DE1625955C - Drehbare Kupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine drehbare Kupplung ist, der an seinem einen Ende mit dem Ventilglied

zum dichten Verbinden zweier Abschnitte einer und an seinem anderen Ende mit dem Innenrohr fest

Transportleitung für verflüssigtes Gas, deren jeder verbunden ist.

aus einem von dem verflüssigten Gas durchströmten Darüber hinaus läßt sich die Erfindung noch in Innenrohr und einem dazu koaxialen, gemeinsam 5 der Weise ausgestalten, daß die erste Kammer außerdamit einen Vakuumraum begrenzendes Außenrohr dem teilweise durch einen vierten, das Innenrohr im besteht, wobei eines der beiden miteinander zu ver- Bereich seines kleineren Durchmessers mit Abstand bindenden Innenrohre mindestens im Bereich der umgebenden und zu diesem koaxial angeordneten Verbindungsstelle einen kleineren Durchmesser auf- Faltenbalg begrenzt ist, der an seinem einen Ende weist als das andere Innenrohr und sich in dieses io mit dem Ventilsitz und an seinem anderen Ende mit einschieben läßt und die Außenrohre beider Lei- 'tem Innenrohr fest verbunden ist.
tungsabschnitte je einen endseitigen Flansch auf- In der Figur der Zeichnung, die einen Axialschnitt weisen, die über eingeschobene Abdichtungselemente zeigt, ist eine erfindungsgemäße Kupplung veranmiteinander in Verbindung stehen. schaulicht, die jedoch lediglich als die Erfindung erKupplungen dieser Art dienen zum dichten Ver- 15 läuterndes, nicht aber einschränkendes Beispiel zu

binden der Abschnitte von Transportleitungen für verstehen ist.

verflüssigtes Gas, insbesondere für verflüssigtes He- In der in der Zeichnung dargestellten Form dient lium. Wesentlich für solche Leitungen ist, daß weder die erfindungsgemäße Kupplung zur Verbindung ein Wärmetransport noch ein Eindringen von höher- zweier Leitungsabschnitte A und B einer Transportsiedenden Gasen in die Innenrohre, noch eine Ab- 20 leitung.

kühlung der Außenrohre erfolgen kann, damit weder Der Leitungsabschnitt A besitzt ein Innenrohr 1, ein Verlust an transportierter Kälte noch eine Ver- in dem das verflüssigte Gas transportiert wird, und stopfung der Innenrohre durch Fremdgaspfropfen, ein dazu koaxiales Außenrohr 2.
noch ein Vereisen der Kupplungen an ihrer Außen- In gleicher Weise besitzt der Leitungsabschnitt B seite auftritt. 25 ein Innenrohr 3, dessen Durchmesser mindestens im Die bekannten Kupplungen,, wie sie in der briti- Bereich der Verbindungsstelle der beiden Leitungsschen Patentschrift 794 761 beschrieben sind, ver- abschnittet und B kleiner ist als der Durchmesser mögen diese Forderung nicht vollkommen zu erfül- des Innenrohres 1, damit man das Innenrohr 3 in das len, und es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Innenrohr ί einschieben kann, und ein zu dem Innen-Kupplung der eingangs erwähnten Art so auszubil- 30 rohr 3 koaxiales Außenrohr 4.
den, daß eine vollkommene thermische und mecha- Die Rohre 1 und 2 des Leitungsabschnitts A und nische Isolierung zwischen Innen- und Außenrohren die Rohre 3 und 4 des Leitungsabschnitts B sind auf der zu verbindenden Leitungsabschnitte insbeson- ein und dieselbe Achse ausgerichtet,
dere an ihrer Verbindungsstelle bei beliebiger Win- Die eigentliche Kupplung besitzt insbesondere ein kellage dieser Leitungsabschnitte relativ zueinander 35 ringförmiges Ventilglied 5, das innen über einen gewährleistet ist. metallischen Faltenbalg 6 mit dem Innenrohr 1 ver-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch bunden ist und davon getragen wird, und einen ebenein Ventilglied und einen Ventilsitz, die jeweils auf falls ringförmigen Ventilsitz 7, der innen über einen einem der beiden miteinander zu verbindenden In- metallischen Faltenbalg 8 mit dem Innenrohr 3 vernenrohre angebracht sind und miteinander zusam- 40 bunden ist und davon getragen wird. Bei der relamenwirken, durch einen sich zwischen dem Flansch tiven Lage der Rohre 1 und 3 zueinander, bei der und dem Ventilsitz an dem einen Leitungsabschnitt das Ventilglied 5 auf seinem Ventilsitz 7 ruht, bilden erstreckenden und zwischen einer mit dem Flansch diese beiden Elemente zusammen mit den Faltenverbundenen Hülse und dem Ventilsitz einen mit bälgen 6 und 8 eine abgedichtete Kammer 9, die das dem Vakuumraum im Inneren dieses tragenden Lei- 45 freie Ende des Rohres 1 umgibt, in dem das Ende tungsabschnittes verbundenen Raum schaffenden des Rohres 3 enthalten ist. Praktisch bilden die ersten Faltenbalg, durch einen sich zwischen dem Wände dieser Kammer 9 einen ersten Behälter, der Ventilglied und dem Flansch an dem anderen Lei- eine primäre Abdichtung der Verbindungsstelle der tungsabschnitt erstreckenden und dazwischen einen Innenrohre 1 und 3 gegenüber dem Außenraum gemit dem Vakuumraum im Inneren dieses Leitungs- 50 währleistet.

