DE574500C

DE574500C - High pressure pipe

Info

Publication number: DE574500C
Application number: DEM102367D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-12-02
Filing date: 1927-12-03
Publication date: 1933-04-13

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohr für Hochdruckleitungen o. dgl. aus dünnem Stahlblech, das mit einer aus mehreren Lagen bestehenden, unter Vorspannung gewickelten Drahtumwehrung versehen ist. Das Rohr aus Stahlblech bildet einen -widerstandsfähigen Grundkörper und eine Stütze für die Stahldrahtumwicklung. Es sind nun zwar schon Rohre aus dünnem Stahlblech bekannt und vorgeschlagen worden, welche mit einer aus einer oder mehreren Lagen bestehenden, unter Vorspannung gewickelten Drahtumwehrung als Schutzumwicklung versehen sind.The invention relates to a pipe for high pressure lines or the like. Made of thin sheet steel, which is made of several layers, pre-tensioned wire armouring is provided. The tube made of sheet steel forms a -resistant Base body and a support for the steel wire wrapping. It is now Tubes made of thin sheet steel have been known and proposed which are made with a one or more layers of pre-tensioned wire armouring are provided as protective wrapping.

Gegenüber diesen bekannten Rohren ist das Neue des Rohres für Hochdruckleitungen gemäß der Erfindung darin zu erblicken, daß von den einzelnen Stahldrahtlagen die erste von innen unter höchster, die nachfolgenden jeweils tinter geringerer Spannung aufgebracht werden. Durch die Wicklung wird jeder mit Spannung gewickelte Draht die Spannung der vorherigen Drahtlage derart verändern, daß im Endzustand in der Ruhe die letzte Drahtwicklung unter höchster, die erste unter geringster Spannung steht. Beim höchsten Innendruck des Rohres erhalten die einzelnen Wicklungen sämtlich möglichst gleichförmige Spannung.Compared to these known pipes, what is new is the pipe for high pressure lines according to the invention to see that of the individual steel wire layers the first from the inside under the highest, the following each tinter less tension be applied. As a result of the winding, each wire wound with tension becomes the tension of the previous wire layer change that in the final state at rest the last wire winding under the highest, the first is under the least tension. Preserved at the highest internal pressure of the pipe the individual windings all have a voltage that is as uniform as possible.

Die Umwicklungsdrähte sind aus Stahl von großem Widerstand; sie haben 'eine erhöhte Grenzelastizität, die höher ist als die des Rohres. Der Querschnitt der Drähte ist rund, quadratisch oder rechteckig, ihre Stärke beträgt etwa 1 bis 3 mm.The wrapping wires are made of high resistance steel; they have 'an increased Limit elasticity which is higher than that of the pipe. The cross section of the wires is round, square or rectangular, their thickness is about 1 to 3 mm.

Die Umwicklung setzt sich zusammen aus einer Reihe von endlosen Windungen, übereinander- und genau aneinanderliegend. Der Querschnitt der Drähte, die Anzahl der Windungen und der Abstand in jeder Lage werden durch Rechnung je nach den gegebenen Bedingungen ermittelt.The wrapping is made up of a series of endless turns, one on top of the other. and right next to each other. The cross section of the wires, the number of The turns and the spacing in each layer are given by calculation depending on the situation Conditions determined.

Um die Bewicklung unter verschiedener Spannung der Drähte auszuführen, wird eine an sich bekannte Aufwickelvorrichtung verwendet und'die Spannung der Drähte für jede Lage durch verschiedene Gewichte, die an dem aufzuwickelnden Draht angebracht sind, oder durch eine regulierbare Bremsvorrichtung bewirkt.In order to carry out the winding under different tension of the wires, a known winding device used and'die tension of the wires for each Position by different weights attached to the wire to be wound, or effected by an adjustable braking device.

Es ist selbstverständlich, daß diese Biewicklung mit Stahldraht · nicht nur bei Rohren, sondern auch bei Behältern u. dgl. jeglicher Art, die inneren Drücken ausgesetzt sind, verwendet werden.It goes without saying that this winding with steel wire - not only for pipes, but also in containers and the like of any kind that are exposed to internal pressures will.

