DE2510169A1

DE2510169A1 - Fluid hose or pipe - has projecting strip part on inner wall of line coiling around itself

Info

Publication number: DE2510169A1
Application number: DE19752510169
Authority: DE
Inventors: Werner Seidel
Original assignee: ALBERT ZIEGLER KG
Current assignee: ALBERT ZIEGLER KG
Priority date: 1975-03-08
Filing date: 1975-03-08
Publication date: 1976-09-16

Abstract

A projecting, strip-type part is provided on the inner wall of the line and runs spirally in the longitudinal direction of the line. This part then winds around the longitudinal centre axis of the line in equal coils. The projecting part (1) is in the form of a fillet, which is directed to the ideal centre line in radial alignment. The fillet is of a flexible material. An internal sealing tube (2) is connected with the spiral-shaped fillet (1). The cross-section of the fillet has the profile of a triangle or trapezium with the tip pointing to the longitudinal centre line.

Description

Flüssigkeitsleitung, z.B. Schlauch Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsleitung, z.B. Liquid line, e.g. hose The invention relates to a liquid line, e.g.

Schlauch oder Rohr.Hose or pipe.

Bei Flüssigkeitsförderung über lange Wegstrecken, z.B.When pumping liquids over long distances, e.g.

in Bewässerungsanlagen, Pipelines, bei Feuerlösch- und Eatastropheneinsätzen müssen die Druckverluste durch größere Pumpenleistungen, größere Beitungsquerschnitte oder zusätzliche Pumpen ausgeglichen werden. Ein Schlauch mit 75 mm Innendurchmesser, mit innengummierter glatter Wandung hat bei einer Schlauchleitung von 500 m Länge und einer Fördermenge von 800 1/min einen Druckverlust von 6,8 bar. Eine weitere Verbesserung der Wandungsqualität ist nicht möglich und würde auch keine weitere Verringerung der Druckverluste bringen.in irrigation systems, pipelines, fire extinguishing and disaster operations have to reduce the pressure losses due to larger pump capacities and larger feed cross-sections or additional pumps are compensated. A hose with an internal diameter of 75 mm, with smooth inner walls with a hose line of 500 m length and a flow rate of 800 1 / min a pressure loss of 6.8 bar. Another Improvement of the wall quality is not possible and would not be any further Bring a reduction in pressure losses.

Druckverluste durch Strömungswiderstände in Schläuchen und Rohren sind bekannt und können Tabellen und Diagrammen entnommen werden.Pressure losses due to flow resistance in hoses and pipes are known and can be found in tables and diagrams.

Die Ursachen des Druckverlustes sind nach dem Stand der Forschung eine Flüssigkeitsgrenzschicht in Wandungsnähe, in deren Bereich relativ große Geschwindigkeitsänderungen stattfinden, die der Ausgang turbulenter Strömungen sind.The causes of the pressure loss are according to the state of research a liquid boundary layer close to the wall, in the area of which there are relatively large changes in speed take place, which are the exit of turbulent flows.

Neuere Strömungsforschungen lassen erkennen, daß natürlich fließende Gewässer bestimmte rhytmische Bewegungsgesetze erfüllen, die auch in dem schlingenartigen Verlauf der Wasserläufe zum Ausdruck kommen.Recent research on flow shows that naturally flowing Waters fulfill certain rhythmic laws of motion, which also apply to the loop-like The course of the watercourses.

Die der Flüssigkeit in den geraden Schlauch- und Rohrleitungen aufgezwungene gerade Strömung führt zu den vorerwähnten großen Geschwindigkeitsunterschieden im Grenzschichtbereich.The one imposed on the liquid in the straight hoses and pipes straight currents lead to the aforementioned large differences in speed in the Boundary layer area.

Es ist Aufgabe der Erfindung, durch gestalterische Maßnahmen die Voraussetzung für eine vorwiegend laminar verlaufende Strömung zu schaffen und damit den Strömungswiderstand klein zu halten.It is the object of the invention to provide the prerequisite through design measures for a predominantly laminar flow and thus the flow resistance to keep it small.

