DE3423345A1 - Flexibles rohr - Google Patents

Description

Flexibles Rohr

Die vorliegende Erfindung betrifft flexible Rohre, insbesondere Hochdruckschläuche.

Hochdruckschläuche können so ausgebildet sein, daG sie eine elastomere Karkasse aufweisen, die über eine oder mehrere Schichten von Verstärkungsdrähten arniert sind, welche in Schraubenform gewickelt sind, un den auf den Schlauch ausgeübten Innendrücken zu widerstehen, Diese Arnierungsdrähte können in die elastomere Karkasse eingebettet sein und/oder ciese unoeben. Es ist vorgeschlagen worden, die elastomere Karkasse nit eine^ streifenförmig gewickelten Rohr auszukleiden. Dieses Rohr soll radialen Quetschbelastuncen gegenüber Widerstand leisten und ein Anschwellen der elastomere^ Karkasse in die Bohrung des Schlauches bei Reaktionen mit durch den Schlauch fließenden Strömungsmitteln verhindern. Diese Ausführuncsforn eines Schlauches ist besonders für Unterwasseranwenduncszwecks geeignet, bei denen das streifenförmig gewickelte Auskleidungsrohr ein Eindrücken des Schlauches durch den äusseren V.'asser-

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druck verhindert, wenn der Druck innerhalb des Schlauches gering ist. Solche Schläuche werden ferner zum Einblasen von Sauerstoff bei der Herstellung von Stahl verwendet.

Das für diese Zwecke verwendete Auskleidungsrohr ermöglicht ein Lecken des durch den Schlauch fließenden Strömungsmittels, das dann von der armierten . "· elastomeren Karkasse aufgefangen wird. Auf diese Weise ist das Auskleidungsrohr keiner übermäßig

10* "großen inneren Belastung ausgesetzt. Falls jedoch ein rasches Abfallen des Innendrucks stattfindet, kann das Druckungleichgewicht am Auskleidungsrohr eine Implosion desselben verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles Rohr zu schaffen, bei dem der vorstehend aufgezeigte Nachteil ausgeschaltet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine flexibles Rohr gelöst, das eine armierte elastomere Karkasse und ein die Innenbohrung des Rohres begrenzendes Auskleidungsrohr au. fweist, das aus einem schraubenförmig gewickelten Streifen gebildet ist, der miteinander in Eingriff stehende Randbereiche besitzt, und das über seine Länge an im Abstand voneinander angeordneten Stellen perforiert ist.

Das Auskleidungsrohr besteht vorzugsweise aus einen Metallstreifen, der so gefaltet ist, daß die aneinancerstoßenden Ränder von benachbarten Windungen niteinancer in Eingriff stehen. Das Auskleidungsrohr kann sich einfach überlappende Abschnitte aufweisen, jedoch beispielsweise auch mit sich zweifachüberlappenden Abschnitten versehen sein, bei denen der Streifen einen

S-förmigen Querschnitt besitzt, so daß die Ränder von benachbarten Windungen vollständig ineinander gefaltet sein können. Die letztgenannte Ausführungsforn wird bevorzugt. Die miteinander in Eingriff stehenden Abschnitte des Auskleidungsrohres sind so angeordnet, daß sie eine gewisse axiale Relativbewegung zwischen benachbarten Windungen des Rohres ermöglichen, so das sich das Auskleidungsrohr unter dem Einfluß eines Innendrucks zusammen mit der elastomeren Karkasse ausweiten kann und flexibel ausgebildet ist.

Die Perforationen im Auskleidungsrohr werden vorzugsweise im Streifenmaterial hergestellt, bevor dieses zu dem erforderlichen Profil gebogen und zu einen Rohr gewickelt wird. Vorzugsweise werden die Perforationen in dem Abschnitt des Streifens ausgebildet, der den Innendurchmesser des Rohres bildet, da hierdurch eine saubere Aussenfläche erhalten und vermieden wird, daß die Perforationen durch elastoneres Material blockiert werden, wenn die elastomere Karkasse um das Auskleidungsrohr herum geformt wird. Die Perforationen sollten so angeordnet sein, daß sie nicht von sich überlaDoenden Abschnitten des streifenfömig gewickelten Rohres blockiert '.-.'erden, wenn sich das Rohr in seinem nittleren bis voll ausgeweiteten Zustand befindet. Die Größe und die Lage der Perforationen in Längsrichtung kann in Anpassung an die Größe des Rohres ausgewählt sein. Typischerweise sind jedoch in 50nn Intervallen entlarv des Streifens Löcher mit einem Durchmesser in Bereich von 2mm vorgesehen.

