DE10259213A1

DE10259213A1 - Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen

Info

Publication number: DE10259213A1
Application number: DE2002159213
Authority: DE
Inventors: Immanuel Jeschke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen. Leitungsbrüche in alten Bergbaugebieten mit nicht mehr genutzten Stollen und Schächten, in geologisch unruhigen Gebieten, in denen durch Wasser- und Lawineneinwirkung Bodenverschiebungen auftreten, und in Gegenden mit Sandlagerstätten haben ihre Ursache nicht in thermischen Schwankungen, sondern in Bodenverschiebungen, die zur Folge haben, daß sich Gebäude sowohl in horizontaler Richtung verschieben als auch in vertikaler Richtung absacken, ohne daß dieses bemerkt wird. Solche Gebäudebewegungen, meist in undramatischen Dimensionen, führen aber immer wieder zu Brüchen der Versorgungsleitungen, die bei Wasser allenfalls zu Kellerüberflutungen führen, bei Gas hingegen die Gefahr von Explosionen in sich bergen. Es ist die Aufgabe der Erfindung, für Versorgungsleitungen Einbauelemente zu schaffen, welche einer Versorgungsleitung eine Flexibilität vornehmlich in ihrer Längsrichtung geben. Diese sollen geologisch bedingte Verschiebungen und Längenänderungen von Versorgungsleitungen ausgleichen und kompensieren. Die Erfindung besteht darin, daß der Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen aus einem stabilen Mantelrohr besteht, in welchem sich ein Wellrohr befindet, welches durch Elastomer- oder Kunststoffringe gegen die Innenwandung des Mantelrohres abgestützt ist. In diesem Längenkompensator kann eine Sicherheitsvorrichtung gegen Schäden durch Überdehnung des Längenkompensators ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen.
Längenkompensatoren sind in der Bautechnik an vielen Stellen bekannt geworden, wo Längenänderungen durch thermische Schwankungen eine Rolle spielen. Das ist im Brückenbau beispielsweise der Fall, aber auch bei gemauerten oder in Beton gegossenen Zäunen, bei betonierten Wegen und anderen Bauwerken des Hoch- und Tiefbaus.
Bei Versorgungsleitungen für Gas und Wasser hingegen spielen Temperaturschwankungen nur eine untergeordnete Rolle. Denn diese Leitungen werden meist in frostfreien Tiefen verlegt, in denen die Unterschiede zwischen sommerlicher Höchsttemperatur und winterlicher Niedrigsttemperatur meist nur gering sind. Daher hat man hier Längenkompensatoren bisher nicht in die Versorgungsleitungen und die von diesen abzweigenden Hausanschlußleitungen eingebaut. Längenkompensatoren sind daher diesem Gebiet der Technik fremd.
Leitungsbrüche in alten Bergbaugebieten mit nicht mehr genutzten Stollen und Schächten, in geologisch unruhigen Gebieten, in denen durch Wasser- und Lawineneinwirkungen Bodenverschie bungen auftreten und in Gegenden mit Sandlagerstätten haben ihre Ursache nicht in thermischen Schwankungen, sondern in Bodenverschiebungen, die zur Folge haben, daß sich Gebäude sowohl in horizontaler Richtung verschieben als auch in vertikaler Richtung absacken, ohne daß dieses bemerkt wird. Solche Gebäudebewegungen, meist in undramatischen Dimensionen, führen aber immer wieder zu Brüchen der Versorgungsleitungen, die bei Wasser allenfalls zu Kellerüberflutungen führen, bei Gas hingegen die Gefahr von Explosionen in sich bergen.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, für Versorgungsleitungen Einbauelemente zu schaffen, welche einer Versorgungsleitung eine Flexibilität vornehmlich in ihrer Längsrichtung geben. Diese sollen geologisch bedingte Verschiebungen und Längenänderungen von Versorgungsleitungen ausgleichen und kompensieren.
Die Erfindung besteht darin, daß der Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen aus einem stabilen Mantelrohr besteht, in welchem sich ein Wellrohr befindet, welches durch Elastomer- oder Kunststoffringe gegen die Innenwandung des Mantelrohres abgestützt ist.
In dem Mantelrohr kann das Wellrohr sich frei in Längsrichtung bewegen, es kann sich aber auch in radialer Richtung bewegen, wenn zwischen Wellrohr und Mantelrohr ein genügender Abstand besteht. Bei dieser Bauform kann Erdreich die Bewegungen des Wellrohres nicht beeinträchtigen oder behindern.
