DE667144C

DE667144C - Entlasteter Faltenbalg-Rohrdehnungsausgleicher

Info

Publication number: DE667144C
Application number: DEB168485D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Ritz
Original assignee: Deutsche Waffen und Munitionsfabriken AG
Current assignee: Deutsche Waffen und Munitionsfabriken AG
Priority date: 1935-01-31
Filing date: 1935-01-31
Publication date: 1938-11-05

Description

Entlasteter Faltenbalg-Rohrdehnungsausgleicher Gegenstand der Erfindung ist ein entlasteter Faltenbalg-Rohrdehnungsausgleicher für Druck-, insbesondere Dampfleitungen.
Rohrdehnungsausgleicher haben den Zweck, Längenänderungen infolge Wärmedehnungen von Rohrleitungen auszugleichen. Man benutzt hierfür entweder Stopfbuchsen oder aber metallische Membranfaltenhälge. Während man bei Stopfbuchsenausgleichern mit einer recht erheblichen Reibungsarbeit rechnen muß, treten bei Federrohräusgleichern, zumal bei größeren Ausführungen, hohe Federungskräfte auf, die dem durch Wärmedehnung der Dampfleitung hervorgerufenen Schub entgegenwirken und beträchtliche Festpunktdrücke der Rohrleitung ergeben. Eine weitere starke Belastung der Rohrleitungsfestpunkte wird hervorgerufen durch die infolge der Dampfspannung bewirkte, in Richtung der Rohrleitung auftretende starke Spreizkraft auf die Membr'anringflächen.
Dieser Schub tritt besonders in Erscheinung bei Rohrleitungen größeren Durchmessers und bei höheren Dampfspannungen. Man hat schon versucht, einen Ausgleich dieser Schubkraft durch neben- bzw. ineinander angeordnete Membranfaltenbälge zu erreichen. Es stellte sich aber heraus, daß alle diese dampfdruckentlasteten Federrohrausgleicher, zumal bei großen Dampfleitungen, nur mangelhaft arbeiten, da die für größere Drücke und große Dampfmengen benutzten großen Membranfaltenbälge eine so starke Eigenfederung besitzen, daß der an und für sich theoretisch zwar richtig festgelegte Druckausgleich beinahe illusorisch werden muß. So beträgt beispielsweise für eine Rohrleitung von aoo mm Durchmesser die Eigenfederung des Faltenbalges etwa 2,5 t und bei 400 mm Rohrdurchmesser sogar schon 7,5 t. Bei Verwendung derart entlasteter Rohrausgleicher können dementsprechend die Drücke an den Festpunkten der Rohrleitung durchaus noch nicht aufgehoben werden.
Um diesen Mangel auszuschalten, werden erfindungsgemäß federnde Druckmittel, wie Schraubenfedern o. dgl., vorgeschlagen, welche die Enden des Faltenbalges entgegen der beim Betrieb infolge des Druckes in der Rohrleitung wirkenden Spreizkraft sowie der Eigenfederung des Faltenbalges zusammenziehen und diesen unter Vorspannung halten, so daß für den Betriebszustand die Festpunkte der Rohrleitung annähernd entlastet sind.
Gegenüber den dampf druckentlasteten Federrohrausgleichern zeichnet sich diese Einrichtung durch erheblich einfachere und billigere Herstellung aus.
Abb. r zeigt schematisch den Einbau des Rohrdehnungsausgleichers zwischen zwei Festpunkten. Abb.2 ist ein Schaubild, aus welchem die Festpunktbelastungen zu ersehen sind. In Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Rohrdehnungsausgleichers im Schnitt dargestellt, während in Abb-. ¢ die Anwendung einer Hebelübersetzung für den Rohrdehnungsausgleicher schematisch gezeigt wird.
Nach Abb: i ist der Faltenbalg i zwischen den Rohrleitungen 17 und i8 eingebaut; die an den Stellen i9 und 2o befestigt sind. Im Betriebszustand dehnen sich infolge Erwärmung der Leitung die zwischen den Festpunkten i9 und 2o liegenden Rohrleitungen 17 und 18 aus, so daß sich entsprechend Abb. 2 die ursprüngliche Länge L des Falten-Balges i auf L1 verkürzt.
Die Eigenfederung des Membranfalten-Balges i wirkt dieser Längenänderung der Leitungsrohre entgegen und verursacht an den Festpunkten der Rohrleitung einen bestimmten Druck. Außer dieser Eigenfederung des Membranfaltenbalges drückt auch noch der Dampfdruck in der Rohrleitung auf den Faltenbalg i und versucht, diesen zu verlängern. Diese nicht unerhebliche Zusatzbelastung macht sich gleichfalls in den Festpunkten ig und 2o bemerkbar. In dem Schaubild 2 sind diese beiden auf die Festpunkte wirkenden Druckkräfte oberhalb der Nullinie als Ordinaten aufgetragen und durch die Linie a angedeutet.
Um diese Druckkräfte aufzuheben, sind die Schraubenfedern 9 vorgesehen, die den Faltenbalg in entgegengesetzter Richtung zusammendrücken. Der durch die Schraubenfedern hervorgerufene Druck ist durch die Linie b angedeutet. Er ist der Druckkraft a entgegengesetzt gerichtet; die hieraus resultierende, auf die Festpunkte wirkende Kraft zeigt die Linie c an. Diese ist bei der ursprünglichen Länge L des Faltenbalges als Vorspannung D am größten und vermindert sich im Betriebszustand bis auf den Wert Null, wenn der Faltenbalg infolge Wärmedehnurig der Rohrleitungen 17 und, iä die Länge L1 erreicht hat. Bei dieser Länge I_1 ist jeder der beiden Festpunkte vollkommen druckentlastet. Verkürzt sich der Faltenbalg noch mehr, so erhalten die Festpunkte eine durch die Linie d angedeutete Druckbelastung. Durch Verändern des Druckes der Schraubenfeder 9 hat man es in der Hand, die Vorspannung D beliebig zu ändern" die. man immer so groß wählen wird, daß sich im Betriebszustande bei der Verkürzung des Faltenbalges auf die Länge L1 die auf die Festpunkte wirkenden Zug- und Druckkräfte aufheben.
