DE2249600B2 - Verriegelungsvorrichtung zwischen zwei Rohrleitungselementen - Google Patents

Description

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Achse sind.

In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung ist diese dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstückausbildungen einen geschlitzten Ring aufweisen, der eine ebene Grundfläche normal zu seiner Achse und eine ebene Grundfläche, die schräg bezüglich der ersteren ist, aufweisen, und daß eine der beiden Schultern des hohlen Umdrenungskörpers senkrecht zur Achse und die andere schräg bezüglich der ersteren ist

Günstig ist es, wenn der hohle konische Umdrehungskörper aus wenigstens zwei Sektoren gebildet ist, die längs Meridianabschnitten miteinander verbunden sind und von denen sich ein jeder über höchstens 180° erstreckt, wobei diese Sektoren mit Einrichtungen zur Befestigung miteinander versehen sind.

Vorzugsweise ist der hohle konische Umdrehungskörper einteilig ausgebildet

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen diametralen Längsschnitt durch eine Verbindungsstelle zwischen zwei Rohrleitungselementen, von denen das eine ein glattes Ende und das andere eine Muffe aufweist, wobei die Rohrleitungselemente mit einer Vorrichtung nach der Erfindung verriegelt sind, und in

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung mit einer zweiten Ausführungsform der Verriegelungsvorrichtung.

In den Zeichnungen ist die Verbindungsstelle zwisehen zwei Rohrleitungselementen V und F dargestellt, wobei das erste Rohrleitungselement ein glattes Ende und das zweite eine Muffe 1 aufweist. Fur die Abdichtung sorgt ein unter radialer Druckspannung stehendes Dichtungselement G, welches innerhalb der Muffe 1 sitzt, deren inneres Profil an sich bekannt ist. Die beiden Rohrleitungselemente bestehen aus Kugelgraphitguß.

Die Muffe 1 trägt auf ihrem Umfang in der Nähe ihrer Endfläche 2 und parallel zu dieser, d. h. senkrecht zur Achse des Rohrleitungselements T² eine ringförmige Schulter 3, die einen erhabenen Anschlag bildet, wie i.n folgenden näher beschrieben werden ^ ird.

Das einzuschiebende Rohrleitungsek-mcnt V trägt einen ringförnigen Anschlag 4 von rechteckigem Querschnitt, dessen Seitenabmessung klein ist gegenüber dem Durchmesser der Rohrleitungselemente und eher in der Größenordnung der Dicke dieser Rohrleitungselemente liegt. Dieser Anschlag ist nahe dem Ende des einzuschiebenden Rohrleitungselements V angeordnet, jedoch in ausreichendem Abstand von dem Ende, so daß er nicht in Berührung mit der Endfläche 2 des Rohrleitungselements 7* gelangt, wenn die Verbindungsstelle nach dem Einsetzen des Dichtungselements G ihre endgültige Position einnimmt. Der Anschlag besteht aus Stahl und wird im Werk mit dem Rohrleitungselement T verbunden, und zwar in einer Ebene senkrecht zur Achse dieses Rohrleitungselements. Seine Befestigung auf dem Rohrleitungselement V erfolgt mittels einer Schweißnaht Der ringförmige Anschlag besitzt einen Schlitz, der die Montage erleichtert.

Nach F i g. I weist die Verriegelungsvorrichtung einen als Verriegelungsring wirkenden Rundkörper 17 auf. Der Rundkörper 17 ist als kreisförmiger Ring aus Kugelgraphitguß ausgebildet und besitzt im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes. Seine Wandstärke ist sehr dick bezogen auf die der Rohrleitungselemente V und 7*. Er besitzt eine innere, kreisförmige Ausnehmung 9, deren Enden von Schuhen 10 und 11 begrenzt werden. Diese Schultern sind parallel zueinander und liegen in Ebenen, die senkrecht zur Drehachse des Rundkörpers verlaufen. Das konvergierende Ende des Rundkörpers ist gegen das einzuschiebende Rohrleitungselement V gewandt, während sein divergierendes Ende mit der Schulter 10 die Muffe 1 hinter deren Schulter 3 übergreift. Dieser als Verriegelungsring wirkende Rundkörper kann in eine größere Anzahl von untereinander identischen Abständen unterteilt sein, um die Herstellung zu erleichtern. Im Falle von zwei Abschnitten soll der Scheitelwinkel keinesfalls den Wert von 180° übersteigen.

