DE962302C - Rohrverbinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rohrverbinder z. B. zum Anschluß der Enden von Erdölleitungen, von Dampfleitungen, von Leitungen für hochgespannte Gase. Der erfindungsgemäße Rohrverbinder ist auch für große Rohrweiten und hohe Temperaturen geeignet.

Ziel der Erfindung ist es, einen Rohrverbinder zu schaffen, für den keine Gummimanschetten, Lippen- oder Nutringe für die Abdichtung benötigt werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, Rohre miteinander zu verbinden, ohne daß vorher die Rohrenden auf genauen Durchmesser bearbeitet und mit einer glatten Oberfläche versehen oder die Stirnenden der Rohre genau plan gedreht werden müssen. Es sollen auch keine Flansche an die Rohrenden angeschweißt werden müssen.

Bei dem erfindungsgemäßen Rohrverbinder sind die zu verbindenden Rohrenden in an sich bekannter Weise mit einer Muffe umgeben unter Belassung eines Ringraumes, in den ein plastisches Dichtungsmittel unter Druck eingeführt wird. Erfindungsgemäß wird die innere und äußere Reibung des Dichtungsmittels derart hoch gewählt, daß es durch die Begrenzungsspalte des Ringraumes nicht hindurchtreten kann und nur unter einem tangential zum Ringraum zugeführten Druck im Ringraum fließt. Ferner sind Mittel zur im wesentlichen tangentialen Zuführung des Drucks im Ringraum vorgesehen, so daß der Normaldruck auf die Rohroberfläche an der Zuführungsstelle so gering bleiben kann, daß ein Einbeulen der Rohre vermieden wird.

Durch die gleichzeitige Anwendung eines wenig plastischen Dichtungsmittels und der tangentialen Druckzuführung werden die Nachteile, die sonst bei den bekannten Rohrverbindern mit plastischer Dichtung auftreten, vermieden. Es ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung nicht mehr erforderlich, daß die Spalte zwischen den Rohrenden und zwischen den Muffenenden und der Rohroberfläche so gering gehalten werden, daß das plastische Dichtungsmittel nicht entweichen kann. Derartig enge Spalte lassen sich in der Praxis nämlich nur schwierig einhalten, denn infolge der unvermeidlichen Toleranzen des Rohrdurchmessers ergibt sich immer ein mehr oder weniger breiter Spalt zwischen den Muffenenden und der Rohroberfläche, falls diese nicht auf genauen Durchmesser abgedreht oder sonst irgendwie kalibriert sind. Es braucht auch nicht mehr darauf geachtet zu werden, daß die Rohrenden genau auf ihrem ganzen Umfang zusammenstoßen. Man braucht demnach die Rohrenden nicht mehr genau zueinander passend rechtwinklig zur Rohrachse abzudrehen und ka'nn die Rohre auch gegebenenfalls unter einem gewissen Winkel zueinander verbinden, wodurch z. B. auch die Verlegung der Rohrleitung in einem Bogen ermöglicht wird.

Liegen besonders ungenau abgeschnittene Rohrenden vor oder soll der Winkel zwischen zwei Rohren ein gewisses Maß überschreiten, so ist es zweckmäßig, den radialen Spalt zwischen den Rohrenden durch eine beide Rohrenden umfassende Hülse abzudecken. Diese Hülse braucht und soll auch nicht dicht über die Rohrenden passen, sondern hat vorzugsweise ein solches Spiel, daß der Zutritt des Leitungsdrucks aus dem Rohrinnern zu der der Hülse benachbarten Dichtungsmasse nicht behindert wird.

Man hat bisher zur Abdichtung von Muffenverbindungen Vergußmassen angewandt, die ohne Druck eingefüllt werden. Sind derartige Vergußmassen in der bisher üblichen Weise plastisch, wie z. B. Bitumen, so können sie jedoch unter dem Innendruck der Leitung aus den Spalten austreten. Dieser Nachteil kann dabei auch nicht dadurch behoben werden, daß die plastische Vergußmasse unter Druck nachgefüllt wird. Man war aus diesem Grunde gezwungen, die Begrenzungsspalte des Ringraumes durch genaue Bearbeitung der Flächen möglichst klein zu machen. Außerdem müssen bei den bekannten Rohrverbindern, bei denen ein Dichtungsmittel unter Druck radial eingefüllt wird, mehrere um den Umfang herum verteilte Einfüllöffnungen vorhanden sein, damit eine gleichmäßige Füllung um den gesamten Umfang herum gewährleistet ist.

