Die Erfindung betrifft ein Förderrohr für den Feststofftransport gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein doppellagiges Förderrohr zählt beispielsweise durch die DE-C-101 43 187 zum Stand der Technik. Das Förderrohr weist einen Rohrkörper, bestehend aus einem Innenrohr und einem Außenrohr auf. Das Innenrohr ist gehärtet, um dem zu trans¬ portierenden Feststoff einen möglichst langen Verschleißwiderstand entgegen zu setzen. Das Innenrohr wi rd von dem Außenrohr ummantelt, das schlagfest und schweißbar ist. Die Schlagfestigkeit ist insbesondere im Hinblick auf den Transport sowie die Montage- und Demontagevorgänge von Vorteil, da die Förderrohre üb¬ licherweise einer rauen Handhabung unterworfen sind.

Das aus der EP-A-1 178 253 bekannte Förderrohr weist einen Rohrkörper aus einem Innenrohr und einem Außenrohr auf, wobei an jedem Rohrende des Rohrkörpers ein Kupplungsbund festgelegt ist. Der Kupplungsbund besteht aus einem stirnseitigen Flansch und einem Stutzen, dessen Endabschnitt das Rohrende übergreift und mit der äußeren Oberfläche des Außenrohrs verschweißt ist. Das Verhältnis der Wand¬ dicke des Endabschnitts zur Wanddicke des Außenrohrs ist kleiner oder gleich 2 bemessen.

Die US-A-5 813 437 beschreibt ein Rohr zum Feststofftransport, welches einen doppellagigen zylindrischen Mittelabschnitt und einen ebenfalls doppellagig ausge¬ bildeten Vorschweißbund aufweist. Vor dem Rohrende ist ein Verschleißring unter Eingliederung einer Dichtung angeordnet.

Um die Förderrohre zu einem Rohrstrang zusammensetzen zu können, sind die Rohrkörper an jedem Rohrende mit Kupplungsbunden ausgerüstet. Die Kupplungs¬ bunde werden hierbei zur Sicherstellung einer zugfesten Verbindung an den Rohrenden mit der äußeren Oberfläche des Außenrohrs verschweißt. Zur Vermeidung von nachteiligen Gefügeveränderungen und Härte- bzw.

Festigkeitssprüngen im Verbindungsbereich durch die Wärmeeinwirkung beim Schweißvorgang ist es üblich, die Rohrkörper beim Verschweißen der Kupplungsbunde von innen zu kühlen.

Trotz einer ausgereiften Schweißtechnik und der zusätzlichen Kühlmaßnahmen wer¬ den in der Praxis immer wieder Schäden an der Schweißverbindung festgestellt. Be¬ sonders betroffen hiervon sind Förderrohre bzw. aus Förderrohren zusammenge¬ setzte Rohrstränge, die im Betrieb hohen Förderdrücken bei einer dauerhaften Höchstbelastung bis zu einem Druck von 85 bar unterworfen sind.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik d ie Aufgabe zugrunde, ein für den praktischen Einsatz verbessertes doppellagiges Förderrohr zu schaffen mit einer erhöhten Standzeit.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Förderrohr gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1.

Das Förderrohr besitzt einen Rohrkörper bestehend aus einem gehärteten Innenrohr u nd einem schweißbaren Außenrohr. An jedem Rohrende des Rohrkörpers ist ein Kupplungsbund festgelegt. Der Kupplungsbund weist einen stirnseitigen Flansch so¬ wie einen Stutzen auf, dessen Endabschnitt das Rohrende übergreift und mit der äußeren Oberfläche des Außenrohrs verschweißt ist.

Vor dem Rohrende ist ein Verschleißring angeordnet. An der Außenfläche des Stutzens ist ein Distanzring vorgesehen, wobei zwischen dem Flansch und dem Distanzring eine Kupplungsnut ausgebildet ist. Durch die Kupplungsnut kann die Lagestabilität einer Schelle zur schussweisen Kopplung von Förderrohren verbessert werden.

