CH430350A - Pipe branching piece for pressure lines - Google Patents

Pipe branching piece for pressure lines

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CH430350A
CH430350A CH99466A CH99466A CH430350A CH 430350 A CH430350 A CH 430350A CH 99466 A CH99466 A CH 99466A CH 99466 A CH99466 A CH 99466A CH 430350 A CH430350 A CH 430350A
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pipe
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CH99466A
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Feder Georg Dr Dipl-Ing
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Voest Ag
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Description

  

      Rohrverzweigungsstück    für     Druckleitungen       Die     Erfindung        bezieht    sich auf ein     Rohrverzwei-          gungsstück    für Druckleitungen mit sich zueinander     ke-          gelig    erweiternden Rohrschenkeln.

   Bei bekannten Kon  struktionen setzt sich das eigentliche zwischen den zy  lindrischen Schüssen der Rohrschenkel liegende Ver  zweigungsstück ausschliesslich aus sich unmittelbar     ver-          schneidenden,    den Mantel eines Kegelstumpfes bilden  den Schalen zusammen, wobei in der Regel diese Scha  len so angeordnet sind, dass sie in gedachter Verlänge  rung eine     gemeinsame    eingeschriebene Kugel tangieren.

    Dabei ergibt sich in einem quer zur Strömungsrichtung  geführten, etwa durch die Mitte des     Verzweigungsstük-          kes    verlaufenden Schnitt eine verhältnismässig     tiefe    Ein  schnürung im Bereich der     Verschneidungslinie,    welche       Einschnürung    sich hydraulisch ungünstig auswirken  kann, insbesondere dann, wenn eine längs der     Ver-          schneidungslinie    verlaufende, sichelförmige     Innenver-          stärkungsrippe    vorgesehen ist und,

   beispielsweise bei  Absperrung der an den einen     Zweigrohrschenkel        an-          schliessenden    Leitung, eine ungleichmässige Strömungs  verteilung vorherrscht. Auch treten hier höhere Bela  stungen im     Verschneidungsbereich    auf. Es sind ferner  Ausführungen bekannt, bei denen das Verzweigungs  stück ganz oder     teilweise    aus einer     Kugelschale    besteht.

    Kugelschalen haben     zwar    wegen ihrer     Krümmung    in  zwei Richtungen und der sich daraus ergebenden     Ge-          wölbewirkung        festigkeitsmässige    Vorteile, verursachen  aber beträchtliche Schwierigkeiten, wenn bei grossen  Abmessungen nach der Montage an der Baustelle ein  örtliches     Spannungsfreiglühen    bestimmter     Schweissnähte     erforderlich wird.

   Ein örtliches     Spannungsfreiglühen    ist  nämlich entlang einer durch die Schweissnaht bestimm  ten Linie bei Schalen, die in zwei Richtungen gekrümmt  sind, wegen der durch die Temperatur verursachten       Zwängungsspannungen    nicht möglich. Aus Kugelschalen  bestehende Verzweigungsstücke haben aber auch den       Nachteil,    dass sie von vornherein ein gegenüber den  zylindrischen Schüssen der Rohrschenkel     beträchtlich     erweitertes     Umrissmass    aufweisen.

   Sollen nun solche       Rohrverzweigungsstücke    als Ganzes zur Baustelle trans-         portiert    werden, so ist bei unter Tag verlegter Drucklei  tung ein verhältnismässig grosser     Stollenausbruch    ent  lang des gesamten Transportweges notwendig, da ein  nachträgliches Anschliessen von tragenden Teilen an der  Einbaustelle selbst aus den vorerwähnten Gründen nicht       möglich    ist. Schliesslich ist ein     Rohrverzweigungsstück          bekannt    geworden, bei dem an die     Kugelschalenteile          tangentiale    Mantelabschnitte gerader Kreiskegel ange  schlossen sind, deren Achsen durch den Kugelmittel  punkt verlaufen.

   Die verbleibenden     Kugelschalen    bedin  gen wieder die bereits     geschilderten    Nachteile.  



  Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser  Mängel und die Schaffung eines     Rohrverzweigungsstük-          kes,    das bei günstigen Strömungsverhältnissen     ein    mini  males     Umrissmass    aufweist und bei der Montage auf der  Baustelle keine wesentlichen Schwierigkeiten bereitet.  



  Die Erfindung besteht darin, dass das Verzweigungs  stück im     Verschneidungsbereich    der Rohrschenkel aus  Mantelabschnitten von Kegeln, deren Spitzen auf einer  gemeinsamen Geraden liegen, sowie aus zwei     ebenflächi-          gen    Polygonen zusammengesetzt ist, deren verlängert  gedachte Ebenen sich in der Geraden schneiden und de  ren Seiten jeweils nach einer Kegelerzeugenden verlau  fen.

   Die beiden Polygone liegen also in gemeinsamen       Tangentialebenen    aller Kegel, und es sind     somit        aus-          schliesslich    nach einer Geraden verlaufende bzw. nur in  einer Richtung gekrümmte     Verschneidungslinien    vor  handen, so     dass    die Montage wesentlich     vereinfacht        ist     und das etwaige     Spannungsfreiglühen    keine Schwierig  keiten bereitet.

   Da eine Mehrzahl     kegeliger    Mantel  abschnitte verwendet wird, ist es möglich, für     die    Strö  mung günstige Übergänge zu erreichen und starke Ein  schnürungen im Verzweigungsbereich zu vermeiden.  Darüber hinaus ergibt sich, da anstelle von Kugel  schalen nunmehr     ebenflächige        Wandteile    vorgesehen  sind,

   ein minimales     Umrissmass    des     Verzweigungsstük-          kes.    Bei unter Tag verlegten     Druckleitungen    genügt da  her für das     Einbringen    der     Verzweigungsstücke    ein ge  ringerer     Stollenausbruch.    Die für die     ebenflächigen    Poly  gone gegebenenfalls vorgesehenen Aussenversteifungen      können ohne weiteres     nachträglich    auf der Baustelle  aufgebracht werden, da wegen des Fehlens eines räum  lichen Spannungszustandes kein     Spannungsfreiglühen     mehr notwendig     ist.     



  Um     eine    zweiseitig symmetrische     Ausführung    zu  erreichen, kann die Gerade, in der sich die Polygon  ebenen schneiden bzw. auf der die Kegelspitzen ange  ordnet sind, in der durch die Achsen der Rohrschenkel       bestimmten    Ebene     liegen.    Wenn die Kegel je zweier     an-          einanderstossender    Mantelabschnitte eine gemeinsame  gedachte Kugel tangieren, können sich hinsichtlich der  Geometrie der     Verschneidungslinien    und hinsichtlich des  Kräfteverlaufes     günstige        Verhältnisse    ergeben.  



  Für die     ebenflächigen    Polygone können Aussenver  steifungen in Form je eines mit druckfestem Material  gefüllten Hohlkörpers vorgesehen sein. Diese Aussen  versteifungen können die in der ebenen Zone frei wer  denden     Kräfte    übernehmen und     in        ihrem    Umriss der       Kräfteverteilung    im     Polygonbereich    angepasst     sein,    wer  den aber     zweckmässigerweise    nicht als     gekrümmte    Scha  len, sondern als     ebenflächige    Blechkörper mit Betonfül  lung oder dgl. ausgebildet.

   Die     Aussenversteifungen    kön  nen an an sich     bekannten,    das Verzweigungsstück     um-          schliessenden        Bügeln    oder     -dgl.    und/oder an die Rohr  schenkel durchquerenden Zugstäben     verankert    sein, auf  die die     Kräfte    übertragen werden.

   Dabei     können    die  Zugstäbe bereits so weit in die Rohrschenkel verlegt  werden, dass sie auch bei     ungleichmässiger        Beaufschla-          gung    der     Auslaufrohrschenkel    keine besonderen hydrau  lischen     Rückwirkungen    mehr ergeben.  



