DE2726331A1 - Moving coupling sleeve for leakproof connecting of heating pipes - incorporates ethylene!-propylene! rubber ring seal, the fitted pipe end being PTFE coated - Google Patents
Moving coupling sleeve for leakproof connecting of heating pipes - incorporates ethylene!-propylene! rubber ring seal, the fitted pipe end being PTFE coatedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine bewegliche Muffenver-The invention relates to a movable socket assembly
bindung zwischen duktilen Cußrohren mit alternierenden Längsbewegungen, insbesondere für Fernwärmeleitungen, in deren innerem Muffenraum ein elastischer Dichtungsring angeordnet ist zur Abdichtung des Ringraumes zwischen dem Spitzende des Einsteckrohres und der Muffe.connection between ductile carbon pipes with alternating longitudinal movements, especially for district heating pipes, in the inner socket space of which there is an elastic Sealing ring is arranged to seal the annular space between the spigot end the plug-in pipe and the socket.
Erdverlegte Leitungen zum Transport vornehmlich flüssiger und gasförmiger Medien werden vielfach aus Gußrohren mit Muffenverbindungen hergestellt, die eine schnelle und einfache Montage am Verlegeort ermöglichen, insbesondere wenn eine Steckverbindung verwendet wird. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die einzelnen Rohre der Leitung gegeneinander abwinkelbar und in ihrer Längs- und Querrichtung beweglich sind und somit Lageveränderungen vollziehen können, die als Folge von Erdbewegungen, Verkehrsbelastungen und Temperaturänderungen auftreten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wie sie beispielsweise aus DT-PS 1 153 577, FR-PS 1 168 647 und aus DIN 28603-März 76 bekannt ist, stützt sich der elastische Dichtungsring gegen einen das Spitzende des Einsteckrohres mit Spiel umfassenden Haltebund an der Muffenstirnseite ab und greift in eine an den Haltebund angrenzende Ringnut ein.Underground lines for the transport of primarily liquid and gaseous Media are often made of cast iron pipes with socket connections, the one enable quick and easy installation at the installation site, especially if a Connector is used. A major advantage is that the individual pipes of the line can be angled against each other and in their longitudinal and transverse direction are movable and can therefore carry out changes in position as a result of Earthmoving, traffic loads and temperature changes occur. At a preferred embodiment as described, for example, in DT-PS 1 153 577, FR-PS 1 168 647 and is known from DIN 28603-March 76, the elastic sealing ring is supported against a retaining collar encompassing the spigot end of the insert tube with play the sleeve face and engages in an annular groove adjacent to the retaining collar a.
Die genannten Muffenverbindungen sind abgestellt auf die Verwendung von Dichtungselementen mit sehr guten dauerelastischen Eigenschaften, vornehmlich mit einem angemessen geringen Druckverformungsrest und mit einet niiigl i hst hohen Alt(rungst)eständlgkeit. Zumeist besteht deshalb der Dichtungsring aus Naturkautschuk, der sich als Dlchtungswürkstoff in dem weitaus größten Anwendungsbeleich der Gußrohre, nämlich Trinkwasserleitungen, uneingeschränkt bewährt und weltweit durchgesetzt hat.The socket connections mentioned are geared towards the use of sealing elements with very good permanently elastic properties, primarily with a reasonably low compression set and with one niiigl i ht high age (age) stability. In most cases, therefore, there is the sealing ring Made of natural rubber, which is used as a drought additive in by far the largest application area of cast iron pipes, namely drinking water pipes, have been tried and tested without restriction and worldwide has prevailed.
Nach einem älteren, nicht vorveröffentlichten Vorschlag gemäß DT-PS (Patentanmeldung P 27 14 870.5) sind Gußrohrleitungen mit beweglicher Muffenverbindung zwischen den Rohren auch für den Transport aggressiver Medien, insbesondere Heißwasser und Dampf, entwickelt worden, bei denen am Haltebund der Muffe auf die Toleranz der ineinandergesteckten Verbindungsteile abgestimmte Zentrierrippen angebracht sind und vorzugsweise anstelle von Naturkautschuk als Dichtungswerkstoff synthetische Elastomere, beispielsweise Äthylen-Propylen-Kautschuk, verwendet werden.According to an older, not previously published proposal according to DT-PS (Patent application P 27 14 870.5) are cast iron pipes with a movable socket connection between the pipes also for the transport of aggressive media, especially hot water and steam, have been developed, in which on the retaining collar of the sleeve on the tolerance Matching centering ribs attached to the nested connecting parts are and preferably synthetic instead of natural rubber as the sealing material Elastomers such as ethylene-propylene rubber can be used.
