DE1169735B

DE1169735B - Pipeline with annular expansion compensators

Info

Publication number: DE1169735B
Application number: DEST16187A
Authority: DE
Original assignee: STAHLBAU MICHAEL LAVIS SOEHNE
Current assignee: STAHLBAU MICHAEL LAVIS SOEHNE
Priority date: 1958-04-15
Filing date: 1958-04-15
Publication date: 1964-05-06

Description

Rohrleitung mit Ringwulst-Dehnungsausgleichern In Rohrleitungen für den Transport von Flüssigkeiten, Dämpfen und Gasen sind Konstruktionsglieder der verschiedensten Art bekannt, die Temperaturdehnungen, Setzungen und elastische Verschiebungen der Rohrabschnitte ganz oder teilweise ausgleichen, d. h. den an sie angeschlossenen Rohrteilen, vor allem in Längsrichtung, eine möglichst beanspruchungsfreie Ausdehnung gestatten.Pipeline with annular expansion compensators In pipelines for the transport of liquids, vapors and gases are structural elements of the various types known, the thermal expansions, settlements and elastic displacements Compensate the pipe sections in whole or in part, d. H. the one connected to it Pipe parts, especially in the longitudinal direction, an expansion that is as stress-free as possible allow.

Die Erfindung bezieht sich auf Rohrleitungen mit Ringwulst-Dehnungsausgleichern zur elastischen Verbindung ihrer Rohrabschnitte, die im Gegensatz zu Stopfbüchsen-Dehnungsausgleichern die Leitung nicht unterbrechen, daher auch keine Verstemmungen, Dichtungsringe, Packungen u. dgl. zur Verhinderung eines Flüssigkeits- oder Gasaustritts benötigen und den oft erwünschten Vorzug besitzen, die Rohrleitung von außen bakterienfrei zu halten.The invention relates to pipelines with toroidal expansion compensators for the elastic connection of your pipe sections, which in contrast to stuffing box expansion compensators Do not interrupt the line, therefore no caulking, sealing rings, Need packs and the like to prevent liquid or gas leakage and have the often desired advantage that the pipeline is bacteria-free from the outside to keep.

Bekannte Dehnungsausgleicher der letztbezeichneten Art sind der Wellrohrkompensator und die Wulstdilatation, bei denen die erforderlichen elastischen Bewegungen der Rohrabschnitte zueinander durch das starke Federungsvermögen des Wellrohrs bzw. des Ringwulstes herbeigeführt und durch Hintereinanderschaltung zweier Kompensatoren bzw. Wülste in geeignetem Abstand auch Querbewegungen weitgehend ausgeglichen werden.Well-known expansion compensators of the last-mentioned type are the corrugated pipe compensator and the bulge dilation, in which the required elastic movements of the Pipe sections to each other due to the strong resilience of the corrugated pipe or of the annular bead and by connecting two compensators in series or beads at a suitable distance and transverse movements are largely compensated for.

