DE912644C

DE912644C - Elastic pipe connection

Info

Publication number: DE912644C
Application number: DE1952P0008439
Authority: DE
Inventors: Henry George Yates
Original assignee: Parsons and Marine Engineering Turbine Research and Development Association
Current assignee: Parsons and Marine Engineering Turbine Research and Development Association
Priority date: 1951-10-03
Filing date: 1952-09-30
Publication date: 1954-05-31
Also published as: GB729741A

Description

Elastische Rohrverbindung Die Erfindung bezieht sich auf elastische Rohrverbindungen.Elastic pipe connection The invention relates to elastic Pipe connections.

Zur Aufnahme der Wärmedehnung in einer Rohrleitung werden im allgemeinen elastische Verbindungen in Form von Well- oder Faltenrohren mit Wellun.gen, welche die; Zunahme bzw. Abnahme der axialen Länge des Well- bzw. Faltenrohres zulassen, um sich den Veränderungen der Länge der Rohrleitung anzupassen, verwendet.To absorb the thermal expansion in a pipeline, in general elastic connections in the form of corrugated or folded pipes with corrugations, which the; Allow an increase or decrease in the axial length of the corrugated or folded tube, to adapt to changes in the length of the pipeline.

Bei niedrigen Innendrücken. können derartige Well- bzw. Faltenrohre genügend stark ausgeführt werden, um den durch Flüssigkeitsdruck auf die-Innenfläche des Rohres ausgeübten hydraulischen Schub aufzunehmen, und dabei doch genügend elastisch bleiben, um wechselnde Dehnungen auszugleichen. Bei höheren Drücken wird es notwendig; die beiden aneinander anschließenden, Rohrlängen zu verankern, damit die hydraulische Belastung nicht auf das Well- bzw. Faltenrohr übertragen wird.At low internal pressures. can such corrugated or folded pipes sufficiently strong to withstand the pressure exerted by the fluid on the inner surface the hydraulic thrust exerted by the pipe, and yet sufficiently elastic stay to compensate for changing stretches. At higher pressures it becomes necessary; to anchor the two adjoining pipe lengths so that the hydraulic Load is not transferred to the corrugated or folded tube.

Bei noch höheren Drücken wird es schwierig, die Well- bzw. Faltenrohre genügend stark zu machen, um dem auf sie ausgeübten hydraulischen. Druck zu widerstehen, ohne gleichzeitig ihre Steifigkeit ungebührlich zu erhöhen und übermäßige Beanspruchungen, wie sie, sich bei wechselndem Rohrlängen aus dem axialen Zusammendrücken und Dehnen ergeben, in das Well- bzw. Faltenrohr hineinzubringen. , Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung verbesserter Arten von elastischen Rohrverbindungen, die hohe Temperaturen aushalten können und die insbesondere, wenn. auch nicht ausschließlich, für unter hohem hydraulischem Druck stehende Rohre verwendbar sind.At even higher pressures it becomes difficult to remove the corrugated or corrugated pipes strong enough to counteract the hydraulic pressure exerted on them. To withstand pressure without at the same time unduly increasing their rigidity and excessive stresses, like them, with changing pipe lengths from the axial compression and expansion result to bring into the corrugated or folded tube. , The aim of the invention is creating improved types of elastic pipe joints that are high Can withstand temperatures and the especially if. neither can only be used for pipes under high hydraulic pressure.

