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PATENTANSPRt)CHE
1. Elektrisch isolierende Verbindung zwischen zwei wasser fiihrenden Rohrleitungen mit einem zwischen benachbarten Flanschen der Leitungen eingespannten Isolierkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper aus einer sich koaxial in mindestens eine der beiden Rohrleitungen hinein erstreckenden Hiilse (13) und einem einzigen, zwischen den Flanschen eingespannten Flansch (12) besteht.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (12) der Hitlse (13) an deren einem Ende angebracht ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper aus keramischem Werkstoff besteht.
4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit auf einem Teilkreis der Rohrleitungsflanschen angeordneten
Bolzenschrauben, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussen durchmesser (DF) des Flansches (12) der Hiilse (13) kleiner ist als der um einen Bolzendurchmesser (d) verminderte Teilkreis durchmesser (DT).
5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen der Schrauben (15) von Isolierbflchsen (40) umgeben sind.
6. Verbindung nach einem der Anspruche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der dem Flansch (12) der Hiilse (13) abgewendeten Seite mindestens eines der Rohrleitungsflansche (10, 11) und dem Kopf und/oder der Mutter (29) jeder
Schraube (15) ein büchsenförmiger Isolierteil (24) angeordnet ist.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kopf und der Mutter (29) jeder Schraube (15) ausserhalb des Flansches (12) der Hiilse (13) und der Rohrleitungsflanschen (10, 11) mindestens eine
Unterlegscheibe (20, 26, 28) sowie mindestens eine Tellerfeder (27) angeordnet sind.
8. Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass tiber den sich durch den büchsenförmigen Isolierteil (24) erstreckenden Abschnitt jeder Schraube (15) ein aus elektrisch isolierendem Werkstoff bestehendes Schutzrohr (46) gestilipt ist.
9. Verbindung nach einem der Anspriiche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der Rohrleitung, tiber den sich die Hiilse (13) erstreckt, als von der tibrigen Rohrleitung (1) lösbares Rohrieitungs-Zwischenstiick (2) ausgebildet ist.
10. Verbindung nach einem der Anspriiche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Rohrleitungsflanschen (10, 11) ein die Schrauben (15) und den Flansch (12) der Hiilse (13) umgebender, mit einer Isolierschicht (51) versehener Fangring (50) vorgesehen ist.
11. Verbindung nach einem der Ansprtiche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Rohrleitungsflanschen (10, 11) und dem Flansch (12) der Hiilse (13) jeweils eine nachgiebig dichtende Zwischenschicht (21, 22) angeordnet ist.
12. Verbindung nach einem der Anspriiche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (12, 13) durch einen ihm benachbarten, nachgiebig ausgebildeten Abschnitt (4) mindestens einer der beiden Rohrleitungen (1, 3) von Biegekriiften entlastet ist.
Die Erfindung betrifft eine elektrisch isolierende Verbindung zwischen zwei wasserführenden Rohrleitungen mit einem zwischen benachbarten Flanschen der Leitungen eingespannten Isolierkiirper.
Bei Verwendung von Elektrodampferzeugern oder mittels Elektroden heheizten Heisswassererzeugern wird zuweilen von Unternehmen, die elektrische Energie verteilen, oder von technischen tYbenvachungsbehörden verlangt, dass die Elektrokessel elektrisch isoliert aufgestellt werden Die Zufiihr- und Abftihrrnhrieitungen fiir das Medium (Wasser und/oder Dampf) eines Elektrokessels miissen deshalb elektrisch unterbrochen sein. Hierzu ist es bekannt, zwischen zwei Flanschen einer Rohrleitung einen Isolierkörper anzuordnen. Der Isolier orper, der meistens aus Porzellan besteht, bildet ein Rohr an dessen beiden Enden je ein Flansch zum Verbinden mit dem entsprechenden Flansch der Rohrleitung vorgesehen ist.
