DE102020128481A1

DE102020128481A1 - Isolierverbinder, Rohrleitungssystem und Verwendung eines Isolierverbinders

Info

Publication number: DE102020128481A1
Application number: DE102020128481.0A
Authority: DE
Inventors: Claudia Suckut
Original assignee: Isoflanges GmbH
Current assignee: ISOFLANGES GMBH, DE
Priority date: 2020-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-05-05
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: DE102020128481B4

Abstract

Isolierverbinder zum Verbinden einer ersten Rohrleitung mit einer zweiten Rohrleitung, wobei der Isolierverbinder ein erstes Anschlusselement zum Anschließen der ersten Rohrleitung und ein zweites Anschlusselement zum Anschließen der zweiten Rohrleitung hat, wobei das erste Anschlusselement elektrisch isoliert vom zweiten Anschlusselement ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) das erste Anschlusselement hat ein erstes Anschlussteil, an das die erste Rohrleitung anschließbar ist, und einen ersten Ringflansch, der am zum zweiten Anschlusselement gewandten Ende des ersten Anschlusselements angeordnet ist,
b) das zweite Anschlusselement hat ein zweites Anschlussteil, an das die zweite Rohrleitung anschließbar ist, und einen zweiten Ringflansch, der am zum ersten Anschlusselement gewandten Ende des zweiten Anschlusselements angeordnet ist,
c) zwischen dem ersten Ringflansch und dem zweiten Ringflansch ist ein ringförmiges Isolationselement angeordnet ist,
d) der Isolierverbinder hat ein äußeres Kopplungselement zum Verbinden des ersten Ringflanschs über das ringförmige Isolationselement mit dem zweiten Ringflansch, wobei das äußere Kopplungselement den ersten und den zweiten Ringflansch an deren Außenumfang übergreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Isolierverbinder zum Verbinden einer ersten Rohrleitung mit einer zweiten Rohrleitung, wobei der Isolierverbinder ein erstes Anschlusselement zum Anschließen der ersten Rohrleitung und ein zweites Anschlusselement zum Anschließen der zweiten Rohrleitung hat, wobei das erste Anschlusselement elektrisch isoliert vom zweiten Anschlusselement ist. Der Isolierverbinder sorgt somit für eine elektrische Trennung der Rohrleitungen. Die Erfindung betrifft ferner ein Rohrleitungssystem mit einer ersten Rohrleitung und einer zweiten Rohrleitung, wobei die erste und die zweite Rohrleitung über eine Isoliertrennstelle miteinander verbunden sind. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines derartigen Isolierverbinders.
Allgemein betrifft die Erfindung das Gebiet von Rohrleitungssystemen mit kathodischen Korrosionsschutzsystemen (KKS), insbesondere von Isoliertrennstellen in solchen Rohrleitungssystemen. Isoliertrennstellen sind elektrotechnische Schutzmaßnahmen zur Unterbrechung der metallischen Leitfähigkeit von Rohrleitungen, die über kathodischen Korrosionsschutz mit elektrischem Schutzstrom beaufschlagt sind. Solche Isoliertrennstellen werden zum Beispiel in Gas-, Öl-, Fernwärme- oder Wasser-Leitungssystemen, sowie in Steuerungs- / Dosierleitungen eingesetzt. Die Aufgabe einer Isoliertrennstelle ist es, die Rohrleitungen an bestimmten Stellen elektrisch voneinander zu isolieren.
Für die Bildung einer Isoliertrennstelle sind, wie auch in Wikipedia erläutert ist, die Bauarten Isolierflansch und Isolierstück bekannt. Die Isolierflansche wurden im Laufe der Zeit insbesondere im Hinblick auf die mechanische Robustheit immer weiter verbessert. Ein solcher Isolierflansch ist beispielsweise aus der DE 10 2010 060 981 B3 bekannt.
Durch die mechanisch sehr robuste Auslegung der Isolierflansche sind diese im Ergebnis relativ großbauend, d.h. sie haben umfangsseitig einen großen Platzbedarf. Daher eignen sich solche Isolierflansche nicht so gut für kleinere Rohrleitungen, z.B. für Präzisionsrohre, wie sie in der Steuerungstechnik eingesetzt werden. Bekannte Isolierstücke, die wie ein Rohrstück geformt sind, haben zwar weniger Platzbedarf, sind dafür aber mechanisch nur wenig belastbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Isoliertrennstelle mit geringerem umfangsseitigen Platzbedarf anzugeben, zum Beispiel für kleinere Rohre. Ferner soll ein hiermit gebildetes Rohrleitungssystem sowie eine vorteilhafte Verwendung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch einen Isolierverbinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass dieser folgende Merkmale hat:

a) das erste Anschlusselement hat ein erstes Anschlussteil, an das die erste Rohrleitung anschließbar ist, und einen ersten Ringflansch, der am zum zweiten Anschlusselement gewandten Ende des ersten Anschlusselements angeordnet ist,
b) das zweite Anschlusselement hat ein zweites Anschlussteil, an das die zweite Rohrleitung anschließbar ist, und einen zweiten Ringflansch, der am zum ersten Anschlusselement gewandten Ende des zweiten Anschlusselements angeordnet ist,
c) zwischen dem ersten Ringflansch und dem zweiten Ringflansch ist ein ringförmiges Isolationselement angeordnet ist,
d) der Isolierverbinder hat ein äußeres Kopplungselement zum Zusammenkoppeln des ersten Ringflanschs über das ringförmige Isolationselement mit dem zweiten Ringflansch, wobei das äußere Kopplungselement den ersten und den zweiten Ringflansch an deren Außenumfang übergreift.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch den Isolierverbinder eine Isoliertrennstelle in Rohrleitungssystemen bereitgestellt werden kann, die relativ kleinbauend und kompakt ist und aufgrund ihrer internen Doppelflansch-Konstruktion (erster und zweiter Ringflansch). Diese Konstruktion ist mechanisch sehr stabil, insbesondere gegenüber auftretenden seitlichen Belastungen, daraus resultierend, eine dauerhaft dichte Verbindung. Ferner ist auch eine dauerhafte zuverlässige elektrische Trennung der Rohrleitungen voneinander gesichert. Durch die kompakte Bauweise kann der Isolierverbinder zudem mit vergleichsweise geringem Gewicht bereitgestellt werden. Auch die Produktionskosten sind günstiger als bei einer vergleichsweise aufwändigen Isolierflansch-Konstruktion.
