DE9316819U1 - Tapping valve - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anbohrarmatur für metallische Rohrleitungen, die wenigstens auf ihrer Außenseite eine Schutzschicht aus Zement o.a. Material aufweist, mit einem in ein gefertigtes Bohrloch der Rohrleitung ragenden Stutzen, der gegenüber der Wandung der Rohrleitung mit Dichtmitteln abgedichtet ist.The invention relates to a drilling fitting for metal pipelines, which has a protective layer of cement or other material at least on its outside, with a nozzle protruding into a drilled hole in the pipeline, which nozzle is sealed against the wall of the pipeline with sealing means.
Anbohrarmaturen dieser Art sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Sie dienen dazu, Anschlußstellen an verlegten Gas- oder Wasserleitungen zu realisieren. Hierzu wird einTapping fittings of this type are known in numerous designs. They are used to create connection points on laid gas or water pipes. For this purpose, a
flanschartiges Armaturenteil als Anschlußstück mit Hilfe eines die Rohrleitung umschließenden, als Haltestück dienenden Spannbandes an der Rohrleitung befestigt. In das Armaturenteil wird häufig eine Absperrarmatur eingesetzt, die sowohl eine _ 15 longitudinale Durchführung eines Bohrwerkzeugs zur Herstellung des Bohrloches in der Mantelwand der Rohrleitung als auch die Realisierung einer Absperrung erlaubt, um das hergestellte Loch in der Rohrleitung sicher zu verschließen, bis der Hausanschluß o.a. hergestellt ist. Die fertige Armatur ragt mit einem Stutzen in das hergestellte Bohrloch der Rohrleitung.flange-like fitting part as a connecting piece attached to the pipeline with the help of a clamping band that encloses the pipeline and serves as a holding piece. A shut-off valve is often inserted into the fitting part, which allows both a longitudinal passage of a drilling tool to create the borehole in the casing wall of the pipeline and the creation of a shut-off in order to securely close the hole created in the pipeline until the house connection or the like is created. The finished fitting protrudes with a nozzle into the borehole created in the pipeline.
Dabei muß naturgemäß für eine sichere Abdichtung gesorgt werden. Es ist bekannt, diese Abdichtung an der Außenseite der Rohrleitung ringförmig um das Bohrloch herum vorzunehmen. ZurNaturally, a secure seal must be ensured. It is known to carry out this sealing on the outside of the pipeline in a ring around the borehole.
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Herstellung des erforderlichen Anpreßdrucks für die Dichtung kann das hergestellte Bohrloch mit einem Innengewinde versehen sein, in das der Stutzen mit einem Außengewinde einschraubbar ist, so daß durch den Einschraubvorgang die Preßkraft für die Dichtung erzeugt wird,.To produce the required contact pressure for the seal, the drilled hole can be provided with an internal thread into which the nozzle with an external thread can be screwed, so that the pressing force for the seal is generated by the screwing-in process.
Zum Korrosionsschutz, aber auch mechanischen Schutz von metallischen Rohrleitungen werden diese zunehmend wenigstens außen, regelmäßig aber innen und außen mit einer Schutzschicht, beispielsweise aus Zement, versehen. Diese Schutzschichten sind nicht mit größerem Druck belastbar, da sie dann reißen. Eine Abdichtung auf der Schutzschicht, beispielsweise aus Zement, ist einerseits aufgrund der Rauhigkeit problematisch, andererseits nicht zuverlässig möglich, da der erforderliche Anpreßdruck zur Ausbildung von Haarrissen in der Schutzschicht führen kann. Es ist daher bekannt, die Schutzschicht im Bereich des Bohrloches abzutragen und die Abdichtung der Anbohrarmatur an dem metallischen Teil der Rohrleitung, der aus Stahl oder duktilem Guß besteht, vorzunehmen. Diese Lösung ist sehr umständlich und daher kaum praktikabel. Darüber hinaus bietet der von der Schutzschicht freigelegte Teil der Rohrleitung, der nicht von der Armatur abgedeckt ist, Angriffspunkte für Korrosionen und mechanische Beschädigungen.To protect metal pipelines from corrosion and also from mechanical damage, they are increasingly being provided with a protective layer, for example made of cement, at least on the outside, but regularly on the inside and outside. These protective layers cannot withstand high pressure, as they will then tear. Sealing on the protective layer, for example made of cement, is problematic on the one hand due to the roughness, and on the other hand not reliably possible, as the required contact pressure can lead to the formation of hairline cracks in the protective layer. It is therefore known to remove the protective layer in the area of the borehole and to seal the tapping fitting on the metal part of the pipeline, which is made of steel or ductile cast iron. This solution is very cumbersome and therefore hardly practical. In addition, the part of the pipeline exposed by the protective layer, which is not covered by the fitting, offers points of attack for corrosion and mechanical damage.
