DE1802563A1

DE1802563A1 - Connection of two axially misaligned pipes

Info

Publication number: DE1802563A1
Application number: DE19681802563
Authority: DE
Inventors: Brown Arthur James
Original assignee: Atomic Power Constructions Ltd
Current assignee: Atomic Power Constructions Ltd
Priority date: 1967-10-12
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1969-06-19
Also published as: FR1591118A

Description

B e 5 c h r e i b u n g zur Patentanmeldung betreffend: "Verbindung zweier axial fehlausgerichteter Rohre" ================================================== Die Erfindung betrifft die gegenseitige Verbindung axial fehlausgerichteter Rohre und bezieht sich insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich auf die Verbindung axial Sehlausgerichteter Rohre in Kernreaktoren.B e 5 c h r e i n g for patent application relating to: "Connection two axially misaligned tubes "============================================ ===== The invention relates to the interconnection of axially misaligned tubes and relates in particular, but not exclusively, to the connection axially Visually aligned tubes in nuclear reactors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindung axial fehlausgefichteter Röhre durch einfach ausgebildete und ebenso einfach zu handhabende Einrichtungen zu verbessern. The invention has for its object to axially misaligned the connection Tube by simply trained and just as easy to use facilities to improve.

Eine Rohrverbindungsanordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei an ihren gegenüberliegenden oder benachbarten Enden eben oder plan ansgebildete Rohre und durch ein Paar durchbrochener oder ringförmiger Keile, die zwischen den gegenüberliegenden planen oder ebenen Rohrenden angeordnet sind. A pipe connection arrangement according to the invention is characterized by two at their opposite or adjacent ends formed flat or flat Tubes and by a pair of perforated or annular wedges between the opposite planar or flat pipe ends are arranged.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Verbinden zweier axial fehlausgerichteter Rohre, die beide einander gegenüberliegende plane oder ebene Rohrenden haben, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen die ebenen Rohren den ein Paar durchbrochener oder ringförmiger Keile eingesetzt wird, dass die Keile gegeneinander verdreht werden, bis der Winkel zwischen den Endflächen der kombinierten Keile gleich dem Fehlausrichtungswinkel zwischen den Rohren ist, und dass die Endflächen der kombinierten Keile in Stossverbindung mit den Endflächen der beiden Rohre gebracht und sodann die Rohre und die kombinierten Keile abgedichtet miteinander fest verbunden werden. The invention also provides a method for joining two axially misaligned pipes that are both facing each other plane or plane Have pipe ends, this method being characterized in that between the flat tubes with a pair of openwork or ring-shaped tubes Wedges are used so that the wedges are twisted against each other until the angle is reached between the end faces of the combined wedges is equal to the misalignment angle between the tubes and that the end faces of the combined wedges are in butt joint brought with the end faces of the two tubes and then the tubes and the combined Wedges are tightly connected to one another in a sealed manner.

In einer Ausführungsform der Erfindung für die Verbindung zweier Rohre, deren Achsen sich nicht schneiden, kann ein weiteres drittes Rohr zwischen das erste und das zweite Rohr eingefügt werden, und ein erstes Paar von Keilen kann zwischen dem ersten Rohr und dem dritten Rohr und ein zweites Paar von Keilen zwischen dem zweiten und. dem drittenRohr v.orgesehen sein0 Beide Enden des dritten Rohres und die benachbarten Enden des ersten und des. zweiten Rohres können flanschartig ausgebildet sein. In one embodiment of the invention for the connection of two Pipes whose axes do not intersect can have a third pipe between the first and second tubes are inserted and a first pair of wedges can be inserted between the first tube and the third tube and a second pair of wedges between the second and. the third pipe 0 Both ends of the third pipe and the adjacent ends of the first and second tubes may be flange-like be trained.

Eine der Verbindungen kann eine Dichtung einschliessen, um eine Bewegung des ersten oder des dritten Rohres um eine zu der Längsmittelachse des ersten oder dritten Rohres senkrechte Achse oder eine; Axialbewegung- des ersten und des-dritten Rohres aaifzunehmen. One of the connections can include a seal to allow movement of the first or the third tube about a to the longitudinal center axis of the first or third pipe vertical axis or a; Axial movement - the first and the third Rohres aaif to take.

