DE102006034323A1

DE102006034323A1 - Bewegliche Rohrleitung

Info

Publication number: DE102006034323A1
Application number: DE102006034323A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Theurer
Original assignee: URACA PUMPENFABRIK GmbH and Co KG
Current assignee: URACA PUMPENFABRIK GmbH and Co KG
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-01-24
Also published as: WO2008009677A1; DE112007001693A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine bewegliche Rohrleitung zwischen relativ zueinander beweglichen Anschlussteilen eines Hydrauliksystems, insbesondere zwischen einem Eingangsanschluss eines Saugventils einer Verdrängerpumpe sowie einem Ausgangsanschluss einer Saugsammelleitung dieser Pumpe, wobei durch zwei teleskopierbar unter Bildung eines axialen Ringspaltes ineinander gesteckte Rohre, deren freie Stirnränder dichtend an ringförmigen Gegenflächen der Anschlussteile angedrückt sind, wobei der Durchmesser der zwischen den Stirnenden und den Gegenflächen gebildeten dichtenden Berührungszone kleiner als der Durchmesser des Ringspaltes ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bewegliche Rohrleitung zwischen relativ zueinander beweglichen Anschlussteilen eines Hydrauliksystems, insbesondere zwischen einem Eingangsanschluss eines Saugventils einer Verdrängerpumpe sowie einem Ausgangsanschluss einer Saugsammelleitung dieser Pumpe.
Es ist grundsätzlich bekannt, zwischen Anschlussteilen, die sich beim Betrieb relativ zueinander bewegen, sog. Wellschläuche bzw. Wellrohre anzuordnen. Damit können ohne weitere axiale Abstandsänderungen zwischen den Anschlussteilen sowie Radialbewegungen, d.h. Relativbewegungen der Anschlussteile quer zur Längsrichtung des Wellschlauches bzw. -rohres zugelassen werden. Desweiteren können auch Taumelbewegungen der Anschlussteile toleriert werden.
Bei der Kohlehydrierung müssen Kohleschlämme bzw. -suspensionen, die eine ausgeprägte Neigung zur Sedimentierung haben, gefördert werden. Hier ist der Einsatz von Wellschläuchen bzw. -rohren problematisch, weil sich die Sicken im Innenraum des Wellschlauches bzw. -rohres in kurzer Zeit mit Sedimenten anfüllen, so dass die Beweglichkeit des Well schlauches bzw. -rohres nicht mehr gegeben ist und sich das Wellrohr bzw. der Wellschlauch praktisch wie ein starres Teil verhalten und aufgrund der Relativbewegungen zwischen den Anschlussteilen in kürzester Zeit zerstört werden.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine bewegliche Rohrleitung zu schaffen, die auch für Suspensionen, welche eine ausgeprägte Neigung zur Sedimentierung haben, geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch zwei teleskopierbar unter Bildung eines axialen Ringspaltes ineinander gesteckte Rohre gelöst, deren freie Stirnränder dichtend an ringförmigen Gegenflächen der Anschlussteile angedrückt sind, wobei der Durchmesser der zwischen den Stirnenden und den Gegenflächen gebildeten dichtenden Berührungszone kleiner als der Durchmesser des Ringspaltes ist.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zwischen den relativ zueinander beweglichen Anschlussteilen eine teleskopierbare Rohranordnung vorzusehen, deren freie Stirnenden in ständigem Kraftschluss mit den zugeordneten Gegenflächen der Anschlussteile stehen. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, für den Kraftschluss den hydraulischen Innendruck in den Rohren auszunutzen. Da der Ringspalt einen größeren Durchmesser aufweist als die zwischen den Stirnenden und den Gegenflächen der Anschlussteile gebildeten dichtenden Berührungszonen sucht der hydraulische Innendruck die teleskopierbar ineinander gesteckten Rohre unter Vergrößerung des axialen des Abstandes ihrer freien Stirnenden auseinander zu schieben. Auf diese Weise sind an den Anschluss stellen immer hinreichende Andruckkräfte zur sicheren Abdichtung gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die freien Stirnränder die Form eines ringförmigen Ausschnittes einer Kugelkalotte aufweisen, während die Gegenflächen Konus- bzw. Kegelform besitzt. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte kreislinienförmige Berührung zwischen den Stirnenden und den Gegenflächen gewährleistet.
Desweiteren ist es zweckmäßig, wenn zwischen einem Außenflansch am einen Rohr und dem zugewandten Ende bzw. einem Außenflansch des anderen Rohres eine Druckfeder, etwa in Form einer Schraubendruckfeder eingespannt ist. Damit wird unabhängig vom hydraulischen Druck innerhalb der Rohre ein gewisser Mindestkraftschluss zwischen den freien Stirnenden der beweglichen Rohrleitung und den Gegenflächen der Anschlussteile gewährleistet. Auch bei Betriebsunterbrechungen hat also die bewegliche Rohrleitung einen festen Sitz.
