BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindung eines doppelwandigen, schraubenlinienförmig gewellten Rohres mit einem doppelwandigen starren Rohr bzw. Rohrstutzen, wobei die heisse oder kalte Medien leitenden metallischen Innenrohre und die aus Kunststoff oder Eternit bestehenden Mantelrohre koaxial gehaltert sind und der zwischen den Rohren liegende, ringförmige Hohlraum mit Isolationsmaterial gefüllt ist.
Aus der CH-PS 494363 ist eine lösbare Schraubverbindung eines schraubenlinienförmig gewellten doppelrandigen Rohres mit einem anderen Rohr oder mit einem mit Flanschtellern versehenen Verbindungselement bekannt. Die Verbindung erfolgt mittels Spannbolzen, die mit Muttern angezogen werden. Im Verbindungsbereich ist eine Buchse auf die innere Rohrwand geschraubt und auf deren abgesetztem Ende ein Flansch mit ebener Stirnseite angeordnet. Die Bohrungen zur Aufnahme und Verankerung der Spannbolzen sind aus diesem Flansch ausgespart. Auf der andern Seite weist der Flansch einen Schaft mit einem Aussengewinde auf, der in die äussere schraubenlinienförmig gewellte Rohrwand eingeschraubt ist. Die Spannbolzen durchgreifen einen mit dem glatten Innenrohr verbundenen Flansch, auf welchen die angezogenen Muttern über Unterlagsscheiben einwirken.
Die DE-OS 2624725 beschreibt eine Armatur zum Anschluss des Endes eines aus zwei koaxialen, schraubenlinienförmig gewellten Metallrohren bestehenden Leitungsrohres an ein glattes Rohrende. In das innere Wellrohr ist eine Stützbüchse und auf das äussere Wellrohr ein Stützring aufgeschraubt. Die dem Innenrohr abgewendete Oberfläche der Büchse und die dem Aussenrohr abgewendete Oberfläche des Ringes sind in Richtung des Rohrendes sich konisch verengend ausgebildet. Zwischen dem Ring und der Büchse ist ein Konusring vorgesehen, der verspannbar ist, indem ihn in Gewindebohrungen im Konusring eingreifende Schraubbolzen gegen die Oberfläche des Ringes bzw. der Büchse drücken.
Schliesslich zeigt die EP-OS 0 108 861 einen kraftschlüssigen Abschluss einer flexiblen Wärmeleitung mit ringgewelltem Innen- und Aussenrohr mit einem Glattrohrstutzen.
Der Abschluss wird im wesentlichen dadurch gebildet, dass das Aussenrohr weiter abgelängt ist als das Innenrohr, an welches ein Glattrohrstutzen angeschweisst ist. Vom Ende des gewellten Aussenrohres, bis hinunter auf den inneren Glattrohrstutzen, ist eine trichterförmige Tülle geführt und an beiden Enden mit dem äusseren Wellenrohr bzw. dem Glattrohrstutzen verschweisst. Dieser Glattrohrstutzen dient seinerseits zum Anschluss an den Rohrstutzen eines Rohrsystems oder eines Gerätes. Diese Rohrverbindung ist nicht lösbar.
Alle bekannten lösbaren oder nicht lösbaren Verbin dungen eines doppelwandigen, schraubenlinienförmig gewellten Rohres mit einem doppelwandigen glatten Rohr bzw. Rohrstutzen haben den Nachteil, dass in den Rohrverbindungen elektrische Kurzschlüsse sowie Wärme- bzw. Kältebrücken gebildet werden. Deshalb können elektrische Streuströme eindiffundieren, die Wärme des Mediums nach aussen geleitet oder bei kaltem Medium Wärme von der Umgebung aufgenommen werden. Dies hat einerseits Wärme- bzw. Kälteverluste zur Folge und fördert zusätzlich bei wärmeleitenden Rohrsystemen die nachteilige Beeinflussung von das Mantelrohr umgebenden Materialien. Weiter kann beispielsweise das Polyment (Bitumen) zu heiss werden, wobei der isolierende Schaum bei Kontakt mit dem Bitumen zerstört wird.
