DE4140930A1 - Vorrichtung zum kuehlen laengsnahtgeschweisster rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen längsnahtgeschweißter Rohre in einer der Einformstrecke und der Schweißanlage nachgeordneten und der Kalibrierstrecke vorgeordneten Kühlstrecke zur intensiven Kühlung des Schweißnahtbereiches, mit oberhalb und unterhalb des Rohres horizontal angeordneten Führungsrollen zum Transportieren des zu kühlenden Rohres durch die Kühlstrecke.

Rohrkühlstrecken der eingangs geschilderten Art sind bekannt sie werden beispielsweise hinter den Hochfrequenz-Induktionsschweißstrecken von Rohren eingesetzt, wobei es gleichfalls bekannt ist den in der Einformstrecke in den Vorbiegegerüsten erzeugten Längsschub auf das eingeformte Band durch die Kühlstrecke hindurch bis zur Kalibrierstrecke dadurch zu erhalten daß mit einer Vielzahl von Führungsrollen der Transport des Rohres durch die Kühlstrecke ermöglicht wird. Bekanntlich werden zur Kühlung des Rohres auf den Schweißnahtbereich gerichtete Düsen eingesetzt, von denen eine Vielzahl hintereinander angeordnet, benachbarte Rohrbereiche bestreichen.

Will man mit Hilfe der geschilderten Führungsrollen einen Vorschub des zu kühlenden Rohres innerhalb der Kühlstrecke erreichen, so können diese nur im Abstand zueinander zwischen den Kühldüsen angeordnet werden, so daß die auf das Rohr aufgesetzten oberen Führungsrollen die Kühlleistung pro Meter Kühlstrecke herabsetzen und die Kühlstrecke aufwendig und sehr lang wird.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Kühlen längsnahtgeschweißter Rohre derartig zu verbessern, daß der Einsatz einer konstruktiv einfachen und sehr kurzen Kühlstrecke bei gleichzeitigem großen Längsschub aus der Einformstrecke in die Kalibrierstrecke möglich wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kühlstrecke durch eine die obere Führungsrolle durchgreifende Längsschlitzdüse gebildet ist, deren Austrittsöffnung dicht oberhalb der Schweißnaht und längs zu dieser verlaufend positioniert ist. Neu und erfinderisch an dem Vorschlag ist, daß zum Kühlen des Rohres im Schweißnahtbereich eine Längsschlitzdüse verwendet wird, die die oberen Führungsrollen durchgreift und somit die Kühlung des Rohres im Bereich der Führungsrollen nicht unterbrochen wird.

Wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen ist, daß die oberen Führungsrollen zweigeteilt sind, wobei die beiden Hälften der Führungsrollen spiegelbildlich beidseitig der Längsschlitzdüse auf einer gemeinsamen Achse gelagert sind, die die Längsnahtdüse abgedichtet durchgreift, so wird mit dieser Lösung nur eine minimale Störung innerhalb der Längsschlitzdüse erreicht. Letztere durch die Steckachse der beiden Führungsrollenhälften, die durch zwei gegenüberliegende und gegenüber der Steckachse abgedichtete Bohrungen der Längsschlitzdüse geführt ist. Abgesehen von dieser geringen Störung durch die Steckachsen der Führungsrollen läßt sich ein gleichmäßiger, über die gesamte Rohrlänge verlaufender Kühlmittelvorhang erzeugen, so daß eine extrem kurze Kühlstrecke erstmals möglich wird.

Vorzugsweise sind die oberen führungsrollen und die Längsschlitzdüse an einem parallel zum Rohr verlaufenden Tragbalken angeordnet. Dieser Tragbalken kann gleichzeitig als Zuführrohr für das Kühlmedium zur Längsschlitzdüse gestaltet sein.

Nach einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Tragbalken gegenüber dem Rohr höhenverstellbar gelagert ist. Auf diese Weise wird es möglich, sehr unterschiedliche Rohrdurchmesser mit der gleichen erfindungsgemäßen Vorrichtung zu Kühlen, indem der Tragbalken und mit diesem die Längsschlitzdüse gegenüber dem Scheitel des Rohres einstellbar ist.

Dem gleichen Zweck, nämlich der Kühlung unterschiedlicher Rohrdurchmesser dient ein anderer Vorschlag der Erfindung, nach dem die Führungsrollen und/oder Führungsrollenhälften an den zu kühlenden Rohrdurchmesser anpaßbar sind.