Die Dichtung kann eine zylindrische Fläche an dem ersten oder an dem dritten Rohr und eine abgeschrägte oder kegelige Fläche an dem anderen dieser beiden Rohre, ferner einen O-Ring zwischen der zylindrischen und der abgeschrägten Fläche und eine Einrichtung, die. den- 0-Ring in Anlage sowohl an der zylindrischen als auch an der abgeschrägten Fläche hält, umfassen. The seal may have a cylindrical surface on the first or on the third tube and a beveled or tapered surface on the other of these two tubes, and an O-ring between the cylindrical and the beveled Area and a facility that. the 0-ring in contact with both the cylindrical as well as on the beveled surface.

Die Abdichtung kann ferner eine sphärische oder kugelförmige Sitzfläche an dem ersten oder an dem zweiten Rohr und eine damit zusammenwirkende sphärische oder kugelförmige Sitzfläche oder einen 0-Ring an dem dritten Rohr einschliessen. The seal can also have a spherical or spherical seat surface on the first or on the second tube and a spherical one cooperating therewith or include a spherical seat or an O-ring on the third tube.

Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Rohrverbindung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Äuaführungs form einer solchen Rohrverbindung und Fig. 3 einen Längs schnitt durch eine demgegenüber weiter vervollkommnete dritte Ausführungsform0 Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführtingsteispiel der Erfindung ist ein erstes Rohr 1 mit einer Längsmittelachse la axial fehlausgerichtet mit einem zweiten Rohr 2, das eine Längsmittelachse 2a hat, Das Rohr 1 hat einen Flansch 3 und das Rohr 2 einen Flnsch 4. Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown. 1 shows a longitudinal section through a first pipe connection according to the invention, Fig. 2 is a longitudinal section through a second Äuaführungs form such a pipe connection and Fig. 3 is a longitudinal section through a contrast Further Perfected Third Embodiment In the embodiment shown in FIG According to the invention, a first tube 1 with a longitudinal center axis la is axially misaligned with a second tube 2, which has a longitudinal central axis 2a, the tube 1 has a Flange 3 and the pipe 2 a flange 4.

Zwischen den Flanschen 3 und 4 ist ein Paar von<Keilen 5 und 6 angeordnet. Die Rohre 1 und 2 können um einen unbekannten Betrag axial fehlausgerichtet sein, und eine Dichtung zwischen ihnen, die die Fehlausrichtung aufnimmt oder ausgleicht, ist.allgemein erforderlich. Für die Bildung dieser Dichtung sind die beiden Keile 5 und 6 ausgewählt, deren winkelmässige Abschrägung in Kombination oder zusammen die winkelmässige Fehlausrichtung der Rohre 1 und 2 übersteigen muss. Between the flanges 3 and 4 is a pair of <wedges 5 and 6 arranged. Tubes 1 and 2 can be axially misaligned by an unknown amount be, and a seal between them to accommodate or compensate for the misalignment, is generally required. The two wedges are used to form this seal 5 and 6 selected, their angular bevel in combination or together must exceed the angular misalignment of pipes 1 and 2.

Die Keile 5 und 6 sind zwischen die Flansche 3 und 4 eingesetzt und werden gegeneinander verdreht, bis der gesamte * ringförmigen oder durchbrochenen Abschrägungs- oder Keilwinkel der beiden Keile gleich der winkelmässigen Fehlausrichtung zwischen den Flanschen 3 und 4 ist. Die Keile werden dann dicht gegen die Flanschen 3 und 4 gedrückt und durch geeignete Einrichtungen, wie zum Beispiel -Bolzen (nicht gezeigt), gesichert. The wedges 5 and 6 are inserted between the flanges 3 and 4 and are twisted against each other until the entire * ring-shaped or perforated Bevel or wedge angle of the two wedges equal to the angular misalignment between the flanges 3 and 4 is. The wedges are then tight against the flanges 3 and 4 pressed and secured by suitable devices, such as bolts (not shown), secured.

Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt in Skizzenform das Verfahren zum Verbinden der beiden Rohre 1 und 2, die miteinander derart fehlausgarichtet sind, dass die Rohrachsen la und 2a parallel zueinander verlaufen und sich nicht schneiden. Ein weiteres mit Flanschen versehenes Rohr 7 wird zwischen die Flansche 3 und 4 gebracht und es werden Paare von Keilen 8a und 8b eingesetzt. Obgleich die Keile Sa und 8b als massive Keile dargestellt sind, ist dieses lediglich wegen der einfacheren Darstellung geschehen, und Jede Keilanordnung umfasst tatsächlich ein Paar von Keilen, wie im'Zusammenhang mit Fig. 1 und mit den Keilen 5 und 6 oben beschrieben. Somit haben die Rohre 1, 3 und 2 einen leicht zickzackförmigen, winkligen Verlauf, und die axiale Fehlausrichtung zwischenden Rohren kann ausgeglichen werden. The embodiment shown in Fig. 2 shows in sketch form Method of joining the two tubes 1 and 2 which are so misaligned with each other are that the pipe axes la and 2a run parallel to each other and not cut. Another flanged pipe 7 is inserted between the flanges 3 and 4 brought and pairs of wedges 8a and 8b are used. Although the Wedges Sa and 8b are shown as solid wedges, this is only because of the simpler illustration, and each wedge arrangement actually includes one Pair of wedges, as in connection with Fig. 1 and with wedges 5 and 6 above described. Thus, the tubes 1, 3 and 2 have a slightly zigzag, angled Course, and the axial misalignment between the tubes can be compensated for.

Wenn die Keile 8a, 8b denselben Abschrägungs- oder Keilwinkel haben und so eingesetzt sind, dass sie einander im Winkel gegenüberliegen, wie in Fig, 2 gezeigt, so verlaufen die Achsen la und 2a parallel zueinander, vorausgesetzt, dasa die Flanschen 3, und 4 zu den Längsmittelachsen der Rohre 1 und 2 rechtwinklig angeordnet sind. When the wedges 8a, 8b have the same bevel or wedge angle and are inserted in such a way that they are opposite each other at an angle, as in Fig, 2, the axes la and 2a run parallel to each other, provided that dasa the flanges 3 and 4 to the longitudinal center axes of the tubes 1 and 2 at right angles are arranged.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Fig, 3, die ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform ist, und zeigt die Abdichtungen für die Aufnahme und den Ausgleich der axialen und der Winkelbewegungen der Rohre. The following description refers to Fig. 3, which is a longitudinal section is through a further embodiment, and shows the seals for the receptacle and balancing the axial and angular movements of the tubes.

Das erste Rohr 1 hat einen Flansch S, und das zweite Rohr 2 hat einen Flansch 4. Das dritte Rohr 7 ist an beiden Enden mit einer allgemein bei 9 gezeigten beweglichen Dichtungsanordnung ausgebildet. The first pipe 1 has a flange S and the second pipe 2 has one Flange 4. The third tube 7 is provided with one shown generally at 9 at both ends movable seal assembly formed.

Die Dichtung 9 umfasst einen ersten Ring 10 mit einer sphärischen oder kugelförmigen inneren Sitzfläche 11. Mit dem ersten Ring 10 wirkt ein Zylinder 12 zusammen, der mit einem auswärtsweisenden Flansch 13 ausgebildet ist. Der Außenrand des Flansches 13 ist mit einer sphärischen Gegensitzfläche 14 ausgebildet, die der gleichen Krümmungsradius wie die Sitzfläche 11 hat. Der innere Rand des Flansches 13 ist mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche 15 ausgebildet. The seal 9 comprises a first ring 10 with a spherical one or spherical inner seat 11. With the first ring 10 acts a cylinder 12 together, which is formed with an outwardly facing flange 13. The outer edge of the flange 13 is formed with a spherical mating seat surface 14, which the the same radius of curvature as the seat 11 has. The inner edge of the flange 13 is designed with a frustoconical seat surface 15.

