JP2008518170A

JP2008518170A - 固形物質を搬送するための搬送管

Info

Publication number: JP2008518170A
Application number: JP2007538301A
Authority: JP
Inventors: エッサーアレクサンダー
Original assignee: Esser Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Esser Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2008-05-29
Also published as: KR20070044837A; CN101048611A; EP1653138A1; US20090115186A1; WO2006045484A1; EP1805445A1

Abstract

固形物質を搬送するための搬送管は内管（３）と外管（４）とから成る管体（２）を有している。管体（２）の各管端（５，６）においては連結つば（７）が外管（４）の外表面に接着技術的に固定されている。連結つば（７）は端面側の端部に半径方向内方へ向けられた環状のカラー（１２）を有している。このカラーの内径（Ｄ_Ｋｉ）は管体（２）の外径（Ｄ_Ｒａ）よりも大きい。このような形式で一方の管端（５，６）の上に連結つば（７）を安定的に接着技術的に固定することができる。連結つば（７）は端面側の端部（１１）とは反対側のつば端部（１７）に、内周面から外方へ延びる環状の傾斜面（１８）を有している。この傾斜面（１８）の下には空室（２４）が形成され、該空室（２４）内には接着剤から成るビード（２０）が集積している。

Description

本発明は、固形物質を搬送するための搬送管であって、管体を有し、該管体の各管端に連結つばが接着技術的に固定されている形式のものに関する。

固形物質、例えば砂、砂利又はコンクリートを液力又は空気力で搬送するための搬送管は一般的には、きわめて侵蝕性の高い固形物質に対しできるだけ高い耐摩耗を与えるために、少なくとも内側に硬化された表面を有している。

搬送管をパイプラインに組み立て、その際、閉じられているパイプラインからの個々の搬送管の交換をも可能にするためには、搬送管は各端部に連結つばを備えている。一般的には連結つばは引っ張り力に強い結合を保証するために溶接される。しかし、溶接は熱の作用に基づき、常に少なくとも結合領域にて不都合な硬さもしくは組織変化をもたらし、しかもこれは単層又は複層の搬送管であるか否かとは無関係に又は搬送管が連結つばとの溶接の前に又は溶接後に硬化されているか否かとは無関係に発生する。この理由から管体は多大の費用をかけて連結つばを溶接する場合に内側から水で冷却される。

ＤＥ４０１０５５６Ａ１号明細書には内管と外管とから成る２層式の湾曲管が開示されている。一方の管端部の前には外管と溶接されかつ内側の摩耗リングを有する連結リングが設けられている。この場合には外管は連結リングの短い軸方向の管片によって外側から掴まれる。

溶接過程からの不都な熱の影響を回避するためにはＤＥ１９６０７８７１Ｃ２号明細書によれば、連結つばを単層の搬送管の管端に接着することが公知である。しかし、この方法はこれまで実地においては実施されることはなかった。何故ならば単層の搬送管の場合には常に接着結合における損傷と不緊密性とが確認されたからである。この原因は管体と連結つばとの間の製作誤差と接着結合の質とにある。損傷した搬送管は交換されなければならず、この結果、運転の中断と耐久時間の一般的な短縮とが発生する。

本発明の課題は公知技術から出発して製作技術的にも、実際の使用に関しても改善された、耐久年限の長い搬送管を提供することである。

この課題は本発明によれば請求項１の特徴を有する搬送管によって解決された。

本発明の核心は、内管と外管とから成る２層管において連結つばが接着技術で固定されていることにある。この場合、連結つばは端面側の端部に半径方向内方へ向けられた環状のカラーを有している。この環状のカラーの内径は管体の外径よりも小さい。有利にはカラーの内径は管体の内径に相応し、搬送管の管端にカラーは整合させられて終らされている。さらに連結つばはその端部とは反対側のつば端部にて空室を内周面に有している。これによって連結つばと管体の端部との間の接着結合が改善されている。

