DE3310034A1

DE3310034A1 - Anordnung zum verbinden von leitungsrohren

Info

Publication number: DE3310034A1
Application number: DE19833310034
Authority: DE
Inventors: Helga Dipl.-Masch.-Ing. 3057 Neustadt Nielinger; Klaus Dipl.-Ing. 3000 Hannover Schippl
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1983-03-19
Filing date: 1983-03-19
Publication date: 1984-09-20
Also published as: DE3310034C2

Description

Anordnung zum Verbinden von Leitungsrohren
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden von Leitungsrohren zum Transport von tiefgekühlten Medien bzw. zum Anschluß von Armaturen, Abschlußstücken etc. an solche Leitungsrohre, bei der die zu verbindenden Teile an ihren Enden ineinandergesteckt sind.
Aus einer älteren Anmeldung (P 3142702.2 vom 28.10.1981) ist eine Steckverbindung für die Innenrohre einer vakuumisolierten Rohrleitung bekannt, bei der die Innenrohre nach Art einer Male-Female-Verbindung zusammengesteckt sind. Bei dieser Art der Verbindung kann an der stirnseitigen Verbindung der Rohre Flüssigkeit austreten und in den Ringspalt zwischen den Rohren der Steckverbindung eintreten und dort verdampfen. Da dieser Ringspalt an seinem anderen Ende abgedichtet ist, baut sich ein Druckpolster auf, welches einen weiteren Austritt von Flüssigkeit aus dem Innenrohr verhindert. Dieses Druckpolster baut sich aber nur bei einer vertikalen Anordnung des Leitungsrohres auf und dann auch nur dann, wenn das Male-Ende von oben in das Female-Ende eingeführt ist.
Um die Wärmeverluste an der Steckverbindung zu verringern, ist bei der älteren Anmeldung vorgeschlagen worden, im Bereich der Verbindungsstelle im Innenrohr ein Rohrstück vorzusehen, welches aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Rohren besteht und dessen Ringraum endseitig abgedichtet und evakuiert ist. Diese Vorgehensweise ist recht aufwendig und führt nicht immer zu dem gewünschten Erfolg.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung anzugeben, bei der die Leckverluste und damit die Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert sind. Darüber hinaus soll eine weitestgehend wärmeverlustfreie Anordnung der Rohrleitung in jeder beliebigen Lage möglich sein.
Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Steckverbindung durch eine bei Normaltemperatur mit Spiel auf den zu verbindenden Enden aufsitzende Muffe aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff, überdeckt ist. Es hat sich gezeigt, daß beim Durchströmen des Innenrohres des Leitungsrohres die Kunststoffmuffe sich wesentlich stärker zusammenzieht als die Metallrohrenden und sich somit nachhaltig fest auf die Innenrohrenden auflegt. Es entsteht also quasi eine Schrumpfverbindung.
Mit besonderem Vorteil weist die Muffe an ihrer inneren Oberfläche ringförmige Ausnehmungen auf. Diese ringförmigen Ausnehmungen bilden eine Labyrinthdichtung und erhöhen einmal den Anpreßdruck und damit die Abdichtung, zum anderen wirken die sich bildenden ringförmigen Kammern im Sinne einer Labyrinthdichtung. Aus der Vielzahl der Kunststoffe hat sich Polytetrafluoräthylen als besonders geeignet erwiesen. Ist die Rohrleitung einer radioaktiven Strahlung ausgesetzt, so wird man zweckmäßigerweise Niederdruckpolyäthylen vorziehen. Beide Werkstoffe sind genügend kältefest, so daß sie bei einer Biegung der Leitung nicht zerbersten. Besteht die Leitung aus gewellten Leitungsrohren, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, auf das eine Ende des Wellrohres eine Metallbüchse aufzuschweißen, die an ihrem freien Ende einen zylindrischen Teil aufweist, an das Ende des anderen Wellrohres ein Glattrohr anzuschweißen, dessen freies Ende ebenfalls eine Metallbüchse mit einem zylindrischen Teil aufweist und die Kunststoffmuffe auf die zylindrischen Teile aufzusetzen. Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich mit besonderem Vorteil für eine aus mindestens zwei gewellten koaxial zueinander angeordneten Rohren bestehende Transportleitung verwenden, bei welcher der Ringraum zwischen den Rohren vakuumisoliert ist. Solche Rohrleitungen werden zum Transport von Flüssiggasen, wie z. B. flüssigem Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Wasserstoff usw., verwendet. Der Vorteil einer aus gewellten Leitungsrohren bestehenden Rohrleitung ist darin zu sehen, daß diese einmal in sich flexibel und darüber hinaus in großen Längen gefertigt werden kann, auf Kabel trommeln aufgewickelt werden kann und von dieser direkt abgezogen und verlegt werden kann.
Gegenüber starren Rohrsystemen kann bei dieser Rohrleitung also auf eine Vielzahl von Verbindungsstellen verzichtet werden.
Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die zwei miteinander zu verbindenden Leitungsrohre 1 a und 1 b bestehen aus einem gewellten Innenrohr 2 a, 2 b, einem Außenwellrohr 3 a, 3 b sowie einem Polyäthylenaußenmantel 4 a, 4 b. Der Ringraum zwischen den Rohren 2 a, 2 b und 3 a, 3 b ist vakuumisoliert. Derartige Leitungen werden bevorzugt zum Transport von tiefgekühlten Medien, wie flüssigem Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Helium etc., verwendet. Gegebenenfalls kann das Außenrohr 3 a bzw. 3 b noch von weiteren Wellrohren, die gegeneinander isoliert sind, umgeben sein. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen solchen Leitungsrohrenden wird zunächst das Außenrohr 3 a bzw. 3 b über eine bestimmte Länge abgesetzt und auf das innere Wellrohr 2 a zunächst eine Büchse aufgeschraubt und das Wellrohrende stirnseitig mit der Büchse 5 verschweißt. Auf das Außenrohr 3 a wird eine Schraubbüchse 6 aufgeschraubt und in der gleichen Weise mit dem Wellrohr 3 verschweißt. Am äußeren Umfang der Schraubbüchse 6 ist ein Rohrstück 7 angeschweißt, welches gemeinsam mit einem weiteren Rohrstück 8, welches am äußeren Umfang der Büchse 5 angeschweißt ist, einen Ringraum 9 bildet. Dieser Ringraum 9 ist durch einen Ring 10, der sowohl mit dem Rohrstück 7 als auch mit dem Rohrstück 8 verschweißt ist, abgeschlossen. Der Ringraum 9 ist, wie ersichtlich, mit dem zwischen den Rohren 2 a und 3 a befindlichen Ringraum verbunden, d. h., der Ringraum 9 ist ebenfalls evakuiert. An den Ring 10 ist ein Flansch 11 angeschweißt.
An das Ende des Innenrohres 2 b ist in nicht näher beschriebener Weise ein Glattrohrstück 12 angeschweißt, an dessen freies Ende eine Büchse 13 ebenfalls angeschweißt ist. Auf das Außenrohr 3 b ist eine Büchse 14 aufgeschraubt und mit dem Ende des Rohres 3 b verschweißt. Auf den äußeren Umfang der Büchse 14 ist ein Rohrstück 15 aufgeschweißt, an dessen freies Ende ein Flansch 16 über ein Zwischenteil 17 angeschweißt ist. Ein Rohr 18 ist mit dem Innenraum des Zwischenteiles 17 und dem äußeren Umfang der Büchse 13 verschweißt. Der zwischen dem Glattrohrstück 12 und dem Rohr 18 befindliche Ringraum ist direkt mit dem Ringraum zwischen den Rohren 2 b und 3 b verbunden, d. h. ebenfalls evakuiert.
Zwecks Herstellung einer Verbindung wird nun das Ende des Leitungsrohres 1 b in das Ende des Leitungsrohres 1 a, wie in der Zeichnung dargestellt, eingeführt. Wesentlich ist dabei, daß der äußere Durchmesser des Rohres 18 nur soviel geringer ist als der Innendurchmesser des Rohrstücks 8, daß beide Teile leicht ineinander geschoben werden können.
Die Büchsen 5 und 13 weisen je ein zylindrisches Teil 5 a und 13 a auf, auf welchen eine Muffe 19 aus Kunststoff, vorzugsweise Niederdruckpolyäthylen oder Polytetrafluoräthylen, so aufgesetzt ist, daß zwischen den zylindrischen Teilen 5 a bzw. 13 a und dem inneren Durchmesser der Muffe 19 ein leichtes Spiel vorherrscht. Strömt nun beispielsweise nach dem Zusammenstecken der Rohrleitungsenden flüssiger Stickstoff durch die Innenrohre 2 a bzw. 2 b, so kühlt sich auch die Kunststoffmuffe 19 allmählich ab und schrumpft aufgrund des gegenüber dem Metall wesentlich höheren Ausdehnungskoeffizienten auf die zylindrischen Teile 5 a und 13 a auf und sorgt somit für eine nachhaltige Abdichtung.
In der Figur 2 ist der Bereich der Stoßverbindung in vergrößertem Maßstab dargestellt. Hier ist ersichtlich, daß die Kunststoffmuffe 19 eine Reihe von ringförmigen Ausnehmungen 20 aufweist, die als Labyrinthdichtung für eine verbesserte Abdichtung sorgen. Nach dem Zusammenstecken der Leitungsrohrenden werden diese mittels der Flansche 11 und 16 miteinander verbunden.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Kunststoffmuffe 19 eine dauerhafte Abdichtung und damit geringe Wärmeverluste erzielt wurden. Die Leitungsrohre 1 a bzw. 1 b sowie die Verbindungsstelle kann in beliebiger Lage, d. h. horizontal und vertikal oder in anderen Lagen, verlegt werden, ohne daß es zu größeren Leckverlusten und damit zu Wärmeverlusten kommt.
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Claims