Das Ende des Rohres 7 trägt einen zweiten Zylinder 16 mit einer Aussenfläche 17, die parallel ist zu der Innenfläche des Zylinders 12. Das äussere Ende des Rohres 7 trägt ausserdem eine Reihe von Führungsplatten 18, die den Zylinder 12 führen. The end of the tube 7 carries a second cylinder 16 with an outer surface 17, which is parallel to the inner surface of the cylinder 12. The outer end of the tube 7 also carries a series of guide plates 18 which guide the cylinder 12.

An dem Ring 10 ist ein abgeschrägter oder spitz zulaufender Zwischenring 19 gesichert, dessen Innenkante mit einer kegelstumpfförmigen Sitzfläche 20 und einer ringförmigen Vertiefung 21 ausgebildet ist. Ein weiterer abgeschrägter Zwischenring 22 ist zwischen den Zwischenring 19 und den Flansch 4 eingesetzt. Die Ringe 10,19 und 22 sind fest mit dem Flansch 4 verbunden Die Sitzfläche 20 unterstützt eine ringförmige Beder 23, die einen O-Ring 24 fest gegen die Flächen 15 und 17 hält. On the ring 10 is a beveled or tapered intermediate ring 19 secured, the inner edge with a frustoconical seat 20 and an annular recess 21 is formed. Another beveled intermediate ring 22 is inserted between the intermediate ring 19 and the flange 4. The rings 10.19 and 22 are firmly connected to the flange 4. The seat surface 20 supports a annular bed 23 which holds an O-ring 24 firmly against surfaces 15 and 17.

Eine Axialbewegung des Rohres 7 gegenüber dem Rohr 2 wird dadurch aufgenommen, dass sich der Zylinder 16 über den O-Ring 24 bewegt, während eine Winkelbewegung des Rohres 7 relativ zu dem Rohr 2 durch eine Bewegung des Flansches 13 auf der Sitzfläche 11 aufgenommen wird, die um einen auf der Achse des Rohres 2 liegenden Krümmungsmittelpunkt gewölbt ist, Die Dichtung am linken Ende, wie in Fig. 3 gesehen, des Rohres 7 kann lediglich Winkelbewegungen aufnehmen, wobei in diesem Falle gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie die Teile auf der rechten Seite in Fig. 3 erhalten haben. Es ist zu erkennen, dass die gleitende Abdichtungsanordnung, insbesondere der Zylinder 12 auf der linken Seite von Fig. 3 fehlt. An axial movement of the tube 7 relative to the tube 2 is thereby added that the cylinder 16 on the O-ring 24 moved, while angular movement of the pipe 7 relative to the pipe 2 by movement of the flange 13 is received on the seat 11, around one on the axis of the tube 2 lying center of curvature is curved, the seal on the left End, as seen in Fig. 3, of the tube 7 can only accommodate angular movements, in which case the same parts have the same reference numerals as the parts on FIG right side in Fig. 3 have received. It can be seen that the sliding sealing arrangement, in particular the cylinder 12 on the left-hand side of FIG. 3 is missing.

Winkelbewegungen werden zwischen der sphärischen oder kugelförmigen Sitzfläche 25 des Ringes 26 und der Dichtung 24 aufgenommen.Angular movements are between the spherical or spherical Seat 25 of the ring 26 and the seal 24 were added.

Der Ring 26 ist von dem Flansch 3 in Abstand gehalten durch eine paar abgeschrägter, keilförmiger Zwischenringe27 und 28. The ring 26 is held by the flange 3 at a distance pair of beveled, wedge-shaped intermediate rings27 and 28.

