DE1094059B - Vorrichtung zum zeitweiligen Verschliessen von Rohrenden, insbesondere bei Druckproben - Google Patents
Vorrichtung zum zeitweiligen Verschliessen von Rohrenden, insbesondere bei DruckprobenInfo
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- F16L55/10—Means for stopping flow from or in pipes or hoses
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- F16L55/128—Means for stopping flow from or in pipes or hoses by introducing into the pipe a member expandable in situ introduced axially into the pipe or hose
- F16L55/1286—The closing device being a cap
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Description
- Vorrichtung zum zeitweiligen Verschließen von Rohrenden, insbesondere bei Druckproben Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zeitweiligen Verschließen von Rohrenden, insbesondere bei Druckproben. mittels einer das Rohr umfassenden, aus Segmenten zusammengesetzen Spannzange mit konischer Außenfläche, die von einer Hülse mit konischer Tnnenbohrutlg umfaßt und bei deren axialer Verschiebung gegen die Wandung des Rohres gepreßt wird.
- Bei den bekannten derartigen Rohrverschlüssen wird mit Hilfe einer solchen Spannvorrichtung ein Deckel abdichtend auf die Rohröffnung gepreßt. Die Verbindung zwischen Deckel und Spannvorrichtung besteht dabei im allgemeinen aus Gewindebolzen und Muttern oder einem zentrisch in einem Joch angeordneten SpanIlbolzen mit Mutter. Um einen genügend festen Sitz der Vorrichtung und eine zuverlässige Abdichtung zu erreichen, müssen die Muttern gleichmäßig und fest angezogen werden. Ist nur ein Spannbolzen vorhanden, so braucht ein Verkanten der Vorrichtung zwar nicht befürchtet zu werden, jedoch wird der volle Druck nur von einem einzigen Gewinde aufgenommen. so daß bei nicht mehr einwandfreiem Zustand des Gewindes die Gefahr des Abfliegens besteht.
- Um eine gewisse Vorspannung zwischen Spannzange und Hülse herzustellen und den festen Sitz der Vorrichtung zu sichern, wurde auch l)ereits zwischen dem jochähnlichen Ende der Spannhülse und der mehrteiligen Spannzange eine Schraubenfeder angeordnet, die die Spannzange in die Spannhülse hineindrückt.
- Diesen bekannten Vorrichtungen sind folgende Nachteile gemeinsam. Ihre Anwendung ist zeitraubend, da Spamlmuttern oder Spaunholzen angezogen und nach dem Abdrücken wieder gelöst werden müssen. Der Innendruck trachtet, den Deckel und damit auch die Dichtung vom Rohrende abzuheben, es müssen daher unter Umständen die Spannmuttern nachgezogen werden, was bei den unter Druck stehenden Vorrichtungen nicht ungefährlich ist. Der feste Sitz der Spannvorrichtung hängt lediglich davon ab, daß die Spannelemente genügend fest angezogen werden. Schließlich hängt die Sicherheit der ganzen Vorrichtung nur an einem oder zwei stark beanspruchten Gewinden, wodurch eine weitere Gefahrenquelle gegeben ist.
- Es ist auch bekannt, Rohrenden durch eine Kappe mit Außengewinde und konisch auslaufendem Ende, welche durch eine Überwurfmutter mit konischer Innenfläche auf dem Rohrende festgeklemmt wird, zu verschließen. Wegen der heim Anziehen der Uberwurfmutter erfolgenden Verformung des konischen Kappenendes ist diese Vorrichtung nicht beliebig oft verwendbar. Der Verschluß ist auch nicht selbstspannend und bei nicht genau maß haltigen Rohren oder solchen mit rauher Oberfläche undicht. Eine selbstdichtende Wirkung tritt dagegen bei den als Schnellkupplungen für Rohrleitungen bekannten, an beiden Enden hohlkegelig geformten Rohrverbindungsmuffen ein, bei denen zwischen Hohlkegel und Rohrwand in Segmente unterteilte oder längsgeschlitzte Spannzangen und an den einander zugewendeten Stirnflächen der Spannzangen Lippendichtungsringe angeordnet sind, die durch den inneren Überdruck abdichtend gegen die Spannzangen gepreßt werden. Diese Vorrichtungen sind jedoch nur für mäßige Drücke geeignet. Ein Abgleiten von den Rohrenden ist bei ihnen nicht zu befürchten, zumal die - meist auf der Erde verlegten - Rohre bereits durch ihr Eigengewicht an einer Verschiebung gegeneinander gehindert werden. Wesentlich höhere Ansprüche werden dagegen an Rohrverschlüsse insbesondere zum Abdrükken von Rohren gestellt, da diese auch bei den höchsten Drücken absolut sicher und zuverlässig arbeiten müssen. Sie müssen sich zudem leicht und schnell aufstecken und abnehmen lassen sowie selbstspannend und selbstdichtend sein.