Die der Erfindung zugrundeliegende Problemstellung besteht somit darin, mit einer neuen Anbohrarmatur die Unzulänglichkeiten der bekannten Lösungen zu vermeiden.The problem underlying the invention is therefore to avoid the inadequacies of the known solutions with a new tapping fitting.
Ausgehend von dieser Problemstellung ist erfindungsgemäß eine Anbohrarmatur der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Stutzen durch eine Hülsenanordnung mit einer ersten und einer zweiten Hülse und mit einem Dichtelement auf der zylindrischen Umfangsflache der ersten Hülse gebildet ist, daß die erste Hülse relativ zu der zweiten Hülse axial bewegbar ist und daß sich das Dichtelement mit einer axialen Kante an der ersten Hülse und der anderen axialen Kante an der zweiten Hülse abstützt und so durch die relative axiale Bewegung derBased on this problem, a drilling fitting of the type mentioned at the outset is solved according to the invention in that the nozzle is formed by a sleeve arrangement with a first and a second sleeve and with a sealing element on the cylindrical peripheral surface of the first sleeve, that the first sleeve is axially movable relative to the second sleeve and that the sealing element is supported with one axial edge on the first sleeve and the other axial edge on the second sleeve and is thus supported by the relative axial movement of the
Hülsen nach radial außen gegen den metallischen Teil der Rohrleitung preßbar ist.Sleeves can be pressed radially outwards against the metal part of the pipeline.
Mit der erfindungsgemäßen Anbohrarmatur wird der bisher regelmäßig verwendete Weg, die Abdichtung an der Außenwand der Rohrleitung vorzunehmen, verlassen und nunmehr eine vom Stutzen zur Bohrlochwand radial wirkende Abdichtung vorgenommen. Diese radial wirkende Abdichtung wird durch die Hülsenanordnung ermöglicht, mit der die Dichtung im entspannten Zustand in das Bohrloch einführbar ist und im gespannten Zustand die sichere Abdichtung, auch von Gasleitungen, gewährleistet.With the drilling fitting according to the invention, the previously regularly used method of sealing on the outside wall of the pipeline is abandoned and a radially acting seal is now made from the nozzle to the borehole wall. This radially acting seal is made possible by the sleeve arrangement, with which the seal can be inserted into the borehole in the relaxed state and, in the tensioned state, ensures secure sealing, even of gas lines.
Die Hülsenanordnung ist durch die Anbohrarmatur selbst in das hergestellte Bohrloch einführbar. Sie benötigt kein Gewinde in dem Bohrloch, um einen Dichtdruck aufzubringen. Ein derartiges Gewinde ist bei den heute verwendeten zementbeschichteten . Rohrleitungen nicht praktikabel herstellbar.The sleeve arrangement can be inserted into the drilled hole through the tapping fitting itself. It does not require a thread in the drilled hole to apply a sealing pressure. Such a thread cannot be practically produced with the cement-coated pipelines used today.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
erste Hülse mit einem Außengewinde in einem Innengewinde der zweiten Hülse bewegbar, ragt zum Rohrinnern zeigend aus der
zweiten Hülse heraus und ist an diesem Ende mit einem Außenflansch versehen, an dem die eine axiale Kante des Dichtelements
anliegt.
25In a preferred embodiment of the invention, the first sleeve with an external thread is movable in an internal thread of the second sleeve, protrudes from the second sleeve pointing towards the inside of the pipe and is provided at this end with an external flange against which one axial edge of the sealing element rests.
