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Title:
ELBOW ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/076890
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an elbow element (20) for use in pneumatic installations which transport free-flowing goods. Said elbow element comprises a widening (10) with a pocket (44) which sits, rucksack-like, on a pipe bend (16) that interconnects the inlet connector (12) and the outlet connector (14). The widening (10) has a cross-section on the plane of the deviation of flow, similar to that of a cone or truncated cone (22) with linear contour gradients (72) and on the plane which lies perpendicular to said flow deviation plane and which includes the central axis (24) of the widening (10), has a cross-section similar to that of an ellipse (100) in its central cross-sectional area. The wall of the connecting area to the pocket (44) is thicker (54) than the remaining cover of the widening (10) and has a rounded section (48, 50), whose wall is thicker than that in the remaining area of the cover (36).

Inventors:
STANELLE KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/001828
Publication Date:
December 21, 2000
Filing Date:
June 08, 2000
Export Citation:
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Assignee:
IPD AUTOMATION GMBH (DE)
STANELLE KARL HEINZ (DE)
International Classes:
B65G53/52; F16L43/00; (IPC1-7): B65G53/52; F15D1/04; F16L43/00
Foreign References:
EP0111589B11986-05-28
DE501591C1930-07-04
DE1096830B1961-01-05
DE4112423A11992-10-22
US5060984A1991-10-29
EP0111589B11986-05-28
DE1096830B1961-01-05
DE501591C1930-07-04
Attorney, Agent or Firm:
Müller, Hans (Lerchenstrasse 56 Heilbronn, DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. 01) Krümmerelement (20) für den Einsatz in pneumatischen, rieselfähiges Gut fördernden Anlagen, mit einem Krümmerbogen aus endseitigen, einen Einlauf und einen Auslaufstutzen (12,14) jeweils bildenden Rohrstutzen und einer dazwischen liegenden Querschnitts aufweitung (10) mit Ausbildung einer Tasche (44), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Aufweitung (10) rucksackartig auf einem den Einlaufstutzen (12) und den Auslaufstutzen (14) miteinander verbindenden Rohrbogen (16) aufsitzt, die Aufweitung (10) in der Ebene der Strömungsumlenkung einen Querschnitt in etwa wie den eines Kegels oder Kegelstumpfes (22) mit geraden FallLinien (72) besitzt, die Aufweitung (10) in der zur Ebene der Strömungsumlenkung senkrechten, die Mittelachse (24) der Aufweitung (10) einschließenden Ebene einen Querschnitt in etwa wie den einer Ellipse (100) in deren mittleren Querschnittsbereich besitzt, die Wandung (36,34) der Aufweitung (10) in etwa konstant dick ist, die Mittelachse (24) der Aufweitung (10) mit jeweils einem stumpfen Winkel (26,32) zu der jeweiligen Längsachse (28,30) der beiden Rohrstutzen (12,14) ausgerichtet ist, wobei die beiden stumpfen Winkel (28, 32) in der Ebene der Strömungsumlenkung liegen, die FallLinie (72) der Aufweitung (10), die in der Ebene der Strömungsumlenkung liegt und dem Einlaufstutzen (12) gegenüberliegt, mit der Längsachse (28) des Einlaufstutzens (12) einen zum Auslaufstutzen (14) hin gerichteten Winkel (32) einschließt, der kleiner 90° (Grad) groß ist, der Anschlussbereich zwischen dem Boden (42) und dem Auslaufstutzen (14) eine größere Wandstärke (54) als der übrige Mantel der Aufweitung (10) besitzt, dieser Anschlussbereich im Querschnitt kegelstumpfförmig (54) ausgebildet ist, der Anschlussbereich zwischen der Aufweitung (10) und dem Einlaufstutzen (12) eine Ausrundung (48,50) besitzt, dieser Bereich der Ausrundung eine größere Wandstärke (60) als der übrige Mantel (36).
2. Krümmerelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Aufweitung (10) an ihrem vom Rohrbogen (16) wegzeigenden Ende mit einer Abflachung (34) ausgebildet ist.
3. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Aufweitung (10) in der Ebene der Strömungsumleitung einen Querschnitt wie den eines leicht schiefen Kegels oder Kegelstumpfes (22) besitzt, wobei die Mittelachse (24) mit der Längsachse (28) des Einlaufstutzens (12) einen kleineren Winkel (26) einschließt als sie (24) es durch den Winkel (36) mit der Längsachse (30) des Auslaufstutzens (14) hat.
4. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Boden (42) der Aufweitung (10) eine Öffnung (70) besitzt, deren Querschnittsfläche kleiner ist als die Grundfläche der Aufweitung und die mit einer Öffnung in der Krümmeraußenseite des Rohrbogens (16) zusammenfällt.
5. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Anschlussbereich zwischen Mantel (36) und Boden (42) eine Ausrundung besitzt.
6. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Längsachsen (28,30) der beiden Rohrstutzen (12, 14) um 90° (Grad) gegeneinander versetzt sind.
7. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Einlaufund/oder der Auslaufstutzen (12,14) mit einem Innenoder Außengewinde versehen ist.
8. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Einlaufund/oder Auslaufstutzen als Flansch Stutzen ausgebildet ist.
9. Krümmerelement nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein AnschlussFlanschstutzen (120) an den Einlauf und/oder Auslaufstutzen (12,14) festschraubbar ist.
10. Krümmerelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es ein Gussteil ist.
Description:
BESCHREIBUNG Krümmerelement TECHNISCHES GEBIET Die Erfindung betrifft ein Krümmerelement für den Einsatz in pneumatischen, rieselfähiges Gut fördernden Anlagen.