Die Zwischenringe 27, 28 und 19, 22 erfüllen die gleiche Funktion wie die Zwischenringe 8a, 8b in Fig. 2. Der Winkel zwischen dem Flansch 3 und dem Ring 26 kann durch gegens.eitiges Verdrehen der Zwischenringe 27 und 28 verändert werden, um die Breite der kombinierten Zwischenringanordnung an feder Stelle zu verändern. The intermediate rings 27, 28 and 19, 22 fulfill the same function like the intermediate rings 8a, 8b in Fig. 2. The angle between the flange 3 and the Ring 26 can be changed by mutually rotating the intermediate rings 27 and 28 be to the width of the combined intermediate ring assembly at spring point change.

Eine solche Fehlausrichtungs-Ausgleichsvorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, kann in Kernreaktoren, in Dampferzeugungsanlagen oder in jeder Anlage Verwendung finden, in der fehl- oder unausgerichtete Rohrleitungen miteinander verbunden werden müssen. Such a misalignment compensator as described above may be in nuclear reactors, in steam generating plants, or in any Find plant use in which misaligned or misaligned pipelines with each other need to be connected.

Die Erfindung findet besondere Anwendung auf den Anschluss und die gegenseitige Verbindung von Beschickungs rohren und Auslässen an Kählmittelkreisläufen in integrierten gasgekühlten Kernreaktoren mit einsm Beton-Druckgefäss, können Jedoch auch anderweitige Anwendung auf den verschiedensten Gebieten finden. The invention has particular application to the connection and the mutual connection of charging pipes and outlets Coolant circuits in integrated gas-cooled nuclear reactors with a concrete pressure vessel, However, they can also find other applications in a wide variety of fields.

(Patentansprüche)(Patent claims)

Claims

Claims: == z ===== F 1) Method for connecting two axially misaligned pipes that are both facing each other plane or plane Pipe ends, characterized in that between the flat pipe ends a A pair of perforated or ring-shaped wedges or intermediate rings are used, Let the wedges be twisted against each other until the angle between the end faces of the combined wedges or intermediate rings equal to the wrong direction angle between the two Tubes iet, and that the end faces of the combined wedges in butt joint with brought the end faces of the two tubes and then the tubes and the combined Wedges are tightly connected to one another in a sealed manner.

2) pipe connection arrangement for the method according to claim 1, characterized by two flat or planar at their opposite or adjacent ends Tubes (1, 2) and by a pair of perforated or annular wedges or intermediate rings (5, 6), which are arranged between the opposite planar or flat pipe ends are0

3) pipe connection arrangement according to claim 2, characterized by a further Pipe connection arrangement according to claim 2 between one of the two pipes (1, 2) and a further third or intermediate pipe (7).

4) pipe connection arrangement according to claim 3, characterized in that that the tubes (1, 2, 7) on their each other opposite Ends with flanges (3, 4) are equipped.

5) pipe connection arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that that the connection between two of the tubes (2, 7) a device (9) for the Having receiving axial movement between the tubes.

6) pipe connection arrangement according to claim 5, characterized in that that the connection between two of the pipes (1, 7 and '2 7) also provides facilities for has the inclusion of a mutual angular displacement of the tubes.

7) pipe connection arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that that the device (9) for absorbing the axial movement is a cylindrical bottle (17) on one of the two tubes, a conical bevel (15) on one end of the other of the two tubes, an O-ring (24) between the conical bevel (15) and the cylindrical surface (17) and means for holding the O-ring (24) between the conical bevel and the cylindrical surface.

8) pipe connection arrangement according to claim 7, characterized in that that the holding device is an annular spring (23).

9) pipe connection arrangement according to one of claims 6-8, characterized characterized in that the device is for taking up or compensating for the angular misalignment between the two tubes a spherical seat connected to one of the tubes (11) and a spherical opposing seat surface (14) cooperating with this, the is connected to the other of the two tubes, comprises.

10) pipe connection arrangement according to one of claims 5 - 9, characterized by means of taking up or compensating for an angular misalignment between one of the two pipes (1, 2) and the third pipe (7) 0 11) pipe connection arrangement according to claim 10, characterized in that the device for receiving or the compensation of the angular displacement is formed on the third tube (7) comprises spherical seat and an O-ring secured to the second tube.

L e r s e i t e