Der Rundkörper 17 ist in Richtung auf das Rohrleitungselement ~P derart verlängert, daß die Verkeilung zwischen der Schulter 3 der Muffe und der Schulter 10 des Rundkörpers unter Zwischenschaltung eines elastischen, leicht kegelstumpfförmigen Ringes 18 aus Stahl mit parallelen Flächen 19 und 20 herbeigeführt wird.

Der Ring wird als umgekehrter Sicherungsring verwendet, d. h. als Sicherungsring, der in seiner Ruhestellung den geringsten Durchmesser aufweist. Tatsächlich besitzt dieser Ring, der einen parallel zu seiner Rotationsachse verlaufenden Schlitz 21 aufweist, auf Grund seiner Konstruktion und unter Ausnutzung der Elastizität des Herstellungsmetalls die Tendenz, sich durch radiales Zusammenziehen zu verformen.

Die Ringe 7a und 76 bestehen aus Stahl, sind relativ elastisch und besitzen nicht gezeichnete Schlitze, die sich parallel zu ihrer Drehachse über ihre gesamte Länge erstrecken. Jeder Ring bildet einen dickwandigen kurzen Hohlzylinder, dessen Höhe in der gleichen Größenordnung wie seine Wandstärke liegt. Die Wandstärke wiederum liegt in der gleichen Größenordnung wie die Dicke des Rundkörpers 17. Die Ringe besitzen Grundflächen 13a bzw. 136, die in Ebenen senkrecht zu den Drehachsen der Ringe liegen. Weiterhin sind Grundflächen 14a bzw. 146 vorgesehen, die geneigt zu den genannten Ebenen verlaufen. Der Flächenwinkel zwischen den beiden Grundflächen jedes Ringes entspricht aer Hälfte der maximal zulässigen Winkelab weichung zwischen den beiden Rohrleitungselementen V und V. Der Innendurchmesser der Ringe ist fast gleich dem Außendurchmesser des Rohrleitungselements V. Der Innendurchmesser der Schulter 10 des Rundkörpers 17 wird so gewählt, daß sich diese Schulter hinter der Schulter 3 der Muffe 1 verankern kann. Der Innendurchmesser der Schulter 11 hingegen besitzt ein solches Maß, daß sich diese Schulter hinter dem ihr zugewandten Ring 76 verriegeln läßt.

Die Montage der verriegelbaren Verbindungsstelle verläuft folgendermaßen:

Der Rundkörper 17 sowie die Ringe 7a und 76 sind unabhängig von den zu verbindenden Rohrleitungselementen V und 7* und werden vom Werk aus einzeln an den Verlegungsort transportiert. Sie werden erst im Augenblick der Montage zusammengesetzt bzw. auf die Rohrleitungselemente V und T² aufgesteckt.

Während des Zusammenbaues wird der Ring 18 durch Einsetzen eines nicht gezeigten Keils in seinen Schlitz künstlich in einer am Boden des Hohlraumes 9 des Rundkörpers ausgebildeten Nut gehalten. Diese Nut wird diskontinuierlich begrenzt von der Schulter 10 des Rundkörpers und von einer Reihe von Vor-Sprüngen 22, die einstückig im Inneren des Rundkörpers ausgebildet sind. Der Rundkörper 17, der auf diese Weise mit seinem ausgedehnten Ring 18 versehen ist, wird sodann auf das Rohrleitungselement V aufge-

schoben, und zwar vor der Montage der Ringe 7 a und 76.