Eine unter Verwendung eines solchen Isollerkorpers hergestellte Verbindung ist wegen der relativ grossen Sprödigkeit von Pcrzellan einer erheblichen Bruchgefahr ausgesetzt, zumal stets mit dem Auftreten zusätzlicher Warmespannungen zu rechnen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch isolierende Verbindung der eingangs genannten Art so zu ver essern, dass die Bruchgefahr des Isolierkorpers hetrachtlich herabgesetzt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäs dadurch gelöst, dass der Isolierkörper aus einer sich koaxial in mindestens eine der beiden Rohrleitungen hinein erstreckenden Hiilse und einem einzigen, zwischen den Flanschen eingespannten Flansch besteht.
Durch diese neue Gestaltung des Isolierkorpers wird ein nur auf der Innenseite vom Druck des durchfliessenden Wassers beanspruchtes Isolierrohr vermieden, denn die sich koaxial in mindestens eine der beiden Rohrleitungen hinein erstreckende Hiilse ist auf beiden Seiten vom gleichen Druck des durch strömenden Wassers beaufschlagt. Damit ist die Brucjhgefahr des Isolierkörpers im wesentlichen eliminiert.
Die Hülse die neuen Isolierkörpers schafft dabei wasserseitig einen genugen- den Abstand zwischen den metallischen Rohrleitungen unterschiedlichen elektrischen Potentials, so dass wegen der verhält- nismiissig geringen elektrischen Leitfähigkeit des Wassers ein vernachlässigbarer Strom die Isolierverbindung passiert.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung der Abschnitt der Rohrleitung, über den sich Erfindung er- streckt, als von der übrigen Rohrleitung lösbares Rohrleitungs zwischenstiick ausgebildet. Hierdurch wird die Montage und Demontage des Isolierkörpers sehr vereinfacht, da dieser zusammen mit dem Rohrieitungszwischensttick ein- und ausge haunt werden kann.
Ein Ausflihrungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die einen Liingsschnitt durch eine Verbindung gemliss der Erfindung zeigt.
Gemäss der Zeichnung ist eine wasserfiihrende Rohrleitung 1 eines nicht dargestellten Elektrokessels vorgesehen, an die sich ein Rohrieitungszwischenstflck 2 anschliesst, das seinerseits an eine Rohrleitung 3 angeschlossen ist, die in ihrem dem Rohr Ieitungszwischenstiick 2 benachbarten Abschnitt als Wellrohr 4 ausgebildet ist. Die Rohrleitung 1 und das Rohrleitungszwi schensttick 2 sind tiber ihre Flansche 1 bzw. 2' in bekannter, nichtnäher dargestellter Weise mittels tiber den Umfang der Flansche verteilter Bolzenschrauben miteinander dicht verbunden.
Zwischen dem Rohrieitungszwischenstiick 2 und der Rohrleitung 3 existiert im Betrieb des Elektrokessels eine hohe elektrische Potentialdifferenz.
In das Rohrieitungszwischenstiick 2 hinein erstreckt sich koaxial eine Hiilse 13 aus elektrisch isolierendem Werkstoff, die an ihrem in der Zeichnung unteren Ende einen Flansch 12 aufweist. Der Flansch 12 ist zwischen zwei benachbarten Flan- schen 10 und 11 des Rohrieitungszwischenstticks 2 bzw. der Rohrleitung 3 eingespannt, wobei zwischen dem Flansch 10 und dem Flansch 12 sowie zwischen dem Flansch 12 und dem Flansch 11 eine flache, nachgiebige Dichtungsscheibe 22 bzw.
21 angeordnet ist. Die Innenkontur der Hiilse 13 ist so ausgebildet, dass an ihrem oberen und unteren Ende der Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Rohrleitung 1 bzw. dem Innendurchmesser der Rohrleitung 3 ist.
Der Innendurchmesser des Rohrleitungszwischenstiicks 2 ist etwas grosser als der Aussendurchmesser der Htilse 13, so dass zwischen der Innenfiliche des Zwischenstiicks und der Aussen- fläche der Hiilse 13 ein schmaler Ringraum entsteht und die Hulse im Betrieb innen und aussen vom Druck des dulchströ- menden Wassers beaufschlagt ist.
Die Flansche 10 und 11 des Rohrleitungszwischenstiicks 2 bzw. der Rohrleitung 3 sind tiber mehrere fiber den Flanschumfang verteilte Bolzenschrauben 15 miteinander verbunden.
