DE1247086B

DE1247086B - Sealed and tensile socket connection for pipes

Info

Publication number: DE1247086B
Application number: DEST17291A
Authority: DE
Original assignee: Stanton and Staveley Ltd
Current assignee: Stanton and Staveley Ltd
Priority date: 1960-01-01
Filing date: 1960-12-30
Publication date: 1967-08-10

Description

Dichte und zugfeste Muffenverbindung für Rohre Die Erfindung betrifft eine dichte und zugfeste Muffenverbindung für aneinanderzufügende Rohrlängen. Derartige Rohrverbindungen finden insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, bei langen, über weite Strecken verlegten Rohrleitungen, sogenannten Pipelines, Verwendung, wobei die Rohre meist unter einem beträchtlichen Innendruck stehen und die Dichtheit und Bruchsicherheit der Rohrverbindungen von großer Wichtigkeit ist, um Schädigungen der Natur, z. B. des Grundwassers, durch auslaufendes Fördermedium zu vermeiden.Sealed and tensile socket joint for pipes The invention relates to a tight and tensile socket connection for pipe lengths that are to be joined together. Such Pipe connections are found particularly, if not exclusively, in long, pipelines laid over long distances, so-called pipelines, use, whereby the pipes are usually under considerable internal pressure and the tightness and break resistance of the pipe connections is of great importance to avoid damage of nature, e.g. B. the groundwater, to avoid leaking pumping medium.

Es ist daher bei derartigen Rohrverbindungen erforderlich, daß sie den Rohren eine gewisse Relativbewegung in axialer Richtung ermöglichen, um Längenausdehnungen infolge Temperaturschwankungen und geringfügige Bewegungen des Erdreiches, auf oder in dem die Rohrleitung verlegt ist, auszugleichen, ohne daß hierdurch die Gefahr entsteht, daß sich die Rohrverbindungen lösen oder auch nur undicht werden.It is therefore necessary in such pipe connections that they allow the tubes a certain relative movement in the axial direction to avoid linear expansion as a result of temperature fluctuations and minor movements of the ground, on or in which the pipeline is laid, to compensate, without thereby the danger arises that the pipe connections loosen or even just become leaky.

Die Erfindung geht aus von einer dichten und zugfesten Muffenverbindung für Rohre mit einem im Querschnitt rechteckigen, geschlitzten, federnden Ankerring, der zwischen und in Anlage an einer sich nach innen erstreckenden, zur Rohrachse senkrechten Schulter am Einsteckrohr und einer sich nach außen erstreckenden zur Rohrachse senkrechten Schulter an der Muffe angeordnet ist, wobei die Schultern durch die Seitenwände je einer Vertiefung in den genannten Teilen gebildet sind, von denen eine eine axiale Erstreckung größer hat, als die Breite des Ankerringes ist, um eine beschränkte axiale Bewegung der Rohre gegeneinander zu ermöglichen.The invention is based on a tight and tensile socket connection for pipes with a rectangular, slotted, resilient anchor ring, that between and in contact with an inwardly extending to the pipe axis vertical shoulder on the insert tube and an outwardly extending shoulder to the Pipe axis vertical shoulder is arranged on the sleeve, the shoulders are formed by the side walls of a recess in each of the parts mentioned, one of which has an axial extent greater than the width of the armature ring is to allow a limited axial movement of the tubes against each other.

Bekannte Rohrverbindungen dieser Art weisen jedoch den Nachteil auf, daß die wichtige Relativbewegung der Rohre zueinander entweder unmöglich ist oder, soweit sich die Rohrenden geringfügig einander nähern können, dies durch die Beeinträchtigung oder Aufhebung der Wirksamkeit der Dichtungsmaßnahmen erkauft werden muß.However, known pipe connections of this type have the disadvantage that the important relative movement of the pipes to one another is either impossible or as far as the pipe ends can approach each other slightly, this is due to the impairment or the removal of the effectiveness of the sealing measures must be paid for.