Besonders hohe Anforderungen hinsichtlich alternierender Längsbeweglichkeit infolge axialer Ausdehnung und Schrumpfung sind bei Fernwärmeleitungen gegeben. Diese werden bisher aus zusammengeschweißten Stahl-Rohrsctlüssen erstellt, was eine umständlichere Montage und einen aufwendigeren Aufbau der Leitung bedingt. Abgesehen von den im Rohrgraben erforderlichen Schweißungen sind u.a. Rohrschleifen als Längenkompensatoren erforderlich.Particularly high requirements in terms of alternating longitudinal mobility due to axial expansion and shrinkage are given in district heating pipes. So far, these have been created from welded steel pipe sections, which is a more complicated assembly and a more complex structure of the line required. Apart from that of the welds required in the pipe trench include pipe loops as length compensators necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Muffenverbindung zwischen duktilen Cußrohren der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß auch bei alternierenden Längsbewegungen der Einzelrohre, insbesondere infolge axialer Ausdehnung und Schrumpfung durch häufigen Temperaturwechsel des Transportmediums, die hohe Zuverlässigkeit der Dichtung erhalten bleibt, mit dem Ziel, aufwendige Kompensatoren und die dafür erforderlichen Baumaßnabmen einzusi>aren, ohne die Vorzüge der gummigedichteten Verbindung, wle schnelle Verlesbarkeit und Abwinkelbarkelt, nufzugeben.The invention is based on the object of a socket connection between to train ductile Cußrohren of the type mentioned so that even with alternating Longitudinal movements of the individual tubes, in particular as a result of axial expansion and shrinkage the high reliability due to frequent temperature changes of the transport medium the seal remains, with the aim of elaborate expansion joints and to understand the building dimensions required for this without taking advantage of the Rubber-sealed connection, wle quick readability and bendability, to be given.
Diese Aufgabe wird erfinlungsgemäB dadurch gelöst, daß das Spitzende des Einsteckrohres mit einem gegen das Transport medium beständigen Überzug mit niedrigem Reibungskoeffizienten für die Werkstoff-Flächenpaarung Dichtring/Einsteckrohr versehen ist.This object is achieved according to the invention in that the spigot end of the plug-in tube with a coating that is resistant to the transport medium low coefficient of friction for the material-surface pairing sealing ring / insert tube is provided.
Beim Transport aggressiver Medien, insbesondere Heißwasser von Fernleitungen, ist nicht nur die Verwendung eines gegen das Medium beständigen Dichtungswerkstoffes erforderlich ; darüberhinaus kann die langzeitige Betriebssicherheit der Dichtung noch dadurch wesentlich gefördert werden, drall an der Berührungsfläche zwischen Eins teckrohr utld Di chtungsring ein verschleißarmes Gleiten ermöglicht wird Es hat sich gezeigt, dall nicht nur die Gleitreibung, sondern auch die starke Flächenhaftung des Dichtungsringes bei den auftretenden alternierenden Längsbewegungen der Rohre zu Verschleißerscheinungen führt und die Abdichtung beeinträchtigt.When transporting aggressive media, especially hot water from long-distance pipelines, is not just the use of a sealing material that is resistant to the medium necessary ; In addition, the long-term operational reliability of the seal can still be promoted significantly as a result, twist at the contact surface between A plug-in tube utld sealing ring enables low-wear sliding It has been shown that not only the sliding friction but also the strong surface adhesion of the sealing ring during the alternating longitudinal movements of the pipes leads to signs of wear and tear and impairs the seal.
Als besonders wirksam hat sich ein Uberzug aus Polytetra-Fluor-Äthylen (Teflon) gezeigt, vorzugsweise mit einer tScilictltdicke von etwa 40 Mikrometer, insbesondere wenn der elastische Dichtungsring aus Äthylen-Propylen-Kautschtik besteht. Bei dieser Werkstoff-Flächenpaarung des Einsteckrohr-Spitzendes und des Dichtungsringes werden nicht nur unerwartet günstige Voraussetzungen bezüglich verschleißfreier ilaft- und Gleitreibung, sondern auch hinsichtlich der Beständigkeit des Dichtringes selbst gegen das aggressive tieißwasser insbesondere von Fernwärmeleitungen erreicht.A coating made of polytetrafluoroethylene has proven to be particularly effective (Teflon) shown, preferably with a thickness of about 40 micrometers, especially if the elastic sealing ring is made of ethylene-propylene rubber. With this material surface pairing of the plug-in pipe spigot end and the sealing ring are not only unexpectedly favorable conditions with regard to wear-free static and sliding friction, but also with regard to the resistance of the sealing ring achieved even against the aggressive deep water, especially by district heating pipes.
