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Trommelbare Koaxial-Wellrohr-Fernheizleitung mit Verbindungs-
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oder Anschlußeinrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf eine trommel
bare Koaxial-Wellrohr-Fernheizleitung mit einer thermischen Isolierung zwischen
gleichmäßig ringgewellten, konzentrisch im Abstand gehaltenen Metallrohren, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Leitungen werden vorwiegend für den Aufbau von Heizsystemen
mit einem zentralen Kraftwerk und mit hiervon abliegenden Verbrauchern oder für
den Transport heißer oder kalter Medien in industriellen Bereichen eingesetzt. Sie
lassen sich problemlos in großen Längen anfertigen, im aufgewickelten Zustand an
den Montageort bringen und dort verlegen. Problematisch ist jedoch die Verbindung
zweier vorgefertigter Längen einer solchen Rohrleitung bzw. deren Anschluß an Glattrohrstutzen
von Armaturen wie Verteiler, Verschlußorgane oder an ein hiermit zu versorgendes
Glattrohrsystem.
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Für spiralgewellte Rohre ist aus CH-PS 545 921 eine Flanschverbindung
bekannt geworden, bei der in das schraubenlinienförmig gewellte Außenrohr ein mit
einem Flansch und einem Schaft versehener Körper eingeschraubt ist, der an seiner
Stirnseite Gewindebohrungen aufweist. In diese sind durch Bohrungen in einem dicht
anzuschließenden Flanschring hindurchgeführte Spannbolzen eingeschraubt, wobei das
glatt abgeschnittene Ende des gewellten
Innenrohres auf einem in
dem Körper angeordneten Ring abgesützt ist. Derartige Verbindungseinrichtungen eignen
sich jedoch nur für spiralgewellte Rohre.
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Wegen der besseren.Strömungsverhältnisse für das zu transportierende
Medium, z.B. Wasser oder Dampf, der besseren Flexibilität sowie aus fertigungstechnischen
Gründen werden Koaxial-Wellrohr-Fernheizleitungen mit einer Ring- oder Balgenwellung
der Rohre bevorzugt. Während Glattrohre relativ leicht durch Schweißung miteinander
dicht und druckfest verbunden worden können, ist dies bei gewellten Rohren Jedoch
äußerst schwierig durchzuführen, da die stirnseitigen Kontaktflächen einander nicht
genau gegenüberstehen und nur bei sehr genauer Bestimmung der Schnittebenen gleichen
Durchmesser aufweisen.
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Aus DE-OS 29 05 250 ist ein koaxiales Rohrsystem der beschriebenen
Art mit längsnahtgeschweißten, gewellten Rohren bekannt, bei dem das Innenrohr-in
wechselnder Folge gewellt und ungewellt ist, wobei die Länge der gewellten Bereiche,
in axialer Richtung gesehen, wensetlich größer ist, als die Zwänge der ungewellten
Bereiche, deren jeweilige Lage durch Markierungen an der äußeren Oberfläche kenntlich
gemacht sind. Dies soll die Anwendung der bei Glattrohren üblichen Schweißtechnik
auch bei Wellrohren ermöglichen. Hierzu muß jedoch eine größere Steifigkeit solcher
Rohrleitungen in Kauf genommen werden, wodurch diese nur auf Trommeln großen Durchmessers
aufgewicKeLt werden können.
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Diese Rohre weisen ferner die Nachteile eines erhöhten Fertigungsaufwandes
und - bei der Montage - die Schwierigkeit auf, daß diese nicht für eine Schweißverbindung
an einer beliebigen Stelle abgeschnitten werden können. Hinzu kommt der für das
Schweißen am Montageort erforderliche Mehraufwand.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitung der eingangs
umrissenen Art mit Verbindungs- bzw. Anschlußeinrichtungen anzugeben, die nicht
nur eine einfache Fertigung und Verlegung derselben in beliebigen Längen sondern
auch
deren Zusammenschluß bzw. den Anschluß derselben mit geringem
Aufwand gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 umrissene
Erfindung gekennzeichnet.
