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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroschmelzverbindung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Rohre
aus Kunststoffmaterial werden umfassend in der Industrie und im
Bau eingesetzt. Viele Anwendungen verwenden jetzt Rohre aus Kunststoffmaterialien,
wie beispielsweise Polyethylen und Polypropylen, eher als aus Metall.
Eine derartige Anwendung sind die Rohrleitungen, die bei Benzinanlagen
verwendet werden, wie beispielsweise Vorplätzen von Tankstellen.
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Bei
der Konstruktion von, beispielsweise, Tankstellenanlagen wird es
in zunehmendem Maß wichtig
betrachtet, jegliche Leckströme
von Benzin- oder Dieselkraftstoff aus unterirdischen Rohren, die einen
oder mehrere Speichertanks mit Ausgabepumpen in der Anlage verbinden,
in Schach zu halten und nachzuweisen. Dazu nutzen viele gegenwärtigen Konstruktionen
von Tankstellenvorplatzanlagen Sekundärumhüllung. Das umfasst das Aufnehmen
einer jeden Zuführrohrleitung
in einer entsprechenden Sekundärsicherheitshüllen-Rohrleitung,
die wahlfrei an ihren Enden zu den Kraftstoffzuführrohrleitungen abgedichtet
ist. Die Sekundärsicherheitshüllen-Rohrleitung
verhindert, dass Leckströme
aus der Kraftstoffzuführrohrleitung
in die Umgebung austreten, und sie kann ebenfalls ausgetretenes
Benzin zu einer Fernanzeigevorrichtung befördern.
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Während alle
möglichen
Bemühungen
unternommen werden, um Verbindungsstellen in einer unterirdischen
Zuführrohrleitung
zu vermeiden, außer Inneneinstiegskammern,
können
diese Verbindungsstellen manchmal nicht vermieden werden. Derartige Verbindungsstellen
werden konventionell bei Verwendung von speziellen Fittings hergestellt,
und die Verbindungen werden bei Verwendung einer Abdichtungsmasse
auf chemischer Basis oder durch Anwendung des Elektroschmelzschweißens hergestellt. Das
letztere Verfahren wird bei vielen Anwendungen bevorzugt.
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Bei
konventionellen Einzelsicherheitshüllen-Kunststoffrohrleitungssystemen
werden aufeinanderfolgende Längen
des Kunststoffrohres Ende an Ende bei Verwendung sogenannter Elektroschmelzverbindungen
oder Schweißmuffen
verbunden, die typischerweise kurz Kunststoffhülsen aufweisen, die an beiden
Enden Stutzen bereitstellen, die Innendurchmesser von einer Größe aufweisen,
um die Enden der jeweiligen Rohre als eine enge Passung aufzunehmen,
und die elektrische Wiederstandsheizwicklungen enthalten. Auf diese
Weise können zwei
angrenzende Rohrlängen
Ende an Ende dadurch verbunden werden, dass die angrenzenden Rohrenden
in ein derartiges Elektroschmelzverbindungsstück von entgegengesetzten Enden
eingesetzt werden, wonach elektrischer Strom durch die Heizwicklungen
geführt
wird, um die Innenflächen der
Elektroschmelzverbindung und die angrenzenden Außenflächen der eingesetzten Rohrenden
zu schmelzen, wodurch die Rohrenden mit der Elektroschmelzverbindung
verschweißt
werden, um eine fluiddichte Verbindungsstelle zu bilden.
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Bisher
wurden bei der Konstruktion von Sekundärsicherheitshüllen-Rohrleitungssystemen,
die Kunststoffrohre nutzen, die Rohrlängen, die das innere Kunststoffrohr
bilden, Ende an Ende mittels einer ersten Reihe von Elektroschmelzverbindungen
verbunden, während
die Rohrlängen,
die das Außenrohr bilden,
Ende an Ende mittels einer zweiten Reihe von Elektroschmelzverbindungen
verbunden wurden, die von jenen verschieden und separat sind, die
die Längen
des Innenrohres verbinden. Diese Verfahrensweise umfasst unvermeidlich
das Führen
des Außenrohres
und der Elektroschmelzverbindungen für die Außenrohre über die Innenrohre und/oder
die Längsverschiebung
der Außenrohre
und der dazugehörenden Elektroschmelzverbindungen
relativ zu den Innenrohren. Das schließt im Wesentlichen mehr Arbeit ein
als die Konstruktion eines vergleichbaren Einzelsicherheitshüllen-Rohrsystems
mittels gleicher Verfahrensweisen ein. Außerdem ist es die normale Praxis,
die primären
Rohrleitungen fertigzustellen und ihre Integrität vor dem Fertigstellen des
Sekundärsicherheitshüllensystems
zu testen. Das bedeutet unvermeidlich eine mehrfache Handhabung
bei den Verbindungen. Beispielsweise müssen Verbindungen für die Sekundärrohre in
Position geschoben werden, bevor sie dann beiseite bewegt werden,
wie es erforderlich ist. Alternativ müssen Abschnitte des Sekundärrohres
und der dazugehörenden
Verbindungen über
die Länge
des Primärrohres
geführt werden,
sobald es montiert, geschweißt
und getestet ist. Das ist beides zeitaufwendig und arbeitsintensiv.
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Die
Angelegenheiten werden weiter kompliziert, wenn eine Verbindungsstelle
im letzten zusammengesetzten Primär/Sekundärrohr gebildet wird. Bei dieser
Art von Rohr, von dem ein Beispiel im
GB 9824955.6 und PCT/GB98/03422 (Petro
Technik Ltd.) beschrieben wird, werden das Primär- und das Sekundärrohr als
eines gebildet. Konventionelle Schweißstutzen können überhaupt nicht verwendet werden,
um diese Art von Rohr zu schweißen,
weil ein unzureichender Zwischenraum zwischen dem Primär- und Sekundärrohr vorhanden
ist, um die unvermeidlichen Klemmenstifte am Schweißstutzen aufzunehmen,
die beim Primärrohr
verwendet werden. Außerdem
müssen
die Bogenstücke
oder T-Verbindungen für
diese Art von Rohr einen abweichenden größeren Durchmesser aufweisen
als das Rohr selbst. Das ist der Fall, weil die Verbindungen für die Primärrohr-an-Primärbogenstück-Verbindung
innerhalb der Sekundärrohr-an-Außenbogenstück-Verbindung
aufgenommen werden müssen.
