DE3814035C1 - Connection between a straight steel pipe and an arcuate cast pipe - Google Patents
Connection between a straight steel pipe and an arcuate cast pipeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem gera den Stahlrohr und einem bogenförmigen Gußrohr als Bestand teile eines Rohrstrangs zum Feststofftransport gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a connection between a gera the steel tube and an arcuate cast iron tube as inventory parts of a pipe string for solids transport according to Features in the preamble of claim 1.
Rohrstränge zum Feststofftransport sind in Form von Dükern oder Schiffsverrohrungen bzw. im Bereich des untertägigen Bergbaues in Form von Blasversatzleitungen bekannt. Die Verbindung der Stahlrohre mit den Gußbögen erfolgt über endseitige Ringflansche sowie daran angepaßte Kupplungs glieder, welche zugleich auch die Zentrierung übernehmen.Pipe strands for solids transport are in the form of culverts or ship piping or in the area of the underground Mining known in the form of blow off lines. The The steel pipes are connected to the cast bends via ring flanges at the ends and a coupling adapted to them limbs, which also take over the centering.
Durch das Zusammensetzen von gebogenen Gußrohren mit geraden Stahlrohren ergeben sich im Verbindungsbereich dieser Rohre je nach Ausbildung der Stahlrohre spezifische Verschleißpro bleme. Gelangen z.B. einlagige Stahlrohre aus relativ wei chem Material, wie St 37 oder St 52, mit ebensolchen Vorsatz stücken zur Anwendung, so müssen die Stahlrohre aufgrund ihrer geringeren Verschleißfestigkeit früher als die Guß rohre ausgewechselt werden. Da nun aber der Innendurchmesser eines neuen Vorsatzstücks infolge des auch schon am Gußrohr einsetzenden Verschleißes kleiner als der freie Querschnitt des Endabschnitts des verbleibenden Gußrohres bemessen ist, wird bei Transportrichtung aus dem Gußrohr in das Stahlrohr der dann stirnseitig am Vorsatzstück gebildete Vorsprung unter dem Einfluß des in der Regel sehr abrasiven Förderguts in kurzer Zeit verschleißen. Dies bedeutet, daß die Stand zeit des Vorsatzstücks des neu eingebauten Stahlrohres zwangsläufig kürzer als die des Vorsatzstücks des vorauf gehend eingebaut gewesenen Stahlrohrs ist, obwohl das Stahl rohr an sich noch brauchbar wäre. Derselbe Sachverhalt trifft auch dann zu, wenn anschließend ein weiteres neues Stahlrohr eingebaut wird, wobei dessen Standzeit durch den schnelleren Verschleiß des Vorsatzstücks noch kürzer ist. In der Praxis geht man davon aus, daß die Austauschquote Gußrohr zu angren zendem Stahlrohr etwa wie 1:3 bemessen ist, wobei die Standzeit der nacheinander an ein verbleibendes Gußrohr angekuppelten Stahlrohre zueinander etwa wie 10:7:4 beträgt.By assembling curved cast iron pipes with straight ones Steel pipes result in the connection area of these pipes Depending on the design of the steel pipes, specific wear pro bleme. Get e.g. single-layer steel tubes made of relatively white chemical material, such as St 37 or St 52, with the same intent pieces to use, the steel pipes must be due their lower wear resistance earlier than the cast tubes to be replaced. But now the inside diameter a new adapter as a result of the already on the cast iron pipe onset of wear is smaller than the free cross-section the end section of the remaining cast iron pipe is dimensioned, is in the direction of transport from the cast pipe into the steel pipe the protrusion then formed on the end face of the attachment under the influence of the usually very abrasive material wear out in a short time. This means that the stand time of the attachment of the newly installed steel pipe inevitably shorter than that of the header of the upstream steel pipe has been installed, although the steel pipe would still be useful in itself. The same situation applies even if there is another new steel pipe is installed, the service life of which is faster Wear of the attachment is even shorter. In practice one assumes that the exchange rate cast iron pipe to increase zendes steel tube is about 1: 3, the Service life of one cast iron pipe remaining coupled steel pipes to each other about like 10: 7: 4 is.
