DE1101067B

DE1101067B - Expansion compensator for laterally offset parallel pipes

Info

Publication number: DE1101067B
Application number: DEF20111A
Authority: DE
Inventors: Frank Stephen Schindler
Original assignee: Flexonics Corp
Current assignee: Flexonics Corp
Priority date: 1956-04-23
Filing date: 1956-04-23
Publication date: 1961-03-02

Description

Dehnungsausgleicher für seitlich versetzte parallele Rohre Um die Längsdehnung von Rohren bei steigender Temperatur und unter dem Einfluß anderer Faktoren aufzunehmen, wurden dehnbare Rohrverbinder verschiedener Ausführung zur Einschaltung in Rohrleitungen vorgeschlagen.Expansion compensator for laterally offset parallel pipes around the Longitudinal expansion of pipes with increasing temperature and under the influence of others To accommodate factors, expandable pipe connectors of various designs were used Involvement in pipelines suggested.

So ist bereits ein Dehnungsausgleicher für im Zuge einer gestreckten Rohrleitung seitlich gegeneinander versetzte parallele Rohre bekannt, der aus einem in axialer Verlängerung mit dem einen Rohr verbundenen beweglichen ersten Ausgleicher, dessen anderes Ende über ein S-förmiges Zwischenstück an das andere Rohr angeschlossen ist, und einem koaxial zum ersten Ausgleicher angeordneten, mit dem Zwischenstück über ein außen daran befestigtes Rohrstück von wesentlich kleinerem Durchmes$er. kommunizierenden und der Ausdehnung des -ersten Ausgldichers entgegenwirkenden, an seinem anderen Ende abgeschlossenen zweiten Ausgleicher besteht, wobei die beiden Ausgleicher vorzugsweise gleiche wirksame Innendurchmesser besitzen und ihre voneinander abgewandten Enden durch Zuganker starr miteinander verbunden sind. Die Ausgleicher sind dabei als Stopfbuchsenausgleicher ausgebildet. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform insbesondere die weite Öffnung, mit der das außen an dem S-förmigen Zwischenstück befestigt und axial gegenübel dem beweglichen Ende des ersten Ausgleichers angeordnete Rohrstück anschließt, so daß dort zwangläufig eine starke Wirbelung auftreten muß.So is already an expansion compensator for in the course of a stretched Pipeline laterally offset parallel pipes known from a in axial extension with the first movable compensator connected to a pipe, the other end of which is connected to the other pipe via an S-shaped intermediate piece is, and a coaxially arranged to the first equalizer, with the intermediate piece Via a piece of pipe of much smaller diameter attached to the outside. communicating and counteracting the expansion of the -first compensation, at its other end there is a second equalizer, the two Equalizers preferably have the same effective inner diameter and their one another remote ends are rigidly connected to one another by tie rods. The equalizers are designed as a stuffing box compensator. This embodiment has the disadvantage in particular the wide opening with which the outside of the S-shaped intermediate piece attached and axially arranged opposite the movable end of the first equalizer Pipe section connects, so that there must inevitably occur a strong vortex.

Ferner ist ein Dehnungsausgleicher für um 90° gegeneinander versetzte Rohre bekanntgeworden, bei dem ein die beiden Enden der als Wehrohre ausgebildeten, koaxial zueinander angeordneten Ausgleicher durch einen innenliegenden Zuganker starr miteinander verbunden sind, wobei jedoch durch das um 90° gekrümmte Verbindungsstück eine gebogene Wand zwischen dem Strömungskanal und dem-strömungsfreien Entlastungsraum gebildet wird, die eine Öffnung zur Durchführung des Zugankers und eine zweite kleine Öffnung zum Durchtritt der beim Ausgleich verdrängten Flüssigkeit besitzt. Diese letztgenannte Öffnung liegt = was allerdings bei der gewählten Konstruktion auch gar nicht anders möglich ist - an der strömungstechnisch ungünstigsten Stelle, nämlich im gebogenen Teil des Dehnungsausgleichers und noch dazu auf der Außenseite des Krümmers.There is also an expansion compensator for offset by 90 ° Pipes become known in which one of the two ends of the weir pipes, Compensators arranged coaxially to one another by means of an internal tie rod are rigidly connected to each other, but by the 90 ° curved connector a curved wall between the flow channel and the flow-free relief space is formed, the one opening for the implementation of the tie rod and a second small one Has an opening for the liquid displaced during equalization to pass through. These The latter opening is located = which, however, also applies to the chosen construction No other way is possible - at the most unfavorable point in terms of flow, namely in the curved part of the expansion compensator and also on the outside of the Bend.