- Zu diesem Zweck und zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Vorrichtungen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die die Spannsegmente umfassende Büchse mit konischer Innenbohrung als an einem Ende geschlossene Kappe auszubilden, die zusammen mit den in ihr angeordneten Spannsegmenten auf das abzudichtende Rohrende aufgeschoben wird, wobei die Abdichtung in an sich bekannter Weise durch einen in dem Ringraum zwischen Kappe und Rohr an der inneren Stirnfläche der Spannsegmente angeordneten Dichtungsring erfolgt.
- Wie bereits bei der durch das deutsche Bundespatent 1 053 890 geschützten Vorrichtung zum Verschließen von Rohren, ist das Innere der Spannzange zur Erleichterung des Aufschiebens auf das Rohrende an ihrem freien Ende konisch erweitert, und ihre Segmente sind durch eine in einer Ringnut angeordnete Blattfeder gegen axiale Verschiebung gesichert und durch einen gleichfalls in einer Ringnut angeordneten Ring aus elastisch verformbarem Material zusammengehalten.
- Durch diese Mittel wird erreicht, daß der im Rohr herrschende Druck in axialer Richtung auf den Boden der Kappe und in entgegengesetzter Richtung über den Dichtungsring auf die Stirnfläche der Spannzange wirkt. Spannzange und Spannbüchse werden also mit einer dem Innendruck proportionalen Kraft ineinandergepreßt, so daß ein absolut sicherer Sitz des Verschlusses auch bei den höchsten Drücken und bei glatten und öligen Spannflächen (zwischen Rohroberfläche und Spannzange) gesichert ist. Da die Segmente der Spannzange durch die Blattfeder daran gehindert werden, sich in axialer Richtung gegeneinander zu verschieben, fassen stets alle Segmente gleichzeitig und gleichmäßig das Rohr, und zwar vermöge der Vorspannung durch den Gummiring sofort, noch vor dem Unterdrucksetzen der Vorrichtung. Der Dichtungsring wird durch den Innendruck in den schwach konischen Ringraum zwischen Spannbüchse und Rohr hineingedrückt, so daß auch die Dichtigkeit des Rohrverschlusses unabhängig von allen Zufälligkeiten gewährleistet ist.
- In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens weist der Mantel der Kappe zwei oder mehr radiale Fntlastungsbohrungen auf, die beim etwaigen Verschieben der Kappe nach außen von dem Dichtungsring freigegeben werden und das Druckmittel entweichen lassen.
- In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
- Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Verschlußvorrichtung, deren Spannzangensegmente durch radiale Fugen voneinander getrennt sind, Abb. 2 zeigt eine Ansicht in Richtung 2-2 der Abb. 1, Ahb 3 einen Schnitt auf der Linie 3-3 der Abb. l; Abb. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Verschlußvorrichtung mit tangential verlaufenden Trennfugen zwischen den Spannzahnsegmenten und Ahb. 5 einen Schnitt auf der Linie 5-5 der Abb. 4.
- Nach Abh. 1 wird das Rohr 1 von konzentrisch angeordneten Spannsegmenten 2 umfaßt. Die aus den Segmenten 2 gebildete Spannzange ist mit zwei ringsum laufenden Nuten 3 und 5 und an ihrem freien Ende mit einer konischen Erweiterung 21 versehen.