abschnitte verbundenen Raum begrenzenden zweiten Außerdem besitzt die Kupplung in gleicher Weise

Faltenbalg und durch Mittel, die gemeinsam mit einen fest mit dem Außenrohr 2 des Leitungsab-

dem Ventilglicd und seinem Ventilsitz eine rund um Schnitts A verbundenen Flansch 10, der in einer zu

das freie Ende des Innenrohres mit größerem Durch- diesem Leitungsabschnitt transversal verlaufenden

messer angeordnete erste Kammer schaffen, die nicht 55 Ebene liegt, und einen fest mit dem Außenrohr 4 des

mit einer zwischen dem ersten Faltenbalg und dem Leitungsabschnitts B über eine zu den Rohren der

zweiten Faltenbalg eingeschlossenen zweiten Kam- Leitungsabschnitte A und B der Transportleitung

mer in Verbindung steht. koaxiale Hülse 12 fest verbundenen Gegenflansch 11.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplungsausführung An dem freien Ende der Hülse 12 ist ein Ende

bilden das Ventilglied und der Ventilsitz einen zu- 60 eines metallischen Faltenbalges 13 befestigt, dessen

sätzlichen Schirm zwischen dem Ende der Innen- anderes Ende in der Nähe von dessen Umfang fest

rohre und der durch die Abdichtungselemente abge- mit dem Ventilsitz 7 verbunden ist.

schlossenen Kammer und vervollständigen damit die Der zwischen dem Faltenbalg 13, dem Ventilsitz 7,

angestrebte Isolierung in der gewünschten Weise. dem Faltenbalg 8 und der Hülse 12 eingeschlossene

Eine erste Weiterbildung der Erfindung besteht 65 Raum 14 steht mit dem zwischen dem Innenrohr 3

darin, daß die erste Kammer teilweise durch einen und dem Außenrohr des Leitungsabschnitts B ein-

dritten, das Innenrohr mit Abstand umgebenden und geschlossenen Raum in Verbindung und ist damit

zu diesem koaxial angeordneten Faltenbelag begrenzt ebenfalls evakuiert.

An dem Flansch 10 ist ein Ende eines metallischen Faltenbalges 15 befestigt, dessen anderes Ende fest mit dem Ventilglied 5 verbunden ist, wobei der Faltenbalg 15 den ebenfalls mit dem Ventilglied 5 verbundenen Faltenbalg 6 umgibt. Der zwischen dem Faltenbalg 15, dem Ventilglied 5, dem Faltenbalg 6 und dem Innenrohr 1 des Leitungsabschnitts Λ eingeschlossene Raum 16 steht in Verbindung mit dem zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 des Leitungsabschnitts A befindlichen Raum und ist damit ebenfalls evakuiert.

