DD144299A1 - Verfahren und vorrichtung zum wechseln von absperrorganen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit zugehöriger Vorrichtung zum Wechseln von Keilovalschiebern unter Betriebsbedingungen. Während das Ziel in der Vermeidung der Abschaltung der gesamten Filterbrunnengalerie zu sehen ist, besteht die Aufgabe darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe Keilovalschieber von wasserführenden Drucksammelrohrleitungen gewechselt werden können. Dies wird dadurch erreicht, indem nach Abbau der Stichleitung zunächst in den Keilovalschieber und später in den Einlaßstutzen ein Abdichtelement eingebracht wird, welches einen ausreichenden Dichteffekt gegen Wasseraustritt bewirkt. Danach kann der Austausch oder der Rückbau des Absperrorganes erfolgen. Die hierzu verwendete Vorrichtung besteht aus einer Verschlußhaube sowie einem Hohl- und Spindelgestänge, mit deren Hilfe die einzelnen Arbeitsgänge ausgeführt werden. Die Erfindung ist in allen Be- und Entwässerungsanlagen, insbesondere von Braunkohlentagebauen, anwendbar. - Fig.1 -

Description

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Verfahren und Vorrichtung zum Wechseln von Absperrorganen

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Wechseln von in Stichrohrleitungen angeordneten Absperrorganen, insbesondere Keilovalschiebern, unter Aufrechterhaltung des in der Sammelrohrleitung anstehenden Betriebsdruckes, wobei das Verfahren vorzugsweise für wasserführende AbIeitungssysterne als Bestandteil von Entwässerungsanlagen in Braunkohlentagebauen konzipiert ist. Die Anwendung ist jedoch auch in Beregnungsanlagen der Landwirtschaft sowie in anderen wasserwirtschaftlichen Bereichen möglich.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Die Entwässerung des über den Braunkohlenlagerstätten anstehenden Deckgebirges erfolgt mittels Filterbrunnen, die zur Wasserhebung mit UWM-Pusapen bestückt sind. In einem Tagebau gibt es eine Vielzahl solcher Filterbrunnen, die hinsichtlich ihrer Betriebsweise meistens zu Riegeln oder Galerien zusammengefaßt sind und das von ihnen geförderte Wasser in entsprechende Abl'eitungssysteme eingeben. Derartige Ableitungssysteme können nach zwei Grundprinzipien ausgeführt sein:

1. Als Freicpiegelabfluß in Form eines offenen Entwässerungsgrabens oder einer Freispiegelsammelrchrleitung, wobei das Wasser im freien Gefälle vom höheren (Einspeisestelle) zum tieferen Punkt (Ausguß) abläuft,

2. Als Drucksammelrohrleitung in Form eines geschlossenen Rohrleitungssystems, wobei durch den in der Anlage herrschenden Druck Höhen und Tiefen (Unebenheiten im Gelände) überwunden werden können.

Der im Rohrleitungssystem gemäß Punkt 2 anstehende Druck wird bestimmt durch den Höhenunterschied zwischen Einleitungspunkt und V/asserausfluS am Hohrleitungsende und der Überwindung der in der Rohrleitung vorhandenen Widerstände in Form von Rieh-

tungsänderungen im Rohrleitungsverlauf, eingebaute Armaturen, Rohrrauhigkeit, Rohrleitungslänge, Rohrverschmutzung sowie Strömungsgeschwindigkeit·

Auf Grund der vorhandenen Geländereliefs sind in Braunkohlentagebauen überwiegend Drucksammelrohrleitungsanlagen vorhanden. Der Anschluß der einzelnen Filterbrunnen erfolgt über Stichleitungen, Absperrschieber und Einlaßstutzen. Die hierbei eingesetzten Keilovalschieber dienen zur Sperrung des Wasserrücklaufes bei der Auswechslung defekter UWM-Pumpen bzw. zur Regulierung der zur fördernden Wassermenge entsprechend der Ergiebigkeit des jeweiligen Filterbrunnens. In bestimmten Fällen müssen auch Keilovalschieber gewechselt bzw. rückgebaut werden, insbesondere dann, wenn

- die Funktion eines solchen Keilovalschiebers nicht mehr gewährleistet ist (Austausch des defekten Schiebers),

- ein Filterbrunnen aus entwässerungstechnischen oder anderen Gründen außer Betrieb genommen wird (Rückbau des funktionsfähigen Schiebers zwecks Wiederverwendung),

- ein Filterbrunnen ausgefallen ist und im Winter unter Frostbedingungen die Gefahr des Zerfrierens des zugehörigen Keilovalschiebers besteht (Vorübergehender Abbau des Schiebers).