- Die Blattfeder 4 in der Nut 3 verhindert eine axiale Verschiebung der Segmente 2, während der in die Nut 5 eingelegte Gummiring 6 die Spannsegmente 2 zusammenhält und ihnen die für ein festes Anpressen an das Rohr 1 erforderliche Vorspannung verleiht.
- Die Segmente 2 sind durch radial verlaufende Fugen 7 voneinander getrennt. Die Spannsegmente 2 werden von der Kappe 8 mit konischer Innenbohrung, die mit einem Füllstück 9 und mit einem Entlüftungsventil 10, 11, 12 versehen ist, umfaßt. Die Abdichtung nach außen erfolgt durch einen aus Gummi oder ähnlichem elastischem Material bestehenden Dichtungsring 13, auf dessen den Spannsegmenten zugekehrter Seite Metallsegmente 20 fugenlos aufvulkanisiert werden können, die besonders bei hohen Drücken das Einkriechen des Gummis in die Fugen zwischen den Spannsegmenten verhindern.
- Um ein Herausgleiten der Spannsegmente 2 aus der Kappe 8 zu verhindern, wenn die Zange vom Rohr abgenommen ist, sind am unteren Ende der Kappe an gegenüberliegenden Seiten zwei ringsegmentförmige Gummi stücke 14 mittels Schrauben 15 befestigt. Wenn beim Unterdrucksetzen, z. B. infolge zu hohen Druckes, eine Deformierung des Rohres eintreten sollte, so daß die Kappe 8 anfängt, von den Spannsegmenten 2 abzugleiten, so kann die Kappe trotzdem nicht abfliegen, weil sich das im Rohr befindliche Druckmittel durch die in der Kappe vorgesehenen Bohrungen 16 entspannen kann, bevor die Kappe ganz von den Spannsegmenten 2 herabgeglitten ist.
- Beim Gebrauch wird die Vorrichtung so weit auf das abzudrückende Rohr aufgeschoben, daß das Rohr am Boden der Kappe 8 anstößt. Die Spannsegmente 2 haften vermöge der Vorspannung durch den Gummiring 6 auf dem Rohr. Zur Unterstützung des Haftens können die Segmente auf der Innenseite aufgerauht sein. Durch den Innendruck wird der Dichtungsring 13 fest in den Ringraum zwischen Rohr und Kappe hineingepreßt, während die Kappe 8 sich auf die Segmente 2 aufkeilt, die ihrerseits gleichfalls durch den Innendruck in die Kappe hineingepreßt werden.
- Bei dünnwandigen Rohren, die durch die Segmente zusammengedriickt werden könnten, kann eine an einem Ende mit Bund versehene, am anderen Ende konisch zugespitzte Einsteckhülse 17 verwendet werden, die zwecks Anpassung an Rohre mit verschieden großen Innendurchmessern als Spreizhülse ausgebildet sein kann.
- Die in den Abb. 4 und 5 gezeigte Vorrichtung ist besonders für kurze Stutzen geeignet, weil infolge der in die Spannhülse einvulkanisierten Dichtung der Dichtring 13 überflüssig wird und sich dadurch die Baulänge der Vorrichtung entsprechend verkürzt.
- Die Spannsegmente 2a sind hier durch tangential verlaufende Teilfugen 7a voneinander getrennt. In der Ringnut 3a befindet sich eine Blattfeder 4a, die eine axiale Verschiebung der Segmente gegeneinander verhindert. Die Abdichtung erfolgt durch zwei in den Ringnuten 5 a und 5 b angeordnete Gummiringe 6 a und 6 b. Um ein Durchtreten des Druckmittels durch die tangentialen Teilfugen 7a zu verhindern, sind diese auf der Höhe der Dichtungsringe 6a und 6b durch radiale Bohrungen 18 unterbrochen, deren Durchmesser der Breite der Ringnuten 5a und 50 entspricht. In die Bohrungen 18 sind zylindrische Gummi stücke 19 eingelegt, die durch Vulkanisieren mit den Dichtungsringen 6a und 6b verbunden sein können. Die Fugen 7a zwischen den Spannsegmenten sind dann durch die Stirnflächen der Dichtungsringe 6a und 6b sowie durch die Dichtungsstücke 19 gegen das Druckmittel abgedichtet. Infolge des tangentialen Verlaufes der Teilfugen sind die Segmente 2a ständig in Berührung miteinander und bleiben stets gleichmäßig auf den Umfang verteilt.
