DE8432062U1

DE8432062U1 - Steckverbindung für Leitungsrohre zum Transport von tiefgekühlten Medien

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Publication number: DE8432062U1
Application number: DE19848432062
Authority: DE
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1985-03-07
Also published as: JPS61165089A; GB2166514A; FR2574524A1; GB8526821D0

Description

kabelmetal electro
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

84-5D/F

17. Dezember 1984

Steckverbindung für Leitungsrohre zum Transport von tiefgekühlten Medien

Die Neuerung betrifft eine Steckverbindung für Leitungsrohre zum Transport von tiefgekühlten Medien bzw. eine Anschlußverbindung für Armaturen, Abschlußstücke etc. an solche Leitungsrohre, bei der die zu verbindenden Teile nach Art einer male-female-Verbindung ineinandergesteckt sind.

Aus der DF-OS 31 42 702 ist eine Steckverbindung für die Innenriwire einer vakuumisolierten Rohrleitung bekannt, bei der die Innenrohre nach Art einer male-female-Verbindung zusammengesteckt sind. Bei dieser Art der Verbindung kann an der stirnseitigen Verbindung der Rohre Flüssigkeit austreten und in den Ringspalt zwischen den Rohren der Steckverbindung eintreten und dort verdampfen. Da dieser Ringspalt an seinem

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anderen Ende abgedichtet ist, baut sich ein Druckpolster auf, welches einen weiteren Austritt von Flüssigkeit aus dem Innenrohr verhindert. Dieses Druckpolster baut sich aber nur bei einer vertikalen Anordnung des Leitungsrohres auf und dann auch nur dann, wenn das male-Ende von oben in das female-Fnde eingeführt ist.

Aus der DE-OS 33 10 034 ist das Problem der Abdichtung dadurch gelöst, daß die Enden der Innenrohre durch eine Muffe aus einem thermoplastischen Kunststoff überdeckt sind, die sich beim Transport eines tiefkalten Mediums wesentlich stärker zusammenzieht als die Metal 1- rohrenden und sich somit nachhaltig fest auf die Innenrohrenden auflegt. Durch das Aufschrumpfen auf die Innenrohrenden entsteht somit eine flüssigkeitsdichte Abdichtung. Diese Steckverbindung hat jedoch den Nachteil, daß sie dort nicht eingesetzt werden kann, wo radioaktive Strahlung auftritt, da sich Kunststoffe durch radioaktive Strahlung zersetzen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verbindung besteht darin, daß die Kunststoffbuchse beim Abkühlen stark verspröden und damit mechanisch empfindlich werden kann.

Der Neuerung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte malefemale-Verbindung dahingehend zu verbessern, daß diese auch bei Gegenwart von radioaktiver Strahlung eingesetzt werden kann. Darüber hinaus soll die mechanische Festigkeit erhöht werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Steckverbindung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß das innere Steckteil aus einem Metall mit einem geringen Ausdehnungskoeffizienten und das äußere Steckteil aus einem Metall mit normalem Ausdehnungskoeffizienten besteht. Bei der neuerungsgemäßen Anordnung sind also die Enden der Innenrohre ineinandergesteckt und schrumpfen beim Transport eines tiefkalten Mediums aufeinander. Mit besonderem Vorteil besteht das innere Steckteil aus einem Stahl mit mehr als 30 % Nickel. Dieser Werkstoff zeichnet sich dadurch aus, daß er im Bereich von Raumtemperatur bis 5 Kelvin ein Schrumpfmaß von weniger als 0,5 Promille aufweist. Darüber hinaus läßt sich dieser Werkstoff sehr

