DE543927C

DE543927C - Pipe connection for pressure lines

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Publication number: DE543927C
Application number: DES94371D
Authority: DE
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Priority date: 1929-10-16
Filing date: 1929-10-16
Publication date: 1932-02-11

Description

Nach dem Hauptpatent 482 387 wird der gemeinsame Dichtungsring bei Rohrverbindüngen für Druckleitungen in Aussparungen der Muffenstirnflächen beim Anzug der Uberwurfmutter vorgespannt und durch Gegeneinanderpressen eines Flansches des einen und einer ringförmigen Stirnfläche des anderen Muffenstückes von Biegungs- und Knickspannungen entlastet.According to the main patent 482 387, the common sealing ring is used for pipe connections for pressure lines in recesses in the socket end face when tightening the union nut biased and by pressing a flange of one and an annular end face of the other against one another The socket piece is relieved of bending and buckling stresses.

Abgesehen von der federnden Nachgiebigkeit des Werkstoffes und der nachgiebigen Aufhängung ist die Verbindung praktisch starr. Die Rohrleitung wird deshalb bei Gebirgsbewegungen sofort auf Biegen und Knicken beansprucht. Die Grenze für die federnde Nachgiebigkeit kann bei den oft sehr großen, in ihrem Ausmaß gar nicht vorher zu erkennenden Bewegungen oft sehr schnell erreicht werden. Die Rohrleitung verbiegt sich dann, wird undicht und geht schließlich zu Bruch. Oft treten die Beanspruchungen stoßweise auf, und die vielleicht schon stark beanspruchten Verbindungen reißen oder brechen ganz plötzlich, ohne daß an der prak-Apart from the elastic resilience of the material and the resilient one Suspension, the connection is practically rigid. The pipeline is therefore at Mountain movements immediately stressed to bending and buckling. The limit for resilience can often be very high large movements, the extent of which cannot be recognized beforehand, often very quickly can be achieved. The pipeline then bends, leaks, and eventually goes to break. The stresses often occur intermittently, and they may be strong stressed connections tear or break suddenly, without the practical

S5 tisch starren Rohrverbindung selbst die über das zulässige Maß wachsende Beanspruchung zu erkennen ist.S5 table rigid pipe connection itself the over the permissible degree of increasing stress can be recognized.

Der Erfinder hat sich zur Beseitigung dieser Gefahr für die Bergwerksrohrleitungen die Aufgabe gestellt, die Kupplungen bis zu einer gewissen Winkelstellung der Rohre gegeneinander unter Überwindung des Anpreßdruckes der Überwurfmutter nachgiebig zu machen, bevor sich die nach dem Hauptpatent 482 387 vorgesehenen Flanschflächen des einen und die ringförmigen Stirnflächen des anderen Muffenstückes gegeneinanderpressen. Hierzu sind außer den festen Anlageflächen nach dem Hauptpatent an dem einen Rohrende oder an dessen Endmuffe oder an beiden Rohrenden einer Stoßverbindung kugelige Aufweitungen vorgesehen, die beim Anziehen der Überwurfmutter gegen eine entsprechende Kugelfläche des anderen Muffenstückes und den gemeinsamen Dichtungsring oder gegen entsprechende Kugelflächen eines besonders eingelegten Kugelstückes gepreßt werden. Hierdurch ergibt sich bei den Rohrverbindungen nach dem Patent 482 387 die vorteilhafte neue Wirkung, daß sich die einzelnen Rohre unter Überwindung des durch die Anpressung erzeugten Reibungswiderstandes zum Ausgleich der durch Gebirgsbewegungen entstehenden Beanspruchungen in einem gewissen Winkel gegeneinander einstellen können, bevor die festen Anlageflächen gemäß dem Hauptpatent zur Anlage und zur Wirkung kommen. Die Bewegung und Winkelstellung der Rohre gegeneinander bietet dem Bergmann die Mög-The inventor has worked to eliminate this danger to the mine pipelines set the task of the couplings up to a certain angular position of the pipes against each other to make yielding by overcoming the contact pressure of the union nut, before the according to the main patent 482 387 provided flange surfaces of the one and the annular end surfaces of the other socket piece against each other. In addition to the fixed contact surfaces according to the main patent on one pipe end or on its end socket or on both pipe ends of a butt joint spherical expansions are provided, which when tightening the union nut against a corresponding spherical surface of the other Sleeve piece and the common sealing ring or against corresponding spherical surfaces a specially inserted ball piece can be pressed. This results in the pipe connections after Patent 482 387 the advantageous new effect that the individual pipes are overcome the frictional resistance generated by the pressure to compensate for the stresses caused by rock movements Can adjust at a certain angle to each other before the fixed contact surfaces according to the main patent come into play and take effect. The movement and angular position of the pipes against each other offers the miner the possibility

