WO2014048645A1 - Pipeline screen - Google Patents
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Abstract
The invention relates to a pipeline screen (PFE) having a truncated cone-shaped first screen element (FE1) which extends along a central longitudinal axis (X), wherein said first screen element (FE1) is designed coaxially to the longitudinal axis (X), wherein a longitudinal end of smaller diameter of the screen element (FE1) is a first end (E1) and a longitudinal end of larger diameter is a second end (E2). In order that the pipeline screen is less susceptible to vibrations, according to the invention the pipeline screen (PFE) comprises a second screen element (FE2) which extends coaxially to the longitudinal axis (X), at least partially axially overlapping with the first screen element (FE1).
Description
Beschreibung description
Rohrleitungssieb Rohrleitungssieb
Die Erfindung betrifft ein Rohrleitungssieb mit einem kegelstumpfförmigen ersten Siebelement, welches sich entlang einer zentralen Längsachse erstreckt, welches erstes Siebelement koaxial zu der Längsachse ausgebildet ist, wobei ein Längsende kleineren Durchmessers des Siebelements ein erstes Ende ist und ein Längsende größeren Durchmessers ein zweites Ende ist . Rohrleitungssiebe bzw. Schutzsiebe werden in The invention relates to a pipeline sieve having a frusto-conical first sieve element which extends along a central longitudinal axis, which first sieve element is formed coaxially to the longitudinal axis, wherein a longitudinal end of smaller diameter of the sieve element is a first end and a longitudinal end of larger diameter is a second end. Pipe sieves or protective sieves are in
Verdichtersaugleitungen und Verdichterzuspeisungen als temporäre oder permanente Lösungen eingesetzt um zu verhindern, dass Fremdkörper in den Verdichter gelangen. Eine analoge Anwendung ergibt sich insbesondere im Bereich von Dampfturbinen oder Gasturbinen oder anderen Strömungsmaschinen. Compressor suction lines and compressor feeds are used as temporary or permanent solutions to prevent foreign bodies from entering the compressor. An analogous application results in particular in the field of steam turbines or gas turbines or other turbomachines.
Die aus ein oder mehreren Sieblagen bestehenden Siebkörper werden in Sandwichbauweise zwischen einem Flanschpaar in die Rohrleitung eingespannt. Der Siebkörper, nachfolgend Siebele- ment, wird vom kleinen zum großen Durchmesser hin durchströmt, so dass der Siebkörper durch einen äußeren Differenz - druck belastet wird. Zur Vermeidung von strömungsinduzierten Schwingungsanregungen des in der Regel verhältnismäßig langbauenden Siebkörpers werden am kleinen Ende des Siebes Ab- Stützungen zur anschließenden Rohrwand erforderlich. The existing of one or more Sieblagen strainer are clamped in sandwich construction between a pair of flanges in the pipeline. The sieve body, referred to below as the sieve element, flows through from the small to the large diameter, so that the sieve body is subjected to an external differential pressure. To avoid flow-induced vibration excitations of the usually relatively long-building screen body Ab supports to the subsequent pipe wall are required at the small end of the screen.
Die Schwingungsanregungen bedeuten für die Siebelemente potentiell sehr hohe Belastungen und erfordern eine großzügige Dimensionierung, damit die Siebelemente nicht beschädigt wer- den können und ggf. wertvolle nachfolgende Maschinenbauteile beschädigen würden.
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, das Rohrleitungssieb weniger anfällig gegen Schwingungen zu gestalten, einem höheren Differenzdruck standzuhalten und trotzdem bei der Herstellung nicht wesentlich mehr Material zu benötigen. The vibrational excitations mean potentially very high loads for the sieve elements and require generous dimensioning so that the sieve elements can not be damaged and possibly damage valuable downstream machine components. The invention has therefore taken on the task of making the pipe screen less susceptible to vibrations, withstand a higher differential pressure and still need not significantly more material in the production.