Krümmerelemente unterliegen einem erhöhten Abrieb, der die Standzeit derselben ganz wesentlich verkürzt.

STAND DER TECHNIK Aus der EP 0 111 589 B1 ist ein Krümmerelement mit einer Auswölbung bekannt, die sich zwischen den beiden hinsichtlich ihrer Strömungsrichtung um 90° (Grad) gegeneinander versetzten Rohrenden befindet. Die Auswölbung erstreckt sich, bezogen auf die Ebene der Strömungs- umlenkung, im Bereich zwischen den Rohrenden radial nach außen und zu beiden Seiten. Die innere Wandung der Auswölbung ist bogenförmig mit einer verdickten, dem Einlaufstutzen gegenüberliegenden Prallwand ausgebildet. Die Prallwand ist dabei so geneigt, dass das an ihr reflek- tierende, in die Auswölbung zurückfallende Fördergut zum Auslaufstutzen und einer dort vorhandenen, in die Auswölbung hineinragenden, ein Hemmnis bildenden Wanderweiterung hingerichtet ist. Dieses Hemmnis ist schneidenartig im Querschnitt geformt und dadurch einer erheblichen Belastung, d. h. einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt. In dem bogenförmigen hinteren, dem Einlaufstutzen benachbarten Bereichs ist ein verstärkter Abrieb festzustellen, der vorzeitig zur Zerstörung des gesamten Krümmerelementes führen kann.

Aus der DE-C 1 096 830 ist ein Krümmerelement bekannt, bei dem die Auswölbung stufenlos und glatt in den ausström- seitigen Auslaufstutzen übergeht. Die Ablagerungen in der Auswölbung können deshalb leicht abströmen und schützen dann nicht mehr.

Es ist darüber hinaus aus der DE-PS 501 591 ein Rohrkrümmer mit einer Tasche bekannt, die kugelkappenförmig oder würfelförmig ausgeformt ist. Die Tasche soll das durch die Anschlussflansche des Rohrkrümmers gebildete Lichtraumprofil nicht überschreiten. Dadurch ist die Tasche relativ kleinvolumig und aufgrund ihrer Form in ihrer Wirkung eingeschrankt wirksam.

Ferner sind in der Veröffentlichung"Maschinenmarkt", Würzburg, 84 (1978), Seiten 199 bis 202, in den Bildern 3c und 3f Krümmer mit einer Auswölbung dargestellt. Die Auswölbung kann mit stufenlosem Übergang oder mit einer kugelkappenförmigen Ausbildung und dementsprechend mit kantigem Übergang zu den endseitig angebrachten Rohrstutzen ausgebildet sein. Die Wirkung dieser Auswölbungen als Tasche ist dadurch ebenfalls begrenzt.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Krümmerelement der eingangs genannten Art mit optimalen Eigenschaften, was seinen technischen Einsatz und was seine Standzeit betrifft, anzugeben.

Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs gegeben. Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Krümmerelement zeichnet sich durch besondere Vorteile aus. Der Anschlussbereich zwischen dem Taschenboden und dem Auslaufstutzen besitzt eine größere Wandstärke als der übrige Mantelflächenbereich der Auswölbung und ist als sackartige Tasche ausgebildet. Ferner ist die Auswölbung in dem an die sackartige Tasche sich anschließenden Bereich angenähert als abgeflachter Kegel oder als abgeflachter Kegelstumpf ausgebildet. Nähere Angaben dazu sind den Merkmalen des Anspruchs 1 zu entnehmen. Die Fall-Linien der Tasche, die in der Ebene der Strömungsumlenkung liegen, sind damit gerade ausgebildet.