Insbesondere weist eine bekannte Rohrverbindung dieser Art, die zwar eine gewisse Relativbewegung der Rohrlängen gegeneinander gestattet, den großen Nachteil auf, daß die Wirksamkeit der zugfesten Rohrverbindung nur von der Elastizität des Ankerringes abhängt. Dieser muß daher aus besonders teuerem Material bestehen, um den wechselnden Betriebsbedingungen auf lange Sicht gewachsen zu sein, gewährleistet aber trotzdem den sicheren Zusammenhalt der Rohrverbindung nur ungenügend, da durch ungünstige Umstände, z. B. sehr starke Korrosionserscheinung, die Federwirkung des Ringes aufgehoben und die Rohrverbindung gelöst werden kann.In particular, a known pipe connection of this type, although a certain relative movement of the pipe lengths against each other allows the large Disadvantage that the effectiveness of the tensile pipe connection only depends on the elasticity of the anchor ring depends. This must therefore consist of particularly expensive material, to be able to cope with the changing operating conditions in the long term but still the secure cohesion of the pipe connection is insufficient, because through unfavorable circumstances, e.g. B. very strong corrosion, the spring action of the Ring lifted and the pipe connection can be loosened.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vertiefungen für den Ankerring so zu gestalten, daß die Zugfestigkeit der Rohrverbindung von der Elastizität des Ankerringes unabhängig ist, so daß für den Ankerring ein weniger teures Material verwendet werden kann.On the basis of this prior art, the object of the invention is to be found based on making the depressions for the anchor ring so that the tensile strength the pipe connection is independent of the elasticity of the anchor ring, so that for the anchor ring a less expensive material can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der radiale Abstand zwischen den Böden der Vertiefungen auf einem Teil der axialen Erstreckung der längeren Vertiefung etwa gleich der radialen Dicke des Ankerringes ist, wobei der Boden zwischen den beiden Teilen verschiedener radialer Tiefe schräg verläuft. Demgegenüber ist bei der bekannten Ausführungsform dieser radiale Abstand etwa gleich der eineinhalbfachen radialen Dicke des Ankerringes, weil schon eine der beiden Vertiefungen in ihrer Tiefenabmessung etwa gleich der radialen Dicke des Ankerringes sein muß, um die Montage und Demontage der Rohrverbindung zu ermöglichen, und hierzu für den radialen Abstand zwischen den Böden der Vertiefungen dann noch die etwa der halben Ankerringdicke entsprechende Tiefenabmessung der anderen Vertiefung hinzukommt. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung sind diese Tiefenabmessungen bei einem zweiten Teil der längeren Vertiefung gegeben.This object is achieved according to the invention in that the radial distance between the bottoms of the depressions on part of the axial extent of the longer depression is approximately equal to the radial thickness of the anchor ring , the bottom running obliquely between the two parts of different radial depths. In contrast, in the known embodiment, this radial distance is approximately equal to one and a half times the radial thickness of the anchor ring, because one of the two depressions in its depth dimension must be approximately the same as the radial thickness of the anchor ring in order to enable the assembly and disassembly of the pipe connection, and for this purpose the radial distance between the bottoms of the depressions is then added to the depth dimension of the other depression corresponding to approximately half the anchor ring thickness. In the embodiment according to the invention, these depth dimensions are given in a second part of the longer depression.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es stellt dar F i g. 1 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer erfindungsgemäßen Muffenverbindung, wobei die längere Vertiefung in der Muffe und die kürzere in dem Einsteckrohr vorgesehen ist, F i g. 2 die Rohrenden in der am weitesten auseinandergezogenen Stellung, F i g. 3 eine andere Ausführungsform, bei welcher die längere Vertiefung im Einsteckrohr und die kürzere in der Muffe vorgesehen ist, F i g. 4 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung des Gegenstandes nach F i g. 3, F i g. 5 einen Ankerring, F i g. 6 und 7 eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in den F i g. 1 und 2 entsprechenden Ansichten.The invention is illustrated below with the aid of a few exemplary embodiments described in more detail with reference to the drawing. It shows F. i g. 1 shows a longitudinal section through the upper half of a socket connection according to the invention, the longer recess being provided in the socket and the shorter in the insertion tube is, F i g. 2 the pipe ends in the most expanded position, F. i g. 3 another embodiment in which the longer recess in the insert tube and the shorter one is provided in the sleeve, FIG. 4 one of the F i g. 2 corresponding Representation of the object according to FIG. 3, fig. 5 an anchor ring, FIG. 6 and 7 shows a further embodiment of the subject matter of the invention in FIGS. 1 and 2 corresponding views.

Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, sind die miteinander zu verbindenden Enden zweier Metallrohre als Einsteckrohr 1 bzw. als Muffe 2 ausgeführt. Ein mit Blei geschützter Dichtungsring 3 aus Gummi ist zwischen einer abgeschrägten Schulter in der Muffe 2 und der Außenfläche des Einsteckrohres 1 vorgesehen. Eine Stopfbüchsenbrille 4 mit Löchern für Schraubenbolzen, welche mit entsprechenden Löchern für Schraubenbolzen in der Muffe 2 fluchten, erfaßt den Dichtungsring 3 und drückt denselben beim Anziehen der hier nicht dargestellten Schraubenbolzen in dichtende Berührung mit dem Einsteck- und dem Muffenende der beiden Rohre. Die Außenfläche des Einsteckrohres 1 ist mit einer ringnutförmigen Vertiefung 5 versehen, welche einen geschlitzten Ankerring 6 aus Stahl oder einen anderen geeigneten Werkstoff aufnimmt. Dieser Ring 6 hat einen rechteckigen Querschnitt und kann, um den Einbau zu erleichtern, am Umfang in gewissen Abständen mit Einschnitten 12 (F i g. 5) versehen werden. Der Schlitz 13 des Ankerringes 6 verläuft unter einem Winkel zu dem Radius des Ringes, wodurch ein überlappen beim Einpassen in die Muffe und eine Dehnung beim Einspringen in die Nut 5 möglich wird. Die Innenfläche der Muffe 2 ist so gestaltet, daß eine ringförmige Vertiefung 7 entsteht, in welche der Ankerring 6 hineinragt, wenn die Rohre miteinander verbunden worden sind. Diese ringförmige Vertiefung 7 hat an einem Ende eine größere Tiefe als am anderen, und der Boden ist zwischen den beiden Enden geneigt. Diese Anordnung hat zur Folge, daß, wenn zwei aneinander anstoßende Rohre miteinander verbunden worden sind, der Ankerring 6, wie zunächst in F i g. 1 dargestellt, in das tiefere Ende der Vertiefung 7 hineinragt. Beim Auftreten eines Innendruckes verursacht dieser eine Längsbewegung der beiden Rohre zueinander. Dadurch kommt der Außenumfang des Ankerringes 6 in Berührung mit dem geneigten Boden der Vertiefung 7, wird in das flachere Ende der Vertiefung hineingedrückt und legt sich nun an die Stirnwand 8 an, wie aus F i g. 2 ersichtlich. Er verhindert somit eine weitere Längsbewegung der Rohre. Die Muffe weist einen verengten Teil 9 zwischen der Stirnwand 8 der Vertiefung 7 und der abgeschrägten Schulter, an welche der Dichtungsring 3 angepreßt wird, auf. Der Querschnitt des Ankerringes 6 ist so bemessen, daß zwischen der Außenfläche des Einsteckendes und der Innenfläche des verengten Teiles 9 der Muffe 2 ein Spielraum verbleibt. Ferner ist der Querschnitt des Ankerringes 6 so bemessen, daß die Berührungsfläche zwischen dem Ring 6 und der Stirnwand 8 der Vertiefung 7 genügend groß ist, um die Rohre wirksam zu verankern. Das Ende des Einsteckrohres 1 ist bei 10 abgefaßt, um während des Zusammenbaues das Aufbringen des Ankerringes 6 zu erleichtern.As shown in FIGS. 1 and 2, the ends of two metal pipes to be connected are designed as an insert pipe 1 or as a sleeve 2. A sealing ring 3 made of rubber and protected with lead is provided between a beveled shoulder in the socket 2 and the outer surface of the plug-in pipe 1. A stuffing box gland 4 with holes for screw bolts, which are aligned with corresponding holes for screw bolts in the socket 2 , engages the sealing ring 3 and presses the same when tightening the screw bolts, not shown here, into sealing contact with the male and female ends of the two pipes. The outer surface of the insert pipe 1 is provided with an annular groove-shaped recess 5 which receives a slotted anchor ring 6 made of steel or another suitable material. This ring 6 has a rectangular cross-section and, in order to facilitate installation, can be provided with incisions 12 (FIG. 5) at certain intervals on the circumference. The slot 13 of the anchor ring 6 runs at an angle to the radius of the ring, which makes it possible to overlap when fitting into the socket and to expand when it enters the groove 5. The inner surface of the sleeve 2 is designed so that an annular recess 7 is created into which the anchor ring 6 protrudes when the pipes have been connected to one another. This annular recess 7 has a greater depth at one end than at the other, and the bottom is inclined between the two ends. This arrangement has the consequence that when two mutually abutting pipes have been connected to one another, the anchor ring 6, as initially shown in FIG. 1, protrudes into the deeper end of the recess 7. When an internal pressure occurs, this causes the two pipes to move longitudinally in relation to one another. As a result, the outer circumference of the anchor ring 6 comes into contact with the inclined bottom of the recess 7, is pressed into the flatter end of the recess and now rests against the end wall 8, as shown in FIG. 2 can be seen. It thus prevents any further longitudinal movement of the pipes. The sleeve has a narrowed part 9 between the end wall 8 of the recess 7 and the beveled shoulder against which the sealing ring 3 is pressed. The cross-section of the anchor ring 6 is dimensioned so that a clearance remains between the outer surface of the insertion end and the inner surface of the narrowed part 9 of the sleeve 2. Furthermore, the cross section of the anchor ring 6 is dimensioned so that the contact surface between the ring 6 and the end wall 8 of the recess 7 is sufficiently large to effectively anchor the pipes. The end of the insert tube 1 is drawn off at 10 in order to facilitate the application of the anchor ring 6 during assembly.

