DE102023108344A1

DE102023108344A1 - Pipeline component and method for conveying a fluid in a pipeline component

Info

Publication number: DE102023108344A1
Application number: DE102023108344.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerner
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Fertilizer Technology GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Fertilizer Technology GmbH
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2023-03-31
Publication date: 2023-05-17

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrleitungsbauteil (1) zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, mit einem Außenrohr (3) und einem Endstück (5), welches das Außenrohr (3) einseitig verschließt, wobei das Außenrohr (3) auf einer dem Endstück (5) gegenüberliegenden Seite einen Einlauf (7) zum Zuführen des Fluids aufweist und einen im Bereich zwischen dem Endstück (5) und dem Einlauf (7) angeordneten Ablaufstutzen (9) mit einem Auslauf (11) zum Abführen des Fluids, wobei das Rohrleitungsbauteil ein koaxial innerhalb des Außenrohrs (3) angeordnetes Innenrohr (13) aufweist, das ebenfalls einseitig durch das Endstück (5) verschlossen ist, wobei eine Außenseite des Innenrohrs (13) auf einer dem Endstück (5) gegenüberliegenden Seite gegenüber einer Innenseite des Außenrohrs (3) abgedichtet ist und das Innenrohr (13) im Bereich des Endstücks (5) mindestens eine Auslassöffnung (15) in einer Mantelfläche des Innenrohrs (13) aufweist, die in einen zwischen dem Innenrohr (13) und dem Außenrohr (3) gebildeten Ringraum (17) mündet, der mit dem Auslauf (11) fluidverbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Förderung eines Fluids in einem derartigen Rohrleitungsbauteil.The present invention relates to a pipeline component (1) for conveying a fluid, in particular a liquid, with an outer pipe (3) and an end piece (5) which closes the outer pipe (3) on one side, the outer pipe (3) being on one of the end pieces (5) opposite side has an inlet (7) for supplying the fluid and a discharge connection (9) arranged in the area between the end piece (5) and the inlet (7) with an outlet (11) for discharging the fluid, the pipeline component an inner tube (13) which is arranged coaxially inside the outer tube (3) and which is also closed on one side by the end piece (5), an outside of the inner tube (13) being on a side opposite the end piece (5) opposite an inside of the outer tube ( 3) is sealed and the inner tube (13) has at least one outlet opening (15) in the area of the end piece (5) in a lateral surface of the inner tube (13), which opens into an annular space formed between the inner tube (13) and the outer tube (3). (17) opens, which is fluidly connected to the outlet (11). Furthermore, the invention relates to a method for conveying a fluid in such a pipeline component.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrleitungsbauteil zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, mit einem Außenrohr, einem Endstück, welches das Außenrohr einseitig verschließt, wobei das Außenrohr auf einer dem Endstück gegenüberliegenden Seite einen Einlauf zum Zuführen des Fluids aufweist und einen im Bereich zwischen dem Endstück und dem Einlauf angeordneten Ablaufstutzen mit einem Auslauf zum Abführen des Fluids. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zu Förderung eines Fluids in einem derartigen Rohrleitungsbauteil.The present invention relates to a pipeline component for conveying a fluid, in particular a liquid, with an outer pipe, an end piece which closes the outer pipe on one side, the outer pipe having an inlet for supplying the fluid on a side opposite the end piece and an inlet in the area between the Tail and the inlet arranged drain pipe with an outlet for discharging the fluid. Furthermore, the present invention relates to a method for conveying a fluid in such a pipeline component.

Derartige Rohrleitungsbauteile finden beispielsweise Verwendung in Anlagen der Düngemittelindustrie, in welchen typischerweise hochkonzentrierte Harnstofflösungen gefördert werden. Solche hochkonzentrierte Harnstofflösungen weisen eine Kristallisationstemperatur von 120°C und mehr auf und können in Rohrleitungsbereichen mit Wärmeverlusten, ohne Begleitbeheizung oder ohne ausreichende Durchströmung unerwünscht auskristallisieren. Bei Rohrleitungsbauteilen eingangs genannter Art, ergibt sich im Bereich zwischen dem Endstück und dem Ablaufstutzen typischerweise eine reduzierte Fließgeschwindigkeit des Fluids, wodurch die unerwünschte Kristallisation begünstigt wird. Infolge der Kristallisation kann es zu Ablagerungen kommen, die zu einer teilweisen oder vollständigen Blockade von Rohrleitungen und mithin zu einem Ausfall der jeweiligen Anlagen führen können.Such pipeline components are used, for example, in plants in the fertilizer industry, in which typically highly concentrated urea solutions are conveyed. Such highly concentrated urea solutions have a crystallization temperature of 120° C. and more and can undesirably crystallize out in pipeline areas with heat losses, without accompanying heating or without sufficient flow. In the case of pipeline components of the type mentioned at the outset, there is typically a reduced flow rate of the fluid in the region between the end piece and the outlet connection piece, as a result of which undesirable crystallization is promoted. Deposits can form as a result of the crystallization, which can lead to a partial or complete blockage of pipelines and thus to a breakdown of the respective systems.

