DE2636402A1 - ELECTRICALLY INSULATING PIPE CONNECTION - Google Patents
ELECTRICALLY INSULATING PIPE CONNECTIONInfo
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Elektrisch isolierende RohrverbindungElectrically insulating pipe connection
Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende Rohrverbindung mit einer rohrförmigen Metallhülse,, in die von entgegengesetzten Seiten her unter Zwischenschaltung eines elektrisch isolierenden Abstandsrings zwei den eigentlichen Strömungskanal der Rohrverbindung bildende Metallrohre münden, die auch der Metallhülse gegenüber einwandfrei elektrisch isoliert sind und deren sich gegenüber liegende Enden nach außen abgebogen und unter Anwendung von beispielsweise an die Metallhülse angeschraubten oder angeschweißten Metallelementen ausgeübtem Druck auf den Abstandsring aufgedrückt sind, wobei die Metallelemente anschließend mittels starrer Isolierelemente gegenüber den Metallrohren elektrisch isoliert wurden.The invention relates to an electrically insulating pipe connection with a tubular metal sleeve ,, in the from opposite sides with the interposition of an electrically insulating spacer ring, two metal pipes forming the actual flow channel of the pipe connection open out, which are also properly electrically isolated from the metal sleeve and their opposite lying ends bent outwards and using, for example, screwed or welded to the metal sleeve Metal elements exerted pressure are pressed onto the spacer ring, the metal elements subsequently were electrically insulated from the metal pipes by means of rigid insulating elements.
Bei den bekannten Rohrverbindungen dieser Art hat der zwischen den sich gegenüber liegenden Enden der Metallrohre eingeklemmte elektrisch isolierende Abstandsring auch eine Abdichtungsfunktion, so daß er genügend elastisch sein, d.h. die Charakteristiken eines Dichtungsrings aufweisen muß.In the known pipe connections of this type, the electrically insulating spacer ring clamped between the opposite ends of the metal pipes also has a sealing function so that it be sufficiently elastic, i.e. have the characteristics of a sealing ring got to.
Die Praxis hat gezeigt, daß dieser elektrisch isolierende Dichtungs- und Abstandsring sich als Folge der starken, in Längsrichtung der Rohrverbindung wirkendenPractice has shown that this electrically insulating sealing and spacer ring as a result of strong, acting in the longitudinal direction of the pipe connection
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mechanischen Beanspruchungen ausdehnt und zwischen die Innenflächen der Rohrverbindung dringt, so daß es zu hydraulischen Leckagen kommt. Es hat sich weiterhin ergeben, daß auch die Verwendung eines aus einem starren, nicht elastischem Material bestehenden elektrisch isolierenden Dichtungs- und Abstandsrings zu Schwierigkeiten führt, weil wegen der mechanischen und thermalen Beanspruchungen der Rohrverbindung ein einwandfreies Abdichten auf die Dauer nicht möglich ist.mechanical stress expands and penetrates between the inner surfaces of the pipe connection, so that it to hydraulic leakage occurs. It has also been found that the use of a rigid, non-elastic material existing electrically insulating sealing and spacer ring to difficulties leads, because due to the mechanical and thermal stresses on the pipe connection, a perfect Sealing in the long run is not possible.
um diese Nachteile zu überwinden und eine gute Dichtung zwischen jedem Ende der Metallrohre und der diesem zugewandten Seite der eine hohe mechanische Festigkeit aufweisenden Dichtungs- und Abstandsrings zu erzielen, ist bereits in einigen Fällen die Verwendung von speziellen Isoliermaterialien, eine starre Ausbildung der Rohrverbindung und die Verwendung von O-Ringen in in den sich gegenüber liegenden Enden der Metallrohre vorgesehenen Ringnuten vorgeschlagen worden.in order to overcome these disadvantages and a good seal between each end of the metal pipes and the latter to achieve the facing side of the sealing and spacer ring, which has a high mechanical strength, In some cases, the use of special insulating materials is a rigid training the pipe connection and the use of O-rings in the opposite ends of the metal pipes provided annular grooves have been proposed.
