DE8800060U1

DE8800060U1 - Rohrpaßstück

Info

Publication number: DE8800060U1
Application number: DE8800060U
Authority: DE
Original assignee: B and S METALPRAECIS GESELLSCHAFT fur METALLFORMGEBUNG MBH 4650 GELSENKIRCHEN DE
Current assignee: B and S METALPRAECIS GESELLSCHAFT fur METALLFORMGEBUNG MBH 4650 GELSENKIRCHEN DE
Priority date: 1987-01-24
Filing date: 1988-01-06
Publication date: 1988-02-25

Description

Andrejewski, Honice & Partner, Patentanwälte in Essen

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Rohrpaßstück für gasförmige sowie flüssige Fördermedien führende Rohrleitungen iiiit druckf"

stirnseitigen Dichtflächen, Verschleißhüise aus Sichtkeramik, wobei die Verschleißhülse in das Mantelelement eingesetzt ist. Rohrpaßstück bezeichnet im Rahmen der Erfindung ein kurzes
Rohrsegment, das in Rohrleitungen dort eingesetzt wird, wo
besondere Beanspruchungen durch Abrasion oder Erosion auftreten. Insbesondere sind dies Stellen erhöhter Strömungsgeschwindigkeiten hinter Drosselstellen, beispielsweise Blenden oder Regelarmaturen. Das Rohrpaßstück kann als Rohrsegment mit konstantem Durchmesser oder als Reduzierstück ausgebildet sein. Unter den Gattungsbegriff fallen fernerhin Formstücke, insbesondere Rohrbogenstücke und Verteilerstücke, die ebenfalls einem erhöhten Verschleiß unterliegen.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Rohrpaßstücken ist das
Mantelelement mit der Verschleißhülse fest verbunden. Die
Stirnseiten der Verschleißhülse und des Mantelelementes
schließen bündig ab. Die Stirnfläche der Verschleißhülse ist zugleich Dichtfläche. Die bekannte Ausführung ist nicht frei von Nachteilen. Von der angrenzenden Rohrleitung ausgehende
Biegemomente und Torsionsmomente übetragen sich auf die Verschleißhülse. Dies gilt auch für Druckschläge, beispielsweise Wasserdampfschlage in der Rohrleitung. Hinzu kommen unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten des im allgemeinen aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Mantelelementes und der sinterkeramischen Verschleißhülse. Bei unsachgemäßer Montage sowie bei instationären Betriebszuständen und Betriebsstörungen können die. dadurch hervorgerufenen Zug- und Druck-

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

kräfte einen Bruch der Verschleißhülse hervorrufen und zum Ausfall des Rohrpaßstückes führen. Im Ergebnis ist die Betriebssicherheit der bekannten verschleißfesten Rohrpaßstücke verbesserungsbedürftig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verschleißfeste Rohrpaßstücke anzugeben, die von der angrenzenden Rohrleitung ausgehende Biege- und Torsionsmomente sowie Druckschläge des Fördermediums ohne Zerstörung der sinterkeramischen Verschleißhülse aufnehmen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Dichtflächen auf dem Mantelelement angeordnet sind und daß die Verschleißhülse mit radialem Spiel sowie mit axialem Spiel kräftefrei in das Mantelelement eingelegt ist, wobei zwischen dem Mantelelement und der Verschleißhülse ein mit dem freien Querschnitt der Verschleißhülse verbundener und mit dem Fördermedium beaufschlagbarer Spaltraum gebildet ist. - Erfindungsgemäß ist die Verschleißhülse in das Mantelelement lose eingelegt und druckentlastet im Mantelelement angeordnet. Aufgrund der kräftefreien Anordnung mit axialem und radialem Spiel werden von der angrenzenden Rohrleitung ausgehende Torsionsund Biegemomente von dem Mantelelement aufgenommen und nicht an die sinterkeramische Verschleißhülse weitergegeben. Aufgrund der Druckentlastung durch den mit dem Fördermedium beaufschlagbaren Spaltraum zwischen Mantelelement und Verschleißhülse führen Druckschläge im Fördermedium zu keiner erhöhten Druckbeanspruchung der Verschleißhülse. Das erfindungsgemäße Rohrpaßstück ist so ausgebildet, daß die sinterkeramische Verschleißhülse lediglich einer Schleißbeanspruchung ausgesetzt, ist. Das Mantelelement übernimmt den Korrosionsschutz und nimmt die Zug- und Druckkräfte auf.