  In der Zeichnung ist der     Erfindungsgegenstand    bei  spielsweise dargestellt, und zwar zeigen:       Fig.    1 und 2 ein     Rohrverzweigungsstück    in     Seiten-          und    Stirnansicht,       Fig.    3 das gleiche     Rohrverzweigungsstück    mit ande  rer Versteifung, und       Fig.    4 ein     Verzweigungsstück    in Form     eines    soge  nannten     Hosenrohres    in Ansicht, wobei die Aussenver  steifung der besseren Übersicht halber weggelassen ist.  



  Das zwischen den     Rohrschenkeln    1, 2, 3 liegende  Verzweigungsstück besteht gemäss den     Fig.    1 - 3 aus  Mantelabschnitten 4 - 9 von     Kegeln,    deren Spitzen     S5      SS auf     einer        gemeinsamen    Geraden G liegen, sowie aus  zwei     ebenflächigen    Polygonen 10, deren Ebenen sich in  der Geraden G schneiden. Die Seiten der Polygone 10  verlaufen demnach jeweils nach einer Kegelerzeugenden.  Die Kegel je zweier     aneinander    stossender Mantelab  schnitte tangieren eine     gemeinsame    gedachte Kugel K.

    Die Polygone 10 weisen eine Aussenversteifung in Form  je eines mit druckfestem Material     gefüllten    Hohlkörpers  11 auf. Diese     Aussenversteifungen    bzw. Hohlkörper 11  sind gemäss     Fig.    1 und 2 an das Verzweigungsstück     um-          schliessenden    Bügeln 12, 13, 14     verankert.    Die Veranke  rung     kann    aber auch an einem     Aussenring    12' und an  zwei die     Rohrschenkel    2, 3 durchquerenden Zugstäben  15 erfolgen, wie dies in     Fig.    3 dargestellt ist.  



  Die Ausführungsvariante nach     Fig.    4 unterscheidet    sich von den     Rohrverzweigungsstücken    gemäss     Fig.    1  bis 3 nur durch die symmetrische     Anordnung    der beiden  Rohrschenkel 2, 2' und     damit    auch der Mantelabschnitte  4a, 4', 5a, 5' und 7a, 7'.

   Die Bedingung, dass     die    Spitzen  der den Mantelabschnitten zugeordneten Kegel, von de  nen nur die Spitzen     S4,    und     S5,    dargestellt     sind,    auf einer  gemeinsamen Geraden G liegen, die auch die     Verschnei-          dungslinie    der Ebenen der Polygone 10 bildet, ist selbst  verständlich wieder     erfüllt,    ebenso wie die Kegel je     zweier          aneinander    stossender     Mantelabschnitte    eine gemein  same gedachte Kugel K berühren.  



  Es wäre     möglich,    an Stelle einzelner Mantelabschnit  te von Kegeln auch     Zylindermantelabschnitte        anzuord-          nen.    Diese Zylinder sind     dann    aber     sinngemäss,    als Kegel  mit im     Unendlichen    liegender Spitze zu behandeln. Die  Erfindung ist auch bei     Rohrverzweigungsstücken    mit  mehr als zwei     Auslaufrohrschenkeln    anwendbar.



      Pipe branching piece for pressure lines The invention relates to a pipe branching piece for pressure lines with pipe legs widening conically to one another.

   In known constructions, the actual branching piece lying between the cylindrical sections of the pipe legs is composed exclusively of directly intersecting shells, which form the shell of a truncated cone, these shells being arranged in such a way that they are imaginary Extension tangent to a common inscribed sphere.

    In a cut running transversely to the direction of flow and running approximately through the middle of the branching piece, there is a relatively deep constriction in the area of the intersection line, which constriction can have a hydraulically unfavorable effect, in particular if a cut running along the intersection line, sickle-shaped internal reinforcement rib is provided and,

   For example, when the line connecting to one branch pipe leg is blocked, an uneven flow distribution prevails. Here, too, higher loads occur in the intersection area. There are also known designs in which the branch piece consists entirely or partially of a spherical shell.

    Although spherical shells have advantages in terms of strength because of their curvature in two directions and the resulting arching effect, they cause considerable difficulties if, in the case of large dimensions, local stress relief annealing of certain welds is required after assembly on the construction site.