Gelöst wurde die Aufgabe dadurch, daß an der Innenwand der Leitung eine vorspringende, streifenartig verlaufende Partie vorgesehen ist, die in der Längsrichtung der Leitung spiralförmig verläuft und sich hierbei um die Längsmittelachse der Leitung in gleichmäßigen Wendeln herumwindet. Die Anordnung kann z.B. so getroffen sein, daß die vorspringende Partie als Steg ausgebildet ist, der in etwa radialer Ausrichtung zur ideellen Mittellinie hin gerichtet ist. Die Anordnung kann jedoch z.B. auch so getroffen sein, daß die vorspringende Partie an der Innenwand als Erhebung ausgebildet ist, deren Querschnitt auf der angeströmten Seite einen spitzwinkligen Ubergang zur Wand hat und die in der Längsrichtung spiralförmig verläuft. Die Erhebung kann verschiedenartig gestaltet, vorwiegend formfest sein, sie kann für eine oder beide Strömungsrichtungen ausgebildet sein, wobei die Ubergänge zur Wand strömungsgerecht gestaltet sind. Schließlich kann z.B. die Anordnung auch so getroffen sein, daß die vorspringende Partie als Steg ausgebildet ist, der schräg zur Längsmittelachse der Leitung und in Strömungsrichtung zur Mitte hin geneigt verläuft und dessen strömungsseitige Wand mit der Leitungswandung einen stumpfen Winkel bildet.The problem was solved in that on the inner wall of the line a projecting, strip-like portion is provided in the The longitudinal direction of the line runs in a spiral shape and is around the longitudinal center axis the Line winds around in uniform coils. The order can e.g. be made so that the protruding part is designed as a web, which is directed in an approximately radial direction towards the ideal center line. the However, the arrangement can also be made, for example, in such a way that the protruding part is formed on the inner wall as an elevation, the cross-section of which is based on the flow Side has an acute-angled transition to the wall and that in the longitudinal direction spiral runs. The elevation can be designed in various ways, predominantly be dimensionally stable, it can be designed for one or both directions of flow, with the transitions are designed to be flow-friendly to the wall. Finally, for example, the arrangement can also be made so that the projecting part is designed as a web that is inclined inclined towards the longitudinal center axis of the line and in the direction of flow towards the center runs and its flow-side wall with the line wall a blunt Angle forms.

Gemäß weiterer Erfindung kann insbesondere bei einer flexiblen Flüssigkeitsleitung der spiralförmig verlaufende Steg flexibel ausgebildet sein. Der flexible Steg wird durch die Strömung in Strömungsrichtung abgebogen und führt zu einer zentripetal gerichteten Drallbewegung der Flüssigkeit. Unter dem Einfluß der Stegwindungen verläuft die Geschwindigkeit allmählich von einem Wert nahe Null an der Wandung bis zum Höchstwert in der Strömungsmitte. Eine plötzliche Geschwindigkeitsänderung im Wandungsbereich kann nicht entstehen.According to a further invention, particularly in the case of a flexible liquid line the spiral-shaped web can be designed to be flexible. The flexible bridge will bent by the flow in the direction of flow and leads to a centripetal directed swirling movement of the liquid. Runs under the influence of the web turns the speed gradually from a value close to zero on the wall to the maximum value in the middle of the flow. A sudden change in speed in the wall area cannot arise.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß durch die einspulende Drallbewegung der Flüssigkeit mit der größten Fließgeschwindigkeit in der Mitte alle festen, flüssigen und gasförmigen Zusätze sich auch in langen Leitungen nicht entmischen und absetzen, sondern gleichmäßig mit der Flüssigkeit vermischt werden.Another advantage of the invention is that by the winding Swirl movement of the liquid with the highest flow velocity in the middle all solid, liquid and gaseous additives are not even in long pipes segregate and settle, but be mixed evenly with the liquid.

Aus fertigungstechnischen Gründen ist erfindungsgemäß der spiralförmig verlaufende flexible Steg in dem von den Feuerwehrgewebeschläuchen bekannten Abdichtungsschlauch, Machon oder Folienschlauch benannt, angeordnet. Dieser Abdichtungsschlauch wird erfindungsgemäß auch in Metall- oder Eunststoffrohre eingezogen.According to the invention, for manufacturing reasons, it is spiral-shaped running flexible web in the sealing hose known from fire brigade hoses, Machon or tubular film named, arranged. This sealing tube will according to the invention also drawn into metal or plastic pipes.

Der Zweck der Erhebungen besteht also darin, die Strömung nach der Mitte hin abzuleiten und zugleich eine Drallbewegung zu erzeugen, die kann entweder durch einen flexiblen Steg, der durch die Strömung bis zu einem bestimmten Strömungswinkel abgebogen wird, oder durch formfeste Erhebungen erreicht werden, die durch einen bestimmten Winkel zur Wandung die Strömung ableiten.So the purpose of the surveys is to guide the flow towards the To derive the center and at the same time to generate a twisting movement, which can either by a flexible web, which is carried by the flow up to a certain flow angle is bent, or can be achieved by dimensionally stable elevations through a derive the flow at a certain angle to the wall.

In der- Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Abb. 1 Schlauch- bzw. Rohrabschnitt in Ansicht Abb. 2 Schlauch- bzw. Rohrquerschnitt Abb. 3 Teil eines Schlauch- bzw. Rohrlängsschnittes In den Abbildungen ist die Schlauch- bzw. Rohrwandung mit 3 und der Abdichtungsschlauch mit 2 bezeichnet. Der flexible Steg 1 ist fest mit dem Abdichtungsschlauch 2 verbunden und besteht vorwiegend aus dem gleichen Material. Der Steg 1 hat einen konischen Querschnitt mit der größten Breite am Schlauch. Der Steg 1 verläuft über die Schlauch- bzw.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown schematically shown. They show: Fig. 1 Hose or pipe section in view Fig. 2 Hose or pipe cross-section Fig. 3 Part of a hose or pipe longitudinal section In the figures, the hose or pipe wall is marked with 3 and the sealing hose denoted by 2. The flexible web 1 is firmly connected to the sealing tube 2 and consists mainly of the same material. The web 1 has a conical Cross-section with the greatest width on the hose. The web 1 runs over the hose respectively.

