Isolierverbindung für Rohrleitungen Gegenstand der Erfindung ist eine elektrisch iso lierte Verbindung zum Verbinden zweier Rohrstutzen miteinander. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Verbindung, die sich aus wenigen einfachen und leicht zu bearbeitenden, insbesondere gewindelosen Teilen einbaufertig als im Gebrauch starres Teil herstellen lässt, die jedoch für den Fall betrieb:
icher überbean- spruchungen durch Zug und Druck in Längsrichtung oder durch Biegungskräfte in Querrichtung eine ge wisse Elastizität entwickelt und somit unter allen Be dingungen eine zuverlässige Abdichtung sowie einen hohen Ohmschen Widerstand der Trennstelle gewähr leistet und es ermöglicht, dass der Einbau der vorgefer tigten Verbindung am Montageort in üblicher Weise durch Anschliessen an die beiderseitigen Leitungsen den, z. B. durch Anschweissen, mittels Flanschverbin- dung o. dgl. erfolgen kann.
Die bisher auf dem Markt befindlichen isolierenden Rohrverbindungen erfüllen diese Forderungen nur teil weise oder mangelhaft. So hat man z. B. Kupplungen hergestellt, bei denen zwei von je einem der zu verbin denden Rohrteile getragene Bunde durch zwischenge klemmte Ringteile voneinander elektrisch isoliert sind. Dabei ist der eine dieser Bundteile mit dem ihn tragen den Rohrteil durch ein Gewinde verschraubt, was be sonders bei grösseren Nennweiten infolge der dabei erforderlichen grossen Gewinde zu recht aufwendigen Konstruktionen führte.
Um diesen Mängeln abzuhelfen, wird bei Isolier Rohrverbindungen mit Rohrstutzen, die an ihren ein ander überragenden Enden Bunde tragen, die durch zwischengeklemmte Ringteile voneinander elektrisch isoliert sind, erfindungsgemäss die Anordnung so ge troffen, dass die Bunde mit den sie tragenden Rohrstut zen ein einheitliches Stück bilden und zwischen sich eine von der äusseren bzw.
inneren Mantelfläche der ineinandergesteckten Rohrstutzen begrenzte Ringkam mer bilden, in welcher mindestens ein Dichtungsele ment liegt, das in Achsrichtung zwischen den genann ten Bunden zusammengepresst ist und die Rohrstutzen in dieser Lage durch eine Schweissung gegeneinander gesichert sind.
Eine solche Verbindung erfordert keine Gewinde teile, die besonders bei grösseren Nennweiten die Her- stellungs- und Materialkosten so stark belasteten.
Auf diese Weise ist es durch Einlagerung elasti scher, gespannter Dichtungsringe in der Dichtungskam mer der Verbindung möglich, einen wesentlichen Vor teil gegenüber bekannten, nur mit Kunstharz ausgegos senen Kupplungen zu erzielen, ohne dass selbst bei hohen Zug-, Druck-, Wechsel- und Schwellbelastungen sowie bei Biegebeanspruchungen Undichtigkeiten oder Beschädigungen auftreten können.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand schematischer Halbschnittzeichnungen durch solche gewindelose Isolier-Rohrverbindungen oder -kupplungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Isolierrohrverbindung mit Rundgummi dichtungen in der Ringkammer, Fig. 2 eine weitere Ausführungsform mit elastischen Profildichtungsringen ohne wesentliche Lufteinschlüsse,
Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Ausführungsform mit innerer isolierender Ausschleuderung oder Aus- spachtelung, Fig. 4 ein entsprechendes Schnittbild einer anderen Ausführungsform mit einem innen dachförmig leicht erhöhten Distanzring aus -Hartgewebe und mit Kunst harz ausgefüllter Dichtungskammer und Fig.5 eine besonders bewährte weitere Ausfüh rungsform einer solchen mit innerem Distanzring aus gestatteten Rohrkupplung,
bei der die Dichtungskam mer jedoch mit eng zusammengespannten Dichtungs ringen gefüllt ist.
Fig. 6 eine der vorigen ähnliche, aber gegen über lastung durch Zugbeanspruchung im Gebrauch gesi cherte Ausführungsform vor dem endgültigen Zusam menspannen und Anschweissen des äusseren Muffen teils.
Die Rohrverbindung nach Fig. 1 mit den zu ver bindenden metallischen Rohrstutzen 1 und 2 ist auf der einen Seite mit einem z. B. angeschweissten erwei terten Muffenteil 3 versehen, in den der gegenüberlie gende Rohrstutzen hineinragt. Beide Teile tragen an ihren Enden je einen nach verschiedenen Seiten gerich teten Bund 4 und 5. Diese durch aufgesetzte Bund büchsen 6 und 7 isolierten Bunde begrenzen die von den einander gegenüberliegenden Mantelflächen der ineinandergesteckten Rohrstutzen gebildete Kammer nach beiden axialen Richtungen.