驚くべき形式で、２層管の場合には連結つばの接着技術的な固定が可能で、内管と外管とが材料接続的に互いに結合されていないにも拘らず実地にて利点をもたらすことが示された。これまではこの思想は適当でないとされていた。何故ならば搬送管の運転的な使用に際して、曲げ交番応力を伴う呼吸が内管と外管との間に発生し、それに基づき接着結合の耐久性が実地に耐えるとは見做されなかったからである。この偏見を本発明は、接着技術的に固定された連結つばであって、端面側の端部における半径方向内方へ向けられた環状のカラーで内管と外管とを相互に支えることで克服した。このような形式で２重層の管に連結つばを接着技術的に固定することが可能になり、２重層の管の利点を活用することができるようになった。

搬送管は高耐摩性の硬化された内管と耐圧性の外管とから成っている。内管は搬送しようとする固形物質に対してできるだけ長期に亘る摩耗抵抗を示すようにしたい。これに対し、外管は内管に較べてやわらかく耐衝撃性を有する。これは搬送並びに組立・解体に関して有利である。何故ならば搬送管は通常は手荒い取扱いを受けることが多いからである。

搬送管の製造は合理的でかつ経済的である。連結つばと外管の外面との間の接着は部分面で又は全面でかつ引っ張力に対し強く行なわれる。端面側のカラーは管体の端部に連結つばを取付ける場合のストッパを形成する。有利には好気性で硬化する多成分接着剤が使用される。熱の影響のない連結つばの接着技術的な固定によって、搬送管材料における不都合な組織変化、硬度飛躍又は脆性化は回避される。例えば連結つばの溶接技術的な固定に際して必要であるような付加的な冷却過程は省くことができる。接合結合領域における応力分布は一様である。総じて運転中断は減じられ、搬送管もしくは本発明による搬送管から組み立てられたパイプラインの耐用年限は増長される。

本発明の搬送管の有利な構成及び変化実施例は従属請求項２から６までの対象である。

外管には衝突及び衝撃保護として被覆機能が適している。このためには外管を薄壁に構成するだけで十分である。外管と連結つばとの結合は不都合な熱的な影響なしで行なわれ、接合面としては連結つばの全幅が提供されるので、外管は２層管の従来の構成に比較して薄壁に構成される原理的には本発明では外管の壁厚さに対する内管の壁厚さの比は３．５：１と１．２５：１との間に設定することができる。

管体の端部の前に摩耗リングを使用することは本発明では特に有利であることが証明された。摩耗リングは摩耗性でかつ耐衝撃性の材料、例えばセラミック性の摩耗材料、クロムカーバイト鋳造材、マルテンサイト性のニッケル硬質鋳造材又は類似した摩耗材から成っている。

通常は搬送管の両方の管端に１つの摩耗リングが装備される。摩耗リングは管体の端面の前に設置される。この場合、連結つばは摩耗リングを外側から掴んでおり、連結つばのカラーは端面側で摩耗リングに接触している。摩耗リングの壁厚さは管体の壁厚さに相当し、したがって摩耗リングは管体と整合している。摩耗リングは連結つばのカラーとも同様の関係を有している。

有利にはつば端部における空室は円錐状もしくはホッパ状に構成されている。このためには内側のつば端部に連結つばの内周面から外へ拡開する傾斜面が設けられている。空室はまず、管体の端部に接着させるときに連結つばの被せ嵌めを容易にする。特に有利であるのは、ホッパ状の輪郭を有する傾斜面によって接着剤が連結つばと外管の外面との間の接合ギャップに導かれるか又は引込まれかつ分配される。接着剤を掻取る惧れのあるシャープなエッジは回避される。さらに傾斜面と外管の表面との間の空室内には接着剤から成るビードが形成されるこのビードは付加的な接着とシールとを行なう。

