DE4106630A1 - Verfahren und vorrichtung zum setzen eines sperrkolbens in eine gas-, insbesondere gashochdruckleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE 33 08 877 C2 ist es bekannt, eine Gasleitung, an der Arbeiten durchgeführt werden sollen, mittels eines elastischen zylindrischen Sperrkolbens abzusper­ ren. Zu diesem Zweck wird mittels eines Anbohr- und Absperrgerätes ein Loch in die Gasleitung eingeschnitten und der ausgeschnittene Rohrwandungsteil entfernt.

Das Anbohr- und Absperrgerät bildet einen radialen Abzweig des Gasrohres, durch den anschließend ein elastischer Sperrkolben mittels einer Hubstange in die Gasleitung eingedrückt wird, um dadurch den Gasfluß zu unterbrechen.

Bei den bekannten Setzverfahren wird der Sperrkolben gegen den Druck des Gases von Hand in die Gasleitung hineingedrückt. Bei größeren Rohr- und damit Hubstangen­ durchmessern müssen dabei ganz erhebliche Kräfte aufge­ bracht werden. Wenn zur Durchführung von Arbeiten der Sperrkolben durch Verschrauben mittels Spannmuttern zeitweise in der Gasleitung festgelegt wird, treten beim Ziehen dieses Sperrkolbens aus der Gasleitung ganz erhebliche Gefahrenmomente für das arbeitende Personal auf. Beim Lösen der Spannmuttern und Anlüften des Sperrkolbens wird dieser schlagartig vom Druck in der Gasleitung beaufschlagt und die dabei stoßartig auftre­ tenden Kräfte können den Sperrkolben geschoßartig aus dem radialen Abzweig heraustreiben und dabei das arbei­ tende Personal verletzen. Die beim Setzen des Sperrkol­ bens aufzubringenden Kräfte und insbesondere die beim Ziehen auftretenden Gefahren schließen die Verwendung eines derartigen Sperrkolbensetzgerätes bei Gashoch­ druckleitungen aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit denen ein elastischer Speer­ kolben in Gasleitungen größeren Durchmessers und in Gashochdruckleitungen leicht eingesetzt und aus diesen ohne Gefährdung für das Personal gezogen werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Setzen auf die Hubstange durch hydraulische oder pneumatische Druckmittel eine Schubkraft und zum Ziehen eine einstellbare Kraftresultante aus zumindest zwei einander entgegenwirkenden Kräften ausgeübt wird.

Durch das hydraulische oder pneumatische Druckmittel, das auf die Hubstange einwirkt, können beliebig große Kräfte erzeugt werden, mit denen die dem Setzen entge­ genwirkenden Kräfte, die von Hand aus nicht überwunden werden können, ausgeschaltet werden, so daß ein sicheres Setzen durchgeführt wird. Mit besonderem Vorteil wird durch hydraulische oder pneumatische Druckmittel auf die Hubstange beim Ziehen eine, aus zumindest zwei einander entgegenwirkenden Kräften gebildete einstellbare Kraft­ resulante ausgeübt. Dies ermöglicht, daß die zum Lüften bzw. Anheben des eingepreßten Sperrkolbens erforderliche Kraft derart aufgebracht wird, daß die nach dem Lüften schlagartig auftretenden Druckkräfte des Gases in der Gasleitung durch eine entgegenwirkende Kraft eliminiert werden, so daß eine Gefährdung des Personals nicht mehr auftreten kann.

Mit besonderem Vorteil wird dann während des Ziehens die Kraftresultante derart eingestellt, daß diese eine, der durch den Gasdruck in der Gasleitung auf die Hubstange ausgeübten Kraft entgegenwirkende, vorbestimmte Brems­ kraft erzeugt. Bei diesen Vorgängen wird mit Vorteil die Strömung des Druckmittels gesteuert. Dem Personal wird die Möglichkeit gegeben, durch Betätigung entspre­ chender Steuerschieber oder -hähne die Strömungen derart einzustellen, daß beispielsweise die Ziehgeschwindigkeit so eingestellt wird, so daß keine Gefährdung des Perso­ nals auftreten kann.

Dieses Verfahren bringt insbesondere den großen Vorteil mit sich, daß als Druckmittel das in der Gasleitung enthaltene Gas verwendet wird. Dadurch wird das Verfah­ ren autark, d. h. die Zuführung bzw. Zurverfügungstel­ lung eines fremden Druckmittels ist nicht erforderlich.