Die Vermeidung von gewölbten Fall-Linien, insbesondere im Bereich des sich an den Einlaufstutzen anschließenden Wandbereichs ermöglicht extrem niedrige Abriebkräfte durch das in die Auswölbung hineinströmende Fördergut. Auch ist die dem Einlaufstutzen gegenüberliegende, in der Ebene der Strömungsumlenkung liegende Fall-Linie so ausgerichtet, dass das von ihr reflektierende Fördergut in die Auswölbung zurück und nicht in Richtung zum Auslaufstutzen geleitet wird. Dadurch wird eine zeitlich gleichmäßige Ausfüllung des Innenraumes der Auswölbung mit Fördergut erreicht und dadurch verhindert, dass der Auffüllvorgang von der sackartigen, dem Auslaufstutzen benachbarten Tasche ausgeht und die übrigen Wandbereiche der Auswölbung entsprechend länger ungeschützt dem Fördergut-Strom ausgesetzt sind.

Die Auswölbung kann an ihrem vom Rohrbogen wegzeigenden Ende mit einer Abflachung versehen sein. Darüber hinaus kann die Auswölbung, wie das in der Zeichnung dargestellte Ausfüh- rungsbeispiel zeigt, in der Ebene der Strömungsumleitung einen Querschnitt wie dem eines leicht schiefen Kegels oder eines leicht schiefen Kegelstumpfes besitzen. Die Mittel- achse dieses schiefen Kegels beziehungsweise Kegelstumpfes

besitzt mit der Mittelachse des Einlaufstützen einen kleine- ren Winkel als mit der Längsachse des Auslaufstutzens. Das Maß des Winkelunterschiedes ist ein Maß für die Schief- stellung des Kegels beziehungsweise Kegelstumpfes.

Der Boden der Tasche beziehungsweise Auswölbung besitzt vorzugsweise eine Öffnung, deren Querschnitt kleiner ist als die Grundfläche der gesamten Auswölbung. Dadurch ist der kegelstumpf förmig verdickte Anschlussbereich zwischen der Tasche und dem Auslaufstutzen konstruktiv einfach herzustellen.

Weitere Merkmale, insbesondere auch zu den endseitig vorhandenen Anschlussmöglichkeiten für anzuschließende Rohre sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Krümmerelement nach der Erfindung mit endseitig eingeschraubten Anschraub- Flanschstutzen, Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht des Krümmerelements mit angeschraubten Anschlussteilen und Fig. 4 eine Ansicht aus Richtung 4 gemäß Fig. 3.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG Zwischen einem rohrförmigen Einlaufstutzen 12 und einem ebenfalls rohrförmigen Auslaufstutzen 14 ist eine Aufweitung 10 vorhanden. Diese Aufweitung 10 berührt nicht den inneren, stärker gekrümmten Bogenbereich des den Einlaufstutzen 12 und den Auslaufstutzen 14 miteinander verbindenden Rohrbogens 16. Die Aufweitung 10 sitzt gleichermaßen rucksackartig auf der äußeren, schwächer gekrümmten Hälfte 17 des Rohrbogens 16 auf. Diese strichpunktiert gezeichnete Hälfte 17 ist nicht (mehr) vorhanden und bildet den Übergangsbereich zwischen Rohrbogen 16 und Aufweitung 10 (Fig. 1,2).

Die Strömungsrichtung durch das Krümmerelement 20 hindurch ist durch außen auf demselben kenntlich gemachte Pfeile 21 ersichtlich. Dies ist erforderlich, um den in strömungs- technischer Hinsicht richtigen Einbau des Krümmerelementes 20 an Rohrleitungen sicherzustellen.

Innerhalb der Ebene der Strömungsumlenkung, die die Zeichenebene der Fig. 1 ist, besitzt die Aufweitung 10 einen Querschnitt, der einem geringfügig schiefen Kegelstumpf 22 angenähert ist. So bildet die Mittelachse 24 dieses Kegelstumpfes 22 einen stumpfen Winkel 26 mit der Längsachse 28 des Einlaufstutzens 12, der geringfügig kleiner als 135° (Grad) ist. Mit der Längsachse 30 des Auslaufstutzens 14 schließt diese Mittelachse 24 einen stumpfen Winkel 32 ein, der geringfügig größer als 135° (Grad) ist.

Der Kegelstumpf 22 schließt an seinem auskragenden Ende mit einer im Wesentlichen ebenflächigen Decke 34 ab.

