DE19757252C2 - Isolierende Rohrkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine isolierende Rohrkupplung zur Ver­ bindung metallener Rohrleitungen über eine strömungsmittel­ dichte und mechanisch zur Aufnahme der auf die Rohrleitung wirkenden Beanspruchungen ausgebildete mechanisch feste Kupp­ lung, die aber zugleich als elektrisch isolierende Trenn­ stelle ausgebildet ist.

Andererseits soll der Aufbau gefährlich hoher Spannungen zwi­ schen den beiden miteinander durch die isolierende Rohrkupp­ lung verbundenen Rohrsträngen vermieden werden. Um das Maß der möglichen Spannungsdifferenz zwischen den beiden über die Isoliertrennstelle elektrisch isolierten Rohrstränge auf ein vorgegebenes ungefährliches Maß zu begrenzen, ist
eine innenliegende Ringfunkenstrecke zwischen den bei­ den gekuppelten Rohrsträngen vorgesehen, deren elektrisches Verhalten vor dem Zusammenbau der isolierenden Rohrkupplung an die jeweiligen Bedürfnisse angepaßt werden kann.

Isolierende Rohrkupplungen dieser Art sind bereits bekannt.

Aus dem Gebrauchsmuster 76 04 606 ist eine isolierende Rohr­ kupplung bekannt, die aus einem ersten Rohrstück mit einer daran angeordneten Muffe und einem zweiten Rohrstück mit einer vorderen ringflanschartigen Kopfverdickung aufweist, die in der Muffe des ersten Rohrstücks aufgenommen wird, und zwischen der Muffe des ersten Rohrstücks und der Kopfverdic­ kung des zweiten Rohrstücks ist eine Isolierschicht angeord­ net, die sowohl die axialen wie auch die radialen Spaltbe­ reiche ausfüllt und eine beträchtliche Dicke hat sowie sich außerdem an der Rohrinnenwandfläche der Muffe noch um eine gewisse Axialdistanz von der Kopfverdickung weg erstreckt. Am vorderen Ende der Muffe ist ein sich radial einwärts erstrec­ kendes und die Kopfverdickung des zweiten Kopfteils rücksei­ tig übergreifendes Element angeschweißt, und der Ringspalt zwischen diesem und dem ersten Rohrstück ist durch eine Ver­ gußmasse ausgefüllt. Eine Ringfunkenstrecke ist bei dieser isolierenden Rohrkupplung allerdings nicht vorgesehen.

Aus de DE-PS 36 39 815 ist eine isolierende Rohrkupplung mit Ringfunkenstreck bekannt, die aus einem ersten Rohrstück mit einer daran angeordneten Muffe und einem zweiten Rohrstück mit einer Kopfverdickung besteht, wobei die Muffe ein die Kopfverdickung hintergreifendes Element aufweist, und wobei zwischen den axialen Stirnflächen der Kopfverdickung und den axial benachbarten Stirnflächen des Muffenbodens bzw. des die Kopfverdickung hintergreifenden Elements Isolierstoffpackun­ gen angeordnet sind und der radiale Spaltbereich zwischen dem die Kopfverdickung hintergreifenden Element und dem zweiten Rohrstück durch eine Vergußmasse ausgefüllt ist. Der Radial­ spalt zwischen der Muffe und der Kopfverdickung ist jedoch nicht mit Isoliermaterial ausgefüllt und dient als Ringfun­ kenstrecke.

In dem Gebrauchsmuster 73 11 220 sind verschiedene Ausfüh­ rungsformen von isolierenden Rohrkupplungen dargestellt, die widerum aus einem ersten Rohrstück mit einer Muffe und einem zweiten Rohrstück mit einer Kopfverdickung bestehen, wobei die Muffe widerum ein die Kopfverdickung hintergreifendes Element aufweist, und wobei zwischen Muffe und Kopfverdickung eine sowohl die axialen wie auch die radialen Spaltbereiche ausfüllende dicke Isolierschicht angeordnet ist. Eine Funken­ strecke ist ebenfalls vorgesehen, und zwar zwischen dem die Kopfverdickung des zweiten Rohrstücks hintergreifenden Ele­ ment der Muffe des ersten Rohrstücks und dem zweiten Rohr­ stück in Gestalt einer Bohrung in der Isolierschicht oder durch eine außerhalb der Isolierschicht angeordnete Funken­ strecke zwischen dem Muffenende des ersten Rohrstücks und dem zweiten Rohrstück.

