DE2701340A1

DE2701340A1 - Verfahren zur herstellung einer isolierenden rohrverbindung

Info

Publication number: DE2701340A1
Application number: DE19772701340
Authority: DE
Inventors: Bobby E Black
Original assignee: PSI PRODUCTS Inc
Current assignee: PSI PRODUCTS Inc
Priority date: 1976-04-29
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1977-11-03
Also published as: FR2349785A1; GB1547541A; JPS52144817A; FR2349785B3; NL7700600A; US4011652A

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER D 43OO ESSEN 1 AM RUHRSTEIN 1 TEL.: (O2O1) 4126

Seite ,$ P 489

PSI Products, Inc. 3333 North San Fernando Blvd., Burbank, Kalifornien 91504,V.St.A.

Verfahren zur Herstellung einer isolierenden Rohrverbindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer isolierenden Rohrverbindung, die in eine Rohrleitung eingesetzt, benachbarte Rohrabschnitte elektrisch voneinander isoliert.

Im Rohrleitungsbau ist es in vielen Anwendungsfällen erforderlich, einen Abschnitt eines Rohrs gegenüber einem anderen zu isolieren. So müssen beispielsweise bei Gas-Übertragungsleitungen die Haupt- oder Fernleitungen durch sorgfältig ausgeführte kathodische Schutzeinrichtungen kathodisch geschützt werden, um den Elektronenstrom in der Rohrleitung so zu steuern, daß das Rosten des Rohrs verhindert und dessen Lebensdauer erhöht wird. Ein derartiger kathodischer Schutz kann in seiner Wirksamkeit ganz oder weitgehend beeinträchtigt werden, wenn eine an der Hauptleitung angeschlossene Zweigleitung nicht kathodisch geschützt, dabei jedoch elektrisch leitend mit ihr verbunden ist. Es ist daher notwendig, eine elektrische Trennung zwischen der Zweigleitung und der Hauptleitung vorzusehen. Aus der US-PS 3 871 687 ist zu diesem Zweck eine elektrische Isolierung aus Flanschen mit isolierenden Dichtringen und Rohrverbindern vorgesehen.

Die in dieser Druckschrift angegebene Rohrverbindung dürfte die beste derzeit zur Verfügung stehende Lösung des Isolationsproblems darstellen, jedoch ist das Herstellungsverfahren für die bekannte Rohrverbindung umständlich und langwierig. Insbe-

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sondere wird bei der Herstellung der bekannten Rohrverbindung die äußere Isolierhülse aus einem Polyesterharz formgegossen. Das Formgießen von Polyesterharzen nimmt jedoch relativ lange Zeit in Anspruch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsaufwand für eine isolierende Rohrverbindung, insbesondere durch Verkürzung der Herstellungszeit und Vereinfachung des Aufbaus des Verfahrensprodukts zu reduzieren. Die elektrisch isolierende Rohrverbindung soll dabei eine Strömungsmitteldichtung aufweisen, welche selbst unter Biegebelastungen unversehrt bleibt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer isolierenden Rohrverbindung zeichnet sich dadurch aus, daß an den Endabschnitten von zwei Rohrstutzen je eine Ringnut geformt wird, ein O-Ring in jede der Nuten eingelegt wird, die Endabschnitte der Rohrstutzen mit dem O-Ring in eine isolierende Mittelhülse eingesetzt, die Mittelhülse mit den Rohrstutzen-Endabschnitten mit einer im Spritzgußverfahren hergestellten isolierenden Außenhülse versehen werden und eine Metall-Außenhülse auf die
isolierende Außenhülse aufgepreßt wird. Die Ränder der
metallischen Außenhülse werden vorzugsweise gekräuselt bzw.
einwärts gebogen, um die Metallhülse auf der äußeren Isolierhülse besonders festzulegen. Dieses Verfahren zur Herstellung einer elektrisch isolierenden Rohrverbindung läßt sich vergleichsweise besonders rasch und kostensparend durchführen.

Die mit diesem Verfahren hergestellte isolierende Verbindung
für Rohrleitungen ist dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte von zwei Rohrstutzen mit je einer Ringnut und
darin eingelegtem O-Ring versehen und in eine isolierende
Mittelhülse eingesetzt sind, die Mittelhülse mit den Rohrstutzen-Endabschnitten von einer spritzgegossenen isolierenden Außenhülse umgeben sind und auf der isolierenden Außenhülse
eine Metallhülse im Preßsitz befestigt ist.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die auf einer Rohrleitung angebrachte Verbindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Rohrverbindung; und

Fig. 3 eine Schnittansicht durch den Mittelabschnitt der Rohrverbindung gemäß Fig. 2.