In der Kammer liegen eine Anzahl Rundgummidichtungen 8, die unter star kem Axialdruck von Seiten der beiderseitigen Endbunde 4 und 5 stehen. Zur Aufrechterhaltung der Spannung ist ein ursprünglich loser Sicherungsring 9 unter Zwi- schenlegung einer isolierenden Ringscheibe 10 auf die Aussenfläche des Rohres 2 bei 9' aufgeschweisst. Die Bundbüchsen 6 und 7, sowie die Isolierscheibe 10 be stehen aus elektrisch isolierendem Werkstoff, z. B. Kunststoffplatten mit Gewebeeinlagen.
Der an der lin ken (auf der Zeichnung nicht näher dargestellten) An- schweissstelle des Muffenteils 3 im Innern entstandene Sack 31 ist zur Herstellung einer glatten wirbelfreien Innenwand mit einem Kunstharz ausgefüllt, das mechanisch ausreichend fest, chemisch beständig und elektrisch nicht leitend ist, so dass auch an dieser Stelle für ausreichende Ohmzahl des Widerstandes der Rohr verbindung gesorgt ist, falls das in der Leitung geführte Medium etwas leitend sein sollte.
Die Fertigung des beschriebenen einbaufertigen Verbindungsstücks, welches z. B. in Nennweiten von 20 bis 600 mm hergestellt werden kann, erfolgt in der Weise, dass der Rohrstutzen 2 mit seinem Bund 4 und der zunächst noch lose Muffenteil 3 mit seinem Bund 5 unter Aufsetzen der Bundbüchsen 6 und 7 und Zwi schenlegen der Rundgummidichtungen 8 zusammenge steckt werden. Dann wird der Muffenteil 3 an seinem Halsende mit dem Rohrstutzen 1 verschweisst.
Nun erfolgt das Spannen der Verbindung in An passung an den vorgesehenen Betriebsdruck, indem die beiden Rohrstutzen 1 und 2 mittels Greiferkrallen o. dergl. auseinandergezogen, bis der gewünschte Druck, bzw. die gewünschte Spannung erreicht ist. Dabei werden die in der Kammer liegenden Dichtungs ringe 8 durch die während des Spannens einander ge näherten Bunde 4 und 5 entsprechend zusammenge drückt.
Bei Erreichen der Spannungsgrenze wird nun unter Zwischenlegen des Isolierringes 10 der bis dahin lose Metallring 9 auf den Aussenmantel des Rohrstutzens 2 bei 9' aufgeschweisst. Nun kann die Spannvorrichtung abgenommen werden, ohne dass die Kupplungsteile ihre vorgespannte Stellung ändern. Wenn das aber in gewissen Fällen mit Rücksicht auf etwaige beim Schweissvorgang erfolgende Gefügeveränderungen im Material des Druckrohres oder mit Rücksicht auf etwaige Hitzeempfindlichkeit der nahe an einer solchen Schweissstelle liegenden Dichtungen untunlich erscheint, so kann stattdessen die Schweissung an der Wurzel des den äusseren Bund tragenden Rohrstutzens angebracht werden.
Eine Gefügegefährdung, wie beim Schweissen auf dem Innenrohrstutzen selbst, ist beim Anlegen der Schweissnaht auf dem weiter aussen liegenden Rohr stutzen nicht mehr zu fürchten; ebensowenig eine Schä digung der Dichtung, die von der Wurzel dieses Rohr stutzens ausreichend weit entfernt ist. Schliesslich wird der auf der gegenüberliegenden Seite beim Spannen entstandene Sack 31 mit Kunstharz ausgegossen. Die ses Ausgiessen an schlecht zugänglicher Stelle ist aber umständlich und in Folge des zuweilen nicht unbe trächtlichen Bedarfs an Gussmasse verhältnismässig kostspielig. Ausserdem versprödet eine solche in dicker Lage angebrachte Gussmasse leichter und u. U. unter Rissbildung.
Im Gegensatz dazu entsteht bei dem erst nach dem Zusammenpressen erfolgenden Anschweis- sen des äusseren Rohrstutzens kein solcher innerer Hohlraum.
Bei der weiteren Ausführungsform nach Fig. 2 ist von den Rohrstutzen 11 und 12 der zuerst genannte an seinem Ende bei 11' verdickt, z. B. durch Aufschweis- sen eines entsprechenden Ringes, durch den in radialer Richtung Platz für die Anbringung der Dichtungskam mer geschaffen wird. Der auf dieser Verdickung lie gende Rohrstutzen 13 wird erst nach dem Spannen aufgeschweisst, ist aber zunächst noch lose. In ihn ragt, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, der gegen überliegende Rohrstutzen 12 hinein. Beide Teile tragen wiederum an ihren Enden je einen nach verschiedenen Seiten gerichteten Bund 14 bzw. 15. Diese Bunde kön nen z.