- Wegen der äußerst zuverlässigen und einfachen Handhabung der erfindungsgemäßen Rohrverschlüsse, sind diese nicht nur bei Druckproben anwendbar.
- Zum Beispiel kann man mit ihrer Hilfe in einfacher Weise Rohre unter Druck mit einer Flüssigkeit füllen und sie auch mit kleineren Radien, als bisher üblich, frei oder auf Rohrbiegemaschinen kalt biegen. Das kostspielige Fiillen mit Sand oder Kolophonium und das nach dem Biegen notwendige Reinigen der Rohre wird dadurch überflüssig.
Claims (6)
- PATENTANSPROCHE: 1. Vorrichtung zum zeitweiligen Verschließen von Rohrenden, insbesondere bei Druckproben, mittels einer das Rohr umfassenden, aus Segmenten zusammengesetzten Spannzange mit konischer Außenfläche, die durch eine sie umfassende Spannbüchse mit konischer Innenbohrung gegen die Außenwandung des Rohres gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbüchse als an einem Ende geschlossene Kappe (8) ausgebildet ist. wobei die Abdichtung durch einen in an sich bekannter Weise in dem Ringraum zwischen Rohr (1) und Spannkappe (8) an der inneren Stirufläche der Spannsegmente (2) angeordneten, elastisch verformbaren Dichtungsring (13) erfolgt, daß die Spannsegmente (2) in an sich bekannter Weise durch eine in einer Ringnut (3) angeordnete Blattfeder (4) gegen axiale Verschiebung gesichert sind und durch einen in einer Ringnut (5) angeordneten Haltering (6) aus elastisch verformbarem Material zusammengehalten werden und daß die Spannzange an ihrem freien Ende eine an sich beliannte konische Erweiterung (21) aufweist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei oder mehr den Mantel der Kappe (8) durchdringende radiale Entlastungsbohrungen (16). die beim etwaigen Verschiehen der Kappe (8) nach außen von dem Dichtungsring (13) freigegeben werden und das Druckmittel entweichen lassen.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch an der den Spannsegmenten (2) zugekehrten Stirnfläche des Dichtungsringes (13) angeordnete, einander übergreifende Ringsegmentstücke (20) aus Metall, die die radialen Fugen zwischen den Spannsegmenten überdecken.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfugen (7a) zwischen den Spannsegmenten (2 a) tangential zum Rohrumfang verlaufen und daß an Stelle des Halteringes (6) und des Dichtungsringes (13) nur ein Halte- und Dichtungsring (6a, 6b) vorgesehen ist, der aus einem in einer äußeren Ringnut (5a) der Spannzange angeordneten äußeren Ringteil (6 a) und aus einem in einer inneren Ringnut (5 b) der Spannzange angeordneten inneren Ringteil (6 b) besteht, wobei die Ringnuten (5a und 5b) im Bereich der tangentialen Teilfugen (7a) durch radiale Bohrungen (18), deren Durchmesser der Breite der Ringnuten entspricht, miteinander verhunden sind und die Bohrungen (18) durch zylindrische Dichtungsstücke (19) aus elastisch verformbarem Material ausgefüllt sind, die mit den Ringteilen (6a und 6b) z. B. durch Vulkanisieren verbunden sein können.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (8) in an sich bekannter Weise mit einem Fiillstutzen (9) und einem Entliiftungsventil (10) versehen ist.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einsteckhülse (17), deren Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des Rohres (1) und deren eines Ende konisch zugespitzt ist, während ihr anderes Ende mit einem Bund versehen ist.In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 864 787, 867 188; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 719 613; schweizerische Patentschrift Nr. 251 481; französische Patentschrift Nr. 407 211; USA.- Patentschriften Nr. 2 017994, 2 478 127, 2699802.In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 053 890.
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DE (1) | DE1094059B (de) |
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