Soweit in dieser Anmeldung von „isolieren“ die Rede ist, ist damit elektrisches Isolieren gemeint, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben.
Durch den erfindungsgemäßen Isolierverbinder wird das technische Gebiet der Isoliertrennstellen nun um eine weitere, völlig neuartige Bauart bereichert, die weder Isolierflansch noch Isolierstück ist. Beim Isolierflansch werden relativ massive Verbindungsbolzen eingesetzt, die durch entsprechende Bolzenlöcher in den Anschlussflanschen der Rohrleitungen geführt werden, um diese miteinander zu verschrauben. Dabei wird über den Umfang verteilt eine Vielzahl von Verbindungsbolzen eingesetzt, was zu der relativ aufwändigen, wenn auch mechanisch stabilen großbauenden Konstruktion führt. Der erfindungsgemäße Isolierverbinder hat zwar den ersten und den zweiten Ringflansch, so dass aufgrund einer solchen Doppelflansch-Konstruktion wiederum eine hohe mechanische Stabilität gewährleistet werden kann. Zum Verbinden des ersten und des zweiten Ringflanschs müssen aber keine Verbindungsbolzen durch Bolzenlöcher in den Ringflanschen geführt werden. Stattdessen wird ein außenliegendes Kopplungselement eingesetzt, dass den ersten und den zweiten Ringflansch von außen übergreift. Hierdurch kann bei hoher mechanischer Stabilität der Verbindung eine umfangsseitige Platzeinsparung realisiert werden.
Das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil sind dabei Teile des Isolierverbinders. Das erste Anschlussteil hat eine Anschlussstelle zum Anschluss des ersten Rohrs, zum Beispiel indem dort ein Klemmring, ein Schneidring oder ein Gewinde, zum Beispiel ein NPT-Gewinde, angeordnet ist. Das erste Anschlussteil kann z.B. als Drehteil oder Rohrstück ausgebildet sein. Das zweite Anschlussteil hat eine Anschlussstelle zum Anschluss des ersten Rohrs, zum Beispiel indem dort ein Klemmring, ein Schneidring oder ein Gewinde, zum Beispiel ein NPT-Gewinde, angeordnet ist. Das zweite Anschlussteil kann z.B. als Drehteil oder Rohrstück ausgebildet sein. Im Unterschied zu Isolierflanschen sind bei dem erfindungsgemäßen Isolierverbinder der erste Ringflansch und der zweite Ringflansch Teile des Isolierverbinders/ . Bei Isolierflansch-Verbindungen sind die Ringflansche Teile des ersten und des zweiten Rohrs, zum Beispiel Vorschweißflansche.
Der Isolierverbinder, der als Isolierverschraubung ausgebildet sein kann, kann insbesondere als axialer Verbinder ausgebildet sein, d.h. als ein Verbinder, mit dem zwei Rohre miteinander verbunden werden, die miteinander fluchten oder deren Längsachsen zumindest parallel zueinander angeordnet sind. Dabei kann der erste Ringflansch eine Durchgangsöffnung haben, die mit dem Innenraum des ersten Anschlussteils verbunden ist. Dabei kann der zweite Ringflansch eine Durchgangsöffnung haben, die mit dem Innenraum des zweiten Anschlussteils verbunden ist.