B. an die Enden der Rohrstutzen 12 bzw. 13 angeschweisst sein, bilden jedenfalls mit ihnen jeweils ein einheitliches Stück. Die durch aufgesetzte Kragen oder Bundbüchsen 16 und 17 isolierten Bunde 14 und 15 begrenzen die von den einander gegenüberliegenden Mantelflächen der ineinandergesteckten Rohrstutzen gebildete Kammer nach beiden axialen Richtungen. In der Kammer liegen eine Anzahl Dichtungsringe 18 rechteckigen Querschnitts in dichter Packung, z.
B. aus Gummi oder dem ob--n erwähnten Bunavulkanisat. Die Aussenenden der b: iden Bunde sind gleichfalls durch Isoliereinlagen 20 und 30 abgedeckt.
Der an seinem linken Ende zunächst noch freie Rohrstutzen 13 wird nach Einlegen der genannten Dichtungs- und Isolierteile von rechts nach links auf den Rohrstutzen 12 und dann auf den verdickten Rohrstutzen 11' aufgeschoben und nun, statt der für das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Verdich tung durch Zug, nunmehr durch Anwendung eines ent sprechenden Pressdruckes unter Verdichten der Pak- kung in der Kammer bis auf den erforderlichen Wert gespannt.
In der erreichten Endstellung wird nun am linken Ende des Muffenteils die Schweissung 19 zwi schen ihm und dem verdickten Rohrstutzen 11' ange bracht und dadurch die Spannung gesichert. Schliess- lich wird das der Schweissstelle gegenüberliegende freie Ende des Rohrstutzen 13 durch eine Vergussmasse 21 aus Laminierharz (Epoxydharz) abgedeckt und die in nere, zur Herstellung einer glatten Oberfläche beider seits leicht ausgedrehte Stossstelle durch eine gleichar tige Masse 22 verkleidet.
Anstelle einer solchen, in einer inneren Ausdre- hung beiderseits der Stossstelle angebrachten Ausklei dung erfolgt bei den weiteren Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 5 die Innenisolierung der Rohrverbin dung etwas anders und, ebenso wie die Ausgestaltung der Kammerfüllung, fertigungsmässig besonders vor teilhaft.
Die in Fig.3 dargestellte Isolierverbindung, die gleichfalls eine biegesteife elektrische Trennstelle zu einwandfreien elektrischen Unterbrechungen von, unter kathodischem Schutz stehenden metallischen Rohrlei tungen darstellt und das Fliessen von Streuströmen aus elektromechanischen Vorgängen und aus induktiver Beeinflussung durch Hochspannungsanlagen verhin dern soll, besitzt die beiden Rohrstutzen 41, 42, von denen der zuerst genannte an seinem Ende verdickt ist, um in radialer Richtung Platz für die Anbringung der Dichtungskammer zu schaffen, die zwischen den bei den Bunden 44 und 45 gebildet ist.
Auch hier wird der diese Dichtungskammer nach aussen abschliessende Rohrstutzen 43 erst nach dem Spannen auf das ver dickte Ende des Rohrstutzens 41 aufgeschweisst, ist aber zunächst noch lose.
Die mit den eng und möglichst ohne Luftein schlüsse gepackten Dichtungsringen 48 gefüllte Dich tungskammer zwischen den Rohrbunden 44 und 45 ist an ihren beiden Enden durch bundfreie Isolierbüchsen 46 und 47 abgeschlossen. Die Büchsen bestehen aus einem Hartgewebe, z. B. Baumwollfeingewebe, welches mit Phenolharz getränkt ist. Die zwischen ihnen liegen den Dichtungen 48 quadratischen Querschnitts sind vorzugsweise aus einem nussfreien oder nussarmen Kunstkautschuk auf Neoprenebasis hergestellt, können jedoch auch aus anderen, elektrisch nicht leitenden Gummi- oder Kunststoffarten bestehen, wobei beson derer Wert auf Alterungsbeständigkeit zu legen ist.
Die Russfreiheit dieser Teile ist darum wichtig, weil durch den Kohlenstoff keine Halbleiterfunktion entstehen soll. Die ausserhalb der beiden Isolierbüchsen beim Spannen zunächst verbliebenen Hohlräume werden durch Epoxydharzfüllungen 53, 54 ausgegossen. Zwi schen die Stirnflächen der beiderseitigen Rohrteile wird ein Füllstück 50 aus Phenolharz-getränktem Hartge webe gesetzt und nach fertigem Spannen die Schweiss- stelle 49 angebracht.
