DE3003188A1

DE3003188A1 - Rohrkruemmer fuer fluessigkeitsleitungen

Info

Publication number: DE3003188A1
Application number: DE19803003188
Authority: DE
Inventors: Alan E Emslie; Donald J Gallo; Frederick G Hammitt; Thomas L Roscetti
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1979-02-02
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE3003188C2; GB2041477B; US4232710A; FR2448063A1; GB2041477A; FR2448063B1; JPS55107103A; JPH0146724B2; CA1112128A

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Rohrkrümmer für Flüssigkeiten, bei welchem sich stromaufwärts an den Krümmer ein gerader Rohrabschnitt zur Zuführung der Flüssigkeit anschließt. Derartige Rohrkrümmer sind meist in Flüssigkeitsleitungen vorgesehen, die als Ladearme dienen.

Es ist hinlänglich bekannt, daß die Strömungsgeschwindigkeiten in Ladearmen, und hier im besonderen bei solchen, die zur Beladung von Schiffen dienen, durch das Phänomen der "Kavitation" begrenzt werden. Dies tritt innerhalb der Ladearme in den Krümmern mit geringem Krümmungsradius auf. Wenn eine Flüssigkeit einen Krümmer durchströmt, besteht ein Druckgradient quer über den Querschnitt des Krümmers, wobei der Druck am niedrigsten auf der Innenseite beim kürzesten Radius vorliegt. Bei ansteigender Strömungsgeschwindigkeit nimmt der Druck im Bereich des Innenradius ab, bis der Dampfdruck der Flüssigkeit im wesentlichen erreicht ist. An diesem speziellen Punkt entsteht eine Vielzahl relativ kleiner Blasen oder Leerräume, die mit dem Dampf des Förderproduktes angefüllt sind und stromabwärts fließen. Wenn die Blasen einen Bereich eines relativ höheren Druckes erreicht haben, implodieren die Blasen, d. h., sie fallen zusammen, wobei eine beträchtliche Energie frei wird. Diese Implosionen können eine Erosion der Rohrwandung und Vibrationen des Armes verursachen, wodurch wiederum der Arm in seiner Struktur geschwächt werden kann. Dabei können durch dynamischen Belastungen Ermüdungs-

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schaden auftreten, so daß ein kostenaufwendiges Ersetzen zumindest der geschädigten Armteile erforderlich ist.

Grundsätzlich ist es in wirtschaftlicher Hinsicht erstrebenswert, die Strömungsgeschwindigkeit durch den Arm zu erhöhen. Die Vorteile einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit liegen in einer kürzeren Ladezeit an einem bestehenden oder neuen Anlegeplatz. Weiterhin brauchen bei einer höheren Strömungsgeschwindigkeit die bestehenden Ladearme nicht durch solche mit größerem Durchmesser ersetzt zu werden und bei neuen Anlegeplätzen können kleinere und/oder eine geringere Anzahl eingebaut werden. Dies führt zu einer Verminderung der gesamten Investitionskosten. Wenn jedoch die Strömungsgeschwindigkeiten erhöht werden, führt dies zu einem Anstieg der Armschäden infolge der Zonen niedrigen Druckes, die im Bereich des Innenradius der Krümmer gebildet werden. Während also eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit angestrebt wird, entsteht hierbei in erster Linie das Kavitationsproblem.

Die Primärparameter der Zustandsbeschreibung, wann eine Kavitation auftritt, umfassen die Strömungsvariablen, wie den absoluten Druck P und die Geschwindigkeit V_Q sowie die Grenzgeometrie und den Dampfdruck P sowie die Dichte ⁷. der Flüssigkeit. Die Beziehung zwischen diesen Parametern ist allgemein bekannt als Kavitationszahl sigma, nämlich

ρ - P

jo Iy.

1/2 ^V₀ ²

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Wenn man dementsprechend die Strömungsgeschwindigkeit erhöhen würde, könnte man die oben genannten und andere Vorteile erzielen, jedoch nicht ohne die erwähnten Nachteile, wenn man nicht Maßnahmen zur Unterdrückung der Kavitation ergreift.