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Sie bringt die wesentlichen Vorteile mit sich, daß die Rohre mit der
entsprechend profilierten Wellung kontinuierlich in beliebigen Transportlängen angefertigt,
entsprechend den örtlichen Erfordernissen mit relativ geringen Toleranzen auf Maß
geschnitten und am Montageort druckdicht und fest miteinander verbunden oder an
eine Armatur angeschlossen werden können, wobei sich Schweißarbeiten zumeist erübrigen.
Die Verbindungseinrichtungen der neuen Rohrleitung sind so ausgebildet, daß sie
sich ohne besondere Fachkenntnisse problemlos montieren lassen, wobei dennoch die
Druckfestigkeit und Dichtheit der Verbindung bzw. des Anschlußes mit Sicherheit
gewährleistet sind.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen
angegeben, von welchen der Anspruch 2 Ausbildung und Profil der Rohre und der als
Verbindungseinrichtungen eingesetzten Kegelflanschschellen, der Anspruch 3 die Ausgestaltung
eines an den Rohrverbindungsstellen eingesetzten Formringes und der Anspruch 4 die
Verbindungseinrichtungen des Außenrohres betrifft. Der Anspruch 5 bezieht sich auf
eine für die Anwendung der neuen Verbindungstechnik bevorzugte Abzweigarmatur und
der Anspruch 6 auf die Ausbildung von deren Außenrohrverbindungen. Die Ansprüche
7 und 8 betreffen die bevorzugte Ausgestaltung einer Endenanschluß- oder Uberganw#'sarmatur
mit einer die thermische Isolierung dicht umschließenden Ubergangstülle, und der
Anspruch 9 auf Einrichtungen der Armatur zum Einbringen der thermischen Isolierung
bzw. zum Herausführen einer elektrischen Leitung wie Ileizleitung, Leckmeldeader
oder dergleichen.
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Der wesentliche Vorteil der neuen Rohrleitung liegt darin, daß sich
vorgefertigte Längen derselben ohne besondere Hilfsmittel wie Schweißgerät, Rohrwalze
oder ähnliches auf einfache Weise dicht und dauerhaft miteinander verbinden oder
an zwischen setzte.Abzweig-, Winkel- oder Übergangsarmaturen anschließen lassen.
Diese können ihrerseits einen Glattrohrstutzen zum Anschluß weiterer Einrichtungen
oder einer Glattrohrleitung durch Schweißung aufweisen, sofern dies erwünscht ist.
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Nachstehend wird die Erfindung unter Angabe weiterer Einzelheiten
und Vorteile derselben anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen im Längsschnitt: Fig. 1 die Verbindung zweier
Enden der Koaxial-Wellrohr-Fernheizleitung, Fig. 1A in vergrößerter Darstellung
die Innenrohrverbindung, welche das angewendete Prinzip-der neuen Verbindungstechnik
deutlich erkennen läßt, Fig. 2 eine zwischengesetzte Abzweigarmatur und Fig. 3 ein
mit einer Übergang- bzw. Anschlußarmatur bestücktes Leitungsende.
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Die gezeigte Fernheizleitung besteht aus konzentrisch im Abstand gehaltenen,
vorzugsweis län#snahtge.#chweißten Metallrohren 14, 15 aus Stahl, Edelstahl, Kupfer
oder dergleichen, die mit einer gleichmäßigen Ringwellung ausgebildet sind.