Die so im wesentlichen fertiggestellte Verbindung wird nun an der ohne Ausdrehung glatt durchgehenden Rohrinnenwand mit einer die beiden Hauptrohrstutzen überdeckenden Auskleidung aus einer Kunstharzmasse 52 - vorzugsweise Epoxydharz - bedeckt, die durch Spachtelung oder Ausschleuderung aufgebracht werden kann. Ferner wird noch eine äussere Versiegelung 51 zwischen dem einen Hauptrohrstutzen und dem über geschobenen Rohr angebracht und zwar ebenfalls als Epoxydharz hoher dielektrischer Durchschlagfestigkeit.
Die angegossene Harzdichtung härtet dann nach einer gewissen Zeit elastisch aus.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 enthält ebenfalls über dem verdickten Ende 61 des einen Rohrstutzens den später festgeschweissten Rohrstutzen 63. Über dem Ende des gegenüberliegenden anderen Rohrstut zens 62 wird wiederum durch die Bunde 64 und 65 eine Dichtungskammer gebildet, die in diesem Falle aber mit einer Kunstharzfüllung 68 ausgegossen ist, wobei zu beachten ist, dass das Spannen nach dem Einfüllen des flüssigen Harzes erfolgt, während dieses noch nicht erhärtet ist.
Denn nach dem Aushärten ist es nicht mehr komprimierbar. Die Kammer wird bei derseits durch isolierende Bundbüchsen aus Phenol harz-getränktem Hartgewebe 73, 74 abgeschlossen, an deren nach beiden Seiten ragenden zylindrischen Tei len paarweise angebrachte O-Ringdichtungen 66 und 67 für die Abdichtung sorgen.
Zwischen den beiden Stirnseiten der Hauptrohr stutzen 61 und 62 liegt ein Distanzring 60 aus Hartge webe, der eine nach innen weisende dachförmige Kon tur besitzt und auf diese Weise an der Stossstelle eine geringe Querschnittverengung herbeiführt, durch die eine Selbstreinigung von etwaigen stromleitenden Abla gerungen durch die an dieser Stelle eintretende Ge schwindigkeitserhöhung des durchströmenden Mediums stattfindet. Hierdurch ist eine einwandfreie elektrische Trennung auch auf der Innenfläche der Verbindung gegeben. Nach dem Spannen wird auch bei dieser Ver bindung dann die endgültige Schweissung 69 angelegt, durch welche die Spannung aufrechterhalten wird.
Am gegenüberliegenden Aussenende der Verbindung wird auch hier wiederum ein Kunstharz-Vergussring 71 an gebracht, der einen sicheren Abschluss herstellt und im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer schwalben- schwanzförmigen Ausstülpung in eine entsprechende Ausnehmung des anschliessenden Muffenteils greift und sich dort verankert. Dadurch wird verhindert, dass sich der Abschlussring 71 von der Aussenmuffe 63 löst oder lockert.
Die Fig.5 schliesslich zeigt eine fertigungsmässig besonders wirtschaftliche und gebrauchsmässig beson ders bewährte Ausführungsform der Isolier-Rohrver- bindung, bei der zwischen den beiden Rohrstutzen 81 und 82 wieder der Distanzring 80 aus Hartgewebe mit dachförmigem nach innen weisendem Profil sitzt, wäh rend die zwischen den Bunden 84 und 85 gebildete Dichtungs- und Isolierkammer mit quadratisch profi lierten Dichtungen 88 aus nussfreiem Kunstkautschuk (Neoprene)
oder sonstigen Gummi- oder Kunststoffar ten grosser Alterungsbeständigkeit und elektrischer Durchschlagfestigkeit gefüllt ist. An ihren Enden ist die Kammer durch Bundbuchsen 86, 87 abgeschlossen, die aus dem gleichen mit Phenolharz-getränktem Baum- wollfeingewebe (Hartgewebe) bestehen können wie der Distanz- oder Isolierring 80.
Wie bei den andern Aus führungsformen dient zur Fixierung der Konstruktion im zusammengepressten Zustand ein übergeschobener Rohrstutzen 83, welcher den Kompressionszustand der Dichtungen aufrechterhält, nachdem er mit dem Rohr stutzen 81 durch eine Schweissnaht 89 während der Pressung im Ruhezustand verschweisst worden ist. Die Kompression wird auch hier maschinell auf einer Presse erzeugt. Auch diese Rohrverbindung trägt als äussere Versiegelung zwischen dem Hauptrohrstutzen 82 und dem übergeschobenen Rohrstutzen 83 einen ange gossenen Abschlussring 91 hoher elektrischer Durch schlagsfestigkeit, der nach einer gewissen Zeit elastisch aushärtet.