Verstärkt wird dieses Problem dadurch, dass in besagten Anlagen durch chemische Reaktion der Harnstofflösung Biuret gebildet werden kann, das eine noch höhere Kristallisationstemperatur aufweist als die Harnstofflösung. Infolgedessen können schon bei höheren Temperaturen als 120 °C Ablagerungen entstehen. Insbesondere in schlecht durchströmten Rohrleitungsabschnitte kann es in erhöhtem Maße zu Bildung von Biuret kommen, sodass sich das Risiko des Auftretens von Prozessstörungen erhöht..This problem is exacerbated by the fact that biuret, which has an even higher crystallization temperature than the urea solution, can be formed in said plants by chemical reaction of the urea solution. As a result, deposits can form even at temperatures higher than 120 °C. Biuret can form to a greater extent, particularly in sections of pipeline with poor flow, so that the risk of process faults increasing.

Weiterhin tritt bei Harnstofflösungen, die zusätzlich suspendierte Feststoffe wie Schwefel enthalten, das Problem hinzu, dass sich diese Feststoffe in Bereichen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit absetzen und dadurch das Risiko von Prozessstörungen aufgrund von Ablagerungen in den Rohrleitungen weiter erhöhen.Furthermore, with urea solutions that additionally contain suspended solids such as sulfur, the problem arises that these solids settle in areas with low flow rates, thereby further increasing the risk of process upsets due to deposits in the pipelines.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in einem Rohrleitungsbauteil eingangs genannter Art der Bildung von Ablagerungen, insbesondere in schlecht oder wenig durchströmten Rohrleitungsabschnitten, entgegenzuwirken.The object of the present invention is to counteract the formation of deposits in a pipeline component of the type mentioned at the outset, particularly in pipeline sections through which there is poor or little flow.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Rohrleitungsbauteil zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, mit einem Außenrohr und einem Endstück, welches das Außenrohr einseitig verschließt, wobei das Außenrohr auf einer dem Endstück gegenüberliegenden Seite einen Einlauf zum Zuführen des Fluids aufweist und einen im Bereich zwischen dem Endstück und dem Einlauf angeordneten Ablaufstutzen mit einem Auslauf zum Abführen des Fluids, wobei das Rohrleitungsbauteil ein koaxial innerhalb des Außenrohrs angeordnetes Innenrohr aufweist, das ebenfalls einseitig durch das Endstück verschlossen ist, wobei das Innenrohr auf einer dem Endstück gegenüberliegenden Seite gegenüber einer Innenseite des Außenrohrs abgedichtet ist und das Innenrohr im Bereich des Endstücks mindestens eine Auslassöffnung in einer Mantelfläche des Innenrohrs aufweist, die in einen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gebildeten Ringraum mündet, der mit dem Auslauf fluidverbunden ist.This object is achieved by a pipeline component for conveying a fluid, in particular a liquid, with an outer pipe and an end piece which closes the outer pipe on one side, the outer pipe having an inlet for supplying the fluid on a side opposite the end piece and an inlet in the area between the end piece and the inlet arranged discharge nozzle with an outlet for discharging the fluid, wherein the pipeline component has an inner pipe arranged coaxially inside the outer pipe, which is also closed on one side by the end piece, the inner pipe on a side opposite the end piece opposite an inner side of the outer pipe is sealed and the inner tube in the region of the end piece has at least one outlet opening in a lateral surface of the inner tube, which opens into an annular space formed between the inner tube and the outer tube, which is fluidly connected to the outlet.

