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Kupplung für aneinanderstoßende Rohrenden Die Erfindung bezieht sich
auf Rohrverbindungen, um zwei Rohrlängen, in welchen eine Flüssigkeit unter Druck
und bei hoher Temperatur fließt, durch eine Verbindung, welche nach Belieben gelöst
werden kann, zu verbinden.
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Das Ziel der Erfindung ist es, solche Verbindungen vorzusehen, welche
an sich kleiner und leichter sind als die Außenflanschverbindung und bei welcher
die Ersparnis an Raum und Gewicht mit zunehmendem Druck der Flüssigkeit größer wird.
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Es sind bereits Nippelverbindungen bekannt, bei welchen das Rohr in
allgemein bekannter Weise mittels einer Überwurfmutter und eines Klemmkonus in einem
entsprechenden rohrförmigen Gegenstück gehalten wird. Diese Rohrverbindungen weisen
ringscheibenförmige Metalldichtungen auf, die durch den Axialdruck der aufgeschraubten
Überwurfmutter gespreizt werden, der von der inneren Stirnkante der Überwurfmutter
axial über den Konus auf die Berührungsstelle der Ringscheibendichtungen mit dem
Konus übertragen wird. Bei dieser Anordnung kann der in der Rohrleitung herrschende
Druck in den zwischen Überwurfmutter und Nippel befindlichen Raum gelangen, d. h.,
die Überwurfmutter steht unter dem jeweils in der Rohrleitung herrschenden Innendruck.
Da die Dichtungsscheiben lediglich durch die Axialpressung gespreizt werden und
diese wieder von der Kraft abhängig ist, mit welcher die Überwurfmutter
angezogen
wird, ist diejenige Kraft, mit welcher die Dichtungskanten der Metallrin.gscheiben
an die Innenwandung des Nippels angepreßt werden, in keiner Weise festgelegt. Eine
sichere Erzielung einer einwandfreien Abdichtung ist also mit einer solchen Rohrverbindung
nicht gewährleistet. Die Anordnung hat den weiteren Nachteil, daß die Ringscheiben
nur unter größten Schwierigkeiten ausgewechselt werden können, da durch das Anziehen
der überwurfmutter die Rohrteile zusammengebogen werden und infolgedessen ein Herausziehen
der Ringscheiben kaum noch gestatten, es sei denn, daß mit hakenartigen Instrumenten
gearbeitet wird, die den Dichtungssitz verletzen können. Die schwerfällige und unter
großem Materialaufwand hergestellte Rohrverbindung ist für größere Durchmesser und
hohe Drücke nicht zu gebrauchen, da sich infolge der großen in diesem Fall auftretenden
Materialspannungen eine rentable Herstellung der für die Verbindung erforderlichen
Bauteile nicht mehr erzielen läßt.
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Es sind auch Nippelverbindungen bekannt, bei welchen kegelig gebogene
Ringscheibendichtungen durch den Anpreßdruck der überwurfmutter bzw. der Nippelverschraubung
nach außen gespreizt und ihre scharfen Außenkanten infolgedessen gegen einen sie
umgebenden Sitz gepreßt werden. Auch bei diesen Anordnungen erfolgt infolgedessen
die Einstellung des Anpreßdruckes und der Dichtwirkung jeweils mit der Kraft, mit
welcher die Nippel angezogen werden. Diese Anordnungen weisen ebenfalls den großen
Nachteil auf, daß der in der Rohrleitung herrschende Druck in den freien Raum zwischen
Nippel und Muffe gelangen kann, so daß bei großen Durchmessern die Ausführung so
schwer wird, daß schon aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten eine solche Rohrverbindung
abgelehnt werden muß. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführung besteht
darin, daß der Axialschub der Verbindung von der Reibung zwischen den Dichtringen
und dem Rohr abgefangen werden muß. Eine weitere Ausführungsart * bekannter Rohrverbindungen
weist an den Stirnseiten der zu verbindenden Rohrenden konische Ringbunde auf, die
durch Überlegen einer mit einer konischen Ringnut versehenen, geteilten Bandage
miteinander verbunden werden, so daß beim Anziehen der Bandagenschrauben die Rohrstirnseiten
aneinandergepreßt werden und so eine Abdichtung nach außen erzielt werden soll.
Eine einwandfreie Abdichtung ohne Verwendung zusätzlicher Dichtungen ist jedoch
bei einer solchen Anordnung nicht gewährleistet, da der Innendruck der Rohrleitung
in den Raum zwischen den Rohrstirnseiten und der geteilten Bandage gelangen und
somit nach außen abblasen kann. Eine große Anzahl weiterer bekannter Rohrverbindungen,
bei welchen zusätzliche Gummidichtungen Verwendung finden, haben entweder den Nachteil
großer baulicher Kompliziertheit, oder sie sind nur für ganz besondere Spezialzwecke
geeignet.
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Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer Kupplung für aneinanderstoßende
Rohrenden, bei welchen die bei den soeben erwähnten bekannten Anordnungen auftretenden
Nachteile vermieden werden. -Die Erfindung besteht in einer Kupplung für aneinanderstoßende
Rohrenden, bei welcher ein einteiliger, zylindrischer, an seinen Stirnseiten mit
Innenflanschen versehener Ring vorgesehen ist, wobei die inneren, einander zugewandten
Stirnflächen der Innenflansche im wesentlichen in einer Ebene mit den betreffenden
Stirnflächen der Rohrenden liegen, wobei ferner zwei Metallringscheiben jeweils
einerseits an einer dieser einander zugewandten Stirnflächen und andererseits an
der Stirnfläche des jeweils zugehörigen Rohrendes anliegen und wobei ferner jedes
der Rohrenden mit einem Ringwulst versehen ist, der in je eine entsprechende Innennut
eines längs geteilten, den Ring umgebenden Halteringes hineinragt.
