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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer zur Verlegung im Erdreich bestimmten Rohrleitung im Bereich deren kritischen Dehnungszonen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung jeweils in diesem Bereich mit einem Mangel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material umhüllt wird, welches Mantelmaterial dann zur Erhöhung seiner stützenden äusseren Eigenfestigkeit unter dem Kompressionsdruck des verdichteten Erdreiches komprimiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Mantel mit einer weiteren Ummantelung aus verstärkendem Material umgeben wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel an seinen Enden gegen Erdeinschlemmungen mit der Rohrleitung dicht verbunden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel aus einer Trapezmatte gebildet wird.
5. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens einen die Leitung (1) im Bereich der kritischen Dehnungszone (D1 bzw. D2) umgebenden Mantel (2) aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material, der in unbelastetem Zustand einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
6. Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) von einer weiteren Ummantelung (4) aus verstärkendem Material umgeben ist.
7. Mittel nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) an seinen Enden durch Schrumpfmanschetten (5) oder Rohrschellen dicht gegen Erdeinschlemmungen mit der Rohrleitung (1) verbunden ist.
8. Mittel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (2) die Rohrleitung (1) in unbelastetem Zustand mit geringem Abstand umgibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Mittel zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer, zur Verlegung im Erdbereich bestimmten Rohrleitung im Bereich deren kritischen Dehnungszonen.
Bei im Erdreich verlegten Rohrleitungen, etwa für Fernheizungen u.dgl. besteht bekanntermassen das Problem der sogenannten kritischen Dehnungszonen im Bereich von Abzweigungen, Knickstellen, Reduktionsstellen u.dgl. im Rohrleitungssystem, an welchen Stellen infolge Wärmedehnung Querbewegungen am betreffenden Rohrabschnitt auftreten, die bei ungeschützter Verlegung der Leitungsrohre im Erdreich zu Beschädigungen der Korrosionsschutzschicht und/ oder der Isolierung der Leitungsrohre führen mit den dann altbekannten, durch Korrosion verursachten Folgeschäden.
Der bisherige Versuch, die Leitungsrohre im Bereich der kritischen Dehnungszonen zusätzlich zu ummanteln, hat das Problem lediglich temporär auf die Ummantelung verlagert, wobei zusätzliche Schwierigkeiten durch eine Einschlemmung von Erde zwischen Rohr und Uinin#nt & uug bzw. in die Ummantelung erwachsen sind.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren der vorgenannten Art zu schaffen, welches gestattet, die vorbeschriebenen Querbewegungen der betreffenden Rohrabschnitte infolge auftretender Dehnungskräfte im Rohrleitungssystem so zu kompensieren, dass Abnützungserscheinungen weder an der Ummantelung noch am Rohr auftreten können.
Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Rohrleitung jeweils in diesem Bereich mit einem Mantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert kompressiblem Material umhüllt wird, welches Mantelmate rial dann zur Erhöhung seiner stützenden äusseren Eigenfe stigkeit unter dem Kompressionsdruck des verdichteten Erd reiches komprimiert wird.
Ein solches kompressibles Material zur Bildung des Man tels kann beispielsweise Polyäthylen, PVC-Weichschaum oder ein anderes geschlossenzelliges, verrottungsfestes Mate rial sein. Mit differenziert-kompressibel ist ein Umhüllungs körper bezeichnet, der aus verschiedenen Lagen unterschied licher Rohdichte, also unterschiedlicher Kompressibilität auf gebaut ist.
Durch diese Massnahme ist es nunmehr möglich, eine
Ummantelung zu schaffen, welche durch die Verdichtung un ter dem Druck des Erdreiches eine derart hohe äussere Eigen festigkeit erhält, dass diese weiteren Belastungen von aussen, etwa durch den Strassenverkehr, standhält, ohne ihre innere
Flexibilität zur vollständigen Aufnahme und somit Kompen sation der Dehnungsbewegungen zu verlieren.
Bevorzugt kann dabei das Verfahren so ausgestaltet werden, dass der Mantel mit einer weiteren Ummantelung aus vertärkendem Material umgeben wird.
