DE2358849A1

DE2358849A1 - PIPING EXPENSER

Info

Publication number: DE2358849A1
Application number: DE19732358849
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl Ing Matt
Original assignee: Boa AG
Current assignee: Boa AG
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1973-11-26
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2208083B1; FR2208083A1; CH539810A; AT329332B; ATA1096472A; IT1002037B; GB1450555A

Description

8000 München 22 Wldenmayerstraße 388000 Munich 22 Wldenmayerstraße 38

. Telefon (0811) 225300. Telephone (0811) 225 300

Telegramm· patemus münchen Poetscheck München 39418-802Telegram · patemus munich Poetscheck Munich 39418-802

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang Β-η^^ι^Μο«*«,«»«»Patent attorney Dr.-Ing. R. Liesegang Β-η ^^ ι ^ Μο «*«, «» «»

BOA AG Luzern. , "" Luzern BOA AG Lucerne . , "" Lucerne

P 078 02 (Schweiz)P 078 02 (Switzerland)

RohrleitungskompensatorPipe expansion joint

Die Erfindung betrifft einen Rohrleitungskompensator mit einem zwei Rohrleitungsenden verbindenden flexiblen Rohrstück sowie einem das flexible Rohrstück überbrückenden Gestänge, das zur Aufnahme der Reaktionskräfte an den Rohrleitungsenden abgestützt ist. .The invention relates to a pipe expansion joint a flexible pipe section connecting two pipe ends and a linkage bridging the flexible pipe section, the is supported on the pipe ends to absorb the reaction forces. .

Im Rohrleitungsbau ist es bekannt, zum Ausgleich von Längenveränderungen infolge von Temperaturschwankungeri Kompensatoren in Gestalt von Wellrohren in die Rohrleitungen einzubauen. Durch den Einbau eines flexiblen Wellrohres in die Achse der Rohrleitung wird, die axiale Zugkraft im Rohr, hervorgerufen aus dem mathematischen Produkt aus Druck mal Querschnittfläche des Wellrohres, unterbrochen. Diese meist beachtlichen Zugkräfte müssen deshalb durch massive Verankerungen der Leitung an geeigneten Stellen aufgenommen werden. Da solche Verankerungen bauliche Investitionen bedeuten, werden sie dem Kompensator oftIn pipeline construction it is known to compensate for Changes in length due to temperature fluctuations to be installed in the pipelines in the form of corrugated pipes. The installation of a flexible corrugated pipe in the axis of the pipe creates the axial tensile force in the pipe from the mathematical product of pressure times the cross-sectional area of the corrugated pipe, interrupted. These mostly considerable pulling forces must therefore be supported by massive anchoring of the line at suitable points. Since such anchors are structural Investments mean they become the compensator often

4098 22/0404098 22/040

ORIGINAL INSPEGTEDORIGINAL INSPEGTED

als wirtschaftlichen Nachteil angelastet.charged as an economic disadvantage.

Es gibt auch Fälle, wo sich Festpunkte aus technischen Gründen kaum oder nur unter grossem Aufwand ausführen lassen.There are also cases where fixed points are technical Reasons can hardly be carried out or only with great effort.

Schon seit einiger Zeit sind deshalb Kompensatoren bekannt, die keine Verankerung der Rohrleitung mit dem Baugrund erfordern. Allerdings erfährt die Leitung dabei eine Richtungsänderung, was jedoch selten als Kachteil empfunden wird.Compensators have therefore been known for some time, which do not require the pipeline to be anchored to the subsoil. However, the line experiences a change of direction, but this is seldom perceived as a disadvantage.

Ein solcher Kompensator ist nicht mehr oder zumindest nicht mehr ausschliesslich in Richtung Rohrachse, sondern quer dazu flexibel. Das Wellrohr des Kompensators wird wie bei einem Rohrgelenk seitlich abgebogen, wobei geeignete Stützlager in Form von Kugel- oder Zapfengelenken die Längskräfte (auch Reaktionskräfte genannt), der Leitung aufnehmen.Such a compensator is no longer, or at least no longer exclusively, in the direction of the pipe axis, but transversely flexible too. The expansion joint's corrugated pipe will be like a Pipe joint bent to the side, with suitable support bearings in the form of ball or pivot joints reducing the longitudinal forces (also reaction forces called), record the line.