Verwendet man dagegen eine nicht plastische Vergußmasse, z. B. Zement, so besteht nicht die Möglichkeit, Undichtigkeiten, die.bei einer etwaigen Bewegung der Rohrenden gegeneinander entstehen können, durch Nachdrücken der Dichtungsmasse zu beheben.

Es sind auch bereits Dichtungen für Rohrkupplungen bekannt, bei denen ein mit einem Druckmittel zu füllender Schlauch angewandt wird. Eine derartige Schlauchdichtung ist gegenüber der erfindungsgemäßen Dichtung einmal ziemlich kostspielig und zum anderen bei hohen Temperaturen aus Werkstoffgründen nicht anwendbar. Auch solche Dichtungen, die aus einem Lippenring bestehen, der durch ein Druckmittel an dieDichtungsflächen angedrückt wird, weisen diese Nachteile auf.

Das Einfüllen und XJnterdruckhalten der erfindungsgemäßen Dichtungsmasse mit hoher innerer und äußerer Reibung, die beispielsweise aus einer an sich bekannten Mischung aus Asbestfasern, Kohlepulver und Graphit, gegebenenfalls mit einem Schmiermittelzusatz, besteht, geschieht in tangentialer Richtung zum Ringraum in der Muffe, vorzugsweise über einen hohlzylindrischen Stutzen mit beispielsweise einschraubbarem Kolben. Der KoI-ben kann dabei als Teleskopkolben ausgebildet sein, in der einfachsten Ausführungsform derart, daß der große Kolben im Stutzen einschraubbar ist, während der kleine Kolben aus einem in den großen Kolben einschraubbaren Bolzen besteht. Durch Nachziehen des Bolzens kann der Druck auf jeden beliebigen, zur Abdichtung auch höchster Leitungsdrücke ausreichenden Wert gebracht werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Rohrwandung durch einen örtlich senkrecht zur Rohroberfläche einwirkenden Druck eingebeult wird.

Bereits hinsichtlich Einfachheit unterscheidet sich der erfindungsgemäße Rohrverbinder von den bekannten Ausführungen. Gemäß der Erfindung können unbearbeitete Rohrenden durch einfaches Einstecken in die Muffe dicht miteinander verbunden werden, wobei an den Muffenenden zur mechanisch festen Verbindung der Rohre miteinander zusätzliche Mittel vorgesehen sein können, die ebenfalls, abgesehen von einigen am Verlegungsoft weiter durchzuführenden Bearbeitungen der Rohroberfläche, keine besonderen Verbindungsarbeiten mit genauen Passungen oder Anschweißen von Flanschen erfordern. Letzteres ist bei der Verlegung von Rohrleitungen im Gelände äußerst bedeutsam, und der erfindungsgemäße Rohrverbinder ermöglicht es auch, Rohre an beliebiger Stelle zu teilen oder Rohrstücke und Armaturen in die Lei- -tung ohne umständliche Verbindungsarbeiten ein- no zuführen.

Die mechanisch feste Verbindung der Rohrenden kann leicht dadurch bewirkt werden, daß die Muffenenden und die Rohrenden mit sich deckenden Ringnuten auf der Rohr oberfläche und auf der Muffeninnenfläche versehen sind, in die Sicherungsringe in Form von Drähten tangential eingesteckt werden. Die Ringnuten können anstatt auf der Rohroberfläche auch auf der Oberfläche von Schellen angebracht sein, die auf den Rohrenden festgeklemmt sind.

Die mechanisch feste Verbindung der Rohrenden kann auch dadurch bewirkt werden, daß die Muffenenden selbst längs geschlitzt sind und schellenartig auf die Rohrenden festgeklemmt werden. Das Festklemmen der Muffenenden ist auch dadurch mög-

Hch, daß in ringförmigen Ausnehmungen der Muffenenden geschlitzte oder geteilte Ringe liegen, die mittels des auf ihren äußeren Umfang wirkenden Druckes der plastischen Masse auf den Rohrenden festgeklemmt werden.

Die Erfindung ist an einigen Ausführungsbeispielen und in weiteren Einzelheiten an Hand der Zeichnungen erläutert.