Im letzteren Fall jedoch verursacht eine eventuelle Durchlässigkeit für Gas oder ein zufälliger Bruch des Dichtungs- und Abstandsrings eine Minderung der Abdichtung der Rohrverbindung, weil die von den O-Ringen ausgeübte Abdichtleistung umgangen wird.In the latter case, however, causes a possible gas permeability or an accidental rupture of the Sealing and spacer rings reduce the sealing of the pipe joint because that exerted by the O-rings Sealing performance is bypassed.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine elektrisch isolierende Rohrverbindung zu schaffen, bei der die mit den Dichtungsleckagen verbundenen Nachteile beseitigt sind.It is the object of the invention to provide an electrically insulating pipe connection in which the with the disadvantages associated with the seal leakage are eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die ErfindungThe invention is aimed at solving this problem
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darin, daß der elektrisch isolierende Abstandsring, der die Enden der den Strömungskanal der Rohrverbindung bildenden Metallrohre auf Abstand hält, lediglich dem Zweck der elektrischen Isolierung dient, so daß er aus einem sehr starren Material von sehr hoher Druckfestigkeit besteht, daß das nach außen abgebogene Ende jedes Metallrohrs sehr eng mit dem Abstandsring verbunden ist oder sogar etwas in ihn hineinragt, so daß von der Rohrverbindung selbst zwischen dem Metallrohr, der dieses Metallrohr umgebenden rohrförmigen Metallhülse und dem Abstandsring ein Ringraum gebildet wird, in dem ein genügend elastischer, elektrisch isolierender Dichtungsring untergebracht ist, der längs einer außerordentlich kurzen mechanischen Spaltlinie ein perfektes Abdichten gewährleistet, und daß der Dichtungsring von einer abdichtenden Isolierhülse in seiner Stellung blockiert wird, die an einer Seite einen ebenen oder insoweit geeignet gestalteten Endabschnitt, daß sie die Abdichtungseinheit mit dieser Seite vervollständigt, und an der entgegengesetzten Seite einen kegelstumpfförmig oder insoweit geeignet gestalteten Endabschnitt aufweist, auf den das Ende der rohrförmigen Metallhülse dicht aufgepreßt bzw. aufgeflanscht ist, daß die Metallhülse die ganze Abdichtungseinheit fest umschließt.in that the electrically insulating spacer ring that the ends of the flow channel of the pipe connection forming metal pipes at a distance, only serves the purpose of electrical insulation, so that he from a very rigid material of very high compressive strength that the outwardly bent end of each Metal pipe is very closely connected to the spacer ring or even slightly protrudes into it, so that from the pipe connection even between the metal pipe, the tubular metal sleeve surrounding this metal pipe and the Spacer ring an annular space is formed in which a sufficiently elastic, electrically insulating sealing ring is housed, which is a perfect seal along an extremely short mechanical gap line guaranteed, and that the sealing ring blocked by a sealing insulating sleeve in its position is, which on one side has a planar end section or an end section suitably designed to the extent that it completes the sealing unit with this side, and on the opposite side Side has a frustoconical or appropriately designed end portion on which the The end of the tubular metal sleeve is tightly pressed or flanged so that the metal sleeve covers the entire sealing unit tightly encloses.
In der Zeichnung, die sechs Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, ist:-In the drawing, which shows six exemplary embodiments of the invention:
Fig. 1' ein Längsschnitt durch eine erflndungsgemäße1 'shows a longitudinal section through a device according to the invention
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elektrisch isolierende Rohrkupplung in der letzten Phase des Zusammenbauens vor dem Verschließen;electrically insulating pipe coupling in the last phase of assembly before closing;
Fig. 2 ein der Fig. 1 ähnlicher Schnitt, der die Rohrkupplung nach dem Verschließen zeigt, undFIG. 2 shows a section similar to FIG. 1, showing the pipe coupling after it has been closed, and FIG
Fig. 3 bis 7 Längsschnitte durch fünf weitere Ausführungsbeispiele .3 to 7 are longitudinal sections through five further exemplary embodiments .