Die erste Rohrleitung und/oder die zweite Rohrleitung kann als Präzisionsrohr ausgebildet sein. Die erste Rohrleitung und/oder die zweite Rohrleitung kann insbesondere ein Rohr mit vergleichsweise geringem Durchmesser sein, beispielsweise in der Größe bis zu 1,5 Zoll, oder bis zu 1 Zoll, oder bis zu 3/4 Zoll. Die erste Rohrleitung und/oder die zweite Rohrleitung kann als Rundrohr mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Isolierverbinder als Isoliertrennstelle für Rohrleitungssysteme mit kathodischen Korrosionsschutzsystem geeignet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Isolierverbinder eine Überschlagsfestigkeit vom ersten zum zweiten Anschlusselement von wenigstens 5000 V auf. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Isolierverbinder hochdrucktauglich, d.h. er hat eine Druckfestigkeit, durch die er auch in Hochdruck-Rohrleitungssystemen eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann der Isolierverbinder konform zur Druckgeräterichtlinie ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Isolierverbinder eine Druckfestigkeit bis 200 bar, bis 300 bar oder bis 400 bar auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Isolierverbinder eine Temperaturfestigkeit bis +400 Grad Celsius und/oder bis -253 Grad Celsius auf.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das äußere Kopplungselement ein erstes Anpresselement zum unmittelbaren oder mittelbaren Aufbringen einer Anpresskraft auf die vom zweiten Anschlusselement abgewandte Oberfläche des ersten Ringflanschs und/oder ein zweites Anpresselement zum unmittelbaren oder mittelbaren Aufbringen einer Anpresskraft auf die vom ersten Anschlusselement abgewandte Oberfläche des zweiten Ringflanschs hat. Dementsprechend übergreift und hintergreift das äußere Kopplungselement den jeweiligen Ringflansch. Auf diese Weise können große Kräfte von dem einen Ringflansch zum anderen Ringflansch übertragen werden. Erfolgt ein unmittelbares Aufbringen der Anpresskraft auf die Oberfläche des jeweiligen Ringflanschs, dann liegt das jeweilige Anpresselement an der Oberfläche des Ringflanschs an. Erfolgt ein mittelbares Aufbringen der Anpresskraft auf die Oberfläche des jeweiligen Ringflanschs, dann befindet sich zwischen dem Anpresselement und der Oberfläche des Ringflanschs ein weiteres Bauteil, zum Beispiel ein elektrisch isolierendes Bauteil. Das erste und/oder das zweite Anpresselement kann zum Beispiel als ringförmige Platte oder Scheibe ausgebildet sein, oder als Haken oder sonstiges abgewickeltes Element, mit dem der jeweilige Ringflansch hintergriffen werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das äußere Kopplungselement eine einteilige oder mehrteilige Hülse mit ringförmigem Querschnitt aufweist, in deren Innenraum der erste und der zweite Ringflansch durch das äußere Kopplungselement vor Umgebungseinflüssen geschützt. Zudem kann durch die Hülse, zum Beispiel wenn sie aus Metall besteht, eine hohe Druckfestigkeit des Isolierverbinders gewährleistet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest zwei Teile des äußeren Kopplungselements durch eine Gewindeverbindung, eine Bajonettverbindung und/oder eine Verschweißung miteinander verbunden sind. Die Gewindeverbindung kann z.B. ein Innengewinde an einem Teil des äußeren Kopplungselements und ein zum Innengewinde passendes Außengewinde an dem anderen Teil des äußeren Kopplungselements aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass durch definiertes Zusammenfügen der zumindest zwei Teile des äußeren Kopplungselements die auf den ersten und die zweiten Ringflansch aufgebrachte Anpresskraft präzise auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden kann und dann durch Fixierung dauerhaft beibehalten wird. Insbesondere eine Gewindeverbindung hat den Vorteil, dass die Anpresskraft definiert auf ein gewünschtes Maß eingestellt werden kann, zum Beispiel indem ein Festziehen der Gewindeverbindung auf ein Solldrehmoment durchgeführt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung haben zwei einander zugeordnete Teile des äußeren Kopplungselements jeweils auf der Außenseite eine Markierung, die beim Zusammendrehen der Gewindeverbindung die gewünschte Endposition definiert. Dies hat den Vorteil, dass der Zusammenbau der Teile des äußeren Kopplungselements in definierter Weise auch ohne einen Drehmomentschlüssel erfolgen kann, da lediglich das Überlappen der Markierungen visuell geprüft werden muss. Die Markierung kann zum Beispiel in Form einer Kerbe, Vertiefung oder Erhebung an der Außenseite der Teile des äußeren Kopplungselements ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das äußere Kopplungselement als ein den ersten und den zweiten Ringflansch sowie zumindest einen Teil des ersten und des zweiten Anschlussteils aufnehmendes und gegenüber der Umgebung abschirmendes Gehäuse ausgebildet ist. Hierdurch wird ein besonders guter Schutz der innerhalb des Gehäuses angeordneten Bauteile des Isolierverbinders gewährleistet. Zudem kann eine besonders hohe Druckfestigkeit erreicht werden. Als Gehäuse wird in diesem Zusammenhang ein im Wesentlichen geschlossenes Gebilde verstanden, das im Wesentlichen nur jeweils eine Durchgangsöffnung für das erste und das zweite Anschlussteil hat. Das Gehäuse kann insbesondere aus Metall ausgebildet sein, z.B. aus C-Stahl oder rostfreiem Edelstahl.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse zweiteilig oder dreiteilig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Anzahl der Bauteile des Isolierverbinders in vernünftigen Grenzen gehalten werden. Dies erlaubt eine einfache und schnelle Montage der Teile des Isolierverbinders.