本発明の別の有利な実施例によれば連結つばは端面側の第１の長手方向区分と、カラーとは反対側の、管中央に向いた第２の長手方向区分とその間に位置する連結溝とを有している。この場合には第１の長手方向区分の厚さは第２の長手方向区分の厚さよりも小さく設定されている。これによって搬送管を接合又は解離させるときに搬送管を取扱う場合及び搬送管を搬送する場合の管端部の保護が保証される。

別の構成によれば管端の端部の前にシールが配置され、該シールが管体と連結つばとの間の接合ギャップをシールすることが提案されている。このシールは運転中圧力下にある搬送流体によって、接着された連結つばが移動させられることを阻止する。シールとしては適当なシール材料から成るシールリング又はシール層、例えばゴム又はエラストマから成り、管体と連結つばとから成る複合体に力を伝達するようにかつ緊密に配置されるシールリング又はシール層を使用することができる。原則的には管端と連結つばのカラーとの間と、摩耗リングと管端部との間と、カラーと摩耗リングとの間とにシールリングは同様に配置されていることができる。

以下、複数の実施例に基づき本発明を詳しく説明する。

図１は本発明の搬送管の第１実施例の長手方向断面図で示した図である。

図２は図１の一部分Ａの拡大図である。

図３は搬送管の第２実施例の端部側の区分の断面図である。

図４は搬送管の第３実施例の端部側の区分の断面図である。

図５は搬送管の第４実施例の端面側の区分の断面図である。

図１においては２層式の管体２を有する搬送管１が示されている。この管体２は高耐摩性の硬化された内管３と耐圧性の外管４とから成っている。

管体２の各管端５もしくは６には、連結つば７が外管４の外表面８に摩耗リング９を構成要素に加えて固定されている。摩耗リング９は管端５もしくは６の端面１０の前に配置されている。摩耗リング９の壁厚さｓ_１は管体２の壁厚さｓ_２に相応している。この場合、壁厚さｓ_２は、内管３の壁厚さｓ_３と外管４の壁厚さｓ_４とから構成されている。したがって摩耗リング９は管体２に整合して終っている。この場合、摩耗リング９は連結つば７によって外側から掴まれている。

連結つば７の端面側の端部１１においては、半径方向内方へ向けられた環状のカラー１２が設けられている。カラー１２の内径Ｄ_Ｋｉは管体２の外径Ｄ_Ｒａよりも小さく設計されかつ管体２の内径Ｄ_Ｒｉに相応する。したがってカラー１２の幅ｂｋは摩耗リング９の壁厚さｓ_１と管体２の壁厚さｓ_２に相応する。

連結つば７は摩耗リング９を構成要素に加えて、カラー１２が摩耗リング９の端面１３に接触するまで管端５もしくは６に被せ嵌められかつ摩耗リング９を管端５，６に押し付ける。

連結つば７に係合する図示されていないシェルを介してパイプラインを製作するために搬送管１の直列的な連結が行なわれる。

管長手方向軸線ＬＡの方向で見て連結つば７は端面側の第１の長手方向区分１４と管中央に向けられた第２の長手方向区分１５とその間に位置する連結溝１６とを有している。この場合、第１の長手方向区分１４の壁厚さｓ_５は第２の長手方向区分１５の壁厚さｓ_６よりも小さい。

図２から判るように連結つば７は端面１１とは反対側のつば端部１７に、その内周面Ｕ_Ｂｉから外へ拡開する環状の傾斜面１８を有しているので、つば端部１７には空室２４が構成されている。この空室２４は管端５もしくは６への連結つば７の被せ嵌めを容易にする。同時に管端５，６に塗布された接着剤は連結つば７を被せ嵌める場合に、連結つば７の内周面Ｕ_Ｂｉと管端５，６の外表面８との間の接合ギャップ１９内へ押込まれかつ分配される。これによって引っ張り力に強い接着結合が保証される。接着剤の掻取りは回避される。さらに傾斜面１８と管端５，６の外表面８との間の空室２４には接着剤から環状のビード２０が形成され、このビード２０が付加的な接着結合とシールとを行なう。

