DE3310034A1 - Arrangement for the connection of pipelines - Google Patents

Abstract

In a connecting arrangement of lines for the transport of cryogenic media by means of a plug connection (male-female connection), the plug connection is covered by means of a plastic sleeve which is seated, at normal temperatures, with play on the ends which are to be connected.

Description

Anordnung zum Verbinden von LeitungsrohrenArrangement for connecting conduits

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbinden von Leitungsrohren zum Transport von tiefgekühlten Medien bzw. zum Anschluß von Armaturen, Abschlußstücken etc. an solche Leitungsrohre, bei der die zu verbindenden Teile an ihren Enden ineinandergesteckt sind.The invention relates to an arrangement for connecting conduits for the transport of deep-frozen media or for the connection of fittings, end pieces etc. to such conduits in which the parts to be connected are plugged into one another at their ends are.

Aus einer älteren Anmeldung (P 3142702.2 vom 28.10.1981) ist eine Steckverbindung für die Innenrohre einer vakuumisolierten Rohrleitung bekannt, bei der die Innenrohre nach Art einer Male-Female-Verbindung zusammengesteckt sind. Bei dieser Art der Verbindung kann an der stirnseitigen Verbindung der Rohre Flüssigkeit austreten und in den Ringspalt zwischen den Rohren der Steckverbindung eintreten und dort verdampfen. Da dieser Ringspalt an seinem anderen Ende abgedichtet ist, baut sich ein Druckpolster auf, welches einen weiteren Austritt von Flüssigkeit aus dem Innenrohr verhindert. Dieses Druckpolster baut sich aber nur bei einer vertikalen Anordnung des Leitungsrohres auf und dann auch nur dann, wenn das Male-Ende von oben in das Female-Ende eingeführt ist.From an older application (P 3142702.2 from October 28, 1981) is one Plug connection for the inner tubes of a vacuum-insulated pipeline known at which the inner tubes are plugged together like a male-female connection. With this type of connection, liquid can form at the end connection of the pipes exit and enter the annular gap between the tubes of the plug connection and evaporate there. Since this annular gap is sealed at its other end, A pressure cushion builds up, which causes a further leakage of liquid from the inner tube prevented. This pressure cushion builds up but only with a vertical arrangement of the line pipe and then only then, when the male end is inserted into the female end from above.

Um die Wärmeverluste an der Steckverbindung zu verringern, ist bei der älteren Anmeldung vorgeschlagen worden, im Bereich der Verbindungsstelle im Innenrohr ein Rohrstück vorzusehen, welches aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Rohren besteht und dessen Ringraum endseitig abgedichtet und evakuiert ist. Diese Vorgehensweise ist recht aufwendig und führt nicht immer zu dem gewünschten Erfolg.In order to reduce the heat loss at the connector, is at the earlier application has been proposed in the area of the junction in Inner tube to provide a piece of pipe, which consists of two concentrically arranged Pipes and the annular space is sealed and evacuated at the end. These The procedure is quite complex and does not always lead to the desired success.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung anzugeben, bei der die Leckverluste und damit die Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert sind. Darüber hinaus soll eine weitestgehend wärmeverlustfreie Anordnung der Rohrleitung in jeder beliebigen Lage möglich sein.The invention is based on the object of specifying a pipe connection, in which the leakage losses and thus the heat losses are reduced to a minimum. In addition, the pipeline should be arranged with as little heat loss as possible be possible in any position.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Steckverbindung durch eine bei Normaltemperatur mit Spiel auf den zu verbindenden Enden aufsitzende Muffe aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff, überdeckt ist. Es hat sich gezeigt, daß beim Durchströmen des Innenrohres des Leitungsrohres die Kunststoffmuffe sich wesentlich stärker zusammenzieht als die Metallrohrenden und sich somit nachhaltig fest auf die Innenrohrenden auflegt. Es entsteht also quasi eine Schrumpfverbindung.This task is achieved with an arrangement of the type mentioned at the beginning solved in that the connector by a normal temperature with play Plastic sleeve, preferably seated on the ends to be connected a thermoplastic, is covered. It has been shown that the The plastic sleeve flows through the inner pipe of the conduit pipe significantly contracts more than the ends of the metal pipe and is therefore firmly open over the long term the inner pipe ends. A shrink connection is created, so to speak.

