DE1162649B

DE1162649B - Pipe joint piece with corrugated pipe seal and fork-shaped external joints between two connecting pieces

Info

Publication number: DE1162649B
Application number: DEB47408A
Authority: DE
Inventors: Thomas Edward Adams
Original assignee: ASSOCIATED ELECTRICAL IND RUGB
Current assignee: ASSOCIATED ELECTRICAL IND RUGB
Priority date: 1957-03-28
Filing date: 1958-01-10
Publication date: 1964-02-06

Description

Rohrgelenkstück mit Wellrohrdichtung und gabelförmigen Außengelenken zwischen zwei Anschlußstutzen Es ist bereits ein Rohrgelenkstück für Winkelbewegungen bekanntgeworden, bei dem ein flexibles Element eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen zwei Teilen der Leitung bildet und an dem Gelenke vorgesehen sind, die mit den beiden Teilen der Leitung verbunden sind und die genannten Teile zwangläufig gegen Relativbewegung in einer Richtung quer zur Leitungsachse halten.Pipe joint with corrugated pipe seal and fork-shaped outer joints between two connecting pieces There is already a pipe joint for angular movements become known in which a flexible element is a liquid-tight connection forms between two parts of the line and are provided on the joints that are connected to the two parts of the line and the parts mentioned inevitably hold against relative movement in a direction transverse to the line axis.

Die Erfindung betrifft eine neuartige Ausbildung eines solchen Rohrgelenkstückes für Winkelbewegungen in einer Ebene. Insbesondere betrifft sie ein Rohrgelenkstück mit Wellrohrdichtung und gabelförmigen Außengelenken zwischen zwei Anschlußstutzen.The invention relates to a novel design of such a pipe joint for angular movements in a plane. In particular, it relates to a pipe joint with corrugated pipe seal and fork-shaped external joints between two connecting pieces.

Ein solches Rohrgelenkstück wird erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Gelenke axiales Spiel haben und daß ihnen zwei an sich bekannte, einander diametral gegenüberliegende, an ihren Enden mit den Anschlußstutzen starr verbundene biegsame Zugstege parallel geschaltet sind.Such a pipe joint piece is designed according to the invention in such a way that that the joints have axial play and that they have two known each other diametrically opposed, rigidly connected at their ends to the connecting pieces flexible tie bars are connected in parallel.

Die gleichzeitige Verwendung von Gelenken mit axialem Spiel und von biegsamen Zugstegen gemäß dem Erfindungsvorschlag bringt den Vorteil, daß die Gelenkbolzen von Axialkräften entlastet sind. Eine solche gemeinsame Anwendung dieser für sich bekannten Maßnahmen ist durch den Stand der Technik nicht nahegelegt. Wenn die Gelenke kein axiales Spiel hätten, so daß sie mit den mit ihnen parallel geschalteten biegsamenZugstegen der erwähntenAnordnung zusammenwirken können, müßten sich die Gelenke in die Aufnahme der großen Axialkräfte teilen. Die Folge wäre, daß die Gelenke an ihren Drehpunkten schneller abgenutzt würden, so daß ihre Schwenkwirkung wesentlich beeinträchtigt und eventuell ein Festsetzen der Gelenke erfolgen würde. Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die Gelenkbolzen, wie erwähnt, von Axialkräften wesentlich entlastet, so daß sich ein sehr viel geringerer Verschleiß und eine daraus folgende längere Lebensdauer ergibt.The simultaneous use of joints with axial play and of flexible tie bars according to the proposal of the invention has the advantage that the hinge pin are relieved of axial forces. Such a common application of this to itself known measures is not suggested by the prior art. When the joints would have no axial play, so that they with the flexible pull webs connected in parallel with them the mentioned arrangement can cooperate, the joints would have to be in the receptacle share of the large axial forces. The result would be that the joints are at their pivot points would be worn out faster, so that their pivoting effect is significantly impaired and possibly the joints would be fixed. By the invention Arrangement, the hinge pins, as mentioned, are significantly relieved of axial forces, so that there is much less wear and tear and a consequent longer one Lifetime results.