If Il

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Werkstoffauswahl für das Mantelelement wird unter dem Ge- »ichtspunkt der Korrosionsbeständigkeit und der Festigkeitseigenschaften des Werkstoffes vorgenommen. Im Rahmen der Erfindung liegt es, Kunststoffe einzusetzen. Im Regelfall ist das Mantelelement jedoch metallisch ausgebildet. Dabei ist es nicht erforderlich, hochwertige Stahllegierungen auszuwählen, die korrosionsbeständig und zugleich verschleißfest sind. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Mantelelement einen druckfesten metallischen Stützkörper auf, der an der Innenseite mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehen ist. Aufgrund des Verschleißschutzes durch die Ver-Bchleißhülse sind weiche und nicht abriebsfeste Beschichtungen einsetzbar. Insbesondere ist PTFE (Polytetrafluorthylen) als Beschichtungsmaterial einsetzbar. Bei extremer Korrosionsbeanspruchung kann es in Sonderfällen sinnvoll sein, ein Mantelelement aus Titan oder Titanlegierung einzusetzen. Titan ist ein sehr weicher Werkstoff, der ohne Verschleißschutzmaßnahme bei abrasiver Beanspruchung oder Erosionsbeanspruchung vlurch hohe Strömungsgeschwindigkeit nicht einsetzbar ist. Titan zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit, insbesondere auch gegen feuchte Chlorgase sowie Chlorionen enthaltende Lösungen, aus. Das erfindungsgemäße Rohrpaßstück in der Ausführungsform mit einem Mantelelement aus Titan oder einer Titanlegierung vereinigt eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Es ist in der chemischen Industrie speziell in Rohrleitungssystemen für Chlor, Acetaldehyd, Salpetersäure, Kunstdünger, Soda und Kunststoffe einsetzbar. Aufgrund der Beständigkeit gegen Chlorite, Hypochlorite und Kohlendioxid ist das erfindungsgemäße Rohrpaßstück auch für zahlreiche Anlagen der Textil-, Zellstoff-, Kunstfaser- und

I * · · · t t t

&igr; I · · 11*1

&igr; e t · l ·■ · · ·

> III »»It

I Il III It I ·

AneVejewsld, Honlce & Partner, Patentanwälte in Essen

6 -

Papierindustrie verwendbar. Hinzu kommt die Anwendung in Anlagen zur Meerwasserentsalzung.

Das radiale Spiel zwischen Mantelelement und Verschle.ißhülse ist so eingerichtet, daß die Verschleißhülse kräftefrei und äruckentiastet in dem Manteleiement angeordnet ist. Es hat eicVi als zweckmäßig herausgestellt, ein radiales Spiel zwischen Mantelelement und Verschleißhülse von mehr als 0,1 mm einzustellen. In weiterer Ausgestaltung des Rohrpaßstückes lehrt die Erfindung, daß das Mantelelement eine Anschlagfläche für die Verschleißhülse aufweist. Die Verschleißhülse ist im Regelfall einstückig ausgebildet. Bei Rohrpaßstücken größerer Länge empfiehlt die Erfindung jedoch, daß die Verschleißhülse aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Verschleißringe gebildet ist. Die Verschleißringe weisen zweckmäßigerweise eine Normlänge auf. In der Ausführungsform mit einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Verschleißringe ist auch bei langen Rohrpaßstücken gewährleistet, daß Verformungen des Mantelelementes unter Biege- und Torsionsmomenten sich nicht auf die Verschleißhülse übertragen. Es versteht sich, daß bei der ^usführungsform mit einer Mehrzahl an nebeneinander angeordneter Verschleißringe auch Fluchtungsfehler in der Rohrführung ausgeglichen werden können.