Die elastomere Karkasse des flexiblen Rohres kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein. Typischerweise ist das elastomere Material mit Schichten von schraubenförmig gewickelten Drähten arniert, die den von den

Druck innerhalb des Schlauches radial auswärts ausgeübten Belastungen widerstehen. Armierungsschichten aus Längsdrähten können ebenfalls vorgesehen sein, u~. axiale Belastungen-'ufzunehnen. Diese Armieruncsschichten können in das elastomere Material eincebettet sein, das die strömungsmittsldichte Umhüllung bildet, oder können zwischen getrennten elastoneren .Schichten vorgesehen bzw. um die Aussenseite der elaste·- meren Umhüllung gewickelt sein. Es können auch andere .Arten von Armierungen Anwendung finden, beispielsweise Schichten aus gewebten Armierungselementen, Armierungsschnüren etc.

Nachfolgend wird ein AusführungsbeisDiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten flexiblen Unterwasserschlauch.

Der dargestellte Unterwasserschlauch umfasst eine Gunnikarkasse 11, die mit z.wei Schichten von schraubenförmig gewickelten Drähten 12 und 13 armiert ist. Die Drahtschichten 12, 13 sind unter entgegengesetzten Winkeln zur Achse des Schlauches gewickelt.

Ein in Streifenform gewickeltes Auskleidungsrohr Ic ist innerhalb der Gummikarkasse 11 angeordnet. Das Auskleidungsrohr 14 besteht aus einen Metallstreifen, der zu einem S-förmigen Profil gebogen und derart gewickelt ist, daß sich die Ränder von benachbarten Windungen gegenseitig verriegeln und dadurch ein Rohr bilden. Diese Verriegelungsabschnitte des Rohres 14- sind so angeordnet, daß sie eine gewisse axiale Gleitbeweounc

zwischen benachbarten Windungen gestatten, so daß sich das Auskleidungsrohr 14 zusanmen nit der armierten Gummikarkasse 11 unter den Einfluß eines Innendrucks ausweiten kann.

Durch den Abschnitt 16 des Metallstreifens, der den Innendurchmesser des Auskleidungsrohres 14 bildet, er-,streckt sich eine Reihe von Löchern 15. Die Löcher werden nicht von den überlagernden Schichten des Metallstreifens blockiert, wenn sich das Auskleiduncsrohr 14 in seinem mittleren bis voll ausgeweiteten Zustand befindet.

Das Auskleidungsrohr 14 dient dazu, radiale Quetschbelastungen aufzunehmen, die auf den Schlauch ausgeübt werden, beispielsweise durch den über dem Schlauch anstehenden Wasserdruck, wenn der Innendruck des Schlauches gering ist. Das Auskleidungsrohr 14 verhindert ferner, daß der Gummi der Schlauchkarkasse in die Bohrung des Schlauches hinein anschwillt, wenn er mit dem durch den Schlauch fließenden Strömungsmittel reagiert.

Das Auskleidungsrohr 14 dient nicht dazu, das Strönungsmittel zurückzuhalten. In der Praxis leckt das Strömungsmittel selbst ohne die Anordnung der Löcher 15 zwischen den Windungen des Rohres 14 hindurch.

Auf diese Weise wird der Druck des Strömungsmittel über das Auskleidungsrohr 14 ausgeglichen, so daß keine wesentliche innere Belastung auf das Rohr ausgeübt wird. Der von dem Strömungsmittel im Rohr ausgeübte Druck wird vielmehr von der armierten Gummikarkasse 11 aufgenommen.

Bei einem raschen Druckabfall im Schlauch ermcalichsn die Löcher 15, daß das ausserhalb des Auskleidungsrohres 14 befindliche Strömungsmittel in die Bohrung des Rohres zurück eindringen kann, so daß auf diese Weise die Druckdifferenz rasch ausgeglichen und eine Implosion des Auskleidungsrohres verhindert wird.

