DE1901069C2 - Coaxial multiple pipe arrangement - Google Patents

Coaxial multiple pipe arrangement

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DE1901069C2 DE1901069A DE1901069A DE1901069C2 DE 1901069 C2 DE1901069 C2 DE 1901069C2 DE 1901069 A DE1901069 A DE 1901069A DE 1901069 A DE1901069 A DE 1901069A DE 1901069 C2 DE1901069 C2 DE 1901069C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrfachrohranordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a multiple pipe arrangement according to the preamble of claim 1.

Eine solche bekannte Mehrfachrohranordnung weist ein Innenrohr und ein im Abstand vom Innenrohr angeordnetes Außenrohr auf. Die beiden Rohre werden dabei im gleichmäßigen Abstand durch ein Abstandsband gehalten, das schraubenlinienförmig um das Innenrohr so herumgewickelt ist, daß die Windungen des Bandes den Gängen einer Schraube oder Schnecke entsprechen. Ein so angeordnetes Band muß einen verhältnismäßig großen Querschnitt haben, um auftretende radiale Drücke .aufzunehmen. Außerdem stellt ein solches, mit seinen .Endkanten im wesentlichen ganz gegen die beiden Rohre anliegendes Band wärmemäßig eine gewisse Überbrückung des Zwischenraumes zwischen den Rohren dar, was bei bestimmten Anwendungen nachteilig ist. Falls der Zwischenraum zwischen den Rohren von einem Fließmedium durchflossen wird, so ist es ferner ungünstig, daß dieses Fließmedium ganz der wendeiförmigen Bahn folgen muß (US-PS 33 32 446).Such a known multiple pipe arrangement has an inner pipe and one at a distance from the inner pipe arranged outer tube. The two tubes are evenly spaced by a spacer band held, which is helically wound around the inner tube so that the turns of the belt correspond to the turns of a screw or worm. A tape so arranged must have one have a relatively large cross-section in order to .aufnahm occurring radial pressures. Also recruits such, with its .Endkanten essentially completely lying against the two tubes in terms of heat a certain bridging of the space between the tubes, which is what certain Applications is disadvantageous. If the space between the pipes is traversed by a fluid is, it is also unfavorable that this flow medium completely follow the helical path must (US-PS 33 32 446).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrfachrohranordnung zu schaffen, bei der das Band so im Zwischenraum angeordnet ist, daß die an sich dem Bandquerschnitt entsprechende Festigkeit oder Steifigkeit erhöht wird, daß das Band nicht voll gegen die beiden Rohre anliegt und daß eine gewisse Axialströ-ο mung im Zwischenraum möglich istThe invention has for its object to provide a multiple tube arrangement in which the tape is arranged in the space so that the strength or rigidity corresponding to the tape cross-section is increased that the tape is not fully against the two tubes and that a certain Axialström-ο mung in the gap is possible

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der eingangs erwähnten Mehrfachrohranordnung dadurch gelöst, daß das Band um seine Achse verdrillt ist Hierdurch erhält das Band eine zusätzliche Steifigkeit, is so daß Bänder mit verhältnismäßig kleinem (Querschnitt ausreichend sind. Ferner liegt das verdrillte Band an den Rohren nur an einzelnen Punkten an, deren Abstand der Verdrillung und der Steigung des Bandes entspricht. Dies führt dazu, daß der Wärmeübergang von Rohr zu Rohr über das Band auf ein Minimum herabgesetzt ist. Ferner ergibt sich durch die Verdrillung eine Strombahn für flüssige Medien, die teilweise axial verläuft.This object is achieved according to the invention in the case of the multiple pipe arrangement mentioned at the outset solved that the tape is twisted around its axis This gives the tape an additional rigidity, is so that bands with a relatively small (cross-section are sufficient. Furthermore, the twisted band is on the tubes only at individual points, the distance between the Twist and the slope of the band corresponds. This leads to the fact that the heat transfer from pipe to Pipe over the tape is minimized. Furthermore, the twist results in a current path for liquid media, some of which run axially.