Aber auch eine Emaillierung mit einer Schichtdicke von ca.But also enamelling with a layer thickness of approx.
1 mm, eine Verchromung mit ca. 200 um Schichtdicke, sowie ein Hartlack -Überzug mit ca. 80 um Schichtdicke haben beim Einsatz mit anderen elastomeren Dichtringen, wie z.B.1 mm, a chrome plating with a layer thickness of approx. 200 μm, as well as a hard lacquer - Coating with a layer thickness of approx. 80 µm when used with other elastomer sealing rings, such as.
Naturkautschuk, gute Ergebnisse erbracht.Natural rubber, produced good results.
Wie eingangs bereits erwähnt, haben sich bei Druckrchren f<ir Trinkwasserleitungen solche Muffenverbindungen besonders bewährt, bei denen der Dichtungsriiig sich gegen einen <las Spitzende des Einsteckrohres mit Spiel umfassenden Haltebund abstützt und in eine an dem Bund angrenzen<ie Ringnut eingreift.As already mentioned at the beginning, pressure gauges for drinking water pipes such socket connections particularly proven, in which the Dichtungsriiig against supports a <read spigot end of the insert tube with a clearance encompassing retaining collar and engages in an annular groove adjacent to the collar.
Die Erfindung ermöglicht es, diese bewährte Ausführungsart für Gußrohr-Leitungen zum Transport aggressiver heißer Medien, insbesondere Fernwärmeleitungen anzuwenden, insbesondere wenn nach DT-PS .............. (Patentanmeldung P 27 14 870. 5) der Haltebund an der Muffe über seinen Innenumfang verteilte, axial verlaufende Zentrierrippen aufweist, deren radiale Höhe auf die das Spiel beeinflussende roleranz der ineinandergesteckten Verbindungsteile abgestimmt ist. Diese Maßahme ermöglicht es, solche Werkstoffpaarungen fiir den Dicht ring und den Überzug des Einsteckrohr-Spitzendes auszuwählen, die die Anforderungen hinsichtlich dauerelastischer Eigenschaften des Dichtringes, elessen Beständigkeit gegen tlas zu t ransportierende Medium und hinsichtlich der Gleiteigensciiaftei optimal erftlllen. len.The invention makes it possible to use this proven design for cast iron pipe lines to use for the transport of aggressive hot media, especially district heating pipes, especially if according to DT-PS .............. (patent application P 27 14 870. 5) the Axial centering ribs distributed around the inner circumference of the retaining collar on the sleeve has, whose radial height on the tolerance influencing the game of the nested Connecting parts is matched. This measure enables such material pairings for the sealing ring and the coating of the insert pipe spigot end, select the the requirements with regard to permanently elastic properties of the sealing ring, elessen Resistance to the medium to be transported and with regard to the slip properties optimally fulfilled. len.
Dabei wird zweckmäßig die radiale Höhe der Zentrierrippen auf das zulässige Kleinstmaß der lichten Haltebund-Weite und/o<ler das zulässige Größtmaß des Außendurchmessers des Einsteckrohres abgestimint. Dadurch bleibt die Querbeweglichkeit benachbarter Rohre (Abwinkelung; Dezentrierung infolge Er<lbewegungen) so weitgehend erhalten, als es der im Einzelfall günstigste Dichtring-Werkstoff unter Berücksichtigung seiner jeweiligen dauerelastischen Eigenschaften (Druckverformungsrest; Druckrelaxation) zuläßt, ohne die Abdichtung zu beeinträchtigen.The radial height of the centering ribs is expediently on the minimum permissible dimension of the inside retaining collar width and / or the maximum permissible dimension the outer diameter of the insert tube. This leaves the transverse mobility of adjacent pipes (angled; decentering as a result of vertical movements) so largely received than the most favorable sealing ring material in each individual case under consideration its respective permanently elastic properties (compression set; compression relaxation) allows without affecting the seal.