Weiter ist es zweckmässig, wenn der Mantel an seinen Enden gegen Erdeinschlemmungen mit der Rohrleitung dicht verbunden wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Mittel zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche sich ausgezeichnet durch mindestens einen die Leitung im Bereich der kritischen Dehnungszone umgebenden Mantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder differenziert-kompressiblem Material der in unbelastetem Zustand einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Dieses Mittel kann dabei vorteilhaft so ausgestaltet sein, dass der Mantel von einer weiteren Ummantelung aus verstärkendem Material umgeben ist.
Vorteilhaft ist es dann, wenn der Mantel an seinen Enden durch Schrumpfungsmanschetten oder Rohrschellen dicht gegen Erdeinschlemmungen mit der Rohrleitung verbunden ist.
Zum Ausgleich von Durchmessänderungen am betreffenden Rohrabschnitt ist es ferner zweckmässig, wenn der Mantel die Rohrleitung in unbelastetem Zustand mit geringem Abstand umgibt.
Eine beispielsweise Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in schematischer Darstellung eine Knick- oder Umlenkstelle einer im Erdreich verlegten Rohrleitung und
Figur 2 im Querschnitt und in grösserem Massstab ein, im Bereich einer kritischen Dehnungszone ummanteltes Leitungsrohr.
Die in Figur 1 veranschaulichte, im Erdreich 3 verlegte Rohrleitung 1 zeigt eine 90 -Knick- oder Umlenkstelle mit den kritischen Dehnungszonen D1 und D2, in welchen Zonen Querbewegungen an den betreffenden Rohrabschnitten auftreten können, wenn Wärmedehnungskräfte auftreten.
Zur Kompensation dieser Querbewegungen sind die Rohrabschnitte in den Dehnungszonen D1 und D2 mit einem Mantel 2 aus geschlossenzelligem, kompressiblem Material umhüllt, derart, dass das Mantelmaterial nach der Verlegung im Erdreich 3 unter dem Kompressionsdruck des Erdreiches 3 verdichtet wird.
Hierbei wird die Materialauswahl und die Anordnung so getroffen, dass der Mantel 2 nach seiner Verdichtung in seinen äusseren Schichten eine ausreichend stützende Eigenfestigkeit erhält, ohne seine innere Flexibilität zu verlieren.
Ein hierfür geeignetes Material kann Polyäthylen, PVC Weichschaum oder jedes andere verrottungsfeste und ge
schlossenzellige Material sein, soweit es die erforderliche Flexibilität aufweist.
Die Ummantelung 2 kann als aufschiebbare Hülse, als Halbschale, als geschlitzte Vollschale oder als wickelbare Matte oder Trapezmatte vorfabriziert sein.
Um hierbei auch Rohrabschnitte mit änderndem Durchmesser etwa gemäss Figur 1, entsprechend ummanteln zu können, ist es zweckmässig, wenn der Rohrmantel 2 die Leitung 1 in unbelastetem Zustand mit geringem Abstand umgibt. Bei der Verdichtung des Materials unter dem Kompressionsdruck des Erdreiches passt sich dann das Material der Mantelform des betreffenden Leitungsabschnittes an.
Beim vorbeschriebenen Verfahren hat sich gezeigt, dass die Stützwirkung bzw. die Druckfestigkeit des Mantels 2 nach der Materialverdichtung unter dem Kompressionsdruck des Erdreiches noch dadurch verbessert wird, dass die innen liegenden Zellen desMantels 2 im Bereich 6 gemäss Figur 2 durch die kreisrunde Form des Mantels sehr stark verkleinert werden.
Normalerweise würde man annehmen, dass dann bei der Querbewegung der innen liegenden Leitung 1 hohe Druckkräfte erforderlich seien, um das anliegende Materialpolster 6 des Mantels 2 für eine Bewegungskompensation nach aussen zu komprimieren; dies ist aber nicht so, da durch das sich quer verschiebende Rohr einerseits ein Mantelabschnitt zwar komprimiert, der gegenüberliegende Mantelabschnitt aber durch auftretende Zugspannungen in Umfangsrichtung entlastet wird, wobei sich dieser ganze Bewegungsablauf innerhalb der kreisrunden Dehnungsschicht 6 des Mantels 2 abspielt, ohne sich nach aussen auf den äusseren Umfang des Mantels 2 zu übertragen.
Bevorzugt kann hierbei die Ausgestaltung des Mantels 2 durch eine weitere Ummantelung 4 aus verstärkendem Material verbessert werden.