Die Vorteile der Erfindung sind vor allem darin zu sehen, daß die Rohrpaßstücke unempfindlich sind gegenüber Biege- und Torsionsmomenten, die in der angrenzenden Rohrleitung auftreten, sowie unempfindlich sind gegenüber Druckschlägen im Fördermedium. In Verbindung mit einem Mantelrohr hoher Korrc sionsbeständigkeit, insbesondere mit einem Manteleleme.r. aus Titan oder einer Titanlegierung, zeichnet sich das erfindungs-

·■

If

t · I

<» «I· ti «&igr;

Ancbejewslri, Hunlce & Partner, Patentanwälte in Essen

gemäße Rohrpaßstück nicht nur durch eine sehr gute Verschleißfestigkeit, sondern zugleich auch durch eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit aus. Insbesondere ist es in Rohrleitungen eins^tzbar, in denen feuchte Chlorgase oder chlorionenhaltige Lösungen gefördert werden. Die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Rohrpaßstückes sind sowohl bei kurzen Rohrsegmenten, als auch bei Paßstücken größerer Länge gegeben. Durch Anwendung von Verschleißringen normierter Länge sind Rohrpaßstücke beliebiger Länge kostengünstig herstellbar. Nicht zuletzt zeichnet sich das erfindungsgemäße Rohrpaßstück auch dadurch aus, daß die sinterkeramische Verschleißhülse leicht austauschbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen sich in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Rohrpaßstückes,

Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, ebenfalls im Längsschnitt.

Das in den Figuren dargestellte Rohrpaßstück ist für gasförmige, sowie flüssige Fördermedien führende Rohrleitungen geeignet. Das Rohrpaßstück wird vorzugsweise an Stellen eingesetzt, an denen aufgrund einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit eine besondere Beanspruchung der Rohrleitung durch Abrasion oder Erosion auftritt. Es ist als verschleißfestes Rohreegment vor allem hinter Drosselstellen/ wie beispielsweise Blenden oder Regelarmaturen, einsetzbar. Zum grundsätzlichen Aufbau des in den Figuren 1 und 2 dargestellen Rohrpaßstückes gehören ein druckfestes Mantelelement 1, RohranschluOelement 2,

- . t i &igr;. . ft	8 -	——.--	4 aus
. - * % Andrejewsid, Honke	3 sowie
-		eine Verschleißhülse
stirnseitige Dichtflächen

Sinterkeramik. Die Dichtflächen 3 sind auf dem Mantelelement angeordnet, das biegesteif ausgebildet ist. Die Verschleißhülse 4 ist mit radialem Spiel a, sowie mit axialem Spiel h kräftefrei in das Mantelelement 1 eingelegt. In Fig. 1 ist an beiden Stirnseiten jeweils das halbe axiale Spiel b/2 der lose in das Mantelelement 1 eingelegten Verschleißhülse 4 dargestellt.

In Fig. 1 sind die Flansche5 der angrenzenden Rohrleitung 6 angedeutet. Der freie Querschnitt d der Verschleißhülse 4 entspricht dem Nenndurchmesser D der Rohrleitung 6. Die Flansche 5 der abgehenden Rohrleitung 6 stellen eine Anschlag- I fläche für die Verschleißhülse 4 dar und sichern die Ver- ' schleißhülse 4 gegen axiale Verschiebung. Aus Fig. 1 erkennt man fernerhin, daß das axiale Spiel b der in das Mantelelement 1 lose eingelegten Verschleißhülse 4 Trennfugen 7 bildet. Aufgrund des radialen Spiels a bildet sich zwischen dem Mantelelement 1 und der Verschleißhülse 4 ein Spaltraum 8/ der über die Trennfugen 7 mit dem freien Querschnitt d der Verschleißhülse 4 verbunden und dadurch mit dem Fördermedium beaufschlagbar ist. Man erkennt aus Fig. 1, daß die Verschleißhulse 4 im Mantelelement 1 kräftefrei und druckentlastent angeordnet ist.

