DE102012012842A1 - Flange connection shaft for connecting and disconnecting pipe ends in high-pressure hydraulic areas, has pipe whose end is opened and closed by manual shut-off element - Google Patents

Flange connection shaft for connecting and disconnecting pipe ends in high-pressure hydraulic areas, has pipe whose end is opened and closed by manual shut-off element Download PDF

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Abstract

The flange connection shaft (1) has a pipe (4) whose end (5) is opened and closed by a manual shut-off element (6). The dimensions of a connecting portion correspond to standard dimensions of SAE flange, CETOP square flange and Adaconn flange. The shut-off element comprises supplementary sealing elements (7). The shut-off element coincides with a flange connection surface (13). Two threaded valves (9) are provided in the shaft. A fixing aid is provided as a locknut in the shut-off element.

Description

Die Erfindung betrifft Flanschverbindungshälften zum Verbinden und Lösen von Rohrleitungsenden im Bereich der Hochdruckhydraulik, welche von 200 bar bis zu 400 bar, und noch höher ausgelegt sein kann.The invention relates to flange connection halves for connecting and disconnecting pipe ends in the field of high pressure hydraulics, which can be designed from 200 bar to 400 bar, and even higher.

Flanschverbindungshälften wurden schon 1950 in der US 2681817 von Edward J. Demlow vorgeschlagen, wobei er vier Schrauben zum Verbinden von zwei Flanschhälften verwendet hat. Weiterhin sind Flanschverbindungen aufgekommen, welche nur zwei Schrauben benötigen, und deshalb kompaktere Abmessungen aufweisen, so wie von David E. Albrecht in der US 6715798 beschrieben.Flanschverbindungshälften were already in 1950 in the US 2681817 by Edward J. Demlow, using four screws to connect two flange halves. Furthermore, flanged connections have arisen which require only two screws, and therefore have more compact dimensions, as described by David E. Albrecht in US Pat US 6715798 described.

Flanschverbindungshälften können genormte Abmessungen aufweisen, wie SAE-Flansche, Cetop-Vierkantflansche oder auch Adaconn-Kompaktflansche. Flanschverbindungshälften können gerade oder abgewinkelte Durchflusskanäle aufweisen, und sie können ein einteiliges oder ein mehrteiliges Hydraulikelement umfassen, sie können auch blockförmig gestaltet sein.Flange connection halves can have standardized dimensions, such as SAE flanges, Cetop square flanges or even Adaconn compact flanges. Flange connecting halves may have straight or angled flow channels, and may comprise a one-piece or a multi-piece hydraulic element, they may also be designed block-shaped.

Nachteilig an allen genannten Flanschverbindungshälften der Hochdruckhydraulik über 200 bar, sind deren offenen Rohrleitungsenden, welche im gelösten Zustand ein Auslaufen von beinhaltetem Hydrauliköl verursachen. So können bei einer notwendigen Ausrüstungsdemontage eines Hydraulikbaggers, mehrere hundert Liter Hydrauliköl aus Flanschverbindungshälften auslaufen und die Umwelt verseuchen.A disadvantage of all mentioned flange connection halves of the high-pressure hydraulic system above 200 bar are their open pipe ends, which in the dissolved state cause leakage of contained hydraulic oil. Thus, with a necessary dismantling of a hydraulic excavator equipment, several hundred liters of hydraulic oil from flanged connecting halves may leak and pollute the environment.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Flanschverbindungshälften vorzuschlagen, welche absperrbare Rohrenden aufweisen, sodass kein, oder fast kein Hydrauliköl ungewollt ausfließen kann, und weiterhin sollen diese absperrbaren Flanschverbindungshälften, mit bestehenden genormten Flanschsystemen, wie den SAE-Flanschen, kompatibel sein.The object of the invention is therefore to propose flange connecting halves, which have closable pipe ends, so that no, or almost no hydraulic oil can flow out unintentionally, and continue to be these lockable flange connection halves, compatible with existing standardized flange systems, such as the SAE flanges.

Die Aufgabe wird durch die Ansprüche gelöst.The problem is solved by the claims.

