NL2000933C2

NL2000933C2 - Koppelingsconstructie voor hogedrukpijp.

Info

Publication number: NL2000933C2
Application number: NL2000933A
Authority: NL
Inventors: Peter Jeroen Cloos; Lambertus Gerrit Peter Dalmolen
Original assignee: Pipelife Nederland Bv
Priority date: 2007-10-15
Filing date: 2007-10-15
Publication date: 2009-04-16
Also published as: CA2641033A1; EP2053297A2; EP2053297A3; US20090097910A1

Description

Koppelingsconstructie voor hogedrukpijp

De uitvinding heeft betrekking op een koppelingsconstructie, omvattende een koppeling (1) en tenminste een hogedrukpijp (2), welke hogedrukpijp (2) een 5 uitwendige bekledingslaag (3), een versterkingslaag (4) alsmede een inwendige voering (5) omvat, welke koppeling (1) een inwendige lasmof (13) omvat waarvan het uitwendig oppervlak (6) een schroeflijnvormig gewikkeld verwarmingselement (7) draagt, alsmede een krachtdoorleidingselement (8) dat samenwerkt met de versterkingslaag (4).

10 En dergelijke koppelingsconstmctie is bekend. Bij deze bekende koppelingsconstructie wordt een metalen verwarmingsdraad, bijvoorbeeld een koperen draad, gewikkeld rond de lasmof. Door de verwarmingsdraad te verwarmen smelt het slapen aangrenzende materiaal van de lasmof en van de inwendige bekledingslaag van de hogedrukpijp. Daardoor moet een tegen hoge drukken bestendige afdichting worden 15 verkregen tussen de lasmof en de inwendige bekledingslaag. Hoewel een dergelijke verbinding bij een relatieve lage drukken voldoet, blijken problemen op te treden bij hoge drukken, bijvoorbeeld boven 20 bar. Bij dergelijke drukken blijkt gas of vloeistof te kunnen ontsnappen langs de metalen draad. Deze mondt uit in het inwendige van de hogedrukpijp, dat wil zeggen daar waar de hoge druk heerst. Bij het smelten van het 20 materiaal van de lasmof en de inwendige bekledingslaag blijkt niet een zodanige aansluiting op de metalen draad te kunnen worden verkregen, dat een volledige afdichting is gegarandeerd. Daardoor treedt alsnog lekkage op via de grensvlakken tussen de metalen draad en het omgevende kunststofmateriaal.

Verder is bekend om bij een hogedrukpijp de inwendige bekledingslaag door 25 middel van een spiegellassen afdichtend aan te sluiten op een flensconstructie dan wel op de inwendige bekledingslaag van de naburige hogedrukpijp. Een dergelijke door spiegellassen verkregen afdichting is ook ten opzichte van hoge drukken voldoende afdichtend. Bij het vervaardigen van spiegellassen treden echter zodanige problemen op dat dit proces niet goed mogelijk is bij het vervaardigen van aansluitingen in het werk, 30 dat wil zeggen in een in de grond gegraven sleuf. Bij een dergelijke werkwijze is ingewikkelde apparatuur nodig, die kwetsbaar is en in het werk makkelijk beschadigd kan raken. Verder is in de sleuf niet veel ruimte beschikbaar om de apparatuur te plaatsen.

2

Doel van de uitvinding is daarom een koppelingsconstructie te verschaffen waarbij de koppelingen op een eenvoudiger en toch betrouwbare manier kunnen worden tot stand gebracht. Dat doel wordt bereikt doordat het verwarmingselement (7) een verwarmingsdraad (11) en een de verwarmingsdraad (11) omgevende een mantel 5 (10) omvat, en dat de lasmof (5) en de bekledingslaag (3) aan elkaar versmolten zijn door materiaal (9) afkomstig van de lasmof (5), de bekledingslaag (3) en van de verwarmingsdraad (10) omgevende mantel (10).

