DE69007636T2

DE69007636T2 - Sicherheitsverbindung in Öffnungen in einem röhrenförmigen Körper.

Info

Publication number: DE69007636T2
Application number: DE69007636T
Authority: DE
Inventors: Kennard W Taylor
Original assignee: Cooper Industries LLC
Current assignee: Cameron International Corp
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1990-01-03
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2010-01-04
Also published as: NO900325L; BR9000283A; MX173211B; EP0380195B1; US4923221A; CA2007158A1; JPH02229989A; EP0380195A1; NO900325D0; DE69007636D1

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Verbindung für einen Blindstöpsel und eine Kappe zu deren Befestigung an einem Drosselkörper, so daß diese keine Gefahr darstellen, wenn sie vom Drosselkörper entfernt oder aggressiven Fluiden ausgesetzt werden.
Vor Schaffung der vorliegenden Erfindung waren Drosseln, die zur Verwendung mit aggressiven Fluiden, wie z. B. Schwefelwasserstoffsäure, vorgesehen waren, mit Schraubverbindungen ausgestattet, um den Blindstöpsel und die Kappe mit dem Drosselkörper zu verbinden. Weil diese Schraubverbindungen dem aggressiven Angriff der den Drosselkörper passierenden Fluide ausgesetzt waren, hat sich gezeigt, daß die aggressiven Fluide die Schraubverbindungen zwischen dem Körper und dem Blindstöpsel und der Kappe angriffen.
Hinzu kam, daß die Drosseln einen Blindstöpsel besaßen, der unter Verwendung eines Sicherungsringes oder einer Mutter mit dem Drosselkörper verbunden war und eine keglige Dichtungsschulter zum Zusammenwirken mit einem kegligen Sitz am Drosselkörper umfaßte. Diese Konstruktion ist in den Zeichnungen (Figur 5) und in der Beschreibung dargestellt. Der Nachteil einer solchen Konstruktion ist es, daß, wenn der Sicherungsring oder die Mutter nicht festgeschraubt ist, während im Drosselkörper Druck herrscht, der Blindstöpsel aus dem Drosselkörper zwangsläufig ausgestoßen wird.
Das US-Patent 4,133,560 beschreibt einen Stöpsel zur Verbindung mit einem Druckbehälter, der einen Außenflansch sowie innere, sich gegenüberliegende Vorspünge besitzt, welche durch Ausnehmungen in der Bohrung des Druckbehälters hindurchragen, so daß, wenn der Stöpsel gedreht wird, die Vorsprünge und der Flansch an den sich gegenüberliegenden Seiten der Wandung des Druckbehälters ineinandergreifen. Diese Konstruktion wurde geschaffen, um den Stöpsel vor der Freigabe aus der Wandung zu schützen, wenn die Schweißsicherung des Stöpsels zum Behälter versagt.
US-Patent 3,574,359 beschreibt eine Rohrkupplung mit einer Muffe und einem Stöpsel, bei der der Stöpsel vollständig in die Muffe eingefügt ist und Arretierungen in der Muffe durch ein auf die Außenseite der Muffe aufgeschraubtes Mantelteil gehalten werden, um den Stöpsel in seiner notwendigen Verbindungsposition zu halten.
US-Patent 4,249,670 beschreibt eine Kappe zur Verbindung mit einem Druckbehälter, die eine Druckabzugseinrichtung enthält, welche es ermöglicht, den im Behälter vorhandenden Druck abzulassen, bevor die Verriegelung gelöst und die Kappe entfernt wird. Die Kappenkonstruktion umfaßt einen inneren röhrenförmigen Körper, der auf eine Rohrverbindung am Druckbehälter aufgeschraubt ist, und eine Kappe mit einem J- Schlitz, die den röhrenförmigen Körper umgibt, und eine Verbindung mittels Stiften zwischen diesen. Die Kappe ist in einer Richtung federbelastet, um ihre Verbindung mit dem röhrenförmigen Körper in einer Position zu halten, in welcher die Außenseite des röhrenförmigen Körpers und die Innenseite der Kappe gegeneinander abgedichtet sind. Die Kappe enthält eine innere Ausnehmung, welche, wenn sie sich gegenüber der Dichtung befindet, ein Ablassen des Druckes aus dem Inneren des röhrenförmigen Körpers ermöglicht.