Dieser Ring ist auch wieder mit einem schwalbenschwanzförmigen Ansatz 92 in einer entspre chenden Auskehlung des Rohrstutzens 83 verankert. Nun tritt bekanntlich beim Gebrauch solcher Rohrver bindungen praktisch keine oder nur ganz selten eine erneute Druckbeanspruchung der Verbindungsstelle und ihrer Dichtungselemente auf. Dagegen entstehen beim Gebrauch zuweilen erhebliche Zubeanspruchun- gen, z.
B. (bei rechts und links geschlossenen Leitun gen) durch erhöhten Innendruck, oder (bei rechts und links offenen Leitungen) durch Abkühlung und Zusam menziehung der Leitungen, was sich bei einer Zugbe anspruchung der Isolier-Rohrverbindung auswirkt. Bei den bisher geschilderten Ausführungsformen mit den elastischen Dichtungsringen wirkt eine solche Zugbean spruchung über die beiden Bunde der Rohrstutzen auf diese Dichtungsringe ein, die dadurch unter Umstän den sehr stark zusätzlich zu der schon erhaltenen Vor spannung weiter zusammengequetscht werden. Das könnte sogar zu einem Sprengen der Dichtungskammer führen.
Ferner könnte dabei dann auch neben dem mittleren dachförmig profilierten Distanzring ein uner wünschter Spalt entstehen.
Um dies zu vermeiden, ist die Ausführungsart nach Fig. 6 noch zusätzlich gegen unter Umständen schädli che Zugbeanspruchung im Gebrauch gesichert. Die Figur zeigt diese Rohrverbindung während des Zusam- menbaus vor dem letzten Zusammenspannen und Fest- schweissen. In diesem Zustand, bei dem also die erst später angesetzte und deshalb gestrichelt gezeichnete Schweissnaht 109 noch fehlt,
haben die beim Verspan nen gegeneinandergedrückten Rohrstutzen noch nicht ihre Endstellung erreicht. Der Hohlraum<B>110'</B> im In nern und der gestrichelt gezeichnete Abstand 110 an der Wurzel des äusseren Rohrstutzens<B>103</B> verschwin den beim Zusammenspannen.
Zwischen dem Hauptrohrstutzen 101 und dem ge genüberliegenden Rohrstutzen 102 sitzt wiederum der Distanzring 100 aus kunstharzgetränktem Hartgewebe mit dachförmig nach innen gerichtetem Profil. Der an seinem Ende besonders dick gehaltene Rohrteil 101 wird nach dem axialen Zusammendrücken der Teile bei 109 mit dem äusseren Rohrstutzen 103 ver- schweisst, der an seinem äusseren Ende den einen Bund 105 trägt. Der andere Bund 104 sitzt am inneren Rohrstutzen 102.
Zwischen diesen Bunden liegt die Dichtungskammer mit den elastischen Dichtungsringen 108, die an den beiden Kammerenden durch gleichfalls aus isolierendem, Kunstharz-getränktem weitgehend druckfesten Hartgewebe bestehende Bundbüchsen 106 und 107 abgeschlossen sind.
Um nun die fertiggestellte Rohrverbindung gegen die erwähnten schädlichen Zugbeanspruchungen zu sichern, weist der innenliegende Rohrstutzen 102 aus- ser seinem Bund 104 noch eine zweite radial nach in nen zurückspringende Bundkante 104' auf, und die ihr gegenüberliegende Bundbüchse <B>107</B> trägt dort eine entsprechend radial nach innen vorspringende Erweite rung 107', die in zusamm;
ngespanntem und ver- schweisstem Zustand der Isolierkupplung zwischen der genannten zurückspringenden Bundkante 104' des in neren Rohrstutzens und dem nach innen gerichteten Bund 105 des äusseren Rohrstutzens zu liegen kommt und axiale Zugbeanspruchungen aufnimmt.
Da die Isolierbüchse 107 aus kunstharzgetränktem Textilgewebe besteht, also praktisch nicht zusammen drückbar ist, so überträgt der genannte erweiterte Iso- lierbüchsenbund 107' die gesamte Zugbeanspruchung als Druckkraft auf die Bunde der Rohrstutzen, ohne dass dabei eine zusätzliche Beanspruchung der vorge spannten Dichtungsringe in die Kammer erfolgt. Diese können also nicht in schädlichem Masse gequetscht werden. Durch die so bewirkte Vermeidung einer wei teren Verkürzung der Isolierkammer und ihrer elasti schen Dichtungsringe wird auch die oben erwähnte Spaltbildung am Distanzring bei solchen Zugbeanspru chungen ausgeschlossen.
Insulating connection for pipelines The invention relates to an electrically insulated connection for connecting two pipe sockets to one another. The aim of the invention is to create a connection that can be made from a few simple and easy-to-process, in particular threadless parts ready for installation as a part that is rigid in use, but which operated in the event:
A certain degree of elasticity develops due to overstressing due to tension and pressure in the longitudinal direction or bending forces in the transverse direction, thus guaranteeing a reliable seal and high ohmic resistance of the separation point under all conditions and allowing the prefabricated connection to be installed on the Installation site in the usual way by connecting to the lines on both sides, z. B. by welding, by means of a flange connection or the like. Can be done.