Die Erfindung betrifft elastische Rohrverbini dungen, wie sie mit Bezug auf die Zeichnungen nachstehend beschrieben sind. In den schematischen Zeichnungen ist Fig. i ein Längsschnitt einer Rohrverbindung einfachster Form gemäß der Erfindung; Fig. ä ist eine ähnliche Ansicht einer abgeänderten Konstruktion; Fig. 3 ,i.st eine ähnliche Ansicht einer abgeänderten Konstruktion zur Herstellung einer T-Verbindung; Fig. d, 5, 6, 7 und 9 sind Schnitte von Einzelteilen, während Fig. 8 ein Aufriß eines Einzelteils nach Fig. 7 ist.The invention relates to elastic Rohrverbini connections, as with Referring to the drawings, are described below. In the schematic drawings Fig. i is a longitudinal section of a pipe connection of the simplest form according to the invention; Fig. 7 is a similar view of a modified construction; Fig. 3, i.st a similar view of a modified construction for making a T-joint; Figures d, 5, 6, 7 and 9 are sections of individual parts, while Figure 8 is an elevation of an item according to FIG. 7.

Bei der Umsetzung der Erfindung in die Praxis . gemäß der einen zweckmäßigen Form, wie sie als Beispiel in Fig. z bei ihrer Anwendung auf zwei benachbarte Rohrlängen einer Rohrleitung angewandt ist, befinden sich äußere ringförmige Nuten a und b nahe! de entsprechenden. Enden deir beiden benachbarten Rohre c und d und ähnliche, jedoch Innennuten f und g nahe: den Enden, eines einhüllenden Rohrstücks e, welches so angeordnet ist, daß es den Zwischenraum zwischen den Rohrenden überbrückt. Zwischen den Nuten. a und f sowie zwischen den Nuten b und g sind ringförmige Platten h vorgesehen.In putting the invention into practice. according to a convenient form as it is as an example in Fig. z in its application to two adjacent lengths of pipe of a pipeline used, there are outer annular grooves a and b near! de corresponding. Ends of the two adjacent pipes c and d and similar, but inner grooves f and g close: the ends of an enveloping pipe section e, which is arranged so that it bridges the space between the pipe ends. Between the grooves. a and f and between the grooves b and g, annular plates h are provided.

Die ringförmigen Dichtungsplatten sitzen lose in den Nuten und werden gegen die eine Seite jeder '\Tut durch hydraulischen Druck, welcher entweder innerhalb oder außerhalb des Rohres herrschen kann, gepreßt. Der von den Dichtungsplatten und den Nutenflächen, an welchen die ersteren. anliegen., aufzunehmende hydraulische Schub ist lediglich derjenige, welcher sich aus dem Druck und der Fläche der Platten selbst ergibt; er kann so. eingestellt werden, da,ß er erheblich niedriger ist als der hydraulische Schub in, der gesamten Querschn:ittsfläehe der Rohre. Dieser letztere Schub kann in der üblichen Weise aufgenommen werden. indem man jede Rohrlänge an einem Festpunkt vqrankert, während die elastische Verbindung die Veränderungen der Länge der beiden Rohre ausgleicht.The annular sealing plates are loose in the grooves and against the one side Eder j '\ Tut by hydraulic pressure can prevail which is either inside or outside the tube, is pressed. That of the sealing plates and the groove surfaces on which the former. apply. The hydraulic thrust to be absorbed is only that which results from the pressure and the area of the plates themselves; he can do so. be set because it is considerably lower than the hydraulic thrust in the entire cross-section of the pipes. This latter thrust can be absorbed in the usual way. by anchoring each pipe length at a fixed point, while the elastic connection compensates for the changes in the length of the two pipes.

Bei der in Fig. a dargestellten abgeänderten Anordnung sind zwei äußere Ringe e und e1 und zwei innere Ringe i und il vorgesehen, wobei die beiden äußeren Ringe gleichachsig und von gleichem Durchmesser sind und jeder von ihnen ein Paar ringförmiger Nuten an seinem Innenumfang besitzt. Auch die inneren Ringe haben gleichen Durchmesser . und sind gleichachsig zueinander sowie konzentrisch zu den äußeren Ringen, aber gegenüber den letzteren versetzt angeordnet.In the modified arrangement shown in Fig. A, two outer rings e and e1 and two inner rings i and il are provided, the two outer rings being coaxial and of the same diameter and each of them having a pair of annular grooves on its inner circumference. The inner rings also have the same diameter. and are coaxial to one another and concentric to the outer rings, but offset from the latter.