Im Prinzip dieselbe Problematik existiert auch dann, wenn einlagige Stahlrohre mit Vorsatzstücken versehen werden, die innenseitig eine gehärtete Innenhülse aufweisen (DE-OS 33 24 658, Fig. 3 und 4). Zwar könnte hierdurch die Stand zeit der Vorsatzstücke an sich verlängert werden, indessen bleibt das Austauschverhältnis von gekrümmtem Gußrohr zu geradem Stahlrohr von 1:3 aufrechterhalten, da einerseits die Lebensdauer von der Standzeit der Stahlrohre abhängig ist und andererseits die vergleichsweise dünnwandigen Innen hülsen im Bereich der Stoßfuge hinterkoffert werden und dadurch aus den Vorsatzstücken brechen.In principle, the same problem also exists when single-layer steel pipes are provided with attachments that have a hardened inner sleeve on the inside (DE-OS 33 24 658, FIGS. 3 and 4). Although this could extend the service life of the attachments themselves, the exchange ratio of curved cast pipe to straight steel pipe of 1: 3 is maintained, because on the one hand the service life depends on the service life of the steel pipes and on the other hand the comparatively thin-walled inner sleeves in the area of The butt joint is back-boxed and thereby break out of the end pieces.
Anders verhält es sich bei Doppellagenrohren und Vorsatz stücken mit gehärteten Innenhülsen (DE-OS 33 24 658, Fig. 1 und 2). Werden solche Stahlrohre mit gekrümmten Gußrohren kombiniert, so beträgt die Standzeit der Stahlrohre etwa das Dreifache der Standzeit der Gußrohre. Hier gilt folglich eine Austauschquote 1 : 3 zugunsten der Stahlrohre. Dessen ungeachtet ergibt sich in diesem Fall der Sachverhalt, daß aufgrund des nicht zu vermeidenden Verschleißes der Innen hülsen beim Ansetzen eines neuen Gußrohres an ein noch brauchbares Stahlrohr die Standzeit von Vorsatzstück und Gußrohr nicht mehr aufeinander abgestimmt ist.It is different with double-layer pipes and end pieces with hardened inner sleeves (DE-OS 33 24 658, Fig. 1 and 2). If such steel pipes are combined with curved cast pipes, the service life of the steel pipes is approximately three times the service life of the cast pipes. An exchange rate of 1: 3 applies in favor of the steel pipes. Nevertheless, in this case the fact arises that due to the unavoidable wear of the inner sleeves when attaching a new cast pipe to a still usable steel pipe, the service life of the adapter and the cast pipe is no longer coordinated.
Es wäre zwar denkbar, daß durch eine einfache Verdickung der Vorsatzstücke bzw. der Innenhülsen der Vorsatzstücke den vorstehend geschilderten Problemen Rechnung getragen werden könnte. Einer solchen Überlegung steht jedoch entgegen, daß bei vorgegebenem lichten Querschnitt eines Rohrstrangs die Abmaße der Ringflansche und der Kupplungsglieder vorbe stimmt sind und im Hinblick auf die angestrebte beliebige Austauschbarkeit der Rohre nicht geändert werden konnen.It would be conceivable that by a simple thickening the end pieces or the inner sleeves of the end pieces problems described above are taken into account could. However, such a consideration stands in the way of that with a given clear cross section of a pipe string the dimensions of the ring flanges and the coupling links over are true and with regard to the desired arbitrary Interchangeability of the pipes cannot be changed.
Der Erfindung liegt ausgehend von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Verbindung die Aufgabe zugrunde, diese so zu verbessern, daß die Standzeit der Stahlrohre unabhängig vom Verschleißzustand der gekrümmten Gußrohre heraufgesetzt werden kann.The invention is based on that in the preamble of Compound described claim 1 the task to improve this so that the service life of the steel pipes regardless of the wear condition of the curved cast iron pipes can be increased.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk malen.According to the invention, this object is achieved in the in the characterizing part of claim 1 listed to paint.
Unabhängig davon, ob nun einlagige oder doppellagige Stahl rohre mit einlagigen oder doppellagigen Vorsatzstücken zum Einsatz gelangen, wird durch die erfindungsgemäßen Merkmale sichergestellt, daß die extrem gefährdeten Endabschnitte der Vorsatzstücke im Bereich der Radialebenen der Radialflansche sowohl in bezug auf den Längs- als auch auf den Querschnitt so ausgebildet werden, daß beim Anschluß eines gekrümmten Gußrohres an ein Stahlrohr die durch die Ausbildung des Stahlrohrs vorgegebene Standzeit auch auf das Vorsatzstück übertragen wird. Damit kann die Lebensdauer einer derartigen Verbindung merklich heraufgesetzt und demzufolge sowohl der personelle als auch materialmäßige Aufwand zur Bereitstel lung eines seine Transportfunktion einwandfrei wahrnehmenden Rohrstrangs gesenkt werden.Regardless of whether single-layer or double-layer steel pipes with single or double layer attachments for Use is made by the features according to the invention ensured that the extremely vulnerable end sections of the Attachments in the area of the radial planes of the radial flanges with respect to both the longitudinal and the cross-section be designed so that when connecting a curved Cast iron pipe to a steel pipe through the formation of the Steel service life specified on the adapter is transmitted. So that the life of such Connection markedly increased and consequently both the Personnel as well as material expenditure to provide development of one that performs its transport function perfectly Pipe string can be lowered.
Der Außendurchmesser des Einsatzrings kann unter Ausnutzung der Abmaße des umfangseitig des Vorsatzstücks ausgebildeten Radialflansches so bemessen werden, daß jedes an ein Gußrohr neu angesetzte Stahlrohr die Lebensdauer des voraufgehend mit dem Gußrohr gekoppelten Stahlrohrs aufweist. D. h., die besonders verschleißbeanspruchten Bereiche unmittelbar neben den Stoßfugen werden jetzt verschleißfester ausgebil det, so daß die Stahlrohre erst dann ausgetauscht zu werden brauchen, wenn sie in ihren mittleren Längenabschnitten so verschlissen sind, daß dort die Wanddicke einen einwand freien Feststofftransport nicht mehr gewährleistet.The outer diameter of the insert ring can be exploited the dimensions of the circumference of the attachment piece Radial flange be dimensioned so that each on a cast iron pipe newly attached steel pipe the life of the previous has steel pipe coupled to the cast iron pipe. That is, the areas that are particularly subject to wear immediately In addition to the butt joints, wear-resistant components are now being used det, so that the steel pipes only to be replaced need when in their middle lengths are so worn that there is a perfect wall thickness free solids transport no longer guaranteed.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird eine Ausführungsform beansprucht, bei welcher das Vorsatzstück mit einer Innen hülse aus einem verschleißfestem Material versehen ist. Ein solches Vorsatzstück gelangt meistens mit einem Doppel lagenrohr zur Anwendung, also einem Stahlrohr, das ein ge härtetes Innenrohr und ein demgegenüber weicheres Mantelrohr aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform ist sichergestellt, daß die Standzeit des Vorsatzstücks in dem an die Stoßfuge angrenzenden kritischen Bereich auf die Standzeit des mitt leren Längenabschnitts des Stahlrohrs abgestimmt ist. Dies bedeutet, daß die Lebensdauer der Stahlrohre die der Guß rohre übertrifft und folglich die Gußrohre häufiger ausge wechselt werden müssen als die Stahlrohre. With the features of claim 2 is an embodiment claims, in which the attachment with an inner sleeve is made of a wear-resistant material. Such an attachment usually comes with a double layer pipe for use, i.e. a steel pipe that a ge hardened inner tube and a softer jacket tube having. This embodiment also ensures that the service life of the facing piece in the at the butt joint adjacent critical area to the service life of the mitt leren length section of the steel tube is matched. This means that the lifespan of the steel pipes is that of the casting pipes exceeds and consequently the cast iron pipes out more often have to be changed than the steel pipes.
Der Einsatzring kann einen einstückigen oder einen trenn baren Bestandteil der Innenhülse bilden. Im Falle des trenn baren Bestandteils besteht darüber hinaus die Möglichkeit, durch Wahl des Werkstoffs einen noch gezielteren Einfluß auf die Standzeit nehmen zu können. Der Einsatzring kann aber auch als Einfach- oder Mehrfachstufe der Innenhülse oder als im Außendurchmesser zur Stoßfuge hin zunehmender konischer Endabschnitt der Innenhülse ausgebildet sein.The insert ring can be in one piece or separate form part of the inner sleeve. In the case of separate There is also the possibility of an even more targeted influence by choosing the material to be able to take the idle time. The insert ring can also as a single or multiple step of the inner sleeve or as increasing conical in the outer diameter towards the butt joint Be formed end portion of the inner sleeve.
Der Einsatzring im Vorsatzstück kann mit diesem unlösbar verbunden, z. B. eingepreßt sein. Eine andere Ausführungs form der Erfindung sieht jedoch vor, daß der Einsatzring lösbar befestigt ist (Anspruch 3). Hiermit wird die Ferti gung vereinfacht.The insert ring in the attachment can be unsolvable with this connected, e.g. B. be pressed. Another execution form of the invention, however, provides that the insert ring is releasably attached (claim 3). The Ferti simplified.
Der Einsatzring kann im Längsschnitt eine rechteckige Konfi guration aufweisen. Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4. Hierbei hat der Einsatz ring eine konische Außenform. Diese kommt den Verschleißbe anspruchungen nahe, weil diese von der Stirnseite eines Vorsatzstücks ausgehend in Richtung zum Stahlrohr abnehmen.The insert ring can have a rectangular confi have guration. Training is also advantageous according to the features of claim 4. Here the insert ring has a conical outer shape. This comes the wear and tear claims close, because these from the front of a Remove the attachment piece in the direction of the steel pipe.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on in the drawings illustrated embodiments explained in more detail. It demonstrate:
Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt die Verbindung zwischen einem geraden Stahlrohr und einem bogenförmigen Gußrohr oberhalb der Rohrmittelachsen; Figure 1 in vertical longitudinal section the connection between a straight steel tube and an arcuate cast iron pipe above the pipe center axes.
Fig. 2 im vertikalen Längsschnitt eine weitere Ausfüh rungsform eines mit einem Gußrohr gemäß Fig. 1 kuppelbaren Stahlrohrs und Fig. 2 in vertical longitudinal section another Ausfüh approximate shape of a steel pipe with a cast pipe according to FIG. 1 and
Fig. 3 ebenfalls im vertikalen Längsschnitt oberhalb der Rohrmittelachse eine dritte Ausführungsform eines mit einem Gußrohr gemäß Fig. 1 kuppelbaren Stahlrohrs. Fig. 3 also in vertical longitudinal section above the pipe center axis, a third embodiment of a steel pipe that can be coupled with a cast pipe according to FIG. 1.
Mit 1 ist in der Fig. 1 ein Längenabschnitt eines Rohr strangs zum Feststofftransport bezeichnet. Der Rohrstrang 1 bildet z.B. Bestandteil einer Blasversatzleitung für den untertägigen Grubenbetrieb, über die Bergematerial in die ausgekohlten und zu verblasenden Hohlräume eines Gewinnungs strebs eingebracht wird.With 1 in Fig. 1, a longitudinal section of a pipe strand for solids transport is designated. The pipe string 1 forms, for example, part of a blowing offset line for underground mining operations, via which mining material is introduced into the carburized and to be blown cavities of a mining strut.
Der dargestellte Längenabschnitt 1 betrifft den Übergangsbe reich von einem einlagigen Stahlrohr 2 aus St 37 auf ein bogenförmiges Gußrohr 3.The illustrated length section 1 relates to the transition area from a single-layer steel tube 2 made of St 37 to an arcuate cast iron tube 3 .
Stirnseitig des Stahlrohrs 1 ist ein Vorsatzstück 4, eben falls aus St 37, angeschweißt. Die lichten Querschnitte 5 des Stahlrohrs 2 und des Vorsatzstücks 4 fluchten mitein ander.On the front side of the steel tube 1 , an attachment piece 4 , just if made of St 37, is welded on. The clear cross sections 5 of the steel tube 2 and the attachment 4 are aligned with each other.
Die Endabschnitte des Vorsatzstücks 4 und des Gußrohrs 3 sind mit identisch ausgebildeten Radialflanschen 6, 7 ver sehen, welche zum Anschlagen eines Kupplungsglieds 8 mit innenliegender Dichtung 9 dienen.The end portions of the attachment 4 and the cast iron tube 3 are seen with identical radial flanges 6 , 7 ver, which are used to attach a coupling member 8 with an internal seal 9 .
Da es sich bei den Rohren 2, 3 um Verschleißteile handelt, die während ihres Einsatzes ggf. mehrfach ausgewechselt werden müssen, sind die Radialflansche 6, 7 bezüglich ihrer Breite B und ihrer Dicke D identisch ausgebildet. Auch die Dicke d der neben den Radialflanschen 6, 7 liegenden Berei che 10, 11 ist aufgrund der Austauschbarkeit vorgeschrieben. Entsprechend angepaßt sind dann die Kupplungsglieder 8, welche nicht nur im Bereich zwischen einem gekrümmten Guß rohr 3 und einem geraden Stahlrohr 2, sondern auch zwischen zwei geraden Stahlrohren 2 eingesetzt werden müssen. Since the tubes 2 , 3 are wearing parts that may have to be replaced several times during their use, the radial flanges 6 , 7 are identical in terms of their width B and their thickness D. The thickness d of the areas 10 , 11 lying next to the radial flanges 6 , 7 is also prescribed due to the interchangeability. The coupling members 8 are then adapted accordingly, which must not only be used in the area between a curved cast tube 3 and a straight steel tube 2 , but also between two straight steel tubes 2 .