Flanschverbindungshälften weisen demnach ein Absperrelement auf. Das Absperrelement kann durch eine manuelle Verschraubung ein offenes oder ein geschlossenes Rohrende bewirken. Die manuelle Verschraubung ist bestmöglich durch zwei anschlagartigen Endstellungen begrenzt Das Absperrelement auch in vorgesehenen Zwischenstellungen durch zusätzliche Fixierungsmittel, wie durch eine Kontermutter festgelegt werden kann. Das Absperrelement und die Flanschhälfte sind dabei metallisch beschaffen; es können weiterhin auch zusätzlich installierte, metallische oder nichtmetallische Dichtungsmittel wie O-Ringe, zur Erlangung einer möglichst leckagefreien Absperrung verwendet werden. Das Absperrelement weist einen schaftartigen Abschnitt auf, welcher in einem Flanschgehäuseteil mittels zusätzlicher Dichtmittel druckdicht und gleitbeweglich gelagert ist.Flange connection halves therefore have a shut-off. The shut-off element can cause an open or a closed pipe end by a manual screw. The manual screwing is best possible limited by two stop-end positions The shut-off also in intended intermediate positions by additional fixing means, as can be determined by a lock nut. The shut-off element and the flange half are made metallic; In addition, additionally installed, metallic or non-metallic sealants such as O-rings can be used to obtain as leak-proof as possible a barrier. The shut-off element has a shaft-like portion, which is mounted in a flange housing part by means of additional sealing means pressure-tight and slidable.

Das Absperrelement kann als Sitz- oder als Schieberventil ausgebildet sein, und es kann einteilig oder auch mehrteilig beschaffen sein. Das Absperrelement lässt sich durch einen Werkzeugschlüssel direkt oder indirekt bewegen, indem ein Gewinde die Drehbewegung des Schlüssels in eine laterale Absperrelementebewegung umwandelt. Das Absperrelement schließt mit Flanschverbindungsflächen bestmöglich bündig ab, damit kein ölgefüllter Totraum übrig bleibt.The shut-off can be designed as a seat or as a slide valve, and it can be one-piece or multi-part. The shut-off element can be moved directly or indirectly by a tool key by a thread that converts the rotary movement of the key into a lateral shut-off element movement. The shut-off element ends flush with flange connection surfaces as best as possible so that no oil-filled dead space remains.

Es ist dabei vorgesehen, dass erfindungsgemäße Flanschverbindungshälften, trotz beinhalteter Absperrelemente, weiterhin kostengünstig hergestellt werden können, und dass sie weiterhin einen möglichst ungehinderten Fluiddurchfluß gewähren.It is provided that flange connection halves according to the invention, despite contained shut-off elements, can continue to be produced inexpensively, and that they continue to grant as unobstructed fluid flow as possible.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weitergehend erklärt.The invention will be explained further with reference to the drawings.

Die 1 zeigt im Schnitt,
eine einteilige Flanschverbindungshälfte (1, 2) mit einem hier 90° winkeligen Fluidkanal (8). Dem Rohr (4) ist hier die Flanschverbindungshälfte (2) durch eine Schweißverbindung (11) zugeordnet. An dieser Flanschverbindungshälfte (2) ist an der Flanschverbindungsfläche (13) eine typische Flanschdichtung (12) eingelegt, sodass die daran anzukoppelnde Flanschverbindungshälfte keine Flanschdichtung aufweisen darf.
Im Rohrende (REA) ist ein manuell schraubbares Absperrelement (6) so in einer Endposition angeschlagen (17), dass es eine abgesperrte Stellung einnimmt. Im Fluidkanal (8) beinhaltetes Hydrauliköl kann am abgesperrten Rohrende (REA) nicht auslaufen.
Das Absperrelement (6) beinhaltet hier am Sperrkolben (14) ein Dichtelement (7). Das Absperrelement (6) ist mittels eines nichtgezeigten Werkzeugschlüssels an der Schlüsselaufnahme (15) manuell verschraubbar. Durch Werkzeugschlüsseldrehungen (D) kann das hier teilweise schraubenförmige (10) Absperrelement (6) hubartig (H) von einer rohrzusperrenden in eine rohröffnenden Position gebracht werden, dabei verleihen jeweilige Endanschläge (17) für einen festen Sitz. Zwischen einen schaftartigen (10) Abschnitt des Absperrelementes (6) und dem Flanschgehäuseteil (18) ist ein Dichtelement (7) angeordnet, das Absperrelement ist dadurch druckdicht und gleitbeweglich gelagert.
Das Absperrelement (6) ist hier schieberartig in die Absperrposition eingeschraubt. Der Hub (H) des Absperrelementes geht hier beim Rohröffnen in das Flanschverbindungshälfte hinein.The 1 shows on average,
a one-piece flange connection half ( 1 . 2 ) with a 90 ° angular fluid channel ( 8th ). The pipe ( 4 ) here is the Flanschverbindungshälfte ( 2 ) by a welded connection ( 11 ). At this flange connection half ( 2 ) is at the flange connection surface ( 13 ) a typical flange seal ( 12 ), so that the flange connection half to be coupled thereto must not have a flange seal.
In the pipe end (REA) is a manually screwable shut-off ( 6 ) so struck in an end position ( 17 ), that it occupies a locked position. In the fluid channel ( 8th ) contained hydraulic oil can not leak at the closed pipe end (REA).
The shut-off element ( 6 ) includes here at the locking piston ( 14 ) a sealing element ( 7 ). The shut-off element ( 6 ) is by means of a not shown tool key on the key holder ( 15 ) manually screwed. Through tool key turns (D), this can be partially helical ( 10 ) Shut-off element ( 6 ) (H) are brought from a pipe-locking into a pipe-opening position, thereby giving respective end stops ( 17 ) for a tight fit. Between a shaft-like ( 10 ) Section of the shut-off element ( 6 ) and the flange housing part ( 18 ) is a sealing element ( 7 ), the shut-off is thereby pressure-tight and slidably mounted.
The shut-off element ( 6 ) is screwed here like a slide in the shut-off position. The stroke (H) of the shut-off element here goes into the flange connection half during tube opening.