Für den Aufbau und die Funktion dieses Längenkompensators ist es von Vorteil, wenn das Wellrohr an seinen Enden in ein zylindrisches Rohr übergeht. Das erleichtert den Anschluß der Rohre der Versorgungsleitung, aber auch den Einbau von Sicherungsvorrichtungen.
Zweckmäßig ist es bei diesem Längenkompensator, wenn das Wellrohr durch ein Paar von Elastomer- oder Kunststoffringen im Mantelrohr getragen ist, welche auf den zylindrischen Rohrenden sitzen. Hierdurch wird ein Eindringen von Erde und Schmutz in den Kompensator verhindert und dem Wellrohr die Möglichkeit gegeben, sich frei im Inneraum des Mantelrohres zu bewegen.
Bei einem Längenkompensator, der vornehmlich nur der Längenkompensation dient, ist es zweckmäßig, wenn durch ein weiteres Paar von Elastomer- oder Kunststoffringen, welche in je einem Wellental zu beiden Enden des Wellrohres sitzen, das Wellrohr in seiner axialen Lage stabilisiert ist.
Dabei werden die in einem Wellental auf dem Wellrohr sitzenden Elastomer- oder Kunststoffringe einen größeren Durchmesser als die auf den zylindrischen Rohrenden sitzenden Elastomer- oder Kunststoffringe aufweisen.
Es ist zweckmäßig und baulich vorteilhaft, wenn die Elastomerringe aus Gummi bestehende O-Ringe sind.
Das Mantelrohr und das Wellrohr wird man zweckmäßigerweise aus Kunststoff, z. B. PE oder demselben Material, aus dem die Versorgungsleitung hergestellt ist, fertigen.
Die Herstellung dieses Längenkompensators wird sehr einfach, wenn das Wellrohr aus zwei zusammengeschweißten Teilen besteht, von denen jedes einen Wellrohrabschnitt und einen zylindrischen Abschnitt aufweist, wobei die Stirnseiten der Wellrohrabschnitte zusammengeschweißt sind. Dann kann man den zylindrischen Abschnitten des Wellrohres beliebige Durchmesser geben und ist nicht abhängig vom Durchmesser des gewellten Tei les des Wellrohres.
In diesem Längenkompensator kann eine Sicherheitsvorrichtung gegen Schäden durch überdehnung des Längenkompensators eingebaut sein, indem das Innere des Wellrohres von einem Seil durchsetzt ist, welches im oder an dem zylindrischen Rohr oder in oder an der Versorgungsleitung befestigt ist.
Dieses Seil kann an seinem einen Ende einen Ventilkörper tragen, welcher von dem Seil in einen Ventilsitz ziehbar ist: Dadurch wird die Versorgungsleitung bei überdehnung des Längenkompensators verschlossen, so daß jeglicher Gasaustritt unterbunden ist. Solche Fälle können bei Erdarbeiten von Baggern oder ähnlichen Maschinen im Bereich von Versorgungsleitungen auftreten.
Baulich läßt sich diese Sicherungsvorrichtung in einfacher Weise derart fertigen, daß der Ventilteller auf einer Stange sitzt, welche am Ende des Seiles befestigt ist, welche eine Sollbruchstelle aufweist, welche unter der Kraft einer Feder steht, und welche durch einen Abscherstift entgegen der Kraft der Feder in der Offenstellung des Pfropfens gehalten ist.
Bei dieser Sicherungsvorrichtung ist es weiterhin zweckmäßig, wenn das dem Ventilteller abgekehrte Ende des Seiles durch eine Feder gespannt ist.
Baulich wird diese Sicherungsvorrichtung besonders einfach montier- und einbaubar, wenn der Ventilsitz, der Ventilteller, die Stange und deren Führung in einem rohrförmigen Einsatz untergebracht sind, welcher an seinem Ende eine Krempe aufweist.
Weiter wird diese Bau- und Montagevereinfachung noch dadurch verbessert, daß auch die das Seil spannende Feder und die Feder selbst in einem weiteren rohrförmigen Einsatz untergebracht sind, welcher an seinem Ende ebenfalls eine Krempe aufweist und eine Längenbegrenzung vorsieht bzw.bestimmt werden kann.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Einsätze einen Außendurchmesser aufweisen, welcher dem Innendurchmesser der zylindrischen Teile des Wellrohres entspricht und wenn die Krempen sich auf die Stirnseiten der zylindrischen Teile des Wellrohres abstützen.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen, alle Abbildungen im Längsschnitt:
1 einen Längenkompensator,
2 einen Längenkompensator mit geöffneter Sicherungsvorrichtung,
3 einen Längenkompensator mit geschlossener Sicherungsvorrichtung,
4 das Ventil der Sicherungsvorrichtung (geöffnet),
5 das Ventil der Sicherungsvorrichtung (geschlossen),
6 das dem Ventil abgekehrte Ende der Sicherungsvorrichtung.
Der Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen besteht aus einem stabilen Mantelrohr 1 besteht, in welchem sich ein Wellrohr 2 befindet, welches durch Elastomer- oder Kunststoffringe 3, 4 gegen die Innenwandung des Mantelrohres 1 abgestützt ist. Das Wellrohr 2 geht an seinen Enden in ein zylindrisches Rohr 5 über. Das Wellrohr 2 ist durch ein Paar von Elastomer- oder Kunststoffringen 3 im Mantelrohr 1 getragen, welche auf den zylindrischen Rohrenden 5 sitzen.
Die radiale Bewegungsfreiheit dieses Längenkompensators wird durch ein weiteres Paar von Elastomer- oder Kunststoffringen 4 eingeengt, welche in je einem Wellental zu beiden Enden des Wellrohres 2 sitzen, wodurch das Wellrohr 1 in seiner axialen Lage stabilisiert ist. Dabei weisen die in einem Wellental auf dem Wellrohr 2 sitzenden Elastomer- oder Kunststoffringe 4 einen größeren Querschnitt als die auf den zylindrischen Rohrenden 5 sitzenden Elastomer- oder Kunststoffringe 3 auf. Diese Elastomer- oder Kunststoffringe sind aus Gummi bestehende O-Ringe.
Das Wellrohr 2 kann, wie 1 zeigt, aus zwei zusammengeschweißten Teilen 2A und 2B bestehen, von denen jedes einen Wellrohrabschnitt 2A oder 2B und einen zylindrischen Abschnitt 5 aufweist, wobei die Stirnseiten der Wellrohrabschnitte 2A und 2B durch die Schweißnaht 6 zusammengeschweißt sind. Die beiden Teile 2A und 2B sind einstöckig zusammen mit dem zylindrischen Rohrabschnitt 5 gefertigt und weisen eine identische Form auf. Die beiden Teile können entweder aus einem Metall mit elastischen Eigenschaften, vorzugsweise aber aus Kunststoff gefertigt sein.
Bei diesem Längenkompensator können die zylindrischen Teile 5 des Wellrohres 2 mit einem Absatz 20 versehen sein. Die zylindrischen Endteile 21 hinter dem Absatz 20 lassen sich, wenn sie aus Kunststoff gefertigt sind, z.B. durch elektrische Widerstandsmuffenschweißungen mit dem Rohr der Versorgungsleitung verbinden.
Wie die 2 und 3 zeigen, Kann dieser Längenkompensator durch eine als Sicherheitsventil wirkende Sicherungsvorrichtung geschützt sein, welche bei überdehnung des Wellrohres die Versorgungsleitung schließt, indem das Innere des Wellrohres 2 von einem Seil 7 durchsetzt ist, welches im oder an dem zylindri schen Rohr 5 oder in oder an der Versorgungsleitung befestigt ist.
Das Seil 7 trägt an seinem einen Ende einen Ventilkörper 8, welcher von dem Seil 7 in einen Ventilsitz 9 ziehbar ist.
Hierzu ist der Längenkompensator so aufgebaut, daß der Ventilkörper 8 auf einer Stange 10 sitzt, welche an dem einen Ende des Seiles 7 befestigt ist, welche eine Sollbruchstelle 11 aufweist, welche unter der Kraft einer Feder 12 steht, und welche durch einen Abscherstift 13 entgegen der Kraft der Feder 12 in der Offenstellung des Ventilkörpers 8 gehalten ist.
Das dem Ventilkörper 8 abgekehrte Ende des Seiles 7 ist durch eine Feder 14 gespannt.
Der Ventilsitz 9, der Ventilkörper 8, die Stange 10 und deren Führung 15 sind in einem rohrförmigen Einsatz 16 untergebracht, welcher an seinem Ende eine Krempe 17 aufweist. Die das Seil 7 spannende Feder 14 und ein Widerlager 18 für die Feder 14 ist in einem rohrförmigen Einsatz 19 untergebracht sind, welcher an seinem Ende ebenfalls eine Krempe 17 aufweist.
Die Einsätze 16, 19 weisen einen Außendurchmesser auf, welcher dem Innendurchmesser der zylindrischen Teile 21 des Wellrohres 2 entspricht. Die Krempen 17 stützen sich auf die Stirnseiten der zylindrischen Teile 21 des Wellrohres 2 ab.

1: Mantelrohr
2: Wellrohr
2A: Wellrohrabschnitt
2B: Wellrohrabschnitt
3: Elastomer- oder Kunststoffring
4: Elastomer- oder Kunststoffring
5: Rohrabschnitt
6: Schweißnaht
7: Seil
8: Ventilkörper
9: Ventilsitz
10: Stange
11: Sollbruchstelle
12: Feder
13: Abscherstift
14: Feder
15: Führung
16: Einsatz
17: Krempe
18: Widerlager
19: Einsatz
20: Absatz
21: zylindrische Endteile

Claims

Längenkompensator für erdverlegte Versorgungsleitungen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem stabilen Mantelrohr (1) besteht, in welchem sich ein Wellrohr (2) befindet, welches durch Elastomer- oder Kunststoffringe (3, 4) gegen die Innenwandung des Mantelrohres (1) abgestützt ist.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (2) an seinen Enden in ein zylindrisches Rohr (5, 21) übergeht.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (2) durch ein Paar von Elastomer- oder kunststoffringen (3) im Mantelrohr (1) getragen ist, welche auf den zylindrischen Rohrenden (5) sitzen.
Längenkompensator nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein weiteres Paar von Elastomer- oder Kunststoffringen (4), welche in je einem Wellental zu beiden Enden des Wellrohres (2) sitzen, wodurch das Wellrohr (2) in seiner axialen Lage stabilisiert ist.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Wellental auf dem Wellrohr (2) sitzenden Elastomer- oder kunststoffringe (4) einen größeren Durchmesser als die auf den zylindrischen Rohrenden (5) sit zenden Elastomerringe (3) aufweisen.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerringe (3, 4) aus Gummi bestehende O-Ringe sind.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (2) aus zwei zusammengeschweißten Teilen (2A, 2B) besteht, von denen jedes einen Wellrohrabschnitt und einen zylindrischen Abschnitt (5) aufweist, wobei die Stirnseiten der Wellrohrabschnitte zusammengeschweißt sind.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Wellrohres (2) von einem Seil (7) durchsetzt ist, welches im oder an dem zylindrischen Rohr (5, 21) oder in oder an der Versorgungsleitung befestigt ist.
Längenkompensator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Seil (7) an seinem einen Ende einen Ventilkörper (8) trägt, welcher von dem Seil (7) in einen Ventilsitz (9) ziehbar ist.
Längenkompsnsator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (8) auf einer Stange (10) sitzt, welche am Ende des Seiles (7) befestigt ist, welche eine Sollbruchstelle (11) aufweist, welche unter der Kraft einer Feder (12) steht, und welche durch einen Abscherstift (13) entgegen der Kraft der Feder (12) in der Offenstellung des Ventilkörpers (8) gehalten ist.
Längenkompensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ventilkörper (8) abgekehrte Ende des Seiles (7) durch eine Feder (14) gespannt ist.
Längenkompensator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (9), der Ventilkörper (8), die Stange (10) und deren Führung (15) in einem rohrförmigen Einsatz (16) untergebracht sind, welcher an seinem Ende eine Krempe (17) aufweist.
Längenkompensator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die das Seil (7) spannende Feder (14) in einem rohrförmigen Einsatz (19) untergebracht sind, welcher an seinem Ende eine Krempe (17) aufweist.
Längenkompensator nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (16, 19) einen Außendurchmesser aufweisen, welcher dem Innendurchmesser der zylindrischen Teile (21) des Wellrohres (2) entspricht und daß die Krempen (17) sich auf die Stirnseiten der zylindrischen Teile (21) des Wellrohres (2) abstützen.
Längenkompensator nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (5, 21) des Wellrohres (2) mit einem Absatz (20) versehen ist.