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Der Raum zwischen den Ringwellrohren 14, 15 ist mit einer thermischen
Isolierung Y, z.B. einem geschäumten Kunststoff oder einem mineralischen Faserstoff
wie Glas- oder Asbestwolle, ausgefüllt. In den Verbindungs- oder Endbereichen der
Rohrleitung sind Einrichtungen 19, 20, 21 für den Zusammenschluß der inneren und
der äußeren Rohrenden bzw. deren Anschluß aneine Armatur 4, z.B. Glattrohrstutzen,
Verteiler, Verschlußorgan oder dergleichen, angeordnet. Wesentliches Teil dieser
Verbindungs-oder
Anschlußeinrichtungen sind Kegelflanschschellen
3, 12, 13, nämlich eine Anschluß-Kegelflanschschelle 3 der Anschlußeinrichtung 19,
eine Innenrohr-Kegelflanschschelle 12 der Innenrohr-Verbindungseinrichtung 20 und
eine Außenrohr-Kegelflanschsohelle 13 der Außenrohrverbindungs- oder Anschlußeinrichtung
21.
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Als Kegelfianschschellen werden Spannringe für Flanschverbindungen
bezeichnet. Diese sind u.a. in DE-OS 29 18 998 beschrieben und mit unterschiedlichen
Abmessungen auf dem freien Markt erhältlich. Sie weisen einen etwa U-förmigen Querschnitt
und Mittel für das Zusammenspannen ihrer Enden beim Umfassen eines Paares von kegelförmigen
Rohrverbindungsflanschen auf, die sie zentrisch zusammenschließen.
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Die hier gezeigten Kegelflanschschellen 3, 12, 13 und die Wellungen
des Außenrohres 15 bzw. des medienführenden Innenrohres 14 weisen ein Querschnittsprofil
mit gegenüber der Radialebene um einen Winkel zwischen 180 und 240, vorzugsweise
200 geneigten Flankenflächen auf. Eine entsprechend bemessene und hinsichtlich ihres
Flankenprofiles so an ein Ringwellrohr angepaßte Kegelflanschschelle 3, 12, 13 dient
dazu, in den Bereich zwischen zwei der in die Rohrwandung eingedrückten Wellungen
einzugreifen, wobei deren Flankenflächen ihren schräggeneigten InnenflAol,en anliegen,
so daß sle beim Zusammenspannen der Schelle fest gegeneinander gedrückt werden.
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Solche Kegelflanschschellen sind als mit Ringdichtungen 2, 9, 11 z.B.
um einen Formring 16 und die vorzugsweise zwischen zwei Wellungen glatt abgeschnittenen
Rohrenden bzw. um ein solches und einen diesem entsprechend geformten Ringwulst
1 im Endbereich einer Armatur 4 als diese Teile zusammenschließendes Verbindungselement
angeordnet, wie dies am besten ln Fig. 1A zu erkennen ist, Die dort gezeigten Enden
22, 23 zweier Wellrohre 14 sind zwischen Wellungen in einer deren L8ngsaohse norlkrecht
schneidenden
Ebene abgeschnitten und auf den dazwischen angeordneten Formring 16 satt aufgelegt
sowie von der sie gemeinsam umfassenden Kegelflanschschelle 12 zusammengeschlossen.
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Hierbei sind innerhalb der Rohrenden, zwischen deren äußersten Wellenflanken
und den Flankenllächen 24 des StUtz- und Formringes 16 die Ringdichtungen 11 angeordnet.
Diese bestehen aus einem hitzebeständigen Elastomeren und sind so bemessen, daß
sie beim Zusammenspannen der Kegelflanschschelle 12 verformt werden und den Zwischenraum
dichtend ausfüllen. Die Ringdichtungen 11 sind hierzu zwischen den Flankenflächen
24 des Formringes 16 und den Innenflächen der ihnen anliegenden Wellungen des Innenrohres
14 angeordnet, so daß sie beim Zusammenspannen der Kegelflanschschelle 12 entsprechend
verformt werden.
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Der Formring 16 weist ein im wesentlichen trapezförmiges Querschnittsprofil
mit Je einem über dieses vorragenden inneren Ringansatz 26, der die Wellungen beidseitig
des Verbindungsbereiches teilweise untergreift, und mit den der Wellenflankenneigung
angepaßten Flankenflächen 24 auf. Diese können beldseitig mit je einer umlaufenden
Ausnehmung bzw. Ringnut für die Innenrohrdiohtungen 11 ausgebildet sein, wobei durch
die verbleibenden Abschnitte der Flankenflächen 94 die Verformung der Dichtungen
11 in der vorgesehenen Weise begrenzt wird.
