DD218151B1 - Universell einsetzbare, kanallos verlegbare rohrleitung - Google Patents

Description

-2- 218 151 Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine universell einsetzbare, kanallos verlegbare Mantelrohrleitung zum Transport von Medien mit gegenüber der Umgebung erhöhter oder erniedrigter Temperatur, z. B. für den Transport von Heißwasser zur Fernwärmeversorgung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei kanallos verlegbaren Mantelrohrleitungen, z. B. für den Transport von Heißwasser zur Fernwärmeversorgung, werden im Regelfall die Hüllrohre nicht auf Innendruck belastet. Ungeachtet dessen werden bei den meisten Mantelrohrleitungen innendruckfeste Hüllrohre aus Stahl, Asbestzement, Polyäthylen u. ä. m. verwendet, was einen durch die Beanspruchungen der Hüllkonstruktionen nicht gerechtfertigten technischen und ökonomischen Aufwand bedeutet. Technische Lösungen mit beanspruchungsgerechten, nicht innendruckfesten Hüllrohren aus Werkstoffen wie Beton, Steinzeug u.a. m. fanden bisher wegen der folgenden Nachteile keine Verbreitung:

- es können nur gerade Trassenabschnitte, die auf die Festlängen der Hüllrohre abgestimmt sind, realisiert werden;

- an Stellen, wo die Trasse die Richtung ändert oder sich verzweigt, müssen aufwendige unterirdische Bauwerke als Hüllkonstruktionen errichtet werden;

- im Zuge der Trasse zur Dehnungsaufnahme angeordnete U-Bogenausdehner müssen aufwendig mit Hüllkonstruktionen, z. В. haubenförmigen Stahlbetonfertigteilen, umgeben werden;

- komplett vorfertigbare Mantelrohrleitungen mit geringem Montage- und Bauaufwand wurden bisher nicht eingesetzt;

- die Reparaturmöglichkeiten im Schadensfall sind aufgrund der Verlegetechnologie (Einzieh- bzw. Überschiebmethode) stark eingeschränkt bzw. sehr aufwendig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine universell einsetzbare, kanallos verlegbare Mantelrohrleitung zum Transport von Medien mit gegenüber der Umgebung erhöhter bzw. erniedrigter Temperatur, die mit geringem technologischen, technischen und ökonomischem Aufwand herstellbar und betreibbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine universell einsetzbare, kanallos verlegbare Mantelrohrleitung zum Transport von Medien mit gegenüber der Umgebung erhöhter bzw. erniedrigter Temperatur zu entwickeln, die sich aus einzelnen, komplett vorfertigbaren Leitungselementen, die eine der erforderlichen Belastungen entsprechende konstruktive Gestaltung aufweisen, zusammen und zusätzliche unterirdische Bauwerke für Richtungsänderungen und Verzweigungen sowie zur Dehnungsaufnahme vermeidet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beanspruchungsgerechte, d.h. mit nichtinnendruckfesten Hüllrohren aus Faserzement versehene gerade Mantelrohrelemente, aus der thermischen Belastung erforderliche Mantelrohrfestpunkt- und Mantelrohrzwangsführungselemente sowie Hüllrohrlang- und Hüllrohrreduzierkupplungen zur Verbindung untereinander und mit Mantelrohrbögen und Mantelrohrabzweigen verbunden sind.

Die Mantelrohrbögen zur Realisierung von Richtungsänderungen im Trassenverlauf bestehen aus zwei- oder mehrgeteilten aufiendruckfesten, kämpfergeteilten, am Stoß lösbaren und gedichteten, vorzugsweise gußeiserne Hüllrohrformstücken mit verschiedenen Krümmungswinkeln, deren Enden vorzugsweise als Bund oder Muffen ausgebildet sind, um eine dichtende, bewegliche Verbindung mit den angrenzenden Leitungselementen zu ermöglichen. Die im Hüllrohrformstück liegenden entsprechenden Medienrohrbögen sind zur Aufnahme von temperaturbedingten Wärmedehnungen aus angrenzenden Leitungsabschnitten beweglich auf einem Gleitsteg gelagert, der zur Verringerung des Reibungswiderstandes vorzugsweise mit einem reibungsarmen Gleitlagerauflager versehen ist.

