EP4445059A1 - Kompensator zum kompensieren thermischer ausdehnung - Google Patents

Kompensator zum kompensieren thermischer ausdehnung

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Publication number
EP4445059A1
EP4445059A1 EP22818868.6A EP22818868A EP4445059A1 EP 4445059 A1 EP4445059 A1 EP 4445059A1 EP 22818868 A EP22818868 A EP 22818868A EP 4445059 A1 EP4445059 A1 EP 4445059A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compensator
counteracting
line
compensator according
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22818868.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Wilhelm Pöppinghaus
B. Eng. Daniel IPSE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CATALYTIC POWER SOLUTIONS GMBH
Original Assignee
Kaefer Se & Co Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Kaefer Se & Co Kg filed Critical Kaefer Se & Co Kg
Publication of EP4445059A1 publication Critical patent/EP4445059A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
    • F16L27/12—Adjustable joints; Joints allowing movement allowing substantial longitudinal adjustment or movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints; Joints allowing movement
    • F16L27/10—Adjustable joints; Joints allowing movement comprising a flexible connection only
    • F16L27/107—Adjustable joints; Joints allowing movement comprising a flexible connection only the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve
    • F16L27/11—Adjustable joints; Joints allowing movement comprising a flexible connection only the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations
    • F16L27/111—Adjustable joints; Joints allowing movement comprising a flexible connection only the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations the bellows being reinforced
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L51/00—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines
    • F16L51/02—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of a bellows or an expansible folded or corrugated tube
    • F16L51/025—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of a bellows or an expansible folded or corrugated tube with several corrugations
    • F16L51/027—Expansion-compensation arrangements for pipe-lines making use of a bellows or an expansible folded or corrugated tube with several corrugations with external reinforcement

Definitions

  • the invention relates to a compensator for compensating for thermal expansion with a variable length for compensating for, in particular large, temperature changes in the pipeline.
  • Such compensators are used to compensate for thermal changes in the length of pipelines, in particular with large temperature differences, such as in a gas turbine. Without such a compensator, there would be a risk that the pipe system would warp or even tear.
  • Such compensators are often designed as bellows, for example.
  • the disadvantage is that when pressure is applied to the bellows, large forces occur in the pipeline system, which puts a considerable strain on the pipeline system to be compensated.
  • the problem on which the invention is based is, in the case of a compensator, the damaging large ones occurring as a result of pressurization inside the compensator To prevent or at least greatly reduce forces on the pipeline system to be compensated.
  • the problem is solved in a compensator of the type mentioned at the outset by means for counteracting a length change force of the compensator caused by the internal line pressure.
  • a development of the invention is characterized in that the means are designed to generate a counterforce to counteract the change in length of the compensator caused by the internal line pressure by means of the internal line pressure. In this way, the forces can easily be canceled out, since the forces that occur from the internal pressure of the compensator are also dependent on the internal line pressure.
  • the internal line pressure serves as a drive for the counteracting means. Since this internal line pressure is responsible for the forces that occur on the compensator, it can also be used to counteract these forces. This results in a particularly simple control and a particularly simple structure. In particular, the internal line pressure generated by a process gas conducted inside the line can be used. Further control and regulation mechanisms or complex constructions are not necessary.
  • One embodiment is characterized in that the interior of the line is fluidly connected to the means for counteracting.
  • the energy of the pressurized fluid in the interior of the line can easily be used to generate a counterforce.
  • a fluid line can be used here.
  • a branch of the line for the fluid line is adjacent to the compensator. In this way, the pressure conditions in the compensator and for the counteracting means are as equal as possible.
  • the counteracting means have a drive.
  • a drive for example, a Hydraulic cylinders, a pneumatic cylinder and/or a bellows are used.
  • Such drives are simple, robust and reliable.
  • a compensator similar to the compensator can be used. If this is then particularly preferably fluidly connected to the fluid line, a similar force ratio between the drive and the compensator results in a simple manner, so that the forces that occur will simply cancel each other out.
  • Yet another embodiment is characterized by an operative connection between the compensator and the counteracting means.
  • the counteracting means can also be arranged at a distance from the compensator. This results in flexible arrangement and application options.