Das erfordert einen breiten Bereich von herzustellenden Verbindungen,
wo die entgegengesetzten Durchmesser der zu verbindenden Posten
entsprechend der beabsichtigten Verwendung abweichen.
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Eine
Rohrverbindung wird im
JP
05 240394A (Mitsubishi Plastics Ind. Ltd.) beschrieben,
siehe Patent Abstracts of Japan, Band 017, Nr. 701 (m-1533), die
einen kugelförmigen
Stutzen und einen kugelförmigen
Kern umfasst. Das ermöglicht,
dass jegliche geringfügige
Fehlausrichtung der zu verbindenden Rohre aufgenommen wird, ohne
dass eine Belastung auf den Rohren oder der Verbindungsstelle erfolgt. Dieser
Fitting kann jedoch nur Rohre von einer vorgegebenen Größe verbinden
und bietet nicht die Anpassungsfähigkeit
der vorliegenden Erfindung.
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Dementsprechend
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eines oder mehrere der
vorangehend umrissenen Probleme zu überwinden oder zumindestens
zu lindern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird eine Elektroschmelzverbindung für das Miteinanderverbinden
von zwei oder mehr Rohrleitungsnetzbauteilen bereitgestellt, wobei
die Verbindung aufweist:
- (i) einen ersten Teil
mit einem ersten Innendurchmesser an einem ersten Ende, der ausgeführt ist, um
eine feste Gleitpassung mit einem ersten Rohrabschnitt zu bilden,
und einem zweiten Innendurchmesser an einem zweiten Ende, im Durchmesser
größer als
der erste und mit im Wesentlichen gleichmäßigem Querschnitt;
- (ii) einen zweiten Teil mit einem ersten Innendurchmesser an
einem ersten Ende, der ausgeführt
ist, um eine feste Gleitpassung mit einem zweiten Rohrabschnitt
zu bilden, und einem Außendurchmesser
an einem zweiten Ende, das ausgeführt ist, um eine feste Gleitpassung
mit dem zweiten Innendurchmesser des ersten Teils zu bilden, so
dass die zwei Teile zusammen eng anliegend mit einem sich überdeckenden
Bereich ineinandergesteckt werden können;
- (iii) elektrische Heizelemente und elektrische Klemmenverbindungen,
die in den zwei Teilen vorhanden sind, so dass der erste Teil unabhängig vom
zweiten Teil verwendet werden kann, um einen Rohrabschnitt mit einem
Rohr oder Rohrleitungsfitting zu verbinden, oder der erste und der zweite
Teil in Kombination verwendet werden können, um zwei benachbarte Rohrabschnitte
zu verbinden.
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Vorzugsweise
enthält
der erste Teil der Verbindung ein elektrisches Heizelement, das
an oder nahe der Fläche
des ersten Innendurchmessers und an oder nahe der Fläche des
zweiten Innendurchmessers angeordnet ist, wobei die Enden des elektrischen
Heizelementes mit elektrischen Verbindungsklemmen verbunden werden.
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Vorzugsweise
enthält
der zweite Teil der Verbindung ein elektrisches Heizelement, das
am oder nahe des ersten Innendurchmessers des zweiten Teils angeordnet
ist, wobei ein erstes Ende des Heizelementes mit einer elektrischen
Verbindungsklemme und das andere Ende des Heizelementes mit einer
Verbindungseinrichtung verbunden ist, die ausgeführt ist, um bei Benutzung eine
elektrische Verbindung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten
Teil zu bilden.
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Vorzugsweise
enthält
das elektrische Heizelement im ersten Teil eine Verbindungseinrichtung, die
ausgeführt
ist, um bei Benutzung eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten
Teil und dem zweiten Teil zu bilden.
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Vorzugsweise
ist der zweite Innendurchmesser des ersten Teils so ausgeführt, dass
er eine feste Gleitpassung über
einem Rohrverbinder, wie beispielsweise einem Bogenstück oder
einem T-Fitting, zeigt, und das elektrische Heizelement, das mit
dem sich überdeckenden
Bereich verbunden ist, an oder nahe der Fläche des zweiten Innendurchmessers des
ersten Teils angeordnet ist.
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Vorzugsweise
enthält
die Verbindung drei elektrische Klemmenstiftverbinder, zwei in Verbindung
mit dem elektrischen Heizelement im ersten Teil und der dritte mit
dem elektrischen Heizelement im zweiten Teil.
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Vorzugsweise
wird eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten
Teil hergestellt, wenn die zwei Teile vollständig miteinander ineinandergesteckt
sind.
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Vorzugsweise
ist ein Sperrmechanismus vorhanden, der ausgeführt ist, um die zwei Teile
miteinander in der ineinandergesteckten Konfiguration zu sperren.
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Vorzugsweise
stellt der Sperrmechanismus ebenfalls Mitteln bereit, um einen elektrischen
Kontakt zwischen den elektrischen Heizelementen in den zwei Teilen
der Verbindung herzustellen.
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Vorzugsweise
weist der Sperrmechanismus einen Zentrierstift an einem Teil der
Verbindung auf, der ausgeführt
ist, um mit einer schlüssellochförmigen Öffnung am
anderen Teil des Fittings in Eingriff zu kommen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird jetzt nur als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, die zeigen:
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1 eine
Draufsicht einer Verbindung für ein
Sekundärrohr,
wobei eine Primärrohrverbindung, die
innerhalb davon untergebracht ist, im Umriss gezeigt wird;
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2 eine
Stirnseitenansicht der Verbindung aus 1;
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3 eine
Schnittdarstellung der Sekundärverbindung
aus 1;
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4 eine
Schnittdarstellung eines ersten Teils der Verbindung aus 3,
die ein Sekundärrohr mit
einem sekundären
Bogenstück
oder T-Fitting verbindet;
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5 eine
zeichnerische Form der verschiedenen elektrischen Wicklungen innerhalb
der Verbindung;
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6 eine
Art des zusammengesetzten Primär/Sekundärrohres;
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7 und 8 Arten
von flachen Verbindungen, die verwendet werden können, um Primärrohre miteinander
im zusammengesetzten Primär/Sekundärrohrsystem
zu verbinden;
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9 und 10 eine
Draufsicht, eine Schnittdarstellung und zwei Stirnseitenansichten
jeweils des ersten und zweiten Fittingteils einer Verbindung entsprechend
einer weiteren Ausführung,
die die beim Beispiel bevorzugten Abmessungen in Millimeter veranschaulicht;
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11 und 12 die
Ausführung
aus 9 und 10 ohne
Abmessungen;
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13 eine
Verbindung entsprechend 9 bis 12 bei Benutzung, die ein Sekundärrohr um
ein verbundenes Primärrohr
verbindet;
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14 und 15 Ansichten,
die im Allgemeinen jenen in 9 und 10 entsprechen, von einem Fitting entsprechend
einer weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Die
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden jetzt nur als Beispiel beschrieben.