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lichkeit, Bewegungen des Gebirges sofort zu erkennen und Beschädigungen der Rohre und ihrer Verbindungen durch Ausrichten oder Umlegen der Rohrleitung rechtzeitig vorzubeugen. Gleichzeitig wird durch die neue Rohrverbindung das Gewicht der Rohre verringert, insbesondere bei Verwendung der Rohre mit kugelförmig aufgeweiteten Enden. Die Rohre werden dadurch billiger in der Anfertigung und sind leichter zu handhaben, was in den engen Grubenräumen besonders wertvoll ist. Der Hauptvorteil gegenüber dem Hauptpatent 482 387 besteht darin, daß die Rohrleitung nicht sofort bei Gebirgsbewegungen auf Biegen und Knicken beansprucht wird, sondern daß gewissermaßen ein Bremsweg eingelegt ist, bevor die Leitung praktisch starr wird. Dadurch wird die Bruchsicherheit der Druckleitung erheblich ao erhöht.ability to immediately detect movements of the mountains and damage to the pipes and to prevent their connections in good time by aligning or relocating the pipeline. At the same time, the new pipe connection reduces the weight of the pipes, especially when using the tubes with spherically flared ends. This makes the pipes cheaper to manufacture and are easier to handle, which is particularly valuable in the narrow pit spaces. The main advantage over the main patent 482 387 is that the pipeline does not immediately with rock movements is stressed on bending and kinking, but that to a certain extent a braking distance is inserted before the line becomes practically rigid. This increases the resistance to rupture of the pressure line considerably ao increased.

An sich sind Kugelgelenke für Rohrleitungen bekannt geworden, bei denen beide Rohrenden kugelförmig aufgeweitet und durch'geteilte Klemmringe an eingelegte Kugelstücke »5 gepreßt werden. Es fehlen aber wesentliche Merkmale und vorteilhafte Wirkungen der insbesondere für Bergwerksdruckleitungen bestimmten vorliegenden Erfindung, nämlich die Vereinfachung der ganzen Bauweise und das leichte Anziehen und Lösen der mit den Schnellverbindern der Bergwerksrohrleitung übereinstimmenden Verspannungsmittel (Überwurfsternmutter) und die erst nach einer gewissen Neigung der Rohre gegeneinander zur Wirkung gelangenden besonderen metallischen Stutzflächen, die die gelenkige in eine starre Rohrleitung verwandeln unter Entlastung der Dichtung.As such, ball joints for pipelines are known in which both pipe ends Spherically widened and split clamping rings on inserted spherical pieces »5 are pressed. However, essential features and beneficial effects of the are missing In particular, the present invention intended for mine pressure lines, namely the simplification of the entire construction and the easy tightening and loosening of the bracing means that correspond to the quick connectors of the mine pipeline (Union star nut) and the special ones that only come into effect after a certain inclination of the tubes against each other metallic support surfaces that transform the articulated into a rigid pipeline relieving the seal.