Bij de koppelingsconstructie volgens de uitvinding wordt de las tussen de lasmof en de inwendige bekledingslaag niet verkregen door middel van een blanke metalen 10 draad, maar door middel van een metalen draad is opgenomen in een kunststofmantel. De kunststofmantel vormt een goede afdichting ten opzichte van hoge drukken, zodanig dat geen drukverlies langs de metalen draad kan optreden. De kunststofmantel zelf immers versmelt met het kunststofmateriaal van de lasmof en van de inwendige bekledingslaag, zodat ook aldaar geen grensvlakken optreden waarlangs lekkage zou 15 kunnen plaatsvinden.

Bij voorkeur liggen de windingen (12) van de verwarmingsdraad (11) op afstand van elkaar. Daardoor wordt een regelmatige en betrouwbare afdichting tussen de lasmof en de inwendige bekledingslaag verkregen.

Bij voorkeur bevinden de aansluitingen van de verwarmingsdraad (11) zich nabij 20 het uiteinde van de hogedrukpijp (2). Daardoor kunnen de aansluitingen van de verwarmingsdraad op eenvoudige wijze langs de versterkingslaag en de uitwendige bekledingslaag naar buiten worden geleid, in verband met aansluiting op een stroombron.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm kan de verwarmingsdraad (11) dubbel zijn 25 gewikkeld, zodanig dat de aansluitingen van de verwarmingsdraad (11) zich beide bevinden bij één en hetzelfde uiteinde van de hogedrukpijp (2). In dat verband kan verder zijn voorzien dat de dubbel gewikkelde verwarmingsdraad (11) twee zich naast elkaar uitstrekkende draaddelen bezit die aan een van hun uiteinden onderling zijn verbonden door een met een kunstofmantel omgeven draadstuk. Aangezien ook het 30 verbindende stuk tussen beide draaddelen omgeven is met kunststofmateriaal, is verzekerd dat ook hier geen lekkage kan optreden. In een bijzondere uitvoeringsvorm zijn in de draaddelen en dat verbindende draadstuk in één geheel uitgevoerd, hetgeen betekent dat het draadstuk aldaar relatief sterk gebogen is.

3

Verder kan de lasmof (5) zijn voorzien van een rondlopende uitwendige kraag (14) tegenover welke de versterkingslaag (4) en de uitwendige bekledingslaag (3) zich bevinden. Door deze uitwendige kraag kunnen zich de aansluitingen van de verwarmingsdraad uitstrekken.

5 De koppelingsconstructie kan op verschillende manieren worden uitgevoerd.

Volgens een eerste mogelijkheid is de koppeling is voorzien van een flensconstructie welke op krachtdoorleidende wijze is verbonden met de versterkingslaag en welke afdichtend is aangesloten op de bekledingslaag. Volgens een tweede mogelijkheid is de koppeling (1) symmetrisch uitgevoerd en aan tegenover liggende einden aangesloten op 10 een respectievelijke hogedrukpijp (10).

De uitvinding betreft verder een lasmof voor gebruik bij de koppelingsconstructie zoals hiervoor beschreven, voorzien van een uitwendig oppervlak met een daarop gewikkelde draad. Volgens de uitvinding is de draad omgeven door een isolerende mantel.

15 De uitvinding betreft tevens een werkwijze voor het vervaardigen van een koppelingsconstructie zoals hiervoor schreven, omvattende de stappen van: -het verschaffen van een koppeling (1) omvattende een lasmof (5) waarvan een oppervlak (6) een schroeflijnvormig gewikkeld verwarmingselement (7) draagt, welk verwarmingselement (7) een verwarmingsdraad (11) en een de verwarmingsdraad (11) 20 omgevende mantel (10) omvat, -het verschaffen van een hogedrukpijp (2) omvattende een uitwendige bekledingslaag (3), een versterkingslaag (4) en een inwendige voering, -het plaatsen van de lasmof (5) tegen de voering, -het verwarmen van de verwarmingsdraad (11), 25 -het doen smelten van de mantel (10) van de verwarmingsdraad (11), -het doen smelten van materiaal van de voering en de lasmof (5), -het vullen van de ruimte tussen de voering en de lasmof (5) met het gesmolten materiaal van de voering, de lasmof (5) en de mantel (10).