Der Kompensator umfasst also zwei Baugruppen, nämlich ein Wellrohr, das die sichere und dichte Durchleitung von Flüssigkeiten und Gasen durch die Piohrleitung gewährleistet, und ein zu beiden Seiten des Y»ellrohres an den Enden des Wellrohres befestigtes Gestänge, welches das V/ellrohr überbrückend dessen Längskräfte aufnimmt. Das Gestänge und die darin integrierten Lager, welche für die Beweglichkeit des Systems nötig sind, müssen die gesamte Reaktionskraft aufnehmen. Obwohl die Lagerbewegungen sehr gering sind und sich oft im Bereich von wenigen Winkelgraden abspielen, wirken auf die Kugel- .oder Zapfenlager dabei grosse Kräfte.The compensator thus comprises two assemblies, namely a corrugated pipe that allows liquids to pass through safely and tightly and gases through the pipeline, and one on both sides of the elliptical tube at the ends of the corrugated tube attached linkage, which the V / ellrohr bridging its Absorbs longitudinal forces. The linkage and the bearings integrated in it, which are necessary for the mobility of the system, must absorb the entire reaction force. Although the stock movements are very small and often in the range of a few Play angular degrees, great forces act on the ball or journal bearings.

Lagerungen zum Abstützen grosser Kräfte sind bekanntlich " insofern problematisch, als Umgebungsbedingungen und Alter die Funktion der Lager beeinträchtigen oder ganz unterbinden können. So werden die Gelenke oft mit Farbe überstrichen, wobei Farbe . in die Lager eindringen kann. Die Kompensatoren ν/erden vielfach isoliert. Bestandteile der Isolierungen können ebenfalls in die Lager eindringen. Nässe und Feuchtigkeit bewirken Korrosion der Lagerflächen und dadurch erhöhte reibung. Selbst ein SchmierenBearings for supporting large forces are known to be "problematic" as the environmental conditions and age Impair the function of the bearings or prevent them entirely. So the joints are often painted over with paint. can penetrate the bearings. The compensators ν / ground multiple times isolated. Components of the insulation can also penetrate the bearings. Wetness and humidity cause corrosion of the Bearing surfaces and thus increased friction. Even a smear

40982 2/040240982 2/0402

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

der Lager kann diese Nachteile nicht beheben, weil durch die vom Fördermedium- übertragene Wärme Fette und OeIe sich verflüchtigen oder eintrocknen und dadurch ihre Wirkung verlieren. Infolge dieser verschiedenen möglichen Einflüsse erhöht sich die Reibung der Lager zusehends, so dass es schliesslich zum gänzlichen Festsitzen der. Lager kommen kann. Die Erhöhung der Lagerreibung hat unliebsame Beanspruchungen auf die Rohrleitung zur Folge. Wenn die Lager'festsitzen, arbeitet der Kompensator überhaupt nicht mehr, und der Dehnungsausgleich versagt.the camp cannot remedy these disadvantages because of the Heat transferred by the pumped medium, fats and oils evaporate or dry up and lose their effectiveness. As a result of these various possible influences, the friction of the bearings increases noticeably, so that it finally becomes complete fixation of the. Stock can come. The increase in bearing friction places undesirable stresses on the pipeline result. If the bearings are stuck, the compensator works not at all, and the expansion compensation fails.

Insbesondere bei Kompensator en grosser Nennweiten oder in Rohrleitungen, die hohen Drücken.unterworfen sind, hat sich gezeigt, dass in den üblichen Gedanken sehr hohe Reibungskräfte enstehen, die sich über die Rohrleitung auf Festpunkte und als solche auch auf angeschlossene Maschinen wie Kompensatoren, Punpen, Turbinen usw. übertragen, was sehr unerwünscht ist. Wenn solche kaschinen oder Festpunkte nur geringe Kräfte zulassen, so müssen hochwertige Lager, wie Rollenlager, Druckölaufschlagelager oder dgl. für die Gelenke verwendet werden, vas die Kosten des !Compensators erheblich verteuert. Especially with expansion joints of large nominal sizes or in pipelines that are subjected to high pressures shown that in the usual thoughts very high frictional forces that arise via the pipeline on fixed points and, as such, on connected machines such as expansion joints, punches, Turbines etc. transferred, which is very undesirable. if such machines or fixed points only allow small forces, so must high quality bearings, such as roller bearings, pressurized oil impact bearings Or the like. Are used for the joints, which increases the cost of the compensator considerably.