Die bekannten Wellrohr- und Ringwulst-Dehnungsausgleicher erstrecken .sich üblicherweise von ihrem kleinsten, dem Leitungsdurchmesser entsprechenden Durchmesser radial nach außen. Da hierbei die Leitung nicht unterbrochen ist, wirken sich die durch den Innendruck auf die Wulst ausgeübten Kräfte als Reaktions-Längskräfte auf die Rohrleitung aus, wobei für diese Kräfte bekanntlich derjenige Durchmesser maßgebend ist, der der Strecke zwischen den beiden Berührungspunkten einer senkrecht zur Rohrachse gerichteten Tangente an den beiden Schnittkurven des Ringwulstes entspricht, also praktisch der mittlere Durchmesser. Mit Rücksicht darauf. muß die Leitungswandung so dimensioniert sein, daß sie nicht nur insbesondere den Leitungs- und/oder Außendruck, sondern auch die Reaktions-Längskräfte aufzunehmen vermag. Dieser Umstand führt dazu, daß Rohrleitungen insbesondere verhältnismäßig großen Durchmessers mit Ringwulst-Dehnungsausgleichern sehr teuer werden, so daß der Vorteil einer nicht unterbrochenen und wartungsfreien Leitung aus wirtschaftlichen Gründen oft nicht wahrgenommen werden kann und auf die vorerwähnte Stopfbüchsenanordnung mit allen ihren Nachteilen zurückgegriffen werden muß.The well-known corrugated pipe and toroidal expansion compensators extend .s usually from their smallest, corresponding to the cable diameter Radially outward diameter. Since the line is not interrupted here, take effect the forces exerted by the internal pressure on the bead become longitudinal reaction forces on the pipeline, it being known that the diameter for these forces is the decisive factor is the one perpendicular to the line between the two contact points corresponds to the tangent directed to the pipe axis on the two intersection curves of the annular bead, practically the mean diameter. With that in mind. must be the pipe wall be dimensioned so that they not only in particular the line and / or external pressure, but also able to absorb the longitudinal reaction forces. This circumstance leads to the fact that pipelines in particular relatively large diameters with toroidal expansion compensators can be very expensive, so the advantage of an uninterrupted and maintenance-free For economic reasons, management can often not be perceived and continues resorted to the aforementioned stuffing box arrangement with all its disadvantages must become.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer Rohrleitung mit Ringwulst-Dehnungsausgleichern die auf die Rohrleitung ausgeübten Reaktions-Längskräfte herabzusetzen und dadurch den Kostensatz der Gesamtleitung etwa dem einer Leitung mit Stopfbüchsen-Dehnungsausgleichern anzupassen, damit auch für Rohrleitungen größeren Durchmessers eine Dehnungsausgleicher-Anordnung ohne Unterbrechung der Leitung wirtschaftlich wird.The invention has the task of a pipeline the longitudinal reaction forces exerted on the pipeline with annular bead expansion compensators and thereby the cost rate of the overall line about that of a line adapt with stuffing box expansion compensators so that larger pipelines can also be used Diameter, an expansion compensator arrangement without interrupting the line is economical will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrabschnitte beiderseits des jeweiligen Ringwulstes sich auf diesen zu konusartig verjüngen, gegebenenfalls bereits über eine gewisse Rohrstrecke vor dem Ringwulst einen gegenüber dem normalen Durchmesser geringeren Durchmesser aufweisen.This object is achieved according to the invention in that the pipe sections on both sides of the respective annular bead taper to a cone-like shape, possibly already over a certain pipe section in front of the annular bead one opposite have a smaller diameter than the normal diameter.