  • a development of the invention is characterized in that the operative connection has a transmission element for the opposing force. As a result, the counterforce can be conducted to the compensator simply and effectively.
  • the transmission element has at least one Bowden cable. Forces can be transported simply and reliably by means of a Bowden cable of this type. If several Bowden cables are provided, a good force distribution over the outer circumference of the compensator can be achieved. This leads to a particularly low material stress. A particularly effective structure results from four Bowden cables. If, in addition, the Bowden cable is adjustable in length, a suitable pretension can be established on the compensator and the whole thing can be designed without play if necessary.
  • a further development is characterized by counter bearings on longitudinal ends of the compensator that face away from one another. Between these counter bearings, for example, the Bowden cables can each be arranged in a known manner in a force-transmitting manner. This results in a simple structure and easy adjustability.
  • a preferred embodiment is characterized in that the counteracting means have a linear guide for the compensator.
  • the path of movement of the compensator which is restricted in this way, can easily be specified with a simple transmission of force. In this case, for example, only a single Bowden cable is required.
  • a simple design for the compensator results from a design as a bellows.
  • FIG. 1 shows a pipeline with a compensator with the feature of the invention.
  • Fig. 1 shows a pipeline 10 with a compensator 11 with the features of the invention.
  • the pipeline 10 has pipes 12.
  • the figure shows two pipes 10 which are connected to flanges 14 of the compensator 11 by means of flanges 13.
  • the flanges 13, 14 are connected to one another by means of a plurality of bolts 15 and nuts 16. Between the flanges 13, 14 suitable seals are arranged in a known manner, which cannot be seen in the figure.
  • a bellows 17 for length compensation is arranged between the flanges 14 as a length compensation member.
  • counter bearings 18, 19 are also arranged by means of the bolts 15 and nuts.
  • the counter bearings 18 , 19 are assigned Bowden cables 20 , which in turn are assigned counter bearings 21 , 22 at their ends facing away from the counter bearings 18 , 19 .
  • the counter bearings 21 , 22 in turn belong to a pneumatic cylinder 23 which is provided as a means for counteracting a change in length of the compensator 11 caused by the internal line pressure in the line pipes 12 .
  • each core 24 run in a known manner, whose distal ends facing away from one another each have terminals 25.
  • the cores are arranged in receptacles of the counter bearings 18, 21, which are not shown in the figure.
  • the Bowden cable 20 also has screw adjustments 26 on ends facing away from one another, which are each mounted in receptacles in the counter bearings 19, 22, which are not shown in the figure.
  • the respective Bowden cable 20 can be adjusted without play by means of the screw adjustments 26 or possibly brought to a certain pretension.
  • the pneumatic cylinder 23 also has a piston 27 which has a thread 28 at least on its distal end associated with the counter bearing 22 .
  • the thread 28 is designed as an external thread 28 , with nuts 29 being arranged on the external thread 28 and serving to fix the counter bearing 22 on the piston 27 .
  • the thread 28 could also be designed as an internal thread into which a screw is screwed, which should then either have a sufficiently large screw head for fixing the counter bearing 22 .
  • a washer can also be provided possible.
  • the nut 29 arranged facing the counter bearing 21 a bearing section could then be provided on the piston 27 in this embodiment.
  • the piston 27 could either have a corresponding thickening.
  • the opening in the counter bearing 22 can also only have a size that allows the screw to reach through, but not the piston 27.
  • conduit 30 which is fluidly connected at one end to a conduit 12 by means of a branch. At its end facing away from the branch 31 , the line 30 is also fluidly connected to the pneumatic cylinder 23 by means of a screw connection 32 .
  • the pipeline 10 carries fluid.
  • the pipeline 10 can be a process gas duct of a gas turbine.
  • the relatively high temperature differences that occur between the operating conditions and the switched-off state lead to a temperature-dependent change in length of the pipelines 12.
  • the compensator 11 is provided, since otherwise stresses and even cracks in the pipeline 10 can occur.
  • the compensator 11 has the length-adjustable bellows 17, it can compensate for changes in the length of the conduits 12, so that the conduits 12 with the compensator 10 are protected against mechanical stresses.
