DE2614072A1

DE2614072A1 - Feuersichere ummantelung fuer rohrleitungsbauteile

Info

Publication number: DE2614072A1
Application number: DE19762614072
Authority: DE
Inventors: Harvey R Nickerson; Irving D Press; Helm A Rink
Original assignee: Resistoflex Corp
Current assignee: Resistoflex Corp
Priority date: 1975-05-15
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1976-11-25
Also published as: US4046406A; IT1058171B; FR2311249A1; GB1512184A; JPS51140220A; CA1076466A; FR2311249B1

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PATENTANWÄLTE DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMAN N · DIPL.-ING. W. LEH N D-8000 MÖNCHEN 81 - ARABELIASTRASSE 4 (STERNHAUS) · TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

Anwaltsakte 27 884

Resistoflex Corporation, Roseland, N.J. / USA Feuersichere Ummantelung für Rohrleitungsbauteile.

Die Erfindung schafft ein feuersicheres System für Rohrleitungsbauteile und spezieller eine feuersichere Ummantelung für ein zwischen Rohrlängen in ein Rohrsystem einbezogenes Rohrleitungsbauteil, welches zu der Gruppe aus Ventilen, Anschlüssen und Rohrverbindungen gehört.

In vielen Fällen wird eine Rohrleitung zum Fördern eines flüssigen oder gasförmigen Strömungsmediums verwendet, welches eine möglivhe Gefahr bildet, entweder weil es entflammbar, giftig oder in anderer Weise geeignet ist, die Umgebung

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zu verunreinigen. Das sichere Einschließen solcher Strömungsmittel umfaßt, daß das Rohrleitungssystem unter anderem feuersicher ist.

Zur Erzielung einer hohen Korrosionsfestigkeit ist es bekannt, daß ausgezeichnete Ergebnisse durch die Verwendung eines vorzugsweise aus Stahl bestehenden Metallrohres erhalten werden,

das mit Polytetrafluoräthylen-Harz (hier in folgenden mit PTFE benet Γ

seich' beschichtet wird. Für ein derartiges Rohrleitungssystem ist es typisch,die Rohrabschnitte wie auch die verschiedenen Anschlüsse durch Flanschverbindungen herzustellen. Vor einigen Jahren wurde auf dem Markt ein Ventil mit einem zusammenpressbaren Schlauch bekannt, welcher aus PTFE gebildet ist. Die Konstruktionseinzelheiten derartiger Ventile sind deutlicher in einer Reihe von US-Patenten beschrieben, beispielsweise in der US-PS 3 811 649 mit der Bezeichnung " Constrictable Tube Valve With Plural Wall Tube". Wenngleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sind die Vorteile der Erfindung am besten ersichtlich, wenn man die Anwendung der Erfindung auf ein Ventil der vorerwähnten Art betrachtet, wenn dieses einen Teil eines Rohrleitungssystems bildet.

Um deutlich zu machen, welche Schwierigkeiten bestehen, mögen die folgenden Angaben dienen:

Es wurde beobachtet, daß PTFE für eine Beschichtung einer geraden Rohrlänge auf eine Temperatur von etwa 260⁰C ausgelegt werden kann. Ein zusammendrückbares Ventil des in dem genannten Patent beschrieben Typs wird gegenwärtig für einen Betrieb

bei 10,5kg/ciTE oder Vollvakuum und 177⁰C ausgelegt. Für gewisse Anwendungsfälle ist es möglich, solche Ventile bei Temperaturen bis zu etwa 232⁰C zu verwenden.

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Durch mehrere Versicherungsgesellschaften wurden typische
FeuerSicherungsnormen festgelegt. Die Gesellschaft "Factory
Mutual Research'aus Norwood, Massachusetts hat eine Norm
für feuersichere Ventile festgelegt. Eine derartige Norm
schreibt ein feuersicheres Ventil vor, welches zur Handhabung entflammbarer Flüssigkeit derart ausgelegt ist, daß es

einem direkten Feuer entsprechend der Einwirkung von in einem

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Tiejel von 0,46 oder 0,93 m frei brennendem Normalheptan 458mm über dessen ι Oberfläche für 15 Minuten widerstehen kann, ohne daß ein Leckmaß bei geschlossener Ventilöffnung von mehr als 0,09 dm (0_r1engl. quart) pro Minute erhalten wird. Durch die beschriebenen Voraussetzungen werden bei dem Ventil mittlere Flammentemperaturen von 537 bis 651° C erhalten. Die genannte Norm gibt außerdem an, daß Erfahrungen gezeigt haben, daß ein

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Maximaldruck zwischen 0,703 und 8,79 kg/cm als passend für

die Verwendung eines feuersicheren Ventils in Rohrleitungssystemen angesehen wird, welche übliche entflammbare Flüssigkeiten führen.

