DE2350948A1

DE2350948A1 - Niederdruck-rohrleitungssystem

Info

Publication number: DE2350948A1
Application number: DE19732350948
Authority: DE
Inventors: Theodorus Gerrit Abrahamsen; Tom De Blieck
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1972-10-11
Filing date: 1973-10-10
Publication date: 1974-04-25
Also published as: FR2203045A1; NL7213724A; DK135365C; FR2203045B1; US3954122A; CA1000587A; DK135365B; JPS5024813A; BE805827A; IT996274B; GB1439792A

Description

Dr. F= Zurnsteln sen» - Di=E
Dr. R. Koenlgsberger - Dipi.-PhySo R. Holzbauer

PATENTANWÄLTE

Dr. F. Zumstein Jun.

TELEFON: SAMMEL-NR. 225341 TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER

RCN 133 Dui

8 MÜNCHEN 2,

Reactor Centrum Nederland, 's-Gravenhage

Holland

Niederdruck-Rohrleitungssystem

Die Erfindung betrifft ein Niederdruck- oder Vakuum-Rohrleitungssystem, das eine Anzahl von Sammelbehältern aufweist, von' denen einer mit einer Anzahl von Verteilungsrohren verbunden ist* Bei einem bekannten derartigen Rohrleitungssystem sind die Verbindungen zwischen den Sammelbehältern und den Verteilungsrohren durch eine Anzahl elektrischer Schweißungen oder durch Lötverbindungen hergestellt. Diese Art der Herstellung von Verbindungen ist jedoch in den Fällen nachteilig, in denen eine sehr große Anzahl solcher Sammelbehälter und/oder Verteilungsrohre miteinander verbunden werden aa

Mit dem Ausdruck "Verteilungsrohre" werden im folgenden sowohl die Rohre5 durch die ein Medium in die Sammelbehälter fließt, als diejenigen Rohre bezeichnet, durch die das Medium aus den Sammelbehältern fließt.

Ein weiterer Nachteil liegt in der großen Anzahl von Befestigungs- und Aufhängeelementen, die für eine betriebssichere Verankerung der vielen Sammelbehälter in einem Rohrleitungssystem erforderlich sind.

Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch überwunden, daß wenigstens zwei solche Sammelbehälter zu einem mehrfachen Sammelbehälter zusammengefaßt werden. Diesbezüglich ist es besonders günstig, wenn die Sammelbehälter in einem mehrfachen Sammelbehälter derart parallel zueinander verlaufen, daß die zentralen Achsen dieser Sammelbehälter in einer gemeinsamen Mittelebene des mehrfachen Sammelbehälters angeordnet sind.

Die Sammelbehälter eines mehrfachen Sammelbehälters sind vorzugsweise durch wenigstens einen Verbindungswandabschnitt miteinander verbunden, der so zwischen den Sammelbehältern angeordnet ist, daß er einen Teil von beiden angrenzenden Sammelbehältern bildet. Durch die oben genannten Maßnahmen ergeben sich sofort Einsparungen in der Anzahl der erforderlichen Befestigungselemente. Dadurch, daß zusätzlich jeder Sammelbehälter wenigstens an einer Seite der Mittelebene mit einem ebenen Wandabschnitt an der Außenseite für die Verbindungsöffnungen, die die Verteilungsrohre aufnehmen, versehen ist, kann die Arbeit beim Einpassen dieser Verteilungsrohre stark erleichtert v/erden.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenigstens einen der äußeren Sammelbehälter mit einer Rippe zum Befestigen oder Aufhängen zu versehen. Als Folge davon können sowohl die Befestigung der beschriebenen Sammelbehälter als auch ihre Aufhängung stark vereinfacht werden. Ein solcher Sammelbehälter kann sich relativ weit im allgemeinen in einer nahezu horizontalen Richtung erstrecken, ohne daß es nötig wäre, Zwischenstützen oder Überbrückungsrohre zu verwenden. Der Grund dafür liegt darin, daß der Sammelbehälter selbst als ein starrer Profilträger mit einer relativ großen Biegefestigkeit in der Mittelebene dient.

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Diese Wirkung kann dadurch verstärkt werden, daß einige Sammelbehälterabschnitte nebeneinander angeordnet oder diese Sammelbehälterabschnitte in Form eines Rohres miteinander kombiniert werden. Solche zusammengesetzten Elemente sind ebenfalls gegenüber seitlichen Biegemomenten äußerst widerstandsfähig. Solche seitlichen Biegemomente können beispielsweise vom Wind oder von anderen Bauteilen verursacht werden, die an den Sammelbehältern angebracht sind.