Rohrlänge spiralförmig, wobei er im strömungsfreien Zustand zur ideellen Mittellinie gerichtet ist. Die Steghöhe und die Spiralsteigung stehen in Abhängigkeit vom Strömungsquerschnitt.The length of the pipe is spiral, whereby it is ideal in the flow-free state Center line is directed. The web height and the spiral pitch are dependent from the flow cross-section.

In der Abbildung 3 sind zwei andere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Ein gekrümmter Steg 4 bzw. eine Erhebung 5, deren Querschnitt etwa einem Kreisabschnitt entspricht, ist an Stelle des flexiblen Steges 1 mit der Rohrwandung 3 verbunden und verläuft ebenfalls in der Längsrichtung spiralförmig. Der uebergang zur Wandung 3 verläuft in Strömungsrichtung im spitzen Winkel 6.In Figure 3 are two other embodiments of the invention shown. A curved web 4 or an elevation 5, the cross section of which is approximately corresponds to a segment of a circle, is instead of the flexible web 1 with the pipe wall 3 connected and also runs helically in the longitudinal direction. The transition to the wall 3 runs in the direction of flow at an acute angle 6.

In Abbildung 1 ist die Geschwindigkeitsverteilung näherungsweise dargestellt.The speed distribution is shown approximately in Figure 1.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 ist also die vorspringende Partie an der Schlauchinnenwand als flexibler, z.B. aus flexiblem Material bestehender Steg ausgebildet, der radial ausgerichtet ist und dessen Querschnitt den Umriss eines mit der Spitze zur Längsmittellinie hinweisenden Dreiecks oder Trapezes hat. Die Breite des Steges verjüngt sich von der Basis zum spitzenartigen freien Ende hin auf 1/2 - 1/3 des ursprünglichen Betrages. Die Steghöhe und die Steigung der Spirale stehen in Abhängigkeit zum Strömungsquerschnitt.In the arrangement according to FIGS. 1 and 2, the protruding part is therefore on the inner wall of the hose as more flexible, e.g. made of flexible material Web formed, the radial is aligned and its cross-section the outline of a triangle with the tip pointing to the longitudinal center line or Has trapezoid. The width of the web tapers from the base to the tip-like free end to 1/2 - 1/3 of the original amount. The web height and the The pitch of the spiral is dependent on the flow cross-section.

Bei der Variante nach Fig. 3 ist die vorspringende Partie als Steg 4 ausgebildet, der schräg zur Längsmittelachse der Leitung und in Strömungsrichtung zur Mitte hin geneigt verläuft und dessen strömungsseitige Wand 7 mit der Leitungswandung einen stumpfen Winkel ; bildet. Bei der Variante nach Fig. 4 ist die vorspringende Partie als Erhebung 5 ausgebildet, deren Querschnitt entlang einem Xurvenbogen, z.B. einem Kreisbogen verläuft.In the variant according to FIG. 3, the protruding part is a web 4 formed obliquely to the longitudinal center axis of the line and in the direction of flow runs inclined towards the center and its flow-side wall 7 with the line wall an obtuse angle; forms. In the variant of Fig. 4 is the protruding Part formed as an elevation 5, the cross-section of which along a Xurvenbogen, e.g. runs in an arc.

Claims

Expectations

½>. Liquid line, for example hose or pipe, characterized in that on the inner wall of the line (3) a projecting, strip-like part (1, 4, 5) is provided, which runs spirally in the longitudinal direction of the line and here winds around the longitudinal center axis of the line in uniform spirals.

2. Liquid line according to claim 1, characterized in that the protruding part (1) is designed as a web which is approximately radial in orientation is directed towards the ideal center line.

3. Liquid line according to claim 2, characterized in that the web (1) is designed to be flexible, e.g. by being made of flexible material.

4. Liquid line according to claim 2 or 3, which has a sealing hose inside (2), characterized in that the spirally extending web (1) with the inner sealing tube (2) is connected.

5. Liquid line according to one of claims 2 to 4, characterized in that that the cross-section of the web (1) has the outline of one with the tip to the longitudinal center line pointing triangle or trapezoid.

6. Liquid line according to claim 5, characterized in that the width of the web extends from its base to the free end to 1/2 - 1/3 of the original amount is tapered.

7. Liquid line according to claim 1, characterized in that the protruding part (1) on the inner wall is designed as an elevation (5), whose cross-section on the side facing the flow has an acute-angled transition (6) to Wall and which spirals in the longitudinal direction.

8. Liquid line according to claim 7, characterized in that the cross-section of the elevation runs along an arc of a curve, e.g. an arc of a circle.

9. Liquid line according to claim 1, characterized in that the protruding part is designed as a web (4) which is inclined to the longitudinal center axis of the line and inclined in the direction of flow towards the center and its flow-side Wall forms an obtuse angle with the pipe wall.

10. Liquid line according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the amount by which the projecting part (1, 4, 5) in radial Direction protruding from the inner wall of the pipe, to the slope of the spiral like 1 : 15 to 30 behaves.

L e r s e i t e