DE1295926C2 - Mit einem Kunststoffrohr ausgekleideter Rohrkoerper - Google Patents
Mit einem Kunststoffrohr ausgekleideter RohrkoerperInfo
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Description
i 295
Die Erfindung bezieht sich auf einen mit Kunststoff ausgekleideten Rohrkörper, z. B. aus Stahl, in
dem ohne Verbindung zu seiner Wand ein über seine Stirnflächen umgebördeltes Kunststoffrohr mit einer
vim der Wärmedehnzahl des Rohrkörpers abweieilenden
Wärmedehnzahl angebracht ist. Bei derartigen Rohrkörpern ist es nicht möglich, das Kunststoffrohr
mit der Wandfläche des auszukleidenden Rohrkörpers zu verkleben oder zu verschweißen,
weil in praktisch allen Fällen die Wärmedehnzahl υ
von Kunststoffrohr und Rohrkörper so stark voneinander
abweicht, daß eine Verklebung nicht hält. Ein loses im Körper liegendes Innenrohr gleitet bei
thermischer Beanspruchung gegenüber dem Rohrkörper. Die Wärmedehnzahl von Polytetrafluorüllnicn
Kt beispielsweise sechsmal so groß wie die
von Suhl. Es kommt dal«.r bei starker Erwärmung vor. daß sich das durch Umbördelung auf die Stirnflächen
der Rohrflansche am Rohrkörper befestigte Kunststoffrohr beim Erwärmen so stark ausdehnt, ao
daß sich am Flansch bzw. an der Einspannstelle ein in ilen Rohrkörper hineinragender Wulst bildet. Beim
Erkalten schrumpft das Innenrohr unJ geht fist in die
l'tsprungsform zurück. Dabei wird bei häufigen und stärkeren Temperaiurweehseln die Stelle, an der
sich der Wulst bildet, so stark beansprucht, daß im Laufe der Zeit ein Bruch eintritt und Strömungsmittel
an die Außenseite des Kui^tstoffrohres und an das ausgekleidete Rohr gelangen kann, ^erner :st nachteilig,
daß sich der freie Strömungsquerschnitt des Rohres durch den sich bildenden Wulst ver! einen.
was zu erhöhtem Druckabfall führt, und was schließlich auf Grund der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit
an der Wulstkante dort einen besonders hohen Erosionsverschleiß verursacht und damit zur Beschleunigung
der Zerstörung des Kunststoffrohres fuhrt.
Einen Dehnungsausgleich des Kunststoffauskleidungsrohres gegenüber dem Außenrohr hat man dadurch
zu ermöglichen versucht, daß man :'--. Kunststoffrohr
teilte und die aneinandergrenzenden Enden ieleskopartig ineinanderschäebbar oder in einem die
Stoßstelle übergreifendes Kunststoffrohrstück vei schiebbar ausbildete. Im Bereich der Überlappung
der Innenrohrenden, an der sie sich bei Temperatur-Schwankungen verschieben, hat man sie darch Einbau
von O-Dichtungsringen in die Trennfuge abgedichtet. Da die O-Ringe im allgemeinen aus Kautschuk-Silikon
bestehen, sind sie erheblich weniger korrosionsfest als die Innenrohre. Außerdem wirkt
sich die Wirbelbildung an der Stirnkante des an der Uberlappungsstelle inrienliegenden Rohrendes in
einem größeren Druckverlust der Rohrströmung und einer erhöhten Beanspruchung der O-Ringe aus. Dieser
Dehnungsausgleich hat sich nicht bewährt.
Es ist ferner bekannt, die Auskleidung einer Rohrleitung
aus Kunststoffrohren so auszuführen, daß zwischen den .Stirnkanten beider Innenrohre ein
freier Ringraum verbleibt, der durch Hinsatzmuffen aus Kunststoff überbrückt ist, welche mit ihren rohrvtutzenförmigen
Enden in die Kunststoffrohre und mittels eines mittleren, radial nach außen weisenden
Ringliansches in den Ringraum eingreifen. Auch diese Verbindung der Stoßstellen der Kunststoffrohr
hat sich bei langen Betriebs/eiten nicht bewährt, da insbesondere bei häufigen Temperaturschw.inkungen
Strömungsmittel an der Verbindungsmuffe vorbei an die Inneimmid des Außenrohres dringt.
L£s ist auch bekannt, Auskleidungen von Rohren
oder Behältern eine Dehnungsmögliehkcit durch in die Auskleidung eingearbeitete wellenförmige Sicken
zu jeben. Diese Anordnungen lassen sich jedoch ohne 7uslitziiche Malinahmen nicht auf Rohrkörper mit
jinem eingezogenen, mit dessen Wand nicht verbundenen
Kunststoffrohr übertragen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen wirksamen !ecksicheren Dehnungsausgleich
für die Kunststoffauskleidung eines Rohrkörpers, z. B. aus Stahl, in den ohne Verbindung zu seiner Wand
ein über seine Stirnflächen umgebördeltes Kunststoffrohr mit einer von der Wärmedehnzahl des Rohrkörpers
abweichenden Wärmedehnzahl eingebracht ist, zu schaffen, der zu keiner Verengung des Strömungsquerschnitts
führt, einfach in der Herstellung ist und bei Temperaturschwankungen, bei deiuii
sich das Kunststoffrohr dehnt oder zusammenzieht, nicht zerstört wird.