The insulating pipe connections previously on the market only partially or inadequately meet these requirements. So one has z. B. couplings are produced in which two collars carried by one of the pipe parts to be connec denden are electrically isolated from each other by interposed ring parts. The one of these collar parts with which it carries the pipe part is screwed through a thread, which led to rather complex constructions, especially in the case of larger nominal widths due to the large thread required.
In order to remedy these shortcomings, according to the invention, the arrangement is met in such a way that the collars with the pipe sockets carrying them are a unitary piece in the case of insulating pipe connections with pipe sockets, which carry collars at their ends protruding from one another and which are electrically isolated from one another by clamped ring parts and between them one of the outer resp.
inner circumferential surface of the nested pipe socket form limited ring chamber in which at least one sealing element is located, which is compressed in the axial direction between the mentioned collars and the pipe sockets are secured against each other in this position by a weld.
Such a connection does not require any threaded parts, which put such a heavy burden on the production and material costs, especially with larger nominal sizes.
In this way, it is possible by embedding elastic shear, tensioned sealing rings in the Dichtungskam mer of the connection to achieve a substantial part before known, only with synthetic resin encapsulated couplings without even at high tension, compression, change and Swell loads as well as leaks or damage in the event of bending loads.
Some exemplary embodiments of the invention are described with reference to schematic half-sectional drawings through such threadless insulating pipe connections or couplings. 1 shows an insulating pipe connection with round rubber seals in the annular chamber, FIG. 2 shows a further embodiment with elastic profile sealing rings without significant air inclusions,
FIG. 3 shows an embodiment similar to FIG. 2 with an internal, insulating centrifugal coating or filler, FIG. 4 shows a corresponding sectional view of another embodiment with a slightly raised spacer ring made of hard fabric and a sealing chamber filled with synthetic resin, and FIG proven further embodiment of such a pipe coupling with an inner spacer ring,
in which the Dichtungskam mer is filled with tightly clamped sealing rings.
Fig. 6 is a similar to the previous, but against over load by tensile stress in use secured embodiment before the final together menspannen and welding of the outer sleeves part.
The pipe connection according to FIG. 1 with the metallic pipe socket 1 and 2 to be binding ver is on one side with a z. B. welded extended socket part 3 is provided, into which the opposite pipe socket protrudes. Both parts wear at their ends depending on different sides directed collar 4 and 5. These collars 6 and 7 insulated by attached collar limit the chamber formed by the opposing outer surfaces of the nested pipe socket in both axial directions.
In the chamber there are a number of round rubber seals 8 which are under strong axial pressure from the end collars 4 and 5 on both sides. To maintain the tension, an originally loose locking ring 9 is welded onto the outer surface of the pipe 2 at 9 'with an insulating ring washer 10 in between. The collar sleeves 6 and 7, and the insulating washer 10 be made of electrically insulating material, for. B. Plastic panels with fabric inserts.
The sack 31 created at the left (not shown in detail in the drawing) weld point of the socket part 3 inside is filled with a synthetic resin to produce a smooth, vertebrate-free inner wall, which is mechanically sufficiently strong, chemically resistant and electrically non-conductive, so that also at this point there is a sufficient ohm number of the resistance of the pipe connection, if the medium carried in the line should be somewhat conductive.
The manufacture of the described ready-to-install connector, which z. B. can be made in nominal widths of 20 to 600 mm, takes place in such a way that the pipe socket 2 with its collar 4 and the initially still loose socket part 3 with its collar 5, placing the collar sleeves 6 and 7 and interposing the round rubber seals 8 be put together. Then the socket part 3 is welded to the pipe socket 1 at its neck end.
The connection is now tensioned to match the intended operating pressure by pulling the two pipe sockets 1 and 2 apart using gripper claws or the like until the desired pressure or tension is reached. In this case, the sealing rings 8 lying in the chamber are pressed together by the collars 4 and 5 which are approached each other during tensioning.
When the voltage limit is reached, the previously loose metal ring 9 is now welded onto the outer jacket of the pipe socket 2 at 9 'with the interposition of the insulating ring 10. Now the tensioning device can be removed without the coupling parts changing their pre-tensioned position. However, if this appears impractical in certain cases with regard to any structural changes in the material of the pressure pipe that occur during the welding process or with regard to any heat sensitivity of the seals located close to such a weld point, the weld can instead be made at the root of the pipe socket carrying the outer collar will.