Die gleichen Nachteile strömungstechnischer Art besitzt ein anderer bekannter Dehnungsausgleicher, der ebenfalls Wehrohre als bewegliche Bauausgleichselemente verwendet, bei dem aber der Zuganker außerhalb des Strömungsraumes angeordnet ist. Auch dort wird die Verbindung zu dem nichtdurchströmten Entlastungsraum durch eine kleine Öffnung bzw. ein kurzes, enges Rohrstück an einer strömungstechnisch sehr ungünstigen Stelle vorgenommen.Another has the same disadvantages in terms of flow technology well-known expansion compensator, which also uses weir pipes as movable structural compensation elements used, but in which the tie rod is arranged outside of the flow space. There, too, the connection to the non-flowed relief space is made by a small opening or a short, narrow piece of pipe on a very fluidic made at an unfavorable point.

Erfindungsgemäß wird demgegenüber vorgeschlagen, daß die Ausgleicher in bekannter Weise als Wellrohre ausgebildet sind und das S-förmige Zwischenstück in seinem praktisch gradlinigen querströmungsfreien Teil ,gegenüber dem beweglichen Ende des ersten Ausgleichers eine für Entlastungsbalgen an sich bekannte kleine Öffnung besitzt, die die Flüssigkeitsverbindung mit dem zweiten Ausgleicher ein an das Rohrstück anschließendes Rohrstück herstellt.According to the invention it is proposed that the equalizer are formed in a known manner as corrugated pipes and the S-shaped intermediate piece in its practically straight, cross-flow-free part, opposite the moving part At the end of the first equalizer, a small one known per se for relief bellows Has opening that provides fluid communication with the second equalizer produces the pipe section adjoining the pipe section.

Der erfindungsgemäße Dehnungsausgleicher gestattet unter Entlastung der durch ,den Mediumdruck erzeugten Axialkräfte eine Verschiebung der Anschlußenden der Ausgleicher in weiten Grenzen, ohne dabei praktisch einen störenden Einfluß auf die Strömung des durch die Leitung geförderten Mediums auszuüben.The expansion compensator according to the invention allows under relief the axial forces generated by the medium pressure cause a displacement of the connection ends the equalizer within wide limits, without practically any disruptive influence to exert on the flow of the medium conveyed through the conduit.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Dehnungsausgleichers, Fig.2 einen vergrößerten Längsschnitt des Dehnungsausgleichers, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig.4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2.The invention is illustrated below in an exemplary embodiment the drawing explained in more detail. 1 shows a side view of an inventive Expansion compensator, Fig. 2 an enlarged longitudinal section of the expansion compensator, 3 shows a cross section along the line 3-3 in FIG. 2 and FIG. 4 shows a cross section along the line 4-4 in FIG. 2.