Die Erfinder haben die Aufgabe gestellt, eine lösbare Rohrverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen übermässigen Wärmeabfluss verhindert, keine Schraubenverbindungen erforderlich macht und kostengünstig herzustellen ist.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst durch - einen die Stirnseite des starren Innenrohres bildenden Stützring mit einer Auflagefläche für eine Stützbüchse und einem in Richtung des schraubenlinienförmig gewellten Innenrohres daneben angeordneten Widerlager, - eine im Innern der Stützbüchse umlaufende, dichtende Schweissnaht zwischen dem schraubenlinienförmig gewellten Innenrohr und dem Stützring, - eine die Halterung der Rohrverbindung bildende Stützbüchse aus einem bis zu Temperaturen von 200" C mechanisch stabilen, thermisch und elektrisch isolierenden Material, welche mit ihrer entsprechend geformten Aussenseite in das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr eingedreht ist und in Richtung des starren Innenrohres entlang des ganzen Umfangs einer koaxialen Aussparung so mit der Auflagefläche des Stützrings in Eingriff steht,
dass dessen Widerlager eine axiale Auseinanderbewegung der verschweissten Innenrohre verhindert, und - einen abgedichteten Überlappungsbereich der äusseren Rohre, wobei das den starren Bereich abdeckende Mantelrohr über das auf der Aussenseite glatt ausgebildete, schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr gestülpt ist.
Dank der Stützbüchse aus thermisch und elektrisch isolierendem Material entstehen in der Rohrverbindung weder Wärme- bzw. Kältebrücken noch elektrische Kurzschlüsse.
Die an die Stützbüchse gestellten Anforderungen werden beispielsweise von glaserfaserverstärkten Kunststoffen, insbesondere einem Epoxyharz, oder einem Epoxyharz allein erfüllt.
Da die Leitungssysteme mit der erfindungsgemässen Rohrverbindung in der Praxis meist flüssige oder feuchte, unter hohem Druck stehende Medien transportieren, besteht stets die Gefahr, dass im Verbindungsbereich Feuchtigkeit aus dem Innenrohr gedrückt wird. Damit auftretende Lecks sofort lokalisiert werden können, werden an sich bekannte Feuchtmeldeadern in den Bereich der Rohrverbindung geführt. Aus dem Mantel der Stützbüchse wird deshalb mindestens ein Loch ausgespart, das zur Durchführung einer Feuchtmeldeader geeignet ist. Im Gegensatz zu bekannten Rohrverbindungen muss der Durchgang der Feuchtmeldeader nicht isoliert werden. Das Loch bzw. die Löcher im Mantel der Stützbüchse dienen auch zur Ausschäumung von deren ausserhalb des Innenrohres liegendem Innenraum.
Die Verschweissung der beiden Innenrohre kann bedeutend vereinfacht und rationalisiert werden, wenn der den Endbereich des starren Innenrohrs bildende Stützring eine sich über den ganzen Umfang erstreckende Braue hat. Diese Braue ist zweckmässig in der Nähe der Stirnfläche des Stützrings ausgebildet.
Vor dem Verschweissen muss das schraubenlinienförmig gewellte Innenrohr in den Bereich der Braue gebracht werden. Zu diesem Zweck ist es in Richtung des starren Innenrohrs an der Stirnseite glatt ausgebildet. Der Stützring seinerseits ist so dimensioniert, dass das Ende des schraubenlinienförmig gewellten Innenrohrs über die Mantelfläche zur Braue gezogen werden kann.
Das den starren Bereich abdeckende Mantelrohr, welches zur Bildung eines abzudichtenden Überlappungsbereichs über das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr geführt wird, besteht bevorzugt aus hochverdichtetem Polyäthylen (HDPE) oder Polypropylen (PP).
Das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr seinerseits ist komplexer aufgebaut. Es besteht zu innerst aus einem flexiblen, gewellten Metallschlauch, der meist aus Stahl oder Kupfer besteht und eine im Rohrleitungsbau übliche Dicke aufweist. Auf der Aussenseite des Metallschlauchs ist eine Korrosionsschutzschicht angeordnet, die vorzugsweise aus einem weichen Bitumen oder Polyvinylchlorid (PVC) besteht. Nach aussen ist das flexible Mantelrohr mit einer Schicht aus hochverdichtetem Polyäthylen oder Polypropylen mit glatter Oberfläche abgeschlossen. Das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr ist also nur auf der Innenseite mit dieser charakteristischen Struktur versehen.