Jedes der Enden der Leitungsabschnitte A und B wird dementsprechend durch einen Behälter 14 oder

16 verlängert, in dem Vakuum herrscht, wobei sich die Behälter 14 und 16 überdecken und so eine thermische Isolierung des in den Innenrohren 1 und 3 strömenden flüssigen Gases gegenüber dem Außenraum sicherstellen.

Außerdem schaffen die die Faltenbälge 13 und 15 zwischen sich, dem Ventilglied 5, dem Ventilsitz 7, dem Flansch 10 und dem Gegenflansch 11 einen durch einen zwischen dem Flansch 10 und dem Gegenflansch 11 eingefügten und teilweise in einer in die Berührungsfläche des Flansches 10 eingearbeiteten ringförmigen Ausnehmung 19 enthaltenen Dichtungsring 18 gegenüber dem Außenraum dicht abgeschlossenen freien Raum 17.

Die Wände dieses freien Raumes 17 bilden einen zweiten Behälter, der eine sekundäre Abdichtung für die Verbindungsstelle der Innen rohre 1 und 3 der Leitungsabschnitte A und B gegenüber dem Außenraum gewährleistet, da dieser freie Raum etwaige Leckverluste, die zwischen dem Ventilglied 5 und dem Ventilsitz 7 auftreten können, aufnimmt. Die Zentrierung der Faltenbälge 13 und 15 erfolgt automatisch durch die Einstellung des Ventilgliedes 5 auf seinem Ventilsitz 7.

Zur Montage der Kupplung zwischen die beiden Leitungsabschnitte A und B einer Transportleitung wird der Gegenflansch 11 mittels eines Druckringes 21 gegen den Dichtungsring 18 auf dem Flansch 10 angedrückt, wozu der Druckring 21 mit öffnungen 22 versehen ist, die zusammen mit entsprechenden öffnungen 23 in dem Flansch 10 den Durchgang von Befestigungselementen für den Druckring 21 an dem Flansch 10, wie z. B. Schrauben, Bolzen oder ähnlichen Organen, ermöglichen. Der von dem Gegenflansch 11 auf den Dichtungsring 18 ausgeübte Druck wird mittels des Druckringes 21 in der Weise geregelt, daß eine Drehung des Gegenflansches 11 gegenüber dem Dichtungsring 18 keine Leckstelle der Kammer

17 zur Folge hat.

Nach der Montage der Kupplung zwischen die beiden Leitungsabschnitte A und B einer Transportleitung und der Herstellung des Umlaufes von verflüssigtem Gas, z. B. von flüssigem Helium, in dieser Leitung tritt anfänglich ein geringer Austritt von flüssigem Helium durch die Mündung des Innenrohres 1 auf, welches Helium in der Kammer 9 in Berührung mit deren Wänden augenblicklich verdampft, da diese Wände anfänglich eine der Umgebungstemperatur entsprechende Temperatur aufweisen. Diese Verdampfung von Helium in der Kammer 9 ruft einen Druckanstieg in dieser Kammer hervor.

Tritt zwischen dem Ventilglied und dem Ventilsitz 7 ein geringer Leckverlust auf, so dehnt sich das verdampfte Helium aus diesem Leckverlust sofort in die durch den Dichtungsring 18 abgeschlossene Kammer 17 hinein aus, was selbstverständlich zu einem Druckanstieg in dieser Kammer 17 führt.

Nach kurzer Betriebsdauer stellt sich ein Gleichgewicht zwischen den in den Innenrohren 1 und 3 in der Kummer 9 und in der Kammer 17 herrschenden Drucken ein, und dieses Gleichgewicht führt zu:

— dem Aufhören jeglicher Leckverluste an flüssigem Helium durch die Mündung des Innenrohres 1,

— der Stabilisierung der Temperatur des Ventilgliedes 5 und des Ventilsitzes 7 auf eine zwischen der Temperatur des flüssigen Heliums und der Umgebungstemperatur liegende mittlere Temperatur.

Auf diese Weise bleibt die Dichtung 18 auf Umgebungstemperatur, da der Kältetransport über die metallischen Faltenbälge sehr gering ist.