Diese Aufgabe nird, ausgehend von einem RoIukörper
der eingang- genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst. daß" an der Innenseite des Rohrkörpers
wenigstens eine abgerundete, ringförmige Hohlkehle 1 vorgesehen ist, die von einer an sich bekannten
Dehnungsfalte 5 des Kunststoffrohres 4 bei mittlerer Betriebstemperatur nur zum Teil ausgefüllt
ist und die auf jeder Seite, von der sich das Kunststoffrohr bei Temperaturerhöhung in diese hineinbewegt,
eine !lach kegelförmig geneigte Flanke aulweist. Dadurch wird erreicht, daß bei Dehnung des
Kunststoffrohres und Vergrößerung der Dehnungsfalte ein Verletzen des Kunststoffrohres vermieden
wird. Bei Zunahme der Betriebstemperatur, bei der sich das Kunststoffrohr dehnt, vergrößert sich die
vorgegebene Dehnungsfalte und schiebt sich ohne Scheuern in die abgerundete Hohlkehle hinein. Eine
Verengung des freien Strömungsquerschnitts tritt nicht auf. Bei Abnahme der Betriebstemperatur, bei
der das Kunststoffrohr schrumpf:, kann sich die Dehnungsfalte strecken.
Ist eine Hohlkehle am Rohrkörperende, insbesondere im Vorschweißflansch vorgesehen, so ist js
zweckmäßig, daß die der Stirnfläche des Flansches zugewandte Flanke der Hohlkehle unter einem
stumpferen Kegelwinkel zur Rohrachse verläuft als die der Stirnfläche abgewandte Flanke, um bei Dehnung
die Kraft auf die Finspannstelle des Kunststoffrohres zu mindern. Die Dehnungskraft kann mit
Sicherheit vollständig durch die Hohlkehle aufgefangen werden, wenn die der Stirnfläche des Flansches
zugewandte Flanke der Hohlkehle einen spitzen Kegelwinkel mit der Rohrkörperachse einschließt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen mit einem Kunststoffrohr ausgckleidüten
Rohrkörper in herkömmlicher Ausführung,
F i g. 2 und 3 zwei Ausfiihrungsformen eines eifindungsgemäßen
Rohrkörpers mit unterschiedlicher Ausbildung der Hohlkehle.
Bei den in den F i g. 2 und 3 dargestellten Rohrkörpern ist die abgerundete Hohlkehle 1 in einem
Vorschweißflansch 2 angebracht, der mit einem Außenrohr 3 verschweißt ist. Das Innenrohr4 aus
Kunststoff füllt bei mittlerer Betriebstemperatur mit seiner Dehnungsfalte 5 die Hohlkehle 1 etwa zur
Hälfte aus. Das Kunststoffrohr ist um die Stirnfläche Ci des Vorschweißflansches 2 h:i 7 umgeböidelt.
Hei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform
der Hohlkehle schließt die der Stirnfläche des VorschweiCfiansches
2 zugewandte Flanke 8 einen stumpferen Kegelwinkel mit der Rohrkürperachse ein als die der Stirnfläche des Flansches abgewandte
Flanke 9. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Hohlkehle schließt die der Flanschstirnfläche
zuge-vandte Flanke 10 der Hohlkehle einen spitzen Winkel mit der Ruhrkörperachse
ein.
Das Kunststoffinneniohr ist nach dem An- υ
schweißen des Vorschweißflansches an das Außenrohr in dieses eingezogen und in bekannter Weise
über den Flansch umgebördelt worden. Unter Verwendung von Wärme und innerem Druck ist die
Dehnungsfalte des Kunststoffrohres in die Hohlkehle, diese etwa zur Hälfte ausfüllend, eingedrückt
worden. Ob die Dehnungsfalte beim Einbau mehr oder weniger als die Hälfte der Hohlkehle ausfüllt,
hängt weitgehend von der Wärmedehnungs'.ahl des
Kunststoffrohrwerkstoffes im Verhältnis zu der des AußenFohrwerkstoffs und von der Montagetemperatur
im Verhältnis zur Betriebstemperatur ab. Damit sich beim Ausdehnen der Dehnungsfalte kein schädliches
Luftpolster in der Hohlkehle ausbildet, ist deren Grund in bekannter Weise durch eine Entliiftungsbolming
11 mit der Außenseite des Rohrkörpers verbunden.
Aus fertigungstechnischen Gründen wird bei Rohrkörpern mit Vorschweißflanschen jede Hohlkehle
vorteilhaft im Flansch vorgesehen. Bei Roirkörpern
mit dicker Wand können sie an jeder be'.ebigen zugänglichen
Stelle angebracht werden.
Claims (4)
1. Mit Kunststoff ausgekleideter Rohrkörper, z. B. aus Stahl, in dem ohne Verbindung zu seiner
Wand ein über seine Stirnflächen umgebördeltes Kunststoffrohr mit einer von der Wärmedehnzahl
des Rohrkörpers abweichenden Wärmedehnzahl angebracht ist, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Innenseite des Rohrkörpers wenigstens eine abgerundete, ringförmige Hohlkehle
(1) vorgesehen ist, die von einer an sich bekannten Dehnungsfalte (5) des Kunststoffrohrs (4)
bei mittlerer Betriebstemperatur nur zum Teil ausgefüllt ist und die auf jeder Seite, von der sich
das Kunststoffrohr bei Temperaturerhöhung in diese hineinbewegt, eine flach kegelförmig geneigte
Flanke aufweist.
2. Rohrkörper nach Ansp- ich 1, mit Vorschweißflanschen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkehle (1) in den Vorschweißflanschen (2)
vorgesehen ist.
3. Rohrkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Stirnfläche des Vorschweißflansches (2) zugewandte Flanke (8) der Hohlkehle (1) unter einem stumpferen Kegelwinkel
zur Rohrkörperachse verläuft als die der Stirnfläche abgewandte Flanke (9).
4. Rohrkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Grunde
der Hohlkehle (1) in an sich bekannter Weise eine zur Außenseite des Rohrkörpers führende
Entlüftungsbohrung (11) vorgesehen ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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