsstellen
8 beim Einziehen des Führungseinsatzes 1 in das rechteckige (oder runde) Rohr 3
federnd nachgeben können und sich somit in Rohr 3 selbst zentrieren. Ansonsten ist
die Wirkungsweise dieselbe wie in Fig. 1 dargestellt.
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In Fig. 3 ist ein Führungseinsatz 1 dargestellt mit jeweils einem
Kufenpaar unten und oben. Als Körper 2 ist ein sog. Leichtbehälter dargestellt,
welcher je nach Betriebsbedingungen sowohl in der Förderflüssigkeit untergeht, -
sich also auf dem unteren Kufenpaar gleitend fortbewegt - als auch in der Förderflüssigkeit
aufschwimmt und in diesem Fall unter dem oberen Kufenpaar gleitet. In diesem Ausführungsbeispiel
wird der Bördel 6 des Körpers 2 relativ eng zu 2 nahezu senkrecht verlaufenden Begrenzungsleisten
9 geführt. Somit ist gewährleistet, daß die Körper 2 während des Transportes sich
nicht in der
Führung einklemmen können. Die lichte Weite der Führung
ist derart ausgebildet, daß es auch dann zu keiner Selbsthemmung kommen kann, wenn
sich zwei benachbarte Körper 2 ineinander verkeilen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die Toleranzen zwischen der äußeren Kontur des Führungseinsatzes 1 und der
inneren Kontur des Rohres 3 so ausgewählt, daß sich der Führungseinsatz 1 im Rohr
3 selbst zentriert, also spielfrei befestigt ist.
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Stichwortverzeichnis: 1 Führungseinsatz 2 Körper geometrisch definierter
Form 3 Rohr (rechteckig oder rund) 4 Kufe 5 Sicke 6 Bördel 7 Rundstab 8 Berührungsstellen
9 Begrenzungsl ei ste