Patentansprüche Anordnung zum Verbinden von Leitungsrohren zum Transport von tiefgekuhlten Medien bzw. zum Anschluß von Armaturen, Abschlußstücken etc.

an solche Leitungsrohre, bei der die zu verbindenden Teile an ihren Enden ineinandergesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung durch eine bei Normaltemperatur mit Spiel auf den zu verbindenden Enden aufsitzende Muffe (19) aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff, überdeckt ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (19) an ihrer inneren Oberfläche ringförmige Ausnehmungen (20) aufweist.
30 Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (19) aus Polytetrafluoräthylen besteht.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (19) aus Niederdruckpoljathylen besteht.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für gewellte Leitungsrohre, dadurch gekennzeichnet, daß auf das eine Ende des Wellrohres (2 a) eine Metallbüchse (5) aufgeschweißt ist, die an ihrem freien Ende einen zylindrischen Teil (5 a) aufweist, daß an das Ende des anderen Wellrohres (2 b) ein Glattrohr (12) angeschweißt ist, an dessen freies Ende ebenfalls eine Metallbüchse (13) mit einem zylindrischen Teil (13 a) angeschweißt ist und daß die Kunststoffmuffe (19) auf den zylindrischen Teilen (5 a, 13 a) aufsitzt.
6. Verwendung einer Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für eine aus mindestens zwei gewellten koaxial zueinander angeordneten Rohren bestehende Transportleitung, bei der der Ringraum zwischen den Rohren vakuumisoliert ist.