Unter Beachtung der obigen Ausführungen wird durch die Erfindung ermöglicht, ein mit einem zusammendrückbaren Schlauchelement aus PTFE arbeitendes Ventil zu erhalten,welches den oben angegebenen Feuer-Versuchsbedingungen für etwa 1-1/2 Stunden widersteht ohne daß das Ventil fehlerhaft wird. Die Art des Versuches und die Ergebnisse werden weiter unten noch in
größeren Einzelheiten beschrieben.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist eine feuersichere Ummantelung für ein Rohrleitungsbauteil des oben aufgezählten Typs vorgesehen, wobei die Ummantelung eine Mehrzahl von Segmenten aufweist, die rings des Bauteils unter Ausbildung einer Hülle

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für dasselbe miteinander verbunden werden können und dabei einen vorbestimmtenLuftspalt zwischen dem Äußeren des Bauteils und dem Inneren der Hülle bilden. Die Segmente sind aus feuerfestem Material gebildet und derart gestaltet und bemessen, daß sie nach ihrem Zusammenbau, bei welchem sie das Bauteil umgeben, eine entsprechende öffnung ausbilden, durch welche die jeweilige Anschlußrohrlänge mit enger Passung gesondert hindurchgeführt werden kann. Mit Rücksicht darauf, daß die Rohrleitungsbauteile mit anderen Bauteilen in einem Rohrleitungssystem zusammengebaut sind, können die genannten Segmente nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so gestaltet und bemessen sein, daß sie nach dem Zusammenbau um ein gegebenes Bauteil mit angrenzenden UmmantelungsSegmenten unter Ausbildung einer durchgehenden Hülle für das Rohrleitungssystem zusammenwirken.

Gemäß einem weiteren Gegenstand der Erfindung sind ein feuersicheres, kunststoffbeschichtetes Rohrleitungsbauteil, welches

u- τ -, τ, ι. τ · j. ι aufweisen.. . . . _u eine metallene Rohrleitungskomponente·', die mit einem wärmehärtbaren Kunststoffmaterial beschichtet ist, und eine Ummantelung vorgesehen, welche das Bauteil umgibt und dabei einen vorbestimmten Luftspalt zwischen dem -Süßeren des Bauteils und dem Inneren der Ummantelung bildet, die aus feuerfestem Material hergestellt ist und mit benachbarten Rohrleitungsteilen unter Einschließung eines im wesentlichen festliegenden Luftvolumens zwischen ihnen zusammenwirkt.

Ein weiterer Gegenstand der ERfindung ist eine feuersichere Ummantelung, welche ein gegossenes Formteil aufweist, welches durch Vakuumformen einer gegen erhöhte Temperaturen widerstandsfähigen Fasermasse in einem Formhohlraum über eine Verstärkungsschicht aus metallischem Skelettmaterial und Aushärten der brei-

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artigen Fasermasse mit anschließendem Versiegeln sämtlicher Oberflächen des Formteils mit einer Überzugsschicht aus einem gegen Flüssigkeit undurchlässigen gehärteten Material hergestellt ist.