Sie sind gegenwärtig
die besten Möglichkeiten,
die dem Anmelder bekannt sind, um die Erfindung praktisch anzuwenden,
aber sie sind nicht die einzigen Möglichkeiten, mittels der diese
ausgeführt
werden kann.
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Mit
Bezugnahme auf 1 und 3 zeigen
diese eine Verbindung 10 für das Bilden einer Elektroschmelzschweißnaht zwischen
zwei benachbarten Abschnitten des Sekundärrohres 11, 12 oder zwischen
einem Abschnitt des Sekundärrohres
und einem Sekundärrohrfitting.
Die Verbindung wird in zwei Teilen 13, 14 hergestellt,
wobei die zwei Teile in einem mittleren Bereich 15 bei
dieser speziellen Ausführung
eng zusammenpassen.
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Eines
dieser neuartigen charakteristischen Merkmale dieser Art von Verbindung
ist die spezielle Anordnung von Elektroschmelzwicklungen, und dass Reihen
von Elektroschmelzheizelementen oder – wicklungen in jedem Teil
vorhanden sind. Eine erste Reihe von Wicklungen 16 ist
an der Innenfläche
des Teils 13 vorhanden. Dieser Teil weist einen ersten
Innendurchmesser 23 auf, der eine feste Gleitpassung über dem
Außendurchmesser
des Sekundärrohres 11 aufweist.
Der gleiche Teil 13 weist ebenfalls einen zweiten Innendurchmesser 25 auf,
der eine feste Gleitpassung über
dem Außendurchmesser
des Teils des zweiten Teils des Fittings 14 aufweist. Die
Wicklungen 16 sind in dem Abschnitt des Teils 13 angeordnet,
der konstruiert ist, um eine feste Gleitpassung über einem Sekundärrohr zu
zeigen. Ein Ende, ein erstes Ende, der Wicklungen 16 ist
mit dem elektrischen Klemmenstift A verbunden.
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Die
spezielle Anordnung der elektrischen Wicklungen wird zeichnerisch
detaillierter in 5 gezeigt. Die Wicklungen 16 in
Verbindung mit der Fläche 23 werden
an einem Ende mit dem Klemmenstift A, 26 verbunden. Das
andere Ende dieser Reihe von Wicklungen führt in ein Ende der Wicklungen 17, die
mit der Fläche 25 in
Verbindung stehen. Das andere Ende der Wicklungen 17 ist
am Klemmenstift B, 27 befestigt. Daher kann der Teil 13 als
eine selbständige
Verbindung verwendet werden, um eine Verbindungsstelle zwischen
einem Stück
des Sekundärrohres
und einem sekundären
Bogenstück,
T-Stück
oder anderem Rohrleitungsbauteil zu bilden. In dieser Form wird
der Strom zwischen den Klemmen A und B, 26 und 27,
bei Benutzung einer konventionellen Elektroschmelzschweißmaschine
geführt.
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Der
Teil 14, ein zweiter Teil des Fittings, weist einen ersten
Innendurchmesser 24 am oder nahe des ersten Endes des Fittings
auf. Dieser Innendurchmesser ist konstruiert und ausgeführt, um
eine feste Gleitpassung mit dem Außendurchmesser eines Abschnittes
des Sekundärrohres
zu bilden. Der Außendurchmesser
am oder nahe des anderen, zweiten, Endes des Teils 14 ist
ausgeführt,
um eine feste Gleitpassung mit dem zweiten Innendurchmesser beim
ersten Teil 13 zu bilden, so dass die zwei Teile zusammen
mit einem sich überdeckenden
Bereich ineinandergesteckt werden können.
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Wie
beim ersten Teil 13 enthält der Teil 14 elektrische
Wicklungen 18, damit er auf das Sekundärrohr 12 aufgeschmolzen
werden kann. Elektrische Wicklungen 18 sind auf der Innenfläche eines Innendurchmessers 24 angeordnet,
der eine feste Gleitpassung über
dem Außendurchmesser
des Sekundärrohres 12 ist.
Ein Ende der Wicklungen 18 ist mit dem Klemmenstift C, 28 verbunden.
Das andere Ende der Wicklungen 18 ist mit der Verbindungseinrichtung 29 verbunden.
Wenn ein elektrischer Strom durch die Wicklungen 16, 17 und 18 geführt wird,
bewirkt er, dass sich eine fluiddichte Verbindungsstelle zwischen
den Bereichen der Teile 13 und 14 und den Sekundärrohren 11 und 12 gleichzeitig
bildet. Der Ablauf und die Optionen für das Führen von Strom durch die verschiedenen
Wicklungen werden nachfolgend detailliert beschrieben.
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Ein
wichtiges charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist, dass der zweite Innendurchmesser 25 des ersten Teils
des Fittings 13 ebenfalls eine feste Gleitpassung auf einem
sekundären
Bogenstück
oder T-Fitting ist. Diese Anordnung wird zeichnerisch in 4 gezeigt
und nachfolgend detaillierter beschrieben. Wenn elektrischer Strom
durch die Wicklungen 16 und 17 bei dieser Konfiguration
geführt
wird, wird eine fluiddichte Schweißnaht zwischen dem Teil 33 und
einem Sekundärrohr 31 im
Bereich von 36 (durch die Wicklungen 16) und ebenfalls
zwischen dem Teil 33 und dem sekundären Bogenstück oder T-Fitting 32 im
Bereich 37 (durch die Wicklungen 17) gleichzeitig
gebildet.