   A local stress relief annealing is not possible because of the stresses caused by the temperature along a line determined by the weld seam in shells that are curved in two directions. Branch pieces consisting of spherical shells, however, also have the disadvantage that, from the outset, they have a considerably wider outline than the cylindrical sections of the pipe legs.

   If such pipe branching pieces are to be transported to the construction site as a whole, a relatively large tunnel excavation along the entire transport route is necessary if the pressure line is laid underground, as subsequent connection of load-bearing parts to the installation site is not possible even for the reasons mentioned above . Finally, a pipe branching piece has become known in which tangential shell sections of straight circular cones are connected to the spherical shell parts, the axes of which extend through the center of the sphere.

   The remaining spherical shells condition the disadvantages already outlined.



  The aim of the invention is to avoid these deficiencies and to create a pipe branching piece which, with favorable flow conditions, has a mini males outline dimension and does not cause any significant difficulties during assembly on the construction site.



  The invention consists in that the branching piece in the intersection area of the pipe legs is composed of jacket sections of cones, the tips of which lie on a common straight line, and of two flat polygons, the extended imaginary planes of which intersect in the straight line and their sides each after a cone generating process.

   The two polygons are therefore in common tangential planes of all cones, and there are therefore only straight lines or lines that are curved in only one direction, so that assembly is significantly simplified and any stress-relieving annealing does not cause any difficulties.

   Since a plurality of conical shell sections is used, it is possible to achieve favorable transitions for the flow and to avoid strong constrictions in the branch area. In addition, there is now that flat wall parts are provided instead of spherical shells,

   a minimum outline dimension of the branching piece. In the case of pressure lines laid underground, a small tunnel excavation is sufficient for the introduction of the branch pieces. Any external reinforcements provided for the planar polygons can easily be applied subsequently on the construction site, since stress-relieving annealing is no longer necessary due to the lack of a spatial stress state.



  In order to achieve a two-sided symmetrical design, the straight line in which the polygon planes intersect or on which the cone tips are arranged can lie in the plane determined by the axes of the pipe legs. If the cones of two adjacent casing sections touch a common imaginary sphere, favorable conditions can arise with regard to the geometry of the intersection lines and with regard to the force distribution.



  For the flat polygons, Aussenver stiffeners can be provided in the form of a hollow body filled with pressure-resistant material. These external stiffeners can take over the forces that are released in the flat zone and their outline is adapted to the distribution of forces in the polygonal area, but who are not designed as curved shells, but rather as flat sheet metal bodies with concrete filling or the like.

   The external stiffeners can be on brackets or the like, known per se, surrounding the branch piece. and / or be anchored to the tube legs traversing tension rods to which the forces are transmitted.

   The tension rods can be laid so far into the pipe legs that they no longer give rise to any special hydraulic repercussions even if the outlet pipe legs are unevenly loaded.



  In the drawing, the subject matter of the invention is shown for example, namely: Fig. 1 and 2 a pipe branching piece in side and front view, Fig. 3 the same pipe branching piece with other stiffening, and Fig. 4 a branching piece in the form of a so-called Y-pipe in view, the outer reinforcement being omitted for the sake of clarity.



  The branching piece located between the pipe legs 1, 2, 3 consists according to FIGS. 1-3 of jacket sections 4-9 of cones, the tips of which S5 SS lie on a common straight line G, and of two flat polygons 10, the planes of which are in the Intersect straight line G. The sides of the polygons 10 accordingly each run after a cone generating line. The cones of two adjacent casing sections touch a common imaginary sphere K.

    The polygons 10 have an external reinforcement in the form of a hollow body 11 each filled with pressure-resistant material. These external stiffeners or hollow bodies 11 are anchored according to FIGS. The anchoring can also take place on an outer ring 12 'and on two tension rods 15 crossing the pipe legs 2, 3, as shown in FIG.



  The variant according to FIG. 4 differs from the pipe branching pieces according to FIGS. 1 to 3 only in the symmetrical arrangement of the two pipe legs 2, 2 'and thus also the jacket sections 4a, 4', 5a, 5 'and 7a, 7'.

