DE3519468C1 - Kreuzförmige, eine Strömung aufteilende Rohranlage - Google Patents

Description

• Die eine Strömung aufteilende Rohranlage weist ein Hauptrohr 5 und ein Paar erste Abzweigrohre 6 (6a, 6b) auf, deren Innendurchmesser D2 kleiner ist als der Innendurchmesser Dl des Hauptrohres. Die Abzweigrohre 6 (6a, 6b) zweigen vom Hauptrohr 1 derart ab, daß die Achsen der ersten Abzweigrohre 6a, 6b die Achse des Hauptrohres 5 kreuzen. Die Rohranlage weist außerdem ein zweites Abzweigrohr 7 mit einem Innendurchmesser D3 auf, der höchstens gleich ist dem Innendurchmesser D2 des ersten Abzweigrohres 6a, 6b, und dessen Achse die Achsen der ersten Abzweigrohre 6a, 6b kreuzt. Eine an die Innenfläche des Hauptrohres 5 angrenzende halbkugelförmige Führungsfläche 8 wird durch die Innenfläche des Verbindungsabschnittes zwischen dem Hauptrohr und dem zweiten Abzweigrohr 7 bestimmt, wobei die ersten Abzweigrohre 6a, 6b in den Verbindungsabschnitt einmünden. Dadurch wird die entlang der Innenfläche des Hauptrohres 5 bzw. in dessen Nähe strömende Flüssigkeit in die ersten Abzweigrohre 6a, 6b hinein gelenkt.
• Wie oben beschrieben worden ist, zweigen die ersten Abzweigrohre 6a, 6b vom Hauptrohr 5 derart ab, daß sie das eine Ende 5a des Hauptrohres 5 kreuzen, wobei ihre Achsen gegeneinander um einen bestimmten Winkel geneigt sein können. In den Fig. 3 bis 5 sind die ersten Abzweigrohre 6a, 6b zueinander koaxial dargestellt. Wie aus F i g. 3 deutlich ersichtlich ist, sind die Achsen der ersten Abzweigrohre 6a, 6b gegen ein Zentrum 0 des Endes 5a des Hauptrohres 5 versetzt, so daß ein Teil der äußeren Umfangsfläche jedes ersten Abzweigrohres 6a, 6b vom Ende 5a des Hauptrohres 5 freigelegt ist Der Innendurchmesser D2 der ersten Abzweigrohre 6a, 6b ist kleiner als der Innendurchmesser D1 des Hauptrohres 5. Das Verhältnis (D2/Dr) beträgt beispielsweise 0,67.
• Das zweite Abzweigrohr 7 ist mit den freiliegenden Abschnitten der ersten Abzweigrohre 6a, 6b verbunden und kreuzt diese. Der Innendurchmesser D3 des zweiten Abzweigrohres 7 ist im wesentlichen gleich oder kleiner als der Innendurchmesser D2 der ersten Abzweigrohre 6a, 6b, wobei das Verhältnis D3/D2 beispielsweise 0,96 beträgt.
• Die an die Innenfläche des Hauptrohres 5 angrenzende Führungsfläche 8 weist eine halbkugelförmige Oberfläche mit einem Durchmesser auf, der dem Innendurchmesser D1 des Hauptrohres 5 gleich ist.
• Wie oben beschrieben worden ist, zweigen die ersten und zweiten Abzweigrohre 6a, 6b und 7 vom Ende 5a des Hauptrohres 5 ab, so daß - wie aus den F i g. 4 und 5 deutlich ersichtlich ist - die verbleibenden Flächen der ersten Abzweigrohre 6a, 6b, die durch das zweite Abzweigrohr 7 geschnitten werden, sich vom Hauptrohr (in F i g. 2 in die obere Richtung) erstrecken, wodurch an die Führungsfläche 8 angrenzende Einleitungsflächen 9 (9a, 9b) bestimmt werden. Damit wird in der Rohranlage die aus dem Hauptrohr 5 ausströmende Flüssigkeit gleichmäßig in die ersten und zweiten Abzweigrohre 6a, 6b und 7 aufgeteilt, wobei gleichzeitig eine Pulsierung der Flüssigkeitsströmung im zweiten Abzweigrohr 7 verhindert wird. Außerdem wird die entlang der Innenfläche des Hauptrohres 5 und in dessen Nähe langsam strömende Flüssigkeitsschicht beim Erreichen des Endes 5a des Hauptrohres 5 entlang der Führungsfläche 8 zur Achse des Hauptrohres 5 und zu den Einleitungsflächen 9a, 9b gelenkt, was in den F i g. 3 bis 5 durch Pfeile angedeutet ist.
• Die zu den Einleitungsflächen 9a, 9b hin gelenkten Flüssigkeitsströmungen werden durch die Einleitungsflächen 9a, 9b in die ersten Abzweigrohre 6a, 6b hinein gelenkt. Daraus ergibt sich, daß fast die gesamte langsam strömende Flüssigkeitsschicht in die ersten Abzweigrohre 6a, 6b hinein gelenkt wird, während die in das zweite Abzweigrohr 7 hineinfließende Flüssigkeitsströmung, die entlang der Achse des Hauptrohres 5 bzw. in dessen Nähe fließende Flüssigkeitsströmung ist Demzufolge wird die Flüssigkeit in das zweite Abzweigrohr 7 mit einer gleichmäßigen Durchflußrate gelenkt und kann die Pulsierung im zweiten Abzweigrohr 7 verhindert werden.
• Die Führungsfläche 8 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Halbkugel ausgebildet. Die Führungsfläche 8 kann auch Teil eines Ellipsoides oder eines Konus sein. Die ersten Abzweigrohre 6a, 6b sind koaxial dargestellt. Die Achsen der ersten Abzweigrohre 6a, 6b können gegeneinander auch in einem Winkel geneigt sein, wie in Fig. 5 durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist.
• Wie oben beschrieben wurde, wird in der eine Strömung aufteilenden Rohranlage die entlang und in der Nähe der Innenfläche des Hauptrohres strömende Flüssigkeitsschicht stets in die ersten Abzweigrohre hinein gelenkt, die das Hauptrohr rechtwinklig kreuzen. Das heißt, diese wandnahe Flüssigkeitsschicht wird daran gehindert, in das zweite Abzweigrohr zu strömen, das zum Hauptrohr koaxial ausgerichtet ist. Dadurch wird eine Pulsierung der durch das zweite Abzweigrohr fließenden Flüssigkeitsströmung verhindert. Mit einer solchen Rohranlage ist es somit möglich, die aus dem Hauptrohr ausfließende Flüssigkeitsströmung gleichmäßig auf die ersten Abzweigrohre und auf das zweite Abzweigrohr aufzuteilen, so daß die Flüssigkeit durch jedes Abzweigrohr hindurch und in eine daran angeschlossene Vorrichtung mit einer stabilisierenden Strömungsrate hineinfließen kann.
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Claims (3)

