DE869716C

DE869716C - Rohrverzweigung mit Aussenverstaerkung

Info

Publication number: DE869716C
Application number: DEV3143A
Authority: DE
Inventors: Hans Koepke
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1951-02-21
Filing date: 1951-02-21
Publication date: 1953-03-05

Description

Rohrverzweigung mit Außenverstärkung Zusatz zum Patent 823 553 Zur Verstärkung .der Verzweigungsstellen von Druckrohrleitungen großen Durchmessers, wie sie insbesondere bei Wasserkraftanlagen mit großem Gefälle und großer Wassermenge benötigt werden, ist die Anordnung einer einfachen, vom Zwickel zwischen den beiden Abzweigen in das Hauptrohr hineinragenden, ebenen Mittelwand vorgeschlagen worden. Diese Verstärkung zeichnet sich durch einen geringen zusätzlichen Baustoffbedarf aus. Sie ist jedoch nur brauchbar, wo die beiden Zweigleitungen gleichmäßig belastet sind. Werden jedoch durch die beiden Zweigleitungen gleichen Durchmessers, an die etwa getrennt regelbare Turbinen angeschlossen sind, wechselnde und daher gelegentlich stark verschiedene Wassermengen hindurchgeleitet, dann treten starke Wirbel mit den damit verbundenen Energieverlusten auf. Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden an Stelle einer Innenverstärkung verschiedene Formen von Außenverstärkungen vorgeschlagen, die entweder als quer zur Rohrachse liegende Armierungen oder als biegungssteife Rahmen ausgebildet werden. Der eine dieser beiden Vorschläge ergibt bei kleineren und mittleren Rohrdurchmessern und nicht allzu hohen Wasserdrücken durchaus brauchbare Abmessungen und einen erträglichen Materialaufwand. Bei großen Gefällen und Rohrdurchmessern wird jedoch die Höhe des Versteifungskragens sehr groß, was nicht nur:eii-ien großen Platzbedarf bedingt; sondern auch ein nachteiliges ,Einschneiden in den Beton des. Festpunktklotzes der Rohrleitung. Die erwähnten Ringarmierungen aber werden - außerordentlich schwer und kostspielig. Die an Stelle der Versteifungskragen ebenfalls bereits vorgeschlagenen, " im Querschnitt bogenförmigen Wülste mögen für kleine und mittlere Ausführungen eine brauchbare Lösung darstellen, für größere Rohrdurchmesser und .Gefälle aber sind sie nicht geeignet.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht; eine Außenverstärkung für Rohrverzweigungen anzugeben, die auch bei größten Rohrdurchmessern und höchsten Drücken einen geringen Material- und Platzbedarf aufweist und außerdem einfach und zuverlässig herzustellen ist.
Nach dem Patent -823 553- ist das Hauptrohr eines Rohrabzweigstückes an derAbzWeigstelle mit einem wenigstens einen Teil des Hauptrohres umhüllenden und gegen das Hauptrohr mit Rippen abgestützten Verstärkungsmantel versehen, dessen Achse zwischen der Achse des Hauptrohres und der Anschlußstelle des ,Abzweigrohres liegt. Dabei wird von dem allgemeineren Erfindungsgedanken eines schalenförmigen Verstärkungsmantels im Bereich der gefährdeten Querschnitte Gebrauch gemacht.
Die Zusatzerfindung besteht demnach in dem Vorschlag, bei .Abzweigstücken, Hosenrohren od. dgl. das Hauptrohr und die Abzweigrohre oder wenigstens das Hauptrohr oder die Abzweigrohre im Bereich der gefährdeten Querschnitte mindestens auf einem Teil ihres Umfanges mit einem gegen sie durch Rippen od.-dgl. abgestützten Verstärkungsmantel zu umgeben, der aus Zylinder- oder Kegelschalen oder Segmenten von Zylinder- oder Kegelschalen mit zum Hauptrohr oder zu den Abzweigrohren gleichachsig oder parallelachsig liegenden Achsen gebildet wird.
In weiterer Ausbildung der Erfindung soll die Verstärkung. durch einen zwischen den Zweigrohren liegenden sattelförmigen Verstärkungsmantel gebildet werden, der etwa aus kegelmantel- und zylindermantelförmig gekrümmten Blechschüssen gebildet wird. Dieser Verstärkungssattel wird dabei zweckmäßig so geformt, daß seine Blechschüsse den Zwickel zwischen den Zweigrohren überwölbend von der Scheitelmantellinie des einen Zweigrohres bis zur Scheitelmantellinie des benachbarten Zweigrohres reichen. Der Verstärkungssattel soll dabei in seinem Längsschnitt eine Form aufweisen, die etwa - der Verschneidungslinie .der Abzweigrohre entspricht. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den . Abstand -des Sattels von der Verschneidungslinie in der durch -die Achsen der Abzweigrohre gelebten Ebene am größten auszuführen. Um ein Einbeulen des Verstärkungsmantels zu vermeiden und zur weiteren Versteifung der Rohrverzweigung wird der Verstärkungsmantel gegen die Rohrwandungen durch Rippen oder Stehbolzen abgestützt, die im wesentlichen senkrecht zur Verschneidungsebene der Zweigrohre angeördnet sind. 'Aus Herstellungsgründen wird sowohl die obere als auch die untere Hälfte des Verstärkungsmantels aus einzelnen Blechschüssen-gebildet, die etwa zwischen die äußeren Ränder der Rippen eingeschweißt werden.
Die Erfindung- ist -in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Abb. i zeigt die Ausführung eines Hosenrohres mit zwei Zweigleitungen in Draufsicht, Abb. 2 im Längsschnitt und Abb. 3 in Ansicht von der .Seite der Zweigrohre her gesehen; in Abb.4 ist eine weitere Ausführungsform im Längsschnitt dargestellt.
Nach den Abb. r bis 3 sind zwischen den beiden Zweigrohren i und 2, in die sich das Hauptrohr 3 verteilt, . Rippen 4 bis 12 angeschweißt, die senkrecht auf der Ebene der Verschneidungslinie 13 stehen. Die Rippen q. bis. 7 reichen von der Scheitelmantellinie 14 des einen Zweigrohres über den Zwickel zwischen den beiden bis zur Scheitelmantellinie 15 des anderen Zweigrohres. Die mittlere Rippe 12 liegt in der durch die Achsen der beiden Zweigrohre gehenden Ebene. Zwischen; den äußeren Rändern dieser Rippen sind die schalenförmigen Blechschüsse 16 bis 23 eingeschweißt, die sich von dem Zweigrohr i zum Zweigrohr 2 wölben. Die Blechschüsse 16 und 23 sind zylindrisch gewölbt, während die Blechschüsse 17 bis 22 Teile von mehrerenKegelschalenverschiedener Neigungbilden. Wie besonders aus Abb. 2 zu erkennen ist, gleicht sich der sattelförmige Verstärkungsmantel in seinem Mittellängsschnitt etwa der Form der in der gleichen Ebene liegenden Verschneidungslinie 13 an, wobei allerdings die mittleren Versteifungsrippen 7, i i und insbesondere i2 am höchsten sind.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß das Einschweißen der Rippen und das Aufschweißen der gekrümmten Blechschüsse keine Schwierigkeiten bietet, da alle -Schweißnähte gut zugänglich sind und die zu verschweißenden Wandstärken keine großen Dickenunterschiede aufweisen. Am Ansatz der Verzweigung kann in an sich bekannter Weise ein schmaler Steg 24 angeordnet werden.
Bei der in Abb.4 im Querschnitt dargestellten Ausführungsform besteht der Verstärkungssattel im wesentlichen aus zwei Segmenten 27 und 28 eines Kegelmantels mit elliptischem Querschnitt, die wiederum durch Rippen 2g gegen die Zweigrohre abgestützt sind. Den Abschluß bilden zwei Kegelschalensegmente 30 und_ 31 mit sehr starker Neigung.
In ähnlicher Weise; wie es für ein Hosenrohr mit zwei Zweigrohren gezeigt wurde, kann die Erfindung auch. für Hosenrohre mit mehr Zweigröhren oder auch für einfache Abzweigstücke Anwendung finden. °