Nachstehend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der Fig. 1 eine Verbindung nach der Erfindung zeigt, die in einem Abschnitt einer Rohrleitung 11 angebracht ist. Die Verbindung ist zwischen benachbarten Enden von Stahlrohren angeordnet, die beispielsweise eine Zweigleitung in einem Gas-Fördersystem darstellen. Die Verbindung ist für Rohre beliebiger Durchmesser geeignet, und ihre Länge hängt von diesem Durchmesser ab. Die Länge ist an sich unkritisch, jedoch ist zu beachten, daß die Gesamtlänge so ausreichend bemessen werden sollte, daß Schweißvorgänge an den Enden der Verbindung die aus Kunststoff bestehenden Bauelemente der Verbindung nicht beschädigen. Zur Erleichterung des Transports und des Zusammenbaus bei der Herstellung wird die Länge unter Berücksichtigung dieser Forderung auf einem Minimum gehalten. Bei einem 4 Zoll-Rohr (10, 16 cm) beträgt die Gesamtlänge der Verbindung beispielsweise etwa 61 cm.

Die Verbindung 10 weist zwei Rohrstutzen 12a und 12b auf, die vorzugsweise gleichen Durchmesser und gleiche Wandstärke wie die Rohrleitung haben, in welche die Verbindung eingefügt werden soll. Die äußeren Enden der Rohrstutzen sind vorzugsweise angefast, um ihr Anschweißen zu erleichtern. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die gegenüberliegenden Enden der Rohrstutzen bei 14a und 14b mit den ihnen zugewandten Enden der Rohrleitung verschweißt.

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In den Fig. 2 und 3 ist der genaue Aufbau der Rohrverbindung gezeigt. Der Mittelteil 15 der Verbindung ist als zylindrische Hülse 16 geformt, deren Innenwand 17 einen Durchmesser etwa gleich, jedoch etwas größer als der Außendurchmesser der Rohrstutzen 12a und 12b aufweist. Etwa mittig ist an der Innenwand 17 ein radial nach innen weisender Vorsprung 18 ausgebildet. Dieser querverlaufende Vorsprung 18 ist im wesentlichen ringförmig bei etwa rechteckigem Querschnitt. Er springt etwa soweit nach innen vor, daß sein Innendurchmesser dem Innendurchmesser der Rohrstutzen entspricht. Die einander zugewandten Enden der Rohrstutzen 12a und 12b sind daher in die Hülse eingepaßt und stoßen gegen den querverlaufenden Vorsprung 18 des Mittelteils 15. Die Innenwände der Rohrstutzen und der Vorsprung 18 bilden einen ununterbrochenen Durchlaß durch die Verbindung. Die in Längsrichtung gemessene Dicke des Vorsprungs variiert mit dem Durchmesser der Rohrleitung und dem Material, aus dem der Mittelteil hergestellt ist. Erforderlich ist lediglich, daß die Abmessung in Längsrichtung so hinreichend gewählt ist, daß die erforderliche elektrische Isolation zwischen den Rohrstutzen 12a und 12b sichergestellt ist. Als Material für den Mittelteil kann jedes starre oder halbstarre elektrisch isolierende Material, z.B. Kunststoff mit guten elektrischen Isoliereigenschaften verwendet werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Mittelabschnitt 15 ein Spritzgußformteil aus einem geeignten Kunststoff, z.B. Polyterephthalat, wobei eine herkömmliche Spritzgußmaschine, z.B. die in "Polymers and Resins",herausgegeben von D. Van Nostrand Company, Inc., Princeton, 1959, 590-592, von Brace Golding beschriebene Maschine verwendet werden kann.

Bevor die Rohrstutzen 12a und 12b in den Mittelteil 15 eingesetzt werden, werden die Endabschnitte der Rohrstutzen 12a und 12b abgerundet, und eine Ringnut 20 zur Aufnahme eines O-Ringes in die Außenseite der Rohrstutzen 12a und 12b nahe deren Enden eingearbeitet. Die in den Außenseiten der Rohrstutzen 12a und

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12b eingearbeitete Ringnut 20 ist so nahe am Ende der entsprechenden Rohrstutzen angeordnet, daß sie nach dem Einsetzen der Rohrstutzen in den Mittelabschnitt 15 von der Innenwand 17 der Hülse 16 vollständig überlappt wird. O-Ringe

21 werden in die Ringnuten 20 eingesetzt. Die O-Ringe 21

in den Ringnuten 20 bilden eine druck- und strömungsmitteldichte Abdichtung zwischen dem Mittelteil 15 und den Rohrstutzen 12, wodurch auch unter Biegebeanspruchungen eine Beeinträchtigung der Strömungsmittelführung vermieden wird.