Zu den gegenwärtig eingesetzten Maßnahmen zur Unterdrückung der Kavitation und Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, setzt man Leitbleche in den Rohrkrümmern ein. Diese Leitbleche teilen den Flüssigkeitsstrom in eine Vielzahl von Strömen auf, wobei jeder einen geringeren Druckgradienten aufweist als der Gesamtdruckgradient des einzigen Flüssigkeitsstromes. Somit kann man bei mit Leitblechen versehenen Krümmern ein höheres Druckverhältnis einstellen, bevor der Dampfdruck der Flüssigkeit erreicht und eine Kavitation erzeugt wird. Derartige Anordnungen werden in den amerikanischen Patentschriften 1,837,901, 1,996,596, 2,662,553, 2,723,680, 2,733,044, sowie 3, 597,166 beschrieben. Eine Schrift von besonderem Interesse ist die US-PS 3,724,499, in welcher ein Ladearm beschrieben ist, in welchem in Kombination mit Leitblechen in dem Krümmer ein Venturi-Abschnitt am Auslaß des Ladearmes vorgesehen ist, um den Flüssigkeitsdruck in dem Arm anzuheben. Das Konzept, den Flüssigkeitdruck in dem Arm zu erhöhen ist in der Industrie hinlänglich bekannt. Wie bereits oben ausgeführt wurde, kann eine höhere Strömungsgeschwindigkeit hierdurch erzielt werden, bevor eine Kavitation eintritt. Nach dem bisherigen Stand der Technik ist es dementsprechend erforderlich, einen erhöhten Rückdruck zu erzeugen, um zu der

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erhöhten Strömungsgeschwindigkeit zu kommen. Der gleiche Effekt kann erzielt werden, indem man am Auslaß ein Ventil anordnet, das die Strömung begrenzt. Ein Nachteil dieser Maßnahmen liegt jedoch darin, daß eine zusätzliche Pumpkapazität vorgesehen sein muß, die erforderlich ist, um den zusätzlichen Rückdruck zu überwinden, der entweder durch das Venturi-Rohr oder das Ventil verursacht wird. Weiterhin beschreibt die US-PS 2,564,683 einstellbare Platten in einem Strömungsdurchlaß und die US-PS 3,398,765 eine Führungsplatte im Krümmer zur Verminderung der Auswirkung der Krümmung auf die Strömung.

In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben aufgezeigten Nachteile, einen Rohrkrümmer der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine höhere Strömungsgeschwindigkeit durch die Rohrleitung erzielt werden kann, ohne daß eine Kavitation auftritt und ohne daß es erforderlich ist, den Rückdruck merklich zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung auf die Unteransprüche verwiesen wird.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird allgemein bei solchen Flüssigkeitsleitungen,die mit Krümmern versehen sind, und im besonderen bei Ladearmen zur Beladung von Schiffen, die Möglichkeit gegeben, erheblich größere Durchsatzleisbungen

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infolge höherer Strömungsgeschwindigkeiten zu erzielen. Die Vorderkante des Leitbleches, die der Strömung entgegensteht, besitzt im wesentlichen eine aerodynamisch glatte Form. Die Leitblechverlängerung wird auf beiden Seiten gehalten, um eine Flatterbewegung der Führungskante in solchen Fällen zu verhindern, wenn sich an den Krümmer ein gerader Rohrteil anschließt, oder der Einsteckteil eines Drehgelenkes, wobei die Seitenkanten angeschweißt werden können. In solchen Fällen, wenn sich der Krümmer an den Drehteil eines Drehgelenkes anschließt, kann ein drehbarer Haltering vorgesehen sein. Dieser Ring kann von einer Nut aufgenommen werden, die sich in dem Drehteil des Drehgelenkes befindet. Die Seiten der Leitblechverlängerung sind in dem Ring angeschweißt, um jegliche Flatterbewegung zu unterbinden, wie auch das Leitblech in einem relativ konstanten Anstellwinkel zur Flüssigkeitsströmung zu halten. Wenn man eine Einstellmöglichkeit für den Anstellwinkel der Leitblechverlängerung vorsieht, kann man eine Optimierung der Kombination der Leitblechverlängerung und des Anstellwinkels erzielen, um eine höchstmögliche Strömungsgeschwindigkeit einzustellen, ohne daß eine Kavitation auftritt. Bei einer geeigneten Einstelleinrichtung für den Anstellwinkel handelt es sich um eine manuell betätigte Schraube, die einen Stift gegen das Leitblech drückt, um dessen Anstellwinkel einzustellen, oder um ein elektromagnetisch oder hydraulisch betätigtes Element zur Fernbedienung der Einstellbarkeit im besonderen an solchen Stellen, die schwer erreichbar sind. Die Vorteile, die ein erfindungsgemäßer Rohrkrümmer bietet, liegen in erster Linie in höheren Strömungsdurchsätzen durch den Lade-