搬送管２１は図３に示されているように２層構造に基づき原則的には先きに述べた実施例に相応する。したがって互いに対応する構成部分には同じ関連符号がつけられている。相違は摩耗リングが設けられておらず、連結つば７がそのカラー１２で管体２の端面１０に接触し、全面的に外管４の外表面８に接着されていることである。

図４に示された搬送管２２の場合には付加的に管体２の端面１０と摩耗リング９との間にシール２３が組込まれている。その他の点では搬送管２２の構造は搬送管１の構造に相応する。シール２３は管体２と連結つば７との間の接合ギャップ１９を付加的にシールするので接合ギャップ１９を介して流体が流出することが阻止される。

図５の搬送管２５の場合には管体２の端面１０と摩耗リング９との間にはシール２６が統合され、摩耗リング９とカラー１２との間にはシール２７が統合されている。搬送管２５の他の構造は先きに述べた構造に相応している。

連結つば７が外管４の外表面８と半径方向内方に向けられた環状のカラー１２とに接着技術的に接合されていることによって、熱的な接合なしで、耐久性の高い、引っ張り力に強い結合が得られる。これは外管４の壁厚さｓ_４をこれまでよりも小さく設計することを可能にする。これに従って内管の壁厚さｓ_３を増大させることができる。原則的には外管４の壁厚さｓ_４に対する内管３の壁厚さｓ_３の比は３．５：１と１．２５：１との間で設定されることができる。

本発明の搬送管の第１実施例の長手方向断面図。図１の一部分Ａの拡大図。本発明の搬送管の第２実施例の端部側の区分の断面図。本発明による搬送管の第３実施例の端部側の区分の断面図。本発明の搬送管の第４実施例の端面側の区分の断面図。

符号の説明

１搬送管
２管体
３内管
４外管
５管端
６管端
７連結つば
８外表面
９摩耗リング
１０端面
１１端部
１２カラー
１３端面
１４長手方向区分
１５長手方向区分
１６連結溝
１７つば端部
１８傾斜面
１９接合ギャップ
２０ビート
２１搬送管
２２搬送管
２３シール
２４空室
２５搬送管
２６シール
２７シール

Claims

固形物質を搬送するための搬送管であって、管体（２）を有し、該管体（２）の各管端（５，６）に連結つば（７）が接着技術的に固定されている形式のものにおいて、前記管体（２）が内管（３）と外管（４）とを有し、前記管体（２）の前にシールリング又はシール層（２３，２６，２７）が配置されており、前記連結つば（７）が前記外管（４）の外表面と接着されており、前記連結つば（７）がその端面側の端部（１１）に半径方向内方へ向けられた環状のカラー（１２）を有し、該カラー（１２）の内径（Ｄ_Ｋｉ）が前記管体（２）の外径（Ｄ_Ｒａ）よりも小さく、前記連結つば（７）がその端面側の端部（１１）とは反対側のつば端部（１７）にて、該連結つば（７）の内周面（Ｕ_Ｂｉ）に空室（２４）を有していることを特徴とする、固形物を搬送するための搬送管。
前記カラー（１２）と前記管体（２）の端面（１０）との間に摩耗リング（９）が組込まれている、請求項１記載の搬送管。
摩耗リング（９）の壁厚さ（Ｓ_１）が前記管体（２）の壁厚さ（Ｓ_２）に相応している、請求項２記載の搬送管。
前記連結つば（７）が端面側の第１の長手方向区分（１４）と管中央に向いた第２の長手方向区分（１５）とをその間にある連結溝（１６）と共に有しており、第１の長手方向区分（１４）の壁厚さ（Ｓ_５）が第２の長手方向区分（１５）の壁厚さ（Ｓ_６）よりも小さい、請求項１から３までのいずれか１項記載の搬送管。
外管（４）の壁厚さ（Ｓ_４）に対する内管（３）の壁厚さ（Ｓ_３）の比が３．５：１と１．２５：１との間に設定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の搬送管。