Das Mantelelement 1 wird mit dem Fördermedium beaufschlagt. Es muß daher korrosionsfest sein. Nach bevorzugter Ausführung besteht das Mantelelement 1 aus einem druckfesten metallischen Stützkörper, der an der Innenseite 9 mit einer korrosionsbeständigen Besdhiehtung Versehen ist. In Sonderfällen, insbesondere wenn das Fördermedium feuchtes Chlorgas oder eine Chlorionen enthaltende Lösung darstellt, besteht das Mantelelement 1 aus Titan oder einer Titanlegierung.

Andjdd, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Mantelelement 1 an der stromabwärts angeordneten Stirnseite eine Anschlagfläche 10 für die Verschleißhülse 4 auf. Die Verschleißhülse 4 selbst besteht aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Verschleißringe 11, die zweckmäßigerweise eine normierte Länge haben. Die in Fig. 2 dargestellte Ausführung empfiehlt sich vor allem für Rohrpaßstücke großer Baulänge. Die Anschlagfläche 10 erleichtert die Montage. Durch die Mehrzahl lose nebeneinander angeordneter Verschleißringe 11 ist fernerhin gewährleistet, daß sich Verformungen des Mantelelementes 1 aufgrund hoher Biegemomente in der Rohrleitung 6 nicht auf die sinterkeramische Verschleißhülse 4 übertragen.

Claims

» » ■· ·■ I · t »9

IJJ «9*9 · · 9 I

» &igr; ni 9 · » ai it

'it «9 · f » I I

Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Woher Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. KaH Gerhard Masch

Änwahialrte:

65 895a/Ku-Al

Gebrauchsmusteranmeldung B + S Metalpraecis Gesellschaft für Metallformgebung m. b. H.

Osterfeldstraße 14 4650 Gelsenkirchen-Ückendorf

4300 Enen T, Theatoiplofz3, PoHf. 100254

4. Januar 1988

Rohrpaßstück

innere Priorität aus P 37 02 062.5-24

Schutzansprüche

1. Rohrpaßstück für gasförmige sowie flüssige Fördermedien führende Rohrleitungen - mit druckfestem Mantelelement, Rohranschlußelementen, stirnseitigen Dichtflächen, Verschleißhülse aus Sinterkeramik,

* * ti

t » · * ff ftf tt tf

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

wobei die Verschleißhülse in das Mantelelement eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (3) auf dem Mantelelement (1) angeordnet sind und daß die Verschleißhülse (4) mit radialem Spiel (a) sowie mit axialem Spiel (b) kräftefrei in das Mantelelement eingelegt ist, wobei zwischen dem Mantelelement (1) und der Verschleißj hülse (4) ein mit dem freien Querschnitt (d) der Verschleißhulse (4) verbundener und mit dem Fördermedium beaufschlagbarer Spaltraum (8) gebildet ist.

2. Rohrpaßstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelelement (1) einen druckfesten metallischen Stut&zgr;-körper aufweist, der an der Innenseite (9) mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung versehen ist.

3. Rohrpaßstücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelelement (1) aus Titan oder einer Titanlegierung besteht.

4. Rohrpaßstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Spiel (a) zwischen Mantelelement (1) und Verschleißhülse (4) mehr als 0,1 mm beträgt.

5. Rohrpaß£>tüc:ke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelelement (1) eine Anschlagfläche (10) für die Verschleißhülse (4) aufweist.

6. Rohrpaßstück nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißhülse (4) aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Verschleißringe (11) gebildet ist.