Jeder der Innenringe ist am Außenumfang mit ringförmigen Nuten versehen. Es sind ferner fünf ringförmige Dichtungsplatten h vorgesehen, von denen die eine in eine ringförmige Nut am Innenumfang einer Muffe j an der Rohrlänge cl eingepaßt ist und ebenso an ihrem Innenumfang in die an einem Ende des Innenringes i gebildete Nut eingreift.Each of the inner rings is provided with annular grooves on the outer circumference. There are also five annular sealing plates h are provided, one of which fitted into an annular groove on the inner circumference of a sleeve j on the pipe length cl is and also on its inner circumference in that formed at one end of the inner ring i Groove engages.

Die ringförmige Dichtungsplatte am anderen Ende der Rohrverbindung ist mit ihrem Innenumfang in eine ringförmige Nut d am Außenumfang des Zapfenendes der benachbarten Rohrlänge dl eingepaßt und greift mit ihrem Außenumfang in eine Nut an, einem Ende des Außenringes e1 ein. Die verbleibenden. drei ringförmigen Dichtungsplatten sind zwischen Nuten iin den betreffenden Innen.- und Außenringen e und e1 bzw. i und il eingesetzt.The annular sealing plate at the other end of the pipe joint is with its inner circumference in an annular groove d on the outer circumference of the pin end the adjacent pipe length dl fitted and engages with its outer circumference in a Groove on, one end of the outer ring e1. The remaining. three annular Sealing plates are between grooves in the respective inner and outer rings e and e1 or i and il are used.

Bei Ausführung der vorliegenden Erfindung gemäß einer weiteren abgeänderten, in Fig. 3 dargestellten Anordnung, falls es gewünscht wird, eine Rohrlänge, angenommen von einem Dampfkessel oder einem Gasgenerator in kommend, durch eine T-Verbindung an ein anderes Rohr im rechten Winkel dazu anzusehltießen,wobei das letztere an eine (hier nicht dargestellte) Turbine angeschlossen wird, erstreckt sich das Rohr k durch und über eine Muffe oder ein T-Stück, welches mit dem Stutzen aa aus einem Stück besteht, hinaus; und die Muffe hat dabei eine, Innenbohrung, wielche größer ist als der Außendurchmesser des Rohres k. Das andere Ende des Rohres k ist durch eine Platte p, einen angeschraubten. Blindflansch ad. dgl. verschlossen, und die beiden Enden der Muffe o sind an das Rohr durch je eine erfindungsgemäße Expansionsverbindung angeschlossen. Jede dieser Verbindungen besteht aus zwei Außenringen e und e1 sowie zwei Innenringen i und il mit den entsprechenden Dichtungsplatten la.When carrying out the present invention according to a further modified, In the arrangement shown in Fig. 3, if desired, one length of pipe is assumed coming in from a steam boiler or gas generator, through a T-joint to connect to another pipe at right angles to it, the latter being connected to a turbine (not shown here) is connected, the pipe extends k through and through a sleeve or a T-piece, which with the nozzle aa from a Piece consists of; and the sleeve has an inner bore, which is larger is k as the outer diameter of the pipe. The other end of the tube k is through one plate p, one screwed on. Blind flange ad. Like. Locked, and the Both ends of the sleeve o are attached to the pipe by an expansion joint according to the invention connected. Each of these connections consists of two outer rings e and e1 as well two inner rings i and il with the corresponding sealing plates la.

In dem Teil des Rohres k, welcher innerhalb der .Muffe o liegt, sind eine oder mehrere Öffnungen q vorgesehen, damit das Fluidum aus dem Rohr k ausströmen und durch den Seiten- bzw. T-Stutzen hindurchgehen kann.In the part of the pipe k, which lies within the .muffe o, are one or more openings q are provided so that the fluid can flow out of the tube k and can pass through the side or T-piece.