Die erfindungsgemäße Lösung schlägt ein Rohrleitungssieb der eingangs definierten Art vor, welches die zusätzlichen Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 aufweist. The solution according to the invention proposes a pipeline sieve of the type defined above, which has the additional features of the characterizing part of claim 1.
Richtungsangaben, wie axial, radial, tangential oder Umfangs- richtung beziehen sich stets auf eine Längsachse des Rohrleitungssiebs, wenn es nicht anders angegeben ist. Die Längsachse fällt in der Regel mit der Hauptströmungsrichtung und da- mit auch mit der Erstreckungsrichtung des Rohres koaxial zusammen . Directional data, such as axial, radial, tangential or circumferential direction always refer to a longitudinal axis of the pipeline sieve, unless otherwise stated. As a rule, the longitudinal axis coincides coaxially with the main flow direction and thus also with the direction of extension of the tube.
Das Rohrleitungssieb umfasst ein Rohrleitungsstück und ein kegelstumpfförmiges ersten Siebelement, welches Rohrleitungs- stück sich entlang einer zentralen Längsachse erstreckt, welches erste Siebelement koaxial zu der Längsachse des Rohrleitungsstücks angeordnet ist, wobei ein Längsende kleineren Durchmessers des Siebelements ein erstes Ende ist und ein Längsende größeren Durchmessers ein zweites Ende ist. The tubing screen comprises a tubing and a frusto-conical first strainer member which tubing extends along a central longitudinal axis, which first strainer is coaxial with the longitudinal axis of the tubing, a smaller diameter longitudinal end of the screen being a first end and a larger diameter longitudinal end a second end is.
Durch die erfindungsgemäße Aufteilung des ursprünglich einen Siebelementes in zwei Siebelemente und deren koaxiale Anordnung gelingt es der Erfindung, die einzelne Gesamtlänge eines Siebelementes so stark zu reduzieren, dass die allfällige An- regung durch die Strömung das Siebelement jeweils nur noch sehr viel geringer zu Schwingungen anregt . As a result of the inventive division of the originally one sieve element into two sieve elements and their coaxial arrangement, the invention succeeds in reducing the individual overall length of a sieve element to such an extent that the possible excitation by the flow excites the sieve element only to a much lesser extent into oscillations ,
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das zweite Siebelement kegelstumpfförmig ausgebildet ist und damit grundsätzlich steifer als eine zylindrische Ausbildung ist .
Zu einer besonders vorteilhaften Versteifung der Anordnung kommt es, wenn das zweite Siebelement in Folge seiner Kegel - stumpfform ein Längsende kleineren Durchmessers als ein drittes Ende und ein Längsende größeren Durchmessers als ein viertes Ende aufweist und das vierte Ende des zweiten Siebelementes mit dem ersten Ende des ersten Siebelementes in einer axialen Ebene angeordnet sind und aneinander befestigt sind. Eine derartige Befestigung führt zu einer besonders effektiven Versteifung der beiden Siebelemente. A preferred embodiment of the invention provides that the second screen element is frusto-conical and thus generally stiffer than a cylindrical configuration. A particularly advantageous stiffening of the arrangement occurs when, as a result of its conical truncated form, the second sieve element has a smaller diameter longitudinal end than a third end and a larger diameter longitudinal end than a fourth end and the fourth end of the second sieve element has the first end of the second sieve element first sieve element are arranged in an axial plane and are fastened to each other. Such attachment leads to a particularly effective stiffening of the two sieve elements.