Bei den Ausführungen des Gebrauchsmusters 73 11 220 ist eine außenliegende oder fast außenliegende Funkenstrecke vorgese­ hen. Bei der DE-PS 36 39 815 liegt die Funkenstrecke innen. Letzteres ist günstiger, da die Bedingungen der innenliegen­ den Funkenstrecke nicht von äußeren Einflüssen wie Feuchtig­ keit oder dergleichen beeinflußt werden kann, was nicht wünschenswert ist. Das Anordnen einer äußeren Funkenstrecke hindert auch das Anbringen eines Vergusses in solcher Weise, daß sowohl eine hochwertige Isolierung als auch eine hochwer­ tige Abdichtung geschaffen wird. Die innenliegende Funken­ strecke bei dem Stand der Technik nach der DE-PS 36 39 815 hat aber den Nachteil, daß sie, weil sie einen radialen Vor­ sprung an der Kopfverdickung in den Ringspalt zwischen Kopf­ verdickung und Muffe hinein erfordert, dort das Anbringen einer Isolierschicht im radialen Spaltbereich hindert und außerdem nicht ohne weiteres an unterschiedliche Gegebenhei­ ten anpaßbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit zu schaffen, eine an die jeweiligen vorgegebenen Betriebsbedin­ gungen leicht anpaßbare Funkenstrecke bei einer mit hoher Isolierqualität und hoher Dichtigkeit ausgeführten isolieren­ den Rohrkupplung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene Anordnung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die beigefügte Zeichnung zeigt verschiedene Möglichkeiten der Anordnung und Ausbildung einer solchen anpaßbaren Ringfunken­ strecke anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels.

Die in der Zeichnung dargestellte isolierende Rohrkupplung besteht aus einem ersten Rohrstück 1 mit einer daran angeord­ neten Muffe 2 und einem zweiten Rohrstück 3 mit einer vorde­ ren ringflanschartigen Kopfverdickung 4. Das Rohrstück 1 mit der Muffe 2 und das Rohrstück 3 mit der Kopfverdickung 4 kön­ nen als Schweißkonstruktionen ausgebildet sein. Die Muffe 2 weist außerdem an ihrem vorderen Ende einen die Kopfver­ dickung 4 des Rohrstücks 3 im zusammengebauten Zustand hinter­ greifenden Innenringflansch 5 auf, der mit der übrigen Muffe 2 durch eine nicht dargestellte Ringschweißnaht verbunden ist.

Zwischen der Muffe 2 und der Kopfverdickung 4 des Rohrstücks 3 ist eine Isolierschicht 6 angeordnet, die sowohl den um­ fangsmäßigen radialen Ringspalt zwischen Kopfverdickung 4 und Muffe 2 als auch den axialen Ringspalt zwischen den axialen Stirnflächen von Muffe 2 und Kopfverdickung 4 durchsetzt und sich außerdem an der Rohrinnenwandfläche der Muffe 2 noch um eine gewisse Axialdistanz nach hinten in Richtung zum Rohr­ stück 1 erstreckt, um die elektrische Kriechstrecke an der Rohrinnenwandfläche zwischen den Rohrstücken 1 und 3 auf das notwendige Maß zu verlängern.

Zwischen der hinteren Stirnfläche der Kopfverdickung 4 und dem Innenringflansch 5 der Muffe 2 ist ein ringscheibenförmi­ ger Isolierkörper 7 eingebaut. Der Mündungsringspalt zwischen dem Innenringflansch 5 der Muffe 2 und der Mantelfläche des Rohrstücks 3 hinterhalb von dessen Kopfverdickung 4 ist durch eine isolierende Vergußmasse 8 ausgegossen.

Die Isolierschicht 6 an der Innenwandung der Muffe 2 weist an ihrem vorderen Ende, wie man in der Zeichnung sieht, eine Einführschräge 9 auf (hinterhalb des Innenringflanschs 5), und die Mantelfläche der Kopfverdickung 4 ist mit zwei Ring­ nuten 10 versehen, in welche O-Ringe 11 eingesetzt sind, die mit der Innenwandfläche der Isolierschicht 6 dichtend zu­ sammenwirken.