Die Verteilungsrohre können direkt mit den Sammelbehältern verbunden sein, wenn der ebene Wandabschnitt eine größere Wandstärke als der Rest der Wand des Sammelbehälters aufweist, und wenn die Verteilungsrohre weiterhin mit Hilfe einer Explosionsschweissung mit dem mehrfachen Sammelbehälter verbunden werden. Die Explosions-Schweißtechnik kann auch dazu verwandt werden, mehrere Sammelbehälter miteinander zu verbinden. In einem solchen Fall . ist es beispielsweise möglich, kurze Rohrstücke zwischen zwei benachbarten Behälterabteilen im regelmäßigen Abstand voneinander anzuordnen und- deren Enden mit Hilfe einer Explosionsschweißung an die Sammelbehälter anzuschweißen,, Solche kurzen Rohrstücke, die ausschließlich als mechanische Verbindungsglieder wirken, sind abwechselnd mit Rohrverbindungen der Verteilungsrohre angeordnet.

Die Installation des oben beschriebenen Niedjsrdruck-Rohrleitungssystemes wird insbesondere dadurch einfach, daß jeder mehrfache Sammelbehälter entlang der Mittelebene in zwei getrennte Teile zerlegt wird, die an der gemeinsamen Verbindung miteinander hermetisch dicht verbunden sind. Solche aus zwei Hälften bestehenden, zusammengesetzten Sammelbehälter sind einfacher herzustellen, so daß eine Herabsetzung der Herstellungskosten erreicht werden kann. Das trifft insbesondere dann zu, wenn die dichten Verbindungen mit einer Preßschweißung hergestellt werden, die in kaltem Zustand angewandt werden kann und die dadurch erzielt wird, daß die Hälften des Sammelbehälters gegeneinander gepreßt

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werden. Dabei werden dichte Verbindungen verwandt, die mit Rillen versehen sind, deren Seitenwände in einem solchen kleinen Winkel zur Senkrechten auf die Mittelebene ineinander-greifen, daß beim Zusammenpressen der zusammen-zu-schweißenden Teile die Wände als Folge der Reibung, des Druckes und der plastischen Deformation miteinander verschweißt werden. Damit eine solche Maßnahme verwirklicht werden kann, muß ein solches Material für die getrennten Teile eines solchen mehrfachen Sammelbehälters verwandt werden₉ daß wenigstens die Oberfläche einer der dichten Verbindungen, die miteinander in Berührung kommen, dadurch gekennzeichnet ist, daß ein kalt schweißbares Material vorhanden ist. Ein solches Material ist beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.

Um eine größere Sicherheit der Dichtung nach außen zu erzielen, können die getrennten Teile eines mehrfachen Sammelbehälters am Rand der Mittelebene mit einer zusätzlichen, abdichtenden Schweißnaht versehen sein, die durch eine bekannte Elektroschweißung erzeugt werden kann.

Es ist darauf hinzuweisen, daß eine kalte Preßschv/eißverbindung nicht nur bei dichten Hochvakuumverbindungen verwandt werden kann, sondern daß dieses Verfahren der Preßschweißung auch für andere technische Anwendungen beim Herstellen von Verbindungen in einfacher Weise nützlich ist. Daher umfaßt die Erfindung auch den Aufbau einer kalten Preßschweißung, um Bauelemente entlang einer vorzugsweise ebenen Teilverbindung dauerhaft miteinander zu verbinden, wobei das Material dieser Bauelemente wenigstens an der Oberfläche der Teilverbindung, die unter Druck mit der anderen in Kontakt gebracht wird, aus einem Material besteht, das kalt schweißbar ist, wie beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierungen, und wobei die Bauteile an den Teilverbindungen weiterhin mit Rillen in den Seitenv/änden versehen sind, die in einem so kleinen Winkel zur Senkrechten auf die Ebene der Teilverbindungen ineinander greifen, daß eine Kaltschweißung angeregt wird.

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Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen, mehrfachen Sammelbehälters;

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sammelbehälters in einer Querschnittsansicht;

Fig. 3 zeigt die in den Preßschweißverbindungen gemäß Fig.2 vorgesehenen Rillen im einzelnen, ebenfalls in einer Querschnitt sansient;

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit einer bei der Ausführungsform von Fig; 2 vorgesehenen abdichtenden Schweißnaht;

Fig. 5 zeigt zwei kombinierte mehrfache Sammelbehälter im Querschnitt, die mit einer Anzahl von Verteilungsrohren ausgerüstet sind;

Fig. 6 zeigt vier mehrfache Sammelbehälter, die in Form einer Säule kombiniert sind, im Querschnitt durch diese Säule;

Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte Flanschverbindung für Vakuumrohre.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen melr fachen Sammelbehälter 1, der die Sammelbehälter 2,3 und 4 umfaßt. Mit 5 ist die oben genannte gemeinsame Mittelebene bezeichnet. Zwei Verbindungswandabschnitte 6 und 7 verbinden die Wandabschnitte 8 und 9 und 10 und 11 jeweils miteinander. Die Wandabschnitte 12 sind örtlich dicker als die anderen Wände der Sammelbehälter, so daß sie leichter die Verbindungen die Verteilungsrohre aufnehmen können. Durchlässe oder Bohrungen 13 sind zu diesem Zweck vorgesehen. Ein Verteilungsrohr 14 ist bereits in einer dieser Öffnungen angebracht. Eine Rippe 15 ist an der Oberseite des mehrfachen Sammelbehälters vorgesehen und dient zum Verbinden als auch zum Aufhängen.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht durch einen mehrfachen

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Sammelbehälter, der aus zwei getrennten Teilen 16 und 17 zusammengesetzt ist, die entlang der Mittelebene 5 zusammengepaßt sind. Zu diesem Zweck sind die Verbindungswandabschnitte 18,19, 20 und 21 etwas dicker als die entsprechenden Abschnitte in Fig. 1 ausgeführt, und weiterhin mit Preßschweißrillen 22 und jeweils versehen. Diese Verbindungen werden dadurch erzielt, daß die Teile 16 und 17 derart aufeinandergesetzt werden, daß die Rillen und die Rippen ineinander-passen, woraufhin durch Kompression Preßschweißverbindungen hergestellt werden. Um eine größere Sicherheit in bezug auf eine Abdichtung von und nach außen zu erzielen, kann eine abdichtende Schweißnaht an den Punkten 24 und 25 vorgesehen werden, wie es deutlicher im einzelnen in der Fig.4 dargestellt ist.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Dichtungsrillen im einzelnen. Diese Dichtungsrillen bestehen aus einer Anzahl von Aussparungen 26 und Vorsprüngen 27, die so dimensioniert sind, daß sie vollständig ineinander-passen, wenn etwas Druck angelegt wird. Die Flanken 28 dieser Rillen weisen einen äußerst kleinen Winkel 30 zur Senkrechten 29 auf die Fläche 31 auf. Das ist entsprechend gleichzeitig eine Senkrechte auf die Ebene der TeilVerbindung. Bei Aluminium hat es sich gezeigt, daß der günstigste Wert für diesen Winkel bei 1° _+ 30 Bogenminuten liegt.

In Fig. 5 ist dargestellt, wie mehrfache Sammelbehälter der in Fig. 1 dargestellten Art kombiniert werden können, um einen zusammengesetzten Aufbau zu bilden. Unter Verwendung von Bolzen 33 und Rohren 32, die als'Abstandshalter wirken, sind zwei mehrfache Sammelbehälter 35 und 36 mit Hilfe von Muttern 34 aneinander befestigt. Mit 37 ist eine Anzahl von Verteilungsrohren bezeichnet, die von den mehrfachen Sammelbehältern zu einer Vorrichtung oder einer Maschine verlaufen, die unter diesen Sammelbehältern installiert, jedoch nicht dargestellt ist. Die mehrfachen Sammelbehälter sind mit Hilfe von Bändern 38 und 39 aufgehängt, die von oben von einem Punkt außerhalb der Grenzen der Figur von Teilen der Dachkonstruktion einer nicht dargestell-

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ten Werkshalle herabhängen.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen säulenförmigen, zusammengesetzten Aufbau. In diesem Falle sind vier mehrfache Sammelbehälter 40,41,42 und 43 verwandt, die die spezielle Eigenschaft aufweisen, daß die Rippen 44 und 45 an den Enden der Sammelbehälter um 45° zu entgegengesetzten Seiten umgebogen sind. Mit Hilfe einer Versteifungsplatte 46 sowie verbolzten, genieteten oder geschraubten Verbindungen 47,48,49 und 50 ist es nun in einfacher Weise möglich, die mehrfachen Sammelbehälter in einem säulenförmigen Aufbau zu kombinieren, der beispielsweise dazu verwandt werden kann, ein bestimmtes Medium von einem Stockwerk einer Werkshalle auf ein anderes Stockwerk zu befördern, wobei diese Beförderuhgssäulen sogar zur Festigkeit des Gebäudes beitragen,

Fig. 7 zeigt eine Flanschverbindung für ein Vakuum- oder Niederdruck-Rohrleitungssystems, bei dem die Flansche 51 und 52 mit Rillen der in Fig_a 3 dargestellten Form versehen sind. Die Flansche sind auf Rohre 53 und 54 gepaßt_o Im Gegensatz zu den Rillen von Fig. 2, die in die Richtung der Sammelbehälter 2_S3,4 verlaufen, verlaufen die Rillen 55 in Pig, 7 in kreisförmigen

Reihen um die Mitte 56 der Flanschverbindung.