Die 2 zeigt,
die Flanschverbindungshälfte der 1, wobei hier die Flanschverbindungsfläche (13) mit der eingelegten Flanschdichtung (12) und mit vier Bohrungen (9) in frontaler Ansicht zu sehen ist. Die vier Bohrungen (9) sind zum Stecken von vier Verbindungsschrauben vorgesehen, welche in einer anzukoppelnden weiteren Flanschverbindungshälfte in entsprechend vorgesehenen Gewindelöchern Halt finden.
Die Flanschverbindungshälfte (1) hat hier eine weitgehend rechteckige Kontur, sie kann jedoch beliebige Formen aufweisen, wie rund, viereckig oder unrund.
Das hier 90° winkelig angelegte Rohr, kann auch mittels andersartig angelegten Fluidkanälen (8) geradlinig versetzte, oder spitzwinkelige Anordnungen aufweisen. The 2 shows,
the flange connection half of 1 , where here the flange connection surface ( 13 ) with the inserted flange seal ( 12 ) and four holes ( 9 ) can be seen in frontal view. The four holes ( 9 ) are provided for the insertion of four connecting screws, which find in a further flange connection half to be coupled in correspondingly provided threaded holes stop.
The flange connection half ( 1 ) here has a largely rectangular contour, but it can have any shape, such as round, square or out of round.
The here 90 ° angled pipe can also by means of differently shaped fluid channels ( 8th ) have rectilinear or acute-angled arrangements.

Die 3 zeigt,
einen Ausschnitt einer Flanschverbindungshälfte (1), nämlich ein Absperrelement (6) in der Bauart eines Sitzventiles (21) mit kegel- und kugelförmigem Kopf. Das Absperrelement (6) ist mit Hub (H) im Flanschinneren hineingeschraubt. Es sind hier keine zusätzlichen Dichtelemente vorgesehen, der Ventilsitz ist metallisch abdichtend.The 3 shows,
a section of a flange connection half ( 1 ), namely a shut-off element ( 6 ) in the design of a seat valve ( 21 ) with a conical and spherical head. The shut-off element ( 6 ) is screwed in with hub (H) inside the flange. There are no additional sealing elements provided here, the valve seat is metallic sealing.

Die 4 zeigt,
eine Flanschverbindungshälfte (6) in Blockbauweise, wobei anstelle eines optional möglichen Absperrelementes ein Blindstopfen (19) eingeschraubt ist. Die Flanschverbindungshälfte (1) hat somit ein Gehäuse, welches wahlweise den Einbau eines Absperrelementes (6) oder eines Blindstopfens (19) ermöglicht. Dem Block kann am Rohranschluß (22) ein Rohr angefügt werden, wie durch eine Schweiß- oder Schraubverbindung.The 4 shows,
a flange connection half ( 6 ) in block construction, wherein instead of an optional possible shut-off a blind plug ( 19 ) is screwed. The flange connection half ( 1 ) thus has a housing which optionally the installation of a shut-off ( 6 ) or a blind stopper ( 19 ). The block can at the pipe connection ( 22 ) a pipe are attached, such as by a welded or screwed connection.