Mit besonderem Vorteil weist die Muffe an ihrer inneren Oberfläche ringförmige Ausnehmungen auf. Diese ringförmigen Ausnehmungen bilden eine Labyrinthdichtung und erhöhen einmal den Anpreßdruck und damit die Abdichtung, zum anderen wirken die sich bildenden ringförmigen Kammern im Sinne einer Labyrinthdichtung. Aus der Vielzahl der Kunststoffe hat sich Polytetrafluoräthylen als besonders geeignet erwiesen. Ist die Rohrleitung einer radioaktiven Strahlung ausgesetzt, so wird man zweckmäßigerweise Niederdruckpolyäthylen vorziehen. Beide Werkstoffe sind genügend kältefest, so daß sie bei einer Biegung der Leitung nicht zerbersten. Besteht die Leitung aus gewellten Leitungsrohren, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, auf das eine Ende des Wellrohres eine Metallbüchse aufzuschweißen, die an ihrem freien Ende einen zylindrischen Teil aufweist, an das Ende des anderen Wellrohres ein Glattrohr anzuschweißen, dessen freies Ende ebenfalls eine Metallbüchse mit einem zylindrischen Teil aufweist und die Kunststoffmuffe auf die zylindrischen Teile aufzusetzen. Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich mit besonderem Vorteil für eine aus mindestens zwei gewellten koaxial zueinander angeordneten Rohren bestehende Transportleitung verwenden, bei welcher der Ringraum zwischen den Rohren vakuumisoliert ist. Solche Rohrleitungen werden zum Transport von Flüssiggasen, wie z. B. flüssigem Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Wasserstoff usw., verwendet. Der Vorteil einer aus gewellten Leitungsrohren bestehenden Rohrleitung ist darin zu sehen, daß diese einmal in sich flexibel und darüber hinaus in großen Längen gefertigt werden kann, auf Kabel trommeln aufgewickelt werden kann und von dieser direkt abgezogen und verlegt werden kann.The sleeve has a particular advantage on its inner surface annular recesses. These annular recesses form a labyrinth seal and on the one hand increase the contact pressure and thus the seal, on the other hand they act the forming ring-shaped chambers in the sense of a labyrinth seal. From the Polytetrafluoroethylene has proven to be particularly suitable for a large number of plastics. If the pipeline is exposed to radioactive radiation, it will be expedient Prefer low pressure polyethylene. Both materials are sufficiently cold-resistant so that they do not if the line bends burst. Is the Line made from corrugated conduit pipes, it has proven to be useful on the weld on one end of the corrugated pipe a metal sleeve, which at its free end has a cylindrical part, at the end of the other corrugated pipe a smooth pipe to be welded, the free end of which is also a metal sleeve with a cylindrical Has part and put the plastic sleeve on the cylindrical parts. the The arrangement according to the invention can be particularly advantageous for one of at least two corrugated coaxially arranged pipes existing transport line use, in which the annulus between the pipes is vacuum-insulated. Such Pipelines are used to transport liquefied gases, such as B. liquid oxygen, Nitrogen, helium, hydrogen, etc. are used. The advantage of a corrugated Line pipes existing pipeline can be seen in the fact that this once in itself flexible and can also be manufactured in great lengths, on cable drums can be wound up and can be pulled off and laid directly from this.

Gegenüber starren Rohrsystemen kann bei dieser Rohrleitung also auf eine Vielzahl von Verbindungsstellen verzichtet werden.Compared to rigid pipe systems, this pipeline can open up a large number of connection points can be dispensed with.

Die Erfindung ist anhand der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is shown schematically on the basis of FIGS. 1 and 2 Embodiments explained in more detail.