1. Pateritansprüche: 1. Kreuzförmige, eine Strömung aufteilende Rohranlage mit einem Hauptrohr (5) zur Zufuhr einer Flüssigkeit, einem Paar erster Abzweigrohre (6a, 6b), die vom einen Ende (5a) des Hauptrohres (5) abzweigen und einen Innendurchmesser (D2) aufweisen, der kleiner ist als der Innendurchmesser (Dl) des Hauptrohres (5), und die das Hauptrohr (5) kreuzen, und einem zweiten Abzweigrohr (7), das einen Innendurchmesser (D3) aufweist, der höchstens gleich ist dem Innendurchmesser (D2) der ersten Abzweigrohre (6a, 6b), und das von dem Ende (5a) des Hauptrohres (5) abzweigt und die ersten Abzweigrohre (6a, 6b) kreuzt, g e k e n n z e i ch ne t d u r c h eine Führungsfläche (8) eines Verbindungsabschnittes, der sich durch Einziehen des Hauptrohres (5) auf den Durchmesser des zweiten Abzweigrohres (7) ergibt, und in den die ersten Abzweigrohre (6a, 6b) einmünden.
2. 2. Rohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (8) eine Halbkugel ist, deren Durchmesser gleich ist dem Innendurchmesser (D)des Hauptrohres (5).
3. 3. Rohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (8) Teil eines Ellipsoides ist 4. Rohranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (8) Teil eines Konus ist.

   Die Erfindung betrifft eine kreuzförmige, eine Strömung aufteilende Rohranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

   Eine derartige Rohranlage zur Aufteilung einer aus einem Hauptrohr ausströmenden Flüssigkeit in drei Strömungen, die durch drei Abzweigrohre weiterfließen, weist einen Aufbau auf, wie er in Fig. 1 in einem Längsschnitt und in F i g. 2 in einer Seitenansicht dargestellt ist.