  • the pneumatic cylinder 23 has the same pneumatic cross section as the bellows 17. As a drive, the pneumatic cylinder 23 is connected to the line interior of the line pipe 12 by means of the line 30, the branch 31 and the screw connection 32. In this way, the pneumatic cylinder 23 generates a counter-force which is dependent on the line internal pressure in the line tube 12 and which is a function of the longitudinal change force of the bellows 17 .
  • a regulation is not required, since the process gas is taken from the pipe 12 close to the compensator 11 and the internal pressure in the line thus essentially corresponds to the internal pressure in the bellows 17 .
  • a balance between the force generated in the pneumatic cylinder 23 and the force generated in the bellows 17 thus automatically levels off.
  • the forces generated by the pneumatic cylinder 23 are transmitted from the counter bearings 21, 22 via the cores 24 of the Bowden cables 20 to the counter bearings 18, 19. In this way, the bellows 17 and thus the compensator 11 are essentially force-free, regardless of the actual internal pressure in the line.
  • a component corresponding to the compensator 11 can also be used.
  • the pneumatic cylinder 23 is essentially thermally separated from the pipeline 10 . Regardless of the position of the compensator 11 in the pipeline 10, the pneumatic cylinder 23 can thus be arranged at a suitable point where the required space is available.
  • the pneumatic cylinder 23 does not have to be specially insulated since it is thermally separated to a large extent. In this way, there are many advantages for a simple construction of the pneumatic cylinder 23, for example with regard to any weld seams, an associated foundation or any wall doubling that may be required.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einem Kompensator (10) zum Kompensieren thermischer Ausdehnung mit zum Kompensieren veränderbarer Länge einer, insbesondere großen, Temperaturänderungen ausgesetzten Rohrleitung (10), und mit Mitteln (23) zum Entgegenwirken einer durch den Leitungsinnendruck bewirkten Längenänderungskraft des Kompensators (11) lassen sich die durch Druckbeaufschlagung im Inneren des Kompensators auftretenden schädlichen großen Kräfte auf das zu kompensierende Rohrleitungssystem unterbinden oder zumindest stark reduzieren, wenn die Mittel (23) dazu hergerichtet sind, eine Gegenkraft zum Entgegenwirken der durch den Leitungsinnendruck bewirkten Längenänderungskraft des Kompensators (11) mittels des Leitungsinnendruckes zu erzeugen.

Description

Unser Zeichen: KIST-135-WO
Datum: 07. Dezember 2022
Anmelder(in):
KAEFER SE & Co. KG
Marktstrasse 2
28195 Bremen
Kompensator zum kompensieren thermischer Ausdehnung
B e s c h r e i b u n g :
Die Erfindung betrifft einen Kompensator zum Kompensieren thermischer Ausdehnung mit zum Kompensieren veränderbarer Länge einer, insbesondere großen, Temperaturänderungen ausgesetzten Rohrleitung. Derartige Kompensatoren werden eingesetzt, um thermische Längenänderungen von Rohrleitungen, insbesondere mit großen Temperaturdifferenzen wie beispielsweise bei einer Gasturbine, zu kompensieren. Ohne einen solchen Kompensator bestünde die Gefahr, dass sich das Rohrleitungssystem verzieht oder sogar reißt. Derartige Kompensatoren sind beispielsweise häufig als Faltenbalge ausgeführt.
Nachteilig ist, dass bei Druckbeaufschlagung des Faltenbalges in dem Rohrleitungssystem große Kräfte auftreten, was das zu kompensierende Rohrleistungssystem erheblich belastet. Das der Erfindung zugrundeliegende Problem ist es, bei einem Kompensator die durch Druckbeaufschlagung im Inneren des Kompensators auftretenden schädlichen großen Kräfte auf das zu kompensierende Rohrleitungssystem zu unterbinden oder zumindest stark zu reduzieren.
Das Problem wird bei einem Kompensator der eingangs genannten Art gelöst durch Mittel zum Entgegenwirken einer durch den Leitungsinnendruck bewirkten Längenänderungskraft des Kompensators.