Der Aussendurchmesser DF des Flansches 12 der Hiilse 13 ist um mindestens den Bolzendurchmesser d der Schrauben 15 kleiner als der Teilkreisdurchmesser DT auf dem die Schrauben bolzen 15 angeordnet sind. Alle Schraubenbolzen 15 sind von einem gemeinsamen Fangring 50 umgeben, der sich zwischen den Flanschen 10 und 11 erstreckt und zwischen sich und der Dichtungsscheibe 22 einen nur schmalen Spalt freillässt. Der Fangring 50 besteht aus metallischem Werkstoff und ist auf seiner Oberfiache mit einer elektrischen Isolationsschicht 51 versehen. Der Fangring 50 verhindert im Falle eines Bruches des Flansches 12 das Wegfliegen von Bruchstücken sowie ein Austreten von Wasser oder Dampf durch einen grossen Querschnitt.
Zwischen dem Kopf jeder Bolzenschraube 15 und dem Flansch 11 ist eine Unterlegscheibe 20 vorgesehen. Im Bereich jeder Schraube ist eine Scheibe 23 aus nachgiebigem Werkstoff auf der in der Zeichnung oberen Seite des Flansches 10 angeordnet, auf der sich ein büchsenförmiger Isolierteil 24 absttitzt, der jeweils einen Schraubenbolzen umgibt. Auf der in der Zeichnung oberen Seite jedes Isolierteils 24 ist wiederum eine flache Scheibe 25 aus nachgiebigem Werkstoff vorgesehen, auf der eine Unterlegscheibe 5 ruht. Von dieser Unterlegscheibe 5 aus bis zur Unterlegscheibe 20 erstreckt sich ein den Schrau benbolzen umgebendes Isolierrohr 40. Auf jeder Unterlegscheibe 5 iuht eine weitere, kleineren Lochdurchmesser aufwei- sende Unterlegscheibe 26, auf der sich vier Tellerfedern 27 abstützen.
Auf den Tellerfedern ruht eine Unterlegscheibe 28, die von der Schraubenmutter 29 gegen die Tellerfedern 27 gedrückt wird. Umber den büchsenförmigen Isolierteil 24, die Unterlegscheiben 5, 26, 28 sowie die Tellerfedern 27 und die Mutter 29 ist ein Schutzrohr 46 gestülpt, das in nicht niter dargestellter Weise in der gezeichneten Stellung festgehalten wird.
Die axiale Lange des Flansches 12 der Hiilse 13 ist so bemessen, dass Kriechströme lanes seiner äusseren Zylinderfläche vermieden sind. Die nachgiebigen Scheiben 21, 22, 23 und 25 dienen einer gleichmässigen Verteilung der Spannkräfte auf den Flansch 12. Die Scheiben 21 und 22 dienen ausserdem der Abdichtung. Ansteilt dieser separaten Dichtscheiben ist es auch möglich, durch Weichmetallschichten, die auf den dem Flansch 12 zugewendeten Flächen der Flansche 10 und 11 aufgetragen werden, die notwendige Dichtung zu erzielen.
Durch die beschriebene Verbindung wird ein leichtes Montieren und Demontieren der Isolierhiilsen 13 ermöglicht, da zu diesem Zweck mit der Isolierhilise auch das Rohrleitungs zwischenstiick 2 ein- oder ausgebaut wird.
Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, die Rohrleitung 1 und das Rohrleitungszwischen stiick 2 ais ein Stack auszubilden, so dass die Rohrleitung 1 statt am Flansch 1' am Flansch 10 endet. Ob ein Verzicht auf das separate Rohrleitungszwischenstiick 2 gunstig ist, hängt davon ab, wo die nächsten Rohrleitungstrennstellen vorgesehen sind.
Welter ist es auch möglich, den Flansch 12 der Isolierhiilse 13 nicht am Hülsenende, sondern beispielsweise auf der halben Lunge der Hiilse 13 anzubringen. Dies hat den Vorteil geringe- rer Austraglänge der Hiilse 13, dem unter Umständen als Nachtell eine weniger giinstige Ein- und Ausbaumbglichkeit gegeniibersteht.