Der Dehnungsausgleicher 10 ist zwischen seitlich zueinander versetzten, parallelen Rohren 12 und 14 einer Rohrleitung mit Hilfe bekannter Verbindungsmittel, beispielsweise Kupplungen, oder aber durch Schweißung, eingeschaltet. Der Dehnungsausgleicher 10 umfaßt einen Endteil 16 und einen durch Zusammenschweißen von zwei 45°-Rohrkrümmern 20 und 22 und einem dazwischenliegenden geraden Rohrstück 24 gebildeten gekröpften Teil 18. An dem dem Endteil 16 gegenüberliegenden Ende des gekröpften Teils 18 ist ein aus einem- gewellten Metallrohr bestehender Ausgleichsbalg 26 flüssigkeitsdicht, beispielsweise durch Schweißung, befestigt.The expansion compensator 10 is connected between laterally offset, parallel pipes 12 and 14 of a pipeline with the aid of known connecting means, for example couplings, or by welding. The expansion joint 10 includes one end portion 16 and a by welding together two 45 ° -Rohrkrümmern 20 and 22 and an intermediate straight tube piece 24 formed cranked part 18. At the the end portion 16 opposite end of the cranked portion 18 is an existing from einem- corrugated metal tube Compensating bellows 26 attached in a liquid-tight manner, for example by welding.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, besteht. der Ausgleichsbalg 26 aus einer metallischen Rohrwandung, die zu mehreren parallelen, ringförmigen Falten 28 verformt ist, und ist elastisch und nachgebend,, um eine Ausdehnung oder Zusammenziehung infolge wechselnden inneren Druckes zu ermöglichen. Die Wand des Balgs kann aus mehreren ineinanderliegenden konzentrischen Metallrohren gebildet sein, um eine möglichst große Flexibilität zu erzielen. Die Verwendung einer derartigen Vielfachwand ist jedoch nicht absolut notwendig, und es kann auch eine einfache Wand verwendet werden. Das äußere Ende der Rohrwandung des Balgs ist durch Schweißung oder eine andere geeignete Verbindungsart mit einem Rohrkupplungsstück 30 verbunden. An dieser Stelle umgibt ein Verstärkungsring 32 das Balgende und umschließt fest dessen Wandung. Der Verstärkungsring 32 kann auch mit der Balgwand verschweißt sein. Ein gleichartiger Verstärkungsring 34 umgibt die Balgwand am inneren Ende des Balgs und ist wie die Wandung des Balgs 26 selbst mit dem Rohrkrümmer 22 flüssigkeitsdicht, beispielsweise durch Schweißung, verbunden. Zwischen den einzelnen Falten des Balgs 26 liegen weitere,- fest an der Balgwand anliegende Verstärkungsringe 36, Die Verstärkungsringe 32, 34 und 36 versetzen den Balg in die Lage, auch besonders hohen inneren überdrücken standzuhalten. -In axialer Verlängerung des Ausgleichsbalgs 26 ist außen an das Knie des gekröpften Teils 18 ein Rohrstück 38 mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser angeschweißt und steht mit dem Inneren des gekröpften Teils 18 durch eine kleine Ausgleichsöffnung 40 in Verbindung. Das Rohrstück 38 ist andererseits mit einem konischenVerbindungsstück42 verschweißt, dessen anderes, weiteres Ende durch Schweißung mit einem Entlastungsbalg 44 verbunden ist. Der Aufbau des Entlastungsbalgs 44 entspricht dem des Balgs 26; er umfaßt mehrere Falten 46, Verstärkungsringe 48 und an den beiden Enden aufgesetzte Verstärkungsringe 50 und 52. Das äußere Ende des Balgs 44 ist mit einer Abschlußkappe 54 verschweißt, die vorzugsweise auch mit dem am Ende des Balgs aufgesetzten Verstärkungsring 52 verschweißt ist. Die bei beiden Bälgen 26 und 44 verwendeten Verstärkungsringe können zweiteilig sein, d. h. aus den in Fig. 3 dargestellten oberen und unteren Halbsegmenten 48a und 48b bestehen. Von den Ringsegmenten erstrecken sich in etwa radialer Richtung Nasen 56, die durch Bolzen 58 miteinander verschraubt sind.As shown in Fig. 2, there is. the compensating bellows 26 from a metallic pipe wall that leads to several parallel, annular folds 28 is deformed, and is resilient and yielding, to expansion or contraction due to changing internal pressure. The wall of the bellows can be made from several nested concentric metal tubes be formed around a to achieve the greatest possible flexibility. The use of such a multiple wall however, it is not absolutely necessary, and a simple wall can also be used will. The outer end of the pipe wall of the bellows is welded or by a other suitable type of connection with a pipe coupling piece 30 connected. At this A reinforcing ring 32 surrounds the end of the bellows and tightly encloses its wall. The reinforcement ring 32 can also be welded to the bellows wall. A similar one Reinforcement ring 34 surrounds the bellows wall at the inner end of the bellows and is like that Wall of the bellows 26 itself with the pipe elbow 22 liquid-tight, for example connected by welding. Between the individual folds of the bellows 26 lie further, Reinforcing rings 36 firmly resting on the bellows wall, The reinforcing rings 32, 34 and 36 enable the bellows to overpress even particularly high internal pressures to withstand. -In the axial extension of the bellows 26 is outside of the The knee of the cranked part 18 is a pipe section 38 with a relatively small diameter welded and stands with the interior of the cranked part 18 by a small Compensation opening 40 in connection. The pipe section 38 is on the other hand with a conical connecting piece 42 welded, the other, further end by welding is connected to a relief bellows 44. The structure of the relief bellows 44 corresponds that of bellows 26; it includes several pleats 46, reinforcement rings 48 and on the two Reinforcement rings 50 and 52 attached to the ends. The outer end of the bellows 44 is welded to an end cap 54, which is preferably also with the at the end of the Bellows attached reinforcing ring 52 is welded. The 26 and 44 reinforcement rings used can be in two parts, i.e. H. from the in Fig. 3 shown upper and lower half segments 48a and 48b exist. From the ring segments Lugs 56 extend in an approximately radial direction, which are connected to one another by bolts 58 are screwed.