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arm, ohne daß eine Kavitation auftritt und/oder bei einem höheren Druckniveau bei herkömmlichen Anlagen, was zu geringeren Investitionen für die Ladearme führt, da kleinere oder weniger Arme für eine bestimmte Ladekapazität eingesetzt werden müssen. Bei bereits bestehenden Anlagen kann ein erhöhter Durchsatz realisiert werden, ohne daß zusätzliche Arme eingesetzt werden müssen, oder daß bereits bestehende Arme durch entsprechend größere Arme zu ersetzen sind. Es sind geringere Kaygebühren für den Tanker zu entrichten, da kürzere Pumpzeiten zu entsprechend kürzeren Anlegezeiten führen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung eines Ladearmes, der mit den erfindungsgemäßen Merkmalen versehen ist,

Fig. 2 einen Schnitt, im wesentlichen entlang der Rohrachse durch einen Krümmer gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 3-3 der Fig. 2,
ß

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Krümmer gemäß der Erfindung, der sich in einem Ladearm in Anschluß an

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ein Drehgelenk befindet,

Fig. 5 eine typische Einrichtung zur Einstellung des Anstellwinkels des Leitbleches gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Teilschnitt durch die Einstelleinrichtung gemäß Fig. 5 in größerem Maßstab,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Rohrkrümmer gemäß der Erfindung, der sich im Anschluß an ein Drehgelenk befindet (ähnlich wie in Fig. 4), mit einer Einstelleinrichtung für den Anstellwinkel,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 7 entlang der Schnittlinie 8-8 unter Darstellung des Halteringes in einem größeren Maßstab und

Fig. 9 eine graphische Darstellung von Ergebnissen einer Untersuchung, der der erfindungsgemäße Rohrkrümmer ausgesetzt worden ist.

Bei einer typischen Ausführungsform der Erfindung handelt es sich um einen Ladearm, der im besonderen beispielsweise zur Überführung von Erdöl oder anderen flüssigen Produkten zwischen einem Tanker und einer am Festland befindlichen Lagereinrichtung eingesetzt wird, wie sich aus Fig. 1 entnehmen läßt. Andere

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Anwendungsbereiche sind Flussigkeitsförderleitungen, in welchen ein Krümmer eingebaut ist. In den Zeichnungen ist ein Schiffsladearm 10 dargestellt, der eine Anzahl gerader Rohrabschnitte aufweist, die durch Drehgelenke und Krümmer miteinander in Verbindung stehen. Der Arm besitzt einen inneren Rohrabschnitt 12 sowie einen äußeren Rohrabschnitt 14, der über ein Drehgelenk 16 schwenkbar mit dem inneren Rohrabschnitt verbunden ist. Ein vertikaler Rohrstutzen 18 steht über ein weiteres Drehgelenk 20 mit dem inneren Rohrabschnitt schwenkbar in Verbindung. Ein Dreifach-Drehgelenk schließt sich an den äußeren Rohrabschnitt 14 an. Nur zum Zwecke der Erläuterung ist der Vertikalrohrstutzen auf einem Kai 22 befestigt dargestellt. Entsprechende (nicht gezeigte) Rohrleitungen sind zwischen dem Vertikalrohrstutzen und einer (ebenfalls nicht gezeigten) Flüssigkeitslagerung vorgesehen. Am oberen Ende des Vertikalrohrstutzens 18 ist ein Krümmer 24 vorgesehen, der an dem unteren, geraden Abschnitt mit Hilfe eines Drehgelenks 26 gehalten ist, das eine Bewegung des Arms relativ zur Vertikalachse des Rohrstutzens ermöglicht. Das Dreifach-Gelenk umfaßt drei Drehgelenke in jeweils senkrechten Ebenen und eine Reihe von entsprechenden Krümmern, um eine freie Beweglichkeit des Armes zu ermöglichen. Der allgemeine Aufbau des Armes ist im wesentlichen in der erwähnten US-PS 3,714,499 beschrieben. Bei den Ladearmen der eingangs diskutierten Art erzeugt die Zentrifugalkraft beim Durchtritt der Flüssigkeit durch die verschiednen Krümmer ein Druckdifferential, wobei am äußeren Radius eines Krümmers ein höherer Druck auftritt als am inneren Radius. Wenn die Strömungsge-