Die bereits zuvor skizzierten vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung führen zu einer signifikanten Ersparnis an axialem Bauraum, so dass die Anordnung schon in Rohrleitungen geringerer Axialerstreckung eingesetzt werden kann. Dieser Vorteil verstärkt sich, wenn das zweite Siebelement zu mindestens 60% seiner axialen Erstreckung axial in dem ersten Siebelement angeordnet ist. Ein Maximum erreicht dieser Effekt, wenn das zweite Siebelement zu 100% seiner axialen Erstreckung axial in dem ersten Siebelement angeordnet ist. Zu- sätzlich verbessert sich die axiale Bauraumersparnis, wenn beide Siebelemente im Wesentlichen den gleichen axialen The previously outlined advantageous developments of the invention lead to a significant savings in axial space, so that the arrangement can be used even in pipelines lower axial extent. This advantage is enhanced when the second screen element is arranged at least 60% of its axial extent axially in the first screen element. This effect is maximized when the second sieve element is arranged at 100% of its axial extent axially in the first sieve element. In addition, the axial space savings improved when both sieve elements substantially the same axial
Bauraum beanspruchen und axial koaxial ineinander entlang eines identischen Axialbereichs angeordnet sind. Um die Anordnung vorteilhaft zusätzlich zu versteifen, ist es zweckmäßig, wenn an wenigstens einer Axialposition das zweite Siebelement sich mit mindestens einer Radialstütze an dem ersten Siebelement abstützt oder eine Stütze zu der im Zusammenbau angrenzenden Rohrleitung aufweist. Vorteilhaft sind hierfür zwischen drei bis zwölf Radialstützen über den Umfang vorgesehen. Für besonders hohe Belastungen kann es sinnvoll sein, wenn an mehreren Axialpositionen das zweite Siebelement bevorzugt an dem ersten Siebelement abgestützt ist mittels entsprechender Radialstützen. In der Regel ist eine Abstüt- zung an zwei Radialpositionen ausreichend.
In der Folge ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die eine Zeichnung näher erläutert . Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Claim space and are axially coaxial with each other along an identical axial region. In order to additionally advantageously stiffen the arrangement, it is expedient for the second screening element to be supported on at least one radial support on the first screening element or to have a support to the pipeline adjoining in the assembly. Advantageously, this is provided between three to twelve radial supports over the circumference. For particularly high loads, it may be useful if the second screen element is preferably supported on the first screen element at a plurality of axial positions by means of corresponding radial supports. As a rule, support at two radial positions is sufficient. As a result, the invention with reference to a specific embodiment with reference to the drawings is explained in more detail. FIG. 1 shows a schematic representation of a
Längsschnitts durch ein erfindungsgemäßes Rohrleitungssie . Longitudinal section through a pipe according to the invention.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Längs- Schnitts durch ein erfindungsgemäßes Rohrleitungssieb PFE, welches in ein Rohrleitungsstück PP eingebracht ist. Das Rohrleitungssieb PFE weist ein kegelstumpfförmiges erstes Siebelement FEI und ein kegelstumpfförmiges zweites Siebelement FE2 auf. Das erste Siebelement FEI erstreckt sich, eben- so wie das zweite Siebelement FE2 entlang einer zentralenFigure 1 shows a schematic representation of a longitudinal section through an inventive pipe line PFE, which is introduced into a pipe section PP. The pipeline screen PFE has a frusto-conical first sieve element FEI and a frustoconical second sieve element FE2. The first sieve element FEI extends, as does the second sieve element FE2 along a central one
Längsachse X, die auch gleichzeitig die Längsachse des Rohrleitungsstücks PP ist. Ein Längsende kleineren Durchmessers des ersten Siebelementes FEI ist ein erstes Ende El und ein Längsende größeren Durchmessers des ersten Siebelementes FEI ist ein zweites Ende E2. Longitudinal axis X, which is also the longitudinal axis of the pipe section PP at the same time. A longitudinal end of smaller diameter of the first screen element FEI is a first end El and a longitudinal end of larger diameter of the first screen element FEI is a second end E2.