Entsprechend Abb.3 ist der Membränfaltenbalg i an je einem Ende mit dem Flansch 2 und 3 des Rohrausgleichers verbunden. An dem Flansch 2 sind Bolzen 4 befestigt, die in dem Gegenflansch 3 frei hindurchgeführt sind. Die Mutter 5 dient als Hubbegrenzung. Ein Winkelstück 6, das mit einem Innenwinkel 8 und einem Außenwinkel 7 versehen ist, legt sich mit dem Teil 8 gegen den Faltenbalg i. Die Feder 9 ist auf den Bolzen gesteckt und wird durch die Mutter iö mit einer bestimmten, beliebig einstellbaren Spannung zusammengedrückt. Man kann auch die Druckfeder 9 zwischen die Mutter 5 und den Flansch 3 legen oder eine einstellbare Zugfeder zwischen die Flansche 2 und 3 hängen.
Man kann schließlich die Entlastungseinrichtung entweder so anordnen, daß die Polzen 4 sämtlich in den Flansch 2 eingeschraubt sind, man kann aber auch entsprechend dem unteren Teil der Abb. 3 den Flansch 3 zum Befestigen eines Teiles der Bolzen 4. verwenden, den Teil 8 auf der gegenüberliegenden Seite des Faltenbalges anliegen lassen und somit die druckausgleichende Vorrichtung wechselseitig wirken lassen. An Stelle des Winkelstückes 6 kann selbstverständlich auch irgendein anderes Zugorgan verwendet werden, wie überhaupt die besondere Ausgestaltung der druckausgleichenden Teile ganz dem Belieben des Konstrukteurs überlassen bleibt. So sind entsprechend Abb. q. auf die Enden des Faltenbalges zwei Winkelstücke i i und r2 gesetzt. Zwei Hebel 13 und 14, die an der Berührungsstelle 15 aufeinander abwälzen, werden durch die Feder i6 mit ihren äußeren Teilen auseinandergedrückt. Sie pressen dementsprechend 'mit ihren inneren, hakenartig gekrümmten Enden die Winkelstücke i i und 12 und damit auch den Membranbalg i zusammen. Durch diese Wälzhebelübersetzung ist es möglich, bei verhältnismäßig geringen Hubbewegungen des Membranfaltenbalges mit einem großen Hub der Gegendruckfeder zu arbeiten. An Stelle der Wälzhebelübersetzeng kann auch irgendeine andere Übersetzung durch ein- und zweiarmige oder auch scherenartig wirkende Hebel angewendet werden. ' Der Einbau des Federrohrausgleichers wird entweder so vorgenommen, däß man den Membranfältenbalg durch Anziehen der Muttern io gleich mit einer bestimmten Vorspannung zwischen die Rohrleitungen 17 und i8 einsetzt und durch Anziehen der Flanschschrauben wieder verlängert; oder aber; daß man nach dem Einbau und Inbetriebsetzen des Rohrdehnungsausgleichers die Muttern so weit anzieht, bis für einen bestimmten Betriebszustand der Dehnungsdruck des Faltenbalges und die Federkraft gleich sind und mithin auf die beiden Festpunkte weder eine lug- noch Druckkraft einwirkt.
Die Anzahl der Druckorgane, die der Eigenfederung des Membranfaltenbalges schließlich des durch den Betriebsdruck hev'x vorgerufenen Schubes entgegenwirken, käni' beliebig gewählt werden. Man kann ein Druckorgan oder auch mehrere benutzen. Eine besonders empfehlenswerte und zweckmäßige Bauart zeigt die Ausführung nach Abb. 3.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. EntlasteterFaltenbalg-Rohrdehnungsausgleicher für Druckleitungen, gekennzeichnet durch ein oder mehrere federnde Druckmittel, wie Schraubenfedern o. dgl., welche ' die Enden des Faltenbalges entgegen der beim Betrieb infolge des Druckes in der Rohrleitung wirkenden Spreizkraft sowie der Eigenfederung des Faltenbalges (i) zusammenziehen und diesen unter Vorspannung halten, so daß für den Betriebszustand die Festpunkte der Rohrleitung annähernd entlastet sind.
2. EntlasteterFaltenbalg-Rohrdehnungsausgleicher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Faltenbalg im Ouerschnitt Z-förmig gestaltete Winkelstücke (8) gesetzt sind, die mit dem einen Schenkel gegen den Faltenbalg anliegen und mit dem anderen als Anlage für die Druckfedern (9) dienen, die auf Bolzen (q.) gesteckt sind, welche am Flanschteil (3) des Rohrausgleichers befestigt sind und durch auf den Bolzen geschraubte Muttern (io) unter einer bestimmten, beliebig regelbaren Vorspannung gehalten werden, die der Betriebsbelastung des Faltenbalges entgegenwirkt.
3. Entlasteter Faltenbalg-Rohrdehnungsausgleicher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung von dem Faltenbalg auf die Gegendruckfedern durch Hebel, z. B. Wälzhebel oder auch scherenartig angeordnete Hebel, bewirkt wird.