A structural hazard, such as when welding on the inner pipe socket itself, is no longer to be feared when creating the weld seam on the pipe socket located further outside; just as little damage to the seal, which is sufficiently far removed from the root of this pipe socket. Finally, the sack 31 created on the opposite side during tensioning is filled with synthetic resin. This pouring out at a poorly accessible location is, however, cumbersome and relatively expensive as a result of the sometimes not inconsiderable need for casting compound. In addition, such a casting compound applied in a thick layer embrittles more easily and u. U. crack formation.
In contrast to this, when the outer pipe socket is only welded after it has been pressed together, no such inner cavity arises.
In the further embodiment according to FIG. 2, of the pipe sockets 11 and 12, the first-mentioned one is thickened at its end at 11 ', e.g. B. by welding on a corresponding ring, which creates space in the radial direction for attaching the sealing chamber. The pipe socket 13 lying on this thickening is only welded on after the tensioning, but is initially still loose. As in the first embodiment, the opposite pipe socket 12 protrudes into it. Both parts in turn carry at their ends a collar 14 or 15 directed towards different sides. This collar can, for.
B. be welded to the ends of the pipe socket 12 and 13, in any case, each form a unitary piece with them. The collars 14 and 15, which are insulated by attached collars or collars 16 and 17, delimit the chamber formed by the opposing lateral surfaces of the nested pipe sockets in both axial directions. In the chamber are a number of sealing rings 18 of rectangular cross-section in close packing, e.g.
B. made of rubber or the aforementioned bunavulcanizate. The outer ends of the b: iden bundles are also covered by insulating inserts 20 and 30.
The pipe socket 13 which is still free at its left end is pushed from right to left onto the pipe socket 12 and then onto the thickened pipe socket 11 'after inserting the said sealing and insulating parts and now, instead of the compression described for the first embodiment, by train , now stretched to the required value by applying a corresponding pressure while compressing the pack in the chamber.
In the end position reached, the weld 19 between it and the thickened pipe socket 11 'is now at the left end of the socket part and thereby secured the tension. Finally, the free end of the pipe socket 13 opposite the welding point is covered by a potting compound 21 made of lamination resin (epoxy resin) and the inner joint, which is slightly twisted on both sides to produce a smooth surface, is covered by a similar compound 22.
Instead of such a lining attached in an inner recess on both sides of the joint, in the further embodiments according to FIGS. 3 to 5 the inner insulation of the pipe connection is somewhat different and, like the design of the chamber filling, particularly advantageous in terms of production.
The insulating connection shown in Fig. 3, which is also a rigid electrical separation point for faultless electrical interruptions in metallic pipelines under cathodic protection and is intended to prevent the flow of stray currents from electromechanical processes and from inductive influence from high-voltage systems, has the two pipe sockets 41, 42, of which the first mentioned is thickened at its end in order to create space in the radial direction for the attachment of the sealing chamber which is formed between the collars 44 and 45.
Here too, the pipe socket 43 which closes off this sealing chamber to the outside is only welded onto the ver thick end of the pipe socket 41 after clamping, but is initially still loose.
With the sealing rings 48, which are packed tightly and as far as possible without Luftein inclusions, you chamber between the tube coils 44 and 45 is closed at both ends by insulating sleeves 46 and 47 without any collar. The sleeves are made of a hard fabric, e.g. B. Fine cotton fabric, which is impregnated with phenolic resin. The seals 48 of square cross-section between them are preferably made of a nut-free or low-nut synthetic rubber based on neoprene, but can also consist of other, electrically non-conductive types of rubber or plastic, with particular emphasis on aging resistance.
The fact that these parts are free of soot is important because the carbon should not create a semiconductor function. The cavities that initially remained outside the two insulating sleeves during tensioning are filled with epoxy resin fillings 53, 54. A filler piece 50 made of hard tissue soaked in phenolic resin is placed between the end faces of the tubular parts on both sides and the welding point 49 is attached after the clamping is complete.
The connection thus essentially completed is now covered on the pipe inner wall, which goes smoothly without turning, with a lining made of a synthetic resin compound 52 - preferably epoxy resin - which covers the two main pipe sockets and which can be applied by filling or centrifuging. Furthermore, an outer seal 51 is applied between the one main pipe socket and the pipe pushed over, also as an epoxy resin of high dielectric strength.
The cast resin seal then hardens elastically after a certain time.
The embodiment according to FIG. 4 also contains the later welded pipe socket 63 above the thickened end 61 of one pipe socket. Above the end of the opposite other Rohrstut zens 62 is in turn formed by the collars 64 and 65, a sealing chamber, but in this case with a Synthetic resin filling 68 is poured out, whereby it should be noted that the tensioning takes place after the filling of the liquid resin, while this has not yet hardened.
Because after hardening it is no longer compressible. The chamber is closed on the other hand by insulating collar sleeves made of phenolic resin-impregnated hard fabric 73, 74, on whose cylindrical Tei len protruding on both sides, paired O-ring seals 66 and 67 ensure the seal.