Die Erfindung läßt sich mit Vorteil z. B. bei Flüssigkeitsleitungen in Verbindung mit Kernreaktoren anwenden, z. B. zwischen einem den Reaktorkern umgebenden Gehäuse und einem Wärmeaustauscher. Zweckmäßig sitzt auf dem Gelenkbolzen in der Gelenkgabel drehbar ein Anschlagblock, wobei die Öffnung in der Gelenklasche in axialer Richtung größer ist als die Länge des Anschlagblocks.The invention can be used with advantage z. B. in liquid lines apply in connection with nuclear reactors, e.g. B. between a surrounding the reactor core Housing and a heat exchanger. Appropriately sits on the hinge pin in the Joint fork rotatably a stop block, the opening in the joint bracket in axial direction is greater than the length of the stop block.

Zweckmäßig können gemäß einer anderen Ausbildungsforin der Erfindung mit den Anschlußstutzen um 90' zu den Gelenken und den Zugstegen versetzt Führungsplatten verbunden sein, die mit einer Verzahnung derart ineinandergreifen, daß sie eine Bewegung der Anschlußstutzen gegeneinander in Richtung der Gelenkachse verhindern.Expediently, according to another embodiment of the invention, guide plates can be connected to the connecting pieces offset by 90 ' to the joints and the tie bars, which interlock with a toothing in such a way that they prevent movement of the connecting pieces against each other in the direction of the hinge axis.

Für den Gegenstand der Ansprüche 2 und 3 wird nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs Schutz begehrt.Protection is sought for the subject matter of claims 2 and 3 only in connection with the subject matter of the main claim.

In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise und schematisch dargestellt. F i g. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Seitenansicht sowie in Draufsicht; F i g. 3 ist ein Teilschnitt nach Linie III-III in F i g. 2, der eine Einzelheit der Ausbildung der Gelenkverbind,ung zeigt; F i g. 4 ist ein Teilschnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3; F i g. 5 veranschaulicht eine Anwendung der erfindungsgemäßen Rohrgelenkstücke für Winkelbewegungen in einer Ebene.In the drawings, the device according to the invention is shown by way of example and schematically. F i g. 1 and 2 show an embodiment of the subject matter of the invention in side view and in plan view; F i g. 3 is a partial section along line III-III in FIG. Fig. 2 showing a detail of the formation of the hinge connection; F i g. 4 is a partial section along line IV-IV in FIG. 3; F i g. 5 illustrates an application of the pipe joints according to the invention for angular movements in a plane.

Nach F i g. 1 und 2 besteht das dargestellte Rohrgelenkstück aus einem etwa zylindrisch gestalteten Wellrohrbalg 1, welcher an seinen Enden, z. B. durch Schweißen, mit den gegenüberliegenden Enden von zwei kreisförmigen Anschlußstutzen 2 und 3 verbunden ist, die in axialer Richtung miteinander und mit dem Balg ausgerichtet sind.According to FIG. 1 and 2, the pipe joint shown consists of an approximately cylindrically shaped corrugated pipe bellows 1, which at its ends, for. B. by welding, is connected to the opposite ends of two circular connecting pieces 2 and 3 , which are aligned in the axial direction with each other and with the bellows.