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrisch isolierenden Rohrkupplung, die sich im wesentlichen aus den folgenden Teilen zusammensetzt:Fig. 1 shows an embodiment of the invention electrically insulating pipe coupling, which essentially consists of the following parts:
zwei koaxial angeordnete, an ihren einander benachbarten Enden Flansche 2 bzw. 2' tragende Metallrohre 1 bzw. 1';two coaxially arranged metal pipes 1 and 1 'carrying flanges 2 and 2' at their adjacent ends;
ein aus einem elektrisch isolierenden Material bestehender Abstandsring 5 von hoher mechanischer Festigkeit und insbesondere einer hohen Widerstandsfähigkeit gegen Zusammendrücken. Der Abstandsring 5 ist von T-förmigem Querschnitt und sein Innendurchmesser entspricht dem der Metallrohre 1, und 1', wohingegen sein Außendurchmesser derart größer als der der Flansche 2 und 2' ist, daß diese einwandfrei in die von dem Abstandsring 5 an seinen axial voneinander abgewandten Seiten gebildeten Schulterräume eingelegt werden können;a spacer ring 5 made of an electrically insulating material and having high mechanical strength and, in particular, high resistance to compression. The spacer ring 5 is of T-shaped cross-section and its inner diameter corresponds to that of the metal pipes 1, and 1 ' , whereas its outer diameter is so larger than that of the flanges 2 and 2' that they fit perfectly into the spacer ring 5 at its axially from each other shoulder spaces formed facing away from the sides can be inserted;
zwei aus Gummi, Asbest oder einem anderen bekannten elektrisch isolierenden Dichtungsmaterial bestehende Dichtungsringe 6 und 6', deren innendurchmesser dem Außendurchmesser der Metallrohre 1 und 1' und deren Außendurchmesser dem Außendurchmesser des elektrisch isolierenden Abstands-two sealing rings made of rubber, asbestos or some other known electrically insulating sealing material 6 and 6 ', the inner diameter of which corresponds to the outer diameter of the metal pipes 1 and 1' and the outer diameter of which the outer diameter of the electrically insulating distance
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rings 5 entspricht;rings 5 corresponds to;
zwei aus einem elektrisch isolierenden Material bestehende Isolierhülsen 4 und 4', deren Außendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Abstandsrings und deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Metallrohre 1 und 1' gleich ist und die an einem ihrer Enden eine ebene Stirnfläche aufweisen und an ihrem anderen Ende kegelstumpfförmig ausgebildet sind;Two insulating sleeves 4 and 4 'made of an electrically insulating material, the outer diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the spacer ring and the inner diameter of which is the same as the outer diameter of the metal pipes 1 and 1' and which have a flat face at one of their ends and at the other end are frustoconical;
eine rohrförmige Metallhülse 3 mit einem dem Außendurchmesser des Abstandsrings 5 derart entsprechenden Innendurchmesser, daß sie die Isolierhülsen 4 und 4' im Preßsitz aufnimmt, wobei ihre Länge so bemessen ist, daß ihre Enden zwecks Vervollständigung der Rohrverbindung abdichtend an die kegelstumpfförmig ausgebildeten Enden der Isolierhülsen 4 und 4' angedrückt und über sie gespannt werden können.a tubular metal sleeve 3 with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the spacer ring 5 in such a way that it receives the insulating sleeves 4 and 4 ' in a press fit, the length of which is so dimensioned that its ends seal against the frustoconical ends of the insulating sleeves 4 in order to complete the pipe connection and 4 'can be pressed and stretched over them.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Rohrverbindung erfolgt in einfachster Weise dadurch, daßThe pipe connection according to the invention is produced in the simplest manner in that
zunächst die Metallrohre 1 und 1' unter Zwischenschaltung des Abstandsrings 5 in die rohrförmige Metallhülse eingeschoben werden, wobei die Flanschen 2 und 2' der Metallrohre 1 und 1' schon vorher in die Schulterräume des Abstandsring's 5 gezwängt werden können,First, the metal pipes 1 and 1 ' are inserted into the tubular metal sleeve with the interposition of the spacer ring 5, whereby the flanges 2 and 2' of the metal pipes 1 and 1 'can be forced into the shoulder spaces of the spacer ring 5 beforehand,
dann die beiden Dichtungsringe 6 und 6' auf die Metallrohre 1 und 1' aufgesetzt und bis zum Anschlag an den Abstandsring 5 in die rohrförmige Metallhülse 3 geschoben werden,Then the two sealing rings 6 and 6 'are placed on the metal pipes 1 and 1' and up to the stop the spacer ring 5 is pushed into the tubular metal sleeve 3,
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anschließend die Isolierhülsen 4 und 4' unter Anwendung von Kraft in die Metallhülse 3 gedrückt werden,bis sie die Dichtungsringe 6 und 6' abdichtend zusammendrükken, undthen the insulating sleeves 4 and 4 'are pressed into the metal sleeve 3 using force until they press the sealing rings 6 and 6 'together in a sealing manner, and
schließlich die Enden der rohrförmigen Metallhülse 3 bei 3' (Fig.2) über die kegelstumpfförmigen Enden der Isolierhülsen 4 gedrückt und gespannt werden, so daß die einzelnen Teile der Rohrverbindung dicht zusammengedrückt werden und einen monolithischen Block bilden.Finally, the ends of the tubular metal sleeve 3 at 3 '(Figure 2) over the frustoconical ends of the insulating sleeves 4 are pressed and tensioned so that the individual parts of the pipe connection are pressed together tightly and form a monolithic block.