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Außerdem zeigen
die Teile 13 und 14 einen festen Paarungssitz
miteinander, und die mittlere Reihe von Wicklungen 17 ermöglicht,
dass die zwei Teile 13 und 14 miteinander so verschmolzen
werden, dass die zwei Teile im mittleren Bereich 15 zu
einem werden.
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Es
ist jedoch eine weitere elektrische Verbindung in die Wicklungen 17 im
Teil 13 vorhanden. Das ist eine Verbindung 29,
die die Wicklungen 17 mit den Wicklungen 18 verbindet,
wenn der zweite Teil des Fittings 14 eingesetzt und im
ersten Teil 13 innen gesperrt wird. Diese sogenannte gesperrte
Konfiguration wird in 3 gezeigt. Während ein Ende der Wicklungen 18 mit
der Verbindung 29 verbunden wird, wird das andere Ende
mit dem Klemmenstift C, 28 verbunden. Bei dieser gesperrten
Konfiguration kann Strom zwischen dem Klemmenstift A und dem Klemmenstift
C geführt
werden, wobei keine elektrische Verbindung mit dem Klemmenstift
B hergestellt wird. Die Benutzung der Klemmenstifte A und C gleichzeitig
schweißt
die Fläche 23 auf
das Sekundärrohr 11,
der sich überdeckende
Bereich 15 wird zusammengeschweißt, und die Fläche 24 wird
auf das Sekundärrohr 12 geschweißt.
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Verfahren
zum Verlegen eines Heizdrahtes in eine Fläche sind bekannt, beispielsweise
von der Rutland Plastics (RTM) Ltd., und können bei dieser Technologie
ohne wesentliche Abwandlung zur Anwendung gebracht werden.
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Es
wird erkannt werden, dass diese Anordnung eine Anzahl von Vorteilen
aufweist. Zuerst können
während
der Montage die Verbindungshälften oder
-teile leicht auf die jeweiligen Enden der Sekundärrohre 11, 12 geführt werden.
Es besteht keine Notwendigkeit, den gesamten Verbinder über lange Rohrlängen zu
führen.
Zweitens, und was wichtiger ist, entspricht der Innendurchmesser
des mittleren Bereiches 15 am vorstehenden Ende 19 des
Teils 13 dem des Außendurchmessers
eines Bogenstückes oder
einer T-Verbindung.
Das wird deutlicher in 4 gezeigt. Daher kann eine Verbindung
oder ein Verbinder entweder als eine Ganze, um zwei Stücke des
Sekundärrohres
zu verbinden, oder teilweise verwendet werden, um ein Stück des Sekundärrohres
mit einem Bogenstück
oder T-Stück
zu verbinden, wie es in 4 gezeigt wird.
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Es
folgt, dass einer der Vorteile dieser Konstruktion der ist, dass
bei der ersten Option die zwei Teile in Verbindung eingesetzt werden
können,
um zwei Teile oder Rohre mit dem gleichen Außendurchmesser zu verschmelzen,
wenn die zwei Hälften
zusammen verwendet werden, oder bei der zweiten Option zwei Teile
von unterschiedlichem Außendurchmesser,
wenn nur eine Hälfte
der Verbindung verwendet wird.
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Die
zwei Hälften
oder Teile 13, 14 sind so konstruiert, dass sie
zusammenpassen und sich verriegeln. Die Sperranordnung ist so, dass
sie es unmöglich
macht, die zwei Hälften
miteinander zu verwenden, wenn sie nicht in der richtigen Ausrichtung sachgemäß verbunden
sind. Eine Anzahl von Sperranordnungen ist möglich. Beispielsweise könnten die jeweiligen
Teile Bauteile eines Bajonettfittings umfassen. Die Teile müssten zusammengedrückt und
gedreht werden, um zu bewirken, dass die Ausrichtungsmarkierungen 21, 21' zusammenpassen.
Ein Beispiel für
diese Art von Verbindung wird in 9 und 10 gezeigt, was nachfolgend detaillierter
beschrieben wird. Alternativ könnte
eine innere Feder- und
Nutanordnung oder ein bestimmter anderer „Sperr- und Schlüssel" mechanismus bereitgestellt werden.
Das würde
eine richtige elektrische Verbindung zwischen den Wicklungen auf
den zwei Teilen des Fittings sichern, indem gesichert wird, dass
die Verbindung 29 miteinander in Eingriff gebracht wird, um
einen guten elektrischen Kontakt zu sichern. Sperrmechanismen für eine Verwendung
bei dieser Art von Anordnung sind den Materialspezialisten per se
bekannt. Ebenfalls ist die Technologie zur Herstellung eines guten
elektrischen Kontaktes zwischen zwei in Eingriff kommenden Teilen
jenen Fachleuten bekannt. Es ist während des „Sperr" vorganges, dass der elektrische Kontakt
im Verbinder 29 erfolgt, um eine Kontinuität des Schweißelementes
durch die zwei Hälften
zu sichern, d.h., der Kontakt kann nur in einer Position, der einen
und nur der richtigen, erhalten werden.
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Das
Profil der Sperranordnung ist so, dass sich die zwei Hälften horizontal
oder vertikal während des
Schweißvorganges
nicht trennen können,
was anderenfalls zu außergewöhnlichen
Kräften
des schmelzenden und expandierenden Kunststoffes führen könnte.
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Bei
diesem Beispiel werden hinweisende/zusammentreffende Pfeile 21/21' als Ausrichtungsmarkierungen
auf der Oberseite der beiden Hälften
bereitgestellt, so dass es für
den Benutzer selbstverständlich
ist, dass die zwei Pfeile bei der Ausrichtung für eine richtige Verwendung
zueinander hin liegen müssen.
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Wie
es vorangehend erklärt
wird, veranschaulicht 4 schematisch eine Anordnung,
bei der eine neue Art von Rohrleitung, die aus einem Primärrohr und
einem es umgebenden fest sitzenden Sekundärrohr besteht, mit einer T-Stück- oder
einer Bogenstückverbindung
verbunden wird, während
ein intaktes Sekundärsicherheitshüllensystem
durchgängig über den
Bereich der Verbindungsstelle beibehalten wird.
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Leider
müssen
infolge von Bearbeitungseinschränkungen
Fittings, wie beispielsweise Bogenstücke und T-Stücke, so
gebildet werden, dass das äußere Bogenstück oder
T-Stück
einen größeren Außendruckmesser
aufweist als das Sekundärrohr.