Die Mantelrohrabzweige zur Realisierung von Verzweigungen im Trassenverlauf werden mit Hilfe von zwei- oder mehrteiligen außendruckfesten, in der Ebene des abzweigenden Stutzens oder senkrecht dazu in der durchgehenden Leitung geteilten, am Stoß lösbaren und gedichteten vorzugsweise gußeisernen Hüllrohrformstücken gebildet, deren Enden vorzugsweise als Bund oder Muffe ausgebildet sind, um eine dichtende, bewegliche Verbindung mit den angrenzenden Leitungselementen zu ermöglichen. Die im Hüllrohrformstück liegenden entsprechenden Medienrohrabzweigstücke zur Aufnahme von temperaturbedingten Wärmedehnungen aus angrenzenden Leitungsabschnitten sind gegebenenfalls auf einem oder mehreren Gleitstegen beweglich gelagert, die zur Verringerung des Reibungswiderstandes vorzugsweise mit reibungsarmen Gleitlagerauflagern versehen sind.

Für den Fall einer parallelen Verlegung von zwei Mantelrohrleitungen kann die Abzweigung durch eine Etagierung in Form einer Kombination von Mantelrohrabzweig und Mantelrohrbogen realisiert werden.

Für die nichtinnendruckfesten Hüllrohre der geraden Mantelrohrelemente, die Mantelrohrfestpunkt-, die Mantelrohrzwangsführungselemente und die Hüllrohrlang- und Hüllrohrreduzierkupplungen werden vorzugsweise nichtinnendruckfeste Asbestzementrohre eingesetzt. Diese nichtinnendruckfesten Hüllrohre weisen gegenüber innendruckfesten Rohren verringerte Festigkeitskennwerte, aber beanspruchungsgemäß ausreichende Scheiteldruckfestigkeiten auf. Sie werden als Ganz-, Paß- oder Kurzrohre verwendet und können vorgefertigt werden. Die konisch bearbeiteten Enden ermöglichen den Einsatz einer dichtenden Rohrverbindung. Zur Abstützung des Mediumrohres können Halterungen vorgesehen werden. Das aus der thermischen Belastung erforderliche Mantelrohrfestpunktelement besteht aus zwei z. B. nichtinnendruckfesten geraden Asbestzementhüllrohrteilen, in dem an beliebiger Stalle ein flanschartiger.

mit dem konzentrisch im Hüllrohr liegenden Mediumrohr fest verbundener Anschluß angeordnet ist, der mit einem Festpunktfundament verbunden ist. Die beiden Asbestzementhüllrohrteile sind von beiden Seiten über gedichtet, an den Festpunktflansch beidseitig fest angeordneten Rohrhülsen formschlüssig mit diesem verbunden. Die konstruktive Gestaltung und Anordnung des Festpunktflansches sichert die Übertragung der Festpunktkräfte vom Mediumrohr auf ein Festpunktfundament, ohne daß dabei die beidseitigen Asbestzementhüllrohrteile durch Krafteinwirkung beeinflußt werden. Das ebenfalls aus der thermischen Belastung erforderliche Mantelrohrzwangsführungselement besteht aus zwei geraden z. B. nichtinnendruckfesten Asbestzementhüllrohrteilen und einem an beliebiger Stelle angeordnetem, flanschartigem rohrhülsenförmig ausgebildeten Anschluß, in dem das Mediumrohr axial verschiebbar gelagert ist und der mit einem Widerlager fest verbunden ist. Die von beiden Seiten an den Zwangsführungsflansch anschließenden Hüllrohrteile sind mit diesem über gedichtete, am Zwangsführungsflansch beidseitig befestigte Rohrhülsen formschlüssig verbunden. Diese konstruktive Gestaltung und Anordnung des Zwangsführungsflansches sichert die Übertragung der Zwangsführungskräfte auf ein Widerlager, ohne daß dabei die beidseitigen Asbestzementhüllrohrteile durch Krafteinwirkung beeinflußt werden. Das Mantelrohrfestpunktelement und das Mantelrohrzwangsführungselement zeichnen sich weiterhin dadurch aus, daß die an den Flanschen fest angeordneten Rohrhülsen zum dichten Anschluß der Asbestzementhüllrohrteile unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, um Hüllrohrreduzierungen zu ermöglichen. Die Verbindung von geraden Leitungselementen miteinander bzw. von Formstücken mit geraden Leitungselementen wird bei gleichem Nominaldurchmesser der Hüllrohre mit einer einteiligen, mit z. B. nichtinnendruckfestem Asbestzementhüllrohr versehen, gedichteten Hüllrohrlangkupplung realisiert, deren Baulänge der Verbindungstechnologie der in der Mantelrohrleitung liegenden Medienrohre angepaßt ist und die sich zur Gewährleistung einer ensprechenden Montagefreiheit an der Verbindungsstelle des Mediumrohres vollständig auf die konischen Enden der geraden Hüllrohrelemente aufschieben läßt.