Da sich die Länge des Rohres mit der -,v °chselnden Temperatur ändert, wird die eine' der Expansionsverbindungen zusammengedrückt und die andere gedehnt, wodurch die Dehnung der Rohre aufgenommen werden kann, ohne da.ß starke Schübe auf die Turbine ausgeübt werden. Es brauchen also keine massiven Verankerungen vorgesehen zu werden, da dar über diie Querschnittsfläche des Rohres entwickelte hydraulische Schub völlig ausgeglichen wird und der auf die Maschine ausgeübte Schub lediglich derjenige ist, welcher durch den Dampfdruck auf den unausgeglichenen Teil der Dichtungsplatte;nfläche zusamm°_n mit der zum Durchb,iegon. der Platten um das notwendige Maß erforderlichen Belastung hervorgerufen wird.Since the length of the pipe changes with the -, changing temperature, one of the expansion joints is compressed and the other stretched, whereby the expansion of the pipes can be absorbed without da.ß strong thrusts the turbine will be exercised. So there is no need for massive anchorages to become, since hydraulic developed over the cross-sectional area of the pipe Thrust is fully compensated and the thrust exerted on the engine only is the one caused by the steam pressure on the unbalanced part of the sealing plate together ° _n with the to the Durchb, iegon. of the panels to the necessary extent Load is caused.

Die innerhalb der Dichtungsplatten selbst hervorgerufenen Beanspruchungen sind nicht groß, da die Platten mit den äußeren und inneren Rungen weder aus einem Stück l-@estelien, noch starr an denselben befestigt sind.The stresses generated within the sealing plates themselves are not large, as the panels with the outer and inner stanchions are not made of one Pieces of l- @ estelien, still rigidly attached to the same.

Die Platten selbst müssen genügend stark sein, um dem auf die eine Seite wirkenden hydraulischen Druck zu widerstehen, und dieser Druck selbst erzeugt die erforderliche Dichtungskraft, um Undichtigkeiten zwischen den Platten und den Seiten der Nuten, an welche sie sich anlegen, zu vermeiden. Der Dichtungsdruck steigt miit dem Arbeitsdruck an, so daß man jederzeit eine fast vollkommeneAbdichtung erreicht. Sind die Platten selbst oder die Seiten der Nuten., an. die seich. die Platten anlegen, nicht vollkommen eben., dann verbiegen sich die Platten. etwas unter der Einwirkung des hydraulischen Druckes, und die Abdichtung wird auf diese Weise aufrechterhalten, vorausgesetzt, daß die Platten dünn genug sind, um sich überhaupt durchbiegen zu können.The plates themselves must be strong enough to withstand the one Side acting to withstand hydraulic pressure, and this pressure itself generates the required sealing force to prevent leaks between Avoid plates and the sides of the grooves that they abut. Of the Sealing pressure increases with the working pressure, so that an almost perfect seal is achieved at all times achieved. Are the plates themselves or the sides of the grooves., At. the seich. the Lay the plates on, not perfectly level, then the plates bend. some under the action of hydraulic pressure, and the seal is on this Manner maintained, provided that the panels are thin enough to hold up to be able to bend at all.

Die Ringe können zylindrischen Querschnitt besitzen, wobei diie Wandung nach den Enden zu um etwa die Hälfte der Stärke in der Mittei der Ringlänge abnimmt, wie es bei r in Fig.4 dargestellt ist. Diese Enden werden dann anschließend umgebördelt, um die Dichtungsplatten in ihrer Lage zu halten, wie es in gestrichelten. Linien angedeutet ist.The rings can have a cylindrical cross-section, with the wall towards the ends decreases by about half the thickness in the middle of the ring length, as shown at r in Figure 4. These ends are then then flanged, to hold the sealing plates in place, as shown in dashed lines. Lines is indicated.