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eines der Gehäuseteile in Form einer Überwurfmutter ausgebildet ist. Auf diese Weise kann eine besonders gute Kraftübertragung der Anpresskraft auf den jeweiligen Ringflansch erreicht werden. Durch eine innere Anlagefläche der Überwurfmutter wird dann das erste oder zweite Anpresselement gebildet, mit dem eine Anpresskraft auf die Oberfläche des ersten oder zweiten Ringflanschs übertragen wird. Dabei können zumindest zwei der Gehäuseteile durch eine Gewindeverbindung, eine Bajonettverbindung und/oder eine Verschweißung miteinander verbunden sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das ringförmige Isolationselement zugleich ein Dichtelement zum Abdichten der Verbindung zwischen dem ersten Ringflansch und dem zweiten Ringflansch bildet und/oder zwischen dem ringförmigen Isolationselement und dem ersten Ringflansch ein zusätzlicher erster Dichtring zum Abdichten der Verbindung zwischen dem ersten Ringflansch und dem ringförmigen Isolationselement und/oder zwischen dem ringförmigen Isolationselement und dem zweiten Ringflansch ein zusätzlicher zweiter Dichtring zum Abdichten der Verbindung zwischen dem zweiten Ringflansch und dem ringförmigen Isolationselement angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Isolierverbinder mit geringem Aufwand druckdicht gestaltet werden. Beispielsweise kann das ringförmige Isolationselement vollständig oder zum Teil aus einem für ein Dichtelement geeigneten Material gebildet sein, zum Beispiel aus einem Elastomer. Der erste Dichtring und/oder der zweite Dichtring kann zum Beispiel als Wellring-Dichtung oder als O- Ring-Dichtung ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Außenumfang des ersten und/oder zweiten Ringflanschs und dem Innenumfang des äußeren Kopplungselements eine äußere Isolierstoffhülse angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass die Anordnung aus dem ersten und dem zweiten Ringflansch zum Außenumfang hin elektrisch isoliert ist, zum Beispiel gegenüber dem äußeren Kopplungselement beziehungsweise dem Gehäuse. Die äußere Isolierstoffhülse kann z.B. in Form einer zylindrischen Hülse ausgebildet sein. Die äußere Isolierstoffhülse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, zum Beispiel in Form mehrerer hintereinander angeordneter Hülsen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Anschlussteil zumindest teilweise von einer ersten Isolierstoffhülse umgeben ist und/oder das zweite Anschlussteil zumindest teilweise von einer zweiten Isolierstoffhülse umgeben ist. Dies hat den Vorteil, dass das erste Anschlussteil beziehungsweise das zweite Anschlussteil nach außen hin elektrisch isoliert ist, zum Beispiel gegenüber Teilen des äußeren Kopplungselements.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, sich zumindest ein Teil der ersten Isolierstoffhülse von einem vom äußeren Kopplungselement umgebenen Abschnitt des ersten Anschlussteils in einen außerhalb des äußeren Kopplungselements angeordneten Abschnitt des ersten Anschlussteils erstreckt und/oder sich zumindest ein Teil der zweiten Isolierstoffhülse von einem vom äußeren Kopplungselement umgebenen Abschnitt des zweiten Anschlussteils in zweiten außerhalb des äußeren Kopplungselements angeordneten Abschnitt des ersten Anschlussteils erstreckt. Hierdurch kann die Isolation des ersten Anschlussteils beziehungsweise des zweiten Anschlussteils gegenüber der äußeren Umgebung weiter verbessert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten Anpresselement und dem ersten Ringflansch ein erster Isolierstoffring angeordnet ist und/oder zwischen dem zweiten Anpresselement und dem zweiten Ringflansch ein zweiter Isolierstoffring angeordnet ist. Hierdurch kann die Isolation des ersten beziehungsweise zweiten Ringflanschs gegenüber dem ersten beziehungsweise zweiten Anpresselement weiter verbessert werden. Der erste Isolierstoffring kann dabei eine ähnliche Formgebung haben wie der erste Ringflansch. Der zweite Isolierstoffring kann dabei eine ähnliche Formgebung haben wie der zweite Ringflansch.
Die erste Isolierstoffhülse kann als separates Bauteil vom ersten Isolierstoffring ausgebildet sein. Die erste Isolierstoffhülse kann über eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder materialschlüssige Verbindung mit dem ersten Isolierstoffring verbunden sein. Die zweite Isolierstoffhülse kann als separates Bauteil vom zweiten Isolierstoffring ausgebildet sein. Die zweite Isolierstoffhülse kann über eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder materialschlüssige Verbindung mit dem zweiten Isolierstoffring verbunden sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Isolierstoffhülse einstückig mit dem ersten Isolierstoffring ausgebildet ist und/oder die zweite Isolierstoffhülse einstückig mit dem zweiten Isolierstoffring ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Anzahl der Bauteile des Isolierverbinders gering gehalten, so dass die Montage sehr einfach und schnell erfolgen kann. Die Baueinheit aus der ersten Isolierstoffhülse und dem ersten Isolierstoffring beziehungsweise der zweiten Isolierstoffhülse und dem zweiten Isolierstoffring kann zum Beispiel aus einem Rohling durch spannende Fertigung hergestellt werden, zum Beispiel durch Drehen und/oder Fräsen.
Die elektrisch isolierenden Teile des Isolierverbinders, d.h. das ringförmige Isolationselement und/oder, soweit vorhanden, die erste Isolierstoffhülse, die zweite Isolierstoffhülse, der erste Isolierstoffring, der zweite Isolierstoffring, die äußere Isolierstoffhülse kann grundsätzlich aus einem beliebigen Isolierstoff, d.h. einem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Besonders vorteilhaft ist dabei ein toleranzarm bearbeitbares Material, d.h. ein Material, dass bei der Bearbeitung, insbesondere bei einer spannenden Bearbeitung, nur wenig nachgibt. Das elektrische isolierende Material kann zum Beispiel ein Duroplast sein, zum Beispiel in Form von aufeinander gelegten Baumwollgewebelagen, die in Phenolharz getränkt sind. Auch geeignet sind Polyamid, Epoxidharz und/oder Glimmerwerkstoff.
