WO2002099330A1

WO2002099330A1 - Plastic hydraulic pipe for underground use

Info

Publication number: WO2002099330A1
Application number: PCT/EP2002/005998
Authority: WO
Inventors: Karl Weinhold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2002-12-12
Anticipated expiration: 2003-12-01
Also published as: DE10126976C1

Abstract

The invention relates to a hydraulic pipe for underground use, consisting of a pipe element (1) and two corresponding coupling elements located on the ends thereof, said elements having flanges (4, 4) for detachably connecting adjacent pipe elements (1) in an axial manner. The pipe element (1) and the coupling elements consist of plastic. To eliminate leakage or even damage in the vicinity of the pipe coupling connections in a failsafe manner, the pipe element (1) and coupling elements are manufactured in one piece. The ends of the coupling elements are formed onto the pipe element (1) or said coupling elements are produced by the reshaping of the pipe element (1).

Description

Kunststoff-Hydraulikrohr für den untertagigen Einsatz Plastic hydraulic pipe for underground use

Die Erfindung betrifft ein Hydraulikrohr für den untertagigen Einsatz bestehend aus einem Rohrelement und zwei an dessen Ende angeordneten korrespondierenden Kupplungselementen, wobei die Kupplungselemente Flansche zur lösbaren axialen Verbindung benachbarter Rohrelemente aufweisen, wobei das Rohrelement und die Kupplungselemente aus Kunststoff bestehen.The invention relates to a hydraulic pipe for underground use consisting of a pipe element and two corresponding coupling elements arranged at the end thereof, the coupling elements having flanges for releasable axial connection of adjacent pipe elements, the pipe element and the coupling elements being made of plastic.

Die im Bergbau untertage eingesetzten Hydraulikrohre oder Hydraulikrücklaufröhre werden mit Wasserhydraulik betrieben, wobei dem Medium Wasser ein zusätzliches Korrosionsschutzmittel beigegeben wird. Solche Rohre, die nachfolgend kurz sämtlich als 'Hydraulikrohre' bezeichnet werden, sind in der Regel feuerverzinkte Met llrohre, um eine hohe Standzeit zu erreichen. Durch die Feuerverzinkung wird eine Schutzschicht geschaffen, die die Rohre einerseits äußerlich gegen die gerade im untertagigen Bergbau häufig sehr aggressiven äußeren Einflüsse schützt, aber auch innen einen Schutz gegen die aggressiven in diesen Rohren transportierten Fluide bietet .The hydraulic pipes or hydraulic return pipes used in underground mining are operated with water hydraulics, whereby an additional corrosion protection agent is added to the medium water. Such pipes, all of which are briefly referred to below as 'hydraulic pipes', are generally hot-dip galvanized metal pipes in order to achieve a long service life. The hot-dip galvanizing creates a protective layer that protects the pipes externally on the one hand against the often very aggressive external influences, especially in underground mining, but also on the inside offers protection against the aggressive fluids transported in these pipes.

Diese bekannten Rohre führen bei längeren Betriebszeiten zu Problemen: Durch das beigegebene Korrosionsschutzmittel und die so entstehende Emulsion wird, je nach deren Zusammensetzung, die Zinkschicht im Inneren an- oder gar aufgelöst, so dass das gelöste Zink die Filter beispielsweise von Hydraulikanlagen beeinträchtigt oder verstopft mit der Folge von Betriebsstörungen und - teils aufwendigen - Reparatur- und Wartungsarbeiten.These known pipes lead to problems with longer operating times: The added anti-corrosion agent and the resulting emulsion, depending on their composition, dissolve or even dissolve the zinc layer on the inside, so that the dissolved zinc affects the filters of hydraulic systems, for example, or clogs them up as a result of malfunctions and - sometimes complex - repairs - and maintenance work.

Es wurden viele Versuche mit verschiedenen Emulsionen gemacht, um das Auflösen der Zinkschicht zu vermeiden oder zumindest zu verringern, doch konnte dieses Problem nicht zufriedenstellen gelöst werden. In Betriebspunkten, wo ständig Filtereinrichtungen ausgetauscht werden mussten, ist man daher dazu übergegangen, Hydraulikrohre zu verwenden, die in ihrem Inneren mit Edelstahl verkleidet sind, um das Auflösen der Zinkschicht zuverlässig auszuschließen. Diese ausgesprochen teure Alternative ist aus Wirtschaftlichkeitsgründen jedoch nur auf wenige Einsatzorte beschränkt.Many attempts have been made with different emulsions to avoid or at least reduce the dissolution of the zinc layer, but this problem has not been solved satisfactorily. In operating points, where filter devices had to be replaced constantly, it has therefore started to use hydraulic pipes which are clad with stainless steel in their interior to reliably prevent the zinc layer from dissolving. For economic reasons, this extremely expensive alternative is, however, only limited to a few locations.