Der Austausch bzw. der Rückbau von Keilovalschiebern konnte bisher nur im drucklosen Zustand der Sammelrohrleitung durchgeführt werden, da die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Zwecke der Auswechslung von Absperrorganen für das erfindungsgemäße Anwendungsgebiet nicht geeignet sind. De- und Montagearbeiten an Schiebern unter Betriebsbedingungen waren somit nicht möglich. Der drucklose Zustand wurde durch Abschaltung der zu einer Brunnengalerie gehörenden Wasserhebungsanlagen und Entwässern der zutreffenden Rohrleitungsabschnitte hergestellt. Zur Wiederinbetriebnahme der Filterbrunnen mußten die Sammelrohrleitung wieder druckfähig gemacht und die UWM-Pumpen angefahren werden.

Diese Verfahrensweise ist aus mehreren Gründen nachteilig. So ist neben dem erhöhten Arbeitsaufwand vor allem eine Verringerung des Entwässerungseffektes zu verzeichnen. Durch die Ausserbetriebnahme gesamter Filterbrunnengalerien entstehen hinsichtlich der hydrologischen Situation negative Beeinflussungen des Deckgebirges, die zu erheblichen Folgeschäden führen können. Außerdem ist die Auslastung der-UWM-Purapen nicht gewähr-

leistet, so daß wertvolle Betriebszeit bei diesen Grundmitteln verloren geht. Weiterhin sind solche Abschaltungen für die jeweiligen U¹AIs/!-Pumpen generell schädlich, da durch die hierbei entstehenden zusätzlichen elektrischen und mechanischen Belastungen diese Fördermittel einem erhöhten Verschleiß unterliegen." Darüber hinaus kann auch der Filterbrunnen selbst durch die beim Anfahren der Pampe entstehenden Bewegungen (Schlagen der Steigleitung an den Brunnenausbau) zu Bruch gehen. Ein für Bergbaubelange geeignetes Verfahren zum Wechseln von Keilovalschiebern unter Betriebbedingungen ist bisher noch nicht bekannt geworden.

Ziel der Erfindung:

Das Ziel und der Zweck der Erfindung bestehen darin, den bei einem Schieberwechsel auftretenden manuellen Arbeitsaufwand auf ein Mindestmaß zu reduzieren, die sonst notwendige Abschaltung der Wasserhebungsanlagen mit all den schädlichen Folgen, die vorstehend näher beschrieben worden sind, wesentlich einzuschränken und eine höhere Betriebsbereitschaft der Filterbrunnen zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zuverlässiges Verfahren und eine leicht bedienbare zugehörige Vorrichtung zum Wechseln von in Be- und Entwässerungsanlagen eingesetzten Absperrorganen, insbesondere Keilovalschiebern, ohne Änderung des Entwässerungssystems anzugeben, wobei das Verfahren vorzugsweise für Drucksammelrohrleitungen unter Betriebsbedingungen an jedem beliebigen Arbeitsort anwendbar sein und die Vorrichtung einen einfachen Aufbau aufweisen sowie eine mehrfache Anwendung gestatten soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem nach Stillsetzung der betreffenden UWM-Pumpe und Abbau der Stichleitung in den Keilovalschieber ein zweckmäßig ausgebildetes Abdichtelement so eingeführt wird, daß es kurz vor dein noch geschlossenem Absperrkeil steht. Nach dem handfesten Anspindeln des Abdichtelementes wird auf den Plansch des Keilovalschiebers eine Verschlußhaube mit Hohlgestänge fest aufgesetzt. Dadurch wii^d bereits eine gewisse Abdichtwirkung erzielt. Danach erfolgt das Öffnen des Keilovalschieber-s, damit das Abdichtelement durch den Hohlraum des Schiebers in den Einlaßstutzen gelangen kann.

Das wird durch das Hohlgestänge bewirkt. Zur Erzielung eines ausreichenden Abdichteffektes wird das Abdichtelement unter Verwendung eines im Hohlgestänge eingebrachten Spindelgestänges so weit zusammengedrückt, bis die erforderliche Haftreibung zwischen Abdichtelement und Innenwand des Einlaßstutzens eintritt. In der weiteren Folge kann dann die Verschlußhaube einschließlich Hohl- und Spindelgestänge wieder entfernt und der Keilovalschieber gewechselt bzw. rückgebaut werden. Der Aufbau eines neuen Absperrorganes sowie die Entfernung des Abdichtelementes aus dem Einlaßstutzen erfolgen in umgekehrter Reihenfolge. Handelt es sich um den Rückbau des Keilovalschiebers, so wird auf den Plansch des Einlaßstutzens eine Blindscheibe als bleibender Abschluß aufgesetzt.