Die Mantelfläche 36 des Kegelstumpfes 22 und die Decke 34 besitzen eine im Wesentlichen konstante Dicke 38. Der Anschlussbereich zwischen der Mantelfläche 36 und der Decke 34 besitzt eine innere Ausrundung 40.

Der Boden 42 des Kegelstumpfes 22 ist als nur teilweise vorhandene Ringscheibe ausgebildet, die im Bereich des Auslaufstutzens 14 vorhanden ist. Der durch den Boden 42 mit dem benachbarten Mantel 36 eingeschlossene Raum innerhalb der Aufweitung 10 bildet eine sackartige Tasche 44 im Bereich des Auslaufstutzens 14, die in Richtung zum gegenüberliegenden Bereich des Kegelstumpfes 22, der in Fig.

1 an den Einlaufstutzen 12 anschließt, auf die Breite Null zurückgeht. Im Bereich des Einlaufstutzens 12 ist ein fließender Übergang zwischen dem Einlaufstutzen 12 und dem Mantel 36 durch eine durch zwei Ausrundungen 48,50 gebildete, in Fig. 1 S-förmige Innenwandung des Mantels 36 gegeben.

In dem der sackartigen Tasche 44 benachbarten Bereich ist der Übergang zwischen dem Boden 42 und dem Auslaufstutzen 14 als kegelstumpfförmige Verdickung 54 ausgebildet. Die beiden Mantelflächen 56,58 der kegelstumpfförmigen Verdickung 54 bilden einmal die Innenfläche des Auslaufstutzens 14 beziehungsweise die Innenfläche des Bodens 42. Auf der dazu gegenüberliegenden Seite des Kegelstumpfes 22 ist im Bereich der Ausrundungen 48,50 eine Verdickung 60 vorhanden, die den dortigen unteren Abschlussbereich des Mantels 36 darstellt. Wie schon ausgeführt, ist im Bereich dieser Verdickung 60 kein Boden 42 mehr vorhanden. Zwischen der Verdickung 60 und der kegelstumpfförmigen Verdickung 54 ist eine Öffnung 70, die gemeinsame Öffnung vom Kegelstumpf 22 und damit von der Aufweitung 10 sowie des Rohrbogens 16 ist.

Die Längsachse 28 des Einlaufstutzens 12 stößt bei der Mantelfläche 36 auf die Fall-Linie 72 des Kegelstumpfes 22.

Die Längsachse 28 schließt mit der Fall-Linie 72 einen-in Fig. 1 oberen-Winkel 74 sowie einen-unteren-Winkel 76 ein. Der obere Winkel 74 ist größer als der untere Winkel 76. Dadurch wird ein längs der Längsachse 28 auf den Mantel 36 und dort auf die Fall-Linie 72 anprallendes Fördergut in Richtung des Pfeils 77 in den Innenraum der Aufweitung 10 zurück reflektiert. Der Pfeil 77 hat eine Richtungs- komponente 78, die der Ausströmrichtung im Bereich des Auslaufstutzens 14 entgegen gerichtet ist. Dies hat die Wirkung, dass das Fördergut durch Reflexion an dem Mantel 36 und damit im Bereich der Fall-Linie 72 nicht zu der sackartigen Tasche 44 umgeleitet wird.

Das Fördergut, das durch den Einlaufstutzen 12 in das Krümmerelement 20 einströmt, wird sich im Bereich der Stelle 80 nach-in Fig. 1-oben und unten ablenken, und sich dadurch der Strömungsquerschnitt aufweiten. Entlang einer gedachten Trennlinie 82 wird das Fördergut sich etwa je zur Hälfte nach in der Zeichnung oben und unten verteilen. Je mehr sich das Fördergut im Bereich der Aufweitung 10 verteilt, umso mehr Strömungsenergie verliert das Fördergut beim Durchströmen des Krümmerelementes 20. Der Strömungsverlauf der-bezogen auf Fig. 1-oberen Hälfte des Fördergutes in die Aufweitung 10 hinein erfolgt längs des Strömungspfeils 86 wirbelfrei. Längs des Rohrbogens 16, bleibt der Rohrdurchmesser erhalten (Fig. 2), so dass für etwa die Hälfte des Fördergutes eine Zwangsführung längs der Wandung des Rohrbogens 16 stattfindet.