Es ist natürlich möglich, die erfindungsgemäße Rohrverbindung so zu konstruieren, daß beim Zusammenbauen der Rohrverbindung von einer rohrförmigen Hülse 3 ausgegangen werden kann, deren eines Ende vorbereitend bereits in Form eines Kegelstumpfes 3r ausgebildet ist, wie ihn Fig. 2 zeigt.It is of course possible to design the pipe connection according to the invention so that it can be considered during assembly of the pipe joint of a tubular sleeve 3, one end of which is formed r preliminarily already in the form of a truncated cone 3, as it Fig. 2 shows.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die einander benachbarten Enden 11 und 11' der Metallrohre 7 und 7' keine Flanschen tragen sondern glockenähnlich ausgebildet sind, so daß auch dementsprechend die Isolierhülsen 10 und 10' nicht wie die Isolierhülsen 4 und. 4' eine zylindrische, sondern eine den glockenähnlichen Enden 11 und 11' der Metallrohre 7 und 7f entsprechende Innenfläche haben.Fig. 3 shows an embodiment in which the adjacent ends 11 and 11 'of the metal pipes 7 and 7 ' do not have flanges but are bell-shaped, so that accordingly the insulating sleeves 10 and 10 'not like the insulating sleeves 4 and. 4 'have a cylindrical, but rather one of the bell-like ends 11 and 11' of the metal tubes 7 and 7 f corresponding inner surface.
Der elektrisch isolierende Abstandsring 5 hat auch bei diesem Ausführungsbeispiel einen T-förmigen Querschnitt, und auch das Abdichten erfolgt wieder durch elektrisch isolierende Dichtungsringe, die hier die Bezugszeichen 9 •und 9' tragen.The electrically insulating spacer ring 5 also has a T-shaped cross section in this embodiment, and the sealing is also carried out again by means of electrically insulating sealing rings, here the reference numerals 9 • and 9 'wear.
Bei Metallrohren, die aus einem weichen Metall, wieIn the case of metal pipes made of a soft metal, such as
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beispielsweise Aluminium oder Kupfer, bestehen und leicht ihre Form ändern können, kann der Abstandsring 5 in Fig. durch einen Abstandsring 12 ersetzt werden, der in Fig. 4 dargestellt ist.for example aluminum or copper, and can easily change their shape, the spacer ring 5 in Fig. can be replaced by a spacer ring 12, which is shown in FIG.
Fig. 5 zeigt eine Rohrverbindung, die eine unmittelbare Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 und ist und bei der das Metallrohr λ' so ausgebildet ist, daß es mit der rohrförmigen Metallhülse 3 eine Einheit bildet, wobei der Ubergangsbereich zwischen dem Metallrohr 1' und der Metallhülse 3 mit 13 bezeichnet ist. Der elektrische isolierende Abstandsring 14 hat bei diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz zu dem in Fig. 1 und 2 keinen T-förmigen sondern einen L-förmigen Querschnitt.Fig. 5 shows a pipe connection which is a direct modification of the embodiment according to Fig. 1 and is and in which the metal pipe λ 'is designed so that it forms a unit with the tubular metal sleeve 3, the transition area between the metal pipe 1' and the metal sleeve 3 is denoted by 13. The electrically insulating spacer ring 14 in this exemplary embodiment, in contrast to that in FIGS. 1 and 2, does not have a T-shaped but an L-shaped cross section.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das unter Anlehnung an die Fig. 5-Konstruktion eine Weiterentwicklung des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels ist, indem das Metallrohr T über einen Übergangsbereich 15 mit der rohrförmigen Metallhülse eine Einheit bildet und dem isolierenden Abstandsring 5 hier eine mit 16 bezeichnete Form gegeben ist.Fig. 6 shows an embodiment with reference to the Fig. 5 construction is a further development of the embodiment shown in Fig. 3, by the metal tube T forms a transition portion 15 with the tubular metallic sleeve has a unit and the insulating spacer ring 5 here a with 16 designated shape is given.