Die 5 zeigt,
einen Ausschnitt einer Flanschverbindungshälfte (1), nämlich das Gewinde des Absperrelementes (6) welches mit einer zusätzlichen Kontermutter (20) zum Flanschgehäuseteil (18, 1) hin gesichert ist, und deshalb auf keine Anschläge im Flanschinneren angewiesen ist. Das Absperrelement (6) kann in jeder beliebigen Position des Hubweges (H) fixiert werden, und den Durchflusskanal (8) in seiner Durchflussweite begrenzen. Das Absperrelement ist mittels eines Werkzeugschlüssel an der Schlüsselaufnahme (15) drehbar (D). Die Kontermutter (20) ist mittel eines üblichen Schrauben- oder Ringschlüssels verstellbar.The 5 shows,
a section of a flange connection half ( 1 ), namely the thread of the shut-off element ( 6 ) which with an additional lock nut ( 20 ) to the flange housing part ( 18 . 1 ) is secured, and therefore relies on no attacks inside the flange. The shut-off element ( 6 ) can be fixed in any position of the stroke (H), and the flow channel ( 8th ) in its flow range limit. The shut-off element is by means of a tool key on the key holder ( 15 ) rotatable (D). The locknut ( 20 ) is adjustable by means of a conventional screw or ring wrench.

Die 6 zeigt im Teilschnitt,
ein Paar von zusammenfügbaren Flanschverbindungshälften (1), wobei nur eine Flanschverbindungshälfte ein manuell verschraubbares Absperrelement (6) beinhaltet. Dieses Absperrelement (6) hat ein kegelförmigen Ventilkopf (21), welcher sich im abgesperrten Rohrende (REA) befindet. Das Absperrelement (6) lässt sich hier nur durch eine hinausfahrende Hubbewegung (H) öffnen.
Die andere Flanschverbindungshälfte hat ein, im Siebhalter (25) gleitbewegliches, und federbeaufschlagtes (23) Absperrelement (6, 24), welches sich selbsttätig schließt. Bei zusammengebauten Flanschverbindungshälften wird das federbeaufschlagte Absperrventil vom manuell ausschraubbarem Absperrventil automatisch aufgedrückt.The 6 shows in partial section,
a pair of mating flange connection halves ( 1 ), wherein only one flange connection half a manually screwed shut-off ( 6 ) includes. This shut-off element ( 6 ) has a conical valve head ( 21 ), which is located in the closed pipe end (REA). The shut-off element ( 6 ) can only be opened by an outgoing stroke movement (H).
The other flange connection half has a, in the Siebhalter ( 25 ) slidable and spring loaded ( 23 ) Shut-off element ( 6 . 24 ), which closes automatically. When the flange connection halves are assembled, the spring-loaded shut-off valve is automatically pushed open by the manually unscrewable shut-off valve.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Flanschhälfteflange
22
Einteilige FlanschhälfteOne-piece flange half
33
Mehrteilige FlanschhälfteMulti-part flange half
44
Rohrpipe
55
Rohrendepipe end
66
Absperrelementshut-off
77
Dichtelementsealing element
88th
Fluidkanal, HydraulikölFluid channel, hydraulic oil
99
Bohrung oder GewindebohrungBore or tapped hole
1010
Schaft, Schaftbereich des AbsperrelementesShank, shank area of the shut-off element
1111
Schweißverbindungwelded joint
1212
Flanschdichtungflange
1313
Flanschverbindungsfläche, AndockflächeFlange connection surface, docking surface
1414
Sperrkolben, SperrkopfLocking piston, locking head
1515
Schlüsselaufnahme, InbusKey holder, allen
1616
Gewinde im Flanschgehäuse oder im FlanschgehäuseteilThread in the flange housing or in the flange housing part
1717
Endanschlagend stop
1818
FlanschgehäuseteilFlanschgehäuseteil
1919
Blindstopfenblind plug
2020
Kontermutterlocknut
2121
Ventilsitz, Sperrkolbensitz, kugel- oder kegelförmigValve seat, locking piston seat, spherical or conical
2222
Rohranschlußpipe connection
2323
Federfeather
2424
Federbeaufschlagtes AbsperrelementSpring-loaded shut-off element
2525
Siebhalter, Führung, SternSieve holder, guide, star
REAREA
Rohrende abgesperrtTube end shut off
REOREO
Rohrende offenPipe end open
HH
Hub, Hubweg, HubbewegungStroke, stroke, lifting movement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2681817 [0002] US 2681817 [0002]
  • US 6715798 [0002] US 6715798 [0002]