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Bei
dieser Art von Anordnung wird der Schweißstutzen des Primärrohres
fast unvermeidlich dicker sein als die Dicke des Sekundärrohres,
und daher ist es erforderlich, über
den Stutzen zu gehen, der eine Verbindungsstelle zwischen den zwei
Primärrohren
bildet.
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Es
ist daher eine Forderung, dass man in der Lage ist, Rohre und Rohrleitungsbauteile
mit entweder gleichen oder verschiedenen Außendurchmessern zu schweißen. Das
war bisher mit dem gleichen Verbindungsfitting nicht möglich.
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Es
ist die normale Praxis, die Primärrohrleitung
fertigzustellen und ihre Integrität vor dem Schließen der
Sekundärsicherheitshülle zu testen.
Wenn die zwei Hälften 13, 14 zusammen
verwendet werden, ist es daher möglich,
jede Hälfte über das
jeweilige Sekundärrohr
zu schieben, zu verschließen
und das Verschweißen
der Primärrohre
miteinander zu beenden, bevor die zwei Hälften der Verbindung miteinander
verschlossen werden und das Sekundärsicherheitshüllensystem
fertiggestellt wird.
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Bei
den vorangehend beschriebenen Anordnungen wird ein Primärrohr
35 innerhalb
eines Sekundärrohres
31 eingehüllt.
4 veranschaulicht eine
Verbindung zwischen einem Primärrohr
und einem primären
T-Stück
oder Bogenstück
34 und
einem sekundären
T-Stück
oder Bogenstück
32.
Die zwei primären
Bauteile
34 und
35 werden bei Benutzung eines
flachen Schweißstutzens
mit entfernbaren Kontakten des Typs verbunden, der im
GB 0022542.5 (siehe nachfolgend)
beschrieben wird, dessen gesamter Text hierin mit Bezugnahme eingeschlossen
wird. Es ist beabsichtigt, dass dieser Text einen integrierten Bestandteil
dieser Offenbarung bilden sollte. Ein Teil eines Schweißstutzens
33 entsprechend
der vorliegenden Erfindung, der vorher über das Ende des Sekundärrohres
geschoben wurde, wird jetzt herüberbewegt,
um die Verbindung bei den primären
Bauteilen zu überdecken.
Dieser Halbschweißstutzen
wird benutzt, um das Sekundärrohr
31 mit
dem sekundären
Bogenstück
oder T-Stück
32 zu
verbinden. Das vervollständigt
die Integrität
des Sekundärsicherheitshüllensystems
in jenem Bereich.
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Neuartige
und kompakte Sekundärsicherheitshüllen-Rohrleitungssysteme
wurden im
GB 0118039.7 beschrieben,
dessen gesamter Text hierin unter Bezugnahme eingeschlossen wird.
Es ist beabsichtigt, dass diese frühere Beschreibung einen integrierten
Bestandteil der vorliegenden Offenbarung bildet.
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6 veranschaulicht
eine Schnittdarstellung eines derartigen Rohres 40, das
aus einer inneren Sperrschicht 41, einem inneren Zuführungsrohr 42 und
einem äußeren Sekundärrohr 43 besteht.
Die innere Sperrschicht 41, die wahlfrei ist, weist eine
zylindrische Außenhülle oder
Beschichtung aus Nylon oder einem Nylonderivat auf, die auf der
Innenfläche des
inneren Zuführungsrohres 42 getragen
wird. Das Zuführungsrohr
wird typischerweise aus Polyethylen mit einem Modul im Bereich von
100 bis 4000 MPa konstruiert. Alternative Konstruktionsmaterialien
werden nachfolgend diskutiert. Die Außenhülle oder Beschichtung 41 gleitet
den mittleren Durchgang des Rohres 40 aus, durch den Benzin/Diesel
transportiert werden soll. Die Schicht 41 wird aus Material
konstruiert, das im Wesentlichen für Benzin undurchlässig ist und
daher eine Sperre gegen die Diffusion von Benzin durch das innere
Zuführungsrohr
darstellt. Es ist vorteilhaft, dass eine innere Sperrschicht vorhanden ist,
weil ein Polyethylenrohr, obgleich es eine gewisse Beständigkeit
gegen die Diffusion von Benzin zeigt, eine gewisse Durchlässigkeit
diesbezüglich
zeigt.
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Das
innere Zuführungsrohr 42 ist
von konventioneller Konstruktion und hat die Form eines regelmäßigen dickwandigen
Rohres von im Wesentlichen gleichmäßigem Querschnitt.
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Bei
Rohren nach dem bisherigen Stand der Technik ist im Allgemeinen
ein diskreter Luftspalt zwischen der Außenfläche des primären inneren
Zuführungsrohres
und der Innenfläche
des äußeren Sekundärrohres
vorhanden. Wie aus 6 ersehen werden kann, ist bei
dieser Ausführung
kein bemerkenswerter Luftspalt vorhanden. Jeglicher Spalt, der in 6 gezeigt
wird, ist nur für
veranschaulichende Zwecke gedacht, um zu zeigen, dass die Rohre 42 und 43 separate
Einheiten und nicht miteinander verbunden sind. Das äußere Rohr
passt eher fest und enganliegend über die Außenseite des inneren Zuführungsrohres.
Bei diesem Beispiel werden die zwei Rohre aus einer Anzahl von Gründen nicht
miteinander zum Haften gebracht oder verschweißt. Erstens wäre das Rohr
viel steifer, wenn das innere Rohr und das Sekundärrohr miteinander
zum Haften gebracht würden.
Eine verbesserte Elastizität,
eher als eine Steifigkeit, ist ein bevorzugtes charakteristisches Merkmal,
weil das komplette Rohr um genau abgerundete Biegungen während der
Installation und der Auswechselung verlaufen muss.
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Zweitens
ist der fast nicht wahrnehmbare Spalt zwischen den zwei Schichten
fluiddurchlässig und
bildet einen Zwischenraum zwischen den zwei Rohren, um die Durchführung einer Überwachung und
Prüfung
zu gestatten. Dieser Zwischenraum ist unendlich dünn und schwierig
zu messen. Dennoch ist er fluiddurchlässig.