Der Mittelteil 15 der Verbindung ist von einer Außenhülse

22 umgeben. Die Außenhülse 22 ist ein um die Rohrstutzen 12a und 12b und den Mittelteil 15 gelegtes Spritzgußformteil. Während des Spritzverfahrens liegen die Rohrstutzen 12a und 12b zusammen mit dem Mittelteil 15 in der Spritzgußform, wobei die der Verbindung abgekehrten Enden der Rohrstutzen 12a und 12b aus der Form nach außen vorstehen. Ebenso wie der Mittelteil wird auch die Außenhülse 22 aus einem starren oder halbstarren Kunststoff mit guten elektrischen Isoliereigenschaften, z.B. aus Polyterephthalat hergestellt. Um eine zusätzliche Anpassung und Verbindung der äußeren Hülse 22 mit der Außenseite der Rohrstutzen 12a und 12b herzustellen, sind Umfangsnuten 24 in den Außenwänden der Rohrstutzen gebildet. Diese Nuten sind als parallele Umfangsnuten ausgebildet, in die der Kunststoff der Außenhülse 22 eingreift. Die Rohrstutzen können daher weder auseinandergezogen noch aus ihrer Stellung zueinander verdreht werden, wodurch die Verbindung ohne Zerstörung des Außenteils nicht geöffnet werden kann.

Eine Stahl-Verstärkungshülse 25 umschließt die Außenwand der Außenhülse 22 und erhöht so zusätzlich die Festigkeit, Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung. Die Stahl-Verstärkungshülse 25 wird unabhängig von der Rohrverbindung hergestellt und auf die Außenhülse 22 beispielsweise hydraiisch aufgepreßt. Zusätzlich können die Ränder der Stahl-

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hülse eingebogen, gekräuselt oder in anderer Weise verformt sein, um eine auch formschlüssige Verbindung mit der äußeren Isolierhülse 22 herzustellen. In der Praxis erfolgt das formschlüssige Verformen nach dem Aufpressen der Verstärkungshülse 25 auf die Außenhülse 22 oder während des Aufpressens der Stahlhülse auf die Hülse 22.

Aus den vorstehenden Darlegungen geht hervor, daß die in der beschriebenen Weise hergestellte Verbindung eine elektrische Isolation zwischen den Abschnitten einer Rohrleitung gewährleistet, zwischen die sie eingesetzt ist. Die Strömungsfüh— rung bleibt durch die Verbindung unbeeinflußt, wobei weder die elektrischen noch die strömungsmäßigen Eigenschaften der Verbindung nachteilig beeinflußt werden können, ohne daß die Verbindung selbst zerstört wird. Es ist außerdem zu sehen, daß das beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Rohrverbindung besonders einfach ist und innerhalb einer sehr kurzen Herstellungszeit durchführbar ist.

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Claims

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Ansprüche

1· Verfahren zur Herstellung einer isolierenden Rohrverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß an den Endabschnitten von zwei Rohrstutzen je eine Ringnut geformt wird, ein O-Ring in jede der Nuten eingelegt wird, die Endabschnitte der Rohrstutzen mit dem O-Ring in eine isolierende Mittelhülse eingesetzt, die Mittelhülse mit den Rohrstutzen-Endabschnitten mit einer isolierenden Außenhülse umspritzt werden und eine Metall-Außenhülse auf die isolierende AußenhUlse aufgepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Metall-Außenhülse zumindest abschnittsweise einwärts gebogen und mit der isolierenden Außenhülse in formschlüssigen Eingriff gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der isolierenden AußenhUlse überlappten Bereich der beiden Rohrstutzen mehrere Umfangsnuten eingeformt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Mittelhülse im Spritzgußverfahren hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden isolierenden Hülsen im Spritzgußverfahren aus einem elektrisch nicht-leitenden Kunststoff hergestellt werden.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch nicht-leitender Kunststoff Polyterephthalat verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Metallhülse gebördelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Metallhülse geschürzt bzw. gewellt warden.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Metallhülse beim Aufpressen derselben auf die isolierende Außenhülse einwärts verformt werden.
10. Isolierende Rohrverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte von zwei Rohrstutzen (12a, 12b) mit je einer Ringnut (20) und darin eingelegtem O-Ring (21) versehen und in eine isolierende Mittelhülse (16) eingesetzt sind, die Mittelhülse mit den Rohrstutzen-Endabschnitten von einer spritzgegossenen isolierenden Außenhülse (22) umgeben sind und auf der isolierenden Außenhülse (22) eine Metallhülse (25) im Preßsitz befestigt ist.

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