Nachfolgend wird die Eriintfuria snhillld d<r Zeicllnung mit Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Steck-Muffenverbindung mit beschichtetem Spitzende im Querschnitt oberhalb ihrer Mittelachse, Fig. 2 eine entsprechende Schraub-Muffenverbindung, Fig. 3 dic Muffenverbindung nach Fig. 1 mit Zentrierrippen am Muffeneingangsinnendurcinnesser und Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 3 Die Fig. 1 zeigt eine Muffe 1, deren Hohlraum 2 einen elastischen Dichtungsring 3 aus zwei Elastomeren aufnimmt, der stirnseitig durch einen Haltebund 4 begrenzt ist. Das Einsteckrohr 5 ist außen über eine der Muffentiefe entsprechenden Länge mit einem gegen das Transportmedium beständigen Überzug 6 mit niedrigem Reibungskoeffizienten für die Flächenpaarung Dichtungsring 3/Einsteckrohr 5 versehen. Der Uberzug 6 besteht aus Polytetra-Fluor-Athylen (Teflon) mit einer Schichtdicke von etwa 40 Mm. Dieser hitzebeständige Überzug wird auf die Rohroberfläche in der Weise aufgebracht, da auf die feingeschliffene, feinstgesandstrahlte, entfettete und mit einem Primer vorbehandelte Fläche die Teflonschicht in zwei Arbeitsgängen aufgespritzt und bei 350ob gesintert wird.The following is the eriintfuria snhillld d <r drawing with an exemplary embodiment described in more detail. 1 shows a plug-and-socket connection with a coated Pointed end in cross section above its central axis, Fig. 2 shows a corresponding screw-socket connection, 3 shows the socket connection according to FIG. 1 with centering ribs on the socket inlet inner diameter and FIG. 4 shows a cross section along the line II-II in FIG. 3. FIG. 1 shows a Sleeve 1, the cavity 2 of which has an elastic sealing ring 3 made of two elastomers receives, which is limited at the front by a retaining collar 4. The insert pipe 5 is on the outside over a length corresponding to the sleeve depth with a against the transport medium resistant coating 6 with a low coefficient of friction for the pairing of surfaces Provide sealing ring 3 / insert tube 5. The coating 6 consists of polytetrafluoroethylene (Teflon) with a layer thickness of about 40 mm. This heat resistant coating will applied to the pipe surface in such a way that it is finely ground, finely sandblasted, degreased and pretreated with a primer surface, the Teflon layer in two work steps sprayed on and sintered at 350ob.
Der Überzug 6 kann beispielsweise auch aus einer ca. 1 mm dicken Emaillierschicht bestehen, die auf die gesandstrahlte Oberfläche durch Aufspritzen des Crund- und des Deckemailles und Einbrennen bei ca. 8500C aufgebracht wird. Bei manchen Anwenaungsfällen haben sich auch Überzüge 6 aus Hartlack oder aus metallischem Material, insbesondere aus Chrom, bewährt um bei einem niedrigen Reibungskoeffizienten der Flächenpaarung Dichtungsring 3/Einsteckrohr 5 mit bestimmten, gegen das Transportmedium beständigen Elastomeren für 3, z.B.The coating 6 can, for example, also consist of an enamel layer approximately 1 mm thick exist, which are applied to the sandblasted surface by spraying the Crund and of the top enamel and baked in at approx. 8500C. In some use cases have also coatings 6 made of hard lacquer or of metallic material, in particular made of chrome, proven around with a low coefficient of friction the surface pairing sealing ring 3 / insert tube 5 with certain, against the transport medium resistant elastomers for 3, e.g.
Naturkautschuk, eine langlebige, zuverlässige Muffenverbindung herzustellen.Natural rubber to produce a long-lasting, reliable socket connection.
Mittels der erfindungsgemä beschichteten Einsteckrohre 5 können auch bei anderen Muffenverbindungen, beispielsweise bei einer Schraubverbindung nach Fig. 2, alternierende Längsbewegungen aufgenommen werden. Fig. 2 zeigt eine Muffe 7 mit Innengewinde, deren Hohlraum 8 einen elastischen Dichtungsring 9 aufnimmt, der sich stirnseitig gegen innen Schraubring 10 abstützt.By means of the insert pipes 5 coated according to the invention, with other socket connections, for example with a screw connection Fig. 2, alternating longitudinal movements are recorded. Fig. 2 shows a sleeve 7 with internal thread, the cavity 8 of which receives an elastic sealing ring 9, which is supported on the face against the inside screw ring 10.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Muffenverbindung wie in Fig. 1, bei der jedoch am Innenumfang des Haltebundes 4 vier Zentrierrippen 11 angeordnet sind, die sich über die Bundbreite rohraxial erstrecken.3 and 4 show a socket connection as in Fig. 1, in which however, four centering ribs 11 are arranged on the inner circumference of the retaining collar 4, which extend axially over the collar width.