Mit Vorteil ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bei einer Gasrohrleitung mit absperrbarer, radialer Abzweigung zur Führung des elastischen Sperrkolbens die Hubstange als Kolben- Kolbenstangen-Baugruppe eines doppelt wirkenden Arbeits­ zylinders mit beidseitiger Kolbenstange ausgebildet.

Durch die Verwendung eines doppelt wirkenden Arbeitszy­ linders mit beidseitiger Kolbenstange können die an sich bekannten Techniken der Hydraulik und Pneumatik angewen­ det werden, wobei die beidseitigen Kolbenstangen einmal das Einschieben und Liften und zum anderen das Festspan­ nen im eingespannten Zustand ermöglichen. Es ist ledig­ lich erforderlich, den bekannten doppelt wirkenden Arbeitszylinder mit beidseitigen Kolbenstangen über an sich bekannte Steuerungen an Druckmittelquellen anzu­ schließen, um die im Vorstehenden erwähnten Schubkräfte und Kraftresultanten bzw. Bremswirkungen zu erzeugen.

Mit besonderem Vorteil ist an einem Ende des Zylinder­ rohres des Arbeitszylinders eine, den Sperrkolben mit Spiel aufnehmende und mit der Abzweigung der Gasleitung verbindbare Sperrkolbenkammer befestigt, und der Speer­ kolben steht mit der Kolbenstange in Antriebsverbindung.

Durch die so gebildete Baugruppe wird ein Gerät geschaf­ fen, welches in entsprechender Weise bestückt an die absperrbare radiale Abzweigung der Gasrohrleitung angebracht wird. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß der Sperrkolben an der Kolbenstange zwischen einem Druckflansch und einer Scheibe montiert ist.

Mit besonderem Vorteil sind an zwei einander gegenüber­ liegenden Umfangsabschnitten der Mantelfläche des zylindrischen Sperrkolbens, die von sich schneidenden Durchmessern begrenzt sind, metallische Zylindermantel­ abschnitte formschlüssig angelegt, die mittels parall­ eler Distanzstücke gegeneinander abgestützt sind. Dies ermöglicht, den Sperrkolben derart einzuführen, daß die zum Absperren erforderliche Deformation des Sperrkolben­ körpers nicht in Richtung der Rohrachse erfolgt, da eine Deformation in dieser Richtung bei entsprechender Ausrichtung durch die formschlüssigen metallischen Zylindermantelabschnitte verhindert wird. Eine Deforma­ tion zum Anpressen des Sperrkolbens findet dabei nur noch in radialer Richtung statt, so daß eine bessere Abdichtungswirkung erzielt werden kann. Da beim Setzen der Sperrkolben von oben mit Druck beaufschlagt wird, ist am Rand des Sperrkolbens mit Vorteil ein Druckring angeordnet, so daß der Setzwiderstand verringert wird, da an der den Setzdruck aufnehmenden Oberfläche des Sperrkolbens keine Deformationen in radialer Richtung erfolgen.

Um den Sperrkolben in seiner eingesetzten Stellung halten und spannen zu können, sind an dem, dem Sperrkol­ ben gegenüberliegenden Ende der beiderseitigen Kolben­ stange des Arbeitszylinders ein Spannflansch und am zugeordneten Ende des Zylinderrohrs Spannschrauben montiert.

Durch eine entsprechende Verschraubung kann die Vorrich­ tung dadurch in der Setzstellung fixiert und dichtge­ spannt werden.

Um nach dem Ziehen das Verfahren mit einer einfachen Verschlußarbeit an der Abzweigung abschließen zu können, weist die radiale Abzweigung mit Vorteil einen Arbeits­ schieber auf, der an ein auf dem Gasrohr sitzendes Flanschstück angeschlossen ist, wobei dieses Flansch­ stück einen Verschließflansch mit einer Riegelflut aufweist, in die ein Verschlußstopfen axial einschiebbar und mit dieser durch Verdrehung formschlüssig verriegel­ bar ist.

Eine einfache Steuerung des Arbeitszylinders wird dadurch erzielt, daß mit Vorteil die Zylinderkammern des Arbeitszylinders über Schieber oder Hähne mit einem Vierwege-Steuerschieber oder -hahn verbunden sind, der die Zylinderkammern wahlweise mit einer Druckmittellei­ tung oder Entlüftungsleitung verbindet.