Fig. ι ist ein Rohrverbinder im Längsmittelschnitt;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht im versetzten Schnitt;

Fig. 3 zeigt zur Fig. ι eine andere Ausführungsform; ·
Fig. 4 ist eine Seitenansicht zu Fig. 3;

Fig. 5 und 6 zeigen Einzelheiten.

In Fig. ι ist auf die Rohrenden 1 und 2 die Muffe 9 aufgesetzt. Dabei überfaßt zweckmäßigerweise eine im Ringraum 5 befindliche Hülse 3 im Bereich des radialen Spaltes 4 zwischen den Enden der Rohre 1 und 2 diese um ein gewisses Stück, so daß das in dem Ringraum 5 enthaltene Dichtungsmittel beim Einschrauben des Schraubkolbens 6 mit Sechskant 10 oder des kleineren Schraubkolbens 7 mit Sechskant 11 in den rohrförmigen Stutzen 8 der Muffe 9 auch bei größerem Spalt 4 nicht in diesen eindringen kann.

Wesentlich ist es, den Stutzen 8 seitlich so zu versetzen bzw. so anzuordnen, daß der in der Dichtungsmasse entstehende Druck tangential oder annähernd tangential zur Rohroberfläche verläuft, da die Dichtungsmasse eine so hohe innere und äußere Reibung aufweisen soll, daß sie durch die Ringspalte 12 und 13 zwischen Muffe und Rohrenden und zwischen Hülse 3 und den Rohrenden nicht wegfließt.

Bei Versuchen hat es sich ergeben, daß bei einem Druck, der radial auf eine solche Dichtungsmasse wirkt, mit anderen Worten, bei radial angeordnetem Stutzen 8, die Dichtwirkung sich nur durch Verwendung von Schraubenschlüsselverlängerungen zur Betätigung der Sechskante 10 und 11 erreichen läßt, und daß dann dabei die Rohrenden 1 und 2 eingebeult werden. Läßt man dagegen den Druck tangential oder annähernd tangential zur Rohroberfläche wirken, so kann auch mit kurzen Schraubenschlüsseln und ohne -großen Kraftaufwand auch bei einer Dichtungsmasse mit hoher Reibung die Abdichtung erreicht werden, ohne daß eine Deformation der Rohrenden 1 und 2 innerhalb der Muffe 9 eintritt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Muffe 9 ungeteilt. Man kann aber auch eine geteilte oder einseitig geschlitzte Muffe anwenden, an der im Bereich der Teilfuge Augen für die Aufnahme von Verbindungsschrauben vorgesehen sind.

In die Muffe, die hierzu mit geeigneten Ausdrehungen versehen ist, kann man z. B. geschlitzte oder geteilte Krallenringe 14 einlegen, wie in Fig. 1 ■fio rechts unten gezeigt ist. Die Krallenringe können durch eine besondere Packung 18 auf die Rohroberfläche gedrückt werden. Hierfür wird beispielsweise ein Stutzen 19 an der Muffe angeschweißt, in den ein Kolben 20 eingeschraubt werden kann, der damit die Packung 18 unter Druck setzt.

In Fig. ι ist ein Sicherungsring 21 "gezeigt, der in sich deckende Ringnuten auf der Innenfläche der Muffe 9 und der Außenfläche des Rohrendes 2 eingesetzt ist.

Anstatt unmittelbar auf der Rohroberfläche kann die Ringnut auch auf einer besonderen Schelle 22, wie in der linken Hälfte der Fig. 1 dargestellt, angebracht sein. Die Schelle 22, die über die Augen 23 und 24 mittels der Schraube 25 und Mutter 26 auf dem Rohrende festgespannt werden kann, weist auf ihrer Innenfläche zweckmäßigerweise ebenso wie der Krallenring 14 Riefen oder Krallen 27 auf, die sich in die Rohroberfläche eindrücken. Hierdurch ist jede Bearbeitung der Rohroberfläche entbehrlich.

Der Sicherungsring 21 kann, wie Fig. 2 zeigt, durch eine Bohrung 29 in der Muffe 9 in Form eines Drahtes in die sich deckenden Ringnuten °der Muffe 9 und der Oberfläche der Schelle 22 bzw. der Rohroberfläche tangential eingeführt werden, und zwar so weit, bis sein vorderes Ende 30 an der Unterseite des gerade eingeführten Teils anstößt. Das hintere, nach außen ragende Ende 31 ist zweckmäßigerweise zu einer Öse gebogen und wifd mittels einer Schraube 32 außen an der Muffe befestigt.

