DE749555C

DE749555C - Hochdruckbehaelter

Info

Publication number: DE749555C
Application number: DED76847D
Authority: DE
Priority date: 1937-12-14
Filing date: 1937-12-15
Publication date: 1944-11-24

Description

Hochdruckbehälter Hochdruckbehälter sind in vielen Ausführungen bekannt. Bei der Notwendigkeit, solche Hochdruckbehälter für immer zunehmendere Drücke herzustellen, wurden nicht nur die Wandstärken einwandiger Gefäße verstärkt und hochwertige Werkstoffe verwendet, sondern es wurden auch Mehrlagenbehälter gebaut oder einwandige Gefäße mit Verstärkungen versehen.
Es sind, zunächst hauptsächlich füt Geschützrohre, Mehrlagengefäßegebaut worden, deren einzelne Teile durch sorgfältige Innen-und Außenbearbeitung mit kegeli.g ausgebildeten Berührungsflächen versehen und dann ineinandergeschoben wurden. Bekannt sind auch Geschützrohre, die aus einer mehr oder minder großen Anzahl dünnwandiger Rohre derart hergestellt wurden, daß die einzelnen Rohre übereinandergieschoben und dann durch Bearbeitung von außen im warmen Zustande miteinander vereinigt wurden.
Bekannt ist ferner, Hochdruckflaschen derart herzustellen, daß die schwachwandige Hochdruckflasche zur Verstärkung mit Draht o. dgl. umwunden wird. Auch sind bereits Rohre und Hochdruckflaschen zum "Zwecke größerer Widerstandsfähigkeit mit Verstärkungsringen versehen worden.
Des weiteren sind Druckspeicher bekanntgeworden, deren aus Metall bestehende Behälter dadurch von der Aufnahme des Innendrucks entlastet werden, daß sie von einem zweiten widerstandsfähigen Behälter umgeben sind und daß der Hohlraum zwischen beiden Behältern mit einem Druckübertragungsmittel ausgefüllt ist. Der äußere Behälter wird dabei .durch äußere Metallringe oder eine Drahtwicklung versteift, so daß seine Längswandung dein radialen Druck Widerstand zu leisten vermag.
Alle diese bekannten Verfahren sind nicht geeignet für die Herstellung von Hochdruckbehältern, wie sie heute immer mehr, insbesondere von der chemischen Industrie, benötigt werden. Solche Behälter, die hohen Drücken und meist gleichzeitig auch höheren Tempe- Taturen ausgesetzt sind, werden zur Zeit aus großen Stahlblöcken geschmiedet, zur Aufnahme der durch den Innendruck hervorgerufenen Spannungen müssen sie oft mit -rof:l@n Wandstärken hergestellt werden. Die Anforderungen an derartige Gefäße sind ständig im Steigen begriffen und haben eine natürliche Grenze in den bisher zu erreichenden Roliblockgewichten und auch in den überhaupt zur Verfügung stehenden Abmessungen der Schmiedepressen. Die Herstellung größerer Schmiedeblöcke ist außerordentlich schwierig, ja, es ist sogar technisch unmöglich, die Abmessungen der Blöcke über ein gewisses 1M11 zu steigern, da bei großen Querschnitten des Blockes beim Erstarren und Abkühlen innere Spannungen unvermeidbar sind, so daß das Auftreten von Rissen in kleinerer oder auch größerer Form sich nicht mit Sicherheit vermeiden läßt. Es wäre deshalb von der allergrößten Wichtigkeit. wenn es gelingen würde. Hochdruckbehälter aus kleineren Blockeinheiten in irgendeiner zusammengesetzten Form herzustellen.
Würde man Hochdruckgefäße dadurch herstellen wollen, daß man eine Vielzahl von Blechen übereinanderrollt und die Längsnähte verschweißt, bekäme man allerdings zum Schluß einen dickwandigen Zylinder, der aus einer Vielzahl von Einzelblechen, einzelnen Lagen. zusammengesetzt ist. Es ist in solchen Fällen immer notwendig, die Böden des Behälters an dem zylindrischen Schuß mit einer durch.zelienden Schweißnaht anzuschweißen. D s 11 a Vorhandensein der vielen Schweißnähte, insbesondere aber der im ganzen geschweißt Schuß, stellt einen großen Nachteil derartiger Behälter dar, da durch das Schweißen dicker und dazu noch urihomogener Wände leicht Fehler entstehen können, die bei den hohen, in dem "Zylinder herrschenden Drücken zu schlimmen Folgen führen können. Aus Sicherheitsgründen geht das Bestreben deshalb dahin. .derartige Gefäße aus dein Vollen zu schmieden und nicht aus geschweißtem Material herzustellen.
Diese Nachteile des Mehrfachlagenzylinders können nur dann vermieden werden, wenn man als Grundkörper, der auch die Flanschen und Verschlüsse trägt, in bekannter Weise einen verhältnismäßigdünnwandigen Behälter wählt, der nur die Längskräfte aufnehmen kann, während erfindungsgemäß die tangentialen Beanspruchungen durch zusätzlich angerollte Blechlagen, die in Längsrichtung Verschweißt sind, aufgenommen werden.