Die lichte Weite D des Haltebundes 4 (einschließlich der radialen Höhe der Zentrierrippen 11) und der Außendurchmesser "d" des Einsteckrohres 5 ergeben die Begrenzung für die mögliche radiale Dezentrierung zweier Rohre einer Verbindung, z.B. infolge von Erdbewegungen. Die Weite "D" und der Außendurchmesser "d" werden dementsprechend aufeinander abgestimmt, zweckmäßig unter Berücksichtigung der für die geforderte Beweglichkeit zulässigen Toleranzwerte.The clear width D of the retaining collar 4 (including the radial Height of the centering ribs 11) and the outer diameter "d" of the insert tube 5 result the limitation for the possible radial decentering of two pipes of a connection, e.g. as a result of earth movements. The width "D" and the outside diameter "d" become accordingly coordinated, expediently taking into account the for the required mobility permissible tolerance values.
Die Muffe 1 läßt sich in einfacher Weise dadurch herstellen, daß die aufgeschweißten oder an den Haltebund angegossenen Zentrierrippen 11 mit einem radialen Übermaß hergestellt und auf ihre erforderliche radiale Höhe abgearbeitet werden.The sleeve 1 can be produced in a simple manner in that the centering ribs 11 welded on or cast onto the retaining collar with a radial one Oversize produced and processed to their required radial height.
Bei einer dementsprechenden Ausführungsform der Muffenverbindung für besonders hohe Anforderungen ist die radiale Höhe der Zentrierrippen 11 auf das zulässige Größtmaß d des Außendurchmessers des Einsteckrohres 5 derart max abgestimmt, daß sie sich aus dem zulässigen Kleinstmaß der lichten Haltebundweite und einem vorbestimmten Anteil der d-Toleranzbreite des Einsteckrohr 5- Außendurchmessers ergibt. Der jeweils zweckmäßige Betrag dieses Anteils ist von der benutzten Fertigungsanlage abhängig; er liegt erfahrungsgemäß in der Regel bei einem Sechstel bis einem Viertel. Mit dem Anteilswert 1/4 x d-Toleranzbreite beträgt bei der Nennweite 300 die Zentrierrippenhöhe maximal 2,5 mm und bei Nennweite 600 maximal 2,9 mm; die maximale Rippenhöhe ist jeweils dann verwirklicht, wenn die lichte Ist-Weite des glatten Teils des Haltebundes 4 dessen zulässiges Größtmaß hat. Hierbei ist ein elastischer Dichtungswerkstoff mit einem Druckverformungsrest von rd. 55% verwendbar. Das erlaubt die Anwendung von Dichtungsringen 3 aus gegen aggressive Medien und hohe Temperaturen überaus resistenten synthetischen Elastomeren insbesondere von Äthylen-Propylen-Kautschuk (EPDM) für Heii3wasser- und Dampf-Fernleitungen. Letzterer Dichtungsring 3-Werkstoff gewährleistet zusammen mit einem Uberzug 6 aus Polytetra-Fluor-Athylen (Teflon), der eine Schichtdicke von etwa 40 Mm haben kann, ein besonders verschleißarmes Gleiten bei geringer Haftneigung der aufeinander liegenden Dichtungsteile 3, 6 und ergibt fur diesen Anwendungszweck eine hervorragend geeignete Muffenverbindung.In a corresponding embodiment of the socket connection for Particularly high requirements are the radial height of the centering ribs 11 on the permissible maximum dimension d of the outer diameter of the insert tube 5 so max matched, that it is made up of the minimum permissible size of the clear holding waistband and a predetermined proportion of the d tolerance width of the insert pipe 5 outside diameter results. The appropriate amount of this share depends on the manufacturing facility used addicted; Experience has shown that it is usually a sixth to a quarter. With the proportional value 1/4 x d tolerance width, the centering rib height for the nominal width is 300 maximum 2.5 mm and with nominal width 600 maximum 2.9 mm; is the maximum rib height Realized in each case when the actual clear width of the smooth part of the retaining collar 4 has its maximum permissible size. Here is an elastic sealing material Can be used with a compression set of around 55%. That allows the application of sealing rings 3 against aggressive media and high temperatures resistant synthetic elastomers, especially ethylene-propylene rubber (EPDM) for hot water and steam pipelines. The latter sealing ring 3 material guaranteed together with a cover 6 made of polytetrafluoroethylene (Teflon), which can have a layer thickness of about 40 µm, a particularly low-wear sliding with a low tendency to adhere the sealing parts 3, 6 and results an excellently suitable socket connection for this purpose.
Ansprüche: Expectations:
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