DE3324630C2 - Rohrdrehgelenk - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um ein Rohrdrehgelenk für tiefkalte Medien, mit einem Lageraußenkörper mit einer inneren Wälzkörperlauffläche, mit einem Lagerinnenkörper mit einer äußeren Wälzlauffläche und Wälzkörperlagerfläche. Der Ringraum ist in Strömungsrichtung vor und hinter den Wälzkörpern unter Bildung eines Bypaßkanals für das Medium mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum verbunden. Dadurch sind die Wälzkörper von dem geförderten tiefkalten Medium permanent umspült und wird in besonders einfacher und funktionsgerechter Weise ein Einfrieren des Rohrdrehgelenkes im Bereich der Lagerfläche bzw. Wälzkörper verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrdrehgelenk für insbesondere Verladeanlagen mit Rohrarmen für tiefkalte Medien, mit einem Lageraußenkörper mit einer inneren Wälzkörperlauffläche, mit einem Lagerinnenkörper mit einer äußeren Walzkörperlagerfläche, und mit einem Ringraum zwischen der Wälzkörperlauffläche und der Walzkörperlagerfläche, wobei der Lageraußenkörper und der Lagerinnenkörper einen Rohrabschnitt mit Rohranschlußstutzen bilden und Dichtungsflansche für zwischengeschaltete Dichtringe aufweisen.

Derartige Verladeanlagen werden häufig als Schiffsverlader eingesetzt und benötigen dazu durch Rohrdrehgelenke verbundene Rohrarme. Ein besonderes Problem bereitet das Verladen von tiefkalten Medien, insbesondere von Flüssiggasen mit Temperaturen bis -190°C. Denn bei diesen Temperaturen besteht die Gefahr, daß die Rohrdrehgelenke unter Bildung von Eiskristallen schlagartig einfrieren und schließlich brechen, jedenfalls funktionsuntüchtig werden. Um dieser Gefahr zu begegnen ist es bekannt, den Ringraum zwischen dem Lageraußenkörper und dem Lagerinnenkörper sowie die dort eingesetzten Wälzkörper über Außenbohrungen mit Stickstoff zu spülen. Der gasförmige Stickstoff sorgt für eine hinreichende Feuchtigkeitsaufnahme, so daß Eiskristallbildung ausgeschlossen ist. Allerdings resultiert aus der Stickstoffbeaufschlagung ein Trockenlaufen der Lagerflächen bzw. Wälzkörper. Auf diesem Grunde müssen die Lagerflächen bzw. Wälzkörper zuvor mit einem Schmiermittel, z. B. auf Basis von Polytetrafliioräthylen behandelt werden. — Bei Verladeanlagen mit regelmäßig sechs Rohrgelenken ist das Versorgen dieser Rohrdrehgelenke mit Stickverhältnismäßig aufwendig. Hinzu kommt, daß die Stickstoffbeaufschlagung frühzeitig vor dem Verladevorgang beginnen muß, um rechtzeitig die Eisbildung verursachende Feuchtigkeit zu entziehen. Da die Stickstoffzuführung über verschiedene Bohrungen in dem Lageraußenkörper und in dem Lagerinnenkörper von außen erfolgt, ist insoweit der Einsatz einer Mehrzahl von Dichtungen erforderlich. Auch das ist unbefriedigend.
Im übrigen ist ein Rohrdrehgelenk der eingangs beschriebenen Ausführungsform bekannt, bei welcher der Ringraum zwischen dem Lageraußenkörper und dem Lagerinnenkörper im Bereich der dort angeordneten Wälzkörper gegen das geforderte Medium abgedichtet ist Daher besteht die Gefahr, daß dieses bekannte Rohrdrehgelenk beim Fördern von tiefkalten Medien einfriert und funktionsuntüchtig wird. Zur Abdichtung des Ringraumes sind zwischen dem Dichtflansch des Lageraußenkörpers und dem Dichtflansch des Lagerinnenkörpers Dichtungsringe in stufenartiger Übereinanderanordnung eingesetzt. Zwischen zwei Dichtungsringen mündet eine von außen zugängliche Leckage-Prüfbohrung (vgl. US-PS 43 55 827).