Als weitere Alternative ist der Ring selbst, wie es die Fig. 5 zeigt, aus mehreren Teilen zusammengesetzt und besitzt einen Innenteil s, in welchem sich die Nuten befinden und welcher an einer oder mehreren Stellen geschlitzt eist. Um die Teile montieren zu können., wird der geschlitzte Ring aufgebogen, oder seine Teile werden getrennt, damit die Dichtungsplatten in ihre Lage gebracht werden können. Anschließend wird ein einteiliger Außenring t über den Innenring gezogen und durch Verstemmen an den Enden bei u oder durch andere zweckmäßige Mittel befestigt.As a further alternative, the ring itself, as shown in FIG. 5, composed of several parts and has an inner part s, in which the grooves are located and which is slotted in one or more places. Around to be able to assemble the parts., the slotted ring is bent open, or his Parts are separated so that the sealing plates can be brought into place. Then a one-piece outer ring t is pulled over the inner ring and through Caulking attached at the ends at u or by other convenient means.

Weiterhin kann, falls gewünscht, der Ring mit Einer Haltefläche z, an einem Ende, versehen werden. Die Dichtungsplatten h werden dann. mit einem Distanzring w zwischen denselben eingesetzt; anschließend wird der Endhaltering x angepaßt und durch geeignete Mittel, z. B. durch Schraul:en y oder Bolzen. wie es in der Fig.6 dargestellt eist, befestigt.Furthermore, if desired, the ring with a holding surface z, at one end. The sealing plates h are then. with a spacer ring w inserted between them; then the end retaining ring x is adapted and by suitable means, e.g. B. by Schraul: en y or bolt. as shown in Fig. 6 shown is attached.

Bei sehr hohen Drücken können die Dichtungsplatten h durch radiale Rippen z verstärkt werden, und zwar werden diese entweder angeschweißt oder in anderer geeigneter Weise befestigt, oder aber sie «-erden aus dem Vollein. herausgearbeitet, indem die Zwischenräume zwischen den Rippen entfernt «erden, wie es die Fig. 7 und 8 zeigen. Diese Rippen machen es möglich, daß ein. höherer hydraulischer Druck von den Dichtungsplatten aufgenommen werden kann, während dieselben gleichzeitig einen verhältnismäßig hohen Grad der Elastizität für die relative Axialbewegung der Inneng- und Außenkanten der Platten beibehalten.At very high pressures, the sealing plates can h by radial Ribs z are reinforced, and these are either welded or in another fastened in a suitable manner, or else they are grounded from the solid. worked out, by removing the spaces between the ribs, as shown in FIGS 8 show. These ribs make it possible for a. higher hydraulic pressure of the sealing plates can be received while the same one relatively high degree of elasticity for the relative axial movement of the and keep the outer edges of the panels.

Bei noch höheren. Drücken können die Dichtungsplatten h, wie es die Fig. 9 zeigt, durch eine Stützplatte 2 verstärkt werden. Die Stützplatte ist durch radiale Sägeschnitte in eine. Anzahl von Segmenten unterteilt und in Aussparungen in den äußeren und inneren Ringen 3 und 4 eingesetzt, wobei die Fläche 5 neben der Dichtungsplatte, leicht unterhalb der Nuten, welche die Dichtungsplatte halten, versenkt ist, damit zwischen den Dichtungsplatten und den Seiten der erwähnten Nuten eine gute Ab- dichtung gegen Flüssigkeitsdruck erzielt wird, während die Segmente der Stützplatte diee übermäßige Verformung der Dichtungsplatten unter der Einwirkung des Druckes verhindern.At even higher. Pressing the sealing plates h, as shown in FIG. 9, can be reinforced by a support plate 2. The support plate is made into a. Number of segments divided and inserted into recesses in the outer and inner rings 3 and 4, the surface 5 next to the sealing plate, slightly below the grooves that hold the sealing plate, countersunk, so that between the sealing plates and the sides of the grooves mentioned good waste is achieved seal against fluid pressure, while the segments of the support plate diee excessive deformation of the seal plates to prevent under the action of pressure.