Die Abdichtung des Überlappungsbereichs der beiden Mantelrohre kann durch das Aufbringen einer Schrumpffolie aus Kunststoff erfolgen, wobei vorzugsweise ein etwa 1 mm dicker Schlauch aus strahlenvernetztem Polyäthylen eingesetzt wird. Auch möglich, aber in der Praxis weniger üblich, ist das Aufspritzen oder Auftragen einer Schutzschicht.
Die Innenrohre, sowohl der schraubenlinienförmig gewellte als auch der starre Bereich, bestehen im allgemeinen aus Stahl oder Kupfer. Da die isolierenden Rohrleitungssysteme oft heisse und/oder aggresive Medien transportieren, hat sich insbesondere rostfreier Stahl als Werkstoff bewährt.
Das die Hohlräume zwischen den Innen- und Mantelrohren füllende Isolationsmaterial besteht zweckmässig aus an Ort und Stelle hergestelltem Polyurethanschaum (PUR).
Dieser dringt dank der Aussparung von mindestens einem Loch in der Stützbüchse auch in deren Innenraum ein.
Bei bestimmten Verwendungsarten der erfindungsgemässen Rohrverbindung, beispielsweise bei Hausanschlüssen von Fernheizleitungen, kann es von Vorteil sein, das den starren Bereich abdeckende Mantelrohr wenig ausserhalb der Stützbüchse zum starren inneren Rohr einzuziehen. Das metallische Innenrohr ist dann ausserhalb dieses Bereichs nicht mehr thermisch und/oder elektrisch geschützt. Das auf das starre Innenrohr eingezogene Mantelrohr ist mit diesem dichtend verbunden oder liegt dichtend auf ihm auf.
Die erfindungsgemässe Rohrverbindung weist folgende Vorteile auf: - Es muss keine voluminöse, teure und umständlich zu handhabende Schraubenverbindung eingesetzt werden - Die thermisch isolierende Stützbüchse bewirkt, dass das Mantelrohr nur noch wenig erwärmt wird. Bei einer Fernheizleitung mit beispielsweise unter Druck auf 130" C erwärmtem Wasser wird der flexible Metallschlauch des schraubenlinienförmig gewellten Mantelrohres noch auf etwa 50" C erwärmt. Dadurch wird das ausserhalb des flexiblen Metallschlauchs angeordnete Bitumen nicht übermässig heiss. Dies wiederum hat zur Folge, dass bei einem Kontakt von Bitumen mit Schaum letzterer nicht zerstört wird.
Die elektrisch isolierende Stützbüchse bewirkt, dass keine vagabundierende bzw. Streuströme auf das metallische Innenrohr übertragen werden und so Elektrolysereaktionen mit dem transportierten Medium verhindert werden.
Die Feuchtmeldeadern müssen nicht durch metallische Teile geführt und deshalb nicht isoliert werden.
- Der zwischen der Stützbüchse und dem Innenrohr liegende ringförmige Hohlraum kann ausgeschäumt werden.
- In Anschlussverbindungen werden die thermischen Verluste verkleinert.
Die erfindungsgemässen Rohrverbindungen werden im Werk fertig hergestellt und müssen auf der Baustelle nur noch mit dem starren Rohrleitungssystem verschweisst werden, sei es für eine Anschlussverbindung, einer Übergangsmuffe vom flexiblen zum starren Rohr oder bei Abzweigverbindungen. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Rohrverbindung in Fernwärmeverteilungsnetzen, in welchen unter Druck überhitztes Wasser transportiert wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch eine teilweise aufgeschnittene Rohrverbindung eines schraubenlinienförmig gewellten mit einem starren Doppelrohr.
Auf das starre Innenrohr 10 aus rostfreiem Stahl ist über eine umlaufende Schweissnaht 12 ein profilierter Stützring 14, ebenfalls aus rostfreiem Stahl, aufgeschweisst. In Richtung der Stirnseite hat der Stützring 14 eine achsenparallele Mantelfläche 16, die mit einer umlaufenden Braue 18 endet.
Über die Mantelfläche 16 des Stützrings 14 ist das glatt ausgebildete Ende des schraubenlinienförmig gewellten Innenrohrs 20 aus rostfreiem Stahl gezogen und auf der Braue 18 dichtend verschweisst.
Das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr 22 ist aus einem flexiblen, gewellten Metallschlauch 24, einer weichen Korrosionsschutzschicht 26 aus Bitumen und einer Schicht 28 aus hochverdichtetem Polyäthylen aufgebaut. Das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr 22 ist weiter abgelängt als das schraubenlininenförmig gewellte Innenrohr 20.
Über das schraubenlinienförmig gewellte Mantelrohr 22 ist ein glattes Mantelrohr 30 gestossen und bildet so einen Überlappungsbereich. Die mit wenig Spiel überlappend ineinandergeschobenen äusseren Rohre werden mit einer Schrumpffolie bzw. einem Schrumpfschlauch 32 abgedichtet, die/der aus einer 0,8 mm dicken strahlenvernetzten Polyäthylenschicht besteht.
Die thermisch und elektrisch isolierende Stützbüchse 34 besteht aus einem glasfaserverstärkten Epoxyharz. Mit schraubenlinienförmig gewellten Ausformungen 36 steht sie mit den entsprechend ausgebildeten, schraubenlinienförmig gewellten Einbuchtungen des Mantelrohrs 22 in Eingriff. Die Stützbüchse 34 wird mit 2-3 Umdrehungen eingedreht und ist so fest verankert.
In Richtung des starren Innenrohrs 10 hat die Stützbüchse 34 einen vertikal zur Längsachse A des doppelwandigen Rohrleitungssystems verlaufenden Einzug 38. Die koaxiale Innenfläche dieses Einzugs stützt entlang des ganzen Umfangs auf einer entsprechend ausgebildeten Auflagefläche 40 des Stützrings 14 ab. Durch ein Widerlager 42 wird verhindert, dass sich die verschweissten Innenrohre 10, 20 auseinanderbewegen können.
Durch ein im Schnitt dargestelltes, kreisrundes Loch 46 in der Mantelfläche der Stützbüchse 34 wird eine nicht dargestellte Feuchtmeldeader in deren Innenraum gezogen, welcher - wie alle zwischen den Innen- und Mantelrohren liegenden Hohlräume - mit Polyurethanschaum 48 ausgefüllt ist.
Auf der Baustelle wird die im Werk fertig hergestellte Rohrverbindung mittels einer umlaufenden Schweissnaht 44, die von der Stützbüchse mindestens einen Sicherheitsabstand hat, befestigt.
DESCRIPTION
The invention relates to a connection of a double-walled, helically corrugated tube with a double-walled rigid tube or pipe socket, the hot or cold media-conducting metallic inner tubes and the jacket tubes made of plastic or eternit are held coaxially and the ring-shaped one lying between the tubes Cavity is filled with insulation material.
From CH-PS 494363 a releasable screw connection of a helically corrugated double-edged pipe with another pipe or with a connecting element provided with flange plates is known. The connection is made using clamping bolts that are tightened with nuts. In the connection area, a bushing is screwed onto the inner tube wall and a flange with a flat end face is arranged on its offset end. The holes for receiving and anchoring the clamping bolts are left out of this flange. On the other side, the flange has a shaft with an external thread, which is screwed into the outer, helically corrugated tube wall. The clamping bolts pass through a flange connected to the smooth inner tube, on which the tightened nuts act via washers.
DE-OS 2624725 describes a fitting for connecting the end of a conduit consisting of two coaxial, helically corrugated metal pipes to a smooth pipe end. A support sleeve is screwed into the inner corrugated tube and a support ring onto the outer corrugated tube. The surface of the sleeve facing away from the inner tube and the surface of the ring facing away from the outer tube are conically narrowing in the direction of the tube end. A cone ring is provided between the ring and the bush, which can be clamped by pressing bolts which engage in threaded bores in the cone ring against the surface of the ring or the bush.