Zwar ist bereits eine Rohrleitung mit Stopfbüchsen-Dehnungsausgleichern bekannt, bei der das Degenrohr im Bereich der Stopfbüchse eingeschnürt ist. Hierdurch wird zwar erreicht, daß der radiale Platzbedarf im Bereich des Dehnungsausgleichers nicht größer als im übrigen Bereich der Rohrleitung ist und da,ß der Dehnungsausgleicher selbst möglicherweise billiger wird. Diese Verbilligung ist jedoch in bezug auf die Gesamtkosten der Leitung nicht bedeutend. Da im übrigen bei Stopfbüchsen-Dehnungsausgleichern die Rohrleitung unterbrochen ist, tritt ein durch Reaktions-Längskräfte in der Leitung hervorgerufenes Problem gar nicht auf.There is already a pipeline with stuffing box expansion compensators known, in which the epee tube is constricted in the area of the stuffing box. Through this it is achieved that the radial space requirement in the area of the expansion compensator is not larger than in the rest of the pipeline and there, ß the expansion compensator itself may become cheaper. However, this discount is in relation to the total cost of the line is not significant. As for the rest of the stuffing box expansion compensators the pipeline is interrupted, occurs due to longitudinal reaction forces in the line the problem caused does not appear at all.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Einschnürung der Rohrleitung im Bereich des Dehnungsausgleichers läßt sich zwar auch für dessen Ringwulst ein Rohr kleineren Durchmessers verwenden, was erwartungsgemäß zu einer Gewichtsverringerung und Kostensenkung des Dehnungsausgleichers führt und die Fertigung desselben erleichtert. Diese Gewichtsminderung der Ringwulst-Dilatationen ist jedoch in bezug auf die Gesamtleistung von untergeordnetem Interesse, da die hierdurch erzielte Kostensenkung nur etwa 1% der Kosten der gesamten Rohrleitung beträgt. Viehmehr liegt der hauptsächliche Vorteil der erfindungsgemäß in Vorschlag gebrachten Rohrverjüngungen im Bereich des Dehnungsausgleichers darin, daß sich die Blechstärke der Rohrwand gegenüber bisher üblichen Rohrleitungen mit Ringwulst-Dehnungsausgleichern bedeutend verringern läßt. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere bei großräumigen Rohrleitungen aus. Er wird dadurch herbeigeführt, daß auf Grund der hier vorgeschlagenen Maßnahmen die Längskräfte, welche seitens der Dilatation über die Rohrwand auf die Festpunkte der Rohrleitung übertragen werden, in erheblichem Maße gemindert sind. Wie zahlreiche Ausführungen bewiesen haben, werden diese Kräfte durch die beiderseitige konusartige Verjüngung bis auf 60 °lo herabgesetzt. Bei Dilatationen von z. B. 2800 mm Durchmesser, wie solche kürzlich erprobt wurden, liegt die Größenordnung der Herabsetzung der Längskräfte bzw. Festpunktskräfte infolge der erfindungsgemäßen Einschnürung bei 100 t je Dilatation.Due to the constriction of the pipeline proposed according to the invention in the area of the expansion compensator can also be used for its annular bead Use smaller diameter pipe, which is expected to reduce weight and lowering the cost of the expansion compensator and making it easier to manufacture. However, this reduction in weight of the toroidal bulge dilatations is related to the overall performance of subordinate interest, since the resulting cost reduction is only about 1% of the cost of the entire pipeline. Cattle more is the main one Advantage of the pipe tapering proposed according to the invention in the area of the expansion compensator in it, that the sheet metal thickness of the pipe wall Significant compared to the usual pipelines with toroidal expansion compensators can decrease. This advantage is particularly effective in the case of large-scale pipelines the end. It is brought about by the measures proposed here the longitudinal forces which are exerted on the fixed points by the dilatation over the pipe wall transferred to the pipeline are reduced to a considerable extent. How numerous Designs have proven, these forces are due to the bilateral cone-like Taper down to 60 ° lo. With dilations of z. B. 2800 mm diameter, as such have recently been tried, the magnitude of the degradation is the Longitudinal forces or fixed point forces as a result of the constriction according to the invention 100 t per dilatation.

