DE2327799A1

DE2327799A1 - Mit stahlmantel gepanzerter glaskoerper

Info

Publication number: DE2327799A1
Application number: DE19732327799
Authority: DE
Inventors: Hermann Lausch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1973-06-01
Publication date: 1975-01-02
Also published as: CH590181A5

Description

Mit Stahlmantel gepanzerter Glaskörper Hermann L a u 9 c h_t Schwetzingen

Die Erfindung betrifft in erster Linie Glasrohre und Glasformkörper! sie kann aber auch unter Umständen für Glasbehälter von Nutzen sein. Wenn Leitungen aus gepanzerten Glasröhren von einer Flüssigkeit durchströmt werden, deren Temperatur erheblich über der Temperatur der den Stahlmantel umgebenden Außenluft liegt, so können Differenzen zwischen der Langendehnung des Stahlmantels und der des Glasrohres auftreten, welche durch die zur Zeit auf dem Markt vorhandenen elastischen Dichtungen nicht mehr aufgenommen werden können. Dies gilt insbesondere für Leitungen, die über eine längere Strecke in einer geraden Linie verlaufen. Es ist Aufgabe der Erfindung, Mittel und Wege zu finden, die es ermöglichen, die Unterschiede in der Längendehnung des innenliegenden Glaskörpers und des außenliegenden Stahlraantels bei Förderung heißer Flüssigkeiten auszugleichen oder wenigstens so stark herabzusetzen, daß der verbleibende Rest von einer Dichtung aufgenommen werden kann. Nach der Erfindung wird bei einem mit Stahlmantel gepanzerten Glasrohr oder Glasformteil, bei welchem der Zwischenraum zwischen Glaskörper und Stahlmantel durch einen elastischen Füllstoff ausgefüllt ist und unmittelbar auf den Glaskörper eine weitere Schicht aufgebracht ist, die eine feste Verbindung zwischen Glaskörper und Füllstoff verhindert, diese zweite Schicht (Gleitschicht) aus einem Stoff hergestellt, der gleichzeitig wärmeisolierend wirkt. Dadurch wird die ohnehin vorhandene isolierende Wirkung des Füllstoffes so verstärkt, daß die Längendehnung des Stahlmantels für einen bestimmten Temperaturbereich annähernd die gleichen Werte annimmt wie die Längendehnung des Glaskörpers. Die Stärke der inneren Gleitschicht wird dabei

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zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Temperatur des Stahlmantels 50° nicht überschreitet.

Da die Längendehnung des Füllstoffes auch von der des Stahlmantels abweicht, wird weiterhin vorgeschlagen, zwischen dem Füllstoff und dem Stahlmantel eine weitere Gleitschicht anzuordnen, die ein festbacken des Füllstoffes an dem Stahlmantel verhindert. Mit den vorgeschlagenen Maßnahmen wird es möglich, Temperaturen zwischen 120°C innen und 20 C außen zu überbrücken. Der Aufnahmeboreich der Dichtungen, bzw. ihre Elastizität, kann erhöht werden durch Verwendung von Wellringdichtungen in den Flanschverbindungen.

Für höhere Temperaturen reichen dio genannten Maßnahmen nicht aus. Um auch hier den gewünschten Ausgleich zu erzielen, wird der Stahlmantel, nach einem weiteren Gedanken der Erfindung, streckenweise als Wellrohr ausgebildet. Über das zulässige Maß hinausgehende Längendehmingen des Stahlmantela werden hier durch die Elastizität der Wellen aufgenommen.

Um die Elastizität der Wellen voll-aufrecht zu erhalten, d.h. eine Beeinträchtigung durch in die Wellringe gelangten Füllstoff zu vermeiden, wird weiterhin vorgeschlagen, die Wellen nach innen zu durch eine Büchse zu überdecken, die so mit dem Stahlmantel verbunden ist, daß sie sich gegenüber diesem frei dehnen kann. Eine Möglichkeit hierzu besteht beispielsweise darin, daß man die Büchse in der Mitte ihrer Länge mittels Punktschweißungen oder Verschraubungen mit der mittleren Welle verbindet und en ihren Enden genügend Spielraum für eine freie Längsdehnung läßt. Herstellungstechnisch günstiger ist es, die Büchse an einem Ende kegelig aufzuweiten derart, daß si· vor dem iinfcringen des Füllmittels von einem Ende des Stahlmantels in diesen eingeschoben werden kann und sich dabei mit dem entstandenen Kragen gegen die Wandung der Ausdrehung im Flansch anlegt. In diesem Fall ist ein zusätzliches

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Verschweißen oder Verechrauben mit dem Stahlmantel nicht erforderlich, veil die Büchse duBh den nachträglich eingebrachten Füllstoff in ihrer Lage gehalten wird. Die äußere Gleitschicht kann in diesem Fall kurz vor dem freien Ende der Büchse aufhören. Man kann die Gleitschicht aber auch über die Innenseite der Büchse bis zum Flansch weiterführen«

Mit den beschriebenen zusätzlichen Maßnahmen wird es möglich Temperaturen bis zu 200 innen und 20 außen zu überbrücken. Der Stahlmantel nimmt hierbei allerdings eine Temperatur an die etwa bei 100° liegt.