Der geschlitzte Ankerring 6 wird während des Zusammenbaues der Rohrverbindung zunächst in die ringförmige Vertiefung 7 eingepaßt, worauf das Einsteckende des anschließenden Rohres ganz einfach hineingeschoben wird, bis der Ring 6 infolge seiner Elastizität von selbst in die Vertiefung 5 des Einsteckrohres springt. Der die Vertiefung 5 ganz ausfüllende Eingriff des federnden Ankerringes 6 in die Vertiefung 5 erfolgt erst bei einer Längsbewegung der Rohre zueinander, also beim Verlegen der Rohre. Infolge der Elastizität des Ringes 6 ragt dieser jedoch von Anfang an genügend in die Vertiefung 5, um zu gewährleisten, daß er auf dem Einsteckende sitzenbleibt, wenn das betreffende Rohr bewegt wird. Bis zum vollen Eingriff des Ankerringes läßt die übliche mechanische Verbindung einen gewissen Grad der Elastizität noch zu.The slotted anchor ring 6 is used during the assembly of the pipe connection first fitted into the annular recess 7, whereupon the insertion end of the subsequent pipe is simply pushed in until the ring 6 as a result its elasticity jumps into the recess 5 of the insert tube by itself. Of the the recess 5 completely filling engagement of the resilient anchor ring 6 in the recess 5 only takes place when the pipes move longitudinally to one another, i.e. when they are being laid of the pipes. Due to the elasticity of the ring 6, however, it protrudes from the beginning enough in the recess 5 to ensure that it remains seated on the spigot end, when the pipe in question is moved. Until the anchor ring fully engages the usual mechanical connection still adds a certain degree of elasticity.