Einige Firmen haben in der Vergangenheit Fittings und Verbindungsteile geliefert, welche einen eingefügten Stöpsel enthielten, der in einer Öffnung mittels einer Überwurfmutter gehalten wurde und eine Auslaßöffnung besaß, welche das Ablassen allen unter Druck befindlichen Fluids, welchem der Stöpsel ausgesetzt war, ermöglichte, bevor die Überwurfmutter völlig abgeschraubt wurde.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbindung zur Befestigung eines Körpers an einer Baueinheit, die aggressive Fluide unter Druck enthält, zu schaffen, die das Ablassen von eingeschlossenem Druck ohne Freigabe des Stöpsels ermöglicht, selbst wenn die ihn haltende Mutter entfernt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Verbindungsvorrichtung in der Öffnung eines röhrenförmigen Körpers nach Patentanspruch 1 gelöst.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine verbesserte Verbindung zu einem Drosselkörper oder zu einem anderen Ventiltyp gerichtet, welche die Verbindung gegen Lösen, selbst wenn sie stark aggressiven Fluiden ausgesetzt ist, schützt. Die Verbindung ist in einer Öffnung in einem Drosselkörper befestigt und umfaßt das Element, welches am Körper befestigt ist, eine Mutter, welche auf die Außenseite des Körpers um die Öffnung im Körper aufgeschraubt ist, einen äußeren Flansch an dem Element, das von der Mutter umfaßt wird, Dichtungsmittel zwischen der inneren Außenseite des Elementes und der Innenseite der Körperöffnung, eine Vielzahl von Bolzen und eine geschlitzte Rippe, die eine sichere Verbindung zwischen dem Element und dem Körper ermöglicht, und eine Einrichtung zur Kontrolle der Winkelstellung des Elementes innerhalb der Körperöffnung, um zur ordnungsgemäßen Anordnung der aus Bolzen und geschlitzter Rippe bestehenden Sicherheitsverbindung beizutragen.
Die Erfindung soll nachfolgend, lediglich beispielhaft, mit besonderem Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen:
Figur 1 ist eine Schnittansicht eines Teiles des Drosselkörpers, der die Nutzung eines Durchflußeinsatzes zur Durchflußbeschränkung ermöglicht und der die verbesserte Verbindung eines Blindstöpsels mit dem Drosselkörper zeigt.
Figur 2 ist eine Ansicht des Blindstöpsels, wie er in Figur 1 dargestellt ist, mit einem Teil des Stöpsels in Schnittansicht und einem anderen Teil in Seitenansicht.
Figur 3 ist eine Schnittansicht, wie sie sich entlang der Schnittlinie 3-3 in Figur 1 ergibt und die Lage des Drosselkörpers im Verhältnis zum Blindstöpsel zeigt, welche die erfindungsgemäß verbesserte Verbindung bildet.
Figur 4 ist eine Schnittansicht ähnlich der Figur 1, jedoch mit dem Blindstöpsel in seiner den Druck ablassenden Position.
Figur 5 ist eine Schnittansicht einer Drossel nach dem Stand der Technik mit einem Durchflußeinsatz in einer der Öffnungen ihres Körpers und einem Blindstöpsel, der in einer anderen Öffnung des Körpers befestigt ist.