Um eine tangentiale Preßwirkung auf die oberhalb des Ringraumes 5 in dem Raum 33 befindliche Dichtungsmasse zu unterstützen, kann auf der Druckfläche des Schraubkolbens 6 ein Scheibenring 34 vorgesehen sein, der einen durchgehend keilförmigen Querschnitt aufweist. Dieser Scheibenring 34 kann lose eingelegt sein, da seine Reibung gegenüber der stampfen Dichtungsmasse größer ist als gegenüber dem aus Metall bestehenden Schraubkolben 6. Aus dem Raum 35 im Innern des großen Schraubkolbens 6 wird mittels des kleinen Schraubkolbens 7 die Dichtungsmasse zum Nachziehen und völligen Abdichten herausgepreßt.

In Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform der Muffe dargestellt, wobei die Druckkolben nicht mitgezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform weist die Muffe 9' mit Schlitzen 40 versehene Enden 36 und 37 auf, deren Innenfläche mit Krallen oder Riefen 27' versehen ist. Die Muffe 9' kann hierbei entweder, wie in Fig. 4 gezeigt, einseitig geschlitzt sein oder aus zwei Halbschalen bestehen. Das Zusammenspannen der Muffe geschieht in an sich bekannter Weise über Augen 38, 39 mittels Schrauben und Schraubenmuttern 41 bzw. 42. Eine derartige Muffe erfordert keine weiteren Elemente für die Befestigung auf den Rohrenden, und die Rohrenden selbst brauchen keiner besonderen Bearbeitung unterzogen zu werden.

Zumal dann, wenn die Schlitze 40 sich bis in den Ringraum 5' der Muffe erstrecken, ist es zweckmäßig, senkrecht zu den Schlitzen Bleche 43 einzusetzen, wofür vom Muffeninnern her Schlitze quer zu den Spalten 40 eingefräst werden. Der Spalt 40 kann auch durch in axialer Richtung eingelegte Platten ausgefüllt werden. Diese Maßnahmen sind

indessen nur dann notwendig, wenn die Spalte 40 bis in den Ringraum 5' reichen, was wegen der besseren Nachgiebigkeit der Muffenenden 36 und 37 erforderlich sein kann, und wenn die Breite der Spalte 40 so groß ist, daß auch die erfindungsgemäß zur Anwendung kommende Dichtungsmasse durch sie nach außen treten könnte.

In den Fig. 5 und 6 sind Ausführungsformen der-Abdeckhülse 3 gezeigt. Bei der in Fig. S gezeigten Ausführung überlappen sich die Enden i6' und 17' der Hülse 3', wobei die Enden konzentrisch zu der Hülse abgesetzt sind. Es ist auch möglich, eine seitliche Führung der Enden gegeneinander, z. B. durch muldenartige Ausgestaltung des Endes 17', zu erzielen. In Fig. 6 sind die sich überlappenden Enden 16 und 17 der Hülse 3 zugeschärft. Die Hülse 3 wird beim Anziehen der Packung unter Zusammenschiebung der Überlappung mehr oder weniger fest auf die Enden der Rohre r und 2 gedrückt. Die Hülse 3 braucht und soll jedoch nicht die Rohrenden dicht gegen den Ringraum abschließen. Damit wird erreicht, daß der Druck des Leitungsmediums die Dichtungsmasse fest zu den Ringspalten 12 und 13 schiebt und hier zufolge der hier vorgesehenen Abschrägungen zum Ringraum dicht auf die Rohroberfläche preßt. Die Hülse 3 kann indessen in vielen Fällen fortgelassen werden, wenn beim geraden Verlegen der Rohre die Rohrenden einigermaßen sauber rechtwinklig abgeschnitten sind.

Die erfindungsgemäßen Rohrverbinder können verwendungsbereit auf Vorrat gehalten werden.

Die Vorbereitung der Muffen kann leicht dadurch geschehen, daß sie zunächst mit einem zylindrisehen Körper etwas größeren Durchmessers als dem der Rohre ausgefüllt werden und daß der Ringraum durch den Einfüllstutzen mit der plastischen Masse vollgefüllt wird. Am Verwendungsort brauchen dann nur die Rohrenden hineingesteckt und mit Hilfe des Druckkolbens die Abdichtung gegenüber der Rohrwandung hergestellt zu werden, wobei der Dichtungsdruck bei Anwendung von Kolben verschiedenen Durchmessers durch Nachpressen des kleineren Kolbens beliebig hoch getrieben werden kann.