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gut spanend bearbeiten. Das äußere Steckteil besteht zweckmäßigerweise aus Messing, Kupfer, Edelstahl oder ähnlichen Werkstoffen. Das Schrumpfmaß dieser Werkstoffe beträgt in dem o. g. Temperaturbereich in etwa 3,5 bis 4 Promille. Bei der Auswahl des Werkstoffs für das äußereund innere 5 Steckteil sollte man berücksichtigen, daß dieser sich gut spanend bearbeiten läßt und gut mit Edelstahl verlöt- oder verschweißbar ist. Beide Steckteile sind zweckmäßigerweise rohrartig ausgebildet und ineinandergesteckt. Sie sind an die Enden der Innenrohre der Rohrleitung angeschweißt oder angelötet. Umzu gewährleisten, daß sich eine gut 10 abdichtende Schrumpfverbindung ergibt, sollte sichergestellt werden, daß die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des äußeren und dem Außendurchmesser des inneren Steckteils bei Raumtemperatur weniger als 0,5 % beträgt. Die miteinander in Berührung stehenden Flächen der Steckteile sind vorteilhafterweise poliert. Mit Flächen sind hier insbesondere die 15 innere Oberfläche des äußeren Steckteils und die äußere Oberfläche des inneren Steckteils gemeint.

Die Neuerung ist anhand des in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die zwei miteinander zu verbindenden Leitungsrohre la und Ib bestehen aus einem gewellten Innenrohr 2a und 2b, einem Außenwellrohr 3a und 3b sowie einem Polyäthylen-Außenmantel 4a und 4b. Der Ringraum zwischen den Rohren 2a, 2b, 3a und 3b ist vakuumisoliert. Derartige Leitungen werden bevorzugt zum Transport von tiefgekühlten Medien, wie flüssigem Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Helium etc. verwendet. Gegebenenfalls kann das Außenrohr 3a bzw. 3b noch von weiteren Wellrohren, die gegeneinander isoliert sind, umgeben sein. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen solchen Leitungsrohrenden wird zunächst das Außenrohr 3a bzw. 3b über eine bestimmte Länge abgesetzt und auf das innere Wellrohr 2a eine Büchse 5 aufgeschraubt und das Wellrohrende stirnseitig mit der Büchse 5 verschweißt. Auf das Außenrohr 3a wird eine Schraubbüchse 6 aufgeschraubt und in der gleichen Weise mit dem Wellrohr 3a verschweißt. Am äußeren Umfang der Schraubbüchse 6 ist ein Rohrstück 7 angeschweißt,

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welches gemeinsam mit einem weiteren Röhrstück 8, welches am äußeren Umfang der Büchse 5 angeschweißt ist, einen Ringraum 9 bildet. Dieser Ringraum 9 ist durch einen Ring 10, der sowohl mit dem Rohrstück 7 als auch mit dem Rohrstück 8 verschweißt ist, abgeschlossen. Der Ringraum 9 ist, wie ersichtlich, mit dem zwischen den Rohren 2a und 3a befindlichen Ringraum verbunden, d. h. der Ringraum 9 ist ebenfalls evakuiert. An den Ring 10 ist ein Flansch 11 angeschweißt.

An das Ende des Innenrohres 2b ist in nicht näher beschriebener Weise ein Glattrohrstück 12 angeschweißt, an dessen freies Ende eine Büchse 13 ebenfalls angeschweißt ist. Auf das Außenrohr 3b ist eine Büchse 14 aufgeschraubt und mit dem Ende des Rohres 3b verschweißt. Auf den äußeren Umfang der Büchse 14 1st ein Rohrstück 15 aufgeschweißt, an dessen freies Ende ein Flansch 16 über ein Zwischenteil 17 angeschweißt ist. Ein Rohr 18 ist mit dem Innenraum des Zwischenteils 17 und dem äußeren Umfang der Büchse 13 verschweißt. Der zwischen dem Glattrohrstück 12 und dem Rohr 18 befindliche Ringraum ist direkt mit dem Ringraum zwischen den Rohren 2b und 3b verbunden, d. h. ebenfalls evakuiert.