Die Abb. 1 bis 6 stellen die neue Rohrverbindung im Längsschnitt in sechs verschiedenen Ausführungsformen dar, in denen jeweilig die äußerste Winkelstellung angegeben ist, um die festen Anlageflächen besser hervorzuheben. Fig. 1 to 6 show the new pipe connection in six different longitudinal sections Represent embodiments in which the outermost angular position is specified in each case, to better emphasize the solid contact surfaces.

Bei der Rohrverbindung für Druckleitungen nach dem Patent 482 387 werden die Flanschfläche b„ des einen Muffenstückes b und die äußere ringförmige Stirnfläche a_t des anderen Muffenstückes α durch Anziehen der Überwurfmutter m für die Übertragung aller äußeren Kräfte unter Entlastung der Dichtung biegungs- und knickfest verbunden. Bei der vorliegenden Erfindung nach den Abb. 1 bis 3 ist der die Sternmutter m übergeworfen tragende Flansch b„ des einen Muffenstückes b in an sich bekannter Weise kugelförmig, gestaltet und kann sich unter Überwindung des Anpreßdruckes zwischen ihm und dem entsprechend geformten Muffenstücke α des anschließenden Rohrendes bei Auftreten des Gebirgsdruckes verschieben unter Neigung der Rohre gegeneinander, bis die festen Stützflächen zur Wirkung kommen und die Rohre starr verbinden. In den Abb. 4 bis 6 dagegen sind beide Rohrenden in bekannterWeise kugelf örmigaufgeweitet und stützen sich bis zum Eintreten der starren Verbindung unter Überwindung des Reibungswiderstandes verschiebbar gegen entsprechende Anlageflächen eines an sich bekannten, zwischen die Rohrenden eingelegten Kugelstückes.In the tube joint for pressure lines in accordance with the Patent 482,387 the flange b "b of the one sleeve piece and the outer annular end face of a _T of the other sleeve piece α by tightening the union nut m for the transmission of all external forces at relieving the seal bending and kink resistant connected . In the present invention according to Fig. 1 to 3 of the star nut m thrown over bearing flange b "of the one sleeve piece b in a known manner, spherical, designed and can α by overcoming the contact pressure between it and the correspondingly shaped sleeve pieces of the subsequent When the rock pressure occurs, move the end of the pipe with the pipes inclined towards each other until the solid support surfaces come into effect and rigidly connect the pipes. In Figs. 4 to 6, however, both pipe ends are spherically widened in a known manner and are supported until the rigid connection occurs, overcoming the frictional resistance, so that they can be displaced against corresponding contact surfaces of a ball piece, known per se, inserted between the pipe ends.

Der die Sternmutter m übergeworfen tragende Flansch b₂ der einen Muffe b (Abb. 1) ist ein Hohlkugelabschnitt. Die Fläche b_%, b_i liegt an den entsprechend geformten Flächen α, des anderen Muffenstückes c und an dem Dichtungsring C₃, der durch den Wulst c_s gegen Herausfallen gesichert ist. Beim Anziehen der Überwurfmutter m wird deren Fläche b₃ gegen die Fläche a₃ des Kugelabschnittes b„ und die Fläche O₁ gegen die Fläche a_x und den Dichtungsring c_s gepreßt. Die Rohrteile können nun beim Auftreten äußerer Kräfte, z. B. bei Gebirgshewegungen, eine Winkelstellung zueinander einnehmen, wenn die auftretende Kraft den dem Anpressungsdruck entsprechenden Reibungswiderstand überschreitet. Diese Bewegung ist möglich, bis die festen Abstützflächen — in diesem Falle eine Seitenfläche der Muffe b und eine Stirnfläche der Sternmutter —gegeneinander gepreßt werden und die Rohrenden starr miteinander verbunden sind. The flange b _{2 of} the one sleeve b (Fig. 1) carrying the star nut m over it is a hollow spherical section. The area b _% , b _i lies on the correspondingly shaped surfaces α, of the other sleeve piece c and on the sealing ring C ₃ , which is secured against falling out by the bead c _s. When the union nut m is tightened, its surface b _{3 is} pressed against the surface a _{3 of} the spherical section b " and the surface O ₁ against the surface a _x and the sealing ring c _s. The pipe parts can now when external forces such. B. in Gebirgshewegungen, assume an angular position to each other when the force that occurs exceeds the frictional resistance corresponding to the contact pressure. This movement is possible until the fixed support surfaces - in this case a side surface of the sleeve b and an end surface of the star nut - are pressed against one another and the pipe ends are rigidly connected to one another.

Die Rohrverbindung nach der Abb. 2 unterscheidet sich von der ersten nur dadurch, daß das linke Rohr weiter oder weniger weit durch das Muffenstück α durchgeschoben ist und daher den Dichtungsring c₃ besser schützt. Das Druckmittel kann durch eine Öffnung η des Rohres oder durch einen vorgesehenen kleinen Spielraum hinter die bereits mit Abspannung eingesetzte Dichtung treten und sie noch besonders nach allen Seiten anpressen. In diesem Falle kann der Wulst c₅ auch wegfallen, wie in der Abb. 3 dargestellt ist. Oder es kann der hintere zylindrische Teil der Dichtung nach hinten schwalbenschwanzförmig oder schwach konisch sein, wenn das linke Rohr nur so weit in das Muffenstück a vorgeschoben wird, daß Auswechselung der Dichtung von außen möglich ist. Nach der Abb. 3 fällt der Mittelpunkt 0, der Kugelkalotte ungefähr mit der Mittellinie der Überwurfmutter m zusammen, wodurch die Kugel den kleinstmöglichen Durchmesser erhält. Auch hier ist die kleine Bohrung κ für das Anpressen des Dichtungsringes vorgesehen, die aber ebenfalls durch einen ganz schwachen Luftspalt rechts zwischen Rohr und Dichtungsring ersetzt werden kann.The pipe connection according to Fig. 2 differs from the first only in that the left pipe is pushed further or less through the socket piece α and therefore _{protects the sealing ring c 3} better. The pressure medium can pass through an opening η in the pipe or through a small space provided behind the seal that has already been inserted with bracing and press it on especially on all sides. In this case, the bead c _{5 can} also be omitted, as shown in FIG. Or the rear cylindrical part of the seal can be dovetail-shaped or slightly conical towards the rear if the left pipe is only pushed so far into the socket piece a that the seal can be replaced from the outside. According to Fig. 3, the center point 0, the spherical cap, coincides approximately with the center line of the union nut m , whereby the sphere has the smallest possible diameter. Here, too, the small hole κ is provided for pressing the sealing ring, but it can also be replaced by a very weak air gap on the right between the pipe and the sealing ring.

Bei den Kugelgelenken nach den Abb. 4 bis 6 sind beide Rohrenden in an sich be-In the case of the ball joints according to Figs. 4 to 6, both pipe ends are

kannter Weise hohlkugelförmig aufgeweitet, wodurch bei den Anordnungen nach Abb. 4 und 6 jede Schweißarbeit zur Verbindung der Muffen α und b mit den Rohren vermieden wird.widened in a known way, hollow spherical, whereby in the arrangements according to Fig. 4 and 6 any welding work for connecting the sleeves α and b to the pipes is avoided.

Xach der Abb. 4 ist ein besonderes Kugelstück 0 am Rohrstoß mit einem kleinen Gewinde O₁ vorgesehen, das in das Gewindeoder Muffenstück α eingeschraubt wird.According to Fig. 4, a special ball piece 0 is provided on the pipe joint with a small thread O ₁ , which is screwed into the threaded or socket piece α .

Letzteres wird beim Anziehen der Sternmutter gegen die kugelige Aufweitung des linken Rohres und damit gegen die Hohlkugel 0 gepreßt.The latter is pressed against the spherical expansion of the left tube and thus against the hollow ball 0 when the star nut is tightened.