Hierdurch werden Kräfte durch die Druckbeaufschlagung des Kompensators verhindert, weil keine Kräfte von dem Kompensator auf das zu kompensierende Rohrleitungssystem wirken, wenn einer Längenänderung des Kompensators entgegengewirkt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel dazu hergerichtet sind, eine Gegenkraft zum Entgegenwirken der durch den Leitungsinnendruck bewirkten Längenänderung des Kompensators mittels des Leitungsinnendruckes zu erzeugen. Auf diese Weise kann einfach ein Aufheben der Kräfte bewirkt werden, da auch die auftretenden Kräfte aus dem Innendruck des Kompensators abhängig von dem Leitungsinnendruck sind.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Leitungsinnendruck als Antrieb für die Mittel zum Entgegenwirken dient. Da dieser Leitungsinnendruck verantwortlich für die auftretenden Kräfte am Kompensator ist, kann er auch gleich zum Entgegenwirken dieser Kräfte verwendet werden. Es ergibt sich auf diese Weise eine besonders einfache Steuerung und ein besonders einfacher Aufbau. Insbesondere kann der von einem im Leitungsinneren geführten Prozessgas erzeugte Leitungsinnendruck verwendet werden. Weitere Steuer- und Regelmechanismen oder aufwendige Konstruktionen sind dadurch nicht nötig.
Eine Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass der Leitungsinnenraum mit den Mitteln zum Entgegenwirken fluidverbunden ist. Auf diese Weise lässt sich die Energie des unter Druck stehenden Fluides im Leitungsinnenraum einfach zum Erzeugen einer Gegenkraft nutzen. Insbesondere kann hier eine Fluidleitung verwendet werden. Dadurch ergibt sich eine einfache und stabile Konstruktion, da insbesondere mittels dieser Fluidleitung der Leitungsinnendruck an geeigneter Stelle abgegriffen und zu einer beliebigen anderen Stelle zum Erzeugen der Gegenkraft geführt werden kann. Vorzugsweise ist eine Abzweigung der Leitung für die Fluidleitung dem Kompensator benachbart. Auf diese Weise sind die Druckverhältnisse im Kompensator und für die Mittel zum Entgegenwirken möglichst gleich.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entgegenwirken einen Antrieb haben. Ein solcher Antrieb stellt auf einfache Weise und zuverlässig die erforderliche Gegenkraft bereit. Als Antrieb kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder, ein Pneumatikzylinder und/oder ein Faltenbalg verwendet werden. Derartige Antriebe sind einfach, robust und zuverlässig. Vorzugsweise kann ein dem Kompensator ähnlicher Kompensator verwendet werden. Wenn dieser dann besonders bevorzugt mit der Fluidleitung fluidverbunden ist, ergibt sich auf einfache Weise ein ähnliches Kräfteverhältnis zwischen dem Antrieb und dem Kompensator, so dass sich die auftretenden Kräfte einfach gegeneinander aufheben werden.
Wieder eine andere Ausführungsform ist gekennzeichnet durch eine Wirkverbindung zwischen dem Kompensator und den Mitteln zum Entgegenwirken. Auf diese Weise können die Mittel zum Entgegenwirken auch von dem Kompensator beabstandet angeordnet werden. Dies ergibt flexible Anordnungs- und Einsatzmöglichkeiten. Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Wirkverbindung ein Übertragungsglied für die Gegenkraft aufweist. Dadurch kann die Gegenkraft einfach und wirkungsvoll zu dem Kompensator geleitet werden.
Es ist außerdem von Vorteil, wenn das Übertragungsglied mindestens einen Bowdenzug aufweist. Mittels eines derartigen Bowdenzuges lassen sich einfach und zuverlässig Kräfte transportieren. Wenn dabei mehrere Bowdenzüge vorgesehen sind, lässt sich eine guten Kraftverteilung über den Außenumfang des Kompensators erzielen. Dies führt zu einer besonders geringen Materialbeanspruchung. Ein besonders wirksamer Aufbau ergibt sich dabei mit vier Bowdenzügen. Wenn darüber hinaus der Bowdenzug längenverstellbar ist, lässt sich eine geeignete Vorspannung auf den Kompensator herstellen und das Ganze bei Bedarf spielfrei gestalten.