In der Beschreibung sind anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the description, exemplary embodiments of the invention are explained with reference to the drawing. In the Drawing shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,F i g. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of the invention,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch die Rohranordnung gemäß F ig. 1,F i g. 2 shows a longitudinal section through the pipe arrangement according to FIG. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Form des Bandes,F i g. 3 is a plan view of a modified form of the tape;

F i g. 4 eine Draufsicht auf eine weitere abgewandelte Form des Bandes,F i g. 4 is a plan view of a further modified form of the belt;

Fig. 5 einen Querschnitt zur Darstellung der Anordnung des Bandes gemäß F i g. 4 in der Ausführungsform nach Fig. 1,FIG. 5 shows a cross section to illustrate the arrangement of the belt according to FIG. 4 in the embodiment according to Fig. 1,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, ·6 shows a longitudinal section through a further embodiment of the invention,

F i g. 7 einen Querschnitt gemäß F i g. 6, wobei jedoch die Isolierumhüllung auf dem Innenrohr weggelassen ist.F i g. 7 shows a cross section according to FIG. 6, but the insulating cover on the inner tube has been omitted.

In der Ausführungsform einer Mehrfachrohranordnung nach F i g. 1 und 2 ist mit 10 ein schraubenlinienförmig gewelltes Innenrohr und mit 12 ein schraubenlinienförmig gewelltes Außenrohr bezeichnet. Derartige Rohre sind üblicherweise aus Kupfer hergestellt und sind bei einem entsprechend großen Radius in bestimmtem Umfang flexibel. Wendelförmig ist urrf das Innenrohr 10 eine Länge eines fachen Bandes 20 herumgewickelt, das aus Metall oder Kunststoff sein kann, im letzteren Fall vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen. Dieses Band hat eine gleichmäßige Breite und ist mit einer Steigung von ungefähr 45° relativ zur Achse der Mehrfachrohranordnung aufgewickelt.In the embodiment of a multiple tube arrangement according to FIG. 1 and 2 is a helical shape with 10 corrugated inner tube and designated by 12 a helically corrugated outer tube. Such Pipes are usually made of copper and are in flexible to a certain extent. In the form of a helix, the inner tube 10 is a length of a multiple band 20 wrapped around, which can be made of metal or plastic, in the latter case preferably made of polytetrafluoroethylene. This band has a uniform width and is with a slope of about 45 ° relative to the Coiled axis of the multiple tube assembly.

Das Band 20 ist um 180° um seine eigene Achse alle 90° seiner Umwicklung um das Innenrohr 10 herum so verdrillt, daß die eine oder andere der Kanten des Bandes 20 das Innenrohr 10 einmal alle 90° bei den einzelnen Verdrillungen berührt.The band 20 is 180 ° around its own axis every 90 ° of its wrapping around the inner tube 10 twisted that one or the other of the edges of the band 20, the inner tube 10 once every 90 ° at the individual twists.

Damit ist das Band 20 mit seiner Kante 21 radial nach außen an den Punkten A, C1 £, G, I, K, M gerichtet, während es mit seiner Kante 21 an den Punkten B, D, F, H, J, L, N radial nach innen gerichtet ist und das Innenrohr 10 berührt.Thus, the band 20 is directed with its edge 21 radially outward at the points A, C 1 £, G, I, K, M , while it is with its edge 21 at the points B, D, F, H, J, L , N is directed radially inward and touches the inner tube 10.

Das Band ist damit an seiner entgegengesetztenThe tape is now on its opposite side

6ü Kante 22 an den Punkten A, C1 E, G, I, K, M radial nach innen gerichtet und berührt das Innenrohr 10 und ist an den dazwischen liegenden Punkten, nämlich B, D, F, H1), L, N radial nach außen gerichtet. Es ergibt sich ferner,6ü edge 22 at points A, C 1 E, G, I, K, M directed radially inward and touches the inner tube 10 and is at the points in between, namely B, D, F, H 1 ), L, N directed radially outwards. It also follows that