Ein Paar horizontal verlaufender biegsamer Zugstege 4 und 5 ist derart angeordnet, daß sich ein Zugsteg auf jeder Seite der Leitung befindet. Jeder dieser Zugstege erstreckt sich mit seinen Enden 7 zwischen Laschen 6, die z. B. durch Schweißen mit den beiden Anschlußstutzen 2 und 3 fest verbunden sind. Die beiden dem Balg benachbarten Stutzenenden sind von ringförmigen Platten 8 und 9 umgeben, welche Innenkanten aufweisen, die dem Querschnitt der Leitungsachse entsprechen, an welchen die genannten Platten mit der Außenfläche der Stutzen 2 und 3 verschweißt oder in anderer Weise verbunden sind. Die äußeren Umfangskanten der Platte 8 und 9 haben achteckige Form, wodurch eine Vielzahl von geraden Kanten gebildet wird, deren Anordnung nachfolgend beschrieben werden soll. Die Platten erstrecken sich nach auswärts über die Zugstege 4 und 5 hinaus und sind mit passenden Öffnungen versehen, durch welche die Zugstege mit beträchtlichem Spielraum hindurchgeführt sind. Auf den beiden Seiten der Leitung sind Gelenke angeordnet, welche einerseits die Gabeln 10 und 11 umfassen, die mit der ringförmigen Platte 8 verschweißt oder auf andere Weise an derselben befestigt sind, sowie andererseits die Laschen 12 und 13, die mit der ringförmigen Platte 9 verschweißt oder in anderer Weise fest verbunden sind. Die verschiedenen Gelenkteile haben dreieckige oder Trapezform, und ihre Hauptflächen liegen in Ebenen, die zu der gewünschten Gelenkachse des Rohrgelenkstücks senkrecht stehen. Die Gelenkgabeln 10 und 11 nehmen, wie aus F i g. 4 am deutlichsten ersichtlich ist, die benachbarten Enden der Gelenklaschen 12 bzw. 13 auf. Die Gelenkgabeln 10 und 11 sind mit kreisförmigen Öffnungen versehen, welche mit der gewünschten Gelenkachse des Rohrgelenkstücks koaxial verlaufen und Gelenkbolzen 14 aufnehmen, welche in den genannten Öffnungen befestigt sind. Jede der Gelenklaschen 12 und 13 ist mit einer rechteckigen Öffnung 15 (F i g. 3) versehen, in welche ein Anschlagblock 16 eingepaßt ist, der eine kreisförmige Öffnung hat, welche einen Sitz für den zugeordneten Gelenkbolzen 14 bildet. Die Öffnung 15 hat eine größere Länge als der Block 16; jedoch sind die oberen und unteren linearen Oberflächen des Blocks der oberen und unteren linearen Oberfläche 17 und 18 der Öffnung mit engem Gleitsitz angepaßt.A pair of horizontally extending flexible tie bars 4 and 5 are arranged such that one tie bar is on each side of the conduit. Each of these tie bars extends with its ends 7 between tabs 6 which, for. B. are firmly connected to the two connecting pieces 2 and 3 by welding. The two nozzle ends adjacent to the bellows are surrounded by annular plates 8 and 9 which have inner edges corresponding to the cross section of the line axis on which the said plates are welded or otherwise connected to the outer surface of the nozzle 2 and 3. The outer peripheral edges of the plates 8 and 9 are octagonal in shape, thereby forming a plurality of straight edges, the arrangement of which will be described below. The plates extend outwardly beyond the tie bars 4 and 5 and are provided with matching openings through which the tie bars are passed with considerable clearance. Joints are arranged on the two sides of the conduit, which on the one hand comprise the forks 10 and 11 which are welded to the annular plate 8 or fastened to it in some other way, and on the other hand the tabs 12 and 13 which are welded to the annular plate 9 or are firmly connected in some other way. The various joint parts are triangular or trapezoidal in shape and their major surfaces lie in planes which are perpendicular to the desired joint axis of the pipe joint. The joint forks 10 and 11 take, as shown in FIG. 4 can be seen most clearly, the adjacent ends of the hinge plates 12 and 13, respectively. The joint forks 10 and 11 are provided with circular openings which run coaxially with the desired joint axis of the tubular joint piece and which receive joint pins 14 which are fastened in said openings. Each of the hinge plates 12 and 13 is provided with a rectangular opening 15 ( FIG. 3) into which a stop block 16 is fitted which has a circular opening which forms a seat for the associated hinge pin 14. The opening 15 has a greater length than the block 16; however, the upper and lower linear surfaces of the block of the upper and lower linear surfaces 17 and 18 of the opening are closely slid.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion leisten die biegsamen Zugstege 4 und 5 den Trennkräften zwischen den Anschlußstutzen 2 und 3 Widerstand. Die Zugstege gestatten jedoch durch ihre Biegung eine Winkelbewegung der beiden Anschlußstutzen um diejenige Querachse des Balgs 1, welche die Zugstege 4 und 5 schneidet, d. h. um die gewünschte Gelenkachse.In the construction described above, the flexible tie bars 4 and 5 resist the separating forces between the connecting pieces 2 and 3 . However, because of their bend, the tension bars allow an angular movement of the two connecting pieces about the transverse axis of the bellows 1 which intersects the tension bars 4 and 5 , i.e. H. around the desired joint axis.