Beschreibung des bevorzugten Ausführunasbeispieles

Die Drossel C nach dem Stand der Technik, wie sie in Figur 5 dargestellt ist, enthält den Körper B mit den Öffnungen P1, P2 und P3. Der Durchflußeinsatz FB ist in die Öffnung P1 eingeschraubt und der Blindstöpsel BP ist in der Öffnung P2 angeordnet. Der keglige Sitz S1 befindet sich nahe dem inneren Ende der Öffnung P2 und der Blindstöpsel BP enthält eine Dichtung S an seiner kegligen inneren Schulter S2, welche dichtend mit dem kegligen Sitz S1 zusammenwirkt. Der mit Gewinde versehene Sicherungsring bzw. die Sicherungsmutter N greift in das Außengewinde T an der Außenseite des Körpers B, der die Öffnung P2 umgibt, ein, um den Blindstöpsel in der Öffnung P2 zu halten. Die Mutter N wird in ihrer Lage um den Blindstöpsel BP zwischen dem Sprengring SR und dem äußeren Flansch OF am Blindstöpsel BP gehalten. Wenn die Mutter N abgeschraubt wird, weil im Drosselkörper B Druck vorhanden ist, wird der Druck den Blindstöpsel BP zwangsläufig aus der Öffnung P2 ausstoßen. An der Mutter N ist eine Öffnung oder ein Auslaß O vorgesehen, durch welchen etwas Druck beim Abschrauben entweichen kann, nachdem die Dichtung S von dem kegligen Sitz S1 abgehoben hat.
In den Figuren 1 und 4 ist die verbesserte erfindungsgemäße Konstruktion dargestellt und zeigt in Teilansicht den Drosselkörper 10 mit den inneren Öffnungen 12, 14 und 16, welche, wie gezeigt, sich alle innerhalb des Körpers 10 kreuzen. Die Öffnung 16 wird durch den Blindstöpsel 18 verschlossen, welcher in solchen Drosseln verwendet wird, in denen die Beschränkung des Durchflusses durch einen (nicht dargestellten) Durchflußeinsatz oder eine andere, in einer der anderen Öffnungen 12 oder 14 befestigten Begrenzungseinrichtung vorgenommen wird. Im Falle, daß eine verstellbare Drossel eingesetzt wird, wird eine (nicht dargestellte) Kappe, welche den beweglichen Stöpsel oder die bewegliche Nadel trägt, welche/r mit einem Sitz zusammenwirkt, um den Durchfluß durch die Öffnungen zu beschränken, am Körper 10 befestigt, und ist in derselben Weise in der Öffnung 16 angeordnet, wie der Blindstöpsel 18. In einer solchen Konstruktion ist die Kappe ähnlich gestaltet wie der Blindstöpsel 18, um die erfindungsgemäß verbesserte Verbindung in den Drosselkörper 10 zu realisieren.
Der Durchlaß 16 besitzt eine ringförmige Dichtungsfläche 20, die sich von der Schnittstelle der Öffnung 16 mit der Öffnung 14 ausdehnt und eine ringförmige Ausnehmung 22, die sich von dem äußeren Ende der Fläche 20 zur nach innen gerichteten Lippe 24 erstreckt. In der Lippe 24 sind zu dem im folgenden erläuterten Zweck drei Schlitze 26 vorgesehen, wie dies am besten in Figur 3 zu erkennen ist.
Der Blindstöpsel 18 besteht aus einem Körper 28 mit einer Bohrung 30, die an seinem inneren Ende 32 beginnt und an der mit Gewinde versehenen Gegensenkung 34 endet, welche den mit Gewinde versehenen Dichtungsbolzen 36 aufnimmt. Die Nut 38 erstreckt sich um die Außenseite des Körpers 28 in der Nähe seines inneren Endes 32 und nimmt den Dichtungsring 40 auf, welcher gegen die Dichtungsfläche 20 abdichtet, wenn der Bolzen sich in seiner Dichtungsposition, wie in Figur 1 dargestellt, befindet. Eine Vielzahl von Bolzen 42 ist am Körper 28 in einer um den Körper 28 beabstandeten Anordnung, wie sie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, angeordnet. Der Ausrichtbolzen 44 wird am Körper 28 in einer Lage gehalten, um in den Ausrichtschlitz 46, wie in Figur 3 dargestellt, einzugreifen. Der Flansch 48 erstreckt sich vom Stöpselkörper 28 etwas abseits oder entfernt vom inneren Ende 32 nach außen. Der Sicherungsring 50 wird um die Außenseite des Stöpselkörpers 28 zwischen der Außenseite des Flansches 48 und der Innenseite des Spaltringes 52, welcher in der Nut 54 um den Körper 28 nahe des äußeren Endes 56 des Körpers 28 angeordnet ist, abgestützt. Der Sicherungsring 50 umfaßt den nach innen gerichteten Flansch 58, welcher zwischen dem Flansch 48 und dem Spaltring 52 befestigt ist, und das Innengewinde 60 wirkt mit dem Außengewinde 62 am Körper 10, das das äußere Ende der Öffnung 16 umgibt, zusammen.
Der Blindstöpsel 18 wird zunächst mit dem Sicherungsring 50 versehen und wenn er durch den Spaltring 25 am vorgesehenen Platz befestigt ist, wird der Stöpsel 18 in die Öffnung 16 so eingeführt, daß die Bolzen 42 durch die Schlitze 26 hindurchgehen, und danach wird der Stöpsel 28 gedreht, um den Ausrichtbolzen 44 im Ausrichtschlitz 46 in der Lippe 24 anzuordnen. Diese Drehung bewegt die Bolzen 42 außer Eingriff mit den Schlitzen 26. Mit der beschriebenen Anordnung des Stöpsels 18 wird der Sicherungsring 50 nach innen geschraubt, um die Bolzen 42 gegen die Schulter 64 am inneren Ende der Aussparung 22 und den Flansch 48 gegen die das äußere Ende der Öffnung 16 umgebende Außenseite des Körpers 10 zu bewegen.
Mit der erfindungsgemäß verbesserten Vorrichtung wird, wie dargestellt, der Druck im Drosselkörper 10 gehalten und im Fall, daß er abnehmen muß, kann er durch Abschrauben des Sicherungsringes 50, bis sich der Dichtungsring 40 in der Aussparung 22 und nicht länger in Dichtungsverbindung mit der Dichtungsfläche 20 befindet, abgelassen werden. Dies ist die Position, die in Figur 4 dargestellt ist, und in dieser Position des Blindstöpsels 18 wird der Druck aus dem Inneren des Drosselkörpers 10 abgelassen, ohne irgendwelche Gefahr, daß der Stöpsel 18 durch den im Drosselkörper 10 befindlichen Druck ausgestoßen wird. Das Druckfluid strömt von der Innenseite des Sicherungsringes 50 durch die Öffnung 66, welche durch den Sicherungsring 50 geht, aus. Wenn das Druckfluid vollständig ausgeströmt ist, kann der Sicherungsring 50 weiter abgeschraubt werden, um zu ermöglichen, daß der Stöpsel 18 vollständig aus der Öffnung 16 herausgezogen werden kann.