19 Ol19 Ol

daß überall dort, wo das Band mit einer der Kanten radial nach innen gerichtet ist, diese Bandstärke sich in eines der Wellentäler 30 zwischen den Wellenbergen 32 des Innenrohres 10 einzusetzen versucht Dies ist an den Punkten B, F, J. N in F i g. 1 und bei D, H, L in F i g. 2 der Fall, obgleich der Deutlichkeit wegen die Zeichnung das Band in einer mehr angenähert symmetrischen Wendel an diesen Punkten zeigtthat wherever the band is directed radially inward with one of the edges, this band thickness tries to insert itself in one of the wave troughs 30 between the wave crests 32 of the inner tube 10. This is at points B, F, J. N in FIG . 1 and at D, H, L in FIG. 2 is the case, although for the sake of clarity the drawing shows the band in a more approximately symmetrical helix at these points

Normalerweise ist das Band von einer solchen Breite, daß es vorzugsweise, doch nicht notwendigerweise, das Außenrohr an allen Verdrillungspunkten berührt Auf jeden Fall bildet das Band ein Abstandsglied, das die beiden Rohre in konzentrischem Abstand hältUsually the tape will be of a width such that preferably, but not necessarily, the Outer tube touches at all twisting points In any case, the tape forms a spacer that the keeps both tubes at a concentric distance

Die Steigung des Bandes kann sich auch von 45° unterscheiden, und das Band kann in kürzeren oder längeren Intervallen entlang auf seiner Länge verdrillt sein, als dies in der Zeichnung dargestellt ist, und zwar je nach der Höhe der gewünschten Tragfähigkeit zwischen den beiden Rohren. Auf jeden Fall ist, wie in der Zeichnung dargestellt eine Überbrückung zwischen den beiden Rohren in bezug auf das Abstandsglied nur an den Punkten A bis N einschließlich vorhanden, an denen das Band radial orientiert ist, wobei die Teilstücke des Bandes zwischen diesen Punkten stets im Abstand vom Außenrohr infolge der Verdrillung des Bandes sind.The pitch of the belt can also differ from 45 °, and the belt can be twisted along its length at shorter or longer intervals than shown in the drawing, depending on the height of the desired load-bearing capacity between the two tubes. In any case, as shown in the drawing, there is only a bridge between the two tubes with respect to the spacer at points A to N inclusive, at which the band is radially oriented, the sections of the band between these points always at a distance from the outer tube as a result of the twisting of the tape.

Wenn beispielsweise das Außenrohr einen Innendurchmesser mit 31,6 mm und das Innenrohr einen Außendurchmesser von 20,2 mm hat, so kann das Band 7,2 mm breit und 1,0 mm stark sein. Bei Verwendung von cryogenischen Flüssigkeiten bei einem Vakuum unterhalb von 5 χ 10-5Torr wird damit der Wärmeleckfluß auf lediglich 1,0 kg CaI. pro Stunde pro Meter reduziert, wenn die Messung zwischen einer Raumtemperatur und — 195,5°C erfolgt. Für größere Leitungen kann die Bandbreite bis auf 10,2 mm ansteigen, und eine größere Stärke kann ebenfalls verwendet werden, die bis zu 2,5 mm und darüber je nach der radialen Dimension zwischen den beiden Rohren ansteigen kann.For example, if the outer tube has an inner diameter of 31.6 mm and the inner tube has an outer diameter of 20.2 mm, the tape can be 7.2 mm wide and 1.0 mm thick. When using cryogenic fluids at a vacuum below 5 χ 10- 5 Torr so that the Wärmeleckfluß is to only 1.0 kg CaI. per hour per meter if the measurement is made between room temperature and - 195.5 ° C. For larger conduits, the bandwidth can increase up to 10.2 mm, and a greater thickness can also be used, which can increase up to 2.5 mm and more depending on the radial dimension between the two tubes.

Die Anwendung der Konstruktion gemäß der Erfindung ist nicht auf gerillte oder gewellte Rohre beschränkt, sondern kann auch bei glatten, d. h. zylinderförmigen Rohren benützt werden.The application of the construction according to the invention is not to grooved or corrugated pipes limited, but can also be used for smooth, i.e. H. cylindrical tubes are used.

Bei einer Wellung des Innenrohres kann dieses eine äußere, rohrförmige, geflochtene Verstärkungshülle 50 haben (s. F i g. 6), wie dies oft bei anderen Abstandskonstruktionen zur Erhöhung der Druckfestigkeit verwendet wird. In diesem Zusammenhang sei auf die US-PS 32 40 234 verwiesen.If the inner tube is corrugated, it can have an outer, tubular, braided reinforcing sheath 50 (see Fig. 6), as is often used in other spacer constructions to increase the compressive strength will. In this context, reference is made to US Pat. No. 3,240,234.