Fig. 7 zeigt zu der in Fig. 6 dargestellten Rohrverbindung eine Variante, bei der das dem Metallrohr 7 in Fig. 6 entsprechende Metallrohr 17 bis in einen Endabschnitt 18 verlängert und der elektrisch isolierende Abstandsring 16 durch den mit 19 bezeichneten ersetzt ist.Fig. 7 shows a variant of the pipe connection shown in Fig. 6, in which the metal pipe 7 in Fig. 6 corresponding metal tube 17 extended to an end portion 18 and the electrically insulating Spacer ring 16 is replaced by that designated by 19.
Das Zusammenbauen der Rohrverbindungen erfolgt bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen inIn all the exemplary embodiments described above, the pipe connections are assembled in FIG
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gleicher Weise.same way.
Alle diese Ausführungsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, daß hydraulische Leckagen praktisch unmöglich sind, weil der elektrisch isolierende Dichtungsring 6 bzw. 9 in einem Ringraum angeordnet und dort einwandfrei abdichtend zusammengedrückt ist, dessen Volumen unter allen bei derartigen Rohrverbindungen auftretenden Belastungen keinen Veränderungen unterworfen wird, und weil ferner die das unmittelbare Abdichten ausübenden Bereiche auf die kreisförmigen Abschnitte 5' beschränkt sind. Es ist darüber hinaus gemäß der Erfindung vorgesehen, daß insbesondere die Kontaktbereiche zwischen den Flanschen 2 und 2' einerseits und dem elektrisch isolierenden Abstandsring 5 andererseits aber auch alle anderen Kontaktbereiche der Rohrverbindung mit einem unter der Wirkung von Wärme aushärtenden Harz versehen sind, so daß die einzelnen Teile der Rohrverbindung praktisch integrale Komponenten darstellen.All of these exemplary embodiments are characterized by the fact that hydraulic leaks are practically impossible, because the electrically insulating sealing ring 6 or 9 is arranged in an annular space and seals properly there is compressed, the volume of which is no under all loads occurring in such pipe connections Is subject to changes, and because furthermore, the areas exercising the immediate sealing on the circular Sections 5 'are restricted. It is also provided according to the invention that in particular the Contact areas between the flanges 2 and 2 'on the one hand and the electrically insulating spacer ring 5 on the other hand but also all other contact areas of the pipe connection with a resin that hardens under the action of heat are provided so that the individual parts of the pipe connection are practically integral components.
Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Metallrohre in Fällen, in denen sie elektrisch leitende Medien führen, mit einer aus Farbe oder einem elektrisch isolierenden Harz bestehenden Innenbeschichtung 8 versehen werden.In addition, the invention provides that the metal pipes in cases where they are electrically conductive Lead media, provided with an inner coating 8 consisting of paint or an electrically insulating resin will.
Die verschiedenen Isolierhülsen 4, 4' und 10, 10' können ebenso wie die elektrisch isolierenden Abstandsringe 5, 12, 14/ 16 und 19 aus einem je nach den Erfordernissen auf einer oder auf beiden Seiten mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung von geeigneter Dicke versehenen Metallabschnitt bestehen.The different insulating sleeves 4, 4 'and 10, 10' can as well as the electrically insulating spacer rings 5, 12, 14/16 and 19 from one depending on the requirements provided on one or both sides with an electrically insulating coating of suitable thickness Consist of metal section.
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Die Oberflächen der Isolierhülsen 4 , 4', 10 und 10' ebenso wie die Oberflächen der Flanschen 2 und 2' und der verschiedenen elektrisch isolierenden mit den elektrisch isolierenden Dichtungsringen in Berührung stehenden Abstandsringe können mit ringförmigen Vorsprüngen versehen sein.The surfaces of the insulating sleeves 4, 4 ', 10 and 10' as well as the surfaces of the flanges 2 and 2 'and the various electrically insulating with the electrically insulating sealing rings in contact with spacer rings can be provided with annular projections be.
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