Bei dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteil können unerwünschte Bereiche mit geringer Strömungsgeschwindigkeit durch das Vorsehen des Innenrohrs vermieden werden. Das Fluid kann ausgehend von dem Einlauf des Außenrohrs in das Innenrohr strömen und wird dann durch die Auslassöffnung in den Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr geleitet. Da die Auslassöffnung in der Mantelfläche des Innenrohrs im Bereich des Endstücks angeordnet ist, strömt das Fluid dabei innerhalb des Innenrohrs bis zum Bereich des Endstücks und dann nach einer Richtungsumkehr im Ringraum zurück bis zum Ablaufstutzen. Somit wird das Volumen des Außenrohrs nahezu überall mit einer ähnlich hohen Strömungsgeschwindigkeit durchströmt. Insbesondere in dem Bereich des Endstücks werden im Gegensatz zum Stand der Technik niedrige Strömungsgeschwindigkeiten vermieden. Hierdurch wird der Bildung von Ablagerungen entgegengewirkt und das Risiko des Eintretens von Prozessstörungen gesenkt.In the pipeline component according to the invention, undesired areas with a low flow rate can be avoided by providing the inner pipe. Starting from the inlet of the outer tube, the fluid can flow into the inner tube and is then conducted through the outlet opening into the annular space between the inner tube and the outer tube. Since the outlet opening is arranged in the outer surface of the inner pipe in the area of the end piece, the fluid flows inside the inner pipe up to the area of the end piece and then, after a direction reversal in the annular space, back to the outlet connection. Thus, the volume of the outer tube is almost everywhere flowed through with a similarly high flow rate. In contrast to the prior art, low flow speeds are avoided, particularly in the area of the end piece. This counteracts the formation of deposits and reduces the risk of process disruptions occurring.

Das Endstück kann einteilig mit dem verschlossenen Ende des Außenrohres ausgebildet sein. Alternativ kann das Endstück separat ausgebildet sein. Das separate Endstück, beispielsweise zur Inspektion, vom Außenrohr lösbar und mit diesem wiederverbindbar sein, beispielsweise mittels Schraubverbindung.The end piece can be formed in one piece with the closed end of the outer tube. Alternatively, the end piece can be formed separately. The separate end piece, for example for inspection, can be detached from the outer tube and reconnected to it, for example by means of a screw connection.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Innenrohr durch ein Dichtungselement gegenüber dem Außenrohr abgedichtet ist. Bevorzugt ist das Dichtungselement auf einer Außenseite des Innenrohrs angeordnet. Ferner ist das Dichtungselement bevorzugt auf einer dem Endstück gegenüberliegenden Seite des Innenrohrs angeordnet, um den Einlauf von dem Auslauf zumindest teilweise fluidisch zu trennen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the inner tube is sealed off from the outer tube by a sealing element. The sealing element is preferably arranged on an outside of the inner tube. Furthermore, the sealing element is preferably arranged on a side of the inner pipe opposite the end piece in order to at least partially fluidically separate the inlet from the outlet.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Dichtungselement metallisch ist. Ein metallisches Dichtungselement hat im Vergleich zu polymeren Dichtungen eine höhere Formfestigkeit und kann zudem für eine genaue Positionierung des Innenrohrs innerhalb des Außenrohrs verwendet werden. Ferner hat ein metallisches Dichtungselement im Vergleich zu polymeren Dichtungen eine höhere Verschleißfestigkeit. Insbesondere kann das Dichtungselement aus einer Metalllegierung gefertigt sein.A preferred embodiment of the invention provides that the sealing element is metallic. A metallic sealing element has a higher dimensional stability compared to polymeric seals and can also be used for precise positioning of the inner tube within the outer tube. Furthermore, a metallic sealing element has a higher resistance to wear compared to polymeric seals. In particular, the sealing element can be made of a metal alloy.