Mit besonderem Vorteil ist die Druckmittelleitung mit der Sperrkolbenkammer verbunden. Bei angeschlossenem Gerät befindet sich in der Sperrkolbenkammer das in der Gasleitung enthaltene Gas unter dem gleichen Druck wie in der Gasleitung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des an einer Gasleitung montierten Kolbensetz­ gerätes,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht des Kolbensetzgerätes,

Fig. 3 eine Längsschnittansicht des Sperrkol­ bens,

Fig. 4 eine Schnittansicht des Sperrkolbens genommen längs der Linie A-B der Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht eines verschlossenen Verschließflansches mit eingesetztem Verschließstopfen,

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf den in Fig. 5 dargestellten Verschließflansch und

Fig. 7 eine Draufsicht auf den in Fig. 5 gezeigten Verschließstopfen.

In Fig. 1 ist schematisch eine Gasleitung 1 darge­ stellt. In dieser Gasleitung 1 soll eine Arbeit durchge­ führt werden, die eine Absperrung der Gasströmung vor der Arbeitsstelle erforderlich macht. Zu diesem Zweck wird an die Gasleitung an der Stelle, an der diese unterbrochen werden soll, ein Flanschstück 2 ange­ schweißt, an das ein Arbeitsschieber 3 angeflanscht wird. Nach dieser Arbeit wird an dieser Stelle in der Gasleitung 1 ein Loch gebohrt und nach dem Bohren dieses Loches wird das herausgeschnittene Rohrstück herausge­ nommen und der Absperrschieber 3 wird abgesperrt. Danach wird das im Schnitt in Fig. 2 dargestellte Gerät an den Arbeitsschieber 3 angeflanscht.

Wie Fig. 2 zeigt, weist dieses Gerät eine Sperrkolben­ kammer 4 auf. In dieser Sperrkolbenkammer 4 sitzt mit Spiel ein elastischer Sperrkolben 9.

Dieser elastische Sperrkolben 9 ist in den Fig. 3 und 4 im einzelnen dargestellt. Dieser Sperrkolben 9 hat einen zylindrischen Körper aus einem elastischen Materi­ al, insbesondere Gummi.

Dieser Sperrkolben 9 steht in Antriebsverbindung mit einem Druckflansch 10 eines Arbeitszylinders 5. Der Arbeitszylinder 5 und die Sperrkolbenkammer 4 sind druckdicht miteinander verbunden.

Der Arbeitszylinder 5 weist ein Zylinderrohr 8 auf und in diesem Zylinderrohr 8 ist ein Kolben 6 mit beidseiti­ gen Kolbenstangen 7 gleitend geführt. Ein Ende der Kolbenstange 7 trägt den Druckflansch 10 und am anderen Ende ist ein Spannflansch 13 vorgesehen, der nach dem Setzen an den Spannschrauben 14 festgelegt werden muß, d. h. gespannt wird.

Der Kolben 6 bildet innerhalb des Zylinderrohrs 8 zwei Zylinderkammern 18 und 19, und diese Zylinderkammern 18 und 19 stehen über Kugelhähne 22 und 23 mit dem in Fig. 1 dargestellten Vierwege-Kugelhahn 24 in Verbindung. Wie Fig. 1 zeigt, können wahlweise die Zylinderkammern 18 und 19 entweder mit der Entlüftungsleitung 26 oder mit der Betriebsgasleitung 25, die in die Sperrkolbenkammer 4 führt, verbunden werden.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung des Vierwege-Kugelhahns 24 erfolgt das Setzen, d. h. die Kolbenstangen 7 werden aus der in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Stellung in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung gebracht.

In dieser Stellung ist der Sperrkolben 9 gesetzt und der Spannflansch 13 wird an den Spannmuttern 14 festge­ schraubt.

Beim Setzen wird Betriebsgas, welches sich in der Sperrkolbenkammer 4 befindet, über den Vierwege-Kugel­ hahn 24 der oberen Zylinderkammer 18 zugeführt. Da die untere Zylinderkammer 19 mit der Entlüftungsleitung 26 verbunden ist, kann das Setzen erfolgen.