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van enkele in 30 de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeelden.

Figuur 1 toont een detail van een eerste stap bij het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

4

Figuur 2 toont een detail van de gerede koppelingsconstructie, verkregen door het uitvoeren van de werkwijze volgens Figuur 1.

Figuur 3 toont een detail van een variant van de eerste stap volgens Figuur 1.

Figuur 4 toont een detail van Figuur 3.

5 Figuur 5 toont een complete koppelingsconstructie.

Figuren 6 en 7 tonen een tweede variant van het gerede koppelingsconstructie.

Figuur 8 toont een derde variant.

De in Figuur 1 weergegeven stap van het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding betreft de toestand waarbij de koppelingsconstructie, en in het bijzonder de 10 lasmof daarvan, nog moet worden bevestigd. Deze koppelingsconstructie bevat de in zijn geheel met 1 aangeduide koppeling alsmede de met 2 aangeduide hogedrukpijpen. De hogedrukpijpen 2 bestaan elk uit een uitwendige bekledingslaag 3, een versterkingslaag 4 en uit een inwendige voering 5; zie ook de gerede koppelingsconstructie in figuur 5.

15 De koppeling 1 omvat op zijn beurt de lasmof 13, die aan het uitwendig oppervlak 25 is voorzien van het met schroeflijnvormig gewikkelde windingen 12 aangebrachte verwarmingselement 7. Dit verwarmingselement 7 bestaat uit de metalen draad 10 en de daaromheen aangebrachte isolerende mantel 11. Deze mantel 11 bestaat uit kunststof materiaal. Het verwarmingselement 7 bestaat verder uit de elektrische 20 aansluitingen 15,16 die via de kraag 14 uitmonden op het uitwendige van het krachtdoorleidende element 8.

In de variant van de figuren 6 en 7 bestaat dit krachtdoorleidende element 8 uit de tussenmof 26, die door middel van een verdere verwarmingsdraad 27 is gesmolten aan de bekledingslaag 3 van de hogedrukpijpen 2. Verder bestaat het element 8 uit de 25 buitenmof 28, die door middel van de trapeziumvormen 29 in aangrijping is met de tussenmof 26 en die op verder niet weergegeven wijze zodanig verbonden met de versterkingslagen 4 van de hogedrukpijpen 2, dat de daarin heersende trekkrachten kunnen worden doorgeleid. Zoals weergegeven omvat het verwarmingselement 7 ter weerszijden van de kraag 17 in feite twee wikkelingen 19, 20, die elk zijn aangesloten 30 op de aansluitingen 15, 16.

Door middel van een elektrische stroom, die aangebracht wordt op de aansluitingen 15, 16, wordt het kunststof materiaal van de mantel 11 van het verwarmingselement 7, het kunststofmateriaal van de lasmof 13, alsmede het kunststof 5 materiaal van de inwendige voering 3 tot smelten gebracht. Daardoor wordt de in figuur 2 weergegeven toestand verkregen, waarbij de verwarmingsdraad 10 ingebed is tussen de aan elkaar gehechte gesmolten delen. Aangezien echter de verwarmingsdraad 10 zich bevindt in het gesmolten materiaal van de mantel 11, bestaat geen gevaar voor 5 lekkage. Ook indien in het inwendige van de hogedrukpijpen 2 hoge drukken optreden, zodanig dat het grensvlak tussen de lasmof 13 en de inwendige bekledingslagen 3 bij de uiteinden 20 bloot komt te staan aan de hoge drukken, kan geen lekkage optreden.