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungselement als an das Innenrohr geschweißter Flansch oder Ring ausgebildet ist. Der Flansch oder Ring kann auf einer Außenseite oder einer Stirnseite des Innenrohres verschweißt sein. Zudem kann der Flansch oder Ring einen zumindest teilweise variablen Innendurchmesser aufweisen, um einen guten, d.h. möglichst verlustfreien, Strömungsübergang von dem Einlauf des Außenrohres zu einem Einlass des Innenrohres zu ermöglichen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the sealing element is designed as a flange or ring welded to the inner pipe. The flange or ring can be welded to an outside or an end face of the inner tube. In addition, the flange or ring can have an at least partially variable inner diameter in order to enable a good flow transition, i.e. one that is as loss-free as possible, from the inlet of the outer pipe to an inlet of the inner pipe.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Endstück ein Entleerungsventil aufweist. Über das Entleerungsventil kann überschüssiges Gas abgeführt werden. Ferner können schädliche Festkörperpartikel entfernt und eine Reinigungswirkung innerhalb des Außenrohres, insbesondere im Ringraum, erzielt werden. Zudem können Proben von dem zu fördernden Fluid, beispielsweise für Laboruntersuchungen, entnommen werden. Das Entleerungsventil kann manuell oder elektromagnetisch steuerbar sein.A preferred embodiment of the invention provides that the end piece has a drain valve. Excess gas can be drained off via the drain valve. Furthermore, harmful solid particles can be removed and a cleaning effect can be achieved inside the outer tube, especially in the annular space. In addition, samples can be taken from the fluid to be pumped, for example for laboratory tests. The drain valve can be controlled manually or electromagnetically.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Innenrohr mehrere Auslassöffnungen in der Mantelfläche aufweist, Insbesondere kann das Innenrohr, bevorzugt vier, kreisförmige Auslauföffnungen aufweisen. Die Auslauföffnungen können in einer Umfangsrichtung des Innenrohres gleichmäßig beabstandet sein. Zudem können die Auslauföffnungen entlang einer Axialrichtung des Innenrohres beabstandet sein.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the inner tube has a plurality of outlet openings in the lateral surface. In particular, the inner tube can have, preferably four, circular outlet openings. The outlet openings can be evenly spaced in a circumferential direction of the inner pipe. In addition, the outlet openings can be spaced apart along an axial direction of the inner tube.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht einen oder mehrere weitere Ablaufstutzen vor, die jeweils einen weiteren Auslauf aufweisen, der mit dem Ringraum fluidverbunden ist. Das Vorsehen mehrerer Ablaufstutzen ermöglicht einen größeren Ausflussquerschnitt des Rohrleitungsbauteils. Der eine oder die mehreren weiteren Ablaufstutzen können parallel zu dem Ablaufstutzen angeordnet sein.An advantageous embodiment of the invention provides for one or more additional outlet nozzles, each of which has an additional outlet that is in fluid communication with the annular space. The provision of several outlet nozzles enables a larger outflow cross section of the pipeline component. The one or more further downcomers can be arranged parallel to the downcomer.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Außenrohr und das Innenrohr aus einem Metall oder einer Metalllegierung - insbesondere aus Edelstahl, niedrig legiertem Stahl oder einer Chrom-Nickel-Legierung - gefertigt sind. Insbesondere Chrom-Nickellegierungen, beispielsweise mit 18% Chrom und 10% Nickel, können eine hohe thermische und gegenüber Harnstofflösung hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleisten und die Lebensdauer des Rohrleitungsbauteils erhöhen.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the outer tube and the inner tube are made of a metal or a metal alloy—in particular high-grade steel, low-alloy steel or a chromium-nickel alloy. Chromium-nickel alloys in particular, for example with 18% chromium and 10% nickel, can ensure high thermal resistance and high corrosion resistance to urea solution and increase the service life of the pipeline component.

Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Verhältnis aus einem Innendurchmesser des Außenrohrs zu einem Innendurchmesser des Innenrohrs 1,1 bis 3, bevorzugt 1,25 bis 2,1 und besonders bevorzugt von 1,3 bis 1,6 beträgt.According to a structurally advantageous embodiment of the invention, it is provided that the ratio of an inner diameter of the outer tube to an inner diameter of the inner tube is 1.1 to 3, preferably 1.25 to 2.1 and particularly preferably 1.3 to 1.6.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die eine oder die mehreren Auslassöffnungen in der Mantelfläche des Innenrohrs in Summe eine Öffnungsfläche aufweisen, deren Größe im Bereich von 25% bis 99% der Querschnittsfläche des Innenrohrs liegt. Dadurch, dass die eine oder die mehreren Auslassöffnungen in der Summe eine kleinere Öffnungsfläche aufweisen, kann eine Beschleunigung einer zu fördernden Flüssigkeit forciert werden. Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit kann Ablagerungen und Anhaftungen im Inneren des Außenrohres, insbesondere im Ringraum, besser fortspülen bzw. fortreißen.An advantageous embodiment of the invention provides that the one or more outlet openings in the outer surface of the inner tube have a total opening area whose size is in the range of 25% to 99% of the cross-sectional area of the inner tube. Due to the fact that the one or more outlet openings have a smaller opening area overall, an acceleration of a liquid to be delivered can be forced. The increased flow speed can better wash away or tear away deposits and adhesions inside the outer tube, especially in the annular space.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die eine oder die mehreren Auslassöffnungen in der Mantelfläche des Innenrohrs einen Abstand im Bereich von 100mm bis 400mm zu dem Endstück aufweisen.A preferred embodiment of the invention provides that the one or more outlet openings in the lateral surface of the inner tube are at a distance in the range of 100 mm to 400 mm from the end piece.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Verfahren zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, in einem Rohrleitungsbauteil, das ein Außenrohr und ein Endstück aufweist, welches das Außenrohr einseitig verschließt, wobei das Außenrohr auf einer dem Endstück gegenüberliegenden Seite einen Einlauf aufweist, über den das Fluid zugeführt wird und das Außenrohr einen im Bereich zwischen dem Endstück und dem Einlauf angeordneten Ablaufstutzen mit einem Auslauf aufweist, über welchen das Fluid abgeführt wird, wobei koaxial innerhalb des Außenrohrs ein Innenrohr angeordnet ist, das ebenfalls einseitig durch das Endstück verschlossen ist, wobei eine Außenseite des Innenrohrs auf einer dem Endstück gegenüberliegenden Seite gegenüber einer Innenseite des Außenrohrs abgedichtet ist und das Innenrohr im Bereich des Endstücks mindestens eine Auslassöffnung in einer Mantelfläche des Innenrohrs aufweist, durch welche das Fluid in einen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr gebildeten Ringraum und dann zu dem Auslauf strömt. Für das erfindungsgemäße Verfahren gelten die gleichen technischen Effekte und Vorteile, die bereit im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteil und seinen Ausgestaltungen voranstehend erläutert wurden.Another object of the invention is a method for conveying a fluid, in particular a liquid, in a pipeline component which has an outer pipe and an end piece which closes the outer pipe on one side, the outer pipe having an inlet on a side opposite the end piece, via which the fluid is supplied and the outer tube has a discharge nozzle arranged in the area between the end piece and the inlet and having an outlet via which the fluid is discharged, with an inner tube being arranged coaxially inside the outer tube, which is also closed on one side by the end piece, wherein an outside of the inner pipe is sealed off from an inside of the outer pipe on a side opposite the end piece and the inner pipe has at least one outlet opening in a lateral surface of the inner pipe in the region of the end piece, through which the fluid flows into an annular space formed between the inner pipe and the outer pipe and then flows to the outlet. The same technical effects and advantages that have already been explained above in connection with the pipeline component according to the invention and its configurations apply to the method according to the invention.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können dieselben technischen Wirkungen und Vorteile erreicht werden, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteil beschreiben worden sind.With the method according to the invention, the same technical effects and advantages can be achieved as have already been described in connection with the pipeline component according to the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fluid eine Schmelze ist, die von dem Auslauf zu einer Granulationsvorrichtung zur Herstellung eines Düngegranulates umfassend Harnstoff, Sulfate, Phosphate, Schwefel und/oder Mischungen hiervon geführt wird.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the fluid is a melt, which is conducted from the outlet to a granulation device for the production of fertilizer granules comprising urea, sulfates, phosphates, sulfur and/or mixtures thereof.