Das ringförmige Isolationselement, die erste Isolierstoffhülse, die zweite Isolierstoffhülse, der erste Isolierstoffring, der zweite Isolierstoffring und/oder die äußere Isolierstoffhülse kann als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet sein. Die Kontur kann z.B. zylindrisch, kreissegmentförmig, konusförmig oder konussegmentförmig sein.
Das erste Rohrelement kann als separates Bauteil vom ersten Ringflansch ausgebildet sein. Das erste Rohrelement kann über eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder materialschlüssige Verbindung mit dem ersten Ringflansch verbunden sein. Das zweite Rohrelement kann als separates Bauteil vom zweiten Ringflansch ausgebildet sein. Das zweite Rohrelement kann über eine formschlüssige, kraftschlüssige und/oder materialschlüssige Verbindung mit dem zweiten Ringflansch verbunden sein.
Das erste Rohrelement, der erste Ringflansch, das zweite Rohrelement und/oder der zweite Ringflansch kann als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet sein. Das erste Rohrelement, der erste Ringflansch, das zweite Rohrelement und/oder der zweite Ringflansch kann aus Metall ausgebildet sein, z.B. aus C-Stahl oder rostfreiem Edelstahl.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Ringflansch einstückig mit dem ersten Rohrelement ausgebildet ist und/oder der zweite Ringflansch einstückig mit dem zweiten Rohrelement ausgebildet ist. Auf diese Weise wird die Anzahl der Bauteile des Isolierverbinders gering gehalten, so dass die Montage sehr einfach und schnell erfolgen kann. Die Baueinheit aus dem ersten Rohrelement und dem ersten Ringflansch beziehungsweise dem zweiten Rohrelement und dem zweiten Ringflansch kann zum Beispiel aus einem Rohling durch spannende Fertigung hergestellt werden, zum Beispiel durch Drehen und/oder Fräsen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Rohrleitungssystem mit einer ersten Rohrleitung und einer zweiten Rohrleitung, wobei die erste und die zweite Rohrleitung über eine Isoliertrennstelle miteinander verbunden sind, wobei die Isoliertrennstelle einen Isolierverbinder der zuvor erläuterten Art aufweist. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohrleitungssystem mit einem kathodisches Korrosionsschutzsystem (KKS) versehen ist. Durch die Verwendung des Isolierverbinders wird die einwandfreie Funktion des KKS-Systems sichergestellt und auf diese Weise kann das Rohrleitungssystem zuverlässig und kostengünstig vor Korrosion geschützt werden.
Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch die Verwendung eines Isolierverbinders der zuvor erläuterten Art als Isoliertrennstelle zwischen einer ersten und einer zweiten Rohrleitung eines Rohrleitungssystems mit Schutzstrom beaufschlagten Rohrleitungen, z.B. mit kathodischem Korrosionsschutz. Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Der Isolierverbinder eignet sich auch für eine elektrische Trennung (zum Beispiel: Schwarz-/Weiß-Trennung) von Rohrleitungen, die aus unterschiedlichen metallischen Werkstoffen bestehen, um Kontaktkorrosion zu verhindern. Unterschiedliche metallische Werkstoffe können aufgrund ihrer unterschiedlich hohen materialspezifischen Potentiale bei Kontakt der metallischen Oberflächen zu einer Kontaktkorrosion führen, was durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Isolierverbinders ebenfalls wirksam verhindert werden kann. Die Erfindung betrifft somit auch die Verwendung des Isolierverbinders als Isoliertrennstelle zwischen einer ersten und einer zweiten Rohrleitung eines Rohrleitungssystems, bei dem die erste und die zweite Rohrleitung aus Werkstoffen mit unterschiedlichen materialspezifischen Potentialen bestehen, z.B. Kohlenstoffstahl und Edelstahl.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Die 1 und 2 zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen eines Isolierverbinders im Längsschnitt.
Der in der 1 dargestellte Isolierverbinder weist folgendes auf:

1: Erstes Anschlusselement
10: Erstes Anschlussteil
11: Erster Ringflansch
12: Erste Isolierstoffhülse
13: Erster Isolierstoffring
14: Erster Dichtring
15: Erste Einschraubverschraubung
16: Erste Überwurfmutter
17: Erste Anschlussfahne
2: Zweites Anschlusselement
20: Zweites Anschlussteil
21: Zweiter Ringflansch
22: Zweite Isolierstoffhülse
23: Zweiter Isolierstoffring
24: Zweiter Dichtring
25: Zweite Einschraubverschraubung
26: Zweite Überwurfmutter
27: Zweite Anschlussfahne
3: Äußeres Kopplungselement
31: Erstes Anpresselement
32: Zweites Anpresselement
33: Erster Teil des äußeren Kopplungselements 3
34: Zweiter Teil des äußeren Kopplungselements 3
35: Gewindeverbindung
36: Kopplungshülse
4: Ringförmiges Isolationselement
40: Querschnittsverjüngung
5: Äußere Isolierstoffhülse

Man erkennt, dass das erste Anschlusselement 1 das erste Anschlussteil 10 und den ersten Ringflansch 11 aufweist. In der dargestellten Ausführungsform sind das erste Anschlussteil 10 und der erste Ringflansch 11 einstückig ausgebildet. Alternativ könnte das erste Anschlussteil 10 ein separates Bauteil vom ersten Ringflansch 11 sein. In diesem Fall könnten das erste Anschlussteil 10 und der erste Ringflansch 11 beispielsweise über eine Gewindeverbindung oder eine Schweißverbindung miteinander verbunden sein.