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Rohrverzweigung (Abzweigstück, Hosenrohr od. dgl.) mit Außenverstärkung nach Patent 823 553, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptrohr undloder :die Abzweigrohre im Bereich der gefährdeten Querschnitte wenigstens auf einem Teil ihres Umfangs von einem gegen sie durch Rippen abgestützten Verstärkungsmantel (16 bis 23 bzw. 27, 28, 30, 31) umgeben sind, der aus Zylinder- oder Kegelschalen oder Segmenten von Zylinder- oder Kegelschalen mit zum Hauptrohr oder zu den Abzweigrohren gleichachsig oder achsparallel liegenden Achsen gebildet wird.
2. Rohrverzweigung, insbesondere Hosenrohr, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zweigrohren (i und 2) ein sattelförmiger Verstärkungsmantel (16 bis 23 bzw. 27, 28, 3o, 311) angeordnet ist, der etwa aus kegelmantel- oder zylindermantelförmig gekrümmten Blechschüssen gebildet wird.
3. Rohrverzweigung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechschüsse so geformt sind, daß sie den Zwickel zwischen den Zweigrohren (i und 2) überwölbend; von der Scheitelmantellinie (1q.) des einen Zweigrohres bis zur Scheitelmantellinie (15) des anderen Zweigrohres reichen. q..
Rohrverzweigung nach den Ansprüchen i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechschüsse des Verstärkungsmantels gegen die Abzweigrohre durch Rippen (q. bis 12) oder Stehbolzen abgestützt sind, die senkrecht zu der Verschneidungsebene der beiden Zweigrohre stehen.
5. Rohrverzweigung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsmantel derart geformt ist, daß sein Längsmittelschnitt etwa der Form der Verschneidungslinie (13) der Zweigrohre entspricht.
6. Rohrverzweigung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Verstärkungsmantels von der Verschneidungslinie an der durch die Achsen der Zweigrohre gelegten Ebene am größten ist.
7. Rohrverzweigung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungssattel am Beginn der Verzweigung aus je einem oberen und unteren zylindrisch gekrümmten Blechschuß (16 und 23) und daran anschließend aus kegelmantelförmig gekrümmten Blechschüssen (17 bis 22) mit fortschreitend stärkerer Neigung gebildet wird. B. Rohrverzweigung nach einem oder mehreren der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Hälfte des Verstärkungssattels aus je zwei aneinandergesetzten Segmenten von Kegelschalen mit elliptischem Grundriß (27, 28 und 30, 31) gebildet werden. g. Rohrverzweigung nach einem oder mehreren der .Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechschüsse zwischen die Ränder der Versteifungsrippen eingeschweißt sind.