Der Zusammenbau der insoweit an sich bekannten isolierenden Rohrkupplung erfolgt in der Weise, daß zunächst das Rohrstück 1 mit der Muffe 2 (ohne den Innenringflansch 5) und das Rohr­ stück 3 mit der Kopfverdickung 4 hergestellt werden. In das Kopfstück 4 des Rohrstücks 3 werden in der Mantelfläche die Nuten 10 eingearbeitet und die Dichtungsringe 11 eingelegt. An der Innenwandung der Muffe 2 wird die Isolierschicht 6 angebracht, die vorzugsweise aus Hartgummi besteht. Sodann wird das Rohrstück 3 mit der Kopfverdickung 4 in die Muffe 2 des Rohrstücks 1 eingeschoben, wobei die O-Ringe 11 mit der Innenwandfläche der Isolierschicht 6 abdichten und die Ein­ führschräge 9 am vorderen Ende der Isolierschicht dieses Zu­ sammenschieben erleichtert. Sodann wird der ringscheibenför­ mige Isolierkörper 7 eingesetzt. Anschließend wird ein als gesondertes Teil gefertigtes Muffenendstück mit dem Innen­ ringflansch 5 axial an das vordere Ende der Muffe 2 angesetzt und, während die ganze Anordnung in einer Montagevorrichtung axial unter Vorspannung zusammengepreßt wird, wird dieses Muffenendstück mit der übrigen Muffe 2 mittels einer umlau­ fenden Ringschweißnaht verschweißt. Abschließend wird der Spalt zwischen der Mantelfläche des Rohrstücks 3 und dem In­ nenringflansch 5 und dem Isolierkörper 7 mit der Vergußmasse 8 ausgegossen.

Die erfindungsgemäße Besonderheit dieser isolierenden Rohr­ kupplung besteht darin, daß eine Ringfunkenstrecke zwischen den beiden metallenen Rohrsträngen über der isolierenden Kupplung hergestellt ist, nämlich eine Ringfunkenstrecke zwi­ schen der metallenen Kopfverdockung 4 des Rohrstücks 3 und der metallenen Muffe 2 des Rohrstücks 1.

Für diese Ringfunkenstrecke gibt es verschiedene Möglichkei­ ten der Anordnung und Ausbildung.

Eine Möglichkeit der Ausbildung der Ringfunkenstrecke ist das Einarbeiten einer durchgehenden Ringnut 12a in die Isolier­ schicht 6 in deren zwischen den benachbarten Mantelflächen von Kopfverdeckung 4 und Flansch 2 liegenden Bereich. Die Zeichnung zeigt nur beispielsweise drei verschiedene Anord­ nungsmöglichkeiten dieser Ringnut 12a, nämlich einen genau radialen Verlauf 12aa, einen weniger stark zur Radialrichtung geneigten Verlauf 12ab, und einen zur Radialrichtung sehr stark geneigten Verlauf 12ac. Durch die Wahl des Winkels, un­ ter welchem diese Ringnut verläuft, kann bei gegebener Dicke der Isolierschicht 6 die Länge der herzustellenden Funken­ strecke zwischen Kopfverdickung 4 und Muffe 2 eingestellt werden. Bei genau radialem Verlauf der Ringnut ist die Länge der Funkenstrecke am kürzesten, und je stärker der Verlauf dieser Ringnut zur Radialrichtung abgewinkelt ist, desto länger ist die Funkenstrecke (siehe Verlauf 12ac).

Eine solche Ringnut kann aber auch in dem zwischen den be­ nachbarten Stirnflächen von Kopfverdickung 4 und Flansch 2 verlaufenden Abschnitt der Isolierschicht 6 angeordnet werden und ist in der Zeichnung beispielshalber als schräg verlau­ fende Ringnut 12b eingezeichnet. Es versteht sich, daß auch an dieser Stelle in der erwähnten Weise die Länge der Fun­ kenstrecke durch Wahl des Winkelverlaufs der Ringnut unter­ schiedlich wählbar ist.