Alternativ oder zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltung können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteil beschriebenen vorteilhaften Merkmale und Ausgestaltungen allein oder in Kombination Anwendung finden.Alternatively or in addition to the advantageous configuration described above, the advantageous features and configurations described in connection with the pipeline component according to the invention can also be used alone or in combination in the method according to the invention.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.Further details, features and advantages of the invention result from the drawings and from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. The drawings only illustrate exemplary embodiments of the invention, which do not limit the inventive idea.

Figurenlistecharacter list

The 1 shows a pipeline component according to the prior art in a sectional view.
The 2 shows a first exemplary embodiment of a pipeline component according to the invention in a sectional view.
The 3 shows a second exemplary embodiment of a pipeline component according to the invention in a sectional view.
The 4 shows a third exemplary embodiment of a pipeline component according to the invention in a sectional view.
The 5 shows a fourth exemplary embodiment of a pipeline component according to the invention in a sectional view.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference symbols and are therefore usually named or mentioned only once.

In 1 ist ein Rohrleitungsbauteil 1 zur Förderung eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, gemäß dem Stand der Technik in einer Schnittansicht dargestellt. Das Rohrleitungsbauteil 1 weist ein Außenrohr 3 auf, das einseitig mit einem Endstück 5 verschlossen ist. Das Außenrohr weist ferner ein auf einer dem Endstück 5 gegenüberliegenden Seite einen Einlauf 7 zum Zuführen des Fluids auf. In einem Bereich zwischen dem Endstück 5 und dem Einlauf 7 ist ein Ablaufstutzen 9 angeordnet. Der Ablaufstutzen 9 weist einen Auslauf 11 zum Abführen des Fluids auf.In 1 a pipeline component 1 for conveying a fluid, in particular a liquid, according to the prior art is shown in a sectional view. The pipeline component 1 has an outer pipe 3 which is closed on one side with an end piece 5 . The outer tube also has an inlet 7 for supplying the fluid on a side opposite the end piece 5 . In an area between the end piece 5 and the inlet 7, a drain connector 9 is arranged. The drain connector 9 has an outlet 11 for discharging the fluid.

Ein möglicher Strömungspfad des Fluids, wie er im Stand der Technik im Wesentlichen vorliegt, ist in der 1 eingezeichnet, wobei das Fluid weitgehend unmittelbar von dem Einlauf 7 zum Auslauf 11 strömt. In einem Abschnitt des Außenrohrs 3, die dem Endstück 5 zugewandt ist, entsteht gleichsam ein strömungstechnisches Totgebiet, in denen das Fluid verwirbelt werden kann, ohne dass eine gerichtete Strömung vorliegt. Insbesondere bei Fehlen einer Begleitheizung um derartige Abschnitte können Bestandteile des Fluids auskristallisieren und zu Ablagerungen und Anhaftungen im Rohrinnen und mithin Verstopfungen des Rohrleitungsbauteils führen. Äußerstenfalls können sich die Verstopfungen bis zum Abflussstutzen 9 erstrecken und somit zu schwerwiegenden Prozessstörungen führen.A possible flow path of the fluid, as is essentially the case in the prior art, is shown in FIG 1 drawn in, the fluid flowing largely directly from the inlet 7 to the outlet 11 . In a section of the outer tube 3 which faces the end piece 5, a fluidic dead area is created, so to speak, in which the fluid can be swirled without there being a directed flow. In particular, if there is no trace heating around such sections, components of the fluid can crystallize out and lead to deposits and adhesions inside the pipe and consequently to blockages in the pipeline component. In the worst case, the blockages can extend as far as the discharge nozzle 9 and thus lead to serious process disruptions.

In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Innerhalb des Außenrohrs 3 ist koaxial ein Innenrohr 13 angeordnet. Das Innenrohr 13 ist ebenfalls einseitig durch das Endstück 5 verschlossen, wobei eine Außenseite des Innenrohrs 13 auf einer dem Endstück 5 gegenüberliegenden Seite gegenüber einer Innenseite des Außenrohrs 3 abgedichtet ist. Im Bereich des Endstücks 5 sind vier Auslassöffnungen 15 in einer Mantelfläche des Innenrohrs 13 ausgebildet, die in einen zwischen dem Innenrohr 13 und dem Außenrohr 3 gebildeten Ringraum 17 mündet, der mit dem Auslauf 11 fluidverbunden ist.In 2 a first exemplary embodiment of a pipeline component 1 according to the invention is shown in a sectional view. An inner tube 13 is arranged coaxially within the outer tube 3 . The inner tube 13 is also closed on one side by the end piece 5 , an outside of the inner tube 13 being sealed off from an inside of the outer tube 3 on a side opposite the end piece 5 . In the area of the end piece 5 four outlet openings 15 are formed in a lateral surface of the inner tube 13, which opens into an annular space 17 formed between the inner tube 13 and the outer tube 3, which is fluidly connected to the outlet 11.

Die Abdichtung der Außenseite des Innenrohrs 13 gegenüber der Innenseite des Innenrohrs 13 auf der dem Endstück 5 gegenüberliegenden Seite erfolgt mittels eines metallischen Dichtungselements 19, das als Flansch ausgebildet ist und auf der Außenseite mit dem Innenrohr verschweißt ist. Zwei bzw. jeweils ein Paar der vier Auslassöffnungen 15 sind bezüglich einer Axialrichtung A beabstandet. Zudem sind alle vier Auslassöffnungen 15 um jeweils 90° in einer Umfangsrichtung des Innenrohrs 13 beabstandet.The outside of the inner pipe 13 is sealed from the inside of the inner pipe 13 on the side opposite the end piece 5 by means of a metallic sealing element 19 which is designed as a flange and is welded to the inner pipe on the outside. Two or one pair of the four outlet openings 15 are spaced apart with respect to an axial direction A. In addition, all four outlet openings 15 are each spaced apart by 90° in a circumferential direction of the inner pipe 13 .