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Dieser
Zwischenraum wird durch eine oder mehrere Nuten 44, 45, 46, 47 oder
Kanäle
ergänzt, die
in der Innenfläche
des äußeren Sekundärrohres gebildet
werden. Diese Nuten oder Kanäle
verlaufen über
die Länge
des Rohres. Sie können
im Wesentlichen geradlinig sein, wobei sie der Längsachse des Rohres folgen,
oder sie können
spiralförmig,
schraubenförmig
oder anderweitig krummlinig sein.
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Die
Anzahl, Form und Konfiguration dieser Nuten ist innerhalb bestimmter
Grenzen veränderlich.
Eine Nut um den Umfang kann ausreichend sein, aber es ist mehr üblich, dass
drei oder vier Nuten gebildet werden, die um den Innenumfang des Sekundärrohres
herum gleich beabstandet sind. Eine Nut mit einem allmählich abgerundeten
Profil, wie in 6 gezeigt wird, wird bevorzugt,
da diese jegliche Schwäche
im Sekundärrohr
begrenzt, die sich aus dem Vorhandensein der Nuten ergibt.
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Es
wird erkannt werden, dass mit Ausnahme des genuteten Bereiches (der
genuteten Bereiche) die Innenfläche
des Sekundärrohres
im Wesentlichen genau der Kontur des inneren Zuführungsrohres folgt. Die zwei
Rohre sind daher wie eines, und als solche könnte diese Anordnung als eine
unitäre Konstruktion
betrachtet werden.
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In
dem Beispiel, wo ein Rohr mit einem Durchmesser von 110 mm für Verwendungen
bei Rohölprodukten
gedacht ist, ist dann die Dicke der Wand des Zuführungsrohres typischerweise
in der Größenordnung
von 7 mm. Davon kann die innere Nylonschicht von 0,01 mm bis 6,99
mm betragen. Umgekehrt könnte
die äußere Polyethylenschicht von
einer Dicke von 0,01 bis 6,99 mm sein.
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Ein
Rohr dieser Art kann verwendet werden, um eine breite Vielzahl von
Fluids zu befördern,
wobei der Begriff sowohl Gase, Flüssigkeiten als auch Dämpfe einschließt. Diese
Technologie ist bei Rohrleitungssystemen anwendbar, die für das Transportieren
einer breiten Vielzahl von Fluids geeignet sind. Beispielsweise
könnte
sie bei Hauptwasserleitungen oder anderen Wasserströmen, Gasen,
einschließlich Erdgas,
Lösungsmitteln,
einschließlich
Kohlenwasserstoffen und Rohölprodukten,
verwendet werden, das in diesem Zusammenhang eine sehr breite Bedeutung
hat. Es umfasst Benzin, Diesel, Heizöl, Treibstoff für Flugzeuge
und Flüssiggas.
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7 und
8 veranschaulichen
flache Verbinder des Typs, der in
4 als Bauteil
39 gezeigt
wird, und des Typs, der im
GB
0022542.5 beschrieben wird. Der gesamte Text des
GB 0022542.5 wird hierin unter
Bezugnahme eingeschlossen und ist als ein integrierter Bestandteil
dieser Offenbarung gedacht.
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Ein
Beispiel für
eine derartige Verbindung wird in 7 und 8 veranschaulicht. Bei diesem Beispiel
wird ein Schweißstutzen 90,
der ein Rohrelement 93 aufweist, aus Kunststoffmaterial
gebildet und enthält
an oder nahe der Innenfläche
zwei Reihen von elektrischen Wicklungen 94 und 95.
Die Anschlussklemmen oder Kontaktpuntke 96, 97 am Ende
dieser Wicklungen sind innerhalb des Körpers des Rohres eingesetzt
und vorzugsweise mit der Rohroberfläche an jener Stelle bündig. Diese
Kontaktpunkte sind so angeordnet, dass Klemmenstiftbaugruppen 100, 101 über den
Kontakten in einer vorübergehenden
Weise befestigt werden können.
Der vollständig
montierte Schweißstutzen
wird in 7 veranschaulicht. Wenn es
gewünscht
wird, können die
zwei Reihen von Wicklungen über
dem Schweißstutzen
so verbunden werden, dass nur zwei Klemmenstifte erforderlich sind,
einer auf jeder Seite des Stutzens.
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Die
Klemmenstiftbaugruppen weisen die Klemmenstifte 101, 102 auf,
die in normaler Weise durch Kunststoffabdeckungen geschützt werden. Jede
Baugruppe weist ebenfalls eine Basis 106, 107 auf,
die im Wesentlichen den Konturen der Außenfläche des Rohres folgt. Die Basis
wirkt als ein Befestigungspunkt, und eine Vielzahl von Befestigungsverfahren
wird in Betracht gezogen. So könnten
die Klemmenstiftbaugruppen an Ort und Stelle geschraubt oder geklebt
werden, oder sie können
eine Gleitpassung mit dem Ende des Schweißstutzenrohres aufweisen. Bei
einer bevorzugten Ausführung werden
die zwei Bauteile an strategischen Punkten bei Anwendung eines Punktschweißverfahrens
mit Ultraschall miteinander verschweißt. Diese Schweißnähte sind
stark genug, um die zwei Bauteile zusammen und die Klemmenstifte
in elektrischer Verbindung mit den Wicklungskontakten vor dem Schweißen zu halten,
aber schwach genug, so dass die Klemmenstiftbaugruppen oder Klemmeneinrichtungen
entfernt werden können,
nachdem die Schweißnaht
fertiggestellt und geprüft
ist. Das bevorzugte Verfahren zur Befestigung wird von den Materialspezialisten
bestimmt und teilweise von den verwendeten Materialien und der Anwendung
abhängig
sein. Als das charakteristische Merkmal der Erfindung werden die
separaten und entfernbaren Klemmenstiftbaugruppen betrachtet. In
der Praxis, wo das Ultraschallschweißen angewandt wird, können die
Klemmenstiftbaugruppen mit einem Hammerschlag abgeschlagen oder
mit einem Schraubendreher abgehebelt werden. Ein profilierter Eintrittspunkt
(nicht gezeigt) kann vorhanden sein, damit ein Schraubendreherblatt
zwischen die vorübergehende
Klemmeneinrichtung und den Körper
der Verbindung eingesetzt werden kann. Eine Hebelkraft am Schraubendreher bewirkt
die Trennung der zwei Bauteile. Das Ergebnis ist eine fertige Verbindung
mit keinerlei bedeutenden Vorsprüngen,
die sich von der äußeren zylindrischen
Fläche
der Verbindung auffallend erstrecken. Wieder einmal wird erkannt
werden, dass am Ende des vorangehend beschriebenen Schweißvorganges keine
Vorsprünge
vorhanden sind, die auffallend aus der im Allgemeinen rohrförmigen Fläche des Schweißstutzens
herausstehen.