F i g. 3 zeigt eine abgewandelte Form 20a des Bandes. Dieses Band ist ähnlich wie in F i g. 1 und 2, jedoch mit dem Unterschied, daß seine Kanten mit versetzten Ausschnitten 40 in solchen Abständen vorgesehen sind, daß die Kanten der Ausschnitte in zusammengebautem Zustand das Innenrohr an den Punkten berühren, an denen das verdrillte Band sich ungefähr radial quer über den Ringraum zwischen den Rohren weg erstreckt Die Ausschnitte können einen etwas größeren Radius als das Innenrohr haben, wie dies in Fig.5 dargestellt ist. Die Ausschnitte benützende Ausführungsform ergibt eine Zunahme der Stabilität des Bandes, da das Band sich mehr der Oberfläche des Rohres an den Berührungspunkten anpassen kann.F i g. 3 shows a modified form 20a of the band. This band is similar to that in FIG. 1 and 2, but with the difference that its edges are provided with staggered cutouts 40 at such intervals, that the edges of the cutouts touch the inner tube at the points in the assembled state in which the twisted ribbon extends approximately radially across the annulus between the tubes Cutouts can have a slightly larger radius than the inner tube, as shown in Fig. 5. The embodiment using cutouts results in an increase in the stability of the tape, since the tape can adapt more to the surface of the pipe at the points of contact.

F i g. 4.zeigt eine weitere abgewandelte Form 20b des Bandes, bei dem die Ausschnitte 40 nicht versetzt angeordnet sind, sondern periodisch an gegenüberliegenden Stellen des Bandes vorhanden sind, so daß es nun gleichgültig ist, welche Kante des Bandes dem Innenrohr zugewandt ist, da beide Kanten nun mit Ausschnitten versehen sind. F i g. 5 zeigt das Band gemäß Fig.4, wie es in der Rohrkonstruktion nach F i g. 1 und 2 verwendet werden kann.F i g. 4. shows a further modified form 20b of the band, in which the cutouts 40 are not offset, but are periodically present at opposite points of the band, so that it is now irrelevant which edge of the band faces the inner tube, since both edges are now provided with cutouts. F i g. 5 shows the band according to FIG. 4 as it is in the tube construction according to FIG. 1 and 2 can be used.

In Fig.6 ist der Durchmesser des Außenrohres 120 so vergrößert, daß um das Innenrohr wendelförmig lose herumgewickelte Mehrschichtisolierlagen 52 untergebracht werden können, die beispielsweise in der US-Patentschrift 32 40 234 beschrieben sind und abwechselnd Schichten aus mit Aluminium beschichteten Kunststoff und Faserg-Ias aufweisen. Das verstärkte und mit Isoliermaterial umwickelte Innenrohr wird dann mit dem verdrillten Band 20, 20a und 206 umwickelt. Anschließend wird eine weitere Isolierlage um das Band herumgewickelt und dann diese Baugruppe durch das Außenrohr 120 umschlossen. Die Isolierlagen 52 und 54 werden dadurch lediglich an den Punkten der radialen Orientierung des Bandes zusammengepreßt, derart, daß also die optimale Dichte der Umwicklung im ganzen übrigen, ringförmigen Raum zwischen den Rohren verbleibt, wie dies in der US-Patenschrift 32 36 406 des näheren erklärt ist.In Figure 6, the diameter of the outer tube is 120 so enlarged that around the inner tube housed multi-layer insulation layers 52 loosely wound in a helical manner which are described, for example, in US Pat. No. 3,240,234 and alternately Have layers of aluminum-coated plastic and fiberglass. That reinforced and The inner tube wrapped with insulating material is then wrapped with the twisted tape 20, 20a and 206. Then another layer of insulation is wrapped around the tape and then this assembly through the Outer tube 120 enclosed. The insulating layers 52 and 54 are only at the points of the radial Orientation of the tape compressed so that the optimal density of the wrapping as a whole remaining, annular space remains between the tubes, as shown in US Pat. No. 32 36 406 des is explained in more detail.