Bei einem Rohrdrehgelenk anderer Ausführungsform mit einem Lageraußenkörper ohne Wälzkörperlauffläehe und einem Lagerinnenkörper ohne Walzkörperlagerfläche bilden der Lageraußenkörper und der Lagerinnenkörper einen Rohrabschnitt mit Rohranschlußstutzen und weisen Dichtungsflansche für zwischengeschaltete Dichtringe auf. Zwischen dem Lageraußenkörper und dem Lagerinnenkörper ist ein Wälzlager angeordnet, und zwar mit Laufringen, welche keilförmig ausgestaltete Laufflächen zur Aufnahme eines Kugelringes aufweisen. Ein Ringraum zwischen der Wälzkörperlauffläche und der Walzkörperlagerfläche fehlt praktisch bei diesem Rohrdrehgelenk. Vielmehr sind lediglich Ringschlitze verwirklicht, um einen Dichtring zwischen dem Lageraußenkörper und dem Lagerinnenkörper mit dem geförderten unter Druck stehenden Medium zu beaufschlagen, damit dieser Dichtring zur Erhöhung seiner Dichtwirkung eine Verformung erfährt. Auf diese Weise will man eine hermetische Dichtwirkung erreichen, die sich proportional deni Leitungsdruck verformen soll. Ein nachgeordneter zweiter harter Dichtring soll verhindern, daß unter dem Leitungsdruck Teile des hochelastischen Dichtringes in den Lagerspalt eingequetscht werden. Im Ergebnis werden bei diesem bekannten Rohrdrehgelenk zwar die Wälzkörper von dem geförderten Medium beaufschlagt, jedoch kann ein Austausch des zu den Wälzkörpern gelangenden Mediums nicht erfolgen. Daher würde sich — Förderung eines tiefkalten Mediums vorausgesetzt — der sich in einer Sackgasse befindende Anteil des Mediums nach einiger Zeit so stark erwärmen, daß infolge der zu dem Gelenkinnenraum auftretenden Temperaturdifferenzen eine Bildung von Eiskristallen nicht länger ausgeschlossen und folglich das Einfrieren des Rohrdrehgelenkes zu befürchten ist (vgl. DE-AS 10 65 233).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rohrdrehgelenk für insbesondere Verladeanlagen mit Rohrarmen für tiefkalte Medien der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welches sich durch eine erheblich vereinfachte Eisfreihaltung selbst bei Temperaturen bis — 190⁰C auszeichnet.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gauungsgemäßen Rohrdrehgelenk dadurch, daß der Ringraum in Strömungsrichtung vor und/oder hinter den Wälzkörpern unter Biictting eines Sack- oder Bypaßkanals für das Medium mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum

verbunden ist und dadurch die Wälzkörper von dem geförderten Medium permanent umspült sind. — Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die Umspülung der Lagerflächen bzw. Wälzkörper unmittelbar von dem tiefkalten Medium die Bildung von Eiskristallen vollständig unterbunden wird, so daß ein Einfrieren des erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenkes auch ohne Slickstoffspülung unterbunden wird. Darüber hinaus ist der Einsatz eines zusätzlichen Gleit- bzw. Schmiermittels zur Verhinderung von Trockenlauf nicht länger erforderlich, vielmehr wird durch die Umspülung der Lagerflächen bzw. Wälzkörper mit dem geförderten Medium ein selbstschmierender Effekt erreicht Da die Spülung von dem rohrartigen Gelenkinnenraum her erfolgt, kommt man bei dem erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenk mit nur wenigen Dichtungen aus.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der in den Lageraußenkörper eingesetzte Lagerinnenkörper mit seiner Stirnfläche gegen eine Schulter des Lageraußenkörpers unter Bildung eines Ringkanals distanziert ist und/oder im Bereich seines auf der anderen Seite der Wälzkörper angeordneten Dichtungsflansches einen oder mehrere radiale Verbindungskanäle aufweist, wobei der Ringkanal einerseits und/oder die Verbindungskanäle andererseits den Ringraum mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum verbinden. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich noch der Einsatz von Dichtungen zwischen den Dichtungsflanschen erforderlich.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Rohrdrehgelenk für Verladeanlagen, insbesondere Schiffsverlader, mit Rohrarmen für tiefkalte Medien verwirklicht wird, welches sich durch eine vereinfachte Eisfreihaltung selbst bei Temperaturen bis —190° C und mehr auszeichnet, weil die Lager und Wälzkörperflächen unmittelbar von dem tiefkalten Medium umspült werden und folglich Eiskristallbildung ausgeschlossen ist. Zugleich wird dadurch ein selbstschmierendes Rohrdrehgelenk verwirklicht, so daß der Einsatz eines zusätzlichen Gleitmittels entfällt. Durch die erfindungsgemäße Gelenkbauweise aus gleichsam Muffe und Einsteckende werden die sonst üblichen Dichtungsprobleme erheblich reduziert, kann man bei dem erfindungsgemäßen Rohrdrehgelenk mit lediglich zwei Dichtungen zwischen den Dichtungsflansehen vom Lageraußenkörper und Lagerinnenkörper auskommen und dennoch eine Lekagekontrolle beibehalten. Im Ganzen zeichnet sich das erfindungsgemäße Rohrdrehgelenk durch eine besonders einfache und funktionsgerechte Bauweise für tiefkalte Medien und insbesondere Flüssiggase aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert;

Es zeigen:

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Rohrdrehgelenk in schematischer Ansicht,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 1 mit zwei Dichtungen und

F i g. 3 teilweise den Gegenstand nach F i g. 1 mit drei Dichtungen.