De metalen draad 10 is immers goed afgeschermd door het materiaal van de mantel 11, zodanig dat de grensvlakken die zich bevinden tussen de metalen draad 10 en het 10 kunststof materiaal niet blootgesteld worden aan het onder die hoge drukken staande medium.

Zoals weergegeven in de variant van Figuur 3, kan het verwarmingselement 7 uit een dubbel gewikkelde draad 10 bestaan. De dubbel slapen gewikkelde draad bestaat in feite uit een doorgaand stuk, waarvan de einden zijn aangesloten op de aansluitingen 15 15,16. Daardoor worden twee draaddelen 21,22 gevormd, die door het gebogen draadstuk 23 aan elkaar zijn verbonden zoals weergegeven in figuur 4.

In de in de figuren 1 -4 getoonde variant, is de koppelingsconstructie aangebracht tussen twee hogedrukpijpen 2. In de variant van Figuur 5 is een variant weergegeven waarbij de koppelingsconstructie is aangesloten op een enkele hogedrukpijp 2, terwijl 20 deze verder een flens 24 draagt. Door middel van deze flens 24 is de koppelingsconstructie 1 volgens Figuur 5 geschikt om een hogedrukpijp 2 aan te sluiten op bijvoorbeeld een bevatten en dergelijke, afsluiter en dergelijke.

In figuur 7 zijn de lasaansluitingen 30, 31 direct op de buitenzijde van een bus 32 aangebracht, en daartoe zijn de leidingen radiaal geleid door de flens 14, de tussenmof 25 26 en de buitenmof 28 geleid. Door middel van een bus 32 zijn deze lasaansluitingen 30, 31 beschermd. In figuur 5 zijn de lasaansluitingen 30, 31, op alternatieve wijze via de tussenmof 26 naar buiten geleid.

De in Figuur 8 getoonde variant betreft de toepassing van de lasmof 13 bij een flensverbinding. Deze flensverbinding bestaat uit het flensstuk 40, dat enerzijds 30 voorzien is van een flens 41 met bevestigingsgaten 42, en anderzijds van een kraag 43 waarover de haakverbinding 44 is aangebracht. Deze haakverbinding 44 is tevens gehaakt over de borst 45, die door middel van het gegolfde profiel 46 in aangrijping is met het krachtdoorleidende element 8. Dit krachtdoorleidende element 8 is op bekende 6 wijze door middel van een elektrische verwarmingsdraad 47 versmolten met de uitwendige bekledingslaag 3 van de hogedrukpijp 2. Deze hogedrukpijp 2 bezit verder een versterkingslaag 4 en een inwendige voering 5.

Het naar het flensstuk 40 gekeerde eind van de inwendige voering 5 bezit een 5 uitsparing 47, waarin de lasmof 13 is opgenomen. De lasmof 13 en de inwendige uitsparing 47 zijn aan elkaar versmolten door middel van de schroeflijnvormig gewikkelde windingen 12, waarvan de aansluitingen 15, 16 via de kraag 14 naar buiten zijn geleid.

De lasmof 13 bezit tevens een koppelhuls 48, die is afgedicht door de O-ring 49 10 in de hulpring 50. Deze hulpring 50 is op zijn beurt door een verdere O-ring 51 afgedicht ten opzichte van het flensstuk 40. Ter versteviging van deze verbinding is binnen de koppelhuls 48 een inwendige riug 52 voorzien.

Claims

1. Koppelingsconstructie, omvattende een koppeling (1) en tenminste een hogedrukpijp (2), welke hogedrukpijp (2) een uitwendige bekledingslaag (3), een 5 versterkingslaag (4) alsmede een inwendige voering (5) omvat, welke koppeling (1) een inwendige lasmof (13) omvat waarvan het uitwendig oppervlak (25) een schroeflijnvormig gewikkeld verwarmingselement (7) draagt, alsmede een krachtdoorleidingselement (8) dat samenwerkt met de versterkingslaag (4), met het kenmerk dat het verwarmingselement (7) een verwarmingsdraad (10) en een de 10 verwarmingsdraad (10) omgevende een mantel (10) omvat, en dat de lasmof (13) en de bekledingslaag (3) aan elkaar versmolten zijn door materiaal afkomstig van de lasmof (5), de bekledingslaag (3) en van de de verwarmingsdraad (10) omgevende mantel (11).