F i g. 7 zeigt eine lose aufgewickelte Mehrschichtisolierlage, die lediglich außerhalb des aufgewickelten Bandes 20 angeordnet ist, so daß der Druck auf diese Schichten im wesentlichen nur an den Punkten der radialen Orientierung des Bandes auftritt. Anstatt gemäß Fig. 7 die das Innenrohr isolierende Lage 52 wegzulassen, kann auch die das Außenrohr isolierende Lage 54 weggelassen werden, wobei die Isolierlage 52 des Innenrohres zusammen mit der Verstärkungshülle 50 oder auch ohne diese beibehalten werden kann.F i g. 7 shows a loosely wound multilayer insulation layer that is only outside the wound Ribbon 20 is arranged so that the pressure on these layers essentially only at the points of radial orientation of the band occurs. Instead of the layer 52 insulating the inner tube according to FIG. 7 omitted, the outer pipe insulating layer 54 can be omitted, the insulating layer 52 of the inner tube can be retained together with the reinforcing sleeve 50 or without it.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Koaxiale Mehrfachrohranordnung mit mindestens einem Innenrohr und mindestens einem im Abstand vom Innenrohr befindlichen Außenrohr und mit einem als Abstandsmittel dienenden, zwischen den beiden Rohren angeordneten flachen. Band, das schraubenlinienförmig um die Mittelachse der Mehrfachrohranordnung herumgewickelt ist, wobei sich das Band an der oder den Berührungsstellen seiner Kanten mit den beiden Rohren in radialer Lage zur Mittelachse befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (20) um seine Achse verdrillt ist1. Coaxial multiple tube arrangement with at least one inner tube and at least one im Distance from the inner tube located outer tube and with a serving as a spacer, arranged between the two tubes flat. Tape that helically around the central axis of the multiple tube assembly is wrapped around, with the tape at the contact point (s) its edges with the two tubes in a radial position to the central axis, characterized in that that the band (20) is twisted about its axis 2. Mehrfachrohranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (20) um 180° je Viertelwindung einer Schraubenwindung verdrillt ist2. Multiple pipe arrangement according to claim 1, characterized in that the band (20) through 180 ° is twisted per quarter turn of a screw turn 3. Mehrfachrohranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Schraubenlinienwindungen ungefähr 45° ist.3. Multiple pipe arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the slope of the Helical turns is approximately 45 °. 4. Mehrfachrohranordnung, bei der das Innenrohr eine schraubenlinienförmig gewellte Form mit Wellenbergen und Wellentälern aufweist, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in radialer Lage zur Mittelachse befindlichen Berührungsstellen (B, D, F, H, J, L N; A, C, £ G, I, K, M) der Kanten (21,22) des Bandes (20) mit dem Innenrohr (10) in dessen Wellentälern angeordnet sind.4. Multiple pipe arrangement, in which the inner pipe has a helically corrugated shape with wave crests and wave troughs, according to one of the preceding claims, characterized in that the contact points located in a radial position to the central axis (B, D, F, H, J, LN; A , C, £ G, I, K, M) of the edges (21,22) of the band (20) with the inner tube (10) are arranged in the wave troughs. 5. Mehrfachrohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (20) eine gleichmäßige Breite hat.5. Multiple pipe arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the band (20) has a uniform width. 6. Mehrfachrohraliordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (20) aus Kunststoff ist.6. Mehrfachrohraliordnung according to one of the preceding claims, characterized in that that the band (20) is made of plastic. 7. Mehrfachrohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (20) Ausschnitte (40) an den Berührungsstellen mit dem Innenrohr (10) aufweist.7. Multiple pipe arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the band (20) has cutouts (40) at the points of contact with the inner tube (10). 8. Mehrfachrohranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkante des Bandes (20) Ausschnitte (40) aufweist, die den die Berührungsstellen mit dem Innenrohr (10) bildenden Ausschnitten der Innenkante des Bandes gegenüberliegen.8. Multiple pipe arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that that the outer edge of the tape (20) has cutouts (40) which the points of contact with the Inner tube (10) forming cutouts of the inner edge of the band are opposite.
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