Die Fig. 1 läßt ferner erkennen, daß der stoßfugenseitige Endabschnitt des Vorsatzstücks 4 mit einem Einsatzring 12 aus einem verschleißfesten Material versehen ist. Dieser Verschleißeinsatz 12 kann lösbar oder unlösbar mit dem Vor satzstück 4 verbunden sein. Er kann, wie in ausgezogenen Linien dargestellt, einen rechteckigen Querschnitt aufwei sen. Denkbar ist aber auch eine Bauart (in strichpunktierter Linienführung veranschaulicht), bei welcher der Außendurch messer AD des ringförmigen Verschleißeinsatzes 12 zur Stoß fuge 13 hin zunimmt. Sowohl bei der rechteckigen als auch bei der konischen Ausführungsform des Verschleißeinsatzes 12 entspricht der lichte Querschnitt 14 dem lichten Querschnitt 5 des Vorsatzstückes 4 bzw. des Stahlrohres 2. Dabei ist der Außendurchmesser des Verschleißeinsatzes 12 so bemessen, daß er seine Lage im Vorsatzstück 12 auch bei stärkerem inneren Verschleiß beibehält. Fig. 1 also shows that the butt joint end portion of the attachment 4 is provided with an insert ring 12 made of a wear-resistant material. This wear insert 12 can be releasably or non-releasably connected to the piece 4 before. It can, as shown in solid lines, have a rectangular cross-section. It is also conceivable a type (illustrated in dash-dotted lines), in which the outer diameter AD of the annular wear insert 12 to the joint 13 increases. Both in the rectangular and in the conical embodiment of the wear insert 12 , the clear cross section 14 corresponds to the clear cross section 5 of the attachment 4 or the steel tube 2 . The outer diameter of the wear insert 12 is dimensioned such that it maintains its position in the attachment 12 even in the event of greater internal wear.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform mit einem doppella gigen Stahlrohr 2′. Das Innenrohr 15 ist hierbei gehärtet, während das Mantelrohr 16 aus einem demgegenüber weicheren Material, wie beispielsweise St 37, besteht. Fig. 2 shows an embodiment with a double steel pipe 2 '. The inner tube 15 is hardened, while the jacket tube 16 is made of a material that is softer in comparison, such as St 37, for example.
Das Vorsatzstück 4′ ist hierbei ebenfalls zweilagig gestal tet, wobei die Innenhülse 17 entsprechend dem Innenrohr 15 des Stahlrohrs 2′ gehärtet ist. Die weichere Außenlage 18 ist mit dem weichen Mantelrohr 16 des Stahlrohrs 2′ ver schweißt.The attachment 4 'is also in two layers gestal tet, the inner sleeve 17 corresponding to the inner tube 15 of the steel tube 2 ' is hardened. The softer outer layer 18 is welded to the soft jacket tube 16 of the steel tube 2 '.
Es ist zu erkennen, daß die Innenhülse 17 in der Radialebene des Radialflansches 6′ mit einem verdickten Einsatzring 19 versehen ist, wobei der Einsatzring 19 einen einstückigen Bestandteil der Innenhülse 17 bildet. Dadurch ist die Innen hülse 17 gewissermaßen stufenförmig gestaltet. It will be appreciated that the inner sleeve 17 is provided in the radial plane of the radial flange 6 'with a thickened insert ring 19, the insert ring 19 forms an integral part of the inner sleeve 17th As a result, the inner sleeve 17 is designed in a step-like manner.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3, die weitgehend der Ausführungsform der Fig. 2 entspricht, ist diese Stufenform dahingehend geändert, daß der Einsatzring 19′ konisch ausge bildet ist.In the embodiment of FIG. 3, which largely corresponds to the embodiment of FIG. 2, this step shape is changed in such a way that the insert ring 19 'is conical out.
Mit strichpunktierter Linienführung ist in den Fig. 2 und 3 noch angedeutet, daß der verdickte Einsatzring 19, 19′ ggf. auch ein trennbarer Bestandteil der Innenhülse 17 sein kann. In diesem Fall ist es z. B. möglich, den Einsatzring 19, 19′ aus einem anderen Werkstoff herzustellen als den übrigen Längenabschnitt der Innenhülse 17.With dash-dotted lines is still indicated in Figs. 2 and 3 that the thickened insert ring 19 , 19 'may also be a separable part of the inner sleeve 17 . In this case it is e.g. B. possible to make the insert ring 19 , 19 'from a different material than the remaining length of the inner sleeve 17th
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