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Die
Nuten 108 sind ein absichtliches charakteristisches Merkmal
und liefern Durchgänge
für sowohl
Gas/Dampf als auch Flüssigkeit,
damit sie über den
Schweißstutzen
gelangen, selbst wenn er innerhalb eines fest sitzenden Sekundärrohres
montiert ist. Das unterstützt
nicht nur die Montage, sondern sichert ebenfalls einen ungehinderten
Durchgang für jeglichen
Kraftstoff, der in den Zwischenraum zwischen dem Primär- und Sekundärrohr austreten könnte.
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Eine
größere Version
des vorangehenden Stutzens, der für eine Verwendung bei Sekundärrohren
geeignet ist, wird ebenfalls beschrieben.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführung
wird in 9, 10, 11 und 12 gezeigt.
Diese veranschaulichen einen zweiteiligen Fitting 200,
der in zwei Teilen 213 und 214 hergestellt wird.
Der Deutlichkeit halber werden die Wicklungen nicht gezeigt. Ein
gleiches Nummerierungssystem wie das, das in 1 bis 3 benutzt
wird, wurde in den 9 bis einschließlich 12 verwendet. Aus der vorangehenden Beschreibung
wird erkannt, dass ein Teil der Verbindung zwei Reihen von elektrischen
Heizelementen enthalten muss. In der Theorie ist es gleich, welcher Teil
das ist. Obgleich in 3 die mittlere Reihe von Wicklungen 17 auf
der Innenfläche
des Teils 13 gezeigt wird, könnten sie somit gleichermaßen gut
auf der Außenfläche des
Teils 14 im mittleren Bereich 15 positioniert
sein.
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In
dem Beispiel, das in 9 bis einschließlich 12 gezeigt wird, besteht der Sperrmechanismus aus
einem Ansatz 250, der in die Öffnung mit größerem Durchmesser
im Teil 214 hinein vorsteht. Dieser Ansatz kommt in einer
entsprechenden L-förmigen Nut
im Teil 213 in Eingriff. Sobald der Ansatz vollständig in
die Öffnung
des „L" eingesetzt ist,
können
die zwei Teile eines mit Bezugnahme zum anderen so gedreht werden,
dass die zwei Teile nicht getrennt werden können, indem sie entlang der
Längsachse der
Verbindung auseinandergezogen werden. Sobald sie auf diese Weise
ausgerichtet sind, bilden die inneren Kontakte die Verbindung 229, 229' zwischen den
jeweiligen Heizelementen.
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Die
allgemeine Form der Bauteile 213 und 214 gleicht
der, die beim Fitting in 1 bis 3 beschrieben
wird. Das Bauteil 213 zeigt die Form einer Hülse, die
ein erstes Ende 253 aufweist, dessen Innendurchmesser groß genug
ist, damit es über
die Verbindung gelangt, die benutzt wird, um die Abschnitte eines
Primärrohres
mit einander oder mit einem Bogenstück oder einem T-Stück zu verbinden. Der
Außendurchmesser 255 dieses
ersten Endes ist so ausgeführt
und konstruiert, dass eine feste Gleitpassung mit dem Innendurchmesser
eines ersten Endes des Bauteils 214 bewirkt wird.
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Das
zweite Ende des Bauteils 213 weist eine Innendurchmesserfläche 263 auf,
die so ausgeführt und
konstruiert ist, dass sie eine feste Gleitpassung mit dem Außendurchmesser
eines zu verbindenden Rohres bildet. Diese Innendurchmesserfläche 263 trägt ebenfalls
elektrische Wicklungen in ihrer Oberfläche (nicht gezeigt), von denen
ein Ende mit dem Klemmenstift 228 und das andere Ende davon
mit der Verbindung 229 verbunden ist.
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Das
erste Ende des Bauteils 213 enthält eine L-förmige Nut 251, die
in die Innenfläche
des Durchmessers 253 geschnitten ist.
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Das
Bauteil 214 zeigt die Form einer Hülse mit einem ersten Ende mit
einem Innendurchmesser 223, der so ausgeführt und
konstruiert ist, dass er eine feste Gleitpassung über dem
Außendurchmesser
eines Sekundärrohres
bildet. Zwei Klemmenstifte 226, 227 sind in diesem
ersten Ende vorhanden.
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Ein
zweites Ende des Bauteils 214 weist einen Innendurchmesser
auf, der so konstruiert und ausgeführt ist, dass eine feste Gleitpassung über dem
Außendurchmesser
des ersten Endes des Bauteils 213 und eine feste Gleitpassung über dem
Außendurchmesser
eines Bogenstückes
oder T-Stücke gebildet
wird. Die Innenfläche
dieses zweiten Endes trägt
ebenfalls einen Ansatz 250, der so ausgeführt ist,
dass er in der vorangehend beschriebenen L-förmigen Nut 251 in
Eingriff kommt.
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13 veranschaulicht
eine Rohr-an-Rohr-Verbindung, die bei Benutzung eines Fittings entsprechend
der vorliegenden Erfindung gebildet wird. Primärrohre 234 und 235 werden
Ende an Ende stumpf aneinandergefügt und bei Verwendung des Elektroschmelzfittings 239 verbunden.
Die Integrität
dieser Schweißnaht
kann dann geprüft
werden.
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Bevor
die Verbindungsstelle im Primärrohr hergestellt
wird, werden die Fittingbauteile 213 und 214 über die
jeweiligen Enden der Sekundärrohre 231 und 232 geschoben.