Dieser Längenausgleich zwischen Glaskörper und Stahlmantel genügt naturgemäß nicht, um die Gesamtlängendehnung größerer gerader Rohrstrecken aufzunehmen. In diesem Fall müssen Kompensationsbögen oder andere Kompensationsvorrichtungen in die Leitung eingebaut werden.

Bei Glasbehältern liegen etwas andere Probleme vor als bei durchgehenden Rohrleitungen. Hier kann bei Füllung mit heißen Flüssigkeiten die Längsdehnung des einseitig eingespannten Glasbehälters, wenn sie größer ist als die des Stahlmantels zu einem so hohen Druck auf die Füllung führen, daß der Glasbehälter platzt. Auch in diesem Fall schafft der Einbau einiger Wellen in den Stahlmantel Abhilfe. Durch diese Wellen wird der Stahlmantel in Längsrichtung elastisch und kann sich so einem etwa steigenden Innendruck anpassen» In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes, gepanzertes Glasrohr mit dem Anschlußflansch des benachbarten Rohres}

Figur 2 einen mit dem Erfindungsgegenstand ausgestatteten Glasbehälter.

Die Glasrohre 1 und 15 sind an den Enden kegelförmig verdickt, Sie sind unter Zwischenschaltung von Füllmaterial 3 bzw. in Stahlmäntel 2 bzw. h eingebettet. Stahlmantel 2 endigt in zwei Flanschen 12 und 13, die an das Stahlrohr angeschweißt

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sind und zum Anschluß an die benachbarten Rohre dienen. Von Rohr k ist nur ein Flansch 1H dargestellt. Jeder Flansch enthält eine Ausdrehung 7, 8, 9 von etwa dreieckigem Querschnitt. Diese Ausdrehungen dienen dazu, den beim Zusammenbau auf die freie Fläche der Füllung ausgeübten Druck aufzufangen und das 4uftreten zu starker radialer Drücke auf den Mittelteil des Glasrohres, das zu Rißbildungen führen könnte, zu verhindern. Zwischen dem Glaskörper 1 bzw. 15 und der Füllschicht 3 bzw. 20 ist eine dünne Schicht 6 bzw. 16 angeordnet, die ein festhaften der Füllechicht an dem Glaskörper verhindern und damit eine geringe Relativbewegung zwischen beiden ermöglichen soll. Diese Gleitschicht wird erfindungsgemäß aus einem wärmeisolierenden Stoff hergestellt. Dadurch kann die wärmeisolierende Wirkung der Füllschicht so verstärkt werden, daß eine weitgehende Annäherung der Wärmedehnungen des Glaskörpers und des Stahlmantels erreicht wird. Die geringen Unterschiede zwischen der radialen Dehnung des Glaskörpers und der des Stahlmantels werden durch die Ftillschicht ohne weiteres aufgenommen. Zur Aufnahme der Unterschiede in den Längsdehnungen reicht, wenigstens bei Innentemperaturen bis 120°, die Elastizität der üblichen Dichtungen im allgemeinen aus. Gegebenenfalls werden-anstelle der üblichen Dichtungen Wellringdichtungen 10 eingebaut. Bei höheren Innentemperaturen kann es vorkommen, daß trotz der erfindungsgemäßen verstärkton Isolierung des Glaskörpers die Außentemperatur- dos Stahlmantels so stark ansteigt, daß seine Längendohnung beträchtlich über der des Glaskörpers liegt. In diesem Fall würde auf den Glaskörper eine Zugspannung ausgeübt werden, der er nicht gewachsen ist. Um das Auftreten solcher Spannungen zu verhindern_/ist der Stahlmantel streckenweise als Wellrohr 28 ausgebildet. Die Wellen sind nach innen zu durch eino Büchse 25 überdeckt. Die Büchse verhindert, daß beim Einfüllen die Zwischenräume zwischen den Wellen mit Füllstoff ausgefüllt werden, welcher die Elastizität der Wellen stark beeinträchtigen würde.