Der vorstehend beschriebene Unterwasserschlauch ist ·■; typischerweise für Anwendungszwecke bei 250m Wassertiefe (25 bar) mit einem Innendruck im Bereich von 350 bar geeignet. Für einen solchen Schlauch, der beispielsweise einen Druchmesser von 100 mm besitzt, besteht das Verkleidungsrohr IA aus einem 1 mm'dicken Streifen aus rostfreiem Stahl, der über seine Längs mit Löchern mit einem Durchmesser von 2 mn in 50 frn Intervallen versehen ist. Ein aus einen derartigen Streifen gewickeltes Rohr IA kann einen Aus'endruck von etwa 30 bar und einen Innendruck von etwa 17,3 bar aushalten. Es kann sich in Axialrichtung um etwa 15% ausweiten. Die Gummikarkasse 11 ist in entsprechender Weise armiert, um die I/inendrücke aufnehmen zu können, für die der Schlauch ausgebildet ist.

Zur Herstellung des vorstehend Unterwasserschlauches werden die Löcher 15 zuerst in den entsprechenden Abschnitt 16 des Metallstreifens eingestanzt. Der Streifen wird dann zu dem erforderlichen Profil gefaltet und um einen Dorn herumgewickelt, so daß die aneinanderstoßenden Ränder von benachbarten Windungen miteinander in Eingriff stehen und das streifenförmig gewickelte Rohr 14 bilden. Die armierte Gummikarkasse 11 wird dann um das Rohr IA herum vorgesehen, incO"i Schichten aus nicht ausgehärtetem Gumni und Armierungsschichten 12, 13 aufgebracht werden. Die Karkasse wird dann in herkömmlicher Weise geforr.t und ausvulkanisiert.

Erfindungsgemäß wird somit ein flexibles Rohr vorgeschlagen, das eine armierte elastonere Karkasse und ein Auskleidungsrohr in Form eines schraubenförmig gewickelten Streifens, das dessen Innenbohrung begrenzt,aufweist. An nit Abstand voneinander angeordneten Stellen über die Länge des Auskleidungsrohres sind Perforationen vorgesehen, die das Durchlecken .des durch das Rohr fließenden Strönungsmittels durch die Wände des Auskleidungsrohres ermöglichen.

Claims (13)

Patentansprüche

1. Flexibles Rohr mit einer armierten elastomeren Karkasse und einem Auskleidungsrohr, das die Innenbohrung des Rohres begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsrohr (14) aus einem schraubenförmig gewickelten Streifen mit miteinander in Eingriff

5 stehenden Randabschnitten besteht und über seine Länge an im Abstand voneinander angeordneten Stellen (15) perforiert ist.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

10 daß das Auskleidungsrohr 14 aus einem Metallstreifen hergestellt ist.

15

3. Rohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsrohr (14) in Axialrichtung ausweitbar ist.

20

4. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsrohr (14) sich einfach überlappende, miteinander in Eingriff stehende Abschnitte aufweist.

Dretdner B*nk (München) KIo 3939

Bay« Verei

KIo 508 W

Klo 67S-«3-90*

5. Rohr nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auskleidungsrohr (14) sich zweifach überlappende, miteinander in Eingriff stehende Abschnitte aufweist, bei denen die Ränder von benachbarten Windungen vollständig ineinander , -gefaltet sind.

6. Rohr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen S-förmig ausgebildet ist.

7. Rohr nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen (15) in der Wand ausgebildet sind, die den Innendurchmesser des Auskleidungsrohres (IA) bildet.

8. Rohr nach Anspruch 7-, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen (15) so angeordnet sind, daß sie von überlagernden Abschnitten des streifenförmig gewickelten Rohres nicht -blockiert v/erden, wenn sich das Rohr in seinem mittleren bis vollständig ausgeweiteten Zustand befindet.

9. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Perf rationen (15) schraubenförmig in Abstand über die Länge des Auskleidungsrohres (14) angeordnet sind.

10. Rohr nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen in 50 mm Intervallen entlang dem schraubenförmig gewickelten Streifen, der das Auskleidungsrohr (14) bildet, vorgesehen sind.

11. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationen (15) einen Durchmesser in einem Bereich von 2 mn aufweisen.

12. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche,

,) dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Karkasse

(11) durch schraubenförmig gewickelte Armierungs-

elemente (12, 13) verstärkt ist.

13. Rohr nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die elastomere Karkasse (11) längliche Armierungselemente umfasst.