Die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Abdichtelement, einer Verschlußhaube sowie einem Hohl- und einem Spindelgestänge. Das Abdichtelement ist in kompakter Bauweise ausgeführt und weist mehrere Lagen flexibeler Scheiben zwischen zwei Stabilisierungsblechen auf. Diese Teile werden durch einen Gewindebolzen zusammengehalten, der an einer Seite als Knebelkopf ausgebildet ist· Die Verschlußhaube ist ein metallischer Hohlkörper mit zum Keilovalschieber passendem Plansch. Am oberen Abschluß ist eine Einschweißmuffe angeordnet, die zur Aufnahme des Hohlgestänges dient. Dieses Hohlgestänge ist mit einem durchgehenden und der Einschweißmuffe angepaßten Außengewinde sowie einem Griffstück versehen. Das Spindelgestänge weist an seinem oberen Ende ebenfalls ein Griffstück und an seinem unteren Ende eine Aussparung zur Aufnahme des Knebelkopfes auf. Hohl- und Spindelgestänge sind entsprechend den Abmaßen des Keilovalschiebers und der Verschlußhaube ausgeführt.

Vorteile der Erfindung:

Die sich aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergebenden Vorteile bestehen insbesondere darin, daß hierdurch ein Schieberwechsel unter den in der Saimnelrohrleitung herrschenden Druckverhältnissen ermöglicht wird. Es wird jeweils nur eine Förderpumpe stillgesetzt. Dadurch kann das Abschalten ganzer Brunnengalerien entfallen, so daß negative Auswirkungen im Hinblick auf den angestrebten Entwässerungseffekt vermieden werden. Gleichseitig tritt bei dan weiterbetriebenen Wasser-

hebungsanlagen, insbesondere den UV/M-Pumpen, ein geringerer Verschleiß auf, wodurch eine längere Betriebsdauer erreicht wird und Instandsetzungskosten eingespart werden. Weiterhin ist bei dieser Y/echseltechnologie .ein nur geringer und kurzzeitiger manueller Arbeitsaufwand erforderlich. Schließlich ist auch nicht unbeachtlich, daß insbesondere unter Winterbedingungen alle parallel betriebenen Filterbrunnen während der Wechselzeit weiter in Betrieb bleiben können und demzufolge die unter Prosteinwirkung an den Anlagenteilen zu erwartenden Störungen ausbleiben.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt die schematische Darstellung eines im Bergbau üblichen Entwässerungseinspeisepunktes in eine Sammelrohrleitung ohne Filterbrunnen und Stichleitung, jedoch mit den zum Wechseln des Absperrschiebers erforderlichen Bauelementen.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß an der Drucksammelrohrleitung 1 ein Einlaßstutzen 2 angeschweißt ist, welcher über einen Verbindungsflansch 4 den Keilovalschieber 6 aufnimmt. Soll nun ein solches Absperrorgan unter Betriebsbedingungen, d.h. die Anlage steht unter Druck, gewechselt werden, so wird zunächst die zum Einspeisepunkt gehörige UWM-Pumpe abgeschaltet und die zwischen beiden bestehende Rohrverbindung gelöst und entfernt. Sodann wird ein den Innendurchmessern des Keilovalschiebers 6 sowie des Einlaßstutzens 2 angepaßtes Abdichtelement 3 (Packer) soweit in den Keilovalschieber 6 eingeführt, bis es kurz über den geschlossenem Absperrkeil steht. Durch handfestes Anspindeln der flexibelen Scheiben wird bereits in aller Regel eine gewisse Haft- und damit Abdichtwirkung erzielt. Danach wird die.Verschlußhaube 9 aufgesetzt und mittels zugehörigem Flansch 8 fest mit dem Schieber 6 verschraubt. Nunmehr kann das Öffnen des KeilovalSchiebers 6 erfolgen* Dadurch ist der vorher drucklose und wasserleere Raum hinter bzw., über dem Absperrkeil mit dem unter Betriebsdruck stehenden Wasser der Sammelrohrleitung 1 beaufschlagt« Dieses Wasser kann jedoch nicht ins Freie austreten, da durch das Abdichteleaient 3 und die Einschweißmuffe 10 eine im allgemeinen aus-

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reichende Abdichtwirkung erzielt wird. Darüber hinaus kann das Hohlgestänge 11 mit einem Blindstopfen 14 verschlossen werden, welcher zu diesem Zweck in eine Muffe 13 eingeschraubt wird,