An dem zweiten Ende E2 ist das erste Siebelement FEI mit einem zylindrischen Flanschring FR verbunden, der zwischen zwei gegenüberliegenden Rohrleitungsflanschen PF1, PF2 mittels ei- ner Verschraubung SC verspannt ist. Das Rohrleitungssieb wird von einem Prozessfluid PF in Richtung von dem ersten Ende El zum zweiten Ende E2 durchströmt also in Richtung eines zunehmenden Kegeldurchmessers des ersten Siebelementes FEI . Das Prozessfluid PF beaufschlagt das zweite Siebelement FE2 mit seiner Strömungsrichtung in Richtung eines abnehmenden Kegel - stumpfdurchmessers . Das zweite Siebelement FE2 weist an einem Längsende mit kleinerem Durchmesser ein drittes Ende E3 und einem Längsende mit größerem Durchmesser ein viertes Ende E4 auf. Das dritte Ende E3 und das zweite Ende E2 sind in einer axialen Ebene angeordnet und aneinander befestigt. Diese Befestigung versteift die gesamte Anordnung des Rohrleitungssiebes PFE. An dem dritten Ende E3 weist das zweite Siebelement FE2 einen deckeiförmigen Verschluss CV auf. Das zweite
Siebelement FE2 ist hinsichtlich seiner Axialerstreckung vollständig von dem ersten Siebelement FEI koaxial umgeben. Das zweite Siebelement FE2 erstreckt sich axial lediglich um mindesten 60% in das erste Siebelement FEI hinein. Die bevor- zugte Axialerstreckung des zweiten Siebelementes FE2 in dem ersten Siebelement FEI liegt zwischen 60% und 80% der Länge des ersten Siebelementes FEI. Hierbei ist das zweite Siebelement FE2 vollständig axial in dem ersten Siebelement FEI angeordnet und weist dementsprechend nur 60% bis 80% der Axial- erstreckung des ersten Siebelementes FEI auf. Das zweiteAt the second end E2, the first sieve element FEI is connected to a cylindrical flange FR, which is braced between two opposing pipe flanges PF1, PF2 by means of a screw connection SC. The pipeline sieve is flowed through by a process fluid PF in the direction from the first end El to the second end E2, ie in the direction of an increasing cone diameter of the first sieve element FEI. The process fluid PF acts on the second sieve element FE2 with its flow direction in the direction of a decreasing conical stump diameter. The second screen element FE2 has a fourth end E4 at a smaller diameter longitudinal end, a third end E3 and a longer diameter longitudinal end. The third end E3 and the second end E2 are arranged in an axial plane and fixed to each other. This attachment stiffens the entire arrangement of the PFE pipe sieve. At the third end E3, the second sieve element FE2 has a lid-shaped closure CV. The second Screen element FE2 is completely coaxially surrounded by the first screen element FEI with regard to its axial extent. The second sieve element FE2 extends axially only by at least 60% into the first sieve element FEI. The preferred axial extent of the second screen element FE2 in the first screen element FEI is between 60% and 80% of the length of the first screen element FEI. In this case, the second screen element FE2 is arranged completely axially in the first screen element FEI and accordingly has only 60% to 80% of the axial extent of the first screen element FEI. The second
Siebelement FE2 ist mittels Radialstützen RS an einer Axialposition am ersten Siebelement FEI abgestützt. Über den Umfang weist das dargestellte Rohrleitungssieb mehrere derartige Radialstützen auf. Optional kann in einer zweiten Axial- ebene an diesem Rohrleitungssieb eine radiale Abstützung des zweiten Siebelementes FE2 an dem ersten Siebelement FEI vorgesehen werden (gestrichelt dargestellt Bezugszeichen RS2) .
Sieve element FE2 is supported by means of radial supports RS at an axial position on the first sieve element FEI. Over the circumference, the illustrated pipe line on several such radial supports. Optionally, a radial support of the second screen element FE2 on the first screen element FEI can be provided in a second axial plane on this pipeline screen (reference symbol RS2 shown in dashed lines).