Verbindungen von Leitungselementen mit unterschiedlichem Nominaldurchmesser der Hüllrohre werden über zweiteilige mit z. B. nichtinnendruckfestem Asbestzementhüllrohr versehenen gedichteten Hüllrohrreduzierungskupplungen, die in der Baulänge auf die Verbindungstechnologie der Medienrohre abgestimmt sind und deren Bauteile sich völlig auf die konischen Enden der anschließenden geraden Hüllrohrelemente aufschieben lassen, oder mit Hilfe vorzugsweise gußeiserner außendruckfester, gedichteter, in Baulänge auf die Verbindungstechnologie abgestimmter einteiliger Rohrreduzierungskupplungen realisiert.

Alle Elemente der kanallos verlegbaren Mantelrohrleitung einschließlich der in den Hüllrohren anzuordnenden gedämmten oder ungedämmten Medienrohre lassen sich vorfertigen, schnell und montagegünstig verlegen und können im Schadensfall durch Zurückschieben der Hüllrohrlangkupplungen bzw. der Hüllrohrreduzierungskupplungen repariert und ausgetauscht werden, wobei nach Beendigung der Arbeiten die Mantelrohrleitung durch Aufschieben der Kupplungen einfach wieder geschlossen werden kann. Zusätzliche unterirdische Bauwerke für Richtungsänderungen, Abzweige und Dehnungsausgleicher entfallen. Die Mantelrohrleitung kann für verschiedenste Nennweiten, gedämmte und ungedämmte Mediumrohre aus den verschiedensten Materialien, für Dämmstoffe verschiedenster Materialien und Dicken sowie für verschiedene Verbundwirkungen der Bauteile Hüllrohr-Dämmung-Mediumrohr ausgelegt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen stellen im einzelnen dar

Abb. 1 und 2 Mantelrohrbogen

Abb. 3 und 4 Mantelrohrabzweig

Abb. 5 und β gerades Mantelrohrelement

Abb. 7 Mantelrohrfestpunktelement

Abb. 8 Mantelrohrzwangsführungselement

Abb. 9 Hüllrohrlangkupplung

Abb. 10 Hüllrohrreduzierkupplungen

Abb. 11 isometrische Darstellung

Für die Ausführungsbeispiele wurde von dem Anwendungsfall eines gedämmten Mediumrohres mit gleitendem Verbund zwischen Mediumrohr und Dämmung bzw. Luftspalt zwischen Dämmung und Hüllrohr ausgegangen.

In Abb. 1 und 2 sind zwei Möglichkeiten für die Ausbildung von Mantelrohrbögen angegeben. Die zur Realisierung von Richtungsänderungen erforderlichen Hüllrohrformstücke bestehen aus zwei außendruckfesten, kämpfergeteilten Hülfrohrhalbschalen 1, in denen der wärmegedämmte Mediumrohrbogen 2 auf einem Gleitsteg 3, evtl. unter Einsatz von mediumrohrabhängigen Distanzplatten 4 und eines reibungsarmen Gleitlagerauflagers 5 gelagert ist.