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schwindigkeit groß genug ist, fällt das Druckniveau im Bereich des inneren Radius unter den bekannten Dampfdruck der Flüssigkeit ab,und es entstehen Dampfblasen. Beim Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit steigt entsprechend auch der Kavitationsgrad an. Wenn sich die Kavitation in einem hinreichenden Maß ausgebildet hat, erstreckt sie sich bis in den gradlinigen Abschnitt des Rohres stromabwärts bis zu einem Punkt, in welchem sich die Zentrifugalkräfte nicht mehr auf die Druckverteilung auswirken und/oder die Winkelbeschleunigung sich auf die Flüssigkeit nicht mehr auswirkt. Die Dampfblasen sind dann einem höheren Druck ausgesetzt, und es treten Implosionen auf, wobei die Blasen zusammenfallen und die oben erwähnten Probleme hervorrufen.

Um diese zu überwinden, sind innerhalb der Rohrkrümmer Leitbleche 28 gemäß der Erfindung vorgesehen, diedas Auftreten der Kavitation unterdrücken, während die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Diese Leitbleche sind gekrümmt, starr und bestehen aus Metall oder einem leichten Material und teilen den Flüssigkeitsstrom in mehrere Ströme auf, bei welchen geringere Druckgradienten vorliegen als der Druckgradient des einzelnen Gesamtstromes. Hierdurch können höhere Strömungsgeschwindigkeiten erzielt werden, bevor der Dampfdruck der Flüssigkeit erreicht wird, bei welchem die Kavitation eintritt. Gemäß der Erfindung erstrecken sich die Leitbleche um eine Strecke über den tangentialen Endpunkt des Krümmers hinaus, wodurch, wie sich gezeigt hat, die Strömungsgeschwindigkeit sich erhöhen läßt, ohne daß eine Kavitation auftritt. Indem

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man das ^Leitblech um das etwa 0,4 bis 1,0-fache des inneren Krümmerdurchmessers verlängert, wird dieses Ziel erreicht. Außerdem wurde die Leitblechverlängerung in einem leicht negativen Anstellungswinkel angeordnet. Das bedeutet, daß ^man den verlängerten Teil des Leitbleches in einem negativen Winkel relativ zur achsenparallelen Ebene des geraden Rohrabschnittes anordnet. Untersuchungsergebnisse haben gezeigt, daß sich die Kavitation verhindern läßt durch einen Anstellungswinkel von etwa -1,5 und einer Leitblechverlängerung um das 0,4 bis 1,0-fache des Krümmerradius. Es hat sich jedoch gezeigt, was experimentell nachgewiesen werden kann, daß sich der optimale, negative Anstellungswinkel cC verändern kann in Abhängigkeit von dem Produkt und der Krümmergeometrie. In Fig. 2 ist die Leitblechverlängerung 30 des Leitbleches dargestellt, welche mit einer Länge L in den stromaufwärtigen Bereich 32 des Rohres hineinragt. Das Leitblech befindet sich auf einer Linie einer konstanten Radiusbiegung, die etwa das 0,85-fache des Innendurchmessers D des Krümmers ausmachen kann. Während gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein einzelnes Leitblech dargestellt ist, können auch mehr als ein Leitblech vorgesehen sein in Abhängigkeit von der angestrebten Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Die vorwärtige Kante oder die Führungskante 34 verläuft quer zur Strömungsrichtung durch den Arm und besitzt eine Schrägfläche 36, die von der Strömungsrichtung weggeneigt ist, um eine relativ saubere, aerodynamische Form zu erzielen.