Claims
1. Rohrleitungssieb (PFE) mit einem kegelstumpfförmigen 1. Pipeline sieve (PFE) with a frusto-conical
ersten Siebelement (FEI) , welches sich entlang einer zentralen Längsachse (X) erstreckt, welches erstes Siebelement (FEI) koaxial zu der Längsachse (X) ausgebildet ist , first sieve element (FEI), which extends along a central longitudinal axis (X), which first sieve element (FEI) is formed coaxially to the longitudinal axis (X),
wobei ein Längsende kleineren Durchmessers des Siebelements (FEI) ein erstes Ende (El) ist und ein Längsende größeren Durchmessers ein zweites Ende (E2) ist, dadurch gekennzeichnet, dass wherein a smaller diameter longitudinal end of the sieve element (FEI) is a first end (El) and a larger diameter longitudinal end is a second end (E2), characterized in that
das Rohrleitungssieb (PFE) ein zweites Siebelement (FE2) umfasst, das sich koaxial zu der Längsachse (X) zumindest teilweise axial überlappend mit dem ersten Siebelement (FEI) erstreckt. the pipe screen (PFE) comprises a second screen element (FE2) extending coaxially with the longitudinal axis (X) at least partially axially overlapping with the first screen element (FEI).
2. Rohrleitungssieb (PFE) nach Anspruch 1, 2. Pipe screen (PFE) according to claim 1,
wobei das zweite Siebelement (FE2) kegelstumpfförmig und ein Längsende kleineren Durchmessers ein drittes Ende (E3) ist und ein Längsende größeren Durchmessers ein viertes Ende (E4) ist. wherein the second screen element (FE2) is frustoconical and a smaller diameter longitudinal end is a third end (E3) and a larger diameter longitudinal end is a fourth end (E4).
3. Rohrleitungssieb (PFE) nach Anspruch 2, 3. Pipeline sieve (PFE) according to claim 2,
wobei das vierte Ende (E4) und das erste Ende (El) in einer axialen Ebene angeordnet sind und aneinander befestigt sind. wherein the fourth end (E4) and the first end (El) are arranged in an axial plane and fastened to each other.
4. Rohrleitungssieb (PFE) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Pipeline sieve (PFE) according to at least one of claims 1 to 3,
wobei das zweite Siebelement (FE2) zumindest 60% seiner axialen Erstreckung axial in dem ersten Siebelement (FEI) angeordnet ist.
wherein the second screen element (FE2) is arranged at least 60% of its axial extent axially in the first screen element (FEI).
5. Rohrleitungssieb (PFE) nach Anspruch 4, 5. Pipe screen (PFE) according to claim 4,
wobei das zweite Siebelement (FE2) vollständig hinsichtlich seiner axialen Erstreckung axial in dem ersten Siebelement (FEI) angeordnet ist. wherein the second screen element (FE2) is arranged completely axially with respect to its axial extent in the first screen element (FEI).
6. Rohrleitungssieb (PFE) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. Pipeline sieve (PFE) according to at least one of claims 1 to 5,
wobei wenigstens einer Axialposition des zweiten Siebelement (FE2) mindestens eine Radialstütze (RS) aufweist, welche das zweite Siebelement (FE2) an dem ersten Siebelement (FEI) abstützt. wherein at least one axial position of the second screen element (FE2) has at least one radial support (RS) which supports the second screen element (FE2) on the first screen element (FEI).
7. Rohrleitungssieb (PFE) nach Anspruch 6, 7. Pipeline sieve (PFE) according to claim 6,
wobei zwischen drei bis zwölf Radialstützen (RS) vorgesehen sind pro Axialposition mit AbStützung. wherein between three to twelve radial supports (RS) are provided per axial position with support.
8. Rohrleitungssiebe (PFE) nach mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, 8. Pipe sieves (PFE) according to at least one of claims 6 or 7,
wobei an zwei oder mehr Axialpositionen des zweiten Siebelementes (FE2) das zweite Siebelement (FE2) eine Radialstütze zu dem ersten Siebelement (FEI) aufweist, welches das zweite Siebelement (FE2) an dem ersten Siebelement (FEI) abstützt.
wherein at two or more axial positions of the second screen element (FE2) the second screen element (FE2) has a radial support to the first screen element (FEI), which supports the second screen element (FE2) on the first screen element (FEI).
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