Ferner ist es zweckmässig, wenn der Rohrmantel 2 an seinen Enden durch Schrumpfmanschetten 5, Rohrschellen o.
dgl. dicht mit dem Leitungsrohr 1 verbunden ist (Figur 1), was eine Einschlemmung von Erdreich zwischen Rohr und Rohrmantel ausschliesst.
Aus dem Vorbeschriebenen ergibt sich somit ein Verfahren und ein Mittel zur Kompensation von Dehnungsbewegungen an einer, zur Verlegung im Erdreich bestimmten Rohrleitung im Bereich deren kritischen Dehnungszonen, deren Merkmale geeignet sind, allen gestellten Anforderungen gerecht zu werden.
Natürlich sind im Rahmen der Erfindung eine Reihe von Ausführungsvarianten möglich. So kann, wie in Fig. 2 angedeutet der die Rohrleitung 1 umgebende Mantel 2 einen diffe renziert-kompressiblen Aufbau haben, z.B. eine innere Schicht 7 aus üblichen Isolationsmaterialien, z.B. Mineralwolle aufweisen, wobei die äussere Ummantelung 4 eine ausreichend stützende Eigenfestigkeit aufweisen muss, um der Belastung durch das Erdreich und den Verkehrslasten standzuhalten. Hierzu eignet sich z.B. das beschriebene geschlossenzellige Material mit höherer Rohdrichte, oder andere verrottungsfeste Werkstoffe, wie PVC-Folie, PE-Folie oder auch Beton.
Zudem kann es zweckmässig sein, wenn der Mantel aus geschlossenzelligem, kompressiblem oder auch differenziertkompressiblem Material aus einer Trapezmatte gebildet wird.
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PATENT CLAIMS
1.Procedure for compensating for expansion movements in a pipeline intended for laying in the ground in the area of its critical expansion zones, characterized in that the pipeline is encased in this area with a deficiency of closed-cell, compressible or differentially compressible material, which jacket material is then used for Increasing its supporting external inherent strength is compressed under the compression pressure of the compacted soil.
2. The method according to claim 1, characterized in that said jacket is surrounded with a further jacket made of reinforcing material.
3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the jacket is tightly connected at its ends against soil entrapment with the pipeline.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the jacket is formed from a trapezoidal mat.
5. Means for carrying out the method according to one of claims 1 to 4, characterized by at least one jacket (2) surrounding the line (1) in the region of the critical expansion zone (D1 or D2) made of closed-cell, compressible or differentially-compressible material, which has a circular cross section in the unloaded state.
6. Composition according to claim 5, characterized in that the casing (2) is surrounded by a further casing (4) made of reinforcing material.
7. Means according to one of claims 5 and 6, characterized in that the jacket (2) at its ends by shrink sleeves (5) or pipe clamps is tightly connected to the pipeline (1) against dirt.
8. Agent according to one of claims 5 to 7, characterized in that the jacket (2) surrounds the pipeline (1) in the unloaded state with a small distance.
The present invention relates to a method and a means for compensating for expansion movements on a pipeline intended for laying in the earth area in the area of its critical expansion zones.
In the case of pipelines laid in the ground, e.g. for district heating and the like. there is known to be the problem of the so-called critical expansion zones in the area of branches, kinks, reduction points and the like. in the piping system, at which points transverse movements occur on the relevant pipe section due to thermal expansion, which lead to damage to the corrosion protection layer and / or insulation of the pipe pipes with unprotected laying of the pipe pipes in the ground with the then well-known consequential damage caused by corrosion.
The previous attempt to additionally sheath the line pipes in the area of the critical expansion zones has only temporarily shifted the problem to the sheathing, whereby additional difficulties have arisen due to soil being trapped between the pipe and Uinin # nt & uug or in the sheathing.
It is an object of the present invention to provide a method of the aforementioned type which makes it possible to compensate for the above-described transverse movements of the pipe sections in question as a result of the expansion forces occurring in the pipeline system in such a way that signs of wear cannot occur on the casing or on the pipe.
This is now achieved according to the invention in that the pipeline is encased in this area in each case with a jacket made of closed-cell, compressible or differentially compressible material, which jacket material is then compressed to increase its supporting external inherent strength under the compression pressure of the compressed earth.
Such a compressible material for forming the coat can be, for example, polyethylene, PVC flexible foam or another closed-cell, rot-proof material. A differentiated-compressible is a wrapping body that is made up of different layers of different bulk density, i.e. different compressibility.
With this measure it is now possible to
To create sheathing, which receives such high external inherent strength through the compression under the pressure of the soil that it withstands further external loads, such as from road traffic, without their internal ones
Flexibility to completely absorb and thus lose compensation for the stretching movements.
The method can preferably be designed in such a way that the jacket is surrounded by a further jacket made of reinforcing material.
Furthermore, it is expedient if the jacket is tightly connected to the pipeline at its ends to prevent the build-up of earth.
The present invention further relates to a means for carrying out the method according to the invention which is distinguished by at least one sheath of closed-cell, compressible or differentially compressible material surrounding the line in the region of the critical expansion zone and which has a circular cross section in the unloaded state.
This means can advantageously be designed such that the jacket is surrounded by a further jacket made of reinforcing material.
It is advantageous if the ends of the jacket are tightly connected to the pipeline by means of shrink sleeves or pipe clamps to prevent the build-up of earth.
To compensate for changes in diameter on the pipe section in question, it is also expedient if the jacket surrounds the pipe with a small distance in the unloaded state.
An example embodiment for carrying out the method according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Figure 1 is a schematic representation of a kink or deflection of a pipe laid in the ground and
Figure 2 in cross section and on a larger scale, encased in the region of a critical expansion zone pipe.
The pipeline 1 illustrated in FIG. 1, which is laid in the ground 3, shows a 90 kink or deflection point with the critical expansion zones D1 and D2, in which zones transverse movements can occur on the relevant pipe sections when thermal expansion forces occur.
To compensate for these transverse movements, the pipe sections in the expansion zones D1 and D2 are covered with a jacket 2 made of closed-cell, compressible material such that the jacket material is compressed under the compression pressure of the soil 3 after installation in the soil 3.
The choice of material and the arrangement are made in such a way that the shell 2, after its compression in its outer layers, has a sufficiently supporting inherent strength without losing its internal flexibility.
A suitable material can be polyethylene, PVC soft foam or any other rot-proof and ge
lock cell material, provided that it has the required flexibility.
The casing 2 can be prefabricated as a slide-on sleeve, as a half-shell, as a slotted full shell or as a wrap-around mat or trapezoidal mat.
In order to be able to encase pipe sections with changing diameters, for example according to FIG. 1, it is expedient if the tubular casing 2 surrounds the line 1 in a non-loaded state with a small distance. When the material is compressed under the compression pressure of the soil, the material then adapts to the shape of the jacket of the relevant line section.
In the method described above, it has been shown that the support effect or the compressive strength of the casing 2 after the material compression under the compression pressure of the soil is further improved by the fact that the inner cells of the casing 2 in area 6 according to FIG. 2 by the circular shape of the casing be greatly reduced.
Normally, one would assume that high pressure forces would then be required during the transverse movement of the inner line 1 in order to compress the adjacent material cushion 6 of the jacket 2 for movement compensation to the outside; however, this is not the case, since a jacket section compresses on the one hand due to the transversely displacing tube, but the opposite jacket section is relieved in the circumferential direction by tensile stresses occurring, this entire sequence of movements taking place within the circular expansion layer 6 of the jacket 2 without going outwards to transfer to the outer circumference of the jacket 2.
In this case, the design of the casing 2 can preferably be improved by a further casing 4 made of reinforcing material.
Furthermore, it is expedient if the pipe jacket 2 at its ends by shrink sleeves 5, pipe clamps o.
Like. Is tightly connected to the conduit 1 (Figure 1), which excludes entrapment of soil between the pipe and the pipe jacket.
The above results in a method and a means for compensating for expansion movements on a pipeline intended for laying in the ground in the area of its critical expansion zones, the characteristics of which are suitable to meet all the requirements.
Of course, a number of design variants are possible within the scope of the invention. Thus, as indicated in Fig. 2, the jacket 2 surrounding the pipe 1 may have a differentially compressible structure, e.g. an inner layer 7 made of common insulation materials, e.g. Have mineral wool, the outer casing 4 must have a sufficiently supporting inherent strength to withstand the load from the soil and the traffic loads. For this, e.g. the described closed-cell material with higher raw densities, or other rot-proof materials, such as PVC film, PE film or concrete.
In addition, it can be expedient if the jacket is made of closed-cell, compressible or differentially compressible material from a trapezoidal mat.