Der nächste Arbeitsgang der Montage besteht darin, daß man auf das glatte Ende des Rohrleitungselements V die beiden Ringe 7 a und 76 aufsteckt, und zwar derart, daß diese mit ihren geneigten Grundflächen 14a und 146 gegeneinanderweisen. Die Ringe können auf Grund ihrer Schlitze und auf Grund ihrer Elastizität über den vorspringenden Anschlag 4 geschoben werden. Nach dem Zusammensetzen der Verbindungsstelle durch den Einbau des Dichtungselements G und das Einführen des ganzen Rohrendes in die Muffe besteht die Möglichkeit, über eine Differenzmessung des Abstandes zwischen dem Anschlag 4 und der Endfläche 2 der Muffe, den Wert und die Richtung der Winkelabweichung zwischen den Rohrleitungselementen V und T² zu bestimmen. Durch eine Drehbewegung, und zwar einerseits der beiden Ringe 7a und Tb relativ zueinander und andererseits beider Ringe relativ zum glatten Ende des Rohrelements V stellt man die Fläche 136 des Ringes 76, die als Anschlag für die Schulter 11 des Rundkörpers 17 dienen soll, senkrecht auf die Achse des Rohrleitungselements T² ein. Sodann verläuft die Fläche 136 parallel zur Schulter 3. Darüber hinaus verbindet man auf diese Weise den Abstand zwischen dem vorspringenden Anschlag 4 auf dem Rohrleitungselement V und der Schulter 11 des als Verriegelungsring wirkenden Rundkörpers 17. Letzterer ist auf der Mufft dadurch verankert, daß seine Schulter 10 hinter die Schulter 3 der Muffe greift. Man kommt zu einer wirkungsvollen Abdichtung der Verbindungsstelle durch den als Verriegelungsring wirkenden Rundkörper 17 indem man die den Rundkörper bildenden Abschnitte aufsetzt. Diese Abschnitte lassen sich unter Verwen dung von Lappen miteinander verbinden.

Der letzte Schritt der Verriegelung besteht darin

ίο daß man dem Ring 18 die Möglichkeit gibt, sich zusam menzuziehen, in dem man den den Ring offenhaltender Keil entfernt. Der Ring senkt sich dann in seine Endstellung ab, indem er mit seiner Fläche 19 auf dei Schulter 10 des Rundkörpers gleitet, bis er mit seinei gegenüberliegenden Fläche 20 an der Schulter 3 dei Muffe zur Anlage kommt. Der Innendurchmesser dei Schulter 10 und der radiale Abstand der Vorsprünge 22 muß jedoch größer sein als der maximale Durchmessei der Muffe. Ferner muß der Innendurchmesser dei Schulter 11 stets größer als der Außendurchmesser de; vorspringenden Anschlags 4 sein.

Die Ausführungsform nach F i g. 2 entspricht im we sentlichen der Ausführungsform nach F i g. 1 mit derr Unterschied, daß der Ring 76 entfernt und an deir Rundkörper 23 eine Schulter 16 angeordnet ist, die ab weichend von der rechtwinkeligen Schulter 11 geneig angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

VI*.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verriegeln einer Verbindungsstelle oder einer Dichtung zwischen zwei 5 Rohrleitungselementen, von denen das eine glau, das andere mit Muffe ausgebildet ist, mit einem hohlen Umdrehungskörper, der den Bereich der Dichtung umgibt und eine ringförmige Innenausnehmung aufweist, die axial durch zwei Schultern begrenzt ist, von denen die eine sich gegen einen fest mit der Außenfläche des glatten Teils verbundenen Anschlagvorsprungs, die andere gegen eine fest mit der Außenfläche der Muffe verbundene Schulter abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige Zwischenstücke (7a, 7 b, 7 a bis 16) vorgesehen sind, deren axiale Dicke variierend längs des Umfangs als Funktion einer Winkelabweichung zwischen den beiden Rohrieitungselementen (V, T²) einstellbar ist, wobei diese um das glatte Ende herum angeordnet und zwischen dem Anschlagvorsprung (4) und die entsprechende Schulter (II) des hohlen Umdrehungskörpers (17, 23) zwischengeschaltet sind, und letzterer eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, wobei seine größte Grundfläche das Ende der Muffe umgibt; die zweite Innenschulter (JO) des Umdreliungskörpers (17.23) sich gegen die Schulter (3) der Muffe (1) unter Zwischenschaltung eines geschlitzten (21) Ringes (18) mit parallelen Grundflächen abstützt, und die Ausnehmung (9) des Umdrehungskörpers Vorsprünge (22) aufweist, deren Abstand von der Schulter (10) gleich der axialen Abmessung des geschlitzten Ringes (18) ist.

2 Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstückausbildungen (7a, Ib) zwei Schlitzringe (7a, 7b) aufweisen, von denen Jeder eine ebene Grundfläche (13a, t$b) normal zu einer Achse und eine ebene Grundfläche (\4a, Hb). die schräg bezüglich der ersteren ist, aufweist, wobei die beiden schrägen Grundflächen (14a. Hb) dieser Ringe in Kontakt miteinander stehen, und daß die beiden Schultern (10,11) des hohlen Umdretiungskörpers (17) parallel und senkrecht zu dessen Achse sind.

} Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstückausbildungen (7a bis 16) einen geschlitzten Ring (la) aufweisen, der eine ebene Grundfläche (13a) normal zu seiner Achse und eine ebene Grundfläche (14a). die schräg bezuglieh der ersteren ist, aufweisen, und daß eine (10) der beiden Schultern (10. 16) des hohlen Umdrehungskörpers senkrecht zur Achse und die andere (16) Schräg bezüglich der ersteren ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle konische Umdrehungskörper aus wenigstens zwei Sektoren gebildet ist, die längs Meridianabschnitten miteinan der verbunden sind und von denen sich ein jeder über höchstens 180° erstreckt, wobei diese Sektoren mit Einrichtungen zur Befestigung miteinander versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle konische Umdrehungskörper (17,23) einteilig ausgebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln einer Verbindungsstelle oder einer Dichtung zwischen zwei RohrJeitungselementen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist

Bei einer unter Druck stehenden Rohrleitung können diejenigen Kräfte, die sich aus dem Druck des transportierten Fluids ergeben, ein beträchtliches Ausmaß erreichen. Die liegen annähernd bei 900 to für eine Leitung mit 1600 mm Durchmesser, die unter einem Innendruck von 40 bar steht Die Kräfte ergeben sich an jedem Ende der Leitung, an jeder Richtungs- oder Durchmesseränderung und an jeder Abzweigung.

Die gebräuchlicherweise verwendeten Verbindungsstellen dienen also dazu, die einzelnen Rohrleitungselemente gegeneinander abzudichten, nicht jedoch dazu, den aus dem Druclf des Fluids resultierenden Kräften entgegenzuwirken. Dies ist der Grund dafür, daß man immer dann, wenn die Möglichkeit besteht, an den obengenannten Stellen der Leitung ein Widerlager in Form eines Betonklotzes schafft, der so berechnet und ausgelegt ist, daß er entweder auf Grund seines Eigengewichtes oder auf Grund seiner Abstützung gegen die Wände der ausgehobenen Grube, sofern der Boden ausreichend fest ist. den Kräften zu widerstehen vermag.

Es ergibt sich jedoch häufig, daß die Herstellung eines derartigen Blockes entweder unmöglich oder zu teuer ist. Man muß ihn hinsichtlich seiner Wirkung sodann dadurch ersetzen, daß man auf sogenannte verriegelte Verbindungsstellen zurückgreift, bei denen Teile, die jeweils an den zu verbindenden Rohrleitungselementen befestigt sind, eine Trennung dieser Rohrleitungselemente unmöglich machen.

Wählt man für eine derartige Verbindung Rundkiirper, so kann man, wenn die auftretenden Belastungen beträchtlich sind, eine Verwendung von gar zu massiven Stücken vermeiden, welche lediglich an einigen Punkten des Umfanges angeordnet sind.

Diese Rundkörper sollen sich jedoch in wirksamer Weise über den gesamten Umfang der Leitung abstut zen können. Diese Bedingung läßt sich also nicht mehr verwirklichen, wenn eine Winkelabweichung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rohrleitungselementen vorhanden ist.

Diese Probleme konnte auch das DT-Gbm 19 29 309. das eine Vorrichtung der eingangs genannten Art verkörpert, nicht lösen. Im übrigen handelt es sich hier um eine Schlauchkupplung, die nicht in der Lage ist. die nachfolgende Aufgabe zu lösen. Diese besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei zwei beliebig zueinander unter einem Winkel angeordneten Rohrleitungselementen sowohl die Verbindung zwischen ineinandergreifenden Rohrleitungselementen als auch die Verbindung zwischen zwei gleichen Rohrleitungselementen bei kontinuierlichem Kontakt über den gesamten Umfang der Rohrleitung sichergestellt ist.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstückausbildungen zwei Schlitzr ige aufweisen, von denen jeder eine ebene Grundfläche normal zu einer Achse und eine ebene Grundfläche, die schräg bezüglich der ersteren ist, aufweist, wobei die beiden schrägen Grundflächen dieser Ringe in Kontakt miteinander stehen, und daß die beiden Schultern des hohlen Umdrehungskörpers parallel und senkrecht zu dessen