Eine Weiterbildung ist gekennzeichnet durch Gegenlager an voneinander abgewandten Längsenden des Kompensators. Zwischen diesen Gegenlagern können beispielsweise die Bowdenzüge jeweils kraftübertragend auf bekannte Weise angeordnet werden. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau und eine einfache Einsteilbarkeit.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entgegenwirken einer Linearführung für den Kompensator haben. Auf diese Weise kann mit einfacher Kraftübertragung die derart eingeschränkte Bewegungsbahn des Kompensators einfach vorgegeben werden. In diesem Fall ist beispielsweise nur ein einziger Bowdenzug nötig.
Eine einfache Ausführung für den Kompensator ergibt sich durch eine Ausbildung als Faltenbalg.
Von besonderem Vorteil ist die Verwendung eines Kompensators mit den Erfindungsmerkmalen bei einer Rohrleitung zur Prozessgasführung einer Gasturbine und/oder eines Strömungsreaktors. Da hierbei hohe Temperarturen auftreten, ist der mit der Erfindung erzielte Kräfteausgleich besonders wichtig. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Rohrleitung mit einem Kompensator mit den Erfindungsmerkmal.
Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 10 mit einem Kompensator 11 mit den Erfindungsmerkmalen. Wie sich der Figur entnehmen lässt, hat die Rohrleitung 10 Leitungsrohre 12. In der Figur sind zwei Leitungsrohre 10 gezeigt, die mittels Flanschen 13 mit Flanschen 14 des Kompensators 11 verbunden sind. Die Flansche 13, 14 sind dabei mittels mehrerer Bolzen 15 und Muttern 16 miteinander verbunden. Zwischen den Flanschen 13, 14 sind auf bekannte Weise geeignete Dichtungen angeordnet, die nicht in der Figur zu sehen sind.
Zwischen den Flanschen 14 ist als Längenausgleichsglied ein Faltenbalg 17 zum Längenausgleich angeordnet.
An den Flanschen 14 sind darüber hinaus mittels der Bolzen 15 und Muttern 16 Gegenlager 18, 19 angeordnet. Den Gegenlagern 18, 19 sind Bowdenzüge 20 zugeordnet, denen an ihren von den Gegenlagern 18, 19 jeweils abgewandten Enden wiederum Gegenlager 21 , 22 zugeordnet sind. Die Gegenlager 21 , 22 wiederum gehören zu einem Pneumatikzylinder 23, der als Mittel zum Entgegenwirken einer durch den Leitungsinnendruck in den Leitungsrohren 12 bewirkten Längenänderung des Kompensators 11 vorgesehen ist.
Im Innern der Bowdenzüge 20 verlaufen jeweils auf bekannte Weise Seelen 24, deren distale voneinander abgewandte Enden jeweils Terminals 25 aufweisen. Mittels dieser Terminals 25 sind die Seelen in nicht in der Figur dargestellten Aufnahmen der Gegenlager 18, 21 angeordnet. Der Bowdenzug 20 verfügt ferner an voneinander abgewandten Enden über Schraubverstellungen 26, die in nicht in der Figur dargestellten Aufnahmen in den Gegenlagern 19, 22 jeweils gelagert sind. Auf bekannte Weise kann mittels der Schraubverstellungen 26 der jeweilige Bowdenzug 20 spielfrei eingestellt oder gegebenenfalls auf eine gewisse Vorspannung gebracht werden.
Der Pneumatikzylinder 23 weist darüber hinaus einen Kolben 27 auf, der mindestens an seinem dem Gegenlager 22 zugeordneten distalen Ende ein Gewinde 28 aufweist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gewinde 28 als Außengewinde 28 ausgeführt, wobei auf dem Außengewinde 28 Muttern 29 angeordnet sind, die zum Fixieren des Gegenlagers 22 auf dem Kolben 27 dienen. Das Gewinde 28 könnte allerdings auch als Innengewinde ausgebildet sein, in das eine Schraube eingeschraubt wird, die dann entweder einen hinreichend großen Schraubenkopf zum Festsetzen des Gegenlagers 22 haben sollte. Alternativ ist auch das Vorsehen einer Unterlegscheibe möglich. Anstelle der dem Gegenlager 21 zugewandt angeordneten Mutter 29 könnte bei dieser Ausführungsform dann ein Lagerabschnitt an dem Kolben 27 vorgesehen sein. Hierzu könnte der Kolben 27 entweder eine entsprechende Verdickung aufweisen. Alternativ kann die Öffnung in dem Gegenlager 22 aber auch lediglich eine Größe aufweisen, die ein Hindurchgreifen der Schraube ermöglicht, nicht jedoch des Kolbens 27.