   Diese bekannte kreuzförmige, eine Strömung aufteilende Rohranlage weist ein Hauptrohr 1 mit einem großen Durchmesser und ein paar erste Abzweigrohre 2 (2a, 2b) mit einem Innendurchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Hauptrohres 1. Die ersten Abzweigrohre zweigen von dem Hauptrohr 1 derart ab, daß die Achsen der ersten Abzweigrohre 2a, 2b zur Achse des Hauptrohres 1 senkrecht stehen und sich unter einem bestimmten Winkel kreuzen. Diese ersten Abzweigrohre (2a, 2b) sind in den F i g. 1 und 2 zueinander koaxial verlaufend dargestellt.

   Die Rohranlage weist außerdem ein zweites Abzweigrohr 3 auf, das sich vom stromaufwärtigen Ende des Hauptrohres 1 weg erstreckt und das einen reduzierten Durchmesser aufweist. Der Innendurchmesser des zweiten Abzweigrohres 2 ist im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der ersten Abzweigrohre 2a und 2b.

   In dieser bekannten Rohranlage bewegt sich ein Teil einer Flüssigkeitsschicht, die sich mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit an der Innenfläche des Hauptrohres 1 bzw. in dessen Nähe bewegt, an den ersten Abzweigrohren 2a und 2b vorbei und fließt in das zweite Abzweigrohr 3 hinein, wie in den F i g. 1 und 2 durch die strichpunktierten Linien dargestellt ist. Diese langsame Flüssigkeitsschicht wird im Obergangsbereich 4 zwischen dem Hauptrohr 1 und dem zweiten Abzweigrohr 3 derart beschleunigt, daß sie sich mit der Flüssigkeitsschicht verbindet, die mit einer relativ hohen Geschwindigkeit entlang der Achse des Hauptrohres 1 bzw. im Mittelbereich des Hauptrohres strömt. Dabei entstehen Wirbel und im Übergangsbereich 4 zwischen dem Hauptrohr 1 und dem zweiten Abzweigrohr 3 bzw in dessen Nähe eine pulsierende Flüssigkeitsströmung.

   Infolge einer solchen Pulsierung der Flüssigkeitsströmung ändert sich die Strömungsrate der Flüssigkeit, die durch das zweite Abzweigrohr 3 hindurchströmt, so daß die aus dem Hauptrohr 1 ausströmende Flüssigkeit in den ersten und im zweiten Abzweigrohr 2a, 2b und 3 nicht in gleiche Strömungsraten aufgeteilt werden kann.

   Außerdem verursacht die Pulsierung der Flüssigkeitsströmung eine unerwünschte Zunahme über oder eine Abnahme unter eine vorbestimmte Flüssigkeitsrate, so daß keine zufriedenstellende Aufteilung der Strömung erreicht werden kann.

   Aus F i g. 2 der US-PS 5 48 998 ist eine kreuzförmige Rohranlage bekannt, bei der ein Rohr an radial gegenüberliegenden Stellen je ein Loch aufweist. Jedes dieser beiden Löcher weist einen aufgebördelten Rand auf. An diesem Rand liegt ein Abzweigrohr dicht an. Auf diese Weise ergibt sich eine kreuzförmige Rohranlage. Die Rohre weisen bei dieser Rohranlage alle den gleichen Durchmesser auf. Die Aufteilung der Flüssigkeitsströmung in drei Teilströmungen ist dort nur sehr bedingt möglich, weil die durch ein Rohr einströmende Flüssigkeit in der Regel durch das mit diesem Rohr fluchtende Rohr ausströmt, während durch die vom ersten Rohr wegstehenden Abzweigrohre nur ein sehr kleiner Anteil der Flüssigkeit ausströmt.

   Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eine Strömung aufweisende Rohranlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die weiter oben beschriebenen Probleme, die in einer Rohranlage der eingangs genannten Art auftreten, derart gelöst werden, daß eine durch das Hauptrohr einströmende Flüssigkeit relativ gleichmäßig auf die Abzweigrohre aufgeteilt wird.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Rohranlage sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

   Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen, eine Strömung aufteilenden Rohranlage wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Rohranlage, F i g. 4 eine Seitenansicht dieser Rohranlage in einem Längsschnitt, und Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 111-111 aus F i g. 3.