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt Fig. r einen Teillängsschnitt einer zweckmäßigen Form der
erfindungsgemäßen Rohrverbindung, Fig. 2 einen Aufriß eines Einzelteils im Schnitt,
Fig. 3 einen Querschnitt des Einzelteils nach Fig. 2, Fig. q. einen Teillängsschnitt
eines abgeänderten Einzelteils und Fig. 5 einen Teilquerschnitt des Einzelteils
nach Fig. q..
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Bei Umsetzung der Erfindung in die Praxis gemäß der einen zweckmäßigen
Form wie sie als Beispiel in Fig. r dargestellt ist, befinden sich nahe den aneinander
anschließenden Enden zweier Muffen a und b, welche an die anstoßenden Enden zweier
Rohrlängen angeschweißt sind, zwei Bünde c und d. Ein umschließender Klemmring e,
der aus zwei oder mehreren Teilen besteht, welche durch die Schraubenbolzen f und
die Flansche g oder in anderer Weise miteinander verbunden sind und welcher- mit
entsprechenden ringförmigen Innennuten h und i versehen ist, wird
so eingebaut, daß er den infolge des über die Querschnittsfläche der Rohre wirkenden
hydraulischen Drucks entstehenden axialen Schub von einem Rohr auf das andere überträgt.
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Der zusammengesetzte Klemmring e selbst unterliegt nicht dem Flüssigkeitsdruck;
weshalb die die beiden Hälften miteinander verbindenden Bolzen verhältnismäßig schwach
sein können, denn wenn der Klemmring angebracht wird, bildet sich zwischen den anschließenden
Enden der Rohrlängen ein freier Raum. Diese Rohrenden erhalten zweckmäßigerweise
die Form, wie sie bei j und k angedeutet ist. Zwischen die benachbarten Enden wird
ein zylindrischer Ring m eingelegt, welcher eine Aussparung besitzt, innerhalb welcher
zwei elastische ringförmige Platten n und o gehalten werden, die so ausgebildet
sind, daß sie sich einerseits an die entsprechend geformten Enden der Rohrlängen,
andererseits an die Enden der Aussparung im Ring m anlegen, wobei der hydraulische
Druck die Platten eng an die Endflächen der Aussparung bzw. an die Enden der Rohre
anpreßt.
Um die Dichtungsplatten richtig einsetzen zu können, werden
dieselben zweckmäßig zu einer gekrümmten Form gebogen, wie es die Fig. 2 und 3 zeigen,
und hochkant in die Aussparung im Ring m eingebracht. Hierauf läßt man dieselben
in ihre flache ringförmige Gestalt zurückfedern, wobei sie sich um 9o° um einen
Durchmesser drehen, so daß ihre Achse mit der Achse des Ringes zusammenfällt. Dann
werden sie axial auseinandergezogen, so daß sich jede Platte an ein Ende der Aussparung
im Ring anlegt.
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Die Platten werden in ihrer Lage zweckmäßig durch eine Schraubenfeder
L gehalten, welche durch die Bohrung einer der Dichtungsplatten durch eine Art schraubenförmiger
Bewegung eingebracht wird.
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Wahlweise kann man die Platten in ihrer Lage dadurch festhalten, daß
man einen Streifen p aus dünnem elastischem Material (Fig. 4 und 5) verwendet, welcher
zu einem Zylinder von etwas größerem Durchmesser als die innere Bohrung der Aussparung
gebogen wird. Um diesen zylindrischen Streifen einzusetzen, wird er so zusammengedrückt,
daß er einen geschlitzten Zylinder von etwas geringerem Durchmesser als die Bohrung
der Platten bildet. Dadurch kann man denselben in den Raum zwischen den Platten
einbringen und dann loslassen, wobei er in die Lage zwischen den Platten einfedert
(Fig. 5).
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In dem Klemmring m sind Bohrungen q vorgesehen, damit sich
im Innern des Klemmringes kein hydraulischer Druck aufbauen kann, und um sicherzustellen,
daß der volle Druck auf die Innenflächen der Dichtungsplatten wirkt, so daß eine
gute Abdichtung mit den Flächen, an welche sich dieselben anlegen, zustande kommt.
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Der von diesen Rohrverbindungen eingenommene Raum ist sehr viel geringer
als der der normalen Ausführung mit Flanschverschraubung, da der Klemmring eine
sehr viel größere Festigkeit besitzt, um dem Axialdruck auf die Rohre zu widerstehen.
Um die Verbindung zu lösen; braucht man nur den Klemmring zu entfernen, worauf die
beiden Rohre sofort voneinander getrennt werden können, und auch der die Dichtungsplatten
haltende Mittelring kann dann zwecks Untersuchung oder eventuellen Ersatzes entfernt
werden.
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Falls gewünscht, kann man an Stelle der ringförmigen Innennuten an
dem umschließenden geschlitzten Klemmring hervorstehende ringförmige Leisten anordnen,
welche in entsprechende Nuten am Umfang der aneinander anschließenden Rohrlängen
eingreifen.