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Durch das Zusammenspannen der Kegelflanschschelle 12 werden die Rohrenden
beidseitig durch die Flächenpressung der einwärts zusammengezogenen inneren Flankenflächen
der Kegelflanschschelle 12 fest gegen die hierbei entsprechend verformten Dichtungen
11 und über diese gegen die Flanken 24 des Formringes 16 gedrückt und bilden so
eine gut abgedichtete feste und dauerhafte Einheit.
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Als Verbindungseinrichtungen 21 von Abschnitten des Außenrohres 15
ist im Abstand um die thermisch isolierten Verbindungseinrichtungen 20 des Innenrohres
14 eine teilbar Rohrmuffe 17 mit einem entsprechend der Wellung eines Außenrohrendes
25 profilierten Endabschnitt 28 sowie mit einem glatten, d.h. ungewellten Endabschnitt
27 angeordnet. Die Rohrmuffe 17 ist an dem profilierten Endabschnitt 28 mittels
der entsprechend bemessenen Außenrohr-Kegelflanschschelle 13 und am glatten Endabschnitt
27 mittels einer einfachen Bandschelle 18 festgelegt und von einem über ihre Endabschnitte-27,
28 vorragenden Schrumpfschlauch 10 dicht umschlossen. Die thermische Isolierung
7 kann vor oder nach der Montage, z.B. mittels Bandwickel aus Fasermaterial um die
freigelegten Rohrenden und die Verbindungseinrichtungen 20 aufgebracht, bzw. durch
eine obere Orfnung 35 der Muffe 17 mit Stoffen, die insbesondere durch nachfolgende
Wärmeeinwirkung aufschäumen, in flüssiger oder rieselfähiger Form in den umschlossenen
Raum eingebracht werden. Es kann aber auch eine vorgeschäumte Wärmeisolierung eingespritzt
werden.
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Die Außenrohrmuffe 17 ist so ausgebildet, da sie nur am profilierten
Endabschnitt 28 festgelegt, jedoch am glatten Endabschnitt 27 gegenüber dem von
ihren umfaßten Außenrohr 15 verschiebbar gehalten ist, zur Anpassung an Wrmedhnunn
des fest durch verbundenen Innenrohres 14. Da sich der die Verbindung abdichtende
Schrumpfschlauch 10 über deren beide Endabschnitte 27, 28 bis auf die glatte Außenfläche
eines äußeren Kunststoff-Schutzmantels 36 erstreckt, können sich Ringdichtungen
zwischen dem Rohrendabschnitt 25 und dem profilierten Muffenende 28 erübrigen. Eine
solche kann jedoch ähnlich der in Figur 3 gezeigten Ringdichtung 9 angeordnet sein.
Ferner kann als Korrosionsschutz zwischen der Oberfläche des Außenrohres 15 und
dem Außenmantel 36 eine Korrosionsschutzschicht#z.3. aus einer bituminösen Masse
angeordnet sein.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, kann zwischen Abschnitten des Innenrohres 14
eine beiderends mit Je einem trapezförmig profilierten Ringwulst 1 und mit einem
darüber vorragenden Fortsatz 30 ausgebildete Abzweigarmatur 4 angeordnet sein. Diese
ist mittels der Innenrohr-Kegelflanschschelle 12 - unter Zwischenlage der Ringdichtungen
11 - an den glatt abgeschnittenen Endabschnitten 22 bzw. 23 des Innenrohres 14 sowie
z.B. am Ende eines Abzweigrohres 31 festgelelegt. Im Abstand um die thermisch isolierte
Innenrohr-Abzweigarmatur 4 ist.eine teilbare Außenrohrmuffe 17 mit einem Abzweig
angeordnet. Diese besitzt wenigstens einen der Rohrwellung angepaßten Endabschnitt
28 und ist zumindest an einem Außenrohrende 25 mittels der Außenrohr-Kegelflanschschelle
13 in der vorausgehend beschriebenen Weise festgelegt. Mit Ausnahme des Abzweiges
ist diese Abzweigmuffe 17 im wesentlichen gleich der in Fig. 1 gezeigten Außenmuffe
17 ausgebildet und ebenso wie diese am Außenrohr 15 festgelegt.