Die als Bund ausgebildeten Enden des Hüllrohrbogens nach Abb. 1 evtl. mit Dichtungsmanschetten 6 versehen, erlauben den Einsatz der Hüllrohrverbindungen nach Abb. β. 9.

Bei dem in Abb. 2 angegebenen Hüllrohrbogen mit Muffenenden 7 wird die dichtende bewegliche Verbindung mit den angrenzenden Hüllrohren von in die geteilten Muffen eingelegten Dichtungsringen 8 realisiert. Die Hüllrohrhalbschalen werden an ihrem Stoß durch in Nuten eingelegte Dichtungselemente, z. B. Dichtungsgummis, oder durch Flachdichtungen gedichtet, wobei der Anpreßdruck über an zwei Klemmleisten angeordnete lösbare Verbindungselemente 9, z. B. Schrauben, gewährleistet wird. Der Luftspalt 10 zwischen Wärmedämmung 11 und Innenseite des zweiteiligen Hüllrohrbogens kann zur Aufnahme der temperaturabhängigen Wärmedehnungen der Mediumrohre angrenzender Trassenabschnitte genutzt werden, so daß sich der Mediumrohrbogen 2 auf dem Gleitsteg 3 bei Temperaturwechselbeanspruchung verschiebt.

Abb.3 und 4 zeigen zwei Varianten für die Gestaltung von Mantelrohrabzweigen. Die zur Realisierung von Mediumrohrverzweigungen erforderlichen Hüllrohrabzweige sind dabei als zweiteilige, außendruckfeste, in der Ebene des anzweigenden Stutzens geteilte Hüllrohrformstücke 12 ausgebildet, in denen der wärmegedämmte Mediumrohrabzweig 13 auf

einem Gleitsteg mit vorzugsweise reibungsarmen Gleitlagerauflager und unter Einsatz mediumrohrabhängiger Distanzplatten gleitend gelagert ist. Die als Bund ausgebildeten Enden des Hüllrohrabzweigs in Abb. 3 ermöglichen den Einsatz von Hüllrohrverbindungen nach Abb.8,9.

Bei dem in Abb. 4 dargestellten Hüllrohrabzweig mit Muffenenden 7 werden die dichtenden beweglichen Verbindungen mit den angrenzenden Hüllrohren von in die geteilten Muffen eingelegten Dichtungsringen 8 realisiert. Die Hüllrohrformstücke sind am Stoß entweder durch in Nuten eingelegte Dichtungselemente oder durch Flachdichtungen gedichtet, wobei der Anpreßdruck über an Klemmleisten angeordnete lösbare Verbindungselemente 9 z. B. Schrauben, gewährleistet wird. Der Luftspalt 10 zwischen Wärmedämmung 11 und Innenseite des Hüllrohrformstückes 12 kann zur Aufnahme der temperaturabhängigen Wärmedehnungen der Mediumrohre angrenzender Trassenabschnitte genutzt werden. In Abb. 5 und 6 sind zwei Möglichkeiten für die Ausbildung der geraden Mantelrohrelemente dargestellt. Die Mantelrohrelemente bestehen aus nichtinnendruckfesten Asbestzementhüllrohren 14, deren bearbeitete Enden 15 den Einsatz einer dichtenden beweglichen Rohrverbindung nach Abb.8,9 bzw. den Anschluß von Formstücken nach Abb. 1-4 erlauben und den wärmegedämmten Mediumrohren 16, Abb. 5 zeigt eine Abstützung 17, welche die axiale Verschiebung des wärmegedämmten Mediumrohres 16 im Hüllrohr zuläßt, während in Abb. 6 lediglich eine Transport- und Montageabstützung 18 das Medium rohr im Hüllrohr hält, nach deren Einbau das Mediumrohr axial und radial im Hüllrohr verschieblich ist. Abb. 7 zeigt den konstruktiven Aufbau eines speziellen Mantelrohrfestpunktelements. Es besteht aus dem nichtinnendruckfesten Asbestzementhüllrohr 14, dem an das Mediumrohr fest angebrachten Festpunktflansch 19, an dem beidseitig Rohrhülsen 20 angeordnet sind, die in Verbindung mit den Dichtungselementen 21, z. B. einer Rundgummidichtung, den dichten Anschluß der beiden teile des Asbestzementhüllrohrs 14 ermöglichen. Durch diesen konstruktiven Aufbau werden die Festpunktkräfte auf ein monolithisches Festpunktfundament 22 übertragen, ohne daß dabei die Teile des Asbestzementhüllrohres durch Krafteinwirkung beeinflußt werden.