Während eine besondere Leitblechverlängerung hier gezeigt und beschrieben wird, Jcann die jeweilige Länge der Leitblech-

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— 1 Λ—

Verlängerung stromaufwärts in den geraden Rohrteil hinein durch Standardversuche im Labor und in der Praxis optimiert werden. Während kürzere Leitblechverlängerungen möglich sind, bis die Führungskanten der Leitbleche durch verschiedne lokale Kantenkavitationen erodiert werden, kann dies zu einer schädlichen Krümmerkavitation führen. Wenn man anstrebt, die Effekte der Leitblankenkantenkorrosion zu vermindern, kann man Leitbleche mit einer größeren Verlängerung einsetzen. Um zu verhindern, daß die Führungskante der Leitblechverlängerung flattert, hält man die Seitenkanten des Führungsbleches vorzugsweise fest, wie dies bei 38 durch Schweißnähte (siehe Fig. 3) auf der Ober- und Unterseite der Innenwand des Ladearmes gezeigt ist. Wenn, wie aus Fig. 4 entnehmbar ist, der Krümmer mit dem erfindungsgemäßen Leitblech 28 sich in der Nähe eines Drehgelenkes befindet, ist ein Haltering 40 vorgesehen, der drehbar relativ zu dem sich drehenden Drehgelenkteil gehalten ist. Wie gezeigt, gleitet der Haltering in einer umlaufenden Nut 42, die in dem drehbaren Einsteckteil 44 des Drehgelenks ausgebildet ist, wobei zwischen der äußeren Fläche des Ringes und der Nutoberfläche ein Gleitmaterial 46 angeordnet ist, das einen geringen Reibfaktor besitzt und ein relativ weiches Gleiten zwischen der Oberfläche des Drehteiles und dem Haltering ermöglicht. Dieses Material kann aus Teflon oder anderen Materialien bestehen, die mit dar Transportflüssigkeit verträglich sind. Um jegliche Flatterprobleme der Leitblechverlängerung zu verhindern, können die Seiten des Leitbleches an der Innenseite des Ringes angeschweißt sein, wodurch

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außerdem erleichtert wird, einen konstanten, negativen Anstellwinkel relativ zur Strömungsrichtung aufrechtzuerhalten. Die Seiten der Leitblechverlängerung zwischen dem Ring und dem Tangentenendpunkt des Krümmers sind frei, d.h., sie sind nicht verschweißt. Der Körper des Drehgelenkes ist mit entsprechendem Dichtungsmaterial 48, 50 versehen, um das Austreten von Flüssigkeit zwischen dem Drehteil des Drehgelenks und dem Hauptteil zu verhindern, wobei die Drehung durch ein Lager 52 erleichtert wird.

Um den bevorzugten und optimalen Anstellungswinkel zu erzielen, kann man die Leitblechverlängerung mit einer Einrichtung zur Einstellung des Anstellwinkels versehen. Eine solche ist in Fig. 5 dargestellt, wobei eine Schraubeneinstellung 54 vorgesehen ist, die sich im geraden Rohrteil befindet und durch eine Dichtung innerhalb der Rohrwandung senkrecht zur Strömungsrichtung und zur Längsachse hindurcherstreckt und mit der Oberfläche des Leitbleches zusammenwirkt. Durch eine Drehung der mit einem Gewinde versehenen Schraube durch eine Schraubenhalterung 56, die an der Rohrwandung, wie die Fig. 6 zeigt, befestigt ist, dreht sich der Stift auf und ab in Abhängigkeit von der Drehrichtung, wodurch das Leitblech auf- und abgeführt wird unter einer entsprechenden Steuerung des Anstellwinkels. Der Stift 60 selbst, der sich durch die Rohrwandung bis zum Kontakt mit dem Leitblech erstreckt, kann eine aerodynamische Form besitzen, wie etwa diejenige einer Tragfläche, um eine Störung der Strömung zu verhindern. Der Leitblecheinstellstift ist mit Hilfe von Ventildichtungsmaterial