Als Dichtungsmasse eignet sich, insbesondere auch für hohe Temperaturen, eine Mischung aus Asbestfasern mit Kohle, der gegebenenfalls Graphit und/oder ein Schmiermittel zugesetzt ist. Bei Einsatz der Rohrverbinder bei Temperaturen unter iio° kann als Packungsmasse Weichgummi Verwendung finden, der auswechselbar als Formstück in den Rohrverbinder eingesetzt wird. Auch diese Ausführung ist bei Drücken bis über 350 Atmosphären zu verwenden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Rohrverbinder z. B. zum Anschluß der Enden von Erdölleitungen, der Enden von Dampfleitungen, der Enden von Leitungen hochgespannter Gase, bei welchem die zu verbindenden Rohrenden von einer Muffe umgeben sind unter Belassung eines Ringraumes, in den ein plastisches Dichtungsmittel unter Druck eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und' äußere Reibung des Dichtungsmittels derart hoch ist, daß es durch die Begrenzungsspalte des Ringraumes nicht hindurchtreten kann und nur unter einem tangential zum Ringraum zugeführten Druck im Ringraum fließt, und daß Mittel zur im wesentlichen tangentialen Zuführung des Drucks am Ringraum vorgesehen sind, so daß der Normaldruck auf die Rohroberfläche an der Zuführungsstelle so gering bleiben kann, daß ein Einbeulen der Rohre vermieden wird.
2. 2. Rohrverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Spalt (4) zwischen den Rohrenden durch eine beide Rohrenden umfassende Hülse (3) abgedeckt ist.
3. 3. Rohrverbinder nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) gegenüber den Rohrenden ein derartiges Spiel aufweist, daß der Zutritt des Leitungsdrucks aus dem Rohrinneren zu der der Hülse benachbarten Dichtungsmasse nicht behindert wird.
4. 4. Rohrverbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Muffe ein hohlzylindrischer Stutzen (8) mit hineinpreßbarem. insbesondere einschraubbarem Kolben (6) derartig angebracht ist, daß der vom Kolben auf das Dichtungsmittel ausgeübte Druck dem Ringraum in der Muffe tangential zugeführt wird.
5. 5. Rohr verbinder nach Anspruch^, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßkolben als Teleskopkolben ausgebildet ist, derart, daß durch Einpressen bzw. Einschrauben des großen Kolbens (6) eine vollständige Füllung des Ring- ioo raumes in der Muffe erreicht wird, während durch Anpressen bzw. Einschrauben des kleinen Kolbens (7)» der sich zentrisch in dem großen Kolben befinden kann, der Dichtungsdruck erhöht oder aufrechterhalten werden kann.
6. 6. Rohrverbinder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch-gekennzeichnet, daß die Muffenenden mit den Rohrenden durch Sicherungsringe (21), vorzugsweise bestehend aus Drähten, die in sich deckende Ringnuten auf der Rohroberfläche und 11» auf der " Muffeninnenfläche tangential eingesteckt sind, verbunden sind.
7. 7. RohrverbindeT nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten anstatt auf der Rohroberfläche auf der äußeren Oberfläche von Schellen (22) angebracht sind, die auf den Rohrenden festklemmbar aufgesetzt sind.
8. 8. Rohrverbinder nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenenden längs geschlitzt sind und schellenartig auf die iao Rohrenden festgeklemmt werden können.
9. 9. Rohrverbinder nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in ringförmigen Ausnehmungen der Muffenenden geschlitzte oder geteilte Ringe (14) liegen, die mittels des auf ihren äußeren Umfang wirkenden Drucks

   plastischer Massen auf den Rohrenden festgeklemmt werden können.

   io. Rohrverbinder nach Anspruch 7, 8 und g, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der auf die Rohre aufzuklemmenden Schellen bzw. die Muffenenden beispielsweise durch Krallen oder ringsumlaufende Nuten aufgerauht sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 370 810, 807 341, 10 829249, 912645;

   USA.-Patentschriften Nr. 1 800 085, 1 966 202, 2 270 296;

   französische Patentschrift Nr. 375 803.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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