Die zwei miteinander zu verbindenden Leitungsrohre 1 a und 1 b bestehen aus einem gewellten Innenrohr 2 a, 2 b, einem Außenwellrohr 3 a, 3 b sowie einem Polyäthylenaußenmantel 4 a, 4 b. Der Ringraum zwischen den Rohren 2 a, 2 b und 3 a, 3 b ist vakuumisoliert. Derartige Leitungen werden bevorzugt zum Transport von tiefgekühlten Medien, wie flüssigem Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Helium etc., verwendet. Gegebenenfalls kann das Außenrohr 3 a bzw. 3 b noch von weiteren Wellrohren, die gegeneinander isoliert sind, umgeben sein. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen solchen Leitungsrohrenden wird zunächst das Außenrohr 3 a bzw. 3 b über eine bestimmte Länge abgesetzt und auf das innere Wellrohr 2 a zunächst eine Büchse aufgeschraubt und das Wellrohrende stirnseitig mit der Büchse 5 verschweißt. Auf das Außenrohr 3 a wird eine Schraubbüchse 6 aufgeschraubt und in der gleichen Weise mit dem Wellrohr 3 verschweißt. Am äußeren Umfang der Schraubbüchse 6 ist ein Rohrstück 7 angeschweißt, welches gemeinsam mit einem weiteren Rohrstück 8, welches am äußeren Umfang der Büchse 5 angeschweißt ist, einen Ringraum 9 bildet. Dieser Ringraum 9 ist durch einen Ring 10, der sowohl mit dem Rohrstück 7 als auch mit dem Rohrstück 8 verschweißt ist, abgeschlossen. Der Ringraum 9 ist, wie ersichtlich, mit dem zwischen den Rohren 2 a und 3 a befindlichen Ringraum verbunden, d. h., der Ringraum 9 ist ebenfalls evakuiert. An den Ring 10 ist ein Flansch 11 angeschweißt.The two line pipes 1 a and 1 b to be connected are made from a corrugated inner tube 2 a, 2 b, an outer corrugated tube 3 a, 3 b and one Polyethylene outer jacket 4 a, 4 b. The annular space between the tubes 2 a, 2 b and 3 a, 3 b is vacuum insulated. Such lines are preferred for the transport of cryogenic media such as liquid oxygen, nitrogen, hydrogen, helium etc., used. If necessary, the outer tube 3 a or 3 b can also be of other Corrugated pipes, which are insulated from each other, be surrounded. To make a Connection between such pipe ends is first the outer pipe 3 a or 3 b deposited over a certain length and initially on the inner corrugated pipe 2 a a sleeve is screwed on and the end of the corrugated pipe is welded to the sleeve 5 at the end. On the outer tube 3 a is a screw sleeve 6 is screwed on and welded to the corrugated pipe 3 in the same way. On the outer circumference of the screw sleeve 6, a pipe section 7 is welded on, which together with another pipe section 8, which is welded to the outer circumference of the sleeve 5, forms an annular space 9. This annular space 9 is through a ring 10, which both with the pipe section 7 and is welded to the pipe section 8, completed. The annular space 9 is, as can be seen, connected to the annular space located between the tubes 2 a and 3 a, d. H., the annular space 9 is also evacuated. A flange 11 is welded to the ring 10.

An das Ende des Innenrohres 2 b ist in nicht näher beschriebener Weise ein Glattrohrstück 12 angeschweißt, an dessen freies Ende eine Büchse 13 ebenfalls angeschweißt ist. Auf das Außenrohr 3 b ist eine Büchse 14 aufgeschraubt und mit dem Ende des Rohres 3 b verschweißt. Auf den äußeren Umfang der Büchse 14 ist ein Rohrstück 15 aufgeschweißt, an dessen freies Ende ein Flansch 16 über ein Zwischenteil 17 angeschweißt ist. Ein Rohr 18 ist mit dem Innenraum des Zwischenteiles 17 und dem äußeren Umfang der Büchse 13 verschweißt. Der zwischen dem Glattrohrstück 12 und dem Rohr 18 befindliche Ringraum ist direkt mit dem Ringraum zwischen den Rohren 2 b und 3 b verbunden, d. h. ebenfalls evakuiert. At the end of the inner tube 2 b is not described in detail Way a smooth pipe piece 12 is welded, at the free end of a sleeve 13 also is welded on. A sleeve 14 is screwed onto the outer tube 3 b and with welded to the end of the tube 3 b. On the outer periphery of the sleeve 14 is a Pipe section 15 welded on, at the free end of which a flange 16 via an intermediate part 17 is welded on. A tube 18 is connected to the interior of the intermediate part 17 and the outer periphery of the sleeve 13 is welded. The between the smooth pipe section 12 and the annulus located on the tube 18 is directly with the annulus between the tubes 2 b and 3 b connected, d. H. also evacuated.

Zwecks Herstellung einer Verbindung wird nun das Ende des Leitungsrohres 1 b in das Ende des Leitungsrohres 1 a, wie in der Zeichnung dargestellt, eingeführt. Wesentlich ist dabei, daß der äußere Durchmesser des Rohres 18 nur soviel geringer ist als der Innendurchmesser des Rohrstücks 8, daß beide Teile leicht ineinander geschoben werden können. In order to establish a connection, the end of the pipe is now 1 b into the end of the pipe 1 a, as shown in the drawing, inserted. It is essential that the outer diameter of the tube 18 is only so much smaller is than the inner diameter of the pipe section 8 that the two parts easily interlock can be pushed.

Die Büchsen 5 und 13 weisen je ein zylindrisches Teil 5 a und 13 a auf, auf welchen eine Muffe 19 aus Kunststoff, vorzugsweise Niederdruckpolyäthylen oder Polytetrafluoräthylen, so aufgesetzt ist, daß zwischen den zylindrischen Teilen 5 a bzw. 13 a und dem inneren Durchmesser der Muffe 19 ein leichtes Spiel vorherrscht. Strömt nun beispielsweise nach dem Zusammenstecken der Rohrleitungsenden flüssiger Stickstoff durch die Innenrohre 2 a bzw. 2 b, so kühlt sich auch die Kunststoffmuffe 19 allmählich ab und schrumpft aufgrund des gegenüber dem Metall wesentlich höheren Ausdehnungskoeffizienten auf die zylindrischen Teile 5 a und 13 a auf und sorgt somit für eine nachhaltige Abdichtung.The sleeves 5 and 13 each have a cylindrical part 5 a and 13 a on which a sleeve 19 made of plastic, preferably low-pressure polyethylene or polytetrafluoroethylene, is placed so that between the cylindrical parts 5 a or 13 a and the inner diameter of the sleeve 19 there is a slight play. For example, the flow now flows more fluidly after the pipe ends have been plugged together Nitrogen through the inner tubes 2 a and 2 b, so the plastic sleeve also cools 19 gradually decreases and shrinks due to the fact that it is much higher than that of the metal Expansion coefficient on the cylindrical parts 5 a and 13 a and provides thus for a sustainable seal.