25
Zur sicheren Positionierung der gesamten Anbohrarmatur ist es zweckmäßig, wenn sich die zweite Hülse mit ihrem zur Rohrleitung zeigenden Rand auf der Schutzschicht der Rohrleitung abstützt. Dabei hat die zweite Hülse aber lediglich eine Anschlagfunktion, so daß keine hohen Druckkräfte auf die Schutzschicht ausgeübt werden.To ensure the entire tapping fitting is positioned securely, it is advisable for the second sleeve to rest on the protective layer of the pipeline with its edge facing the pipeline. However, the second sleeve only has a stop function, so that no high pressure forces are exerted on the protective layer.
Dabei kann die zweite Hülse einstückig mit der Anbohrarmatur, beispielsweise als Anschlußstutzen, ausgebildet sein. Im Hinblick auf die ungleichmäßigen Dicken der äußeren Schutzschichten der Rohrleitungen ist es jedoch bevorzugt, wenn die zweite Hülse mit einem Außengewinde in ein Innengewinde eines An-The second sleeve can be designed as one piece with the tapping fitting, for example as a connection piece. In view of the uneven thickness of the outer protective layers of the pipelines, however, it is preferred if the second sleeve with an external thread is screwed into an internal thread of a connection piece.
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schlußstutzens der Armatur eingeschraubt ist. Dadurch läßt sich unproblematisch eine Einstellung auf die aktuelle Dicke der Wandung der Rohrleitung vornehmen. Zweckmaßigerweise ist dabei die zweite Hülse; in dem Anschlußstutzen mittels eines Außen-O-Rings abgedichtet.This makes it easy to adjust to the current thickness of the pipe wall. The second sleeve in the connection piece is conveniently sealed using an external O-ring.
Bei der Ausbildung der Relativbewegung zwischen den beiden Hülsen durch eine durch Gewinde geführte Schraubbewegung ist es zweckmäßig, wenn die Anlage wenigstens einer axialen Kante des Dichtelements an der ersten und/oder zweiten Hülse über einen das Dichtelement axial fortsetzenden Gleitring erfolgt. Dieser vermindert die Haftreibung des Dichtelements zur betreffenden Hülse und erlaubt die kreisende Gleitbewegung, ohne auf das Dichtelement zur Verdrillung führende Torsionsmomente zu übertragen.When the relative movement between the two sleeves is created by a screwing movement guided by a thread, it is expedient if at least one axial edge of the sealing element is placed on the first and/or second sleeve via a sliding ring that extends the sealing element axially. This reduces the static friction of the sealing element to the relevant sleeve and allows the circular sliding movement without transferring torsional moments to the sealing element that lead to twisting.
Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. Show:
Figur 1Figure 1
einen Vertikalschnitt durch eine auf eine Rohrleitung aufgesetzte Anbohrarmatura vertical section through a tapping fitting mounted on a pipeline
Figur 2Figure 2
eine Teildarstellung einer Hülsenanordnung der Anbohrarinatur, die in ein Bohrloch der Rohrleitung eingesetzt ist, im ungespannten Zustand eines Dichtelementsa partial view of a sleeve arrangement of the drilling fitting, which is inserted into a borehole in the pipeline in the unclamped state of a sealing element
Figur 3 -Figure 3 -
eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit "Z" aus Figur 2an enlarged view of a detail "Z" from Figure 2
Figur 4Figure 4
die Darstellung gemäß Figur 2 im gespannten Zustand des Dichtelementsthe representation according to Figure 2 in the tensioned state of the sealing element
Figur 5Figure 5
die Einzelheit "Z" im gespannten Zustand gemäß Figur 4.the detail "Z" in the tensioned state according to Figure 4.
Figur 1 zeigt eine Rohrleitung 1, die aus einem Stahlrohr 2 einer äußeren Schutzschicht 3 aus Zement und einer inneren Schutzschicht 4 aus Zement besteht.Figure 1 shows a pipeline 1 consisting of a steel pipe 2, an outer protective layer 3 made of cement and an inner protective layer 4 made of cement.