Wenn gezogen werden soll, wird der Vierwege-Kugelhahn 24 um 90° gedreht, so daß die untere Kammer 19 nunmehr mit dem unter Druck stehenden Gas aus der Sperrkolbenkammer 4 durch eine entsprechende Betätigung des Kugelhahns 23 beaufschlagt werden kann. Nach dem Anlüpfen kann durch eine entsprechende regelbare Einstellung des Kugelhahns 22 eine derartige Bremskraft eingestellt werden, daß ein Ziehen ohne Gefährdung des Personals durchgeführt werden kann.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind am Umfang des Sperrkolbens 9 metallische Zylinderabschnitte 12 form­ flüssig angelegt. Diese metallischen Zylindermantelab­ schnitte 12 liegen an zwei gegenüberliegenden Umfangsab­ schnitten der Mantelfläche des zylindrischen Sperrkol­ bens 9 an. Die Umfangserstreckung dieser Mantelflächen wird durch sich schneidende Durchmesser begrenzt. Diese formflüssig anliegenden Zylindermantelabschnitte 12 sind mittels paralleler Distanzstücke 20 gegeneinander abgestützt. Beim Einsetzen werden die metallischen Zylindermantelabschnitte 12 derart ausgerichtet, daß sie in der Rohrachse liegen. Wenn ein Preßdruck ausgeübt wird, erfolgt in Achsrichtung des Rohres keine Deforma­ tion, so daß die Hauptdeformation des Sperrkolbens 9 radial gegen die Wandung des Gasrohres erfolgt. Am oberen Rand umgibt ein Druckring 21 den Sperrkolben 9, so daß an dieser Stelle vom Druckflansch 10 übertra­ gene Druckkräfte nicht zu radialen Deformationen führen können, die den Eintreibwiderstand erhöhen würden.

Wenn die Arbeiten beendet sind und der Sperrkolben herausgezogen ist, wird in den Flansch des Flanschstücks 2 der in Fig. 5 und 7 dargestellte Verschlußstopfen 17 eingeführt.

Der vorgesehene Absperrflansch 15 am Flanschstück 2 weist eine Nut 16 auf, in die der in Fig. 7 dargestell­ te Verschlußstopfen axial eingeführt und durch Verdre­ hung bajonettartig verriegelt wird.

Claims (13)

1. Verfahren zum Setzen und Ziehen eines elastischen, mittels einer Hubstange radial in eine Gas-, insbe­ sondere Gashochdruckleitung ein- und aus dieser ausfahrbaren Sperrkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß zum Setzen auf die Hubstange durch hydraulische oder pneumatische Druckmittel eine Schubkraft und zum Ziehen eine einstellbare Kraftresultante aus zumin­ dest zwei, einander entgegenwirkenden Kräften ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ziehens die Kraftresultante derart eingestellt wird, daß diese eine, der durch den Gasdruck in der Gasleitung auf die Hubstange ausge­ übte Kraft entgegenwirkende, vorbestimmte Bremskraft erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung der Druckmittel gesteuert wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmittel das in der Gasleitung enthaltene Gas verwendet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 für eine Gasrohrleitung mit absperrbarer radialer Abzweigung zur Führung des elastischen Sperrkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange als Kolben-(6)Kolbenstangen-(7)- Baugruppe eines doppelt wirkenden Arbeitszylinders (5) mit beidseitiger Kolbenstange (7) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Zylinderrohres (8) des Arbeitszy­ linders (5) ein den Sperrkolben (9) aufnehmender und mit der Abzweigung (2, 3) der Gasleitung (1) verbindbarer Sperrkolben (9) mit der Kolbenstange (7) in Antriebsverbindung steht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkolben (9) an der Kolbenstange (7) zwischen einem Druckflansch (10) und einer Scheibe (11) montiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei einander gegenüberliegenden Umfangsabschnit­ ten der Mantelfläche des zylindrischen Sperrkolbens (9), die von sich schneidenden Durchmessern begrenzt sind, metallische Zylindermantelabschnitte (12) formschlüssig anliegen, die mittels paralleler Zuganker (20) gegeneinander verspannt sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfangsrand der Sperrkolben (9) ein Druckring (21) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am dem Sperrkolben (9) gegenüberliegenden Ende der beiderseitigen Kolbenstange (7) des Arbeitszylinders (5) ein Spannflansch (13) und am zugeordneten Ende des Zylinderrohrs (8) Spannschrauben (14) montiert sind.

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abzweigung (2, 3) einen Arbeitsschieber (3) aufweist, der an ein, auf dem Gasrohr (1) sitzendes Flanschstück (2) angeschlossen ist, welches einen Verschließflansch (15) mit einer Riegelnut (16) aufweist, in die ein Verschlußstopfen (17) axial einschiebbar und mit dieser durch Verdre­ hung formschlüssig bajonettartig verriegelbar ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderkammern (18, 19) des Arbeitszylinders (5) über Schieber oder Hähne (22, 23) mit einem Vierwege-Steuerschieber oder -hahn (24) verbunden sind, der die Zylinderkammern (18, 19) wahlweise mit einer Druckmittelleitung (25) oder Entlüftungslei­ tung (26) verbindet.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitung (25) mit der Sperrkolbenkam­ mer (4) verbunden ist.