2. Koppelingsconstructie volgens conclusie 1, waarbij de windingen (12) van de 15 verwarmingsdraad (10) op afstand van elkaar liggen.

3. Koppelingsconstructie volgens conclusie 1 of 2, waarbij de aansluitingen (15, 16. van de verwarmingsdraad (10) zich bevinden nabij het uiteinde van de hogedrukpijp (2). 20

4. Koppelingsconstructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de verwarmingsdraad (10) dubbel is gewikkeld, zodanig dat de aansluitingen (15, 16) van de verwarmingsdraad (10) zich beide bevinden bij één en hetzelfde uiteinde van de hogedrukpijp (2). 25

5. Koppelingsconstructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de verwarmingsdraad (10) dubbel is gewikkeld en twee zich naast elkaar uitstrekkende draaddelen (21, 22) bezit die aan een van hun uiteinden onderling zijn verbonden.

6. Koppelingsconstructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de lasmof (5) is voorzien van een rondlopende uitwendige kraag (14) tegenover welke de versterkingslaag (4) en de uitwendige bekledingslaag (3) zich bevinden.

7. Koppelingsconstructie volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de koppeling (1) is voorzien van een flensconstructie (24) welke op krachtdoorleidende wijze is verbonden met de versterkingslaag en welke afdichtend is aangesloten op de bekledingslaag. 5

8. Koppelingsconstructie volgens een der conclusies 1-5, waarbij de koppeling (1) symmetrisch is uitgevoerd en aan tegenover liggende einden is aangesloten op een respectievelijke hogedrukpijp (2).

9. Koppelingsconstructie volgens conclusie 7 of 8 wanneer afhankelijk van conclusie 6, waarbij de aansluitingen (15, 16) van de verwarmingsdraad (2) zich uitstrekken door de kraag (14).

10. Lasmof (13) voor gebruik bij de koppelingsconstructie volgens een der 15 voorgaande conclusies, voorzien van een uitwendig oppervlak (25) met een daarop gewikkelde draad (10), met het kenmerk dat de draad is omgeven door een isolerende mantel (11).

11. Lasmof (13) volgens conclusie 10, waarbij de draad (10) dubbel gewikkeld is, 20 en twee draaddelen (21, 22) omvat die zich naast elkaar uitstrekken.

12. Lasmof (13) volgens conclusie 11, waarbij de elektrische aansluitingen (15,16) zich aan een eind van het uitwendig oppervlak (25) bevinden. 25

13 . Werkwijze voor het vervaardigen van een koppelingsconstructie volgens een der voorgaande conclusies, omvattende de stappen van: -het verschaffen van een koppeling (1) omvattende een lasmof (5) waarvan een oppervlak (6) een schroeflijnvormig gewikkeld verwarmingselement (7) draagt, welk verwarmingselement (7) een verwarmingsdraad (10) en een de verwarmingsdraad (10) 30 omgevende mantel (11) omvat, -het verschaffen van een hogedrukpijp (2) omvattende een uitwendige bekledingslaag (3), een versterkingslaag (4) en een inwendige voering (5), -het plaatsen van de lasmof (13) tegen de voering, -het verwarmen van de verwarmingsdraad (10), -het doen smelten van de mantel (11) van de verwarmingsdraad (10), -het doen smelten van materiaal van de voering en de lasmof (13), -het vullen van de ruimte tussen de voering en de lasmof (13) met het gesmolten 5 materiaal van de voering (5), de lasmof (13) en de mantel (11).

14. Werkwijze volgens conclusie 13 , omvattende het verwarmen van de verwarmingsdraad (10) door een elektrische stroom.