Entlang der in Fig. 1 oberen Mantelfläche 36, die keine Krümmung aufweist, wird der Strömungspfeil 86 entsprechend geradlinig verlaufen. Die Belastung für solche Strömungs- pfeile auf die Mantelfläche 36 ist dadurch wünschenswert

gering. Im Bereich der Decke 34 findet eine Umlenkung der Strömung statt, was durch einen Strömungspfeil 88 angedeutet wird. Eine weitere Umlenkung findet mit dem Strömungspfeil 90 im Bereich des Übergangs zwischen der Decke 34 und dem anschließenden Mantel 36 statt. Andererseits findet das entlang des Strömungspfeils 90 strömende Fördergut Stoßkontakt mit Fördergut, das längs der Längsachse 28 direkt auf die gegenüberliegende Innenseite des Mantels 36 geprallt und von dieser Innenfläche 92 abgeprallt ist (Pfeil 94). Auf diese Weise findet eine schonende Belastung der Innenfläche 96 des Mantels 36 statt, die in Fig. 1 oben vom Kegelstumpf 22 und damit vom Bereich des Einlaufs des Förderguts in die Aufweitung 10 vorhanden ist. Im Innenraum 98 der Aufweitung 10 findet oberhalb der Trennlinie 82 also eine verstärkte Ansammlung von Fördergut statt. Gleichzeitig wird auch Fördergut in die sackartige Tasche 44 eingeleitet, so dass sich der Innenraum 98 der Aufweitung 10 mehr oder weniger zeitgleich mit Fördergut anfüllt. Je gleichmäßiger sich das Fördergut in der Aufweitung 10 verteilt und ansammelt, umso schonender ist die dabei auf den Mantel 36 und die Decke 34 wirkende Stoß-und Reibbelastung.

Das Krümmerelement 20 besitzt in der zur Strömungsebene senkrechten Ebene, die die Mittelachse 24 enthält, einen in Fig. 2 dargestellten Querschnitt. Man erkennt den unteren, durch die Aufweitung 10 nicht berührten, im Querschnitt kreisbogenförmigen Rohrbogen 16. Etwa im Bereich der Mittelebene schließt sich dann die Aufweitung 10 an. Die Aufweitung 10 besitzt zwischen dem unteren halben Rohr- bogen 16 und der oberen Decke 34 einen leicht ausgewölbten, der Bogenform einer Ellipse angenäherten Mantel 100. Die maximale Breite 102 dieses Querschnitts ist größer als der Durchmesser der Rohrleitung und damit größer als der maximale Durchmesser von Einlaufstutzen 12 und Auslaufstutzen 14. Die in Richtung der Mittelachse 24 sich erstreckende Höhe 104 ist etwa 1,5 mal so groß wie die

maximale Breite 102. Die Breite des Querschnitts gemäß Fig.

2 nimmt in Richtung zu den in Fig. 1 dargestellten oberen und unteren geradlinigen Mantelbereichen ab, so dass eine zu der leicht elliptischen Mantelform 100, die in Fig. 2 dargestellt ist, quer dazu gerichtete Auswölbung 106,108 (Fig. 4) vorhanden ist. Im Bereich der in Fig. 1 dargestellten oberen und unteren geraden Fall-Linien ist ein Bereich mit einer ebenflächigen Außenkontur 110 vorhanden, wie Fig. 4 deutlich macht. Der Bereich dieser Außenkontur 110 ist in etwa über die Breite des Einlaufstutzens 12 beziehungsweise Auslaufstutzens 14 gegeben.

Im vorliegenden Bereich sind Einlaufstutzen 12 und Auslaufstutzen 14 im Durchmesser gleich groß vorhanden. Es ist allerdings auch möglich, diese Stutzen 12,14 ungleich groß auszubilden. Insbesondere der Auslaufstutzen 14 könnte größer ausgebildet werden, um trotz der im Bereich der Aufweitung 10 sich einstellenden Verminderung der Strömungs- geschwindigkeit einen gleich großen Durchsatz von Fördergut durch den Auslaufstutzen 14 hindurch wie durch den Einlaufstutzen 12 hindurch zu ermöglichen.

Im vorliegenden Beispielsfall sind in dem Einlaufstutzen 12 und in gleicher Weise in dem Auslaufstutzen 14 ein Anschlussteil 120 eingeschraubt. Dieses Anschlussteil 120 besitzt ein Rohrstück 122, das mit einem Außengewinde 124 versehen ist. Das Anschlussteil 120 kann dadurch in das Innengewinde 123 der Stutzen 12 beziehungsweise 14 eingeschraubt werden. Andererseits besitzt das Rohrstück 122 einen Flansch 125, durch den mittels Schrauben 126 ein in der Zeichnung nicht dargestellter Rohrflansch angeschraubt werden kann. Ein umlaufender 0-Ring 130 stellt eine Dichtung zwischen dem Krümmerelement 20 und dem Anschlussteil 120 dar.