Abb. 8 gibt die Ausbildung eines Mantelrohrzwangsführungselements an, das aus dem nichtinnendruckfesten Asbestzementhüllrohr 14, dem wärmegedämmten Mediumrohr 16 und dem flanschartigen Anschluß 23, der innen zur Führung des Mediumrohrs als Rohrhülse 24 ausgebildet ist, besteht. Die beidseitig an den flanschartigen Anschluß 23 angeordneten Rohrhülsen 20 erlauben in Verbindung mit den Dichtungselementen 21 den dichten Anschluß der beiden Teile des Asbestzementhüllrohrs. Der konstruktive Aufbau erlaubt die Übertragung der Zwangsführungskräfte auf ein monolithisches Widerlager 25, ohne daß die Teile des AsbestzementhüHrohrs durch Krafteinwirkung beeinflußt werden. In Abb.9 ist die zur Verbindung von Hüllrohren gleichen Nominaldurchmesser erforderliche Hüllrohrlangkupplung 26 dargestellt, die einteilig ausgeführt ist und in die zwei ringförmige Nuten zur Aufnahme der Rundgummidichtungen 27 eingearbeitet sind. Die Kupplung läßt sich vollständig auf die bearbeiteten Enden 14 der zu verbindenden Hüllrohre 15 aufschieben, ihre Baulänge ist der Verbindungstechnologie der in den Hüllrohren liegenden gedämmten Mediumrohre angepaßt.

Abb. 10 zeigt die zur Verbindung von Hüllrohren mit verschiedenem Nominaldurchmesser notwendige Hüllrohrreduzierkupplung 28, die zweiteilig ausgeführt ist und in die ringförmige Nuten zur Aufnahme der Rundgummidichtungen 27 eingearbeitet sind. Die beiden Teile der Kupplung lassen sich vollständig auf die bearbeiteten Enden 14 der zu verbindenden Hüllrohre 15 aufschieben.

Die isometrische Darstellung in Abb. 11 zeigt eine der Dehnungsaufnahme im Mantelrohrbogen 29 entsprechende Anordnung der Elemente der Mantelrohrleitung. Die im Anschluß an das Mantelrohrfestpunktelement 30 dargestellte Bogenlösung mit Dehnungsaufnahme gewährleistet die axiale und radiale Verschiebung des Mediumrohrs zwischen dem Mantelrohrzwangsführungselement 31 und dem Mantelrohrfestpunktelement 30. Zwischen dem Abzweigelement 32 und dem Zwangsführungselement 31 ist dagegen nur eine axiale Verschiebung des Mediumrohrs möglich, wobei bei dem Abzweigelement das Hüllrohrformstück für die Realisierung der Abzweige senkrecht zur Ebene des abzweigenden Stutzens geteilt ist. Die Einzelrohrverlegung in Verbindung mit den Hüllrohrlangkupplungen 26 gewährleistet sowohl die Möglichkeit eines hohen Vorfertigungsgrades der Elemente, eine günstige Verlegetechnologie als auch ein unkompliziertes Reparieren bzw. Auswechseln einzelner Elemente im Schadensfall.

Claims (10)

1. Universell einsetzbare, kanallos verlegbare Rohrleitung zum Transport von Medien mit gegenüber der Umgebung erhöhter oder erniedrigter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß mit nichtinnendruckfestem Hüllrohr aus Faserzement versehene gerade Mantelrohrelemente, aus der thermischen Belastung erforderliche Mantelrohrfestpunkt- und Mantelrohrzwangsführungselemente sowie Hüllrohrlang- und Hüllrohrreduzierkupplungen zur Verbindung miteinander und mit Mantelrohrbögen und -abzweigen für Richtungsänderungerr verbunden sind.