Mit dem Eindrehen des Hohlgestänges 11 in Richtung Sammelrohrleitung 1 wird ein senkrechter Druck auf das Abdichtelement ausgeübt und dieses gelangt durch den freien Raum des Keilovalschiebers 6 in den Einlaßstutzen 2. Nach Erreichen der Endstellung des Hohlgestänges 11 wird, sofern angewandt, der Blindstopfen 14 entfernt und in die nunmehr freie obere Öffnung ein Spindelgestänge 5 eingeführt, dessen Aussparung 20 zur Bewegung des Knebelkopfes 19 dient und dadurch das zugehörige Abdichtelement 3 mit Hilfe des Gewindebolzens 18 unter Ausnutzung seiner Flexibilität soweit zusammengedrückt wird, bis eine ausreichend starke Haftreibung zwischen Abdichtelement 3 und Rohrinnenwand des Einlaßstutzens 2 eintritt. Jetzt kann der Abbau des Absperrorganes 6 erfolgen, ohne daß die Betriebsfähigkeit der Entwässerungsanlage eingeschränkt wird. Dies geschieht in üblicher Weise, nachdem die Verschlußhaube 9 mit Hohl- und Spindelgestänge 11;5 entfernt worden ist·

Handelt es sich um den Rückbau des KeilovalSchiebers 6, dann wird als bleibender Verschluß über das Abdichtelement 3 eine Blindscheibe auf den Einlaßstutzen 2 aufgelegt und mit diesem verschraubt. Soll das Absperrorgan gewechselt werden, wird nach Befestigung des neuen Keilovalschiebers 6 die Verschlußhaube 9 mit Hohl- und Spindelgestänge 11;5 wieder aufgesetzt •und das Abdichtelement 3 in umgekehrter Weise entspannt. Dadurch wird die Haftreibung beseitigt und das Abdichtelement 3 gelangt nach dem Ausdrehen des Hohlgestänges 11 wieder bis in die Ausgangslage im nunmehr neuen Keilovalschieber 6. Die Bewegung des Abdichtelementes 3 wird hierbei entweder bereits durch den Druck der anstehenden Y/assersäule bewirkt oder es wird manuell mit einem geeigneten Hilfsmittel nachgeholfen. Danach wird der Keilovalschieber 6 geschlossen und die Verschlußhaube 9 einschließlich zugehöriger Gestänge 11 und 5 entfernt. Abschließend wird die Verbindung mit der ÜWM-Pumpe durch Aufbau der Stichleitung wieder hergestellt und der Filterbrunnen ist betriebsbereit. Hohlgestänge 11 und Spindelgestänge 5 weisen zur Ausführung der Drehbewegung Griffstücke 12 und 15 auf. ·

Claims (4)

Erfindungsansprüche:

1, Verfahren sum Wechseln von in Stichrohrleitungen angeordneten Absperrorganen, insbesondere Keilovälschiebern, unter Aufrechterhaltung des in der Sammelrohrleitung anstehenden Betriebsdruckes, gekennzeichnet dadurch, daß nach Außerbetriebnahme des betreffenden Filterbrunnens und Abbau der zugehörigen Stichrohrleitung bei geschlossenem'Keilovalschi&er (6) in dessen offene Seite ein Abdichtelement (3) eingesetzt, auf den Flansch (7) eine Verschlußhaube (9) mit einem Hohlgestänge (11) aufgeschraubt und die Vorspannung des Abdichtelementes (3) mittels eines im Hohlgestänge (11) eingebrachten Spindelgestänges (5) bewirkt wird, wobei das Abdichtelement (3) nach Öffnen des Keilovalschiebers (6) durch Einspindelung des Hohlgestänges (11) bis in den Einlaßstutzen (2) gelangt, dort unter Verwendung des Spinäelgestänges (5) so weit zusammengedrückt wird, bis eine ausreichende Haftreibung für den Festsitz sowie die Abdichtwirkung eintritt und somit der Austausch bzw. der Rückbau des KeilovalSchiebers (6) erfolgen kann·

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Abdichtelement (3) aus mehreren Lagen flexibeler Scheiben, die durch Stabilisierungsbleche (16;17) begrenzt sind, besteht und einen mittig angeordneten Gewindebolzen (18) aufweist, der an einer Seite als Knebelkopf (19) ausgebildet ist.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Verschlußhaube (9) aus einem metallischen Hohlkörper besteht, an dem einerseits ein Gewinde3tück (10) und andererseits ein Flansch (8) angeordnet sind.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Hohlgestänge (11) und das Spindelgestänge (5) entsprechend den Abmaßen des Keilovalschiebere (6) sowie der Verechlußhaube (9) ausgeführt sind, Griffstücke (12;15) aufweisen und in das Spindelgestänge (5) eine Aussparung (20) eingearbeitet ist.

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