Die Bauteile 213 und 214 werden aus dem Weg zurückgeschoben,
so dass die Verbindungsstelle mit dem Primärrohr ungehindert gebildet
werden kann. Sobald die Verbindungsstelle im Primärrohr hergestellt
und geprüft
wurde, werden die Fittingbauteile 213 und 214 zusammen über den Verbindungsstellenbereich
des Primärrohres
gezogen und in Eingriff verriegelt. Elektrischer Strom wird danach
durch die Wicklungen 216, 217 und 218 geführt, um
die Fittingbauteile miteinander und mit beiden Teilen des Sekundärsicherheitshüllenrohres
zu verschmelzen. Die Verbindungsstelle kann dann einer Druckprüfung unterworfen
werden.
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14 und 15 veranschaulichen
eine geteilte Verbindung entsprechend einer weiteren Ausführung der
vorliegenden Erfindung, die einen weiteren Typ von Sperrmechanismus
enthält,
der so konstruiert ist, dass die zwei Bauteile miteinander verriegelt werden.
Die allgemeine Konstruktion der zwei Bauteile 313 und 314 ist
so, wie es vorangehend beschrieben wird.
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Bei
dieser Ausführung
enthält
der periphere Absatz 360 im Bauteil 313, der einen
Paarungssitz mit der Enddurchmesserfläche 359 des Bauteils 314 bildet,
zwei Stifte 249 und 250. Einer dieser Stifte wird
detaillierter in 15E gezeigt. Die Stifte sind fest
in der Absatzfläche
eingebettet, so dass sie bei normaler Verwendung nicht locker werden
können. Jeder
Stift ist im Wesentlichen identisch und weist einen Zentrieransatz
mit im Wesentlichen kreisförmigem
Querschnitt mit einem abgefasten Ende auf, der im Wesentlichen unter
rechten Winkeln zum Absatz vorsteht. Das Ende eines jeden Zentrieransatzes, das
im Absatz eingebettet ist, ist ebenfalls mit den Wicklungen 318 (nicht
gezeigt) verbunden.
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14, und insbesondere 14E, zeigt das andere Bauteil des Sperrmechanismus.
Schlüssellochförmige Öffnungen 351A und 351B werden
in den Absatz 359 am äußeren Enddurchmesser
am Fittingteil 314 eingebracht. Ein Stift 249, 250 kann durch
den im Wesentlichen kreisförmigen
Abschnitt des Schlüsselloches
hindurchgehen, und eine Drehung der Bauteile 313 und 314 mit
Bezugnahme zueinander zwingt die Stifte in den schmalen Abschnitt ihres
jeweiligen Schlüsselloches.
Dieser schmalere Abschnitt ist so konstruiert, dass er im Querschnitt
etwas kleiner ist als der Stift, so dass das Metall des Schlüsselloches
in das Metall des Stiftes schneidet. Das hat den doppelten Zweck
des Sicherns einer guten elektrischen Verbindung und des Verhinderns, dass
sich die zwei Bauteile während
des Schweißvorganges
trennen. Indem dafür
gesorgt wird, dass beide Stifte und beide Schlüssellöcher mit ihren jeweiligen Wicklungen
verbunden werden, berücksichtigt
das den unwahrscheinlichen Fall eines teilweisen Versagens bei einer
der Verbindungen.
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Verbindungen
entsprechend der vorliegenden Erfindung können aus irgendeinem geeigneten Kunststoffmaterial
konstruiert werden, wie es von den Materialspezialisten festgelegt
wird. Typischerweise werden sie aus einer Gruppe gebildet, die besteht
aus:
Polyethylen
Polypropylen
Polyvinylchlorid
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Diese
Gruppe kann jedoch ebenfalls andere Kunststoffe einschließen, wie
beispielsweise:
Nylon 612
Polyamide
Polyamide 6,
11 oder 12
Polyethylenterephthalat
Polyvinylidenchlorid
oder -fluorid
Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere
oder Mischungen
irgendwelcher der obigen.
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Aus
der vorangehenden Beschreibung wird erkannt werden, dass die vorliegende
Erfindung eine Elektroschmelzverbindung liefert, die in zwei Teilen gebildet
wird, wobei beide Teile zumindestens ein Elektroschmelzheizelement
und zumindestens eine elektrische Anschlussklemme enthalten, wobei
ein erster Teil für
eine unabhängige
Verwendung ausgeführt
ist, um ein Rohr mit einem Rohrfitting zu verbinden, und wobei der
erste und zweite Teil so ausgeführt
sind, dass sie miteinander in einer ineinandergesteckten Konfiguration
für eine
Verwendung in Kombination in Eingriff kommen, um zwei Abschnitte des
Rohres zu verbinden, und um sich gleichzeitig selbst miteinander
zu verbinden.
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Das
Elektroschmelzheizelement im ersten Teil ist an entgegengesetzten
Enden mit zwei Klemmenverbindungsstiften verbunden, wodurch Strom durch
die Elektroschmelzwicklungen hindurchgehen kann, ohne dass die Notwendigkeit
besteht, den zweiten Teil einzuschließen. Der erste Teil enthält ebenfalls
eine Verbindungseinrichtung, die ausgeführt ist, um bei Benutzung eine
elektrische Verbindung zwischen dem Elektroschmelzheizelement im ersten
Teil und dem Elektroschmelzheizelement im zweiten Teil mittels einer
entsprechenden Verbindungseinrichtung im zweiten Teil bereitzustellen.
Sobald auf diese Weise eine Verbindung hergestellt wurde, kann elektrischer
Strom durch beide Reihen von elektrischen Wicklungen gleichzeitig
fließen,
wodurch bewirkt wird, dass der erste und der zweite Teil miteinander
verschmelzen und der erste Teil und der zweite Teil mit benachbarten
Abschnitten des Rohres verschmelzen.
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Das
Bauteil 14 könnte
abgewandelt werden, um die Verbindungseinrichtung 229/229' durch einen zweiten
Klemmenstift D, nicht gezeigt, in jenem Bauteil zu ersetzen. Bei
dieser Abwandlung können
sowohl das Bauteil 13 als auch das Bauteil 14 und
ihre Äquivalente
bei anderen Ausführungen
getrennt oder in Kombination verwendet werden, um Rohrleitungsbauteile
zu verbinden.
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Verbindungen
entsprechend der vorliegenden Erfindung können bei einer Vielzahl von
Rohren und Rohrfittings von variierenden Größen, Formen und Querschnitten
verwendet werden. Sie können ebenfalls
bei sowohl Primär-
als auch Sekundärrohren
verwendet werden.