2. Rohrleitung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mantelrohrbögen für Richtungsänderungen aus zwei- oder mehrteiligen außendruckfesten, kämpfergeteilten, am Stoß voneinander lösbaren und gedichteten Hüllrohrformstücken verschiedener Krümmungsradien bestehen, die zur beweglichen Lagerung des entsprechenden Mediumrohrbogens einen Gleitsteg mit vorzugsweise reibungsarmen Gleitlagerauflager enthalten können und deren Enden vorzugsweise als Bund oder Muffe ausgebildet sind.

3. Rohrleitung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mantelrohrabzweige für Richtungsänderungen aus zwei- oder mehrteiligen außendruckfesten, in der Ebene des abzweigenden Stutzens oder senkrecht dazu in der durchgebenden Leitung geteilten, am Stoß voneinander lösbaren und gedichteten Hüllrohrformstücken bestehen, die zur beweglichen Lagerung der entsprechenden Mediumrohrabzweige einen oder mehrere Gleitstege mit vorzugsweise reibungsarmen Gleitlagerauflager enthalten können und deren Enden vorzugsweise als Bund oder Muffe ausgebildet sind.

4. Rohrleitungen nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß gerade Mantelrohrelemente mit nichtinnendruckfestem Hüllrohr aus Faserzement versehen sind, deren Enden konisch ausgebildet sind und daß zur Abstützung des Mediumrohres Halterungen vorgesehen sein können.

5. Rohrleitung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mantelrohrfestpunktelemente jeweils aus nichtinnendruckfesten geraden Hüllrohren aus Faserzement bestehen, bei denen in Elementemitte oder außermittig ein flanschartiger, mit dem konzentrisch im Hüllrohr liegenden Mediumrohr fest verbundener Anschluß angeordnet ist, der mit einem Festpunktfundament verbunden ist und daß die Hüllrohre von beiden Seiten an den Festpunktflansch anschließen und über gedichtete, an dem Festpunktflansch beidseitig fest angeordnete Rohrhülsen mit diesem formschlüssig verbunden sind.

6. Rohrleitung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mantelrohrzwangsführungselemente jeweils aus einem nichtinnendruckfesten geraden Hüllrohr aus Faserzement und einem in Elementemitte oder außermittig angeordneten flanschartig rohrhülsenförmig ausgebildetem Anschluß, in dem das Mediumrohr axial verschiebbar gelagert ist, und der mit einem Widerlager fest verbunden ist, besteht und daß die Hüllrohre von beiden Seiten an den Zwangsführungsflansch anschließen und über gedichtete, an dem Zwangsführungsflansch beidseitig fest angeordnete Rohrhülsen mit diesem formschlüssig verbunden sind.

7. Rohrleitung nach Pkt. 1, Pkt. 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch unterschiedliche Durchmesser der an die Flansche zur Dichtung angebrachten Rohrhülsen Hüllrohrreduzierungen bzw. -erweiterungen erreichbar sind.

8. Rohrleitung nach Pkt. 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Mantelrohrelemente gleichen Durchmessers mit einer einteiligen mit nichtinnendruckfestem Hüllrohr aus Faserzement versehenen Hüllrohrlangkupplung verbunden werden, deren Baulänge der Verbindungstechnologie der im Hüllrohr liegenden Mediumrohre angepaßt ist und die sich vollständig auf die konischen Enden gerader Mantelrohrleitungselemente aufschieben läßt.

9. Rohrleitung nach Pkt. 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Mantelrohrelemente unterschiedlichen Durchmessers vorzugsweise durch eine mit nichtinnendruckfestem Hüllrohr aus Faserzement versehene zweiteilige, gedichtete Hüllrohrreduzierkupplung verbunden werden, deren Baulänge der Verbindungstechnologie der im Hüllrohr liegenden Mediumrohre angepaßt ist und die sich vollständig auf die konischen Enden gerader Mantelrohrleitungselemente aufschieben läßt.

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10 Seiten Zeichnungen