Der am Ende des Balgs 26 sitzende Verstärkungsring 32 ist von einem quadratischen Halteflansch 60 umgeben; ein gleichartiger Halteflansch 62 umgibt das äußere Ende des Verstärkungsringes 52 auf dem Entlastungsbalg 44. Die gegenüberliegenden Ecken der Halteflansche 60 und 62 sind jeweils durch vier Zuganker 64 verbunden, die an ihren Enden Muttern 66 tragen und die Halteflansche zusammenhalten. Die .,Querschnitte des Ausgleichsbalgs 26 und des Entlastungsbalgs 44 sind gleich, und die Bälge besitzen deshalb auch eine gleiche Wirkfläche für den Mediumsdruck. Die von dem inneren Überdruck auf den Ausgleichsbalg 26 ausgeübte Kraft ist deshalb entgegengesetzt gerichtet und gleich groß der auf den Entlastungsbalg 44 ausgeübten Kraft; die beiden Kräfte werden durch die Zuganker 64, den Rohrkrümmer 22, das Rohrstück 38 und das konische Verbindungsstück 42 übertragen und heben sich gegenseitig auf. Dadurch wird erreicht, daß ein innerer Überdruck keine, die beiden Rohrenden 12 und 14 auseinandertreibende Kraft entwickelt.The reinforcing ring 32 seated at the end of the bellows 26 is of one surrounding square retaining flange 60; a similar retaining flange 62 surrounds the outer end of the reinforcement ring 52 on the relief bladder 44. The opposite Corners of the retaining flanges 60 and 62 are each connected by four tie rods 64, which carry nuts 66 at their ends and hold the retaining flanges together. The., Cross sections the balance bellows 26 and the relief bellows 44 are the same, and the bellows have therefore the same effective area for the medium pressure. The one from the internal overpressure The force exerted on the balancing bellows 26 is therefore directed in the opposite direction and equal to the force exerted on the relief bellows 44; the two forces are through the tie rods 64, the elbow 22, the pipe section 38 and the conical Transfer connector 42 and cancel each other out. This achieves that an internal overpressure does not cause the two pipe ends 12 and 14 to drive apart Strength developed.

Der beschriebene Dehnungsausgleicher ist also vom inneren Überdruck so entlastet, daß keine nach außen gerichteten Kräfte erzeugt werden und ist vollständig in sich geschlossen.-Die parallelachsigen und entgegengesetzt gerichteten Anschlußenden des Dehnungsausgleichers erleichtern seine Anordnung in einer im wesentlichen geradlinig verlaufenden Rohrleitung. Die Verstärkungsringe auf dem Ausgleichsbalg und dem Entlastungsbalg machen den Dehnungsausgleicher für sehr hohe innere Drucke geeignet. Die kleine Ausgleichsöffnung in der Zuleitung zum Kompensationsbalg verhindert das Auftreten von Turbulenz in dem gekröpften Teil des Dehnungsausgleichers, während das sich an diese Ausgleichsöffnung anschließende Rohrstück auf Grund seines kleinen Durchmessers leicht an den gekröpften Teil angeschweißt werden kann und nur geringe Herstellungskosten verursacht.The expansion compensator described is therefore of the internal overpressure so relieved that no outwardly directed forces are generated and is complete self-contained.-The parallel-axis and oppositely directed connection ends the expansion compensator facilitate its arrangement in a substantially rectilinear manner running pipeline. The reinforcement rings on the balance bellows and the relief bellows make the expansion compensator suitable for very high internal pressures. The little one Compensation opening in the supply line to the compensation bellows prevents this from occurring of turbulence in the cranked part of the expansion joint while that is pipe section adjoining this compensation opening due to its small diameter can be easily welded to the cranked part and only low manufacturing costs caused.

Claims

PATENT CLAIM: Expansion compensator for parallel pipes laterally offset from one another in the course of an extended pipeline, consisting of a movable first compensator connected in an axial extension to one pipe, the other end of which is connected to the other pipe via an S-shaped gas adapter, and a coaxial to the First compensator arranged, communicating with the intermediate piece via an externally attached pipe piece of much smaller diameter and counteracting the expansion of the first compensator, closed at its other end, the two compensators preferably have the same effective inner diameter and their ends facing away from each other by tie rods are rigidly connected to each other, characterized in that the equalizers (26, 44) are designed in a known manner as corrugated pipes and the S-shaped intermediate piece (18) in its practically straight, cross-flow-free part against Above the movable end of the first compensator (26) has a small opening (40) known per se for relief bellows, which establishes the fluid connection with the second compensator (44) via a conical connecting piece (42) adjoining the pipe section (38). Considered publications: German Patent Nos. 858 916, 668 607, 534 704, 151924; French Patent No. 990 611; - U.S. Patent No. 1826 666.