Das Verhältnis der Wanddicke des Endabschnitts zur Wanddicke des Außenrohrs ist kleiner oder gleich 2 bemessen ist. Die Wanddicke des Endabschnitts des Stutzens soll maximal das Doppelte der Wanddicke des Außenroh rs betragen. Gegenüber den herkömmlichen Ausführungsformen von Kupplungsbunden wird die Wanddicke an dem vom Flansch abgewandten Ende deutlich reduziert. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass ein im Betrieb auftretender „Atmungseffekt" zwischen Außenrohr

und dem Kupplungsbund infolge von elastischen Verformungen und Biegewechsel¬ spannungen vergleichmäßigt wird. Hierdurch kann die Dauerfestigkeit der Schwei߬ verbindung zwischen Rohrkörper und Kupplungsbund deutlich gesteigert werden. Insgesamt führt die erfindungsgemäße Ausgestaltung zu einer Steigerung der Standzeit und der Lebensdauer eines Förderrohrs.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu eigen, das ursächlich für das Auftreten von Schäden an der Schweißverbindung zwischen dem Endabschnitt des Kupp¬ lungsbunds und dem Außenrohr der vorerwähnte Atmungseffekt ist. Bislang wurde der Endabschnitt des Kupplungsbunds deutlich dicker als das dünnwandige Außen¬ rohr ausgeführt. Da sich das dünnwandige Außenrohr im Betrieb elastisch verformt und schwingt, kommt es zu einem Atmungseffekt zwischen dem Außenrohr und dem starren Kupplungsbund. Dies führt je nach Belastungsart zu mehr oder weniger star¬ ken Biegewechselspannungen mit der Folge, dass die Schweißverbindung aufreißt. Dieses Problem kann dadurch vermieden bzw. zumindest deutlich reduziert werden, wenn die Wanddicke des Endabschnitts des Stutzens verringert wird und maximal das Doppelte der Wanddicke des Außenrohrs beträgt. Für die Praxis vielverspre¬ chend ist insbesondere ein Förderrohr, bei dem das Verhältnis der Wanddicke des Endabschnitts zur Wanddicke des Außenrohrs bei 1 ,5:1 oder 1 :1 liegt.

Die Ausführung der Schweißnaht erfolgt als flache Wölbnaht, die teilweise auf die Oberseite des Endabschnitts aufgelegt ist.

Der Einsatz von Verschleißringen vor den Rohrenden des Rohrkörpers erweist sich im Rahmen der Erfindung generell als vorteilhaft.

Die Verschleißringe bestehen aus einem verschleiß- und prallfesten Material, bei¬ spielsweise aus einem keramischen Verschleißwerkstoff, Chromkarbid-Guss, aus martensitischem Nickelhartguss oder ähnlichen Verschleißwerkstoffen. Üblicher¬ weise sind beide Rohrenden des Förderrohrs mit einem Verschleißrϊng ausgerüstet. Der Verschleißring ist jeweils vor die Stirnseite eines Rohrkörpers gesetzt und durch den Kupplungsbund eingekammert. Insbesondere im Längenbereich des Flansches ist auf der Innenseite des Kupplungsbunds ein Verschleißring vor denn Rohrende an¬ geordnet.

In der Ausgestaltung gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 2 ist vorgesehen, dass zumindest zwischen dem Rohrende und dem Verschleißring eine Dichtung ein¬ gegliedert ist. In der Praxis kommt hierbei beispielsweise eine Pappdichtung zum Einsatz. I n erster Linie dient die Dichtung dazu, das Rohrende gegenüber dem Kupplungsbund beim Schweißvorgang abzudichten, damit kein Kühlwasser während der Schweißarbeiten an die Schweißnaht gelangt. Grundsätzlich kann aber auch eine Dichtung zum Einsatz gelangen, um den Fügespalt zwischen dem Rohrkörper und dem Kupplungsbund zusätzlich abzudichten und so ein Unterwandern des Kupplungsbunds durch das im Betrieb unter Druck stehende Förderfluid zu verhin¬ dern.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß den Merkmalen von Patent¬ anspruch 3 ist der Außendurchmesser des Distanzrings größer bemessen als der Außendurchmesser des Flanschs. Vorzugsweise ist der Distanzring im Querschnitt dreieckförmig gestaltet (Patentanspruch 4). Der Distanzring steht zumindest gering¬ fügig über den übrigen Außenumfang des Kupplungsbunds, insbesondere des Flanschs, vor. Durch die Dimensionierung des Distanzri ngs kann erreicht werden, dass aufeinander liegende Rohre einander nur punktuell berühren. Hierdurch können Beschädigungen, insbesondere die Beschädigung einer äußeren Oberflächenbe- schichtung, wie einer Lackierung, vermieden bzw. verringert werden.

Der Kupplungsbund ist im Rahmen der Erfindung einstiickig ausgeführt, beispiels¬ weise aus dem Stahlwerkstoff St52. Aus dem gleichen Stahlwerkstoff besteht das Außenrohr. Zur Sicherstellung des erfindungsgemäß angestrebten Erfolgs, nämlich der Vergleichmäßigung eines im Betrieb auftretenden Atmungseffekts durch die er¬ findungsgemäße Dimensionierung der Wanddicke des Endabschnitts am Kupp¬ lungsbund ist der Distanzring mit einem ausreichend groß>en Abstand zum Ende des Stutzens angeordnet. Der Endabschnitt überlappt ein Rohrende mit einem bestimm¬ ten Überlappungsmaß, welches etwa dem drei- bis fünffachen Betrag der Wanddicke des Endabschnitts entspricht.

Nach den Merkmalen von Patentanspruch 5 weist der Kupplungsbund an seiner Stirnseite einen radial einwärts gerichteten umlaufenden Kragen auf, dessen Innen¬ durchmesser kleiner bemessen ist als der Außendurchmesser des Rohrkörpers. Der

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Kragen bildet einen Anschlag beim Aufschieben des Kupplungsbunds auf das jewei¬ lige Ende eines Rohrkörpers. Gleichzeitig wird durch den Kragen ein integrierter Ver- schleißring fixiert.

Zu erwähnen ist noch, dass der Kupplungsbund endseitig an seinem Innenumfang eine Spielpassung aufweist, also gegenüber dem Außendurchmesser des Rohren¬ des ein geringfügiges Übermaß besitzt. Dies erleichtert das Aufschieben des Kupp¬ lungsbunds bei den Montagearbeiten zur Herstellung eines Förderrohrs.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrie¬ ben.

In den Figuren 1 bis 6 ist jeweils ein endseitiger Abschnitt eines erfindungsgemäßen Förderrohrs in einem Vertikalschnitt dargestellt. Einander entsprechende Bauteile bzw. Bauteilkomponenten tragen in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen.

Die Figuren 1 bis 6 zeigen jeweils den Endabschnitt eines Förderrohrs 1-6 mit einem doppellagigen Rohrkörper 7, der aus einem hochverschleϊßfesten gehärteten Innen- rohr 8 und einem druckfesten Außenrohr 9 besteht. An jedem Rohrende 10 des Rohrkörpers 7 ist ein Kupplungsbund 11-14 festgelegt. Jeder Kupplungsbund 11-14 weist einen stirnseitigen Flansch 15 sowie einen sich in Richtung zum Rohrkörper 7 erstreckenden Stutzen 16-19 auf. Jeder Stutzen 16-19 übergreift mit seinem Endab¬ schnitt 20-23 das Rohrende 10 und ist über eine Schweißnaht 24 mit der äußeren Oberfläche 25 des Außenrohrs 9 verschweißt.

Jedes Förderrohr 1-6 ist mit einem Verschleißring 26 bzw. 27 ausgerüstet, der unter Eingliederung einer Dichtung 28 stirnseitig vor dem Rohrende 10 angeordnet ist und vom Kupplungsbund 11-14 übergriffen und eingekammert ist. Die Verschleißringe 26 bzw. 27 unterscheiden sich durch ihre Länge. Der Verschleißring 27, wie in den Figu¬ ren 3 und 4 zu erkennen, ist kurz ausgeführt und erstreckt sich im Längenbereich des Flansche 15. Der Verschleißring 26 dagegen ist länger ausgeführt. Seine Länge erstreckt sich über den Längenbereich des Flanschs 15 bis etwa zur Mitte der Stut¬ zen 16-19.

An der Stirnseite 29 des Kupplungsbunds 11-14 ist ein radial einwärts gerichteter umlaufender Kragen 30 vorgesehen, dessen Innendurchmesser D«i kleiner bemes¬ sen ist als der Außendurchmesser D _Ra des Rohrkörpers 7. Der Kragen 30 bildet einen Anschlag beim Aufschieben eines Kupplungsbunds 11-14 auf das Rohrende 10 eines Rohrkörpers 7 und fixiert den Verschleißring 26, 27 frontseitig.

Zur Erleichterung des Aufschiebevorgangs bei der Montage der Kupplungsbunde 11- 14 ist zwischen dem Innendurchmesser Dsi des Endabschnitts 20-23 und dem Außendurchmesser DR ₃ des Rohrkörpers 7 ein Spiel p vorgesehen.