Wie ersichtlich, bietet die Gelenkkonstruktion keinen Widerstand gegen die genannten Trennkräfte, da ein Leergang in axialer Richtung zum Rohrgelenkstück zwischen jedem Anschlagblock 16 und den zugeordneten Laschen 12 oder 13 vorhanden ist. Jeder der genannten Blöcke verhindert jedoch infolge seines engen Kontakts mit den Oberflächen 17 und 18 (F i g. 3) eine Relativbewegung jedes Paares in der Vertikalrichtung der Gelenkteile 10 und 12 oder 11 und 13, so daß die Gelenke zwangläufig für Relativbewegung um die Achse der Gelenkbolzen 14 gehalten werden, welche die Ouerachse des Balges ist, um die die Gelenkbewegung des Rohrgelenkstücks gewünscht wird.As can be seen, the joint construction does not offer any resistance to the aforementioned separating forces, since there is a backlash in the axial direction to the pipe joint between each stop block 16 and the associated tabs 12 or 13 . However, each of the aforementioned blocks prevents relative movement of each pair in the vertical direction of the hinge parts 10 and 12 or 11 and 13 due to its close contact with the surfaces 17 and 18 ( Fig. 3) , so that the hinges are inevitable for relative movement about the axis the hinge pin 14, which is the cross axis of the bellows about which articulation of the pipe joint is desired.

Um die Gelenkbolzen von Kräften zu entlasten, die sich aus einem etwaigen Bestreben zur relativen Winkelbewegung der Leitungsteile um die Längsachse der Leitung ergeben, und um jeder seitlichen Bewegung der beiden Anschlußstutzen in Bezug aufeinander längs der Gelenkachse Widerstand leisten zu können, sind weitere Anschlagvorrichtungen vorgesehen. Diese Anschlagvorrichtungen umfassen die Platten 19 und 20, welche, z. B. durch Schweißen, mit geraden Kanten der ringförmigen Platte 8 verbunden sind, und die Platten 21 und 22, welche auf ähnliche Weise mit geraden Kanten der ringförmigen Platte 9 verbunden sind. Wie ersichtlich ist, erstreckt sich jedes Plattenpaar 19, 21 und 20, 22 über den Balg, wobei die beiden Platten jedes Paars sich in derselben Ebene befinden. Die Platten 19 und 20 sind jeweils mit einem parallelwandigen Zahn 23 (F i g. 2# versehen, welcher von einer entsprechenden Vertiefung 24 in den Platten 21 oder 22 aufgenommen wird. Die Vertiefungen und Zähne stehen in Gleitberührung miteinander, jedoch ist zwischen den Platten in der Axialrichtung der Leitung, wie aus F i g. 2 hervorgeht, ein Spielraum vorgesehen. Auf diese Weise ist eine freie Winkelbewegung der beiden Anschlußstutzen 2 und 3 um die Gelenkachse möglich, während die Platten 19 bis 22 jede relative Drehbewegung der beiden Anschlußstutzen um die Längsachse der Leitung verhindern und weiterhin für eine zwangläufige Haltung gegen Querbewegungen der beiden Anschlußstutzen in Bezug aufeinander längs der Gelenkachse sorgen.Further stop devices are provided to relieve the hinge pin of forces resulting from any attempt to move the line parts relative to the longitudinal axis of the line and to be able to resist any lateral movement of the two connecting pieces with respect to each other along the hinge axis. These stop devices comprise the plates 19 and 20 which, e.g. B. by welding, are connected to straight edges of the annular plate 8 , and the plates 21 and 22, which are connected to straight edges of the annular plate 9 in a similar manner. As can be seen, each pair of plates 19, 21 and 20, 22 extend over the bellows, the two plates of each pair being in the same plane. The plates 19 and 20 are each provided with a parallel-walled tooth 23 ( Fig. 2 #, which is received in a corresponding recess 24 in the plates 21 or 22. The recesses and teeth are in sliding contact with one another, but is between the plates A clearance is provided in the axial direction of the line, as can be seen from Fig . 2. In this way, a free angular movement of the two connecting pieces 2 and 3 about the hinge axis is possible, while the plates 19 to 22 each relative rotational movement of the two connecting pieces prevent the longitudinal axis of the line and continue to ensure an inevitable hold against transverse movements of the two connecting pieces with respect to each other along the hinge axis.