Der Erfindung" liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrleitungskompensator der zu Anfang beschriebenen Art so auszugestalten, dass er unabhängig von den Umgebungseinflüssen und auch nach langer Betriebszeit einen stets gleichbleibend guten Dehnungsausgleich gewährleistet.The invention "is based on the object of a pipe compensator of the type described at the beginning so that it is independent of the environmental influences and a consistently good one even after a long period of operation Expansion compensation guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe i'st nach der Erfindung vorgesehen, dass das Gestänge elastische Stäbe aufweist, die fest mit' den Rohrleitungsenden verbunden sind.To solve this problem, the invention provides that the linkage has elastic rods which are firmly connected to the pipe ends.

Der Rohrleitungskorapensator nach der Erfindung hat keine Lager. Die zum Dehnungsausgleich erforderliche Beweglichkeit ist durch die elastischen Stäbe in stets gleichbleibendem I-Iasse gewährleistet. Deshalb können die Schwierigkeiten infolge Reibungsveränderungen oder sogar Blockierens der Lager gar nichtThe pipeline corapensator according to the invention has none Camp. The mobility required to compensate for expansion is in a constant I-class thanks to the elastic rods guaranteed. Therefore the difficulties due to changes in friction or even blocking of the bearings can not be encountered at all

409822/04Ö2409822 / 04Ö2

auftreten. Die elastischen Stäbe weisen auch noch nach sehr langer Betriebszeit die gleiche Flexibilität auf wie im neuen Zustand und bieten somit ein hohes-Mass an Betriebssicherheit. Zudem kann durch geeignete Dimensionierung der flexiblen Stäbe nach der Erfindung die benötigte Verstellkraft wesentlich niedriger festgelegt werden, als die Verstellkraft bei Konstruktionen mit reibungsbehafteten Lagern.appear. Even after a very long period of operation, the elastic rods have the same flexibility as in the new one Condition and thus offer a high degree of operational safety. In addition, by suitably dimensioning the flexible rods according to the invention, the required adjusting force can be significantly lower can be defined as the adjustment force in designs with bearings subject to friction.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings of exemplary embodiments with further details explained in more detail.

Fig. 1 und 2 zeigen einen Rohrleitungskompensator gemäss der Erfindung in Ruhestellung bzw. in Arbeitsstellung.1 and 2 show a pipe compensator according to of the invention in the rest position or in the working position.

Fig. 3 und 4 stellen in perspektivischen Ansichten bei dem Rohrleitungskompensator nach den Fig. 1-2 verwendbare elastische Stäbe dar.3 and 4 show in perspective views elastic that can be used in the pipe compensator according to FIGS. 1-2 Rods.

Der in Fig. 1 und 2 gezeigte Rohrleitungskompensator umfasst Wellrohre 3 und 4, die mittels Hohrstutzen 1 und 2 mit Rohrleitungsenden 20 und 21 verbunden sind, und ein zwischen den Wellrohren 3 und 4 angeordnetes Zwischenrohr 5.The pipe compensator shown in Figs includes corrugated pipes 3 and 4, which by means of Hohrstutzen 1 and 2 with Pipe ends 20 and 21 are connected, and an intermediate pipe 5 arranged between the corrugated pipes 3 and 4.

. Die Wellrohre 3 und 4 sind mit den Rohrstutzen 1 und 2 an den. Stellen 7 und 8 und mit dem Zwischenrohr an den Stellen 9 und 10 dicht verschweisst. Auf den Rohrstutzen 1 und 2 sind kragenförraige Flansche 11 und 12 aufgeschweisst. Diese Flansche, sind an je zwei diametral gegenüberliegenden Stellen ihres Umfangs 15 und 16 sowie 17 und 18 durch Zugstäbe 12 und 14 fest miteinander verbunden. .. The corrugated pipes 3 and 4 are with the pipe socket 1 and 2 to the. Positions 7 and 8 and with the intermediate pipe at the positions 9 and 10 welded tightly. On the pipe socket 1 and 2 are collar-shaped flanges 11 and 12 welded on. These flanges, are fixed at two diametrically opposite points on their circumference 15 and 16 as well as 17 and 18 by tension rods 12 and 14 connected with each other. .