Abb. ι zeigt einen Längsschnitt durch ein Rohr, das gegen inneren Druck Widerstands-Fig. Ι shows a longitudinal section through a tube that is resistant to internal pressure

fähig ist, mit im Querschnitt winkelförmigen Endstücken, verstärkt durch eine eiserne Ringscheibe.is capable of having angled end pieces in cross-section, reinforced by an iron Washer.

Abb. 2 zeigt dasselbe Rohr mit Winkeleisen verstärkt.Fig. 2 shows the same pipe reinforced with angle iron.

Abb. 3 zeigt einen Schnitt senkrecht durch das Rohr. .Fig. 3 shows a section perpendicular through the pipe. .

Abb. 4 zeigt einen Längsschnitt durch das Rohr, das mit längsgerichteten Stangen versehen ist, die mit den Endstücken durch umgewickelten Stahldraht verbunden sind.Fig. 4 shows a longitudinal section through the tube, which is provided with longitudinal rods connected to the end pieces by wrapped steel wire.

Abb. 5 stellt einen Schnitt nach. X-X der Abb. 4, senkrecht zur Rohrachse, dar.Fig. 5 reproduces a section. XX of Fig. 4, perpendicular to the pipe axis.

Abb. 6 zeigt das winklige Endstück im Schnitt, das durch. Lagen von Stahldraht verstärkt ist.'Fig. 6 shows the angled end piece in section that goes through. Layers of steel wire reinforced is.'

Abb. 7 zeigt schematisch die Anordnung zum Aufwickeln des Stahldrahtes unter veränderlicher Spannung durch das veränderliehe Gewicht.Fig. 7 shows schematically the arrangement for winding the steel wire under variable Tension from the changing weight.

Abb. 8 stellt die allgemeine Form der Spannungskurve bei einem Rohrhalbmesser oa = P dar.Fig. 8 shows the general shape of the stress curve for a pipe radius oa = P.

Es soll zunächst die Spannungskurve erläutert werden.The voltage curve should first be explained.

Um ein Rohr aus dünnem Stahlblech mit Drahtlagenumwehrung gemäß der Erfindung zu erhalten, ist es nötig, daß 'die Drähte unter dem inneren Druck mit demselben Zug arbeiten, der im voraus bestimmt wurde. Dies wird durch die Aufwicklungsart der Drähte erreicht, deren Spannung bei gleicher Länge von einer zur anderen Schicht nach 'einem bestimmten Gesetz veränderlich ist. Die Abb. 8 stellt die allgemeine Form der Spannungskurve bei einem Rohrradius oa = P darIn order to obtain a tube made of thin sheet steel with wire layer armor according to the invention, it is necessary that the wires work under the internal pressure with the same tension that has been determined in advance. This is achieved by the way the wires are wound, the tension of which is variable from one layer to the other according to a certain law, while the length is the same. Fig. 8 shows the general shape of the stress curve for a pipe radius oa = P.

ab = Dicke des Bleches, ab = thickness of the sheet,

bc = Dicke der Drahtwicklung, bc = thickness of the wire winding,

mn = Kurve der Spannungsfolge. mn = curve of the voltage sequence.

Die Kurve verläuft stets so, daß die Höhlung nach oben gerichtet ist. Die Spannungen der Aufwicklung verringern sich von innen (mb) nach außen (nc). The curve always runs in such a way that the cavity is directed upwards. The tension in the winding is reduced from the inside (mb) to the outside (nc).

Der erste Draht wird mit der Spannung btn gewickelt. Der Draht, z. B. der Reihe d, wird die Spannung dd! haben. Der letzte Draht hat die Spannung cn. The first wire is wound with the tension btn. The wire, e.g. B. the row d, the voltage dd! to have. The last wire has the tension cn.