Es hat sich gezeigt, daß es günstig ist, wenn der Abstand der Austrittsöffnung der Schlitzdüse zum Rohrscheitel etwa der zweifachen maximalen Rohrwanddicke entspricht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Längsschlitzdüse in einem Behälter angeordnet ist, dessen Stirnseiten mit Durchlaßöffnungen für das Rohr versehen sind. Vorzugsweise sind innerhalb des Behälters in Durchlaufrichtung des Rohres beidseitig neben der Längsschlitzdüse schleusenförmige Rückhalteelemente für das die Längsschlitzdüse verlassende Kühlmedium angeordnet, mit denen das Kühlmittetniveau im Behälter auf einen Stand oberhalb des Rohrscheitels einregelbar ist, wobei das die Rückhalteelemente überwindende Kühlmittel im Behälter auf fangbar und in den Kühlmittelkreislauf rückführbar ist. Durch diese Behälterkonstruktion wird sichergestellt, daß während des Kühlvorganges das gesamte Rohr vom Kühlmittel umspült ist, welches durch die Längsschlitzdüse stetig zugeführt wird. Über einen durch die schleusenförmigen Rückhalteelemente gebildeten überlauf läuft das Kühlmittel in den Behälter zurück, wo es aufgefangen und - ggfs. nach Aufbereitung - in den Kühlmittelkreislauf zurückgeleitet wird.

Nach einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen daß mindestens ein oberhalb des Rohres angeordneter Teil des Rückhalteelementes zusammen mit der am Tragbalken befestigten Längsschlitzdüse auf den jeweiligen Rohrdurchmesser einstellbar ist.

Der besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mit der vorgeschlagenen Konstruktion in einfacher Weise Längsschub auf das Rohr übertragen werden kann, ohne dadurch eine Verlängerung der Kühlstrecke vornehmen zu müssen. Im Gegenteil die Kühlstrecke kann wesentlich dadurch verkürzt werden, daß die Kühlung nunmehr nicht mehr durch Führungsrollen unterbrochen wird. So ist eine gleichmäßig günstige Kühlung des gesamten vom Kühlmittel umspülten Rohres auch im Schweißnahtbereich möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine grob schematische Ansicht der Kühlstrecke in einem Behälter,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Rohreinlaufbereiches,

Fig. 3 einen Schnitt A-A nach Fig. 1 mit Blick auf die schleusenförmigen Rückhalteelemente und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kühlstrecke im Bereich eines Führungsrollenpaares.

In Fig. 1 ist mit 1 ein aus einer Blechkonstruktion bestehender Behälter bezeichnet, innerhalb dessen die Kühlstrecke 2 für das zu kühlende Rohr 3 angeordnet ist. Diese Kühlstrecke 2 besteht aus der in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten Längsschlitzdüse 4, die an einem Tragbalken 5 befestigt ist. Unterhalb der Längsschlitzdüse 4 und des Rohres 3 sind, ebenfalls an einem Tragbalken 6, untere Führungsrollen angeordnet, wie bei 7 angedeutet ist. Diesen Führungsrollen 7 sind obere Führungsrollen zugeordnet, wie bei 8 erkennbar ist. Zwischen den Führungsrollen 7 und 8 wird das Rohr 3 geführt, wobei gleichzeitig diesem ein Vorschub durch die Kühlstrecke 2 in Pfeilrichtung 9 erteilt wird.

Wie erkennbar ist, sind die Stirnseiten des Behälters 1 bei 10 und 11 durchbrochen und bilden Durchlaßöffnungen für das Rohr 3. Im Inneren des Behälters (Fig. 2) sind, wie bei 12 und 13 dargestellt, schleusenförmige Rückhalteelemente 12, 13 angeordnet. Das obere schleusenförmige Rückhalteelement 13 ist am Tragbalken 5 befestigt und mit diesem höhenverstellbar und auf unterschiedliche Rohrdurchmesser einstellbar (Fig. 3). Das untere Rückhalteelement 12 ist am Zwischenboden 1a des Behälters 1 starr befestigt und gegenüber dem Rohr 3 unveränderbar. Über die Rückhalteelemente 12, 13 fließendes Kühlmittel 21 läuft in den Behälter 1 und wird bei 14 abgeführt. Nach Aufbereitung kann das Kühlmittel erneut durch den Tragbalken 5 hindurch in die Längsschlitzdüse 4 eingeleitet und auf das Rohr 3 geführt werden.