Aus den eingetragenen Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 19 32 448 ist darüber hinaus bereits ein druckfestes Rohr aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, welches auch im Bergbau Verwendung finden soll. Dieses bekannte Rohr weist an seinen Enden Flansche aus Metall oder verstärktem Kunststoff auf, welche mit dem eigentlichen Rohr verklebt sind. Zur Bewehrung und Abdichtung sind darüber hinaus das Rohr und die darauf aufgeklebten Kupplungsteile mit Matten und Fäden aus Glasfasern oder Metall bewehrt, was mit einem relativ hohen Fertigungsaufwand einhergeht . Die bekannten Hydraulikrohre sind darüber hinaus deshalb nachteilig, weil durch Biege- oder Knickbeanspruchungen an den Rohrverbindungsstellen Undichtigkeiten zwischen den aufgeklebten Flanschen und den eigentlichen Rohren auftreten können. Längerfristige Biegebeanspruchungen können aufgrund der Wirkung der auftretenden Momente sogar bis zu Beschädigungen der Rohrkupplungen führen. Daher haben sich auch diese bekannten Kunststoffröhre für den untertagigen Einsatz nicht durchsetzen können.From the registered documents of the German utility model 19 32 448 a pressure-resistant tube made of thermoplastic material is also already known, which should also be used in mining. This known tube has flanges made of metal or reinforced plastic at its ends, which are glued to the actual tube. For reinforcement and sealing, the pipe and the coupling parts glued to it are also reinforced with mats and threads made of glass fibers or metal, which is associated with a relatively high production outlay. The known hydraulic pipes are also disadvantageous because of leaks between the pipes due to bending or kinking at the pipe joints glued flanges and the actual pipes can occur. Longer-term bending stresses can even lead to damage to the pipe couplings due to the effects of the moments that occur. Therefore, these well-known plastic tubes for underground use have not been able to prevail.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Hydraulikrohr so auszugestalten und weiterzubilden, dass Undichtigkeiten oder gar Beschädigungen im Bereich der Rohrkupplungsverbindungen zuverlässig ausgeschlossen werden.The invention is therefore based on the object of designing and developing the hydraulic pipe mentioned at the outset and described in more detail above so that leaks or even damage in the region of the pipe coupling connections are reliably excluded.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Hydraulikrohr gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch, dass das Rohrelement und die Kupplungselemente einstückig gefertigt sind. Durch die Qualität moderner Kunststoffe ist es möglich, die Rohre einerseits beständig gegen die aggressiven inneren und äußeren Einflüsse zu schützen und andererseits sicherzustellen, dass deren Anwendung ohne Gefahr elektrostatischer Aufladung möglich ist. Im untertagigen Kohlebergbau wurden aus dem vorgenannten Grund bislang Kunststoffröhre nicht eingesetzt, um die Gefahr von Schlagwetterexplosionen zuverlässig ausschließen zu können.This object is achieved in a hydraulic pipe according to the preamble of claim 1 in that the pipe element and the coupling elements are made in one piece. The quality of modern plastics makes it possible on the one hand to permanently protect the pipes against the aggressive internal and external influences and on the other hand to ensure that their use is possible without the risk of electrostatic charging. For the aforementioned reason, plastic tubes have not been used in underground coal mining to reliably rule out the risk of firedamp explosions.

Erfindungsgemäß sind das Rohrelement und das Kupplungselement in einem Stück ohne Schweißvorgang gefertigt. Dabei können die Kupplungselemente nachträglich angeformt sein oder durch Umformen der Endungsrohrelemente hergestellt werden. Solche Kunststoffröhre sind etwa 3 bis 5 Meter lang und es müssen ggf. lediglich die Dichtsitze nachgearbeitet werden. Verteilhafterweise lassen sich Kunststoffröhre auch eher gebogen verlegen als Stahlrohre, da sie sich, insbesondere in langer Ausführung, sich verändernden geometrischen Verhältnissen (beispielsweise durch konvergenzbedingte Streckenverformungen) gewissermaßen ^λ utomatisch' anpassen. Die Verbindung dieser Rohre kann durch Verschrauben ihrer Flansche erfolgen, jedoch werden häufig Rohrschellenverbindungen eingesetzt, um den Montage- und Demontageaufwand zu reduzieren.According to the pipe element and the coupling element are made in one piece without a welding process. The coupling elements can be molded on subsequently or produced by reshaping the end tube elements. Such plastic tubes are about 3 to 5 meters long and it may only be necessary to rework the sealing seats become. Distributably, plastic tubes can also be laid more bent than steel tubes, since they adapt to changing geometric conditions (for example, due to convergence-related deformations) to a certain extent ^λ utomatic ', especially in a long version. These pipes can be connected by screwing their flanges together, but pipe clamp connections are often used to reduce the assembly and disassembly work.

Nach einer bevorzugten Lehre der Erfindung sind die Kupplungselement als Steckteil und Muffenteil ausgebildet, welche zum Verbinden mittels einer Rohrkupplungsschelle axial zusammengehalten werden. Rohrkupplungsschellen sind in vielerlei Ausführungen bekannt und können bevorzugt aus Stahl oder Gesenkschmiedmaterial hergestellt sein. Diese Kupplungen erlauben auch die Verwendung vorhandener Formstücke, Rohrweichen oder dergleichen.According to a preferred teaching of the invention, the coupling element is designed as a plug-in part and a socket part, which are held together axially for connection by means of a pipe coupling clamp. Pipe coupling clamps are known in many designs and can preferably be made of steel or drop forged material. These couplings also allow the use of existing fittings, pipe switches or the like.

Zur Abdichtung der erfindungsgemäßen Hydraulikrohre ist vorgesehen, dass die Dichtflächen des Steckteils und Muffenteils mit einem O-Ring abgedichtet sind, der zweckmäßigerweise aus Metall, bevorzugt aus Edelstahl besteht. Dieser kann in bekannter Weise in eine in der Dichtfläche des Steckteils angeordnete Ringnut eingelegt sein, es ist jedoch auch möglich, dass das freie Ende des Steckteils einen Absatz aufweist, auf den der O-Ring aufgeschoben und mittels eines gleichfalls aufgeschobenen Ringes fixiert ist. Die sich auf diese Weise gleichfalls bildende Ringnut kann einerseits dadurch gebildet werden, dass der Ring bis zum freien Ende des Steckteils 2 heranreicht oder aber, bevorzugt, dass der Ring mit einem Sicherungsring zum freien Ende des Steckteils hin axial gesichert ist. Die letztgenannte Variante hat den Vorteil, dass bei einem Lösen der so ausgestalteten Hydraulikrohre O-Ring und Ring nicht verloren gehen können.To seal the hydraulic pipes according to the invention, it is provided that the sealing surfaces of the plug-in part and sleeve part are sealed with an O-ring, which expediently consists of metal, preferably stainless steel. This can be inserted in a known manner in an annular groove arranged in the sealing surface of the plug-in part, but it is also possible for the free end of the plug-in part to have a shoulder on which the O-ring is pushed and fixed by means of a likewise pushed-on ring. The annular groove which is also formed in this way can be formed on the one hand by the ring reaching as far as the free end of the plug-in part 2 or, preferably, by the ring having a locking ring axially towards the free end of the plug-in part is secured. The latter variant has the advantage that the O-ring and ring cannot be lost if the hydraulic tubes designed in this way are loosened.

Wie bereits erwähnt, ist nach einer weiteren Lehre der Erfindung vorgesehen, dass für die erfindungsgemäßen Hydraulikrohre ein elektrostatisch nicht leitender Kunststoff verwendet wird, dessen Verwendung von der Bergbehörde für den jeweiligen Einsatzzweck zugelassen ist .As already mentioned, a further teaching of the invention provides that an electrostatically non-conductive plastic is used for the hydraulic pipes according to the invention, the use of which is approved by the mining authority for the respective application.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eine lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing illustrating only preferred exemplary embodiments. The drawing shows:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rohrelement mit aufgeschnittenen Kupplungselementen,1 shows a tubular element according to the invention with cut coupling elements,

Fig. 2 eine zusammengesteckte Rohrkupplung in einer ersten Ausfuhrungsform undFig. 2 is an assembled pipe coupling in a first embodiment and

Fig. 3 eine alternative Ausfuhrungsform der Rohrkupplung in offener Position.Fig. 3 shows an alternative embodiment of the pipe coupling in the open position.