Die biegsamen Zugstege 4 und 5 können mit einem Querschnitt ausgestattet sein, der von den Laschen 6 bis zur Mitte der Zugstege abnimmt, wie aus F i g. 1 hervorgeht. Verstärkungsreifen 25 und Eckplatten 26, 27 und 28 können vorgesehen sein, welche mit den Anschlußstutzen 2 und 3, den Laschen 6, den ringförinigen Platten 8 und 9 und den Führungsplatten 19 bis 22 sowie ebenfalls mit den Verbindungsflanschen 29 an den Enden der Anschlußstutzen 2 und 3 verschweißt sind.The flexible tie bars 4 and 5 can be equipped with a cross section which decreases from the tabs 6 to the middle of the tie bars, as shown in FIG . 1 shows . Reinforcement tires 25 and corner plates 26, 27 and 28 can be provided, which with the connecting pieces 2 and 3, the tabs 6, the annular plates 8 and 9 and the guide plates 19 to 22 and also with the connecting flanges 29 at the ends of the connecting pieces 2 and 3 are welded.

Rohrgelenkstücke gemäß der Erfindung können an jeder geeigneten Stelle einer Leitung angeordnet werden. F i g. 5 stellt die Anwendung von Rohrgelenkstücken der mit Bezug auf F i g. 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsform in einer gewöhnlichen Leitungsanordnung dar, wobei die genannte Anordnung zwei lineare Teile 30 und 31 umfaßt, welche etwa senkrecht zueinander angeordnet sind, wobei ihre benachbarten Enden durch ein starres Bogenrohr 32 miteinander verbunden sind, und wobei zwischen dem letzteren und den genannten Teilen 30 und 31 Rohrgelenkstücke 33 und 34 vorgesehen sind. Die anderen Enden der Teile 30 und 31 sind mit festen Teilen 35 und 36 des Flüssigkeitskreislaufs durch weitere Rohrgelenkstücke 37 und 38 verbunden. Bei Ausdehnung oder Zusammenziehung der Teile 30 und 31, z. B. durch Temperaturänderungen, ermöglichen die Rohrgelenkstücke eine Winkelbewegung der beiden Leitungsteile um die Achse der Leitungen 37 und 38 bei entsprechender Bewegung des starren Bogenrohrs 32, wobei das letztere eine Winkelverschiebung bezüglich der Teile 30 und 31 um die Gelenkachsen der Rohrgelenkstücke 33 und 34 erfährt.Pipe joints according to the invention can be arranged at any suitable point in a conduit. F i g. FIG. 5 illustrates the use of pipe joints of the type described with reference to FIG . 1 to 4 in an ordinary conduit arrangement, said arrangement comprising two linear parts 30 and 31 which are arranged approximately perpendicular to one another, with their adjacent ends connected to one another by a rigid arched pipe 32 , and between the latter and the named parts 30 and 31 pipe joints 33 and 34 are provided. The other ends of the parts 30 and 31 are connected to fixed parts 35 and 36 of the fluid circuit by further pipe joints 37 and 38 . Upon expansion or contraction of parts 30 and 31, e.g. B. by temperature changes, the pipe joints allow an angular movement of the two line parts about the axis of the lines 37 and 38 with a corresponding movement of the rigid curved tube 32, the latter experiencing an angular displacement with respect to the parts 30 and 31 about the joint axes of the pipe joints 33 and 34.