In den Figuren ist ein Rohrdrehgelenk 1 für Verladeanlagen und insbesondere ein Schiffsverlader mit Rohrarmen für gasförmige und flüssige Medien dargestellt. Dieses Rohrdrehgelenk weist in seinem grundsätzlichen Aufbau einen Lageraußenkörper 2 mit einer inneren Wäl/.körperlauffläche 3, einen Lagerinnenkörper 4 mit einer äußeren Wälzkörperlagerfläche 5 und einen Ringraum 6 zwischen der Wälzkörperlauffläche 3 und der Wälzkörperlagerfläche 5 auf, wobei der Lageraußenkörper 2 und der Lagerinnenkörper 4 einen Rohrabschnitt mit Rohranschlußstutzer. 7, 7a bilden und Dichtungsflansche 8, 8a für zwischengeschaltete Dichtringe 9 aufweisen. Der Ringraum 6 ist in Strömungsrichtung vor und hinter den Wälzkörpern 10 unter Bildung eines Bypaßkanals 11 für das Medium mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum 12 verbunden, wodurch die Wälzkörper 10 bzw. Lagerflächen von dem geförderten Medium permanent umspült werden. Der in den Lageraußenkörper 2 eingesetzte Lagerinnenkörper 4 ist mit seiner Stirnfläche 13 gegen eine Schulter 14 des Lageraußenkörpers 2 unter Bildung eines Ringkanals 15 distanziert. Außerdem weist der Lagerinnenkörper 4 im Bereich seines auf der anderen Seite der Wälzkörper 10 angeordneten Dichtungsflanschens 8a einen oder mehrere radiale Verbindungskanäle 16 auf, wobei der Ringkanal 15 und die Verbindungskanäle 16 den Ringraum 6 mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum 12 verbinden. Zwischen dem Dichtungsflansch 8 des Lageraußenkörpers 2 und dem Dichtungsflansch 8a des Lagerinnenkörpers 4 sind zwei oder mehr Dichtungsringe 9 in stufenartiger Übereinanderanordnung eingesetzt. Zwischen zwei Dichtungsringen 9 mündet eine von außen zugängliche Lekageprüfbohrung 17. Der Dichtungsflansch 8a des Lagerinnenkörpers 4 ist mit dem Lagerinnenkörper mittels einer selbstdichtenden und/oder abgedichteten Schraubbefestigung 18 verbunden, bildet also aus fertigungstechnischen und montagetechnischen Gründen ein selbständiges Bauteil. Im übrigen sind die radialen Verbindungskanäle 16 und die Schraubbefestigungen 18 versetzt zueinander angeordnet. Der Lageraußenkörper 2 weist eine geschlossene Wälzkörperlauffläche 3 mit Lagerausnehmungen 19 zur teilweisen Aufnahme der als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper 10 auf, wobei die Kugeln in radialen Lagerbohrungen 20 in dem Lagerinnenkörper 4 mittels Kugelstopfen 21 mit vorgegebenem Lagerspiel gesichert sind. Infolge der Einlagerung der Wälzkörper 10 und Kugeistopfen 21 von innen ist eine Abdichtung des Lageraußenkörpers 2 gegen den Lagerinnenkörper 4 lediglich im Bereich ihrer Dichtungsflansche 8,8a erforderlich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Palentansprüche:

1. Rohrdrehgelenk für insbesondere Verladeanlagen mit Rohrarmen für tiefkalte Medien, mit einem Lageraußenkörper mit einer inneren Walzkörperlauffläche, mit einem Lagerinnenkörper mit einer äußeren Walzkörperlagerfläche, und mit einem Ringraum zwischen der Wälzkörperlauffläche und der Walzkörperlagerfläche, wobei der Lageraußenkörper und der Lagerinnenkörper einen Rohrabschnitt mit Rohrabschnitt mit Rohranschlußstutzen bilden und Dichtungsflansche für zwischengeschaltete Dichtringe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (6) in Strömungsrichtung vor und hinter den Wälzkörpern (10) unter Bildung tines Bypaßkanals (11) für das Medium mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum (12) verbunden ist und dadurch die Wälzkörper (10) von dem geförderten Medium umspült sind.

2. Rohrdrehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Lageraußenkörper (2) eingesetzte Lagerinnenkörper (4) mit seiner Stirnfläche (13) gegen eine Schulter (14) des Lageraußenkörpers (2) unter Bildung eines Ringkanals (15) distanziert ist und/oder im Bereich seines auf der anderen Seite der Wälzkörper (10) angeordneten Dichtungsflansches (Sa) einen oder mehrere radiale Verbindungskanäle (16) aufweist, wobei der Ringkanal (15) und/oder die Verbindungskanäle (16) den Ringraum (6) mit dem rohrartigen Gelenkinnenraum (12) verbinden.