Das erste Anschlussteil 10 ist zumindest auf einem Teil seiner Längserstreckung von der ersten Isolierstoffhülse 12 umgeben. Im an den ersten Ringflansch 11 angrenzenden Bereich ist das erste Anschlussteil 10 von dem ersten Isolierstoffring 13 umgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die erste Isolierstoffhülse 12 und der erste Isolierstoffring 13 einstückig als ein Bauteil ausgeführt. Sie können auch als zwei oder mehr Bauteile ausgeführt sein. Beispielsweise könnte sich die erste Isolierstoffhülse 12 bis zum ersten Ringflansch 11 erstrecken oder nur bis zum ersten Isolierstoffring 13.
Das erste Anschlusselement 1 hat eine vom zweiten Anschlusselement 2 fortgewandte Anschlussseite für den Anschluss der ersten Rohrleitung. An dieser Anschlussseite sind am ersten Anschlussteil 10 die erste Einschraubverschraubung 15 und die erste Überwurfmutter 16 angeordnet. Die erste Einschraubverschraubung 15 kann zum Beispiel in das erste Anschlussteil 10 eingeschraubt oder eingeklebt sein. Auch eine Schweißverbindung ist möglich. Die erste Einschraubverschraubung 15 bildet mit der ersten Überwurfmutter 16 eine Klemmbefestigung für die erste Rohrleitung.
Erkennbar ist ferner, dass das zweite Anschlusselement 2 das zweite Anschlussteil 20 und den zweiten Ringflansch 21 aufweist. In der dargestellten Ausführungsform sind das zweite Anschlussteil 20 und der zweite Ringflansch 21 einstückig ausgebildet. Alternativ könnte das zweite Anschlussteil 20 ein separates Bauteil vom zweiten Ringflansch 21 sein. In diesem Fall könnten das zweite Anschlussteil 20 und der zweite Ringflansch 21 beispielsweise über eine Gewindeverbindung oder eine Schweißverbindung miteinander verbunden sein.
Das zweite Anschlussteil 20 ist zumindest auf einem Teil seiner Längserstreckung von der zweiten Isolierstoffhülse 22 umgeben. Im an den zweiten Ringflansch 21 angrenzenden Bereich ist das zweite Anschlussteil 20 von dem zweiten Isolierstoffring 23 umgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zweite Isolierstoffhülse 22 und der zweite Isolierstoffring 23 einstückig als ein Bauteil ausgeführt. Sie können auch als zwei oder mehr Bauteile ausgeführt sein. Beispielsweise könnte sich die zweite Isolierstoffhülse 22 bis zum zweiten Ringflansch 21 erstrecken oder nur bis zum zweiten Isolierstoffring 23.
Das zweite Anschlusselement 2 hat eine vom ersten Anschlusselement 1 fortgewandte Anschlussseite für den Anschluss der zweiten Rohrleitung. An dieser Anschlussseite sind am zweiten Anschlussteil 20 die zweite Einschraubverschraubung 25 und die zweite Überwurfmutter 26 angeordnet. Die zweite Einschraubverschraubung 25 kann zum Beispiel in das zweite Anschlussteil 20 eingeschraubt oder eingeklebt sein. Auch eine Schweißverbindung ist möglich. Die zweite Einschraubverschraubung 25 bildet mit der zweiten Überwurfmutter 26 eine Klemmbefestigung für die zweite Rohrleitung.
An der ersten Einschraubverschraubung 15 ist die erste Anschlussfahne 17 befestigt, zum Beispiel durch ein Schweißen. Die erste Anschlussfahne 17 dient zum Anschluss einer elektrischen Leitung oder eines elektrischen Bauteils. An der zweiten Einschraubverschraubung 15 ist die zweite Anschlussfahne 17 befestigt, zum Beispiel durch ein Schweißen. Die zweite Anschlussfahne 17 dient zum Anschluss einer elektrischen Leitung oder eines elektrischen Bauteils. So kann an die erste Anschlussfahne 17 und die zweite Anschlussfahne 27 beispielsweise eine Ex-Trennfunkenstrecke angeschlossen sein.
Zwischen dem ersten Ringflansch 11 und dem zweiten Ringflansch 21 ist ein ringförmiges Isolationselement 4 angeordnet. Zwischen dem ringförmigen Isolationselement 4 und dem ersten Ringflansch 11 ist der erste Dichtring 14 angeordnet. Zwischen dem ringförmigen Isolationselement 4 und im zweiten Ringflansch 21 ist der zweite Dichtring 24 angeordnet. Man erkennt, dass das ringförmige Isolationselement 4 eine zentrale Durchgangsbohrung hat, die zumindest im Übergang zum ersten Ringflansch 11 und zum zweiten Ringflansch 21 im Wesentlichen den gleichen Innendurchmesser hat wie der jeweilige Ringflansch. Zur Mitte hin verjüngt sich der Innendurchmesser des ringförmigen Isolationselements 4. Diese Querschnittsverjüngung 40 dient zum Beispiel dazu, um zu verhindern, dass sich Schmutzpartikel in dem Innendurchmesser des ringförmigen Isolierelements ablagern und eine elektrische Überbrückung verursachen würden, und damit das KKS System außer Funktion setzt. Die erläuterte Anordnung aus dem ersten Isolierstoffring 13, dem ersten Ringflansch 11, dem ringförmigen Isolationselement 4, dem zweiten Ringflansch 21 und dem zweiten Isolierstoffring 23 ist von der äußeren Isolierstoffhülse 5 umgeben. Dabei ist die äußere Isolierstoffhülse 5 etwas kürzer ausgebildet als die zuvor erwähnte Ringflansch, so dass links und rechts am ersten Isolierstoffring 13 bzw. dem zweiten Isolierstoffring 23 etwas Freiraum verbleibt.