Um eine hermetische Abdichtung garantieren zu können, kann die Rohrleitung innerhalb eines zwischen den Anschlussteilen angeordneten Wellschlauches bzw. -rohres angeordnet sein. Über einen Auslass des zwischen dem Wellrohr und den darin angeordneten Rohren ausgebildeten Ringraumes kann ggf. festgestellt werden, ob in den Ringraum Leckageflüssigkeit eingedrungen ist und Teile der beweglichen Rohrleitung ausgetauscht werden sollten.
Vorzugsweise ist der Ringspalt durch Dichtringe aus Elastomermaterial und Metall abgedichtet, wobei die Elastomerringe, vom rohrinneren Ende des Ringspaltes aus gesehen, vorzugsweise axial hinter einem Metallring angeordnet sind. Diese Anordnung bietet den Vorzug, dass der Metallring gegebenenfalls in den Ringspalt eingedrungene Partikel aus der geförderten Suspension von den Elastomerringen fernhält, so dass deren Standzeit deutlich verlängert wird.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche und die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der eine besonders bevorzugte Ausführungsform näher beschrieben wird.
Schutz wird nicht nur für ausdrücklich angegebene oder dargestellte Merkmalskombinationen sondern prinzipiell auch für beliebige Unterkombinationen der angegebenen bzw. dargestellten Merkmale beansprucht.
In der Zeichnung zeigt
1 einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen Rohrleitung zwischen zwei zueinander beweglichen Anschlussteilen und
2 eine gleichartige Darstellung, wobei sich jedoch die Anschlussteile aufgrund von Relativbewegungen quer zur Rohrachse relativ zueinander verlagert haben.
Gemäß 1 ist zwischen zwei sich beim Betrieb relativ zueinander bewegenden Anschlussteilen 1 und 2 eines Hydrauliksystems, beispielsweise einer Anlage zur Kohlehydrierung, eine bewegliche Rohrleitung 3 angeordnet. Diese besteht aus zwei unter Bildung eines axialen Ringspaltes 4 teleskopierbar ineinander gesteckten Rohren 5 und 6, deren voneinander abgewandte freie Stirnränder 7 die Form eines ringförmigen Ausschnittes einer Kugelkalotte aufweisen. Die Stirnränder 7 werden in weiter unten dargestellter Weise gegen die ringförmigen Gegenflächen 8 an den Anschlussteilen 1 und 2 gespannt, so dass eine Kraftschlussverbindung vorliegt. Die Gegenflächen 8 besitzen die Form eines Mantels eines Kegelstumpfes, so dass zwischen den sphärischen Stirnrändern 7 und den kegelförmigen Gegenflächen 8 eine kreislinienförmige, dichtende Berührungszone gegeben ist, und zwar auch dann, wenn die Anschlussteile 1 und 2 gemäß 2 aufgrund von Relativbewegungen relativ zueinander eine relativ zueinander seitwärts versetzte Lage einnehmen.
Grundsätzlich könnten die Gegenflächen 8 auch als zu den Stirnrändern 7 gegengleiche sphärische Flächen ausgebildet sein, so dass die Gegenflächen und die Stirnränder auf einer breiten Ringfläche aufeinander aufliegen. Unter dem Gesichtspunkt einer einfachen Herstellbarkeit und hoher Andruckkräfte im Berührungsbereich ist jedoch die vorangehend beschriebene Ausführungsform mit ringlinienförmiger Berührung der Stirnränder und der Gegenflächen 7 8 vorteilhaft.
Am Ringspalt 4 ist der Innendurchmesser des Rohres 6 entsprechend dem Außendurchmesser des Rohres 5 auf ein Maß vergrößert, welches größer ist als der Durchmesser D der ringlinienförmigen Berührungszonen zwischen den Stirnrändern 7 und den Gegenflächen 8. Dadurch wird erreicht, dass der hydraulische Druck eines die Rohrleitung durchsetzenden Mediums die Rohre 5 und 6 unter Andruck an die Gegenflächen 8 auseinander zu drängen sucht. Im Ergebnis sorgt also der hydraulische Druck immer dafür, dass die Stirnränder 7 mit hinreichender Dichtwirkung gegen die Gegenflächen 8 gespannt werden.
Zusätzlich ist zwischen einem Außenflansch 9 am Rohr 5 und dem zugewandten Stirnrand des Rohres 6 eine Schraubendruckfeder 10 eingespannt, die auch bei verschwindendem hydraulischen Druck für einen sicheren Sitz der Stirnränder 7 an den Gegenflächen 8 sorgt.
Der Ringspalt 4 wird durch Dichtringe 11 und 12 abgedichtet, die in Außenumfangsnuten des Rohres 5 angeordnet sind. Der Dichtring 11 ist nach Art eines Kolbenringes an einem Kolben eines Verbrennungsmotors ausgebildet und besteht aus Metall, während die Dichtringe 12 aus einem Elastomermaterial bestehen. Der metallische Dichtring 11 hat in erster Linie die Aufgabe, die Dichtringe 12 vor dem Angriff abrasiver Feststoffpartikel zu schützen, wenn die Rohrleitung 3 von einer Suspension, beispielsweise Kohleschlamm, durchströmt wird. Die Dichtringe 12 dichten den Ringspalt 4 gegen eine Durchtritt der Trägerflüssigkeit der Suspension ab.
Um unter allen Umständen eine hermetische Dichtheit zu gewährleisten, kann die Rohrleitung 3 innerhalb eines die Anschlussteile 1 und 2 verbindenden Wellrohres 13 angeordnet sein, wobei gegebenenfalls in den Ringraum zwischen dem Wellrohr 13 und der Rohrleitung 3 eingedrungenes hydraulisches Medium über eine Bohrung 14 in einem mit dem Wellrohr 13 verbundenen Flansch am Anschlussteil 1 erfasst und abgeführt werden kann.