Der technische Effekt und Vorteil der Erfindung wird anhand eines in der 2 eingezeichneten weiteren Strömungspfads erläutert. Erfindungsgemäß erfolgt eine Richtungsumkehr des Fluids auf dem weiteren Strömungspfad von dem Einlauf 7 bis zum Auslauf 11. Etwaige auskristallisierte Bestandteile des Fluids, die sich in einem Innenvolumen des Außenrohrs 3 ablagern und im Außenrohr 3 zu Verstopfungen führen können, insbesondere im Ringraum 17, können durch die vollständige Erfassung des Innenvolumens von der Strömung des Fluids vorteilhaft vermieden werden.The technical effect and advantage of the invention is based on one in the 2 Drawn further flow path explained. According to the invention, the direction of the fluid reverses on the further flow path from the inlet 7 to the outlet 11. Any crystallized components of the fluid that are deposited in an inner volume of the outer tube 3 and can lead to blockages in the outer tube 3, particularly in the annular space 17, can flow through the complete coverage of the internal volume can advantageously be avoided by the flow of the fluid.

Wie in der 2 ersichtlich, ist entlang des weiteren Strömungspfades eine stetige Verengung des Strömungsquerschnitts ausgebildet. Insbesondere ist ein Strömungsquerschnitt des Einlaufs 7 maßgeblich größer als ein weiterer Strömungsquerschnitt des Auslaufs 11. Mithin kann, insbesondere bei Verwendung einer zumindest weitgehend inkompressiblen Flüssigkeit, entlang des weiteren Strömungspfades eine Beschleunigung, d.h. eine Erhöhung des dynamischen Drucks, erzielt werden. Die Erhöhung des dynamischen Drucks kann energetische Verluste, die beispielsweise durch die Richtungsumkehr, die Reibung zwischen der Flüssigkeit und Wandungen des Rohrleitungsbauteils 1 und/oder durch innerfluidische Reibungen verursacht werden, zumindest teilweise kompensieren.Like in the 2 As can be seen, a continuous narrowing of the flow cross section is formed along the further flow path. In particular, a flow cross section of the inlet 7 is significantly larger than a further flow cross section of the outlet 11. Consequently, an acceleration, ie an increase in the dynamic pressure, can be achieved along the further flow path, particularly when using an at least largely incompressible liquid. The increase in the dynamic pressure can at least partially compensate for energy losses that are caused, for example, by the reversal of direction, the friction between the liquid and the walls of the pipeline component 1 and/or by inner-fluidic friction.

In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbespiel, mit dem Unterschied, dass bei dem zweiten Ausführungsbeispiel das Endstück 5 ein Entleerungsventil V aufweist, das elektrisch oder pneumatisch ansteuerbar und als Eckventil ausgebildet ist. In dem Endstück 5 ist eine Ausnehmung zur Entleerung des Innenrohrs 13 ausgebildet.In 3 a second exemplary embodiment of the pipeline component 1 according to the invention is shown in a sectional view. The second exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment, with the difference that in the second exemplary embodiment, the end piece 5 has a drain valve V, which can be actuated electrically or pneumatically and is designed as a corner valve. A recess for emptying the inner tube 13 is formed in the end piece 5 .

In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Das Rohrleitungsbauteil 1 weist neben dem Ablaufstutzen 9 einen weiteren Ablaufstutzen 9'. Der weitere Ablaufstutzen 9' weist einen weiteren Auslauf 11' auf, der ebenfalls mit dem Ringraum 17 fluidisch verbunden ist. Das Endstück 5 ist kappenförmig ausgebildet und weist ein Innengewinde auf, das in Wechselwirkung mit einem Außengewinde des Außenrohrs 3 von dem Rohrleitungsbauteil 1 entfernt und mit ihm wieder verbunden werden kann.In 4 a third exemplary embodiment of the pipeline component 1 according to the invention is shown in a sectional view. In addition to the drain socket 9, the pipeline component 1 has a further drain socket 9'. The further discharge nozzle 9 'has a further outlet 11', which is also fluidly connected to the annular space 17. The end piece 5 is cap-shaped and has an internal thread which, in interaction with an external thread of the outer pipe 3, can be removed from the pipeline component 1 and connected to it again.