Die Anordnung aus den zuvor erwähnten Elementen ist von dem äußeren Kopplungselement 3 umgeben. Das äußere Kopplungselement 3 ist weitgehend geschlossen in der Art eines Gehäuses ausgebildet und hat im wesentlichen nur Durchgangsöffnungen für das erste Anschlussteil 10 sowie die erste Isolierstoffhülse 12 sowie auf der anderen Seite für das zweite Anschlussteil 20 und die zweite Isolierstoffhülse 22. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das äußere Kopplungselement 3 aus dem ersten Teil 33 und dem zweiten Teil 34 zusammengesetzt. Das erste Teil 33 ist nach Art einer Überwurfmutter gestaltet und weist am zum zweiten Teil 34 gewandten Ende ein Innengewinde auf. Das zweite Teil 34 hat eine ähnliche hülsenartige Form wie das erste Teil 33, es weist am zum ersten Teil 33 gewandten Ende ein zum Innengewinde passendes Außengewinde auf. Hierdurch wird eine Gewindeverbindung 35 zwischen dem ersten Teil 33 und dem zweiten Teil 34 des äußeren Kopplungselements 3 gebildet, so dass das erste Teil 33 mit dem zweiten Teil 34 verschraubt werden kann.
Das erste Teil 33 weist am von der Gewindeverbindung 35 abgewandten Ende ein in Form einer Endplatte ausgebildetes erstes Anpresselement 31 auf. Das zweite Teil 34 weist am von der Gewindeverbindung 35 abgewandten Ende ein in Form einer Endplatte ausgebildetes zweites Anpresselement 32 auf. Das erste Teil 33 und das zweite Teil 34 können am Außenumfang jeweils einen Sechskant oder einen sonstigen Mehrkant aufweisen, an dem ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann. Mit dem Schraubenschlüssel können das erste und das zweite Teil 33, 34 über die Gewindeverbindung 35 mit einem definierten Anzugsmoment miteinander verschraubt werden. Durch dieses definierte Verschrauben des ersten und des zweiten Teils 33, 34 wird durch das erste Anpresselement 31 eine Anpresskraft über den ersten Isolierstoffring 13 auf den ersten Ringflansch 11 ausgeübt. Über das zweite Anpresselement 32 wird eine Anpresskraft über den zweiten Isolierstoffring 23 auf den zweiten Ringflansch 21 ausgeübt. Hierdurch werden die Ringflanschs 11, 21 gegen das ringförmige Isolationselement 4 gepresst, wodurch auch der erste Dichtring 14 und der zweite Dichtring 24 zusammen gepresst werden.
Auf diese Weise wird eine mechanisch sehr stabile Verbindung, die zu dem bei sehr hohen Drücken des im durch die Rohrleitung geführten Medium druckfest und technisch dicht ist, zwischen dem ersten Ringflansch 11, dem ringförmigen Isolationselement 4 und im zweiten Ringflansch 21 hergestellt. Dabei sind nicht wie bei Isolierflanschen Verbindungsbolzen durch Bolzenlöcher der Ringflansche zu führen. Die Ringflansche 11, 21 können daher ohne solche Bolzenlöcher gefertigt werden.
Das äußere Kopplungselement 3 könnte alternativ zum Beispiel dreiteilig ausgebildet sein, zum Beispiel mit einer zentralen Kopplungshülse 36, die sich im Wesentlichen vom ersten Isolierstoffring 13 zum zweiten Isolierstoffring 23 erstreckt, und an beiden Enden jeweils mit einer Überwurfmutter, die von außen auf die Kopplungshülse 36 geschraubt sind. Dabei bilden die Überwurfmuttern die Anpresselemente.
Alternativ könnte die Kopplungshülse 36 etwas verlängert gestaltet sein, so dass an beiden Enden jeweilige ringförmige Endplatten an Innengewinden der Kopplungshülse 36 eingeschraubt werden und hierdurch die Anpresselemente 31, 32 bilden, wie in der 2 dargestellt ist.
Die 2 zeigt zudem insofern eine veränderte Gestaltung gegenüber der 1, als dass die erste Isolierstoffhülse 12 und der erste Isolierstoffring 13 als separate Bauelemente ausgeführt sind. Ebenso sind die zweite Isolierstoffhülse 22 und der zweite Isolierstoffring 23 als separate Bauelemente ausgeführt.
Auch Kombinationen aus diesen Ausführungsformen können vorteilhaft realisiert werden.