Fig. 4 läßt erkennen, wie die Führungsrollen 7 und 8 befestigt sind. Die obere Führungsrolle 8 besteht aus zwei Hälften 8a und 8b, die auf einer gemeinsamen Achse 15 drehbar gelagert sind. Die Achse 15 durchdringt die Längsschlitzdüse 4 im Bereich entsprechender Bohrungen und ist mit Dichtelementen 16 gegenüber der Längsschlitzdüse 4 abgedichtet. Die freien Enden der Steckachse 15 sind in Lagerböcken 17 aufgenommen, die am Tragbalken 5 befestigt sind. Durch das innere 18 des Tragbalkens 5 wird das Kühlmedium eingeleitet und durch die obere Öffnung 19 in die Längsschlitzdüse eingeführt.

Das Rohr 3 liegt - wie erkennbar - auf der unteren Führungsrolle 7 auf, welche in ähnlicher Weise wie die Führungsrolle 8 bzw. deren Hälften 8a, 8b gelagert ist. Die Führungsrolle 7 ist ebenfalls höhenverstellbar, um den Rohrtransport auf konstanter Rotirmitte erfüllen zu können.

In Fig. 4 ist auch erkennbar, daß der Abstand der Austrittsöffnung 20 der Längsschlitzdüse 4 in einem durch die Rollenhälften 8a, 8b und in Abstand der Austrittsöffnung 20 vom Scheitel des Rohres 3 definierten Abstand eingestellt ist. Dieser Abstand sollte etwa das Zweifache der dicksten Rohrwanddicke sein. Durch die definierte Lage des Rohres 3 zwischen den Führungsrollenpaaren 7, 8 läßt sich der Abstand stets exakt einhalten, selbst wenn die einlaufenden Rohre in Längserstreckungsrichtung ungerade sind.

Die Anzahl der in Fig. 1 dargestellten Führungsrollen 7, 8 ist nur beispielhaft gewählt, es bietet sich an, beispielsweise in einer Kühlstrecke für Rohre im Durchmesserbereich von 20 bis 60 mm ca. alle 300 mm ein Führungsrollenpaar 7, 8 vorzusehen, bei einer Gesamtkühlstreckenlänge von ca. 1 bis 2 Metern.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Kühlen längsnahtgeschweißter Rohre in einer der Einformstrecke und der Schweißanlage nachgeordneten und der Kalibrierstrecke vorgeordneten Kühlstrecke zur intensiven Kühlung des Schweißnahtbereiches mit oberhalb und unterhalb des Rohres horizontal angeordneten Führungsrollen zum Transportieren des zu kühlenden Rohres durch die Kühlstrecke, dadurch gekennzeichnet , daß die Kühlstrecke durch eine die oberen Führungsrollen durchgreifende Längsschlitzdüse (4) gebildet ist, deren Austrittsöffnung (20) dicht oberhalb der Schweißnaht des Rohres (3) und längs zu dieser verlaufend positioniert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Führungsrollen (8) zweigeteilt sind, wobei die beiden Hälften (8a, 8b) der Führungsrollen (8) spiegelbildlich beidseitig der Längsschlitzdüse (4) auf einer gemeinsamen Achse (15) gelagert sind, die die Längsschlitzdüse (4) abgedichtet durchgreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Führungsrollen (8) und die Längsschlitzdüse (4) an einem parallel zum Rohr (3) verlaufenden Tragbalken (5) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragbalken (5) gegenüber dem Rohr (3) höhenverstellbar gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Führungsrollen (8) und/oder Führungsrollenhälften (8a, 8b) an den zu kühlenden Durchmesser des Rohres (3) anpaßbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Austrittsöffnung (20) der Längsschlitzdüse (4) zum Scheitel des Rohres (3) etwa der zweifachen maximalen Rohrwanddicke entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitzdüse (4) in einem Behälter (1) angeordnet ist, dessen Stirnseiten mit Durchlaßöffnungen (10, 11) für das Rohr (3) versehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Behälters (1) in Durchlaufrichtung des Rohres (3) beidseitig neben der Längsschlitzdüse (4) schleusenförmige Rückhalteelemente (12, 13) für das die Längsschlitzdüse (4) verlassende Kühlmedium angeordnet sind, mit denen das Kühlmittelniveau im Behälter (1) aus einen Stand oberhalb des Rohrscheitels einregelbar ist, wobei das die Rückhalteelemente (12, 13) überwindende Kühlmittel im Behälter (1) auffangbar und im Kühlmittelkreislauf rückführbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein oberhalb des Rohres (3) angeordneter Teil des Rückhalteelementes (13) zusammen mit der am Tragbalken (5) befestigten Längsschlitzdüse (4) auf den jeweiligen Rohrdurchmesser einstellbar ist.