Finally, EP-OS 0 108 861 shows a non-positive termination of flexible heat conduction with a corrugated inner and outer tube with a smooth pipe socket.
The conclusion is essentially formed in that the outer tube is cut further than the inner tube to which a smooth tube connector is welded. A funnel-shaped grommet is guided from the end of the corrugated outer pipe down to the inner smooth pipe socket and welded to the outer corrugated pipe or the smooth pipe socket at both ends. This smooth pipe socket is in turn used to connect to the pipe socket of a pipe system or device. This pipe connection cannot be released.
All known releasable or non-releasable connec tions of a double-walled, helically corrugated tube with a double-walled smooth tube or pipe socket have the disadvantage that electrical short circuits and heat or cold bridges are formed in the pipe connections. Therefore, electrical stray currents can diffuse in, the heat of the medium can be conducted outside, or heat can be absorbed by the environment when the medium is cold. On the one hand, this results in heat or cold losses and, in addition, in the case of heat-conducting pipe systems, promotes the disadvantageous influence on the materials surrounding the jacket pipe. Furthermore, for example, the polyment (bitumen) can become too hot, the insulating foam being destroyed on contact with the bitumen.
The inventors have set themselves the task of creating a detachable pipe connection of the type mentioned at the outset, which prevents excessive heat dissipation, makes no screw connections necessary and is inexpensive to produce.
According to the invention, the object is achieved by - a support ring forming the end face of the rigid inner tube with a bearing surface for a support sleeve and an abutment arranged next to it in the direction of the helically corrugated inner tube, Support ring, - a support sleeve that forms the holder for the pipe connection and is made of a thermally and electrically insulating material that is mechanically stable up to temperatures of 200 ° C. Circumference of a coaxial recess is in engagement with the support surface of the support ring,
that its abutment prevents the welded inner tubes from moving apart axially, and a sealed overlap area of the outer tubes, the jacket tube covering the rigid area being put over the helically corrugated jacket tube which is smooth on the outside.
Thanks to the support sleeve made of thermally and electrically insulating material, there are no heat or cold bridges or electrical short circuits in the pipe connection.
The requirements placed on the support sleeve are met, for example, by glass fiber reinforced plastics, in particular an epoxy resin, or an epoxy resin alone.
Since in practice the pipe systems with the pipe connection according to the invention mostly transport liquid or moist media under high pressure, there is always the risk that moisture is pressed out of the inner pipe in the connection area. So that leaks that occur can be localized immediately, known moisture detection leads are guided into the area of the pipe connection. Therefore, at least one hole is cut out of the jacket of the support sleeve, which is suitable for carrying out a moisture detection lead. In contrast to known pipe connections, the passage of the moisture detector does not have to be insulated. The hole or the holes in the jacket of the support sleeve also serve to foam out the interior thereof, which lies outside the inner tube.
The welding of the two inner tubes can be significantly simplified and rationalized if the support ring forming the end region of the rigid inner tube has an brow that extends over the entire circumference. This brow is expediently formed in the vicinity of the end face of the support ring.
Before welding, the helically corrugated inner tube must be brought into the area of the brow. For this purpose, it is smooth on the face in the direction of the rigid inner tube. The support ring is dimensioned in such a way that the end of the helically corrugated inner tube can be drawn to the brow over the lateral surface.
The jacket pipe covering the rigid area, which is guided over the helically corrugated jacket pipe to form an overlap area to be sealed, is preferably made of high-density polyethylene (HDPE) or polypropylene (PP).
The helically corrugated jacket tube, for its part, has a more complex structure. It consists of a flexible, corrugated metal hose, which is usually made of steel or copper and has a thickness that is common in pipeline construction. A corrosion protection layer is arranged on the outside of the metal hose, which preferably consists of a soft bitumen or polyvinyl chloride (PVC). On the outside, the flexible jacket tube is finished with a layer of high-density polyethylene or polypropylene with a smooth surface. The helically corrugated jacket tube is therefore only provided with this characteristic structure on the inside.