Die Zugstäbe sind so dimensioniert, dass sie der Biegung des Rohrleitungskompensators in Arbeitsstellung nach Fig.2 möglichst wenig 'widerstand entgegensetzen, andererseits aber die Zugkräfte in Richtung der Längsachse des Kompensators ohne bleibende Dehnung aufnehmen können. Die Zugstäbe sind vorzugs-The tension rods are dimensioned so that they can withstand the bend of the pipe expansion joint in the working position according to Fig. 2 Oppose as little 'resistance as possible, but on the other hand the tensile forces in the direction of the longitudinal axis of the compensator without can absorb permanent elongation. The tension rods are preferred

4098 22/0404098 22/040

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

weise als Flachprofile nach Fig. 3 ausgebildet. Die Flachprofile können, gemäss. Fig, 4 auch in zwei oder mehr Lagen unterteilt werden,.wobei deren Gesaratdicke d etwa derjenigen nach Figur 3 entspricht,, . .as flat profiles according to FIG. 3. The flat profiles can, according to. Fig, 4 also divided into two or more layers be, .wherein their total thickness d is about that of Figure 3 is equivalent to,, . .

"Dehnt sich infolge Temperaturerhöhung das zu dem Rohrleitungsende 21 gehörende Rohr in Achsrichtung aus, .so geben die Wellrohre-3, 4 seitlich nach_f so dass sich das Zwischenrohr 5 schief stellt. Die Zugstäbe 13, 14 sind biegeweich und mit genau vorbestimmtem Verhältnis zwischen.Biegeverformung und Biegewiderstand dimensioniert, so dass zu jeder Längenänderung definierte Verstellkräfte gehören. Die Auswirkungen dieser Verstellkräfte lassen sich also im Gegensatz zu den bekannten Rohrleitungskompensatoren, bei denen die Verstellkräfte von der veränderlichen Lagerreibung abhängen, in voraus durch die Konstruktion genau berechnen. · ■"If the pipe belonging to the pipe end 21 expands in the axial direction as a result of the increase in temperature, the corrugated pipes 3, 4 give laterally to _f so that the intermediate pipe 5 is inclined. The tension rods 13, 14 are flexible and have a precisely predetermined ratio between .Bending deformation and resistance to bending are dimensioned so that defined adjustment forces are associated with every change in length. The effects of these adjustment forces can therefore, in contrast to the known pipe expansion joints, in which the adjustment forces depend on the variable bearing friction, be precisely calculated in advance by the design. · ■

Bei Rohrleitungisverbindungen,- bei denen die zu verbindenden Rohrleitungsabschnitte nach allen Seiten beweglich sein sollen, sind die Zugstäbe gleichmässig. über den.Umfang des RohrleitungskOmpensators verteilt^: angeoro.net und haben Kreisquerschnitt (nicht gezeigt). Der Kompensator kann bei einer solchen Konstruktion.allseitig in gleicher V/eise nachgeben.In the case of pipeline connections, in which the pipeline sections to be connected are to be movable in all directions, the tension rods are uniform. Distributed over the circumference of the pipeline ^compensator: angeoro.net and have a circular cross-section (not shown). With such a construction, the compensator can yield in the same amount on all sides.

4098 2 2/0404098 2 2/040

Claims

ll.y pipe expansion joint with one two pipe ends connecting flexible pipe section and a linkage bridging the flexible pipe section which is supported at the pipe ends to absorb the reaction forces, characterized in that, that the linkage has elastic rods (13, 14) which are firmly connected to the pipe ends (20, 21).

2. Pipe compensator according to claim 1, characterized marked-r shows that the elastic rods (13, 14) are designed to be tensile and flexible.

3. Pipe compensator according to claim 1, characterized in that that the elastic rods (13, -14) each consist of at least two layers of flat profiles,

4. Pipe compensator according to claim 1, characterized in that that more than two tension rods with a circular cross-section are arranged distributed over the circumference of the flexible pipe section (3,4,5) are.

5. Pipeline compensator according to claim 1, characterized in that that the flexible pipe piece zv / ei is connected to the associated pipe end (20,21) by means of pipe sockets (1,2) Y7ellrohre (3,4) and a Zv arranged between the corrugated tubes: i-

includes tube (5).

6. Pipe compensator according to claim 5, characterized in that that the elastic rods (13, 14) attached with their ends to flanges (11, 12) or brackets of the pipe socket (1,2) are.

409822/CU02409822 / CU02