In 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Das Rohrleitungsbauteil 1 gemäß 5 umfasst neben dem Ablaufstutzen 9 zwei weitere Ablaufstutzen 9'. Ferner ist ein Entleerungsventil V vorgesehen, welche wahlweise geöffnet oder geschlossen werden kann.In 5 a fourth exemplary embodiment of the pipeline component 1 according to the invention is shown in a sectional view. The pipeline component 1 according to 5 comprises, in addition to the drain socket 9, two further drain sockets 9'. Furthermore, a drain valve V is provided, which can be opened or closed as desired.

BezugszeichenlisteReference List

11: Rohrleitungsbauteilpiping component
33: Außenrohrouter tube
55: Endstücktail
77: Einlaufenema
99: Ablaufstutzendrain socket
9'9': Weiterer AblaufstutzenAnother outlet
1111: Auslaufoutlet
11'11': Weiterer AuslaufAnother spout
1313: Innenrohrinner tube
1515: Auslassöffnungexhaust port
1717: Ringraumannulus
1919: Dichtungselement sealing element
AA: Axialrichtungaxial direction
TT: Strömungstechnisches TotgebietFluidic dead zone
VV: VentilValve

Claims

Pipeline component (1) for conveying a fluid, in particular a liquid, with an outer pipe (3) and an end piece (5) which closes the outer pipe (3) on one side, the outer pipe (3) on a side opposite the end piece (5). has an inlet (7) for supplying the fluid and an outlet connector (9) which is arranged in the area between the end piece (5) and the inlet (7) and has an outlet (11) for discharging the fluid, characterized by a coaxial inside the outer tube ( 3) arranged inner tube (13), which is also closed on one side by the end piece (5), with an outside of the inner tube (13) being sealed on a side opposite the end piece (5) from an inside of the outer tube (3) and the inner tube (13) in the area of the end piece (5) has at least one outlet opening (15) in a lateral surface of the inner tube (13), which opens into an annular space (17) formed between the inner tube (13) and the outer tube (3), which the outlet (11) is fluidly connected.

Pipeline component (1) according to claim 1 , characterized in that the inner tube (13) is sealed by a sealing element (19) relative to the outer tube (3).

Pipeline component (1) according to claim 2 , characterized in that the sealing element (19) is metallic.

Pipeline component (1) according to claim 3 , characterized in that the sealing element (19) is constructed as a flange or ring welded to the inner tube (13).

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the end piece (5) has a drain valve.

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner pipe (13) has a plurality of outlet openings (15) in the lateral surface.

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized by one or more further outlet sockets (9`), which each have a further outlet (11') which is in fluid communication with the annular space (17).

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the outer pipe (3) and the inner pipe (13) are made of a metal or a metal alloy - in particular stainless steel, low-alloy steel or a chromium-nickel alloy.

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a ratio of an inner diameter of the outer pipe (3) to an inner diameter of the inner pipe (13) is 1.1 to 3, preferably 1.25 to 2.1 and particularly preferably from is 1.3 to 1.6.

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more outlet openings (15) in the lateral surface of the inner pipe (13) have a total opening area whose size is in the range from 25% to 99% of the cross-sectional area of the Inner tube (13) is located.

Pipeline component (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the one or more outlet openings (15) in the lateral surface of the inner pipe (13) are at a distance of 100 mm to 400 mm from the end piece (5).

Method for conveying a fluid, in particular a liquid, in a pipeline component (1) which has an outer pipe (3) and an end piece (5) which closes the outer pipe (3) on one side, the outer pipe (3) resting on one of the end pieces (5) has an inlet (7) on the opposite side, via which the fluid is supplied, and the outer tube (3) has an outlet connector (9) with an outlet (11) arranged in the area between the end piece (5) and the inlet (7). has, via which the fluid is discharged, wherein an inner tube (13) is arranged coaxially within the outer tube (3), which is also closed on one side by the end piece (5), wherein an outside of the inner tube (13) on one of the end piece ( 5) is sealed on the opposite side from an inside of the outer tube (3) and the inner tube (13) has at least one outlet opening (15) in a lateral surface of the inner tube (13) in the area of the end piece (5), through which the fluid can flow into an between the inner tube (13) and the outer tube (3) formed annular space (17) and then flows to the outlet (11).

procedure after claim 12 , characterized in that the fluid is a melt, which from the outlet (11) to a granulation device for the production of fertilizer granules comprising urea, sulfates, phosphates, sulfur and / or mixtures thereof is conducted.