Claims

Bewegliche Rohrleitung (3) zwischen relativ zueinander beweglichen Anschlussteilen (1, 2) eines Hydrauliksystems, insbesondere zwischen einem Eingangsanschluss eines Saugventils einer Verdrängerpumpe sowie einem Ausgangsanschluss einer Saugsammelleitung dieser Pumpe, gekennzeichnet durch zwei teleskopierbar unter Bildung eines axialen Ringspaltes (4) ineinander gesteckte Rohre (5, 6), deren freie Stirnränder (7) dichtend an ringförmigen Gegenflächen (8) der Anschlussteile (1, 2) angedrückt sind, wobei der Durchmesser der zwischen den Stirnenden (7) und den Gegenflächen (8) gebildeten dichtenden Berührungszone kleiner als der Durchmesser des Ringspaltes (4) ist.
Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Stirnränder (7) die Form eines ringförmigen Ausschnittes einer Kugelkalotte aufweisen.
Rohrleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenflächen Konus- bzw. Kegelform aufweisen.
Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Außenflansch (9) am einen Rohr (5) und dem zugewandten Ende bzw. einem Außenflansch des anderen Rohres (6) eine Druckfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder (10) eingespannt ist.
Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (3) innerhalb eines zwischen den Anschlussteilen (1, 2) angeordneten Wellschlauches bzw. -rohres (13) angeordnet ist.
Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (4) durch Dichtringe aus Elastomermaterial und Metall abgedichtet ist.
Rohrleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerringe (12), vom rohrinneren Ende des Ringspaltes (4) aus gesehen, axial hinter einem Metallring (11) angeordnet sind.