Das Verhältnis der Wanddicke Si des Endabschnitts 2O-23 zur Wanddicke S ₂ des Außenrohrs 9 ist kleiner oder gleich 2 bemessen. In den konkret dargestellten Aus¬ führungsbeispielen beträgt die Dicke Si des Endabschnitts 20, 23 bei den Kupplungs¬ bunden 1 1 und 14 gemäß den Darstellungen von Figur 1 und 6 2 mm. Die Wand¬ dicke S ₁ des Endabschnitts 21 , 22 der Förderrohre 2-5 beträgt 3 mm. Bei allen Förderrohren 1-6 ist die Wanddicke S ₂ des Außenrohrs 9 2 mm stark. Konkret ergibt sich so ein Verhältnis der Wanddicke Si des Endabschnitts 20, 23 zur Wanddicke S ₂ des Außenrohrs 9 von 1 :1 bei den Förderrohren 1 und 6>. Bei den Förderrohren 2-5 beträgt das Verhältnis der Wanddicke Si des Endabschnitts 21 , 22 zur Wanddicke S ₂ des Außenrohrs 9 dann 1 ,5:1.

Durch die Dimensionierung der Wanddicke Si des Endabschnitts 20-23 im Verhältnis zur Wanddicke S ₂ des Außenrohrs 9 können im Betrieb auftretende Atmungseffekte zwischen Außenrohr 9 und Kupplungsbund 11-14 gleichmäßig werden, wodurch die Dauerfestigkeit der Schweißnaht 24 gesteigert und die Standzeit eines Förderrohrs 1-6 erhöht wird.

Die Wanddicke des Innenrohrs 8 ist in den Figuren 1 -6 mit S ₃ gekennzeichnet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Wanddicke S ₃ des Innenrohrs 8 jeweils 2 mm. Mit S ₄ ist die Wanddicke im mittleren Längenbereich 31 des Stutzens 16-19 bezeichnet, der an den Flansch 15 angrenzt. In den Ausführungsbeispielen ist die Wanddicke S ₄ gleich 2,5 mm.

Die Kupplungsbunde 12, 13 und 14 weisen jeweils an der Außenfläche 32 des Stut¬ zens 17-19 eine Kupplungsnut 33 auf. In der Kupplungsnut 33 kommt eine hier nicht

dargestellte Schelle zur Kopplung der Förderrohire 1-6 zu einem Rohrstrang zum Eingriff.

Bei den Kupplungsbunden 13 und 14 ist ferner an der Außenfläche 32 des Stutzens 18, 19 ein im Querschnitt dreieckförmiger Distanzring 28 vorgesehen. Der Außen¬ durchmesser D _Da des Distanzrings 34 ist größer bemessen als der Außendurch¬ messer D _F a des Flansche 15, so dass der Dista nzring 34 mit seiner Spitze 35 ge¬ ringfügig über den Flansch 15 vorsteht. Auf diese Weise berühren sich aufeinander gestapelte Förderrohre 1-6 nur punktuell. Beschädigungen an einer lackierten Ober¬ fläche der Förderrohre 1-6 werden so vermieden bzw. verringert.

Bezugszeichen:

1 - Förderrohr

2 - Förderrohr

3 - Förderrohr

4 - Förderrohr

5 - Förderrohr 6 - Förderrohr

7 - Rohrkörper

8 - Innenrohr

9 - Außenrohr 10 - Rohrende

11 - Kupplungsbund

12- Kupplungsbund

13- Kupplungsbund

14- Kupplungsbund

15- Flansch

16- Stutzen

17 - Stutzen 18 - Stutzen

19 - Stutzen

20 - Endabschnitt v. 16 21 - Endabschnitt v. 17

22 - Endabschnitt v. 18

23 - Endabschnitt v. 19

24 - Schweißnaht

25 - äußere Oberfläche v. 9

26 - Verschleißring

27 - Verschleißring

28 - Dichtung

29 - Stirnseite v. 11-14 30 - Kragen

31 - Längenabschnitt v. 16-19

32 - Außenfläche v. 17-19

33 - Kupplungsnut

34 - Distanzring

35 - Spitze v. 34

D«i - Innendurchmesser v. 30

D _Ra - Außendurchmesser v. 7

D _S i - Innendurchmesser v. 20-23

D _Da - Außendurchmesser v. 28

D _Fa - Außendurchmesser v. 15 p - Passung

Si - Wanddicke v. 16

S ₂ - Wanddicke v. 9

5 ₃ - Wanddicke v. 8

5 ₄ - Wanddicke v. 25