Zusammenfassend können Stahlrohre, Anschlüsse, Verbindungen und Ventile, die mit einem PTFE-Material ausgekleidet sind, offenen Flammen für mehr als eine Stunde erfindungsgemäß dadurch widerstehen, daß die Bauteile mit einer Ummantelung umhüllt werden, welche aus faserigem feuerfesten Material gebildet ist. Die Ummantelungen sind so gestaltet und bemessen, daß ein im wesentlichen festliegendes Luftvolumen in einem vorbestimmten Luftspalt zwischen dem Äußeren^_es Bauteils und dem Inneren der Ummantelung vorhanden ist. Beispielsweise werden hochtonerdehaltige keramische Fasern, vermischt mit einem geeigneten Bindemittel, im Vakuum geformt und dann wird die Oberfläche mit einer Epoxyd-Schmelzglasur zur Erzeugung von Segmenten beschichtet, welche um die Bauteile zur Herstellung zufriedenstellender Ummantelungen zusammengebaut werden können. Die beschriebenen Segmente sind mit einer metallischen Skelettstruktur verstärkt, die so angeordnet ist, daß an der Baustelle öffnungen entsprechender Größen zur Anpassung an unterschiedliche Verlegungsformen eingebracht werden können.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung ersichtlich, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine typische Zusammenstellung aus Rohrleitungsbauteilen, zu denen ein Ventil und eine Reihe Λοη Flanschrohrstücken gehören, wobei unterschiedliche Gesichtspunkte der erfindungsgemäßen Ummantelungskonstruktion erläutert sind.

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Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2 - 2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine andere Anordnung aus einer Ummantelung und einem Rohrleitungsbauteil zur weiteren Erläuterung der Erfindung,

Fig. 5 ein Diagramm, aus welchem Versuchsdaten im Zusammenhang mit den Bauteilen ersichtlich sind,

Fig. 6 eine Teilansicht ähnlich der in Fig. 3, jedoch für eine abgewandelte Ausführungsform,

Fig. 7 eine Teildraufsicht auf die Ausführungsform aus Fig.6 und

Fig. 8 einen Schnitt durch auseinandergerückte Teile entlang der Linie 8 - 8 in Fig. 7.

Es wird nun auf die Zeichnung bezug genommen, in welcher gleiche Bezugszahlen für gleiche oder entsprechende Teile verwendet sind. Aus Fig. 1 ist zunächst als Mittel zur Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung eine Rohrleitungsstrecke ersichtlich, die von links nach rechts aus einer Rohrlänge 10, einem Ventil 11, einer Rohrlänge 12 und einer weiteren Rohrlänge 13 besteht. Eine Flanschverbindung 14 verbindet die Rohre 12 und 13. Ähnlich verbinden Flanschverbindungen 15 und 16 das Ventil 11 entsprechend mit den Rohren 10 und 12.

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Das Ventil 11 besteht aus einem Metallgehäuse 17, welches ein zusairanendrückbares Schlauchelement 18 umschließt, das aus PTFE-Kunststoff gebildet ist. Ein Metallaufsatz 19 trägt ein unteres Druckglied 20, welches mit einem oberen Druckglied 21 zum Zusammendrücken des Schlauchelementes 18 unter der Steuerung durch das Handrad 22 zusammenwirkt. Das Gehäuse 17 weist Anschlußflansche 23 und 24 auf, die mit ihm einstückig ausgebildet sind. Der Flansch 23 ist über eine Mehrzahl von Bolzen 25 an einen Flansch 26 angeschlossen, der an dem Rohr 10 angebracht ist. Auf den entgegengesetzten Enden der kopflosen Bolzen 25 sind Muttern 27 und 28, wie ersichtlich, angeordnet. Wie vorher erwähnt, sind die Rohre der betrachteten Zusammenstellung mit PTFE-Kunststoff ausgekleidet. Bei derartigen Installationen erstreckt sich die Kunststoffauskleidung über die Außenfläche des Rohrflansches hinaus und ist über diesen hinübergelegt, so daß sie eine Dichtung zwischen aneinandergrenzenden Flanschen bildet. Für gewisse Zwecke kann der umgelegte Teil der Auskleidung hinterfüttert werden, indem eine elastische Dichtungsscheibe zwischen die Auskleidung und die Flanschstirnfläche eingelegt wird. Die Flansche 23 und 26 bilden zusammen mit den sie verbindenden Bolzen und Muttern die Flanschverbindung 15. In ähnlicher Weise umfaßt die Flanschverbindung 16 den Ventilgehäuseflansch 24, einen am Rohr 12 angebrachten Flansch 29, Bolzen 25 und Muttern 27 und 28.Die Flanschverbindung 14 umfaßt die Rohrflansche 30 und 31, welche entsprechend an den Rohrlängen 12 und 13 abgestützt sind. Die Flansche 30 und 31 sind über Bolzen 25 und Muttern 27 und 28 zusammengeschlossen.

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Die Konstruktion des Ventils 11 und der Rohre 10,12 und 13 bildet keinen Teil der ERfindung. Weitere Einzelheiten des Ventils 11 können aus der angegebenen US-PS 3 811 649 entnommen werden. _}

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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Rohrleitungsbauteile 11, 12,14,15 und 16 in feuersicheren Uinmantelungselementen eingeschlossen. Somit umhüllt eine feuersichere Ummantelung 32 das Ventil 11 und die Verbindungen 15 und 16. Die feuersichere Ummantelung 33 umhüllt das Rohr 12 und die feuersichere Ummantelung 34 umhüllt die Verbindung 14.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht die Ummantelung 32 aus zwei Segmenten 35 und 36, die rings des Ventilbauteils 11 entlang der Vertikallinie 37 zusammengebaut sind. Beim Zusammenbauen werden die Segmente 35 und 36 vorzugsweise entlang der Linie 37 über einen feuerfesten Zement aneinandergebunden. Eine Mehrzahl von einander gegenüberstehender ösen 38 und 39 können an den jeweiligen Ummantelungssegmenten 35 und 36 ausgebildet sein, so daß in den ösen geeignete Verbindungselemente, wie Niete, Bolzen oder andere nichtgezeigte Befestigungsmittel, aufgenommen werden können.

Wenn die Segmente 35 und 36 um das Ventilbauteil 11 unter Ausbildung einer es umgebenden Hülle zusammengebaut sind, bildet diese Hülle zwischen dem Außenumriß des Ventilbauteils und dem Innenumriß der Hülle einen vorbestimmten Luftspalt. Die Segmente 35 und 36 sind derart gestaltet und bemessen, daß sie nach ihrem Zusammenbau rings des Ventilbauteils 11 eine entsprechende öffnung, beispielsweise die öffnung 40 bilden, durch welche die jeweilige Rohrlänge, wie die Rohrstücke 10 und 12, gesondert mit enger Passung hindurchragen können. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, schließt die öffnung 40 an der linken Seite der Ummantelung 32 unmittelbar mit dem Umfang der metallischen Wand des Rohres 10 ab. Jedoch ist an der rechten Seite der Ummantelung 32 die öffnung 41 größer, so daß sie mit enger Passung mit dem Umfang der Ummantelung 33'abschließt, in welcher das Rohr 12 eingekapselt ist. Die Verbindung zwischen der öffnung 41 und

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dem Äußeren der Ummantelung 33 wird vorzugsweise mit einem verträglichen feuerfesten Zement abgedichtet.

Die Segmente 35 und 36, welche die Ummantelung 32 bilden, sind vorzugsweise aus einem feuerfesten Material hergestellt. Geeignete Segmente 35 und 36 wurden durch Formen hergestellt, wobei ein Vakuum-Formverfahren angewendet wurde, in welchem ein Brei aus Hochtonerdekeramik-Fasern und anorganischem Bindematerial in einem Formhohlraum und über eine Verstärkungsschicht a Is metallischem Skelettmaterial, wie bei 42 gezeigt, geformt wird. Der Brei wird dann ausgehärtet und sämtliche Oberflächen werden dann vorzugsweise versiegelt mit einer Beschichtungsschicht aus einem flüssigen undurchlässigen Material, wie einem Epoxyd-Email.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich,erstreckt sich die verstärkende metallische Skelettstruktur durch den gesamten Körper der Ummantelung 32 mit Ausnahme des Bereichs zwischen der öffnung 40, die derart bemessen ist, daß sie mit enger Passung an dem blanken Rohr anliegt und einem vorbestimmten größeren Umfang, der so bemessen ist, daß der Außendurchmesser einer Rohrummantelung, wie die Rohrummantelung 33, dazu paßt. Somit kann der unverstärkte Bereich der Ummantelung 32 leicht mit einem scharfen Werkzeug zur Vergrößerung der öffnung von dem Durchmesser der öffnung 40 auf den Durchmesser der öffnung 41 entfernt werden, um eine Anpassung an eine Rohrummantelung des Typs zu erhalten, der bei 33 gezeigt ist.

Wenngleich die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, wird es gegenwärtig bevorzugt, eine Skelettstruktur 42 aus Stahl zu verwenden, die durch ein Streckmetallverfahren gebildet wird. Es können jedoch auch andere geeignete feuersichere Skelettstrukturen verwendet werden.

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Die Ummantelung 33 kann aus demselben Material wie die Ummantelung 32 und auch durch dasselbe Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise wird sie aus zwei Segmenten 43 und 44 gebildet, die am besten aus Fig. 2 ersichtlich sind und welche nach dem Zusammenbau, bei welchem sie das Rohr 12 umschließen, vorzugsweise mittels eines feuerfesten Zements entlang der Linie 45 aneinandergebunden werden. Ebenso wie bei der Ummantelung 32, welche das Ventil 11 umhüllt, wird vorzugsweise auch die Ummantelung 33, welche das Rohr 12 umhüllt, radial vom Rohr in vorbestimmtem Abstand gehalten, damit ein vorbestimmter Luftspalt dazwischen geschaffen ist. Zur Aufrechterhaltung eines solchen Luftspaltes können die inneren Flächen der Ummantelungssegmente 43 und 44 mit geeigneten VorSprüngen versehen werden. Jedwede Form des VorSprungs kann angewendet werden, soweit die Kontaktfläche zwischen dem Vorsprung und dem Rohr möglichst klein ist. Typische VorSprünge sind in Fig. 1 bei 46 gezeigt. Es kann die Form einer kontinuierlichen oder unterbrochenen Ringrippe verwendet werden.

Durch das Anschließen der Ummantelung 32 an die Ummantelung 33 ist eine geschlossene Hülle für die Rohrleitungsbauteile aus dem Ventil 11, der Flanschverbindung 16 und dem Rohr 12 geschaffen. Dies kann nach Wunsch über das gesamte Rohrleitungssystem hin entsprechend weiter-geführt werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist außerdem die Flanschverbindung 14 von einer Ummantelung 34 eingehüllt, die im selben Verfahren wie die Ummantelungen 32 und 33 in Form zweier Segmente 47 und 48 gebildet werden kann, wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich. Wie bei 49 und 50 gezeigt, ist die Ummantelung 34 für die Flanschverbindung 14 mit öffnungen versehen, die den öffnungen 40 bzw. 41 der Venti!ummantelung 32 entsprechen. Während somit die öffnung 49 der Ummantelung 34 in enger Passung

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auf den Außenumfang des blanken Rohres 13 angepaßt ist, ist die öffnung 50 in enger Passung auf den Außenumfang der Ummantelung 33 angepaßt. Die beiden die Ummantelung 34 bildenden Segmente 47 und 48 sind mit einer metallischen Skelettstruktur 51 mit Ausnahme des Bereichs zwischen dem Umfang der öffnung 49 und dem größeren Umfang entsprechend der öffnung 50 verstärkt. Es ist ersichtlich, daß auch die öffnung 49 größer gemacht werden könnte, um eine Anpassung an eine Ummantelung auf dem Rohr zu erhalten. Auch die öffnung 40 an der Ummantelung 32 kann zu demselben Zweck gegebenenfalls vergrößert werden, falls das Rohr 10 ummantelt sein soll. Entsprechend könnte auch die Ummantelung 33 fehlen, wobei dann die öffnungen 41 und 50 der Ummantelungen 32 und 34 kleiner entsprechend ihrem ursprünglichen Durchmesser bleiben, so daß sie eng an dem Außenumfang des Rohres 12 anliegen.

Die Ummantelung 34 kann mit ösen 52a und 52b zur Aufnahme geeigneter Befestigungsmittel versehen sein,welche gewährleisten, daß sich die Segemente 47 und 48 nicht voneinander trennen.

Aus Fig. 4 ist die Anwendung der Erfindung auf eine Hülle 53 für eine T-Rohrverbindung wie 54 ersichtlich.Die Konstruktion der Ummantelung 53 entspricht derjenigen, die vorher unter Bezug auf die Ummantelungen 32 und 34 beschrieben ist, während die Ummantelung 55 und 56 an den Rohren 57 und 58 der Ummantelung 33 auf dem Rohr 12 entsprechen kann. Die Tatsache, daß die Rohre 57 und 58 in Fig. 4 ummantelt gezeigt sind, während das Vertikalrohr 58 als nicht ummantelt gezeigt ist, dient lediglich der Erläuterung. Hier gibt es ersichtlich auch Abwandlungen.

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Wie wieder ausFig. 1 ersichtlich, ist die Ummantelung 32 bei 60 mit enger Passung an den Kopf des Ventilgehäuses 17 angepaßt. Wenn jedoch ein ausreichender Abstand zwischen dem Handrad 22 und dem Ventilgehäuse 17 vorhanden ist, kann die Ummantelung 32 auch über den Kopf des Gehäuses hinausgeführt werden, so daß sie die Ventilspindel 61 eng umschließt.

Aus der vorangehenden Beschreibung ist es ersichtlich, daß jede der das entsprechende Rohrleitungsbauteil umschließenden Ummantelungen aus feuerfestem Material derart wirkt, daß ein im wesentlichen konstantes Luftvolumen zwischen der Ummantelung und dem umschlossenen Bauteil vorhanden ist. Sämtliche Anschlüsse zwischen den feuerfesten Segmenten werden gegenwärtig bevorzugt mit einem feuerfesten Zement abgedichtet, wenngleich auf einen hermetischen Abschluß gegebenenfalls auch verzichtet werden kann.

Falls irgend ein Feuer auftritt, sind die Ventile in dem Rohrleitungssystem vermutlich die am meisten kritischen Bauteile. Alle anderen Fälle können jedoch auf die Wirkungen zurückgeführt werden, welche für die feuerfeste Ummantelung 32 für ein Ventil, wie das Ventil 11 erreicht werden, die in großem Maße die Wirksamkeit der Erfindung ersichtlich werden läßt. Damit eine Bezugsgrundlage vorhanden ist, wurde ein entsprechend dem Ventil 11 konstruiertes, zwei-rölliges (50,8 mm) Ventil dem oben angegebenen Test der Firma Factory Mutual Research unterworfen. Der Basistest wurde ohne jeden Feuerschutz für das Ventil durchgeführt.Während des Tests war das Ventil in der geschlossenen Stellung bei einem Strömungsmitteldruck von 15,8

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kg/cm an der einen Ventilseite und atmosphärischem DRuck an der anderen Ventilseite. Derselbe Druck wurde für sämtliche noch zu beschreibende Versuche beibehalten. Die Außentemperatur aufgrund der Heptanflamme betrug mehr als etwa 650⁰C. Die Lufttemperatur in dem Ventilgehäuse 17 im Raum 62 aus Fig. 1 wurde aufgezeichnet und ist in Fig. 5 über der Zeit in der Kurve auf-

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getragen, die mit ^lt2^{1 f} ungeschütztes Ventil" bezeichnet ist. Innerhalb 9-1/2 Minuten erreichte die Temperatur in dem Raum 62 im Ventilgehäuse 650⁰C, bei welcher Temperatur das Ventil ausfiel.

In einem anderen Versuch waren ein ähnliches 2'*-Ventil und seine angrenzenden Rohrleitungen in erfindungsgemäßen Ummantelungen eingehüllt, die mit Bezug auf Fig. 1 bis 3 oben beschrieben sind. Die Wanddicke jeder Ummantelung war etwa 12,7 mm. Das geformte Material hatte eine mittlere Dichte von etwa 240,3 kg/m und einen Wärmedurchgangs- oder K-Koeffizienten

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von annähernd 123,1 kcal/m h grd/m (engl. 0,64BTU/sq. ft./ Hr/°F/in.) bei einer mittleren Temperatur von 538°C (1000°F). Das Feuer wurde nach 95 Minuten gelöscht und die Lufttemperatur innerhalb des Ventilgehäuses im Bereich 62 ist in der Kurve 63 in Fig. 5 aufgezeichnet. Wie aus dieser Kurve ersichtlich, erreichte die Lufttemperatur innerhalb des Ventilgehäuses etwa 232°C nach etwa 53 Minuten und durchlief die 260°C-Marke nach etwa 61 Minuten. Jedoch entstand keine Leckstromströmung durch den Verschluß während des gesamten Versuchs von 95 Minuten.

Ein 1 1/2-zölliges (38,1 mm) Ventil derselben Ausführung wurde ähnlich untersucht und die Ergebnisse sind in der Kurve 64 in Fig. 5 dargestellt.

Um die Wirkung der Ummantelung des an das Ventil angeschlossenen angrenzenden Rohres zu untersuchen, wurde ein Versuch mit einem ^: Ventil durchgeführt, bei welchem nur dieses ummantelt war, jedoch das angrenzende Rohr nicht ummantelt blieb. Die Ergebnisse sind in der Kurve 65 in Fig. 5 aufgezeichnet. Selbst unter den zuletzt erwähnten Bedingungen erbringt die Ummantelung einen . wesentlichen Feuerschutz für das Ventil, welches über den gesamten Versuch hin gebrauchsfähig blieb, der durch Löschen der Flamme nach etwa 33 Minuten beendet wurde. Für den Temperatur-

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anstieg bis zur 40-Mimiten-Marke ist die Restwärme verantwortlich.

Atis der vorangehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die ein Ventil, eine Anschlußverbindung oder ein Zusatzteil umschließende Ummantelung sich über das entsprechende Bauteil hinaus erstreckt, so daß sie mit dem benachbarten Flanschrohr zusammenwirkt. Die Ummantelungen rings der Flanschrohre ragen vorzugsweise in die Ummantelungen hinein, welche rings der anderen Bauteile angeordnet sind. Gegebenenfalls könnte es jedoch auch umgekehrt sein. Es wird angenommen, daß solche Anordnungen wirksam die maximale Flexibilität erbringen.

Wenngleich zur mechanischen Befestigung entsprechende ösen gezeigt sind, können zu diesen Zweck alternativ auch Bügel, Schellen, Bänder, Drähte oder andere Mittel verwendet werden, um die Verbindung der einzelnen Segmente der Ummantelung zu gewähr leisten.

Wenn feuerfester Zement an den Verbindungen zwischen Segmenten der Ummantelung verwendet wird, dienen mechanische Befestigungen als Hilfsmittel, die unter gewissen Bedingungen auch weggelassen sein können. Unter anderen Bedingungen kann es ausreichend sein, die aufeinander stoßenden Ränder der Ummantelungssegmente mit einer Überlappung oder mit Teilen, die ineinander eingreifen, auszustatten, den Zement wegzulassen und sich auf die mechanische Befestigung als Primärverbindung zu verlassen. Beispielsweise besteht eine Ummantelung 66 gem. den Fig. 6,7 und 8 aus Segementen 67 und 68, die durch den Bolzen

69 zusammengehalten sind, der durch die ösen 70 und 71 hindurchläuft. Wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich, sind die ösen

70 und 71 Teile von Winkelstücken, die durch Schweißen od.dgl. mit der Verstärkungsstruktur 72 bzw. 73 verbunden sind. Die

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aufeinander stoßenden Ränder 74 und 75 der Seomente 67 und 68 sind komplementär V-förmig gestaltet, so daß eine Verriegelungsverbindung geschaffen ist. Offensichtlich können jedoch andere Verbindungsgestaltungen verwendet werden. Ein Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß die Ummantelung leicht ohne Beschädigngsgefahr der Segmente auseinandergebaut werden kann.

Das feuerfeste Material ist zur Bestimmung der Wirksamkeit einer Ausführungsform der Erfindung wesentlich. Ähnlich wesentlich ist das gesteuerte Luftvolumen, welches zwischen der Ummantelungshülle und dem Rohrleitungsbauteil enthalten ist. Die Größe des Volumens ist nicht kritisch, solange üie innere Fläche der Ummantelung weitest möglich außer Kontakt mit dem Rohrleitungsbauteil gehalten ist. Es wurde gefunden, daß feuerfestes Material aus Hochtonerdekeramik-Fasern mit einer Verstärkung mit einer metallischen Skelettstruktur wesentlich stoß- und bruchfest ist. Der Luftspalt kann anfangs empirisch bestimmt werden und dann in folgenden Ummantelungen für identische Rohrleitungsbauteile verwendet werden. Eine derartige Verwendung eines kontrollierten Luftspaltes muß unterschieden werden von dem zufälligen und unkontrollierten Spalt, der in der Konstruktion gemäß US-PS 2 787 289 mit der Bezeichnung "flammenbeständige flexible Schlauchanordnung" angewendet wird. Gegenwärtig werden zufriedenstellende Ergebnisse mit UmmantelungsSegmenten erhalten, die aus Hochtonerdekeramik-Faser· material geformt sind. Jedoch können auch aus anderem Fasermaterial geformte Segmente, welches einer Flammentemperatur von mehr als 650⁰C widerstehen kann, zufriedenstellende Ergebnisse erzielen.

ί Es wurde gefunden, daß Epoxyd-Email sehr gut für die Bef schichtung der Oberfläche der Segmente geeignet ist. Ihre

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•wesentliche Funktion ist, die Oberfläche der geformten Segmente zu festigen und gegen Abblättern oder Krumoeln oder sonstigem öffnen zu schützen. Gleichzeitig wirJt sie als Dichtung, welche die Absorption flammbarer Flüssigkeiten und dergleichen verhindert. Anderes Überzugsmaterial vergleichbarer Art kann nach Wunsch verwendet werden.

Es ist ersichtlich, daß verschiedene Änderungen in der Konstruktion und den Materialien vorgenommen werden können, solange sie in den Bereich der Erfindung fallen, die insbesondere aus den folgenden Ansprüchen ersichtlich ist.

-Patentansprüche-

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Claims

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Patentansprüche

.j Feuersichere Ummantelung für ein Rohrleitungsbauteil aus der Gruppe Ventile, Anschlüsse und Rohrverbindungen nach dem Einbau des Bauteils in ein Rohrleitungssystem zwischen Rohrlängen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung eine Mehrzahl von rings des Bauteils unter Ausbildung einer Hülle um dieses und Freilassen eines vorbestimmten Luftspaltes zwischen dem Äußeren des Bauteils und dem Inneren der Hülle aneinander anschließbar sind, aus feuerfestem Material geformt sind und derart gestaltet und bemessen sind, daß sie nach dem Zusammenbau, nach welchem sie das Bauteil umgeben, eine öffnung bilden, durch welche die jeweilige Rohrlänge gesondert in enger Passung herausgeführt ist.
2. Ummantelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelungssegmente derart konstruiert sind, daß die entsprechende öffnung auf einen gegebenen Umfang unter Anpassung an einen engen Pass-Sitz an einer gesonderten Ummantelung vergrößert werden kann, welche die zugeordnete Rohrlänge umhüllt, so daß die Ummantelungen unter Ausbildung einer kontinuierlichen Hülle für das Rohrleitungssystem zusammenwirken können.
3. Ummantelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente mit einer metallischen Skelettstruktur verstärkt sind, die sich durch den gesamten Körper der Segmente mit Ausnahme des Bereichs erstreckt, welcher zwischen dem gegebenen Umfang und dem Umriß der entsprechenden öffnung liegt.

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4. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrleitungsbauteil in dem Rohrleitungssystem mit den Rohrlängen über Anschlüsse vereinigt ist, von denen wenigstens einer ein Flanschanschluß ist, und daß die Hülle, welche aus der Mehrzahl von Segmenten geformt ist, den Flanschanschluß umgreift.
5. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Material Hochtonerdekeramik-Fasern umfaßt, die durch ein anorganisches Bindematerial verbunden sind.
6. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzende Segmente aneinander mittels eines feuerfesten Mörtels angeschlossen sind.
7. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Secmente an sämtlichen Oberflächen mit einer Oberflächenversiegelung überzogen sind.
8. Ummantelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelung ein Epoxyd-Email ist.
9. Ummantelung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente Formteile sind, welche durch Vakuumformen einer feuerfesten Fasermasse in einem Formhohlraum unter Einbettung einer Verstarkungsschicht aus metallischen Skelettmaterial und durch Aushärten der Masse hergestellt sind.
10. Ummantelungssystem ins besondereren einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine durchgehende Umhüllung aus feuerfestem Material, von welcher eine Anzahl aufeinander

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folgender Rohrleitungsbauteile mit Abstand unter Freilassen eines begrenzten Luftspaltes zwischen den Rohrleitungskomponenten und der Hülle umgeben sind, wobei die Hülle wechselweise erste Hüllenteile, die jeweils aus einer Mehrzahl von rings der Rohrabschnitte zwischen Anschlußverbindungen, Ventilen oder Armaturen aneinander anschließbaren Segmenten bestehen, und zweite Hüllenteile aufweist, die jeweils aus einer Mehrzahl von aneinander rings der Anschlußverbxndungen, Ventile oder Armaturen anschließbaren Segmenten bestehen, welche die ersten Hüllenteile nach dem Zusammenbau überlappen und an diesen angeschlossen sind.

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