Zwecks Herstellung einer Verbindung wird nun das Ende des Leitungsrohres Ib in das Ende des Leitungsrohres la wie in der Fig. 1 dar gestellt eingeführt. Wesentlich ist dabei, daß der äußere Durchmesser des Rohres 18 nur soviel geringer ist als der Innendurchmesser des Rohrstücks 8, daß beide Teile leicht ineinandergeschoben werden tonnen. Die Büchsen 5 und 13 weisen je ein zylindrisches Teil 5a und 13a auf, die konzentrisch ineinandergeführt sind. Die innere Oberfläche des zylindrischen Teils 5a ist ebenso wie die äußere Oberfläche des zylindrischen Teils 13a poliert. Die Büchse 13, mindestens jedoch das zylindrische Teil 13a, besteht gemäß der Lehre der Neuerung aus einem Werkstoff, der unter dem Handelsnamen INVAR bekanntgeworden ist und ein Stahl mit mindestens 30 % Nickel ist. Dieser Werkstoff hat die Eigenschaft, daß er einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Die Büchse 5 und ihr zylindrisches Teil 5a bestehen zweck-

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• · ·#■ Λ ·

mäßigerweise aus einem gut zerspanbaren Messing. Der innere Durchmesser des zylindrischen Teils 5a und der äußere Durchmesser des zylindrischen Teils 13a sind bei Raumtemperatur so aufeinander abgestimmt, daß sie gut ineinander schiebbar sind. Zweckmäßigerweise sollte die Durchmesserdifferenz weniger als 0,5 % betragen. Strömt nun durch das Innenrohr la bzw. Ib ein tiefkaltes Medium, so kühlen sich alsbald die Buchsen 5 und 13 auf die Temperatur des tief kai ten Mediums ab, wobei, wie oben erwähnt, die Büchse 5 und damit das zylindrische Teil 5a wesentlich stärker kontrahieren als die Büchse 13 und das zylindrische Teil 13a. Es bildet sich somit ein Schrumpfsitz, der den Durchtritt von flüssigem oder dampfförmigem Medium nahezu ausschließt.

Durch die Neuerung ist also mit einfachsten Mitteln eine Anordnung zum Verbinden von sogenannten Kryoleitungen geschaffen, die auch in Gegenwart von radioaktiver Strahlung dauerhaft dicht ist.

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Claims

kabelmetal electro
Gesellschaft mit beschränkter Haftung

84-50/F

17. Dezember 1984

Schutzansprüche

IV Steckverbindung für Leitungsrohre zum Transport von tiefgekühlten Medien>bzw. zum Anschlußverbindung für Armaturen, Abschlußstücke etc. an solche Leitungsrohre, bei der die zu verbindenden Teile nach Art einer male-female-Verbindung ineinandergesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Steckteil (13, 13a) aus einem Metall mit einem geringen Ausdehnungskoeffizienten und das äußere Steckteil (5, 5a) aus einem Metall mit normalen Ausdehnungskoeffizienten besteht.

2. Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Steckteil (13, 13a) aus einem Stahl mit mehr als 30 % Nickel besteht.

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3. Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Steckteil (5, 5a) aus Messing, Kupfer, Edelstahl oder ähnlichen Werkstoffen besteht.

I 4. Steckverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

I 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Steckteile (5, 5a, 13, 13a) rohrartig

$ ausgebildet sind.

% 5. Steckverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,

I dadurch gekennzeichnet, daß die Steckteile (5, 5a, '.3, 13a) an die

I Enden der Rohre (2a, 12) angeschweißt oder angelötet sincr.

I 10 6. Steckverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

I dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Innendurch-

4 messer des äußeren (5a) und dem Außendurchmesser des inneren Steck-

I teils (13a) bei Raumtemperatur weniger als 0,5 % beträgt.

if 7. Steckverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

| 15 dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Berührung stehenden

I Flächen der Steckteile (5a, 13a) poliert sind.

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