Der Isolierverbinder kann zusätzlich mit einer isolierenden Umhüllung versehen sein, z.B. indem er in ein Stück Schrumpfschlauch eingeschrumpft wird zum Schutz vor Witterungs- oder Umgebungseinflüssen. Vorteilhaft ist z.B. eine Polyolefine-Beschichtung als Umhüllung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010060981 B3 [0003]

Claims

Isolierverbinder zum Verbinden einer ersten Rohrleitung mit einer zweiten Rohrleitung, wobei der Isolierverbinder ein erstes Anschlusselement zum Anschließen der ersten Rohrleitung und ein zweites Anschlusselement zum Anschließen der zweiten Rohrleitung hat, wobei das erste Anschlusselement elektrisch isoliert vom zweiten Anschlusselement ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) das erste Anschlusselement hat ein erstes Anschlussteil, an das die erste Rohrleitung anschließbar ist, und einen ersten Ringflansch, der am zum zweiten Anschlusselement gewandten Ende des ersten Anschlusselements angeordnet ist, b) das zweite Anschlusselement hat ein zweites Anschlussteil, an das die zweite Rohrleitung anschließbar ist, und einen zweiten Ringflansch, der am zum ersten Anschlusselement gewandten Ende des zweiten Anschlusselements angeordnet ist, c) zwischen dem ersten Ringflansch und dem zweiten Ringflansch ist ein ringförmiges Isolationselement angeordnet ist, d) der Isolierverbinder hat ein äußeres Kopplungselement zum Verbinden des ersten Ringflanschs über das ringförmige Isolationselement mit dem zweiten Ringflansch, wobei das äußere Kopplungselement den ersten und den zweiten Ringflansch an deren Außenumfang übergreift.
Isolierverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Kopplungselement ein erstes Anpresselement zum unmittelbaren oder mittelbaren Aufbringen einer Anpresskraft auf die vom zweiten Anschlusselement abgewandte Oberfläche des ersten Ringflanschs und/oder ein zweites Anpresselement zum unmittelbaren oder mittelbaren Aufbringen einer Anpresskraft auf die vom ersten Anschlusselement abgewandte Oberfläche des zweiten Ringflanschs hat.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Kopplungselement eine einteilige oder mehrteilige Hülse mit ringförmigem Querschnitt aufweist, in deren Innenraum der erste und der zweite Ringflansch aufgenommen sind.
Isolierverbinder nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Teile des äußeren Kopplungselements durch eine Gewindeverbindung, eine Bajonettverbindung und/oder eine Verschweißung miteinander verbunden sind.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Kopplungselement als ein den ersten und den zweiten Ringflansch sowie zumindest einen Teil des ersten und des zweiten Anschlussteils aufnehmendes und gegenüber der Umgebung abschirmendes Gehäuse ausgebildet ist.
Isolierverbinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mehrteilig ausgebildet ist, insbesondere zweiteilig oder dreiteilig.
Isolierverbinder nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gehäuseteile in Form einer Überwurfmutter ausgebildet ist.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Isolationselement zugleich ein Dichtelement zum Abdichten der Verbindung zwischen dem ersten Ringflansch und dem zweiten Ringflansch bildet und/oder zwischen dem ringförmigen Isolationselement und dem ersten Ringflansch ein zusätzlicher erster Dichtring zum Abdichten der Verbindung zwischen dem ersten Ringflansch und dem ringförmigen Isolationselement und/oder zwischen dem ringförmigen Isolationselement und dem zweiten Ringflansch ein zusätzlicher zweiter Dichtring zum Abdichten der Verbindung zwischen dem zweiten Ringflansch und dem ringförmigen Isolationselement angeordnet ist.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Außenumfang des ersten und/oder zweiten Ringflanschs und dem Innenumfang des äußeren Kopplungselements eine äußere Isolierstoffhülse angeordnet ist.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Anschlussteil zumindest teilweise von einer ersten Isolierstoffhülse umgeben ist und/oder das zweite Anschlussteil zumindest teilweise von einer zweiten Isolierstoffhülse umgeben ist.
Isolierverbinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Teil der ersten Isolierstoffhülse von einem vom äußeren Kopplungselement umgebenen Abschnitt des ersten Anschlussteils in einen außerhalb des äußeren Kopplungselements angeordneten Abschnitt des ersten Anschlussteils erstreckt und/oder sich zumindest ein Teil der zweiten Isolierstoffhülse von einem vom äußeren Kopplungselement umgebenen Abschnitt des zweiten Anschlussteils in zweiten außerhalb des äußeren Kopplungselements angeordneten Abschnitt des ersten Anschlussteils erstreckt.
Isolierverbinder nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Anpresselement und dem ersten Ringflansch ein erster Isolierstoffring angeordnet ist und/oder zwischen dem zweiten Anpresselement und dem zweiten Ringflansch ein zweiter Isolierstoffring angeordnet ist.
Isolierverbinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierstoffhülse einstückig mit dem ersten Isolierstoffring ausgebildet ist und/oder die zweite Isolierstoffhülse einstückig mit dem zweiten Isolierstoffring ausgebildet ist.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ringflansch einstückig mit dem ersten Rohrelement ausgebildet ist und/oder der zweite Ringflansch einstückig mit dem zweiten Rohrelement ausgebildet ist.
Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierverbinder als Isolierverschraubung ausgebildet ist.
Rohrleitungssystem mit einer ersten Rohrleitung und einer zweiten Rohrleitung, wobei die erste und die zweite Rohrleitung über eine Isoliertrennstelle miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliertrennstelle einen Isolierverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Rohrleitungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrleitungssystem ein kathodisches Korrosionsschutzsystem (KKS) hat.
Verwendung eines Isolierverbinders nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Isoliertrennstelle zwischen einer ersten und einer zweiten Rohrleitung eines Rohrleitungssystems mit elektrisch beaufschlagten Rohrleitungen, insbesondere die mit einem kathodischem Korrosionsschutzsystem geschützt sind.