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58, wie beispielsweise gegossenen Elastomeren oder aus einem anderen Kunststoff bestehenden Ringen abgedichtet, die den Stift umgeben, um einen Austritt der Flüssigkeit von dem Rohr zu verhindern. Eine mit einem Gewinde versehene Schraubhaiterung 56 ist auf der Dichtung montiert und hält diese fest an ihrem Platz. Die Leitblechverlängerung ist dann nicht angeschweißt, wenn ein Einstellmechanismus zur Kontrolle und Einstellung des Anstellwinkels vorgesehen ist. Die dargestellte Stellschraube kann auch durch andere kompliziertere Anordnungen ersetzt werden, wie beispielsweise durch einen elektromagnetisch oder hydraulisch betätigten Kolben oder einen Motor zur Fernsteuerung an relativ unzugänglichen Stellen der Krümmer des Armes wie z. B. an den Krümmern zwischen dem inneren Rohr 12 und dem äußeren Rohr 14 gemäß Fig. 1.

Wenn sich ein Leitblech in ein Drehgäenk hineinerstreckt, kann im wesentlichen die gleiche Einstelleinrichtung vorgesehen sein, wie sie oben im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert wurde, in Kombination mit dem Stützring 40, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Wie gezeigt, trägt der in den Fig. 7 und 8 dargestellte Haltering 40 im Bereich der Führungskante 34 des Leitbleches auf jeder Seite des Bleches einen Lagerblock und eine Dichtung 60", die unmittelbar an jede Oberfläche angrenzen (sowohl die obere als auch die untere)· Auf der oberen und unteren Seite an beiden einander gegenüberliegenden Kanten sind außerdem Federn 62 vorgesehen, die sich zwischen dem Haltering 40 und dem Lagerblock und der Dichtung 60' befinden. Diese Elemente befinden sich alle in einer Aus-

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sparung 64, die in dem Haltering ausgebildet ist, wobei jeder Lagerblock 60* mit einem Gleitmaterial 46, wie Teflon, überzogen ist, um eine Gleitfläche relativ zum Ring zu bilden. Wie dargestellt, ist der Teil der Seitenkanten des Bleches zwischen dem Haltering und dem tangentialen Endpunkt des Leitbleches nicht angeschweißt, und die Einstelleinrichtung befindet sich in unmittelbarer Nähe des Krümmertangentenendpunktes, obwohl er auch an anderen Stellen angeordnet sein könnte, wie z» B. weiter stromaufwärts vom Drehgelenk. Die Einstellung der Gewindeschraube übt eine aufwärtige oder abwärtige Kraft auf die Leitblechverlängerung aus, wodurch eine Verschiebung des Bleches und damit entsprechend eine Einstellung des Anstellwinkels erfolgt. Die Federn 62 besitzen eine hinreichende Steifigkeit, um ein Flattern während des Strömens der Flüssigkeit zu verhindern, so daß kein Erfordernis besteht, das Blech anzuschweißen, wie bei anderen Ausführungsformen. Die Lagerelemente 60 wirken nicht nur als Lagerflächen, sondern auch als Dichtungen, um zu verhindern, daß die Federn durch die Transportflüssigkeit verschmutzt werden.

Durch die erfindungsgemäße Kombination der Leitblechverlängerung und des negativen Anstellwinkels, wie dies oben beschrieben worden ist, wird ein stärkerer Effekt zur Verhinderung der Kavitation erzielt als wenn die Maßnahmen einzeln ergriffen würden. Die Verbesserung der Strömungscharakteristlka durch die erfindutjjgsgemäß mit Leitblechen versehenen Krümmer zeigte

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sich erst, als man die Verlängerung über den tangentialen Endpunkt des Rohrkrümmers hinausführte und einen negativen Anstellwinkel einstellte. Es wurde herausgefunden, daß allein die Verlängerung des Leitbleches nicht die angestrebten, verbesserten Strömungseigenschaften erzeugte. Hieraus ist dementsprechend zu folgern, daß erst die Kombination der Leitblechverlängerung und des negativen Anstellwinkels die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind. Setzt man jedoch diese beiden Maßnahmen ein, so ergibt sich eine erheblich bessere Strömung beim tatsächlichen Betrieb, ohne Anstieg des Rückdruckes. Die Fig. 9 zeigt Untersuchungsergebnisse, die man von einer Anlage mit einer LaliLiechverlängerung von der Länge eines Rohrdurchmessers und einem negativen Anstellwinkel von 1,3 erhielt.