Eine weitere Möglichkeit der Herstellung der Funkenstrecke ist die Anordnung eines Kranzes von Bohrungen 12c oder 12d im axial oder im radial verlaufenden Abschnitt der Isolier­ schicht 6. Auch diese sind als mögliche Varianten erläute­ rungshalber in die gleiche Zeichnung eingezeichnet. Es ver­ steht sich, daß bei einer gegebenen isolierenden Rohrkupp­ lungen nur eine der vier beispielshalber in die gleiche Zeichnung eingezeichneten, eine Funkenstrecke bildenen Durchbrechungen 12a, 12d, 12c, 12d vorgesehen ist, wobei auch deren Lage im Verlauf der Isolierschicht frei wählbar ist.

Es versteht sich von selbst, daß auch die Dicke der Isolier­ schicht 6 nach den jeweiligen Gegebenheiten wählbar ist.

Durch Wahl unterschiedlicher Dicken der Isolierschicht 6 kann zunächst eine grobe Vorgabe der gewünschten Funkenstrecken­ länge gewählt werden, und durch mehr oder wenig stark geneig­ te Durchbrechungen der Isolierschicht kann dann eine weitere Variation der gewünschten Funkenstreckenlänge erfolgen. Auf diese Weise kann bei einer gegebenen Anzahl von Standard-Iso­ lierdicken eine feine Abstufung von Funkenstreckenlängen nach den jeweiligen konkreten Bedürfnissen erreicht werden.

Über die Wahl der Funkenstreckenlänge wird zugleich die zu­ lässige Spannungsdifferenz zwischen den beiden Rohrsträngen festgelegt, bei deren Überschreitung ein Funkenüberschlag und damit ein Spannungsabbau erfolgen soll.

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß Isolierstoffdurchbre­ chungen grundsätzlich auch im Isolierkörper 7 angeordnet werden können, obwohl die Anordnung der als Funkenstrecke dienenden Durchbrechungen in der Isolierschicht 6 zu bevorzugen ist.

Claims (3)

1. Als elektrisch isolierende Trennstelle ausgebildete Rohr­ kupplung zur Verbindung metallener Rohrleitungen, bestehend aus
einem ersten Rohrstück (1) mit einer daran angeordneten Muffe (2),
einem zweiten Rohrstück (3) mit einer vorderen ringflansch­ artigen Kopfverdickung (4), die in der Muffe (2) des ersten Rohrstücks (1) aufgenommen wird,
einer Isolierschicht (6), die sowohl die axialen wie auch die radialen Spaltbereiche zwischen der Muffe (2) des ersten Rohrstücks (1) und der Kopfverdickung (4) des zweiten Rohr­ stücks (3) ausfüllt und eine beträchtliche Dicke hat sowie sich außerdem an der Rohrinnenwandfläche der Muffe (2) noch um eine gewisse Axialdistanz von der Kopfverdickung (4) weg erstreckt,
einem am vorderen Ende der Muffe (2) angeordneten, sich radial einwärts erstreckenden und die Kopfverdickung (4) des zweiten Rohrteils (3) rückseitig übergreifenden Element (5),
einem zwischen der rückwärtigen Stirnfläche der Kopfver­ dickung (4) und dem hintergreifenden Element (5) angeordneten Isolierkörper (7), und einer den Spaltbereich zwischen dem zweiten Rohrstück (3) und dem das Kopfstück (4) hintergrei­ fenden Element (5) ausbildenden Vergußmasse (8), wobei
zur Bildung einer Ringfunkenstrecke zwischen der Kopfver­ dickung (4) des zweiten Rohrstücks (3) und der Muffe (2) des ersten Rohrstücks (1) in der Isolierschicht (6) oder in dem Isolierkörper (7) ein Kranz von geneigten Bohrungen oder einen geneigte Ringnut gebildet ist, wobei die Bohrungen bzw. die Ringnut unter einem Winkel durch die Isolierschicht bzw. den Isolierkörper hindurchverlaufen, der entsprechend der gewünschten Funken­ streckenlänge gewählt ist.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz von Bohrungen bzw. die Ringnut in den axial verlau­ fenden Abschnitt der Isolierschicht (6) eingearbeitet ist.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz von Bohrungen bzw. die Isolierschicht in den radial verlaufenden Abschnitt der Isolierschicht (6) eingearbeitet ist.