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Auch hier erfolgt die Abdichtung im wesentlichen durch den auch in
dieser Form auf dem Markt erhältlichen Schrumpfschlauch 10.
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Der Abzweig der Muffe 17 kann in einer Weise, wie dies in Fig. 3 gezeigt
ist, mit einer Übergangstülle 6 abgeschlossen sein, welche am glatten Abzweigrohr
31 mittels der Kegelflanschschelle 3 über einer im Querschnitt trapezförmigen Ringdichtung
2 aus einem wärmebeständigen Elastomeren dichtend festgelegt ist.
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Ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten Abzweigrohr 31 kann diese Armatur
4, z.B. ein gut schweißbarer Anschlußstutzen mit dem entsprechend der Wellung des
Inn#-nrohrcs 14 etwa trapezförmig profillerten Ringwulst 1 ausgebildet, und unter
Zwischenlage der Innenrohr-Ringdichtung 11 mittels der Innenrohr-Kegelflanschschelle
12 am abgeschnittenen Ende des Innenrohres 14 festgelegt sein. Hierbei ist um einen
gegenüber dem Ringwulst 1 vorragenden Bereich 29 der Armatur 4 und den Endabschnitt
25 des Außenrohres 15 die die thermische Isolierung dicht abschließende Übergangstülle
6 angeordnet.
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Bei dieser AusfUhrungsform der Armatur 4, welche insbesonder für den
Übergang der eingangs beschriebenen Welirohrleitung auf ein Glattrohr bzw. eine
Glattrohrarmatur dient, ist die Ubergangstülle 6 als einstückiger Rotationskörper
mit einem sich konisch verjüngenden Ubergangsabsohnitt 32 und mit je einem der Wellung
des Außenrohres 15 bzw. einem dem Umfang des vorragenden Bereiches 29 der Armatur
4 angepaßten verjüngten Endabschnitt ausgebildet. Der verjüngte Endabschnitt ist
entsprechend der inneren Flankenfläche der Kegelflanschschelle 3 mit einer kegelig
aufgeweiteten Randzone 33 ausgebildet. Diese wird mittels der Kegelflanschschelle
3 dichtend gegen die Flanke der mit Vorspannung um den Bereich 29 der Armatur 4
angeordneten, trapezförmigen Ringdichtung 2 gedrückt und mit dieser darauf dichtend
restgelegt.
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Der weitere Endabschnitt der Tülle 6 ist unter Zwischenlage einer
Außenrohr-Ringdichtung 9 fest am freien Ende 25 des Außenrohres 15 mittels der Außenrohr-Kegelflanschschelle
13 angeschlossen. Diese Ausbildung und Anordnung der Ubergangsarmatur 4 gewährleistet
zugleich den dichten Anschluß derselben an das Ende des gewellten Innenrohres 14
sowie den dichten Abschluß des isolierten Zwischenraumes zwischen Innen- und Außenrohr
und ermöglicht zugleich den Wärmedehnungsausgleich des Innenrohres. In der Rohrmuffe
17 und/oder der Ubergangstülle 6 können verschließbare oeffnungen 5 bzw. 35 mit
einer Aderdurchführungsbuchse z.B. für Leckmeldeadern oder Heizleiter, bzw.
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zum Einbringen der thermischen Isolierung 7 in der vorausgehend geschilderten
Weise in den so abgeschlossenen Rohrzwischenraum angeordnet sein.