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PATENT APPLICANT) CHE
1. Electrically insulating connection between two water-carrying pipelines with an insulating body clamped between adjacent flanges of the lines, characterized in that the insulating body consists of a sleeve (13) extending coaxially into at least one of the two pipelines and a single sleeve (13) clamped between the flanges Flange (12).
2. Connection according to claim 1, characterized in that the flange (12) of the Hitlse (13) is attached to one end thereof.
3. Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating body consists of ceramic material.
4. Connection according to one of claims 1 to 3, arranged on a pitch circle of the pipe flanges
Stud bolts, characterized in that the outside diameter (DF) of the flange (12) of the sleeve (13) is smaller than the pitch circle diameter (DT) reduced by a bolt diameter (d).
5. A connection according to claim 4, characterized in that the bolts of the screws (15) are surrounded by Isolierbflchsen (40).
6. A connection according to any one of claims 4 or 5, characterized in that between the flange (12) of the sleeve (13) facing away from at least one of the pipe flanges (10, 11) and the head and / or the nut (29) each
Screw (15) a sleeve-shaped insulating part (24) is arranged.
7. A connection according to one of claims 4 to 6, characterized in that between the head and the nut (29) of each screw (15) outside the flange (12) of the sleeve (13) and the pipe flanges (10, 11) at least one
Washer (20, 26, 28) and at least one plate spring (27) are arranged.
8. A connection according to claim 6, characterized in that a protective tube (46) made of electrically insulating material is stylipt over the section of each screw (15) extending through the sleeve-shaped insulating part (24).
9. Connection according to one of claims 1 to 8, characterized in that the section of the pipeline over which the sleeve (13) extends is designed as a pipeline intermediate piece (2) detachable from the remaining pipeline (1).
10. A connection according to one of claims 4 to 9, characterized in that between the two pipeline flanges (10, 11) is provided with an insulating layer (51) surrounding the screws (15) and the flange (12) of the sleeve (13) Catch ring (50) is provided.
11. A connection according to one of Claims 1 to 10, characterized in that a resiliently sealing intermediate layer (21, 22) is arranged between the pipe flanges (10, 11) and the flange (12) of the sleeve (13).
12. Connection according to one of claims 1 to 11, characterized in that the insulating body (12, 13) is relieved of bending forces by an adjacent, resilient section (4) of at least one of the two pipelines (1, 3).
The invention relates to an electrically insulating connection between two water-carrying pipes with an insulating body clamped between adjacent flanges of the pipes.
When using electric steam generators or hot water generators heated by means of electrodes, companies that distribute electrical energy or the technical inspection authorities require that the electric boilers are electrically insulated.The supply and discharge pipes for the medium (water and / or steam) of an electric boiler must be installed therefore be electrically interrupted. To this end, it is known to arrange an insulating body between two flanges of a pipeline. The insulating orper, which mostly consists of porcelain, forms a tube at both ends of which a flange is provided for connecting to the corresponding flange of the pipeline.
A connection made using such an insulating body is exposed to a considerable risk of breakage because of the relatively great brittleness of porcelain, especially since additional thermal stresses must always be expected.
The invention is based on the object of improving an electrically insulating connection of the type mentioned at the outset in such a way that the risk of breakage of the insulating body is considerably reduced.
This object is achieved according to the invention in that the insulating body consists of a sleeve extending coaxially into at least one of the two pipelines and a single flange clamped between the flanges.
This new design of the insulating body avoids an insulating tube stressed only on the inside by the pressure of the flowing water, because the sleeve extending coaxially into at least one of the two pipelines is acted upon by the same pressure of the flowing water on both sides. This essentially eliminates the risk of the insulating body breaking.
The sleeve of the new insulating body creates a sufficient distance on the water side between the metallic pipelines of different electrical potential, so that a negligible current passes through the insulating connection due to the relatively low electrical conductivity of the water.
According to an advantageous embodiment of the invention, the section of the pipeline over which the invention extends is designed as an intermediate pipeline piece that can be detached from the rest of the pipeline. This greatly simplifies the assembly and disassembly of the insulating body, since it can be haunted in and out together with the intermediate pipeline.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail in the following description with reference to the drawing, which shows a longitudinal section through a connection according to the invention.