Claims (10)

Flanschverbindungshälfte (1) für die Hochdruckhydraulik ab 200 bar, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (5) mittels eines manuell verschraubbaren Absperrelementes (6) geöffnet und abgesperrt werden kann.Flange connection half ( 1 ) for the high-pressure hydraulics from 200 bar, characterized in that the pipe end ( 5 ) by means of a manually screwed shut-off element ( 6 ) can be opened and shut off. Flanschverbindungshälfte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Verbindungsteile den genormten Abmessungen der SAE-Flansche, oder der Cetop-Flansche, oder der Adaconn-Flansche entspricht.Flange connection half ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the dimensions of the connecting parts correspond to the standardized dimensions of the SAE flanges, or the Cetop flanges, or the Adaconn flanges. Flanschverbindungshälfte (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (6) einen schaftförmigen Absperrelementebereich aufweist, welcher in der Flanschverbindungshälfte (1) oder in seinem zugehörigem Flanschverbindungshälftenteil (18) gleitbeweglich, und mittels Dichtelement (7) auch druckdicht gelagert ist.Flange connection half ( 1 ) according to claim 1 and 2, characterized in that the shut-off element ( 6 ) has a shaft-shaped shut-off element area, which in the Flanschverbindungshälfte ( 1 ) or in its associated Flanschverbindungshälftenteil ( 18 ) slidable, and by means of sealing element ( 7 ) is also mounted pressure-tight. Flanschverbindungshälfte (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement zusätzliche Dichtelemente (7) aufweist.Flange connection half ( 1 ) according to claim 1 to 3, characterized in that the shut-off additional sealing elements ( 7 ) having. Flanschverbindungshälfte (1) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (6) in absperrender Position, weitgehend planflächig mit der Flanschverbindungsfläche (13) abschließt, und bestmöglich keinen größeren Totraum hinterläßt.Flange connection half ( 1 ) according to claim 1 to 4, characterized in that the shut-off element ( 6 ) in shut-off position, largely plane surface with the flange connection surface ( 13 ) concludes, and best possible leaves no major dead space. Flanschverbindungshälfte (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (6) mittels einer manuellen Schraubbewegung eine aus dem Flanschgehäuse hinausfahrende Bewegung macht, um eine rohröffnende (REO) Position zu erreichen.Flange connection half ( 1 ) according to claim 1 to 5, characterized in that the shut-off element ( 6 ) makes a movement out of the flange housing by means of a manual screwing movement to reach a pipe-opening (REO) position. Flanschverbindungshälfte (1) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichent, dass zum Zusammenschrauben zweier Flanschverbindungshälften zwei Bohrungen (9) und auch zwei Gewindehälften (9) vorgesehen sind.Flange connection half ( 1 ) according to claim 1 to 6, characterized gekennzeichent that for screwing two Flanschverbindungshälften two holes ( 9 ) and also two threaded halves ( 9 ) are provided. Flanschverbindungshälften (1) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zusammenschrauben zweier Flanschverbindungshälften vier Bohrungen (9), und auch vier Gewindebohrungen (9) vorgesehen sind.Flange connection halves ( 1 ) according to claim 1 to 6, characterized in that for screwing two Flanschverbindungshälften four holes ( 9 ), and also four threaded holes ( 9 ) are provided. Flanschverbindungshälften (1) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des Absperrelementes (6) im Verlaufe des Hubweges (H), eine Fixierunghilfe vorgesehen ist, wie die einer Kontermutter (20).Flange connection halves ( 1 ) according to claim 1 to 8, characterized in that for fixing the shut-off element ( 6 ) in the course of the stroke (H), a fixing aid is provided, such as a lock nut ( 20 ). Ein Paar von Flanschverbindungshälften (1) dadurch gekennzeichnet, dass eine Flanschverbindungshälfte ein aus dem Flanschgehäuse hinausbewegbares Absperrelement (6) beinhaltet, und dass die zweite Flanschverbindungshälfte ein federbeaufschlagtes Absperrelement (24) beinhaltet.A pair of flange connection halves ( 1 ), characterized in that a Flanschverbindungshälfte a herausbewegbares from the flange housing shut-off ( 6 ), and in that the second flange connection half comprises a spring-loaded shut-off element ( 24 ) includes.
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