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Kupplung für vakuumisolierte Leitungen Die Erfindung betrifft eine
Kupplung für vakuumisolierte Leitungen, insbesondere für Rohrleitungen zum Transport
flüssiger Gase, bei der die beiden Vakuummantelrohre an der Verbindungsstelle mit
einer Schraubverbindung verbunden sind.
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Der Anschluß von vakuumisolierten Doppelmantelleitungen, wie sie vorzugsweise
zum Transport tiefsiedender kondensierter Gase, z.B. Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff
oder Helium, verwendet werden, bietet verschiedene Schwierigkeiten, die mit den
bisher bekannten Flansch- und Schraubverbindungen nicht überwunden werden konnten.
Da außer den beiden innenliegenden Rohrteilen auch die umgebenden Vakuummantelrohre
verbunden werden müssen, ergibt sich die Notwendigkeit der Anbringung eines Überwurfstückes,
in dem abschnittsweise beide Vakuummantelrohre konzentrisch ineinanderliegen und
einen rohrzylinderförmigen Ringraum bilden.
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In diesen Ringraum kann bei bekannten Ausführungsformen das flüssige
Medium eindringen und dadurch, insbesondere bei flüssigem Iielium, Oszillationen
mit hohen Verdampfungsverlusten verursachen.
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Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Kupplung für
vakuumisolierte Leitungen anzugeben, welche eine einwandfreie Verbindung der Vakuummantelrohre
und der Rohrteile ermöglicht, ohne daß an der Verbindungsstelle oder durch deren
Einwirkungen unerwünschte Verdampfungsverluste und Flüssigkeitsoszillationen auftreten.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß an der Außenseite des ersten Vakuummantelrohres
ein Doppelkeilring vorgesehen ist, gegen dessen erste Keilfläche eine angepaßte
erste Auflagefläche eines die Verbindungsstelle übergreifenden Ifülsenstücks des
zweiten Vakuummantelrohres anliegt, ferner daß auf einem Gewindeteil dieses Hülsenstücks
ein Schraubring mit einer der zweiten Keilfläche des Doppelkeilrings angepaßten
zweiten Auflagerfläche vorgesehen ist, welcher das Hülsenstück des zweiten Vakuummantelrohres
mit dem ersten Vakuummantelrohr verspannt, und daß der erste Rohrteil im ersten
Vakuummantelrohr mit seinem freien Anschlußende in eine Anschlußmuffe des zweiten
Rohrteils im zweiten akuummantelrohr derart hineinragt, daß eine Verbindung mit
einem zwischen dem ersten Vakuummantelrohr und dem zweiten Wakuummantelrohr gebildeten
Druckraum entsteht. Die stumpf gegeneinanderragenden Rohrteile stehen somit über
den Verbindungsspalt mit dem Druckraum in Verbindung. Bei der Förderung einer verdampfbaren
Ylussigkeit insbesondere bei tiefsiedenden kondensierten Gasen, bildet sich beim
Flüssigkeitstransport rasch ein solcher Dampfdruck im Druckraum aus, daß eine völlig
dichte und gut wärmeisollerende Verbindungsstelle geschaffen wird, bei der das Gasdruckpolster
eine zusätzliche Wärmeisolation darstellt. Eine solche Kupplung erscheint überwiegend
für stehende vakutjiiisolierte
Leitungen geeignet. Sie kann aber
bei entsprechender Bemessung des Druckraums und des Verbindungsspaltes unter Berücksichtigung
des zu fördernden Mediums auch gegebenenfalls bei Vakuummantelleitungen in anderer
lage angewendet werden.