   The condition that the tips of the cones assigned to the jacket sections, of which only the tips S4 and S5 are shown, lie on a common straight line G, which also forms the intersection of the planes of the polygons 10, is of course again fulfilled, just like the cones of two abutting shell sections touch a common imaginary sphere K.



  It would be possible to arrange cylinder jacket sections instead of individual jacket sections of cones. These cylinders are then analogously to be treated as cones with a point at infinity. The invention can also be used in pipe branching pieces with more than two outlet pipe legs.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Rohrverzweigungsstück für Druckleitungen, mit sich zueinander kegelig erweiternden Rohrschenkeln, da durch gekennzeichnet, dass das Verzweigungsstück im Verschneidungsbereich der Rohrschenkel (1, 2, 3 bzw. PATENT CLAIM Pipe branching piece for pressure lines, with pipe legs widening conically to one another, as characterized in that the branching piece in the intersection area of the pipe legs (1, 2, 3 or 1, 2, 2') aus Mantelabschnitten (4-9 bzw. 4a, 4', 5a, 5', 7a, T) von Kegeln, deren Spitzen (S5, S6, S7, S8 bzw. S4" S5,) auf einer gemeinsamen Geraden (G) liegen, sowie aus zwei ebenflächigen Polygonen (10) zusammengesetzt ist, deren verlängert gedachte Ebenen sich in 'der Geraden schneiden und deren Seiten jeweils nach einer Kegeler zeugenden verlaufen. 1, 2, 2 ') from jacket sections (4-9 or 4a, 4', 5a, 5 ', 7a, T) of cones, the tips of which (S5, S6, S7, S8 or S4 "S5,) a common straight line (G), and is composed of two flat polygons (10), whose imaginary extended planes intersect in the straight line and whose sides each run along a cone generating line. UNTERANSPRÜCHE 1. Rohrverzweigungsstück nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gerade (G) in der durch die Achsen der Rohrschenkel bestimmten Ebene liegt. 2. Rohrverzweigungsstück nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegel je zweier anein- ander stossender Mantelabschnitte (4, 5; 5, 6; 6, 7; SUBClaims 1. Pipe branching piece according to claim, characterized in that the straight line (G) lies in the plane determined by the axes of the pipe legs. 2. Pipe branching piece according to the patent claim, characterized in that the cones in each case of two mutually abutting jacket sections (4, 5; 5, 6; 6, 7; ..... ) eine gemeinsame gedachte Kugel (K) tangieren. 3. Rohrverzweigungsstück nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die ebenflächigen Polygone (10) Aussenversteifungen (11) in Form je eines mit druckfestem Material gefüllten Hohlkörpers vorgese hen sind. .....) touch a common imaginary sphere (K). 3. Pipe branching piece according to claim, characterized in that for the flat polygons (10) outer stiffeners (11) in the form of a hollow body filled with pressure-resistant material are provided. 4. Rohrverzweigungsstück nach dem Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenversteifungen (11) an das Verzweigungsstück um- schliessenden Bügeln (12, 13, 14; 12') verankert sind. 5. Rohrverzweigungsstück nach dem Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenversteifungen (11) an die Rohrschenkel durch querenden Zugstäben (15) verankert sind. 4. Pipe branching piece according to claim and dependent claim 3, characterized in that the outer stiffeners (11) are anchored to brackets (12, 13, 14; 12 ') surrounding the branching piece. 5. Pipe branching piece according to claim and dependent claim 3, characterized in that the outer stiffeners (11) are anchored to the pipe legs by transverse tie rods (15).
CH99466A 1965-03-08 1966-01-21 Pipe branching piece for pressure lines CH430350A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971307A (en) * 1985-05-31 1990-11-20 Den Norske Stats Oljeselskap A.S. Device for joining of pipelines

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971307A (en) * 1985-05-31 1990-11-20 Den Norske Stats Oljeselskap A.S. Device for joining of pipelines

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AT259957B (en) 1968-02-12

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