In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäß einstückig aus Kunststoff bestehendes Hydraulikrohr dargestellt, wobei mit 1 das verkürzt dargestellte eigentliche Rohrelement benannt ist, dessen Ende Kupplungselemente aufweist, die im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Steckteil 2 und Muffenteil 3 ausgebildet sind. Wie erwähnt, ist es jedoch auch möglich, die erfindungsgemäßen Hydraulikrohre miteinander zu verschrauben. An diese Kupplungselemente angeformte Flansche 4, 4' ermöglichen eine axiale Verbindung benachbarter Hydraulikrohre, wie in Fig. 2 dargestellt ist, in der eine nur schematisch dargestellte Rohrkupplungsschelle 5 eingezeichnet ist .In Fig. 1, a hydraulic pipe according to the invention, which is made in one piece from plastic, is shown, the abbreviated actual pipe element being designated by 1, the end of which has coupling elements which, in the exemplary embodiment shown and in this respect preferred, are designed as plug-in part 2 and socket part 3. As mentioned, however, it is also possible to screw the hydraulic pipes according to the invention together. Molded onto these coupling elements Flanges 4, 4 'enable an axial connection of adjacent hydraulic pipes, as shown in FIG. 2, in which a pipe coupling clamp 5, only shown schematically, is shown.

Zur Abdichtung von Steckteil 2 und Muffenteil 3 weist die Dichtfläche des Steckteils 2 in einer ersten Ausfuhrungsform eine Ringnut 6 auf, in die ein O-Ring 7 eingelegt ist. Auf diese Weise ist eine zuverlässige Abdichtung der miteinander verbundenen Kupplungselemente gewährleistet .To seal plug-in part 2 and socket part 3, the sealing surface of plug-in part 2 has, in a first embodiment, an annular groove 6 into which an O-ring 7 is inserted. In this way, a reliable seal of the interconnected coupling elements is guaranteed.

Fig. 3 zeigt schließlich eine alternative Ausfuhrungsform der Rohrkupplung. Während das Muffenteil 3 unverändert ist, weist das freie Ende des Steckteils 2 einen Absatz 8 auf, auf den der O-Ring 7 aufgeschoben und mittels eines gleichfalls aufgeschobenen Ringes 9 fixiert ist. Zum Fixieren dient dazu ein Sicherungsring 10, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als in einer nicht näher bezeichneten Ringnut befindlicher Sprengring ausgebildet ist. Die axiale Fixierung des Ringes 9 dient zur definierten Kammerung des O-Ringes 7 und führt so zu einer zuverlässigen Abdichtung der Rohrkupplung. 3 finally shows an alternative embodiment of the pipe coupling. While the sleeve part 3 is unchanged, the free end of the plug-in part 2 has a shoulder 8, onto which the O-ring 7 is pushed and fixed by means of a ring 9 which is also pushed on. For this purpose, a securing ring 10 is used, which, in the exemplary embodiment shown, is designed as a snap ring located in an annular groove (not specified). The axial fixation of the ring 9 serves for the defined chambering of the O-ring 7 and thus leads to a reliable sealing of the pipe coupling.

Claims

PATENT TO SPEECH

1. Hydraulic pipe for underground use consisting of a pipe element (1) and two corresponding coupling elements arranged at its end, the coupling elements having flanges (4, 4 ') for releasable axial connection of adjacent pipe elements (1), the pipe element

(1) and the coupling elements made of plastic consist of the fact that the tubular element (1) and the coupling elements are made in one piece.

2. Hydraulic pipe according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the coupling elements are integrally formed on the tubular element (1).

3. Hydraulic pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling elements are made by reshaping the ends of the tubular element (1).

4. Hydraulic pipe according to one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the sealing seats of the coupling elements are reworked.

5. Hydraulic pipe according to one of claims 1 to 4, so that the coupling elements are designed as a plug-in part (2) and socket part (3) which are held together axially for connecting a pipe coupling clamp (5).

6. Hydraulic pipe according to claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pipe coupling clamp (5) is made of steel.

7. Hydraulic pipe according to claim 5, so that the pipe coupling clamp (5) is made from drop-forged material.

8. Hydraulic pipe according to one of claims 5 to 7, so that the sealing surfaces of the plug-in part (2) and sleeve part (3) are sealed with an O-ring (7).

9. Hydraulic pipe according to claim 8, characterized in that the O-ring (7) in an in the sealing surface of the plug part (2) arranged annular groove (6) is inserted.

10. Hydraulic pipe according to claim 8, so that the free end of the plug-in part (2) has a shoulder (8) onto which the O-ring (7) is pushed and fixed by means of a likewise pushed-on ring (9).

11. Hydraulic pipe according to claim 10, so that the ring (9) consists of metal.

12. Hydraulic pipe according to claim 11, so that the ring (9) consists of stainless steel.

13. Hydraulic pipe according to one of claims 10 to 12, so that the ring (9) is axially secured with a locking ring (10).

14. Hydraulic pipe according to one of claims 1 to 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an electrostatically non-conductive plastic is used.