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Eine zweckmäßige Weiterbildtrng der Erfindung kann derart aufgebaut
sein, daß der Vakuumraum des ersten Vakuummantelrohres im Bereich des freien Anschlußendes
des ersten Rohrteils durch eine eingesetzte Stirnscheibe abgeschlossen ist, daß
das erste Vakuummantelrohr diese Stirnscheibe in Richtung der Verbindungsstelle
der Rohrteile überragt, und daß ferner zwischen der Änschlußmuffe des zweiten Rohrteils
und dem Hülsenstück des zweiten Vakuummantelrohres ein rohrzylinderförmiger Druckraum
gebildet wird, in den das von der Stirnscheibe aufragende Anschlußende des ersten
Vakuummantelrohres hineinragt. Diese Ausführungsform bietet in ihrer Umwegführung
vom Verbindungsringspalt zum Druckraum besonders bei senkrecht stehenden Leitungen
Vorteile. An die Anschlußmuffe, die mit dem Ende des im zweiten Vakuummantelrohr
liegenden zweiten Rohrteils fest verbunden ist, schließt sich vorteilhaft an ihrem
äußeren Umfang eine Rohrhülse an, die den Innenteil des Hülsenstücks bildet. Die
Anschlußmuffe ist außerdem in ihrer zylinderförmigen Ausnehmung zum ein griff des
Anschlußendes des ersten Rohrteils im ernten Vakuummantelrohr so gestaltet, daß
der Innendurchmesser der zylinderförmigen Ausnehmung größer ist als der Außendurchmesser
des eingreifenden zweiten Rohrteile so daß an dieser Stelle keine metallische Wärmeleitung
eintreten kann.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform kann der Druckraum zwischen
der äußeren Oberfläche des ersten Vakuummantelrohres und der inneren Oberfläche
des übergreifenden Hülsenstücks bzw. der Rohrhülse rohrzylinderförmig bis in den
Bereich der Verschraubung erstreckt sein. Es hat sich gezeigt, daß ein derartig
bemessener Druckraum frei von Flüssigkeitsab scheidungen flüssigen Gases bleibt
und eine wirksame zusätzliche Wärmeisolierung darstellt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es ferner zweckmäßig
sein, daß in dem ersten Vakuummantelrohr im Bereich des auf seiner Außenseite angeordneten
Doppelkeilrings eine innere Stützhülse vorgesehen ist. Diese verstärkt das erste
Vakuummantelrohr und vermeidet eine unerwünschte Deformierung beim Anziehen des
Schraubrings.
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Die Einzelteile der Kupplung sind im allgemeinen metallische Rohrteile
und mit diesen verbundene, gleichfalls metallische Zwischenstücke. Für bestimmte
Anwendungsfälle kann jedoch auch eine ganze oder teilweise Kunststoffausführung
angewendet werden.
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Durch die Merkmale der Erfindung wird eine Kupplung für vakuumisolierte
Leitungen geschaffen, bei der der Dampfdruck des transportierten Mediums zusätzlich
zur Wärmeisolation und Abdichtung an der Verbindungsstelle benutzt wird. Eine solche
Kupplung bietet insbesondere in Heliumleitungen den Vorteil außerordentlich geringer
Wärmeverluste und vermeidet unerwünschte Oszillationen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung schematisch dargestellt.
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In einem ersten Vakuummantelrohr 1 befindet sich ein erster Rohrteil
2, welcher mit einem zweiten Rohrteil 3 eines zweiten Vakuummantelrohres 4 flüssigkeitsdicht
verbunden ist.
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Dieser erste Rohrteil 2 ist im Kupplusgsbereich bis zu einem Anschlußende
5 geführt, welches aus einer Stirnscheibe 6 hervorragt, die zwischen dem äußeren
Umfang des ersten Rohrteils 2 und dem inneren Umfang des ersten Vakuummantelrohre&
1 vakuumdicht eingesetzt ist.
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Das zweite Vakuummantelrohr 4 bildet ein Hülsenstück 7 mit einem Gewindeteil
in Form eines Gewindeansatzstücks 8, von dem eine Rohrhülse 9 ausgeht, die mit einer
Anschlußmuffe 10 am Ende des zweiten Rohrteils 3 dicht verbunden ist. Am äußeren
Umfang des Gewindeansatzstücks 8 befindet sich ein Schraubgewinde 11, auf dem ein
Schraubring 12 verschoben werden kann.
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An dem Gewindeansatzstück 8 befindet sich eine angepaßte erste Auflagefläche
13, die entsprechend einer ersten Keilfläche 14 eines auf dem ersten Vakuummantelrohr
1 angeordneten Doppelkeilrings 15 gebildet ist.
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Der Schraubring 12 trägt eine angepaßte zweite Auflagefläche 16 entsprechend
einer zweiten Keilfläche 17 des Doppelkeilrings 15.
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In der Anschlußmuffe 10 ist eine zylinderförmige Ausnehmung 18 vorgesehen,
deren Durchmesser etwas größer gewählt ist als der Außendurchmesser des Anschlußendes
5 des ersten Rohrteiles 2. Von der Stirnscheibe 6 ragt ein Teilstück 19 des ersten
Vakiiummantelrohres 1 in die zylinderförmige Ausnehmung 18 zwischen dem Ansatz der
Anschlußmuffe 10 und der Rohrhülse 9. Es wird dadurch ein Spaltweg gebildet, der
von der Verbindungsstelle der beiden Rohrteile 2,3 bis zu dem gleichfalls rolirzylinderförmigen
Druckraum 20 führt, der zwischen der inneren Oberfläche des Rohrhülsenstücks 9 und
der äußeren Oberfläche des ersten Vakuummantelrohres 1 liegt und sich bis in den
Bereich der Verschraubung mit dem Doppelkeilring 15 erstreckt.
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Zur Verstärkung des ersten Vakuummantelrohres 1 ist auf seiner Innenseite
im Bereich des Doppelkeilrings 15 eine innere Stütshülse 21 angeordnet.