Außerdem steht das in den abgeschlossenen Be-

ao haltern 14 und 16 herrschende Vakuum weder mit dem Außenraum noch mit dem Heliumkreislauf in Verbindung. Auch wenn man die beiden Abschnitte der Transportleitung für das Helium voneinander trennt, bleibt das Vakuum in den beiden abgeschlossenen Behältern 14 und 16 aufrechterhalten, da es von dem Vakuum in den Leitungsabschnitten unabhängig ist. .

Die Bauelemente der Kupplung bestehen vorteilhafterweise aus Metall und sind zu ihrer gegenseitigen Festlegung miteinander verschweißt. Die Rohre der Leitungsabschnitte selbst sind in üblicher Weise Rohre aus rostfreiem Stahl.

Die erfindungsgemäße Kupplung bietet insbesondere die nachstehenden Vorteile:

— geringer longitudinaler Raumbedarf,

— Verminderung der thermischen Verluste durch eine doppelte Isolierung mittels Vakuum an der Verbindungsstelle,

— beliebige winkelmäßige Einstellbarkeit der beiden miteinander verbundenen Leitungsabschnitte relativ zueinander,

— leichte und rasche Aufbau- und Abbaumöglichkeit der Kupplung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Drehbare Kupplung zum dichten Verbinden zweier Abschnitte einer Transportleitung für verflüssigtes Gas, deren jeder aus einem von dem verflüssigten Gas durchströmten Innenrohr und einem dazu koaxialen, gemeinsam damit einen Vakuumraum begrenzendes Außenrohr besteht, wobei eines der beiden miteinander zu verbindenden Innenrohre mindestens im Bereich der Verbindungsstelle einen kleineren Durchmesser aufweist als das andere Innenrohr und sich in dieses einschieben läßt und die Außenrohre beider Leitungsabschnitte je einen endseitigen Flansch aufweisen, die über eingeschobene Abdichtungselemente miteinander in Verbindung stehen, gekennzeichnet durch ein Ventilglied (5) und einen Ventilsitz (7), die jeweils auf einem der beiden miteinander zu verbindenden Innenrohre (1 bzw. 3) angebracht sind und miteinander zusammenwirken, durch einen sich zwischen dem Flansch (11) und dem Ventilsitz (7) an dem einen Leitungsabschnitt (B) erstreckenden und zwischen einer mit dem Flansch (10) verbundenen Hülse

(12) und dem Ventilsitz (7) einen mit dem Vakuumraum im Inneren dieses tragenden Leitungsabschnittes (B) verbundenen Raum (14) schaffenden ersten Faltenbalg (13), durch einen sich zwischen dem Ventilglied (5) und dem Flansch (10) an dem anderen Leitungsabschnitt (A) erstreckenden und dazwischen einen mit dem Vakuumraum im Inneren dieses Leitungsabschnittes (A) verbundenen Raum begrenzenden zweiten Faltenbalg (15) und durch Mittel, die gemeinsam mit dem Ventilglied (5) und seinem Ventilsitz (7) eine rund um das freie Ende des Innenrohres (1) mit größerem Durchmesser angeordnete erste Kammer (9) schaffen, die nicht mit einer zwischen dem ersten Faltenbalg (13) und dem zweiten Faltenbalg (15) eingeschlossenen zweiten Kammer (17) in Verbindung steht. ·

2. Drehbare Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (9) teilweise durch einen dritten das Innenrohr (1) mit Abstand umgebenden und zu diesem koaxial angeordneten Faltenbalg (6) begrenzt ist, der an seinem einen Ende mit dem Ventilglied (5) und an seinem anderen Ende mit dem Innenrohr (1) fest verbunden ist.

3. Drehbare Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (9) außerdem teilweise durch einen vierten, das Innenrohr (3) im Bereich seines kleineren Durchmessers mit Abstand umgebenden und zu diesem koaxial angeordneten Faltenbalg (8) begrenzt ist, der an seinem einen Ende mit dem Ventilsitz (7) und an seinem anderen Ende mit dem Innenrohr (3) fest verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen