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Patent Searching and Data


Title:
DELIVERY PIPELINE SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/132613
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a delivery pipeline system of several pipeline sections (1) comprising an inner pipe (11) and an outer pipe (10), an insulating material (30) being arranged in an annular space (3) between the inner pipe (11) and the outer pipe (10) and the pipeline sections (1) being connected to each other by means of a pipe connector (2). The ends of the inner and outer pipes (11, 10) have threads (110, 100) which are configured at the pipe connector (2) to correspond to receiving threads (21, 20). The pipe connector (2) comprises tubular receiving devices (210, 200) which are arranged concentrically to one another. The invention further relates to a corresponding delivery pipe (1) and a pipe connector (2).

Inventors:
HOLLER GERNOLD (DE)
Application Number:
PCT/DE2009/000508
Publication Date:
November 05, 2009
Filing Date:
April 09, 2009
Export Citation:
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Assignee:
BUTTING H GMBH & CO KG (DE)
HOLLER GERNOLD (DE)
International Classes:
F16L39/00; F16L59/14
Foreign References:
DE3218729A11982-12-02
US3943618A1976-03-16
Attorney, Agent or Firm:
STORNEBEL, Kai (DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Förderrohrleitungssystem aus mehreren Rohrleitungsabschnitten (1) mit einem Innenrohr (11) und einem Außenrohr (10), das um das Innenrohr (11) herum unter Ausbildung eines Ringraumes (3) radial beabstandet angeordnet ist, wobei in dem Ringraum (3) zwischen dem Innenrohr (11) und dem Außenrohr (10) ein Isoliermaterial (30) angeordnet ist und die Rohrleitungsabschnitte (1) über einen Rohrverbinder (2) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Innen- und Außenrohre (11, 10) Gewinde (110, 100) aufweisen, dass der Rohrverbinder (2) zu den Rohrgewinden (110, 100) korrespondierend ausgebildete Aufnahmegewinde (21, 20) an rohrartig ausgebildeten Aufnahmeeinrichtungen (210, 200) aufweist und die Aufnahmeeinrichtungen (210, 200) konzentrisch zueinander festgelegt sind.

2. Förderrohrleitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Aufnahmeeinrichtung (210) über Stege (4) in der äußeren Aufnahmeeinrichtung (200) fixiert ist.

3. Förderrohrleitungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrgewinde (100, 110) und die Aufnahmegewinde (20, 21) konisch ausgebildet sind.

4. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrgewinde (100, 110) als Außengewinde ausgebildet sind.

5. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der inneren Aufnahmeeinrichtung (210) und der äußeren Aufnahmeeinrichtung (200) Isoliermaterial (30) angeordnet ist.

6. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial (30) druckstabil ist.

7. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahmeeinrichtung (200, 210) eine Einführöffnung (203) für das Isoliermaterial (30) ausgebildet ist.

8. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (11) in dem Außenrohr (10) über einseitige Verschiebsitze gelagert ist.

9. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Aufnahmeeinrichtung (210) in der äußeren Aufnahmeinrichtung (200) über einseitige Verschiebesitze gelagert ist.

10. Förderrohrleitungssystem nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Isoliermaterial (30) ein Schaummaterial eingesetzt ist.

11. Förderrohr mit einem Innenrohr (11) und einem Außenrohr (10), das das Innenrohr (11) unter Ausbildung eines Ringraumes (3) umschließt, wobei in dem Ringraum (3) ein Isoliermaterial (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial (30) druckkraftübertragend ausgebildet ist.

12. Förderrohr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial (30) inkompressibel ausgebildet ist.

13. Förderrohr nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass an den Rohrenden Gewinde (200, 210), insbesondere Außengewinde angeordnet sind.

14. Förderrohr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewinde (200, 210) konisch ausgebildet sind.

15. Förderrohr nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (11) in dem Außenrohr (10) über einseitige Verschiebsitze unter Zulassung eines Spiels in Längsrichtung zentrierend gelagert ist.

16. Förderrohr nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden des Innenrohres (11) und des Außenrohres (10) konzentrisch zueinander und radial zueinander beabstandet angeordnet sind.

17. Rohrverbinder (2) zum Koppeln zweier Rohrleitungsabschnitte (1) aneinander, wobei die Rohrleitungsabschnitte (1) ein Innenrohr (11) und ein Außenrohr (10) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrverbinder (2) rohrartig ausgebildete, konzentrisch zueinander angeordnete Aufnahmeeinrichtungen (200, 210) aufweist, die zueinander festgelegt sind.

18. Rohrverbinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Aufnahmeeinrichtungen (200, 210) vorhanden sind und die innere Aufnahmeeinrichtung (210) über Stege (4) in der äußeren Aufnahmeeinrichtung (200) gelagert ist.

19. Rohrverbinder nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Aufnahmeeinrichtung (210) in der äußeren Aufnahmeeinrichtung (200) über einen einseitigen Verschiebsitz unter Zulassung eines Spiels in Längsrichtung zentrierend gelagert ist.

20. Rohrverbinder nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in der äußeren Aufnahmeeinrichtung (200) eine Einführöffnung (203) für Isoliermaterial (30) ausgebildet ist.

21. Rohrverbinder nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der inneren und der äußeren Aufnahmeeinrichtung (200, 210) Isoliermaterial (30) angeordnet ist.

22. Rohrverbinder nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial (30) druckkraftübertragend ist.

Description:

Förderrohrleitungssystem

Die Erfindung betrifft ein Förderrohrleitungssystem aus mehreren Rohrleitungsabschnitten mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, das um das Innenrohr herum unter Ausbildung eines Ringraumes radial beabstandet angeordnet ist, wobei in dem Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Isoliermaterial angeordnet ist und die Rohrleitungsabschnitte über einen Rohrverbinder miteinander verbunden sind sowie ein entsprechend ausgebildetes Förderrohr sowie einen Rohrverbinder zum Koppeln zweier Rohrleitungsabschnitte aneinander.

Förderleitungen dienen, anders als Transportleitungen, dazu, Fluide aus einer großen Tiefe an die Erdoberfläche zu fördern. Hierbei kann es sich entweder um Kohlenwasserstoffe oder um andere, geothermisch erwärmte Medien handeln, beispielsweise erwärmtes Wasser. Grundsätzlich ist es möglich, Förderleitungen bis in große Tiefen vorzutreiben, wobei metallische Rohre eingesetzt werden, die jeweils an ihren Enden miteinander verbunden werden. Nachteilig hieran ist die Tatsache, dass auf dem Transportweg ein relativ großer Wärmeverlust des geförderten Mediums auftritt.

Bei dem Einsatz von Förderrohren für geothermische Anlagen ist zu berücksichtigen, dass der Druck auf ein Rohrsystem mit zunehmender Einsatztiefe proportional ansteigt. Dabei ist davon auszugehen, dass pro 10 m Bohrtiefe der herrschende Druck von Wasser um 1 bar zunehmen wird, so dass bei einer Bohrtiefe von 5000 m der Außendruck 500 bar beträgt. Um warme Medien über große Strecken möglichst verlustfrei transportieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn die eingesetzten Rohrleitungen als doppelwandige, metallische Rohre mit einer Isolationsschicht zwischen beiden Rohrkörpern versehen sind. Diese Rohre sind sowohl großen Außendrücken als auch großen Innendrücken ausgesetzt. Eine Möglichkeit, das Innenrohr von dem Außenrohr zu isolieren besteht darin, diese mit einem definierten Spalt zu versehen, wobei der Spalt an den Rohrenden verschlossen werden kann, um beispielsweise ein Vakuum nach dem Prinzip einer Thermoskanne zu erreichen. Alternativ zu einer Evakuierung kann der Zwischenraum zwischen beiden Rohren mit einem Isolationsstoff versehen werden.

Die DE 198 37 317 Cl beschreibt ein Stahlmantelrohrleitungssystem zur unterirdischen übertragung von Fernwärme, die ein Innenrohr aufweist, das ein Wärmemedium transportiert. Um das Innenrohr ist eine ringförmige Isolierung vorgesehen, die von einem äußeren Mantelrohr umgeben ist. Das Isoliermaterial wird durch PUR-Schaum gebildet, wobei eine Verbindung zweier Rohrenden über ein Verschweißen erfolgt. Ein solches Rohrleitungssystem ist für einen im Wesentlichen waagerechten Verlauf konzipiert und nicht in der Lage, hohen äußeren Druckkräften zu widerstehen.

Die DE 91 01 196 Ul betrifft ein wärmeisoliertes Leitungsrohr mit einem Innenrohr, das an den Enden mit je einem als Zapfen- oder als Muffenelement ausgebildeten Verbinder verbunden und über seine Länge mit einer auf der Außenseite angeordneten Wärmeisolierung versehen ist, die von einem mit den Verbindern fest verbundenen Außenrohr umfasst und durch in ungleichmäßigen Abständen über die Länge verteilt angeordneten Zentrierringen durchsetzt wird. Das Innenrohr ist an seinen Enden über eine Reibschweißnaht mit den Verbindern verbunden. Das

Außenrohr ist über eine Schweißnaht fest mit den Verbindern verbunden. Die Verbinder weisen auf dem dem Innenrohr abgewandten Ende ein Gewindeabschnitt auf, der einmal als Muffenelement und einmal als Zapfenelement ausgebildet ist. Auch hier wird das Rohr als Leitungsrohr und nicht als Förderrohr eingesetzt.

Die DE 32 18 729 C2 beschreibt eine Isolier-Rohrleitung für unterirdische Bohrungen mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, zwischen denen eine Isolierschicht angeordnet ist. Die stirnseitigen Enden des Innenrohrs und des Außenrohres sind verschweißt, das Außenrohr ist mit einem Außengewinde versehen, so dass mehrere Rohrleitungsenden miteinander über eine Außenkupplung verbunden werden können.

Aufgrund der in großen Tiefen herrschenden Drücke ist es erforderlich, dass die Rohre für ein Isolationsrohr beispielsweise mit einem evakuierten Zwischenraum statisch einzeln betrachtet werden müssen, was zur Folge hat, dass das Innenrohr für einen hohen Innendruck dimensioniert werden muss, während das Außenrohr für einen entsprechend hohen Außendruck ausgebildet sein muss. Diese erforderliche Dimensionierung hat zur Folge, dass die Wandstärke des Außenrohres bei einer Tiefe von 5000 m regelmäßig dicker als 20 mm sein wird, weil das Rohr sonst kollabieren würde. Das Vakuum auf der Außenseite des Innenrohrs führt dazu, dass auch die Wandstärke des Innenrohres regelmäßig dicker als 13 mm sein wird. Dies hat zur Folge, dass die Gesamtmasse der Rohre zu groß wird, um den Gesamtrohrstrang mit den verfügbaren Krankapazitäten eines Bohrgerätes handhaben zu können. Weiterhin steigt der Preis für einen solchen Rohrstrang, so dass eine solche Ausrüstung unwirtschaftlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Förderrohrleitungssystem, Förderrohre sowie einen Rohrverbinder für Förderrohrabschnitte bereitzustellen, mit denen auch in großen Tiefen gearbeitet werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Förderrohrleitungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Förderrohr mit den Merkmalen des Anspruchs 11 sowie einen Rohrverbinder mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und

Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Förderrohrleitungssystem aus mehreren

Rohleitungsabschnitten mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, das um das Innenrohr herum unter Ausbildung eines Ringraumes radial beabstandet angeordnet ist, wobei in dem Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Isoliermaterial angeordnet ist und die Rohrleitungsabschnitte über einen Rohrverbinder miteinander verbunden sind, sieht vor, dass die Enden der Innen- und Außenrohre Gewinde aufweisen und dass der Rohrverbinder zu den Rohrgewinden korrespondierend ausgebildete Aufnahmegewinde an rohrartig ausgebildeten Aufnahmeeinrichtungen aufweist und die Aufnahmeeinrichtungen konzentrisch zueinander festgelegt sind. Dadurch, dass die Enden der Innen- und Außenrohre radial zueinander beabstandet sind und Gewinde aufweisen, die jeweils separat mit dem Rohrverbinder eine formschlüssige Verriegelung der Innen- und Außenrohre an dem Rohrverbinder ermöglichen, ist es möglich, dass unter Beibehaltung eines Ringraumes auch im Bereich der Rohrverbinder ein doppelwandiges Rohr und ein doppelwandiges Förderrohrleitungssystem realisiert werden kann, bei dem zwischen dem Innen- und dem Außenrohr ein Isoliermaterial angeordnet sein kann. Durch die rohrartig ausgebildeten Aufnahmeeinrichtungen ist es möglich, ein durchgängiges Innenrohr bereitzustellen, das auch an den übergangsstellen zwischen den Rohrleitungsabschnitten kaum oder keine Turbulenzen aufweist, so dass ein günstiges Förderverhalten ermöglicht wird. Ebenfalls wird durch den nahezu ununterbrochenen Ringraum auch im Bereich der Rohrverbinder durch die konzentrische, zueinander beabstandete Festlegung der Aufnahmeeinrichtungen zueinander eine durchgängige Isolierung ermöglicht. Gleichzeitig wird die Stabilität der doppelwandigen Rohre aufrechterhalten. Durch den Verzicht auf ein Verschweißen der Rohrleitungsabschnitte wird die mit dem Verschweißen einhergehende Wärmebehandlung und Gefügeveränderung vermieden, die in der Regel zu einem Festigkeitsverlust führt. Dieser Festigkeitsverlust ist für den Einsatz in großen Tiefen und bei senkrechter Orientierung nicht hinnehmbar. Weiterhin kann aufgrund der Schraubverbindung eine Demontage der Förderrohrleitung ohne

Zerstörung der Rohrleitungsabschnitte erfolgen, so dass die Komponenten weiterverwendet werden können, ohne dass sie aufbereitet werden müssten.

Die innere Aufnahmeeinrichtung kann über Stege in der äußeren Aufnahmeeinrichtung fixiert sein, so dass bei einem Verbinden der Rohrverbinder mit den Rohrenden eine einfache Zuordnung und ein einfaches Verschrauben aufgrund der festen Zuordnung der inneren Aufnahmeeinrichtung zu der äußeren Aufnahmeeinrichtung möglich ist. über Stege wird gewährleistet, dass nur ein unbedingt notwendiger Anteil an Verbindungseinrichtungen zwischen der inneren Aufnahmeeinrichtung und der äußeren Aufnahmeeinrichtung eingesetzt wird, so dass möglichst keine oder nur geringe Wärmebrücken entstehen. Gleichzeitig werden über die Stege Stabilisierungsaufgaben übernommen, so dass eine mechanische Stabilität des gesamten Rohrverbinders bereitgestellt wird.

Die Rohrgewinde und die Aufnahmegewinde sind bevorzugt konisch ausgebildet, um ein leichtes Einführen der jeweiligen Gewinde ineinander zu erleichtern und Fluchtungsfehler auszugleichen. Bevorzugt sind die Rohrgewinde als Außengewinde ausgebildet, während die Gewinde innerhalb der Aufnahmeeinrichtungen als Innengewinde ausgebildet sind.

Zwischen der inneren Aufnahmeeinrichtung und der äußeren Aufnahmeeinrichtung kann ebenfalls Isoliermaterial angeordnet sein, um auch im Bereich des überganges zwischen zwei Rohrleitungsabschnitten die Wärmeverluste möglichst gering zu halten.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Isoliermaterial druckstabil ist, so dass der Druck von dem Außenrohr auf das Innenrohr und umgekehrt übertragen werden kann, so dass das Förderrohr insgesamt als ein einwandiges System zu betrachten ist. Dies führt dazu, dass die einzusetzende Rohrwandstärke, also die Wandstärke des Innenrohres und des Außenrohres, erheblich reduziert werden kann, da auf der Rohraußen- und Rohrinnenwand derselbe Druck liegt und sich gegeneinander ausgleicht, weil eine direkte Kraftübertragung von der Innenwand des Innenrohres zur Außenwand des Außenrohres erfolgt. Bei einem solchem System

wird der Wirkungsgrad der Förder- oder Transportstrecke um ein Vielfaches gesteigert und verkürzt die Amortisationszeit der gesamten Anlage erheblich. Darüber hinaus wird das Gewicht des Förderrohrleitungssystems insgesamt verringert und damit auch die Kosten für das Einsatzmaterial und die Handhabung aufgrund der geringeren Anforderungen an die Handhabungstechnik.

Während der Ringspalt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr in einem Rohrleitungsabschnitt im Vorfeld bereits mit dem Isoliermaterial versehen werden kann, kann es aus Montagegründen zweckmäßig sein, den Rohrverbinder zunächst mit einem freien Ringspalt auszustatten und erst nachträglich mit einem Isoliermaterial aufzufüllen. Dazu ist es vorgesehen, dass in der Aufnahmeeinrichtung eine Einführöffnung für das Isoliermaterial ausgebildet ist, durch die nach dem Verbinden zweier Rohrleitungsabschnitte, z. B. durch Verschrauben sowohl des Innenrohres als auch des Außenrohres mit dem Rohrverbinder das Isoliermaterial eingeführt und eine durchgängige Isolierung bereitgestellt werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Innenrohr in dem Außenrohr über einseitige Verschiebesitze gelagert ist, so dass ein Längenausgleich der Innenrohre aufgrund der Temperaturdifferenz und der unterschiedlichen Längenausdehnungen möglich sein kann. Die Verschiebesitze sind abgedichtet ausgebildet, um eine Leckage zu vermeiden. Ebenfalls ist es vorgesehen, dass die innere Aufnahmeeinrichtung in der äußeren Aufnahmeeinrichtung über einseitige Verschiebesitze gelagert ist, um ebenfalls die Längenveränderungen ausgleichen zu können.

Möglich ist, dass als Isoliermaterial ein Schaum Werkstoff eingesetzt ist. Dadurch wird neben einer hohen thermischen Isolierung gleichzeitig eine wirksame Kraftübertragung vom Innenrohr zum Außenrohr und umgekehrt gewährleistet. Das Isoliermaterial, das nicht notwendiger Weise aus einem Schaumstoff bestehen muss, hat bevorzugt eine Druckfestigkeit zwischen 30 und 55 N/mm 2 , insbesondere 35 bis 50 N/mm 2 und eine Biegefestigkeit zwischen 12 und 25 N/mm 2 , insbesondere zwischen 12 und 20 N/mm 2 . Die bevorzugte Rohdichte des Isoliermaterials liegt zwischen 1350 und 1450 kg/m 3 , insbesondere zwischen 1400 und 1410 kg/m 3 bei

einer Wärmeleitfähigkeit in dem Temperaturbereich zwischen 250°C und 700 0 C zwischen 0,55 und 0,40 W/mK, insbesondere zwischen 0,50 und 0,45 W/mK. Das Isoliermaterial ist nicht auf Schaumstoff beschränkt, andere Isoliermaterialien können ebenfalls verwendet werden, sofern sie ausreichend druckstabil sind und isolieren. Werkstoff mit verbesserten Kennwerten können ebenfalls eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Förderrohr mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, das das Innenrohr unter Ausbildung eines Ringraumes umschließt, wobei in dem Ringraum Isoliermaterial angeordnet ist, sieht vor, dass das Isoliermaterial druckkraftübertragend ausgebildet ist, um das Gesamtgewicht des Förderrohrs bzw. des Rohrleitungsabschnittes zu verringern, ohne an mechanischer Festigkeit einzubüßen, wobei gleichzeitig eine bessere Wärmeisolierung gegenüber einem einwandigen Förderrohr oder einem Förderrohr mit einem evakuierten Ringspalt bereitgestellt wird

Das Isoliermaterial ist bevorzugt inkompressibel ausgebildet, um eine unmittelbare Kraftübertragung zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zu gewährleisten. Dadurch ist es möglich, sehr leichte, hochfeste Leitungen auszubilden, die es erlauben, in größere Tiefen vorzudringen, um dort vorhandene Energievorkommen ausbeuten zu können.

An den Rohrenden sind Gewinde, insbesondere Außengewinde, angeordnet, um schnell und einfach unterschiedliche Rohrleitungslängen bereitstellen zu können. Die Gewinde sind bevorzugt konisch ausgebildet, um ein Einführen und Verschrauben bei unvermeidbaren Fertigungstoleranzen zu gewährleisten. Ein Längenausgleich der Innenrohre findet durch einseitige Verschiebesitze statt, die gedichtet ausgebildet sind.

Die Rohrenden des Innenrohres und des Außenrohres sind dabei konzentrisch und radial zueinander beabstandet, so dass sich ein im Wesentlichen gerades Rohr ergibt, dessen Enden bevorzugt in einer Ebene liegen, so dass die Innenrohre und Außenrohre gleich lang sind. Der Ringraum erstreckt sich zwischen dem Innenrohr

und Außenrohr über die gesamte Länge und ist gegebenenfalls durch Stege zur Positionierung des Innenrohres innerhalb des Außenrohres unterbrochen.

Der erfindungsgemäße Rohrverbinder zum Koppeln zweier Rohrleitungsabschnitte aneinander, wobei die Rohrleitungsabschnitte ein Innenrohr und ein Außenrohr aufweisen, sieht vor, dass der Rohrverbinder rohrartig ausgebildete, konzentrisch zueinander angeordnete Aufnahmeeinrichtungen aufweist, die zueinander festgelegt sind. Dadurch ist es möglich, einerseits die entsprechenden Rohrleitungsabschnitte oder Förderrohre mit Innenrohr und Außenrohr miteinander zu koppeln und andererseits eine leichte Konstruktion bereitzustellen, die einen Freiraum zwischen der inneren Aufnahmeeinrichtung und der äußeren Aufnahmeeinrichtung ausbildet, so dass innerhalb des Freiraumes ein Isoliermaterial oder dergleichen eingeführt werden kann. Bei zwei Aufnahmeeinrichtungen, also bei einem zweiwandigen Rohr, sind die innere Aufnahmeeinrichtung und die äußere Aufnahmeeinrichtung über Stege zueinander ausgerichtet, so dass die innere Aufnahmeeinrichtung über diese Stege in der äußeren Aufnahmeeinrichtung gelagert ist. Zur Ermöglichung eines Längenausgleiches ist die innere Aufnahmeeinrichtung in der äußeren Aufnahmeeinrichtung über einen einseitigen Verschiebesitz gelagert, der gedichtet ausgebildet ist, so dass kein Fluid im Bereich des Rohrverbinders austreten kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der äußeren Aufnahmeeinrichtung eine Einführöffnung für Isoliermaterial ausgebildet ist, so dass eine nachträgliche Isolierung nur noch an den Rohrverbindern eingebracht werden muss, wenn die zu verbindenden Förderrohre oder Rohrleitungsabschnitte bereits eine Isolierung zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr aufweisen. Die Isolierung muss daher nur noch vor Ort im Bereich der gefügten Trennstellen der Rohrleitungsabschnitte an der Bohrstelle eingebracht oder aufgebracht werden, wobei die Rohrverbinder auch mit den Rohren verschweißt werden können.

Zwischen der inneren und der äußeren Aufnahmeeinrichtung ist Isoliermaterial angeordnet, das bevorzugt druckkraftübertragend ist, so dass die Gesamtstabilität

einer Förderleitung, bestehend aus Förderrohren und Rohrverbindern, nicht beeinträchtigt wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche Bauelemente. Es zeigen:

Figur 1- eine Seitenansicht eines Förderrohrleitungssystems;

Figur 2- ein Vertikalschnitt durch ein System gemäß Figur 1 ;

Figur 3 - eine Draufsicht auf Figur 1 ;

Figur 4 - eine Draufsicht auf Figur 2;

Figur 5 - eine Einzelheit V gemäß Figur 2;

Figur 6 - eine Seitenansicht eines Rohrverbinders mit Dichtung;

Figur 7 - eine Schnittdarstellung gemäß Linie VII-VII in Figur 6;

Figur 8- eine perspektivische Schnittdarstellung;

Figur 9 - eine Draufsicht auf Figur 6;

Figur 10- eine Schnittdarstellung gemäß Linie X-X in Figur 6;

Figur 11 - eine Seitenansicht einer Variante eines Förderrohrsystems;

Figur 12 - eine Schnittdarstellung gemäß Linie XII-XII in Figur 11 ;

Figur 13 - eine Draufsicht auf Figur 11 ;

Figur 14 - eine Schnittdarstellung gemäß Linie XIV-XIV in Figur 11;

Figur 15 - eine Seitenansicht einer Variante eines Rohrverbinders;

Figur 16- eine Schnittdarstellung gemäß Linie XVI-XVI in Figur 15;

Figur 17 - eine perspektivische Schnittdarstellung eines Rohrverbinders gemäß Figur 15;

Figur 18 - eine Draufsicht gemäß Figur 15; sowie

Figur 19 - eine Schnittdarstellung gemäß Linie XIX-XIX in Figur 15.

In der Figur 1 ist ein einer Schnittdarstellung ein Förderrohrsystem in Seitenansicht gezeigt, das aus mehreren Rohrleitungsabschnitten 1 besteht, die über Rohrverbinder 2 miteinander verbunden sind. Die Rohrleitungsabschnitte 1 weisen ein Außenrohr 10 und ein Innenrohr 11 auf, die radial zueinander beabstandet ineinander angeordnet sind, so dass zwischen dem Außenrohr 10 und dem Innenrohr 11 ein Ringraum 3 ausgebildet wird. An den Rohrenden der Rohrleitungsabschnitte 1 sind Gewinde 100, 110 an den Außen- und Innenrohren 10, 11 ausgebildet, wobei die an den Innen- und Außenrohren 11, 10 angeordneten Rohrgewinde 110, 100 als Außengewinde ausgebildet sind. Um zwei Rohrleitungsabschnitte 1 miteinander zu verbinden, wird zwischen zwei Rohrleitungsabschnitten ein Rohrverbinder 2 angeordnet, der über die Rohrgewinde 100, 110 mit den Rohrleitungsabschnitten 1 verbunden wird. Dazu ist vorgesehen, dass Innengewinde 20, 21 innerhalb des Rohrverbinders 2 vorgesehen sind, die korrespondierend zu den Außengewinden 100, 110 des Außenrohres 10 und Innenrohres 11 ausgebildet sind. Die Innengewinde 20, 21 sind aus rohrartig ausgebildeten Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 ausgebildet, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Eine äußere Aufnahmeeinrichtung 200 umgibt die Enden der zu verbindenden Außenrohre 10, während eine innere Aufnahmeeinrichtung 210 die Enden der Innenrohre 11 umgibt. Um eine ausreichende geometrische Stabilität auch im übergangsbereich zwischen den Rohrleitungsabschnitten 1 bereitstellen zu können, sind die Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 zueinander festgelegt, wobei sich zwischen der Innenseite der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 und der Außenseite der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 ein Ringraum 3 ausbildet, der ebenfalls wie der Ringraum 3 zwischen den Innen- und

Außenrohren 11, 10 mit einem Isoliermaterial 30 ausgefüllt ist. Der konstruktive Aufbau sowohl des doppelwandigen Rohrleitungsabschnittes 1 als auch des Rohrverbinders 2 ist in der Figur 2 zu erkennen. In der Figur 2 ist ebenfalls zu erkennen, dass die Außengewinde 100, 110 der Außen- und Innenrohre 10, 11 konisch ausgebildet sind, ebenso wie die Aufnahmegewinde 20, 21 der Aufnahmeeinrichtungen 200, 210. Durch die konische Ausgestaltung der Gewinde 100, 110, 20, 21 wird das Verschrauben der Rohrverbinder 2 mit den Rohrleitungsabschnitten 1 erleichtert. An dem Ende der Gewinde 20, 21 der Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 sind Absätze 201, 211 angeordnet, gegen die die Rohrenden im vollständig verschraubten Zustand anliegen. Die Absätze sind so bemessen, dass der jeweilige Innendurchmesser dem Innendruchmesser der Rohre 10, 11 entspricht, also dem Innendurchmesser des Außenrohres 10 ebenso wie dem Innendurchmesser des Innenrohres 11. Insbesondere bei der bündigen Anordnung des Innenrohres 11 an dem Absatz der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 wird ein glatter übergang an der Verbindungsstelle erreicht, so dass nur ein Mindestmaß an Strömungsbeeinträchtigung an der Verbindungsstelle auftritt.

In den Figuren 3 und 4 sind Draufsichten auf die endseitig angeordneten Rohrverbinder 2 gemäß der Figuren 1 und 2 dargestellt. Hier ist die konzentrische Anordnung der Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 zueinander zu erkennen. Die äußere Aufnahmeeinrichtung 200 umgibt unter Ausbildung eines Ringraumes 3 die innere Aufnahmeeinrichtung 210. Damit die Zuordnung von innerer und äußerer Aufnahmeeinrichtung 200, 210 erhalten bleibt, ist eine Fixierung über Stege 4 vorgesehen, die die Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 zueinander festlegen. Der Ringraum 3, der durch die Stege 4 unterbrochen ist, wird ebenfalls mit Isoliermaterial 30 ausgefüllt, um einerseits Wärmeleitungsverluste zu minimieren und andererseits, um einen zusätzlichen Beitrag zur Stabilität der gesamten Rohrleitung zu leisten.

In der Figur 5 ist eine vergrößerte Detaildarstellung der Verbindungsstelle des Innenrohres 11 mit der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 gezeigt. Aus Gründen der übersichtlichkeit sind die übrigen Komponenten nicht dargestellt. An dem Innendurchmesser der Aufnahmeeinrichtung 210 ist eine Dichtung 5 angeordnet, die umlaufend ausgebildet ist und das Innenrohr 11 mit dem entsprechenden konischen

Gewinde 110 gegenüber der Aufnahmeeinrichtung 210 abdichtet. Dadurch wird erreicht, dass eine sichere Abdichtung der gesamten Rohrleitung erfolgt, auch wenn das Ende des Innenrohres 11 nicht vollständig bis zum Absatz 211 der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 gelangt und dort durch einen Presssitz die Rohrleitung abdichtet.

Die Figuren 6- 10 zeigen Einzelheiten des Rohrverbinders 2 gemäß der Figuren 1 bis 4, wobei Figur 6 eine Seitenansicht darstellt. In der Figur 6 sind die Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 mit den konischen, sich zur Mitte des Rohrverbinders 2 verjüngenden Innengewinden 20, 21 zu erkennen. Innerhalb des Innengewindes 21 der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 ist eine Ringnut 212 angeordnet, in die ein Dichtungsring 5, beispielsweise ein O-Ring, eingelegt werden kann. Zwischen der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 und der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 ist ein Ringraum 3 ausgebildet, der, wie in der Figur 7 zu erkennen ist, mit einem Isoliermaterial 30 ausgefüllt ist. In den Figuren 6 und 7 sind die jeweiligen Absätze 201, 211 an den äußeren und inneren Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 zu erkennen, an denen die Enden der Außen- und Innenrohre 10, 11 anliegen können, wenn sie vollständig in die Gewinde 20, 21 eingeschraubt sind. In den Figuren 8 bis 10 ist zu erkennen, dass die innere Aufnahmeeinrichtung 210 konzentrisch zu der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 angeordnet ist und mittig innerhalb der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 über Stege 4 unter Ausbildung eines Ringraumes 3 gehalten ist. Innerhalb des Ringraumes, der durch die Stege 4 unterbrochen sein kann, ist Isoliermaterial 30 angeordnet. Die Stege 4 erstrecken sich sternförmig radial nach außen und gehen von der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 ab, wobei in den Figur 10, die eine Schnittdarstellung gemäß der Linie X-X in Figur 6 darstellt, die Stege 4 einstückig mit der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 ausgebildet sind. Diese können in die äußere Aufnahmeeinrichtung 200 eingesetzt oder eingeschrumpft sein. Alternative Befestigungsmöglichkeiten der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 in der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 sind möglich, ebenfalls können die Stege 4 separat ausgebildet sein und an der äußeren oder an der inneren Aufnahmeeinrichtung 200, 210 befestigt werden, beispielsweise angeschweißt werden. Auch ist es möglich, die Stege 4 an der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 auszubilden.

Die Ringnut 212, die insbesondere in den Figuren 7 und 8 gut zu erkennen ist, dient zur Aufnahme einer Dichtung 5 zur Abdichtung des Außenumfanges des Innenrohres 11. Grundsätzlich sind auch noch Dichtungen im axialen Endbereich der Rohre möglich oder vorgesehen, so dass diese an den Absätzen 201, 211 anliegen, wenn die Rohrenden eingeschraubt werden. An der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 kann, wie in Figur 10 angedeutet ist, eine verschließbare Einführöffnung 203 vorgesehen sein, durch die das Isoliermaterial 30 in den Ringraum 3 zwischen der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 und der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 eingeführt werden kann. Dadurch ist es möglich, nach dem Verschrauben der Innen- und Außenrohre 11, 10 mit dem Rohrverbinder 2 den Ringraum 3 innerhalb des Rohrverbinders 2 mit Isoliermaterial 30 aufzufüllen. Hierzu ist es sinnvoll, dass die Stege 4 so angeordnet oder ausgebildet sind, dass das Isoliermaterial 30 die innere Aufnahmeeinrichtung 200 am äußeren Umfang vollständig umgeben kann. Dazu sind in den Stegen 4 Durchbrüche oder Ausnehmungen vorgesehen oder die Stege 4 erstrecken sich nicht über die gesamte Axialerstreckung des Absatzes 201.

In den Figuren 11 bis 14 ist eine Variante der Erfindung gezeigt, die im Aufbau dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 im Wesentlichen entspricht. In der Figur 11 ist ein Förderrohrleitungssystem aus mehreren Rohrleitungsabschnitten 1 gezeigt, die über Rohrverbinder 2 miteinander verbunden sind. Im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist jedoch der Innendurchmesser des Innenrohres 11 wesentlich größer als der gemäß Figur 1. Dadurch wird der Ringraum 3 schmaler als in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1, so dass, wie in der Figur 12 gezeigt ist, eine geringere Materialstärke des Isoliermaterials 30 zwischen dem Außenrohr 10 und dem Innenrohr 11 angeordnet werden kann. In der Figur 14, in der ein Schnitt gemäß XIV-XIV in Figur 11 dargestellt ist, ist zu erkennen, dass das Innenrohr 11 konzentrisch innerhalb des Außenrohres 10 gelagert ist und dass zwischen dem Außenrohr 10 und dem Innenrohr 11 ein umlaufender Ringraum 3 vorhanden ist, der vollständig mit einem Isoliermaterial 30 verfüllt ist.

In den Figuren 15 bis 19 sind Detaildarstellungen des Rohrverbinders 2 gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt, bei der kein separater Dichtungsring 5 in einer Ringnut 212 vorgesehen ist. Als ein weiterer Unterschied zu der Ausgestaltung des

Rohrverbinders gemäß der Figuren 6 bis 10 ist der innere Absatz 211 an der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 nicht vorhanden, so dass keine stirnseitige Anlage des Innenrohres 11 an einem Absatz vorliegt. Auch hier sind zwischen der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 und der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 Stege 4 angeordnet, die radial von der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 nach außen gerichtet sind. Hierdurch wird die innere Aufnahmeeinrichtung 210 in der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 ortsfest gehalten.

Als Isoliermaterial können Schäume oder andere Materialien eingesetzt werden, bevorzugt sind druckstabile Materialien, mit denen es möglich ist, hohe Druckkräfte von dem Innenrohr zum Außenrohr zu transportieren. Als besonders geeignet haben sich Isolationswerkstoffe mit einer Druckfestigkeit von 30 bis 55 N/mm2 sowie mit einer Biegefestigkeit zwischen 12 und 25 N/mm2 herausgestellt. Dabei beträgt die Rohdichte zwischen 1300 und 1500 kg/m3, insbesondere zwischen 1400 und 1410 kg/m3. Die Wärmeleitfähigkeit in einem Temperaturbereich zwischen 200°C und 700°C beträgt bevorzugt zwischen 0,55 und 0,40 W/mK, bevorzugt zwischen 50 und 45 W/mK. Diese Isolationswerkstoffe haben gute thermische Dämm- und elektrische Isolationseigenschaften, weisen eine hohe Festigkeit und thermische Stabilität auf und sind maschinell sehr gut verarbeitbar. Das Isoliermaterial kann auch in das Außenrohr 10 eingeschoben und darin gehalten werden, während das Innenrohr 11 in eine entsprechende Ausnehmung des Isoliermaterials eingeschoben wird. Durch das Verschrauben mit den Rohrverbindern 2 wird ein stabiler Rohrleitungsverband erzeugt. Eine feste Verbindung zwischen Innenrohr 11 und dem Außenrohr 10 muss nicht stattfinden, vielmehr kann das Innenrohr 11 in dem Außenrohr 10 verschieblich gelagert sein, um unterschiedliche thermische Ausdehnungen und dadurch auftretende Längendifferenzen zwischen dem Außenrohr 10 und dem Innenrohr 11 zu kompensieren und dadurch die Stabilität einer Rohrleitung nicht zu gefährden. Gleiches gilt für die Anordnung der inneren Aufnahmeeinrichtung 210 in der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200, die ebenfalls über einseitige Verschiebesitze gelagert sein kann, um eine Längsverschieblichkeit der Aufnahmeeinrichtungen 200, 210 zueinander zuzulassen. Sowohl über die Stege 4 als auch über das Isoliermaterial 3 wird eine Zentrierung der inneren Aufnahmeeinrichtung 10 zu der äußeren Aufnahmeeinrichtung 200 erreicht. über das Isoliermaterial 30 wird eine Zentrierung

des Innenrohres 11 zu dem Außenrohr 10 erreicht. Ein einseitiger Verschiebesitz ermöglicht eine Relativbewegung der inneren Komponente zu der äußeren Komponente in einer Richtung, beispielsweise um Längendifferenzen aufgrund von Wärmeausdehnungen kompensieren zu können.

Die Merkmale der Ausführungsbeispiele können untereinander kombiniert sein. Jedes offenbarte Merkmal kann einzeln oder in Kombination mit anderen Merkmalen eingesetzt werden, und die Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen von Merkmalen beschränkt.




 
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