The overlap area of the two jacket tubes can be sealed by applying a shrink film made of plastic, an approximately 1 mm thick tube made of radiation-crosslinked polyethylene preferably being used. It is also possible, but less common in practice, to spray or apply a protective layer.
The inner tubes, both the helically corrugated and the rigid area, are generally made of steel or copper. Since the insulating piping systems often transport hot and / or aggressive media, stainless steel in particular has proven itself as a material.
The insulating material filling the cavities between the inner and jacket pipes suitably consists of polyurethane foam (PUR) produced on site.
Thanks to the recess of at least one hole in the support bushing, this also penetrates into the interior thereof.
For certain types of use of the pipe connection according to the invention, for example for house connections of district heating lines, it can be advantageous to pull in the jacket pipe covering the rigid area a little outside the support sleeve to the rigid inner pipe. The metallic inner tube is then no longer thermally and / or electrically protected outside of this area. The jacket tube drawn onto the rigid inner tube is connected to it in a sealing manner or lies on it in a sealing manner.
The pipe connection according to the invention has the following advantages: - There is no need to use a voluminous, expensive and cumbersome screw connection - The thermally insulating support sleeve means that the jacket pipe is only slightly heated. In the case of a district heating line with water heated, for example, to 130.degree. C., the flexible metal hose of the helically corrugated jacket tube is heated to approximately 50.degree. As a result, the bitumen arranged outside the flexible metal hose does not become excessively hot. This in turn means that if bitumen comes into contact with foam, the latter is not destroyed.
The electrically insulating support sleeve ensures that no stray or stray currents are transferred to the metallic inner tube, thus preventing electrolysis reactions with the transported medium.
The moisture detection wires do not have to be led through metallic parts and therefore do not have to be insulated.
- The annular cavity between the support sleeve and the inner tube can be filled with foam.
- The thermal losses in connection connections are reduced.
The pipe connections according to the invention are manufactured in the factory and only have to be welded to the construction site with the rigid pipe system, be it for a connection, a transition sleeve from flexible to rigid pipe or for branch connections. It is particularly advantageous to use the pipe connection in district heating distribution networks, in which superheated water is transported under pressure.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing. The single figure shows schematically a partially cut pipe connection of a helically corrugated with a rigid double pipe.
A profiled support ring 14, also made of stainless steel, is welded onto the rigid inner tube 10 made of stainless steel via a circumferential weld seam 12. In the direction of the end face, the support ring 14 has a surface 16 parallel to the axis, which ends with a circumferential brow 18.
The smoothly formed end of the helically corrugated inner tube 20 made of stainless steel is drawn over the lateral surface 16 of the support ring 14 and welded to the brow 18 in a sealing manner.
The helically corrugated jacket tube 22 is constructed from a flexible, corrugated metal tube 24, a soft anti-corrosion layer 26 made of bitumen and a layer 28 made of highly compressed polyethylene. The helically corrugated jacket tube 22 is cut further than the helically corrugated inner tube 20.
A smooth jacket tube 30 is pushed over the helically corrugated jacket tube 22 and thus forms an overlap area. The outer tubes pushed into one another with little overlap are sealed with a shrink film or a shrink tube 32, which / consists of a 0.8 mm thick radiation-crosslinked polyethylene layer.
The thermally and electrically insulating support sleeve 34 consists of a glass fiber reinforced epoxy resin. With helically corrugated formations 36, it engages with the correspondingly configured, helically corrugated indentations of the casing tube 22. The support sleeve 34 is screwed in at 2-3 turns and is thus firmly anchored.
In the direction of the rigid inner tube 10, the support bushing 34 has an indentation 38 that runs vertically to the longitudinal axis A of the double-walled piping system. An abutment 42 prevents the welded inner tubes 10, 20 from moving apart.
Through a circular hole 46, shown in section, in the lateral surface of the support bushing 34, a moisture signaling lead, not shown, is drawn into the interior thereof, which - like all cavities lying between the inner and jacket pipes - is filled with polyurethane foam 48.
At the construction site, the pipe connection, which is produced in the factory, is fastened by means of a circumferential weld seam 44, which has at least a safety distance from the support sleeve.