Will man das kleine Gewinde O₁ vermeiden, so kann man nach der Abb. 5 statt dessen auch einzelne Schweißstellen s vorsehen, durch die die Muffe α an dem kugelig aufgeweiteten Rohrende α befestigt wird. Es handelt sich dabei gewissermaßen nur um einzelne Anhaftungsstellen durch Schweißung, die infolge der Lage der Einzelteile zueinander vollkommen entlastet sind und nicht dicht zu sein brauchen, weshalb sie nur an einzelnen Stellen des Umfanges vorgesehen sind.If you want to _{avoid the small thread O 1} , you can instead provide individual welds s according to Fig. 5, through which the sleeve α is attached to the spherically expanded pipe end α . In a sense, these are only individual points of adhesion due to welding, which are completely relieved due to the position of the individual parts relative to one another and do not need to be tight, which is why they are only provided at individual points on the circumference.

Bei der Rohrverbindung nach der Abb. 6 können beide Rohrenden an der Kugelbewegung teilnehmen. Hierbei fällt das kleine Gewinde O₁ fort, und das Muffenstück α wird ein schmaler Gewindering, da auch die Anheftschweißungen fehlen können. Der Gesamtausschlag der beiden Rohre um den Kugelmittelpunkt 0., wirdhierdurchverdoppeltund die Nachgiebigkeit bis zum starren Aneinanderliegen der Stützflächen entsprechend gesteigert. Diese Rohrverbindung kommt insbesondere dort in Frage, wo keine häufige Verlegung der Leitung notwendig ist, aber trotzdem die Schiebung des Gebirges berücksichtigt werden soll.With the pipe connection according to Fig. 6, both pipe ends can participate in the ball movement. In this case, the small thread O ₁ is omitted, and the socket piece α becomes a narrow threaded ring, since the tack welds can also be missing. The total deflection of the two tubes around the center of the sphere 0 is doubled and the resilience is increased accordingly until the support surfaces are rigid. This pipe connection is particularly useful where frequent laying of the line is not necessary, but the displacement of the rock should still be taken into account.

Bei den Ausführungsformen nach den Abb. 4 bis 6 dienen als Anschlag einerseits das Kugelende und andererseits der Ansatz O₁ der Kugel 0, der bei der Anordnung nach der Abb. 4 mit dem Gewinde O₁ versehen ist. Der Ansatz O₁ bildet gleichzeitig die Verbin- +5 düng der Kugel 0 mit den aufgeweiteten Rohrenden b„ und dem Schnellverbinder m. In the embodiments according to FIGS. 4 to 6, the end of the ball on the one hand and the shoulder O _{1 of} the ball 0, which is provided with the thread O ₁ in the arrangement according to FIG. 4, on the other hand, serve as a stop. The approach O ₁ simultaneously forms the connection +5 fertilize the ball 0 with the expanded pipe ends b " and the quick connector m.

Der durchlaufende Dichtungsring c₁₃ (Abb. 4 bis 6) kann im Sinne der Ausführungsformen nach den Abb. 2 und 3 auch noch durch ein innenliegendes besonderes Rohr stück geschützt werden.The continuous sealing ring c ₁₃ (Fig. 4 to 6) can also be protected in the sense of the embodiments according to Figs. 2 and 3 by a special internal pipe piece.

Claims

Patent claims:

1. Pipe connection for pressure lines according to patent 482 387, characterized in that the nut (m) thrown over supporting flange (& ₂ ) of a socket piece (b) is spherical in a known manner, so that a certain angular adjustment of the pipes against each other by overcoming the contact pressure between the spherical flange (b.,) and the correspondingly shaped socket piece (a) of the adjoining pipe end is possible.

2. Pipe connection according to claim 1, characterized in that the two pipe ends of a pipe joint are widened spherically in a known manner and are supported against corresponding contact surfaces of a known ball piece (0) inserted between the pipe ends.

1 sheet of drawings