Die biegsamen Zugstege 4 und 5 erhalten einen Querschnitt, welcher den Trennkräften zwischen den beiden Anschlußstutzen 2 und 3 entspricht. Da es wünschenswert ist, die Stärke dieser Zugstege im Interesse ihrer Biegsamkeit möglichst gering zu halten, kann die Breite der Zugstege in manchen Fällen relativ groß sein, d. h., die Zugstege können Plattenform annehmen.The flexible tie bars 4 and 5 have a cross section which corresponds to the separating forces between the two connecting pieces 2 and 3. Since it is desirable to keep the strength of these tie bars as low as possible in the interest of their flexibility, the width of the tie bars can in some cases be relatively large, i.e. That is, the tie bars can take the form of a plate.

Die biegsamen Zugstege, die z. B. auch Plattenform haben, können innerhalb des Balgs 1 und der Anschlußstutzen 2 und 3 angeordnet sein, anstatt außerhalb derselben, wie in F i g. 1 und 2 dargestellt. Zum Beispiel kann eine einzige Platte in einer Querebene der Leitung angeordnet sein und sich längs der letzteren erstrecken, wobei die ParaHelkanten der genannten Platte an den Enden derselben mit der Innenfläche der Stutzen 2 und 3 verschweißt sind. Bei einer anderen Anordnung ist ein einziger Zugsteg, welcher in der Längsachse der Leitung angeordnet ist, an seinen Enden mit Tragkreuzen verbunden, welche letztere, z. B. durch Schweißen, an den beiden Stutzen 2 bzw. 3 befestigt sind.The flexible tie bars that z. B. also have a plate shape, can be arranged inside the bellows 1 and the connecting pieces 2 and 3 , instead of outside the same, as in FIG. 1 and 2 shown. For example, a single plate can be arranged in a transverse plane of the duct and extend along the latter, the paraparal edges of said plate being welded at the ends thereof to the inner surface of the nozzles 2 and 3 . In another arrangement, a single tension web, which is arranged in the longitudinal axis of the line, is connected at its ends with support crosses, which the latter, for. B. by welding, are attached to the two nozzles 2 and 3 , respectively.

Claims

Claims: 1. Pipe joint piece with corrugated pipe seal and fork-shaped external joints between two connecting pieces, characterized in that the joints (10 to 13) have axial play and they have two known, diametrically opposite, at their ends (7) with the connecting piece. (2, 3) rigidly connected flexible tie bars (4, 5) are connected in parallel.

2. Pipe joint piece according spoke 1, characterized in that a stop block (16) is rotatably seated on the joint pin (14) in the joint fork (10, 11) and the opening (15) in the joint bracket (12, 13) is larger in the axial direction is than the length of the stop block. 3. Pipe joint piece according to claims 1 and 2, characterized in that with the M. connecting piece (2, 3) by 90 ' to the joints "(10 to 13) and the tie bars (4, 5) offset pe" _ rungsplatten ( 19, 21 or 20, 22) are connected, which mesh with a toothing (23, 24) in such a way that they prevent movement of the connecting pieces against each other in the direction of the joint axis.

Documents considered: Swiss Patent No. 128 531; British Patent No. 209,839; U.S. Patent Nos. 2,341,066, 2,479,104; Power, 97, 179 (1953).