Es empfiehlt sich dabei, diese Blechlagen derartig aufzuschweißen, daß gewisse Vorspan.nungen erzielt werden, so daß im inneren Zylinder bruckspannungenerzeugt werden. Dieses Ziel kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Bleche vor dem Aufschweißen vorgewärmt und in vorgewärmtem Zustand zusammengeschweißt werden, so daß beim Abkühlen eine Schrumpfwirkung eintritt.
Auf diese Weise gelingt es, große Hochdruckbehälter, die man bisher nur aus s@hwersten Blöcken und teilweise überhaupt nicht mehr herstellen konnte, anzufertigen. Die eigentliche Hochdruckkammer weist in diesein Falle keine Schweißstellen auf und kann vor allen Dingen innen und außen bearbeitet werden. Man ist durch diese Erfindung in der Lage. aus den heute größtmöglichen Blockgewichten Behälter von wesentlich größerem Inhalt und für größere Drücke herzustellen, als es bisher möglich war, zumal die Anzahl der Blechlagen beliebig erhöht «-erden kann.
In der beiliegenden Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt.
Abb. i zeigt einen geschmiedeten Zylinder mit mehreren aufgeschobenen Blechlagen.
In Abb.2 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher am Ende des geschmiedeten Zylinders ein treppenförmiger Übergang von der Zylinderwand zum verstärkten Kopfende angeordnet ist.
_Iibb: 3 zeigt eine anders gestaltete Ausführung des Kopfendes.
Ein nach bekanntem Verfahren ausgeschiniedeter und an den Enden gekümpelter Zylinder a ist mit mehreren Lagen von Blechen b überzogen (Abb. i). Diese Bleche «-erden beispielsweise aufgeschrumpft, um Druckvorspannungen in dem geschmiedeten Zylindermantel zu erzeugen. Es wird also das Blech in vorgewärmtem Zustand zusammengeschweißt. Die Schweißnähte werden jeweils gegeneinander versetzt angebracht.
Die Ausführungsform der Abb. a zeigt einen geschmiedeten Zylinder c, dessen Enden entweder zu Flanschen d ausgebildet sind oder mit einem Gewinde versehen werden, auf welches ein Flansch e aufgeschraubt werden kann. Das Ende des Zylinders c hat einen treppenförmigen Übergang von der Zylinderwand zu dem verstärkten Kopf, so daß die auf dem Zylinder aufgebrachten Bleche f jeweils gegeit eine senkrechte Kante anliegen und dadurch vollständig abgedeckt erscheinen. Durch den treppenförmigen Übergang vom Zylinderinantel zu dem verstärkten Kopf wird ein günstiger Spannungsverlauf irn Übergangsteil erzielt. Die obersten Bleche werden durch einen darübergerollten verschweißten und aufgeschrumpften Ring gesichert.
Die Kopfenden können auf die verschiedenste Art gestaltet werden, wie sie nun in den Äbb. i und 2 und auch in der Abb. 3 dargestellt werden, doch sind noch andere Formen möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. -Hochdruckbehälter großer Abmessung, der zur Aufnahme der Querkräfte eine Umwicklung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Längsteil eine Anzahl aufgerollter und längsgeschweißter Blechlagen aufgebracht sind.
2. Hochdruckbehälter .nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche auf dem Längsteil des Hohlkörpers dadurch aufgeschrumpft sind, daß sie vor dem Aufbringen auf den Längsteil vorgewärmt und @in vorgewärmtem Zustande zus:ammengeschweißt wurden.
3. Hochdruckbehälter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der aufgeschweißten Blechlagen von der Oberfläche des geschmiedeten Zylin-.ders an nach außen ständig zunimmt und daß der geschmiedete Zylinder zur Anpassung an die Blechlagen einen treppenförmigen Übergang von der Wand zum verstärkten Ende besitzt.
4. Hochdruckbehälter nach Anspruch i :bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des geschmiedeten Zylinders so ausgebildet werden, daß an .ihnen außer den Verschlüssen auch noch die Querbohrungen angebracht werden können, ohne daß die $1echlagen durch derartige Bohrungen verletzt werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften ...... Nr. 6337, 24:272, 34 663, 54 I'62, 56 98o, 103 977, 41i 3i7, 5i7 917; französische Patentschrift ... Nr. 817 150; britische Patentschriften 8762,/89, 476 713; USA.: -17438,77, i 925 118; Hütte, des IngienieursTaschenbuch, 24. Aufl., Bd. i, 1923, S. 724; Georg Kaiser, Construktion der gezogenen Geschützrohre, Wien igoo, Kapitel VIII, Theorie der beringten Zylinder, S. 134 ff.