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Die Büchse ist am linken Ende kegelig ausgeweitet und legt sich mit dem so entstandenen Kragen an die rechte Wand der Ausdrehung 7 an. Durch das später eingefügte Füllmaterial wird der Kragen an die Wand gedrückt und die Büchse eindeutig festgehalten. Das andere Ende der Büchse ist frei und kann etwaigen Längsdehnungen unabhängig von dem Stahlmantel folgen. Um Relativbewegungen der Füllung gegenüber dem Stahlmantel nicht zu behindern ist auch der Stahlmantel an seiner Innenseite mit einer Gleitschicht 26 bzw. 27 vorsehen. Diese Gleitschicht verläuft auch auf der Innenseite der Büchse 25.

Flansch 13 hat eine Ausdrehung 23t Flansch Ik hat einen Ansatz 2k, Beim Anziehen greift Ansatz 2k in die Ausnehmung 23 ein und sichert so eindeutig die Lage der Wellringdichtung 10, Figur 2 zeigt die Anwendung der beschriebenen Konstruktion auf einen gepanzerten Glasbehälter. Der Glaskörper ist hier mit 11 bezeichnet; er ist an seinem offenen Ende, ähnlich wie der Glaskörper^ in gepanzerten Glasrohren, kegelförmig verdickt. Der Glaskörper ist unter Zwischenschaltung einer Füllschicht 21 in einen Stahlmantel 5 eingebettet. Zwischen Glaskörper 11 und Ftillschicht 21 ist eine isolierende Gleitschicht 17 und zwischen Füllschicht 21 und Stahlmantel 5 eine weitere Gleitschicht 26 eingebaut. Der Stahlmantel ist an seinem oberen Ende als Wellrohr ausgebildet. Die Zwischenräume zwischen den Wellen 28 sind nach dem Füllstoff zu durch eine Büchse 25 abgedeckt, die - ähnlich der Bauart nach Figur 1 - durch einen kegelig nach außen abgeschrägten Kragen in einer Ausdrehung 29 des Flansches 19 gehalten ist. Auch bei dieser Bauart ist die äußere Gleitschicht 26 an der Innenseite der Büchse entlang geführt und in der Ausdrehunc 29 des Flansches durch don verdickten Kopf des Füllstoffes gehalten.

Die Konstruktion schützt den Glaskörper 11 vor dem zerspringen infolge zu hohen Drucks auf den Boden und sichert ihn, wenn der Stahlmantel mit geringer Vorspannung übergezogen wird gegen eine Übersehroitung dor zulässigen Zugspannung und die Entstehung von Rißbi!düngen.

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In der beiliegenden Berechnung «sind die unterschiedlichen Wärmedehnungen von Stahl- und Quarzglas bei einem Stahlgepanzertem Glasrohr von zwei Meter Länge niedergelegt.

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Claims

28.3.1973

P_a tontansprüche

1. Mit Stahlmantel gepanzertes Glasrohr oder Glasformtoil bei welchem der Zwischenraum zwischen Glaskörper und Stahlmantel durch einen elastischen Füllstoff ausgefüllt ist und unmittelbar auf den Glaskörper eine weitere Schicht aufgebracht ist, die eine feste Verbindung zwischen Glaskörper und Füllstoff verhindert, dadurch gekennzeichnet. daß diese zweite Schicht (6) aus einem Stoff besteht, der gleichzeitig wärmeisolierend wirkt.

2. Gepanzerter Glaskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Stärke der Isolierschicht (6) so gewählt ist, daß die Temperatur des Stahlmantels 50 nicht überschreitet.

3. Gepanzerter Glaskörper nach den Ansprüchen 1 und 2,

' dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Füllmittel (3) und dem Stahlmantel (2) eine weitere Gleitschicht (26) angeordnet ist, die ein festbacken des Füllstoffes an dem Stahlmantel verhindert.

h. Gepanzerter Glaskörper nach den Ansprüchen 1 bis 3§ dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlmantel (2) streckenweise als Wellrohr ausgebildet ist.

5. Gepanzerter Glaskörper nach den Ansprüchen 1 bis h_f gekennzeichnet durch eine an der Innenseite des Stahlmantels angeordnete, frei dehnbar mit ihm verbundene Büchse (25)» welche die Zwischenräume zwischen den Wellen nach innen zu abdeckt.

6. Gepanzerter Glaskörper nach den Ansprüchen 1 bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (25) an einem Ende nach außen aufgeboten ist und mit dem aufgebogenen Teil in einer Ausnehmung (7) der Flanschverbindung eingreift.

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7. Gepanzerter Glaskörper nach den Ansprüchen 1 bi· 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, an der die Büchse (25) angeordnet ist, die Zwischenschicht (26) auf der Innenseite der Büchse verläuft.

8.Leitung aus gepanzerten Glaskörpern nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7_t dadurch bekennζοlehnet, daß die Flanschverbindungen (z.B. 13, 1U) mit Wellringdichtungen (1O) ausgestattet sind.