Between the two end faces of the main pipe liner 61 and 62 is a spacer ring 60 made of hard tissue, which has an inwardly facing roof-shaped contour and in this way brings about a small cross-sectional constriction at the joint, through which a self-cleaning of any current-conducting waste through the wrestled Occurring at this point Ge speed increase of the flowing medium takes place. This also ensures perfect electrical separation on the inner surface of the connection. After the tensioning, the final weld 69 is then also applied in this connection, through which the tension is maintained.
At the opposite outer end of the connection, a synthetic resin potting ring 71 is again attached, which creates a secure seal and, in the exemplary embodiment shown, engages with a dovetail-shaped protuberance in a corresponding recess of the adjoining socket part and anchors itself there. This prevents the closing ring 71 from becoming detached or loosened from the outer sleeve 63.
Finally, FIG. 5 shows an embodiment of the insulating pipe connection which is particularly economical in terms of production and which has proven itself in use, in which the spacer ring 80 made of hard fabric with a roof-shaped, inward-facing profile sits between the two pipe sockets 81 and 82, while the between Sealing and insulating chamber formed by collars 84 and 85 with square profiled seals 88 made of nut-free synthetic rubber (neoprene)
or other rubber or plastic types of great aging resistance and dielectric strength is filled. The chamber is closed off at its ends by collar bushings 86, 87, which can consist of the same fine cotton fabric (hard fabric) impregnated with phenolic resin as the spacer or insulating ring 80.
As with the other embodiments, a pipe socket 83 is pushed over to fix the structure in the compressed state and maintains the compression state of the seals after it has been welded to the pipe socket 81 by a weld 89 during the pressing at rest. Here, too, the compression is generated mechanically on a press. This pipe connection, too, has an outer seal between the main pipe socket 82 and the pushed-over pipe socket 83 with a cast sealing ring 91 of high dielectric strength, which hardens elastically after a certain time.
This ring is anchored again with a dovetail-shaped projection 92 in a corresponding groove of the pipe socket 83. It is now known that when using such Rohrver connections there is practically no or only very seldom a renewed compressive stress on the connection point and its sealing elements. On the other hand, considerable additional stresses arise during use, e.g.
B. (with lines closed on the right and left) by increased internal pressure, or (with lines open on the right and left) by cooling down and pulling together the lines, which affects the insulating pipe connection in the event of a tensile stress. In the previously described embodiments with the elastic sealing rings, such a tensile stress acts on the two collars of the pipe socket on these sealing rings, which under certain circumstances are squeezed together very strongly in addition to the tension already obtained before. This could even cause the seal chamber to explode.
Furthermore, an undesired gap could then also arise next to the middle, roof-shaped profiled spacer ring.
In order to avoid this, the embodiment according to FIG. 6 is additionally secured against potentially damaging tensile stress in use. The figure shows this pipe connection during assembly before the last clamping and welding. In this state, in which the weld seam 109, which was applied later and is therefore shown in dashed lines, is still missing,
the pipe sockets pressed against each other during clamping have not yet reached their end position. The cavity <B> 110 '</B> inside and the dashed-line distance 110 at the root of the outer pipe socket <B> 103 </B> disappear when they are clamped together.
Between the main pipe socket 101 and the opposite pipe socket 102, the spacer ring 100 made of synthetic resin-impregnated hard fabric with a roof-shaped inwardly directed profile sits in turn. The pipe part 101, which is kept particularly thick at its end, is welded after the parts are axially compressed at 109 to the outer pipe socket 103, which carries the one collar 105 at its outer end. The other collar 104 sits on the inner pipe socket 102.
Between these collars lies the sealing chamber with the elastic sealing rings 108, which are closed off at the two chamber ends by collar bushings 106 and 107, which are also made of insulating, synthetic resin-soaked, largely pressure-resistant hard tissue.
In order to secure the finished pipe connection against the harmful tensile stresses mentioned, the inner pipe socket 102, besides its collar 104, also has a second collar edge 104 'recessed radially inward, and the collar liner 107 opposite it there carries a correspondingly radially inwardly projecting extension 107 ', which together;
In the tensioned and welded state of the insulating coupling between the said receding collar edge 104 'of the inner pipe socket and the inwardly directed collar 105 of the outer pipe socket, and absorbs axial tensile loads.
Since the insulating sleeve 107 consists of synthetic resin-impregnated textile fabric, i.e. it is practically impossible to compress, the said expanded insulating sleeve collar 107 'transfers the entire tensile stress as a compressive force to the collars of the pipe sockets, without any additional stress on the pre-tensioned sealing rings in the chamber he follows. This means that they cannot be crushed to a harmful extent. By avoiding a further shortening of the insulating chamber and its elastic sealing rings, the above-mentioned gap formation on the spacer ring in the event of such tensile stresses is also excluded.