Claims

1. Verbindungsvorrichtung in der Öffnung eines röhrenförmigen Körpers (10) in Form eines Drosselkörpers oder eines anderen Ventiltyps mit einem Außengewinde (62) um einen Außenabschnitt des Körpers (10), einer inneren Dichtungsfläche (20) und einer Ausspannung (22), die am äußeren Ende der Öffnung in einer geschlitzten, nach innen gerichteten Lippe (24) endet, wobei die Vorrichtung gebildet ist durch

einen Körper (18, 28), der so angepaßt ist, daß er in die Öffnung (16) des Körpers (10) paßt,

einen Sicherungsring (50), der so angeordnet ist, daß er in den Körper (18) und den röhrenförmigen Körper (10) eingreift und nutzbar ist, um den Körper (28) in seine gesicherte Position innerhalb der Öffnung (16) zu bewegen, und einer Einrichtung (40) zur Abdichtung zwischen der Außenfläche des Körpers und der inneren Dichtungsfläche (20), wenn der Körper (28) mit der Dichtungseinrichtung (40) in der Öffnung unter Anliegen zwischen der Außenfläche des Körpers und der inneren Dichtungsfläche (20) der Öffnung angeordnet ist, so daß der Körper (18) und die Dichtungseinrichtung (40) die Öffnung (10) verschließen und abdichten, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (42, 24, 26), die eine begrenzte, nach außen gerichtete Bewegung des Körpers (18) zuläßt, wenn der Sicherungsring (50) seine Sicherung des Körpers (18) innerhalb der Öffnung (16) lockert, wobei die begrenzte, nach außen gerichtete Bewegung genügt, um die Dichtungseinrichtung (40, 38) zu lösen, und