According to the drawing, a water-carrying pipeline 1 of an electric boiler (not shown) is provided, to which a pipeline adapter 2 is connected, which in turn is connected to a pipeline 3 which is designed as a corrugated pipe 4 in its section adjacent to the pipe adapter 2. The pipeline 1 and the pipeline interstice 2 are tightly connected via their flanges 1 and 2 'in a known manner, not shown, by means of stud bolts distributed over the circumference of the flanges.
A high electrical potential difference exists between the pipeline intermediate piece 2 and the pipeline 3 when the electric boiler is in operation.
A sleeve 13 made of electrically insulating material extends coaxially into the intermediate pipeline piece 2 and has a flange 12 at its lower end in the drawing. The flange 12 is clamped between two adjacent flanges 10 and 11 of the pipeline intermediate piece 2 or the pipeline 3, wherein between the flange 10 and the flange 12 and between the flange 12 and the flange 11 a flat, flexible sealing washer 22 or
21 is arranged. The inner contour of the sleeve 13 is designed such that the diameter at its upper and lower end is essentially the same as the inner diameter of the pipeline 1 or the inner diameter of the pipeline 3.
The inner diameter of the pipe intermediate piece 2 is somewhat larger than the outer diameter of the sleeve 13, so that a narrow annular space is created between the inner file of the intermediate piece and the outer surface of the sleeve 13 and the sleeve is acted upon inside and outside by the pressure of the flowing water during operation is.
The flanges 10 and 11 of the pipe intermediate piece 2 or the pipe 3 are connected to one another by means of several stud bolts 15 distributed over the flange circumference.
The outer diameter DF of the flange 12 of the sleeve 13 is smaller by at least the bolt diameter d of the screws 15 than the pitch circle diameter DT on which the screw bolts 15 are arranged. All screw bolts 15 are surrounded by a common catch ring 50, which extends between the flanges 10 and 11 and leaves only a narrow gap between itself and the sealing washer 22. The catch ring 50 consists of metallic material and is provided with an electrical insulation layer 51 on its surface. If the flange 12 breaks, the catch ring 50 prevents fragments from flying away and water or steam from escaping through a large cross-section.
A washer 20 is provided between the head of each stud screw 15 and the flange 11. In the area of each screw, a washer 23 made of flexible material is arranged on the upper side of the flange 10 in the drawing, on which a sleeve-shaped insulating part 24 is supported, each surrounding a screw bolt. On the upper side of each insulating part 24 in the drawing, a flat disk 25 made of flexible material is again provided, on which a washer 5 rests. From this washer 5 to the washer 20 extends an insulating tube 40 surrounding the screw bolt. On each washer 5 there is another washer 26 with a smaller hole diameter on which four cup springs 27 are supported.
A washer 28 rests on the disc springs and is pressed against the disc springs 27 by the screw nut 29. Around the sleeve-shaped insulating part 24, the washers 5, 26, 28 and the plate springs 27 and the nut 29, a protective tube 46 is placed, which is held in the position shown in a manner not shown.
The axial length of the flange 12 of the sleeve 13 is dimensioned so that leakage currents are avoided in its outer cylinder surface. The flexible disks 21, 22, 23 and 25 serve to evenly distribute the clamping forces on the flange 12. The disks 21 and 22 also serve for sealing. Using these separate sealing disks, it is also possible to achieve the necessary seal by means of soft metal layers which are applied to the surfaces of the flanges 10 and 11 facing the flange 12.
The described connection enables easy assembly and disassembly of the insulating sleeves 13, since for this purpose the pipe intermediate piece 2 is also installed or removed with the insulating sleeve.
In a departure from the embodiment described, it is also possible to design the pipeline 1 and the pipeline intermediate piece 2 as a stack, so that the pipeline 1 ends at the flange 10 instead of at the flange 1 '. Whether it is advantageous to dispense with the separate pipe intermediate piece 2 depends on where the next pipe separation points are provided.
It is also possible to attach the flange 12 of the insulating sleeve 13 not at the end of the sleeve but, for example, on half the lungs of the sleeve 13. This has the advantage of a shorter discharge length of the sleeve 13, which under certain circumstances, as a disadvantage, is opposed to a less favorable installation and removal option.