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.Axialkompensator für Rohrleitungen Die Erfindung bezieht sich auf
Axialkompensatoren zum Ausgleichen der Längenänderungen bei -wechselnden Temperaturen.
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Bei'den bekannten Kompensatoren, die die axiale Elastizität dünnwandiger
Falten- oder Federrohre zum Ausgleichen der Längenänderunggen von Leitungen ausnutzen,
treten durch den Fede-rungswiderstand der Federelemente und den Innendruck der Rohre
zusätzlich Belastungen der Leitungen bzw. deren Fixpunkte. auf, dielm wesentlichen
dadurch entstehen, daß die slich beim Erwärmen de#hnenden Rohre ein axiale-si Zusammendrücken
des Kompensators 1),ewi-,rk-en, gleichzeitig aber der in der Leitung herrschende
Druck den Kompensator in axialer Richtung auseinanderzuziehen versucht. Die hierdurch
entstehenden Reaktionsdrücke wirken sich als Belastung der Festpunkte der Leitung
aus und erfordern bei größerem Durchmesser der Leitung und höheren Drücken in derselben
kostspielige Verankerungen der Rohre.
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Gemäß der Erfindung wird nun der durch den Leitungsdruck entstehende
Rückdruck dadurch aufgehoben, daß dile Druckräume des Kompensators in drei Kammern
von unterschiedlichem Querschnitt unterteilt sind, von denen zwei Kammern unter
Wirkung der Robrlängung ihre axi,-ale Länge verringern und dabei die axiale Länge
der zwischen diesen angeordneten mittleren Kammer vergrößern.
Hierbei
werden die, Kammern durch an Flanschen befestigte Federkörper unterschiedlichen
Durchmessers gebildet und diei Flansche def mittleren Kammer auf den freien Enden
der in Ausschnittc# ei.ngreifenden Zungen von gegeneinander verschiebbaren Rohrstücken
angeordnet. Zur Führung deer -gegeneinander vexschiebbaren Rohre kann hierbei ein
z. B. mit dem einen Rohrteil verbundenes, entsprechend gelochtes, Degenrohr dienen,
das im anderen Rohrteil verschiebbar geführt ist. Die mi.,itleire Kammer weist hierbei
annähernd den gleichen wirksamen Querschnitt auf wie beide äußeren Kammern zusammen.
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Durch die erfindungsgemäße, Ausbildung wird eine Kompensierung der
ReaktIonskräfte bewirkt,-da im gleichen Maße, wie-, der Dampfdruck in den äußeren
Kammern die Rohrstücke auseinanderziehen will, der Druck in der mittleren Kammer
auf deren Flansch wirkt. Da dieise Flansche aber ebenfalls mit den verschiebbaren
Rohrstücken fest verbunden sind, ergibt sich für die Rohrstücke, eine gegenläufige
Bewegung bzw. das Bestreben, die Rohrteile zusammenzuziehen, so daß diei Rohrveirschiebung
durch den Innendruck kompensitert wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Kompensators dargestellt. Es, zeigt Abb. i den Kompensator in Seftenansicht,
teilweise im Schnitt, Abb. 2 einen Teil der Stirnansicht desselben, Abb.
3 einen Längsschnitt der verschiebbarein Rohre auseinandergezogen und zusammengeschoben
und Abb. 4 einen Schnitt, nach der Linie A-B der Abb. 3.