Jeder mit Spannung gewickelte Draht drückt die Drahtschichten darunter zusammen und vermindert ihre Spannung. Wenn der letzte Draht nc gewickelt ist, werden die Spannungen der Wicklung nach einer Kurve m' η verlaufen.Any wire wound with tension compresses the layers of wire underneath and reduces their tension. When the last wire nc is wound, the tensions in the winding will follow a curve m 'η .

Das ist die Lage der Drähte in der Ruhe.That is the position of the wires at rest.

Der Druck der Dlrähte übt auf das BlechThe pressure of the wires exerts on the sheet metal

eine Zusammendrückung aus, die durch die Kurve a! b' dargestellt, ist. Das ist der Zustand des Bleches in der Ruhe.a compression caused by the curve a! b 'is shown. That is the state of the sheet at rest.

Der Zustand des Rohres in der Ruhe ist also durch die beiden Kurven a' b' tn' n' dargestellt. Daß die Druckbeanspruchung der Wicklung in der Spannung gleich dem Druckwiderstand des Bleches in der Zusammendrückung ist, zeigt die Gleichheit der beiden schraffierten GrundflächenThe state of the pipe at rest is thus represented by the two curves a 'b' tn 'n' . The fact that the compressive stress on the winding in tension is equal to the pressure resistance of the sheet metal in compression shows the equality of the two hatched base areas

aa'b' b = bm' nc.aa'b 'b = bm' nc.

Wenn das Rohr unter Druck steht, geht das Blech von dem Druckzustand a' b' in den Zustand der Spannung a_x b_x über. Die Drähte der Wicklung nehmen alle die gleichförmige Spannung bt-ct an, eine Spannung, die vierbis fünfmal höher ist als diejenige aa_x des Bleches.When the pipe is under pressure, the sheet metal changes from the pressure state a 'b' to the state of tension a _x b _x . The wires of the winding all assume the uniform tension bt-ct , a tension that is four to five times higher than that aa _{x of} the sheet metal.

Der Widerstand der Wicklung wird durch das Rechteckbttc dargestellt, d.h. man erlangt so die höchste Beanspruchung, die der Spannung bt entspricht.The resistance of the winding is represented by the rectangle bttc , which means that the highest stress corresponding to the voltage bt is obtained.

Durch diese Anordnung erhält man also ein metallisches Gebilde von größtem Widerstand, ein Höchstmaß der Leistung.With this arrangement one obtains a metallic structure with the greatest resistance, maximum performance.

Es ist offenbar, daß die Spannung bt diejenige ist, die im voraus bestimmt war, und daß man es in der Hand hat, sie ,durch die Anfangs spannungen der Aufwicklung, die man angesichts der zu erlangenden Drucke veranschlagte, in beliebiger Weise zu erhöhen.It is evident that the tension bt is that which was determined in advance, and that it is within the power of the hand to increase it in any way by means of the initial tension of the winding, which one estimated in view of the pressures to be obtained.

Der Zustand des Rohres unter Druck wird durch die Flächeaa_xb_xttc dargestellt, und ■ diese Widerstandsfläche muß dem inneren Druck gleich sein.The condition of the pipe under pressure is represented by the area aa _x b _x ttc , and this resistance area must be equal to the internal pressure.

Wenn w der einheitliche Druck ist und ρ der Halbmesser, so hat manIf w is the uniform pressure and ρ is the radius, then one has

wp = aa_X' ab (Widerstand des Bleches) + bt · bc (Widerstand des Drahtes). wp = aa _X 'ab (resistance of the sheet) + bt · bc (resistance of the wire).

Man erkennt aus den Abb. 1 und 2 das aus dünnem Stahlblech gebogene und an den Längsrändern bdii I zusammengelötete Rohr T. Die beiden Endstücke bestehen in dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 aus Bordringen C von gleicher Dicke wie das Rohrblech und sind durch die Schweißnaht 2 mit dem Rohr verschweißt oder zusammengelötet. Die Flansche sind verstärkt durch eiserne RingscheibenP oder durch gebogene Winkeleisen D, die mit den Flanschen durch Bolzen verbunden sind.It is seen from Figs. 1 and 2 the bent from thin sheet steel and BDII at the longitudinal edges I soldered together tube T. The two end pieces are made in the embodiment of Fig. 1 and 2 of board rings C are of the same thickness as the tube sheet and are defined by the Weld seam 2 welded or soldered to the pipe. The flanges are reinforced by iron washers P or by bent angle irons D, which are connected to the flanges by bolts.