eine Ausrichteinrichtung (44, 26) in Form eines in einen Schlitz (44) eingreifenden Stiftes (46), die mit der die Bewegung begrenzenden Einrichtung (42, 24, 26) zusammenwirkt, um das Entfernen des Körpers (18) von der Öffnung (16) zu verhindern, bevor die begrenzte, nach außen gerichtete Bewegung des Körpers (18) die Dichtungseinrichtung (40) von der Öffnung (16) löst.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Öffnung (66) durch den Sicherungsring (50), die das Ausströmen von innerhalb der Öffnung (16) befindlichen Druckfluides ermöglicht, wenn der Sicherungsring (50) genügend gelockert ist, um die Dichtungseinrichtung (40, 38) zu lösen, ohne daß der Körper (18) von der Öffnung (16) entfernt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Begrenzungseinrichtung (42, 24, 26), die am Ende der Öffnung (16) eine nach innen gerichtete Lippe (24) aufweist, durch die eine Vielzahl von Schlitzen (26) verläuft, sowie

eine Vielzahl von Bolzen (42), die sich vom Körper (18) radial nach außen erstrecken, wobei die Bolzen (42), wenn sie mit den Schlitzen (26) ausgerichtet sind, durch diese hindurchtreten können, und, wenn der Körper (18) gedreht wird, die Bolzen (42) in die Lippe (24) eingreifen und die Entfernung des Körpers (18) von der Öffnung (16) verhindern, wobei

die Bolzen (42) axial nach innen von der Lippe (24) beabstandet sind, wenn die Dichtungseinrichtung (40, 38) sich in dichtender Position befindet, um den Körper (18) ein begrenztes Maß axialer Bewegung in der Öffnung (16) mit der Lockerung des Sicherungsringes (50) zu ermöglichen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

jeder Bolzen (42) einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser der Drosselkörpernut (22) und größer als der Innendurchmesser der Drosselkörperlippe (24) ist, und daß die Führungseinrichtung umfaßt:

eine Einrichtung (44) am Körper (18) zum Zusammenwirken mit der Lippe (24) des röhrenförmigen Körpers, um die Körperbolzen (42), die unausgerichtet zu den Schlitzen (26) sind, zu positionieren, wobei die Anordnung so ist, daß der Eingriff der Bolzen (42) in die Lippe (24) bei Lockerung des Sicherungsringes (50) genügt, um die Bolzen (42) in Eingriff mit der Lippe (24) zu bewegen, was die Dichtungseinrichtung (40, 38) aus ihrer Dichtungsstellung zwischen dem Körper (18) und der Dichtungsfläche (20) des röhrenförmigen Körpers verschiebt und die Freigabe des Körpers (18) verhindert, bis dieser sicher verdreht wurde, um die Bolzen (42) mit den Schlitzen (26) auszurichten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

Teile (52, 54) zum Befestigen des Sicherungsringes (50) in einer den Körper (18) umgebenden Position vorgesehen sind, die das Drehen des Ringes (50) unabhängig vom Drehen des Körpers (18) gestatten, wobei

der Abstand der Vielzahl von Bolzen (42) von der Lippe (24) beim Einbau größer ist als der Abstand der Dichtungseinrichtung (40, 38) von der Nut (22), so daß die teilweise Lösung des Sicherungsringes (50) es dem Körper ermöglicht, nach außen in eine Position bewegt zu werden, bei der die Bolzen (42) in Eingriff mit der Lippe (24) kommen, um das Druckfluid aus dem Drosselkörper (10) vorbei an der Dichtungseinrichtung (40, 38) und durch die Öffnung (66) des Sicherungsringes ausströmen zu lassen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung umfaßt:

einen Bolzen (44), der aus dem Körper (18) radial nach außen ragt,

wobei der Bolzen (44) so positioniert ist, daß, wenn der Sicherungsring den Körper in seine gesicherte Position bewegt hat, der Bolzen (44) sich innerhalb eines der Schlitze (46) befindet, um eine Drehung des Körpers (18) zu verhindern, wenn die Dichtungseinrichtung (40, 18) sich in Dichtungsstellung befindet und

der Bolzen (44) peripher beabstandet angeordnet ist, um die Vielzahl von Bolzen (42) unausgerichtet zu den Schlitzen (26) zu halten, wenn der Sicherungsring (50) freigegeben ist.