Um die Rohrleitung ist ein Spannband 5 als Haltestück gespannt, das mit Spannvorrichtungen 6 in einem Armaturen-Anschlußstück 7 verankert ist, das über einen dicken O-Ring 8 auf der äußeren Schutzschicht 3 der Rohrleitung 1 anliegt. In das Armaturen-Anschlußstück 7 ist eine an sich bekannte Anbohrarmatur 9 mit einem Anschlußstutzen 10 eingeschraubt. In einem Winkel von 90° zn dem Anschlußstutzen 10 befindet sich ein Abgangsstutzen 11r der beispielsweise zur Aufnahme einer Hausanschlußlextung dient. Die Verbindung zwischen dem Anschlußstutzen 10 und dem Abgangsstutzen 11 ist mittels eines kugelförmigen Absperrelements 12 herstellbar bzw. unterbrechbar. Das Absperrelement 12 ist durch ein Betätigungselement drehbar. Ein nach oben gerichtetes Anschlußteil 14 ist in dem dargestellten eingesetzten Zustand der Anbohrarmatur 9 verschlossen. Es diente beispielsweise zur Aufnahme eines Bohr-Werkzeuges zur Herstellung eines Bohrloches 15 in der Mantelwand der Rohrleitung 1.A tensioning band 5 is stretched around the pipeline as a holding piece, which is anchored by tensioning devices 6 in a fitting connection piece 7, which rests on the outer protective layer 3 of the pipeline 1 via a thick O-ring 8. A known drilling fitting 9 with a connection piece 10 is screwed into the fitting connection piece 7. At an angle of 90° to the connection piece 10 there is an outlet piece 11 which is used, for example, to accommodate a house connection line. The connection between the connection piece 10 and the outlet piece 11 can be made or interrupted by means of a spherical shut-off element 12. The shut-off element 12 can be rotated by an actuating element. An upwardly directed connection part 14 is closed in the inserted state of the drilling fitting 9 shown. It was used, for example, to accommodate a drilling tool for producing a borehole 15 in the casing wall of the pipeline 1.
Einzelheiten der Anbohrarmatur 9 sind - soweit sie das Absperrelement 12, den Anschluß 11, das Betätigungselement 13, das Anschlußteil 14 sowie das Armaturenbefestigungsteil 7 mit den Spannvorrichtungen 6 betreffen - an sich bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung.Details of the tapping fitting 9 - as far as they concern the shut-off element 12, the connection 11, the actuating element 13, the connection part 14 and the fitting fastening part 7 with the clamping devices 6 - are known per se and do not require any further explanation here.
In das Bohrloch 15 ragt eine erste Hülse 16, die aus einer zweiten Hülse 17 herausragt. Die erste Hülse 16 ist mit einem Außengewinde in einem Innengewinde der zweiten Hülse 17 geführt und auf diese Weise axial relativ zur zweiten Hülse 17 bewegbar. Die zweite Hülse 17 ihrerseits ist mit einem Außengewinde in ein Innengewinde des Anschlußstutzens 10 ange-35 A first sleeve 16 protrudes into the borehole 15 and protrudes from a second sleeve 17. The first sleeve 16 is guided with an external thread in an internal thread of the second sleeve 17 and is thus axially movable relative to the second sleeve 17. The second sleeve 17 in turn is connected with an external thread in an internal thread of the connecting piece 10.
schraubt und gegenüber diesem mit einem in eine Außennut 18 eingesetzten O-Ring 19 abgedichtet.and sealed against it with an O-ring 19 inserted into an outer groove 18.
Der Anschlußstutzen 10 ist seinerseits in dem Armaturen-Anschlußstück 7 mittels eines stirnseitigen O-Rings 20 und eines in eine Umfangsnut eingesetzten O-Rings 21 abgedichtet.The connection piece 10 is in turn sealed in the fitting connection piece 7 by means of an O-ring 20 on the front side and an O-ring 21 inserted into a circumferential groove.