Falls gewünscht, können die Dichtungsplatten oder die Arbeitsflächen der Nuten oder auch beeide mit einem weichen. Werkstoff, z. B. Kupfer oder Aluminium, überzogen werden., damit der Arbeitsdruck die Paßflächen weicher aneinander preßt und damit eine heissere Abdichtung bewerkstelligt. Der Überzug kann auf galvanischem Wege oder durch Aufspritzen aufgebrazht werden, oder wahlweise kann eine ,.Dichtung aus Weichmetall oder einem anderen geeigneten Werkstoff zwischen diel Paßflächen gelegt werden.If desired, the sealing plates or the work surfaces can of the grooves or also sworn with a soft. Material, e.g. B. copper or aluminum, are covered. So that the working pressure presses the mating surfaces softer against one another and thus achieved a hotter seal. The coating can be galvanized Ways or by spraying on, or alternatively a, .Gasket of soft metal or other suitable material between the mating surfaces be placed.

Obwohl es im allgemeinen üblich ist, Ringe und Dichtungsplatten von kreisförmiger Gestalt zu verwenden, umfaßt die vorliegende Erfindung ebenso die Verwendung von Ringen und Dichtungsplatten nicht kreisförmiger, z. B. elliptischer oder reah.teckiger Form mit abgerundeten Ecken. Im letzterenFall besitzen die Dichtungsplatten immer noch genügende Elastizität, vorausgesetzt daß der Radius an den Ecken nicht zu klein ist.Although it is common practice to use rings and gasket plates from using circular shape, the present invention also includes Use of rings and sealing plates not circular, e.g. B. more elliptical or real square shape with rounded corners. In the latter case, the sealing plates have still sufficient elasticity, provided that the radius at the corners is not is too small.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Elastic pipe connection, characterized by one or more outer metal rings each with: two annular grooves on their inner circumference, a. or several inner metal rings, to said outer one. Riing or rings arranged offset, each with two annular grooves on its outer circumference, and several annular metal gasket plates, each of which in a groove of an outer Ringas and is fitted into a groove of an inner ring.

2. Pipe connection according to Claim i, characterized in that the annular metal wire plates sit loosely in the grooves and against one side of the same by hydraulic Pressure either inside or outside the pipe. can, pressed will.

3. Pipe connection according to claim r or 2, characterized in that the outwardly located ends of the grooves are formed in such a way that the edges the metal rings are flanged when the sealing plates are used.

4. Pipe connection according to claim i or 2, characterized in that the metal rings of composite Construction are and consist of a grooved (inner or outer ring, which - "r is slit at one or more places on its circumference, and one of the same surrounded or the same surrounding one-piece ring, which on said slotted Ring is attached., Consist.

5. Pipe connection according to claim I or 2, characterized characterized da.ß the metal rings have a holding surface at one end and that the Metalldiahtungsplatteen with a metallic spacer ring are inserted between the same, followed by a metallic end retaining ring adapted and by any suitable. Medium, e.g. B. screw thread or Bolt, is attached.

6. Pipe connection according to any one of claims i to. 5, thereby. characterized in that the metal sealing plates are formed by radial ribs, which are either welded to the plates or by other suitable means the same are attached, or from the solid by removing. of the spaces are worked out between the ribs, are reinforced.

7. Pipe connection according to any one of claims i to 6, characterized in that the metal sealing plates are reinforced by support plates inserted in recesses in the outer and inner metal rings, which are divided into a number of segments by radial saw cuts, the area of the Support plate next to the sealing plate below the grooves holding the sealing plate. is slightly sunk so that between. the sealing plates. and the sides of these grooves a good seal is achieved while the support plates. prevent excessive deflection of the sealing plates under the action of pressure. B. Pipe connection according to any one of claims i to 7, characterized in that the inner, externally grooved metal rings are omitted and are replaced by externally grooved end parts of two adjacent pipe lengths. Referenced publications: French patents nos. 737 763, 898385-