In der Figur 2 ist der Bereich der Stoßverbindung in vergrößertem Maßstab dargestellt. Hier ist ersichtlich, daß die Kunststoffmuffe 19 eine Reihe von ringförmigen Ausnehmungen 20 aufweist, die als Labyrinthdichtung für eine verbesserte Abdichtung sorgen. Nach dem Zusammenstecken der Leitungsrohrenden werden diese mittels der Flansche 11 und 16 miteinander verbunden.In FIG. 2, the area of the butt joint is enlarged Scale shown. Here it can be seen that the plastic sleeve 19 is a row of annular recesses 20, which as a labyrinth seal for improved Provide sealing. After the pipe ends have been plugged together, they are the flanges 11 and 16 connected to one another.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Kunststoffmuffe 19 eine dauerhafte Abdichtung und damit geringe Wärmeverluste erzielt wurden. Die Leitungsrohre 1 a bzw. 1 b sowie die Verbindungsstelle kann in beliebiger Lage, d. h. horizontal und vertikal oder in anderen Lagen, verlegt werden, ohne daß es zu größeren Leckverlusten und damit zu Wärmeverlusten kommt.The main advantage of the invention is to be seen in the fact that through the plastic sleeve 19 provides a permanent seal and thus low heat losses were achieved. The line pipes 1 a or 1 b and the connection point can in any position, d. H. laid horizontally and vertically or in other positions without major leakage losses and thus heat losses.

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Claims (6)

Patentansprüche Anordnung zum Verbinden von Leitungsrohren zum Transport von tiefgekuhlten Medien bzw. zum Anschluß von Armaturen, Abschlußstücken etc.Claims arrangement for connecting conduits for transport of deep-frozen media or for connecting fittings, end pieces, etc. an solche Leitungsrohre, bei der die zu verbindenden Teile an ihren Enden ineinandergesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung durch eine bei Normaltemperatur mit Spiel auf den zu verbindenden Enden aufsitzende Muffe (19) aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoff, überdeckt ist. to such conduits in which the parts to be connected to their Ends are plugged into one another, characterized in that the connector through a sleeve that rests on the ends to be connected with play at normal temperature (19) made of a plastic, preferably a thermoplastic plastic, covered is. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (19) an ihrer inneren Oberfläche ringförmige Ausnehmungen (20) aufweist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sleeve (19) has annular recesses (20) on its inner surface. 30 Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (19) aus Polytetrafluoräthylen besteht.30 arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the The sleeve (19) is made of polytetrafluoroethylene. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (19) aus Niederdruckpoljathylen besteht.4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the The sleeve (19) is made of low-pressure poljathylen. 5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für gewellte Leitungsrohre, dadurch gekennzeichnet, daß auf das eine Ende des Wellrohres (2 a) eine Metallbüchse (5) aufgeschweißt ist, die an ihrem freien Ende einen zylindrischen Teil (5 a) aufweist, daß an das Ende des anderen Wellrohres (2 b) ein Glattrohr (12) angeschweißt ist, an dessen freies Ende ebenfalls eine Metallbüchse (13) mit einem zylindrischen Teil (13 a) angeschweißt ist und daß die Kunststoffmuffe (19) auf den zylindrischen Teilen (5 a, 13 a) aufsitzt.5. Arrangement according to claim 1 or one of the following for corrugated Line pipes, characterized in that one end of the corrugated pipe (2 a) a metal sleeve (5) is welded, which has a cylindrical at its free end Part (5 a) has that at the end of the other corrugated pipe (2 b) a smooth pipe (12) is welded to the free end of which also has a metal sleeve (13) a cylindrical part (13 a) is welded and that the plastic sleeve (19) sits on the cylindrical parts (5 a, 13 a). 6. Verwendung einer Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden für eine aus mindestens zwei gewellten koaxial zueinander angeordneten Rohren bestehende Transportleitung, bei der der Ringraum zwischen den Rohren vakuumisoliert ist.6. Use of an arrangement according to claim 1 or one of the following for one consisting of at least two corrugated tubes arranged coaxially to one another Transport line in which the annular space between the pipes is vacuum-insulated.