Figur 2 zeigt in vergrößerter Darstellung die Hülsenanordnung 16, 17 und verdeutlicht, daß die zweite Hülse 17 mit ihrem stirnseitigen, zur Rohrleitung 1 zeigenden Rand 22 an der äußeren Schutzschicht 3 der Rohrleitung 1 anliegt. Die erste Hülse 16 ragt aus der zweiten Hülse 17 hervor und in das Bohrloch 15 hinein.Figure 2 shows an enlarged view of the sleeve arrangement 16, 17 and shows that the second sleeve 17 rests with its front edge 22 facing the pipeline 1 against the outer protective layer 3 of the pipeline 1. The first sleeve 16 protrudes from the second sleeve 17 and into the borehole 15.
Am zum Rohrinneren zeigenden Ende ist die erste Hülse 16 mit einem Außenflansch 23 versehen, an den sich axial eine ringförmig umlaufende Nut 24 zur Aufnahme eines buchsenförmigen Dichtelements 25 anschließt. Das Dichtelement 25 weist dabei eine solche Stärke auf, daß es jedenfalls an dem dem Außenflansch abgewandten Ende der Nut 24 über den Außenradius der Wand der ersten Hülse 16 heraussteht und daher auch an dem stirnseitigen Rand 22 der zweiten Hülse 17 anliegt.At the end facing the inside of the pipe, the first sleeve 16 is provided with an outer flange 23, to which an annular groove 24 is axially connected for receiving a bush-shaped sealing element 25. The sealing element 25 has such a thickness that it protrudes beyond the outer radius of the wall of the first sleeve 16 at least at the end of the groove 24 facing away from the outer flange and therefore also rests against the front edge 22 of the second sleeve 17.
Figur 3 verdeutlicht, daß zwischen Außenflansch 23 und Dichtelement 25 ein Gleitring 26 eingelegt ist.Figure 3 shows that a sliding ring 26 is inserted between the outer flange 23 and the sealing element 25.
Figur 4 zeigt die Anordnung gemäß Figur 2 im gespannten Zustand. Dieser kann dadurch erreicht werden, daß entweder die zweite Hülse 17 oder die erste Hülse 16 gedreht und die andere festgehalten wird. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Außenflansch 23 der ersten Hülse 16 und dem stirnseitigen Rand 22 der zweiten Hülse 17 verkleinert werden. Dadurch wird das Dichtelement 25 in axialer Richtung zusammengepreßt und verbreitert sich somit in radialer Richtung. Dadurch wird das Dichtelement 25 unter Abstützung am Grund der Nut 24 gegen die Rohrleitung 1, insbesondere im Bereich des Metallrohres 2 ge-Figure 4 shows the arrangement according to Figure 2 in the tensioned state. This can be achieved by rotating either the second sleeve 17 or the first sleeve 16 and holding the other one in place. In this way, the distance between the outer flange 23 of the first sleeve 16 and the front edge 22 of the second sleeve 17 can be reduced. As a result, the sealing element 25 is compressed in the axial direction and thus widens in the radial direction. As a result, the sealing element 25 is pressed against the pipeline 1, particularly in the area of the metal pipe 2, while being supported on the base of the groove 24.
preßt und sorgt für eine zuverlässige, auch gasdichte radiale Abdichtung.presses and ensures a reliable, gas-tight radial seal.
In Figur 5 ist erkennbar, daß der Außenflansch 23 gegenüber der in Figur 3 dargestellten Lage nach oben gewandert ist,In Figure 5 it can be seen that the outer flange 23 has moved upwards compared to the position shown in Figure 3,
wodurch es zu der axialen Verkürzung des Raumes für das Dichtelement
25 und damit zur radialen Ausdehnung des Dichtelements 25 gekommen ist, so daß dieses nunmehr am metallischen Rohr 2
unter Druck anliegt.
10which has resulted in the axial shortening of the space for the sealing element 25 and thus in the radial expansion of the sealing element 25, so that it now rests against the metallic pipe 2 under pressure.
10
Das Ausführungsbeispiel läßt erkennen, daß die Hülsenanordnung 16, 17 kein Einbringen eines Gewindes in das Bohrloch 15 erfordert .The embodiment shows that the sleeve arrangement 16, 17 does not require the introduction of a thread into the borehole 15.
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|---|---|
| AT22U2 (en) | 1994-10-25 |
| AT22U3 (en) | 1995-03-27 |
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