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Claims

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Patentansprüche

Niederdruck-Rohrleitungssystem mit einer Anzahl von Sammelbehältern, von denen einer mit einer Anzahl von Verteilungsrohren verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei solcher Sammelbehälter in einem mehrfachen Sammelbehälter aufgenommen sind.
2. Rohrleitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelbehälter in einem mehrfachen Sammelbehälter derart parallel zueinander verlaufen, daß die zentralen Achsen dieser Sammelbehälter sich in einer gemeinsamen Mittelebene befinden.
3. Rohrleitungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelbehälter eines mehrfachen Sammelbehälters durch wenigstens einen Verbindungswandabschnitt miteinander verbunden sind, der sich zwischen den Sammelbehältern befindet und einen Teil von beiden angrenzenden Sammelbehältern bildet.
4. Rohrleitungssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sammelbehälter wenigstens an einer Seite der Mittelebene mit einem äußeren, flachen Wandabschnitt versehen ist, in dem eine Öffnung ausgebildet ist, um ein Verteilungsrohr anzuschließen.
5. Rohrleitungssystem nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß ein Sammelbehälter wenigstens an einer Seite der Mit» telebene mit einem verdickten Wandabschnitt versehen ist, der eine Verbindungsöffnung enthält, die dazu dienen kann, ein Rohrende aufzunehmen, wobei die Befestigung durch Explosion oder Verschrauben erreicht wird.

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6. Rohrleitungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der äußeren Sammelbehälter mit einer Rippe zum Befestigen oder Aufhängen versehen ist.
7. Rohrleitungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Wandabschnitt eine größere Wandstärke als der restliche Teil der Wand des Sammelbehälters zeigt.
8. Rohrleitungssystem nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der mehrfache Sammelbehälter längs der Mittelebene in zwei getrennte Teile unterteilt ist, die hermetisch dicht miteinander längs der Verbindungsfläche miteinander verbunden sind.
9. Rohrleitungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dichte Verbindung mit einer Preßschweissung vorzugsweise durch Pressen im kalten Zustand erzeugt ist.
10. Rohrleitungssystem nach Anspruch 9, bei dem das Material der Teile eines mehrfachen Sammelbehälters wenigstens an den Verbindungsoberflächen, die miteinander in Berührung kommen, aus einem Material besteht, das kalt -schweißbar ist, wie beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die dichten Verbindungen mit Rillen 'versehen sind, deren Seitenwände mit einem so kleinen Winkel zur Senkrechten auf die Mittelebene ineinander greifen, daß das Kaltschweißen unterstützt wird.
11. Rohrleitungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten Teile eines mehrfachen Sammelbehälters eine abdichtende Schweißnaht am Umfang der Mittelebene aufweisen.
12. Verfahren zum Herstellen eines Niederdruck-Rohrleitungssystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß die Verteilungsrohre an den merhfachen Sammelbehältern mit Hilfe einer Explosivschweißung befestigt werden.
13. Aufbau einer kalten Preßschweißung zur dauerhaften Verbindung von Bauteilen im kalten Zustand längs einer bevorzugten ebenen Teilverbindung, wobei das Material dieser Bauteile wenigstens an den Verbindungsflächen, die unter Druck miteinander in Berührung gebracht werden, ein kalt schweißbares Material, beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile an den Tei!verbindungen mit Rillen versehen sind, deren Seitenwände mit einem so kleinen Winkel zur Senkrechten auf die Ebene der Teilverbindung ineinandergreifen, daß eine Kaltschweißung durch die kombinierte Wirkung der Reibung, des Druckes und der plastischen Deformation vorangetrieben wird.
14. Zusammengesetzter, mehrfacher Sammelbehälter, der aus der Kombination von wenigstens zwei Sammelbehältern nach einem der Ansprüche 1 bis 14 besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Sammelbehälter mit Bolzen (33) aneinander befestigt sind, die von Abstandshaltern umgeben sind, die als Rohrteile (32) ausgebildet sind, die die Rippen (15) verbinden.
15. Zusammengesetzter, mehrfacher Sammelbehälter aus einer Anzahl von mehrfachen Sammelbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (44,45) an den Enden umgebogen und zusammengeflanscht sind.
16. Zusammengesetzter, mehrfacher Sammelbehälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versteifungsplatte (46) eingesetzt ist.

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