In der Figur ist außerdem eine Leitung 30 dargestellt, die an einem Ende mittels einer Abzweigung mit einem Leitungsrohr 12 fluidverbunden ist. An ihrem von der Abzweigung 31 abgewandten Ende ist die Leitung 30 mittels einer Verschraubung 32 mit dem Pneumatikzylinder 23 ebenfalls fluidverbunden.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung von Fig. 1 erläutert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rohrleitung 10 fluidführend. Insbesondere kann es sich bei der Rohrleitung 10 um eine Prozessgasführung einer Gasturbine handeln. Die dabei auftretenden verhältnismäßig hohen Temperaturunterschiede zwischen Betriebsbedingungen und abgeschaltetem Zustand führen zu einer temperaturabhängigen Längenänderung der Leitungsrohre 12. Aus diesem Grunde ist der Kompensator 11 vorgesehen, da es andernfalls zu Spannungen bis hin zu Rissen in der Rohrleitung 10 kommen kann. Da der Kompensator 11 jedoch über den längenveränderbaren Faltenbalg 17 verfügt, kann dieser Längenänderungen der Leitungsrohre 12 ausgleichen, so dass die Leitungsrohre 12 mit dem Kompensator 10 gegen mechanische Spannungen geschützt sind.
In den Leitungsrohren 12 herrschen jedoch abhängig von den Betriebsbedingungen auch unterschiedliche Drucke vor. Bei einem großen Innendruck in dem Faltenbalg 17 entstehen insbesondere bei großen Rohrdurchmessern hohe Ausdehnungskräfte, die den Faltenbalg zu verlängern suchen. Diese hohen Kräfte werden bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Hydraulikzylinder 23 ausgeglichen.
Im Einzelnen weist der Pneumatikzylinder 23 einen gleichen pneumatischen Querschnitt auf wie der Faltenbalg 17. Als Antrieb ist der Pneumatikzylinder 23 mittels der Leitung 30, der Abzweigung 31 und der Verschraubung 32 mit dem Leitungsinneren des Leitungsrohres 12 verbunden. Auf diese Weise wird von dem Pneumatikzylinder 23 eine vom Leitungsinnendruck in dem Leitungsrohr 12 abhängigen Längsänderungskraft des Faltenbalges 17 entsprechende Gegenkraft erzeugt.
Eine Regelung ist nicht erforderlich, da das Prozessgas dem Leitungsrohr 12 nahe dem Kompensator 11 entnommen wird und somit der Leitungsinnendruck im Wesentlichen dem Innendruck in dem Faltenbalg 17 entspricht. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel treten keine nennenswerten Strömungsverluste in der Leitung 30 auf, da im Wesentlichen im stationären Betrieb gearbeitet wird. Es pendelt sich also automatisch ein Gleichgewicht zwischen den in dem Pneumatikzylinder 23 erzeugten Kraft und der in dem Faltenbalg 17 erzeugten Kraft ein. Die von dem Pneumatikzylinder 23 erzeugten Kräfte werden dabei von den Gegenlagern 21 , 22 über die Seelen 24 der Bowdenzüge 20 auf die Gegenlager 18, 19 übertragen. Auf diese Weise ist der Faltenbalg 17 und somit der Kompensator 11 im Wesentlichen unabhängig vom tatsächlichen Leitungsinnendruck kräftefrei. Anstelle des Pneumatikzylinders 23 kann auch ein dem Kompensator 11 entsprechendes Bauteil verwendet werden.