Wenn mehr als ein einzelner Krümmer in einem Ladearm vorhanden sind, variiert man die Anstellwinkel zwischen nebeneinanderliegenden Krümmern. An Vielkrümmeranlagen wurden nur Untersuchungen in begrenztem Rahmen durchgeführt, wobei sich jedoch die Strömuhgseigenschaften von mit den Leitblechen vasehenen Einzelkrümmern ohne weiteres übertragen lassen dürften. Dies gilt sowohl für die Leitblechverlängerung als auch für die Veränderung des Anstellwinkels bei Mehrfachkrümmern.

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. KARL TH. HEGEL · DIPL.-ING. KLAUS DICKEL

GROSSE BERGSTRASSE 223 2000 HAMBURG 50 JULIUS-KREIS-STRASSE 33 8000 MÜNCHEN

POSTFACH 500662 TELEFON (0 40) 39 62 95 TELEFON (0 89) 88 5210

Γ ~l

Telegramm-Adresse: Deollnerpatent München

L J

Ihr Zeichen: Unser Zeichen: 8000 München, den

H 3039

Exxon Research And Engineerin g Company P. O. Box 55
Linden, N₀J. 07036
V. St. A.

Rohrkrümmer für Flüssigkeitsleitungen

Patentansprüche:

ClJ Rohrkrümmer für Flüssigkeitsleitungen, bei welchem sich stromaufwärts an den Krümmer ein gerader Rohrabschnitt zur Zuführung tier Flüssigkeit anschließt, dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb des Krümmers (24)

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Postscheckkonto: Hamburg 291220-205 · Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, Kto.-Nr. 3813897

BAD

ein gebogenes Leitblech (28) angeordnet ist, das in Strömungsrichtung der Krümmung angepaßt ist und über den Krümmer (24) hinaus einen vorbestimmten Abstand in den geraden Teil des Rohres (12, 14) hineinragt, wobei der gerade Teil des Leitbleches (28) mit der Strömungsrichtung der Flüssigkeit in dem Rohr (12, 14) einen negativen Winkel einschließt.
2. Rohrkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Leitblech (28) über den tangentialen Endpunkt des Rohrkrümmers (24) hinaus erstreckt, während eine Einrichtung (54) zur Veränderung des Anstellwinkels vorgesehen ist.
3. Rohrkrümmer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Leitblech (28) etwa um das 0,4 bis 1,0-fache des Innendurchmessers des Krümmers (24) stromaufwärts erstreckt.
4. Rohrkrümmer nach einem der Vorangehenden Ansprüche, d a durchgekennzeichnet, daß von der Führungskante (34) des Leitbleches (28) eine von der Strömungsrichtung abgeneigte Schrägfläche (36) ausgeht.
5. Rohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten des Leitbleches (28) zur Verhinderung einer Flatterbewegung seiner Führungskante (34) gehalten sind.

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6. Rohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkanten des Leitbleches (28) zumindest teilweise im Bereich der
Führungskante (34) mit dem geraden Rohrteil (12, 14) verschweißt sind.
7. Rohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmer
(24) ein Drehgelenk (16, 20) umfaßt, wobei innerhalb des Drehgelenkes ein Stützring (40) zur Halterung der Leitblechverlängerung (30) drehbar gelagert ist.
8. Rohrkrümmer nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil der Leitblechverlängerung (30) mit Hilfe einer federnden Lagerung (62) gegen eine Flatterbewegung gehalten ist, während gleichzeitig eine Anordnung (54) zur Einstellung des Anstellwinkels vorgesehen ist.
9. Rohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung
(54) zur Einstellung des Anstellwinkels des Leitbleches (28) eine Schraubeinstellung (56, 60) umfaßt.
10. Rohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsleitung ein Laderaum ist.

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