Die aus Stahldrahtlagen gebildeten Umwicklungen/⁷ sind in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. ^{The wraps / 7} formed from steel wire layers are shown in various embodiments.

Um die Stahldrahtbewehrung auszuführen, kann die in der Abb. 7 dargestellte Ein- 115. richtung, die als Pronyscher Zaum bekannt ist, verwendet werden. Der Stahldraht/⁷ wird von einer Trommel O₁ abgewickelt, die einer. Bremswirkung beliebiger Art unterworfen ist. Der Draht/⁷ ist mit einem Gewicht/? belastet, das mit einer Rolle S auf dem Draht ruht. Der Draht wickelt sich auf das sichTo implement the steel wire reinforcement, the device shown in Fig. 7, known as the Prony bridle, can be used. The steel wire / ⁷ is unwound from a drum O ₁ , the one. Braking effect of any kind is subjected. The wire / ⁷ is weighing /? loaded, which rests with a roller S on the wire. The wire winds on top of it

drehende Rohr T auf, und zwar unter der Wirkung der Spannung, die für jede Lage verändert werden kann, je nachdem das Gewicht/? verändert wird.rotating tube T under the action of tension, which can be changed for each position, depending on the weight /? is changed.

Wenn man Ringe aus Winkeleisen benutzt, so können auch diese mit einer Stahldrahtwicklung verstärkt werden. In der Abb. 6 ist diese Ausführungsform dargestellt. Auf den Eisen G ist die Bewicklung F² vorgesehen.If you use rings made of angle iron, these can also be reinforced with a steel wire winding. In Fig. 6 this embodiment is shown. The winding F ^{2 is} provided on the iron G.

ίο Die Rohre können auch durch Stahlstangen B (Abb. 4 und. 5), die um das Rohr gleichmäßig verteilt sind und die sich von einem Ende des Rohres zum anderen erstrecken, verstärkt werden. Um den Stangen unter sich einen Halt zu geben, füllt man die Zwischenräume mit Leisten M aus Holz, Metall o. dgl. aus. Die Befestigung der Stangen an den Eckstücken erfolgt durch Stahldrahtlagen F¹, die unter Spannung aufge-ίο The pipes can also be reinforced with steel bars B (Fig. 4 and. 5), which are evenly distributed around the pipe and which extend from one end of the pipe to the other. In order to give the rods a hold, the gaps are filled with strips M made of wood, metal or the like. The rods are attached to the corner pieces using steel wire layers F ¹ , which are tensioned

ao wickelt werden und die Stangen an den Enden vollständig umschließen.ao are wrapped and completely enclose the rods at the ends.

Auf dem so hergestellten Rohr kann eine Bekleidung// von etwa 1 bis 2 cm Dicke aus Zementboden oder irgendeinem anderen Stoff angebracht werden. Diese Bekleidung schützt das Metall gegen äußere Einwirkungen. On the pipe produced in this way, a covering // about 1 to 2 cm thick made of cement or any other material. This clothing protects the metal against external influences.

Claims

Patent claims:

1. Pipe for high-pressure lines made of thin sheet steel, which is connected to a several layers of pre-tensioned drantine defense is provided, characterized in that of the individual steel wire layers the 'first (inside) under the highest, the following each applied under lower tension, reducing the tension on each wire wound with tension the previous wire layer changed in such a way that in the final state at rest the last wire winding is under the highest, the first under the lowest tension, whereby the individual windings are all tensioned as uniformly as possible at the highest internal pressure in the pipe.

2. Arrangement for the execution of the wire armor according to claim 1, characterized characterized in that the tension of the wires for each layer by different weights, which on the to be wrapped Wire are attached, or is effected by an adjustable braking device.

1 sheet of drawings