Die durch den Ringwulst hervorgerufenen, durch Verringerung dessen Außendurchmessers verminderten Zusatzkräfte zu den üblichen Längskräften der Rohrleitung werden Null, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Strecke zwischen den beiden Berührungspunkten einer senkrecht zur Rohrachse gerichteten Tangente an den beiden Schnittkurven des Ringwulstes gleich dem normalen Rohrdurchmesser ist, wodurch eine optimale Lösung des hier entstehenden Problems erzielt wird. Schnürt man das Rohr also nach dem zuvor erwähnten Erfindungsmerkmal ein, so erfährt das Rohr vom Innendruck trotz des Einbaues einer Ringwulstdilatation keine größeren Kräfte, als wenn die Dilatation nicht vorhanden wäre. Eine noch stärkere Einschnürung des Rohres brächte keine statischen Vorteile mehr, sondern würde nur die Herstellung erschweren. Dieser weitere Vorschlag ist im Sinne der Zielsetzung der Erfindung mit von entscheidendem Einfluß; denn bei dem Hauptkonkurrenten solcher Ringwulst Dilatationen, der Stopfbüchse, werden keine Zusatzkräfte auf die Festpunkte ausgeübt. Die Ringwulstdilatation wird daher erst in dem Augenblick zu einem echten Konkurrenten .der Stopfbüchsenordnung, wenn sie gemäß der Erfindung so ausgebildet ist, daß keine zusätzlichen Kräfte auf die Festpunkte ausgeübt werden. Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise im Schnitt eine Rohrleitung, die erfindungsgemäß im Bereich des Dehnungsausgleichers eingeschnürt ist. Die Rohrleitung ist mit ihren elastisch zu verbindenden Rohrabschnitten 1, 2 beiderseits des als Ringwulst ausgebildeten Dehnungsausgleichers 3 auf diesen zu konusartig verjüngt und weist auf der Seite des Rohrabschnitts I bereits über eine gewisse Rohrstrecke vor dem Ringwulst 3 einen gegenüber dem normalen Durchmesser D geringeren Durchmesser d auf. Die Dimensionierung der einzelnen Konstruktionsteile ist so gewählt, daß die Strecke zwischen den beiden Berührungspunkten der senkrecht zur Rohrachse gerichteten Tangente T an den beiden Schnittkurven des Ringwulstes 3 gleich dem normalen Rohrdurchmesser D ist.The additional forces caused by the annular bead, reduced by reducing its outer diameter, to the usual longitudinal forces of the pipeline become zero if, according to a further feature of the invention, the distance between the two contact points of a tangent perpendicular to the pipe axis on the two intersection curves of the annular bead is equal to the normal pipe diameter is, whereby an optimal solution to the problem arising here is achieved. If one constricts the pipe according to the aforementioned feature of the invention, the pipe does not experience any greater forces from the internal pressure than if the dilation were not present, despite the installation of an annular bulge dilation. An even greater constriction of the pipe would no longer bring any static advantages, but would only make production more difficult. This further proposal is in the sense of the objective of the invention with a decisive influence; because with the main competitor of such toroidal dilation, the stuffing box, no additional forces are exerted on the fixed points. The toroidal dilation therefore only becomes a real competitor .der the stuffing box arrangement when it is designed according to the invention so that no additional forces are exerted on the fixed points. The drawing illustrates, for example, a section of a pipeline which, according to the invention, is constricted in the area of the expansion compensator. The conduit is tapered with its elastically connecting pipe sections 1, 2 on both sides of the formed as annular bead expansion joint 3 on these to the cone-like and has, on the side of the pipe section I already have a certain pipe length before the annular ring 3 a with respect to the normal diameter D smaller diameter d on. The dimensioning of the individual structural parts is chosen so that the distance between the two points of contact of the tangent T directed perpendicular to the pipe axis on the two intersection curves of the annular bead 3 is equal to the normal pipe diameter D.

Claims

Claims: 1. Pipeline with annular expansion compensators for the elastic connection of their pipe sections, characterized in that the Pipe sections on both sides of the annular bead taper conically towards this, possibly already over a certain pipe section in front of the annular bead one opposite have a smaller diameter than the normal diameter.

2. Pipeline according to claim 1, characterized in that the distance between the two points of contact a tangent perpendicular to the pipe axis to the two intersection curves of the Ring bead is equal to the normal pipe diameter. Considered publications: German Patent No. 217151; British Patent No. 622,632; U.S. Patent No. 1420 214; Journal "Das Gas- und Wasserfach", Issue 16, 1943, pp. 204 to 208; Brochure of the company Metallschlauch-Fabrik Pforzheim vorm. Hh. Witzenmann G. m. B. H., »Hydra-Axial expansion joints made of 1818 Cr-Ni steel or TZ. Special sheets NW 40 up to 700 for temperatures up to 600 ° C «, 4th page of text, 2nd section.