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Der Kompensator weist zwel gleichachsige Rohrstücke i und 2 auf, die
an den einander zugekehrten Enden mit kulis-senartigen "Aussparungen 3 und
zwischen diesen liegenden Zungen 4 ineinandergreifen und dadurch axial zueinander
verschiebbar sind. Die äußeren Enden dieser Rohrstücke sind zur- Verbindung mit
der den Kompensater aufnehmenden Rohrdruckleitung mit Anschlußflanschen
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versehen. In geringer Entfernung von diesen Flanschen sind mit den gleichen
Endteilen Ringflansche 5
bzw. 6 durch Schweißung verbunden, während
mit den inneren Enden der Rohrstücke, bzw. Zungen 4 im Durchmesser größer bemessene
Ringflansche 7
bzw. 8 durch Schweißung fest verbunden sind. Die zwischen
den- Flanschen 5 und 7, 7 ütid 8, 8 und 6
verbleibenden
Zwischenräume sind nach außen durch Federrohre 1?" 13 und 14 und nach innen durch
die axial gegeneinander verschiebbaren Rohrstücke i und 2 abgeschlossen, so daß
drei nebeneinanderliegende, unter dem Einfluß des, LeiItungsdrückes stehehdei Kammern
9, io und i i gebildet jind, von denen die mittlefe im Durchmesser größer
ist als die beiden anderen. Durch die Anordnung der Ringflansche 5, 6,
7, 8 an den Rohrstücken i und 2, und ihre Verschiebbarkeit zueinander wi,rd
erreicht, daß durch eine Längendehnung der Druckleitung die Endwände 5, 6
der beiden äußeren Kammern 9 und i i gegeneinander- und gleichzeitig die
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beiden Wände 7 und 8 der mittleren Kammer ic auseinanderbewegt
werden, wodurch die äußereii Kammern 9, 11 verkürzt Werden, während die mittlera
Kammer io eine entsprechende Verlängerung erfährt. Der umgekehrte Vorgang spielt
siich ab beim Verkürzen der Druckleitung. Da nun auf jedes der beiden Rohrstücke
i und 2 durch den Innendruck in den Kammeirng, io,-ii zwei entgegengesetzt gerichtete
Kräfte wirken, so kann durch entsprechende Bemessung des Durchmessers der Federrohrkammern
erzielt werden, daß sich die beiden Kraftwi'rkungen gegenseitig aufheben, was zur
Folge hat, daß bei Dehnung der Druckleitung diese nur noch den durch den Eigenwiderstand
der Federstücke verursachten Druck aufnehmen, während von deni im Kompensator herrschenden
Druck keine-Druckwirkung auf dieselbe ausgeübt wird, so daß eine übermäßige Belastüng
derselben bzw. von deren Fixpunkten nicht auftritt. Die erwähnte Bemessung desi
Durchmessers deir Federrohrkammern ist dann vorhanden, wenn die aktive Druckfläche
jeder der beiden Wände der mittleren Kammer, d. h. die Druckfläche, die auf
der Innenseite der genannten Wände zwischen dem Durchmesser des größeren und der
kleineren Federrohre liegt (die, Druckwirkung von zwei benachbarten Kammern auf
den übrigen Flächenteil der Wände 7 und 8 heben sich gegenseitig auf),
gleich groß ist wie die Druckfläche der Endwand der benachbarten äußeren Kammer.
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Die Enden der Rohrstücke i und 2 können anstatt mit Anschlußflanschen
versehen, auch zum Anschweißen ausgebildet seih (Fig. 3), so daß deir Kompensator
direkt in die Druckleitung eingeschweißt werden kann.
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Wenn der Kompensutor vollständig zusammenge,stoßen ist, so daß die
Wellen oder Falten der Federrohrstücke aneinander anliegen, so haben die Zungen
4 der Rohrstückei 1, 2 gleichzeitig die Enden der Kulissenausschnitte
3 erreicht, wodurch der Hub des Kompensators, begrenzt und ein übermäßiges
Gegeneinanderdrücken der Falten unmöglich wird.
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Die Kulissenausschnitte in den Rohrstücken i und 2 können nach innen
durch ein sogenanntes Degenrohr 15 (Fig. i) abgedeckt werden, welches mit einem
der beiden Rohrstücke i oder 2 fest verbunden wird und im anderen Rohrstück gleitet.
Damit das Druckmedium in der Druckleitung in die' Federrohrstücke gelangen kann,
sind im Deigenrohr in bekannter Weise siebartige Öffnungen 16 angebracht, und zwar
vorzugsweise in der oberen Hälfte deisselben, um den Eintritt von evtl. in die Leitung
gelangten Fremdkörpern in die Federrohrstücke, zu
.vermeiden.
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Der erfindungsgemäß ausgebildete Kompensator miteiner mittleren Kammer
von größerem und zwei beiderseits an dieis#e anschließenden Kammern von kleinerem
AußendurchmesseT gestattet, den Außendurchmesser desselben bzw. von dessen größerer
Kammer veThältn;.smäßig klein A halten. Ebenso ermöglicht der neue Kompensator,
die Faltenhöhe des mittleren Faltenrohresi ohne Vergrößerung von
dessen
Außendurchmesser möglichst groß auszuführen.
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Durch den geringen Außendurchmesser deis Kompensators entsteht die
Möglichkeit einer entsprechenden Kleinhaltung der Wandstärke des Federrohres und
dadurch eine möglichst gute Feiderung des letzteren, während bei durch größeren
Druck in der Leitung benötigter verstärkter Federrohrwand das gleiche ohne Vergrößerung
des Außendurchmesseirs des Rohres, durch die Möglichkeit der Bildung möglichst großer
Falten beim Federrohr erreicht wird. Daraus ergibt, sich die Möglichkeit, Axialkompensatoren
selbst für höchste, Drücke zu bauen,