Wenn andererseits die ringförmige Vertiefung 7 in dem Einsteckrohr 1 vorgesehen ist, wie es nachstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 3 und 4 beschrieben wird, dann wird der Ankerring 6 zunächst in das Einsteckrohr eingepaßt, das dann zusammen mit dem Ankerring in die Muffe hineingeschoben wird, bis der Ankerring in die Vertiefung 5 der Muffe einschnappt.On the other hand, when the annular recess 7 is provided in the plug-in pipe 1, as will be described below with reference to FIGS. 3 and 4 is described, then the anchor ring 6 is first fitted into the insert pipe, which is then pushed into the socket together with the anchor ring until the anchor ring snaps into the recess 5 of the socket.

Bei dieser Ausführung ist die Vertiefung 5 für den Ankerring 6 in dem Rohr mit dem Muffenende 2 und die ringförmige Vertiefung 7, die an einem Ende tiefer als am anderen ist, in dem Einsteckrohr 1 vorgesehen. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, befindet sich der Ankerring zunächst, also nachdem die aneinander anstoßenden Rohre miteinander verbunden sind, aber vor dem Anlegen des Innendruckes in dem tieferen Ende der Vertiefung 7. Wenn infolge eines eintretenden Innendruckes die beiden Rohre eine Längsbewegung zueinander vollführen, wird der Ankerring 6 an die Stirnwand 8 der Vertiefung 7 angepreßt, wodurch eine weitere Relativbewegung der Rohre verhindert wird.In this embodiment, the recess 5 for the anchor ring 6 is provided in the pipe with the socket end 2 and the annular recess 7, which is deeper at one end than at the other, in the plug-in pipe 1. As shown in FIG. 3, the anchor ring is initially, i.e. after the mutually abutting pipes are connected to each other, but before the internal pressure is applied in the deeper end of the recess 7.If the two pipes move longitudinally to each other as a result of the internal pressure occurring, the anchor ring 6 pressed against the end wall 8 of the recess 7 , whereby a further relative movement of the tubes is prevented.

Die Ausführungsform gemäß den F i g. 6 und 7 entspricht in ihrer Funktion der nach den F i g. 1 und 2. Sie unterscheidet sich von dieser lediglich dadurch, daß beide Rohrenden als Einsteckrohre ausgebildet sind, über die eine getrennt gefertigte und auf Vorrat gehaltene Muffe 11 geschoben wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die einzelnen Rohre an der Baustelle abgelängt werden können, wobei in jedes Rohrende nur in einfacher Weise eine schmale Vertiefung 5 mit gleichmäßiger Tiefe eingearbeitet werden muß.The embodiment according to FIGS. 6 and 7 correspond in their function to that of FIGS. 1 and 2. It differs from this only in that both pipe ends are designed as plug-in pipes, over which a sleeve 11, which is manufactured separately and kept in stock, is pushed. This embodiment has the advantage that the individual pipes can be cut to length at the construction site, a narrow recess 5 having to be worked into each pipe end with a uniform depth in a simple manner.

Claims

Dense and tensile socket connection for pipes with a rectangular, slotted, resilient anchor ring, which is arranged between and in contact with an inwardly extending shoulder perpendicular to the pipe axis on the plug-in pipe and an outwardly extending shoulder perpendicular to the pipe axis on the sleeve is, wherein the shoulders are formed by the side walls of a recess in each of the said parts, one of which has an axial extent greater than the width of the armature ring to allow a limited axial movement of the tubes against each other, characterized in that the radial distance between the bottoms of the recesses on part of the axial extent of the longer recess is approximately equal to the radial thickness of the anchor ring, the bottom running obliquely between the two parts of different radial depths. Documents considered: German Patent No. 877 514; German utility model No. 1758 438; Austrian Patent No. 200 865; French Patent No. 781227; British Patent No. 730,339; U.S. Patent Nos. 2,590,565, 2,009,650, 1888,260, 1873,621, 1866,051, 1556,745.