Auf die beschriebene Weise ist der Pneumatikzylinder 23 im Wesentlichen thermisch von der Rohrleitung 10 getrennt. Unabhängig von der Position des Kompensators 11 in der Rohrleitung 10 kann somit der Pneumatikzylinder 23 an einer geeigneten Stelle angeordnet werden, wo der erforderliche Bauraum vorhanden ist. Der Pneumatikzylinder 23 muss nicht extra isoliert werden, da er thermisch weitgehend getrennt ist. Auf diese Weise ergeben sich viele Vorteile für eine einfache Konstruktion des Pneumatikzylinders 23, beispielsweise in Bezug auf eventuelle Schweißnähte, ein zugeordnetes Fundament oder eine eventuell erforderliche Wanddopplung. Es ist aber natürlich auch möglich, den Leitungsinnendruck mittels eines Sensors zu messen und abhängig von dem gemessenen Leitungsinnendruck eine entsprechende Gegenkraft für den Kompensator 11 mittels eines Hydraulikzylinders oder auf andere geeignete Art herzustellen.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e :
10 Rohrleitung
11 Kompensator
12 Leitungsrohr
13 Flansch
14 Flansch
15 Bolzen
16 Mutter
17 Faltenbalg
18 Gegenlager
19 Gegenlager
20 Bowdenzug
21 Gegenlager
22 Gegenlager
23 Pneumatikzylinder
24 Seele
25 Terminal
26 Schraubverstellung
27 Kolben
28 Gewinde
29 Mutter
30 Leitung
31 Abzweigung
32 Verschraubung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : Kompensator zum Kompensieren thermischer Ausdehnung mit zum Kompensieren veränderbarer Länge einer, insbesondere großen, Temperaturänderungen ausgesetzten Rohrleitung (10), und mit Mitteln (23) zum Entgegenwirken einer durch den Leitungsinnendruck bewirkten Längenänderungskraft des Kompensators (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (23) dazu hergerichtet sind, eine Gegenkraft zum Entgegenwirken der durch den Leitungsinnendruck bewirkten Längenänderungskraft des Kompensators (11) mittels des Leitungsinnendruckes zu erzeugen. Kompensator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (23) dazu hergerichtet sind, die Gegenkraft unmittelbar mittels des Leitungsinnendruckes zu erzeugen. Kompensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsinnendruck als Antrieb für die Mittel (23) zum Entgegenwirken dient, der insbesondere von einem im Leitungsinneren geführten Prozessgas erzeugt wird. Kompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsinnenraum mit den Mitteln (23) zum Entgegenwirken, insbesondere mittels einer Fluidleitung (30), fluidverbunden ist, wobei eine Abzweigung (31) der Rohrleitung (10) für die Fluidleitung (30) vorzugsweise dem Kompensator (11) benachbart ist. Kompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (23) zum Entgegenwirken einen Antrieb, insbesondere einen Hydraulikzylinder, einen Pneumatikzylinder (23) und/oder einen Faltenbalg haben, vorzugsweise einen dem Kompensator (11) ähnlichen Kompensator, der besonders bevorzugt mit der Fluidleitung (30) fluidverbunden ist. Kompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wirkverbindung (20) zwischen dem Kompensator (11) und den Mitteln (23) zum Entgegenwirken. Kompensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wirkverbindung (20) ein Übertragungsglied (24) für die Gegenkraft aufweist. Kompensator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Übertragungsglied mindestens einen Bowdenzug (20), insbesondere mehrere, vorzugsweise vier, aufweist, der besonders bevorzugt längenverstellbar ist. Kompensator nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Gegenlager (18, 19) an voneinander abgewandten Längsenden des Kompensators (11). Kompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (23) zum Entgegenwirken eine Linearführung für den Kompensator (11) haben. Kompensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Faltenbalg (17). Verwendung eines Kompensators (11) nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Rohrleitung (10) zur Prozessgasführung einer Gasturbine und/oder eines Strömungsreaktors.
EP22818868.6A 2021-12-07 2022-12-07 Kompensator zum kompensieren thermischer ausdehnung Pending EP4445059A1 (de)

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DE901608C (de) * 1949-05-19 1954-01-14 Allg Rohrleitung A G Entlasteter Linsenkompensator fuer Fluessigkeits- und Gasleitungen
AU586339B2 (en) * 1986-06-20 1989-07-06 Evans Deakin Industries Limited Flexible connection
CN205504321U (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 北京航天凌云波纹管有限公司 一种拉绳连接无阻力平衡型波纹补偿器

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