DE102020000308A1

DE102020000308A1 - Anschlussvorrichtung zum lösbaren Anschluss an eine Zugangseinheit einer Prozessleitung

Info

Publication number: DE102020000308A1
Application number: DE102020000308.7A
Authority: DE
Inventors: Markus Häffner
Original assignee: Armaturenfabrik Franz Schneider Co KG GmbH; Armaturenfabrik Franz Schneider GmbH and Co KG
Current assignee: Armaturenfabrik Franz Schneider Co KG GmbH; Armaturenfabrik Franz Schneider GmbH and Co KG
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-01-20
Publication date: 2021-07-22

Abstract

Eine Anschlussvorrichtung (10) zum lösbaren Anschluss an eine Zugangseinheit (50) einer mit Medium durchströmten Prozessleitung (12) für die Zugabe von Medien, Chemikalien oder dergleichen, die Entnahme von Proben des Mediums oder die Einbringung von Sensoren oder dergleichen in/aus dem Inneren der Prozessleitung (12) mit einem ersten Flansch (14), der mit einem zweiten Flansch (16) der Zugangseinheit (50) im montierten Zustand der Anschlussvorrichtung (10) verbindbar ist, einem Tauchrohr (20), das im an die Prozessleitung (12) angeschlossenen Zustand der Anschlussvorrichtung (10) bis in das Innere der Prozessleitung (12) ragt, gekennzeichnet dadurch, dass das Tauchrohr (20) unterhalb des ersten Flansches (14) ein Außengewinde aufweist, auf das Außengewinde eine Gewindehülse (18) mit Ihrem Innengewinde (42) aufgeschraubt ist, unterhalb der Gewindehülse (18) eine Spannhülse (26) vorhanden ist, auf die die Gewindehülse (18) über eine Federeinheit (32) direkt oder indirekt einwirkt, wobei durch Drehung der Gewindehülse (18) die Spannhülse (26) eine Spreizbewegung durchführt, so dass die Spannhülse (26) im montierten Zustand an der Zugangseinheit (50) verspannt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum lösbaren Anschluss an eine Zugangseinheit einer mit Medium durchströmten Prozessleitung für die Zugabe von Medien, Chemikalien oder dergleichen, die Entnahme von Proben des Mediums oder die Einbringung von Sensoren oder dergleichen in/aus dem Inneren der Prozessleitung mit einem ersten Flansch, der mit einem zweiten Flansch der Zugangseinheit im montierten Zustand der Anschlussvorrichtung verbindbar ist, einem Tauchrohr, das im an die Prozessleitung angeschlossenen Zustand der Anschlussvorrichtung bis in das Innere der Prozessleitung ragt.
STAND DER TECHNIK
Derartige Anschlussvorrichtungen können optional bei dem Produktprogramm „VariAS-Blöcke“ der Anmelderin gewählt werden. Eine derartige bekannte Anschlussvorrichtung ist in 10 in einem an eine Zugangseinheit einer Prozessleitung Zustand dargestellt.
Wie in 10 dargestellt wird um beispielsweise Proben aus einer Prozessleitung 12 zu entnehmen oder Chemikalien einzuspeisen an einer geeigneten Stelle der industriellen Prozessleitung radial über eine Zugangseinheit 50 ein Zugang gesetzt. Die Zugangseinheit 50 besteht beispielsweise aus einem Weldolet 62 und einem zweiten Flansch 16. Diese werden über einer radialen Bohrung an der Prozessleitung festgeschweißt. An dem zweiten Flansch 16 (Vorschweißflansch) der mit der Weldolet 62 verschweißt wurde, kann dann eine spezielle Anschlusseinrichtung 10.1 beziehungsweise Absperrarmatur (bekannt unter VariAS-Block) montiert werden, in welcher sich ein Tauchrohr 20 zur Probeentnahme oder Chemikalienzugabe befindet. Das Tauchrohr 20 taucht dabei in die Prozessleitung 12 ein. Die Anschlussvorrichtung 10.1 weist unterseitig einen ersten Flansch 14 auf, der über eine Schraubverbindung 64 dichtend mit dem zweiten Flansch 16 der Zugangseinheit 50 verbunden ist. Das Tauchrohr 20 mit seiner Längsrichtung L verläuft dabei innerhalb einer zweiten durchgehenden Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 bis ins Innere der Prozessleitung.
Die Fließrichtung des Mediums innerhalb der Prozessleitung 12 ist in 10 schematisch mit dem Pfeil F dargestellt. Da das Tauchrohr 20 in die Prozessleitung eintaucht, wird das Tauchrohr 20 durch die Strömung des Fluids belastet und kann bei falscher Auslegung relativ schnell versagen. So treten einerseits aufgrund der Strömung belastende Biegemomente auf und es können Schwingungen entstehen, die insbesondere bei Erreichen der Eigenfrequenz extrem hohe Belastungen ergeben und gegebenenfalls zum Versagen führen können.
Häufig ist es daher notwendig, um das Rohr 20 zu stabilisieren und eine dauerhafte Funktion zu gewährleisten, einen Stützring 30 zwischen der Innenwandung der zweiten durchgehenden Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 und der Außenwandung des Tauchrohrs 20 vorzusehen. Derartige Stützringe 30 müssen auf der Baustelle montiert beziehungsweise mit dem Tauchrohr 20 verschweißt werden. Dabei ist ein Problem, dass die Innenbohrung der Flansche 16 und die Weldolets 62 relativ große Toleranzen aufweisen und daher der Stützring 30 unter großem Aufwand vor Ort auf der Baustelle an die jeweils gegebene Situation eingepasst werden muss. Dies führt zu einer relativ aufwendigen Montage, die sehr zeitintensiv ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe beziehungsweise das technische Problem zugrunde, eine Anschlussvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die wirtschaftlich hergestellt werden kann, eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet, einfach und sicher montiert werden kann und aufwendige Anpassungsmaßnahmen für den Stützring für das Tauchrohr vermeidet.
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche 2 bis 15.
Die erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass das Tauchrohr unterhalb des ersten Flansches ein Außengewinde aufweist, auf das Außengewinde eine Gewindehülse mit Ihrem Innengewinde aufgeschraubt ist, unterhalb der Gewindehülse eine Spannhülse vorhanden ist, auf die die Gewindehülse über eine Federeinheit direkt oder indirekt einwirkt, wobei durch Drehung der Gewindehülse die Spannhülse eine Spreizbewegung durchführt, so dass die Spannhülse im montierten Zustand an der Zugangseinheit verspannt ist.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Tauchrohr unterhalb des ersten Flansches ein Außengewinde aufweist, auf das Außengewinde eine Gewindehülse mit Ihrem Innengewinde aufgeschraubt ist, unterhalb der Gewindehülse eine am Tauchrohr längsverschiebliche gelagerte Schubhülse vorhanden ist, auf die die Gewindehülse über eine Federeinheit einwirkt, unterhalb der Schubhülse eine Spannhülse vorhanden ist, auf die die Schubhülse einwirkt, unterhalb der Spannhülse ein Stützring fest an dem Tauchrohr angeschlossen ist, der einen Anschlag für Spannhülse bildet, wobei durch eine Drehung der Gewindehülse die Schubhülse auf die Spannhülse einwirkt und diese dadurch eine Spreizbewegung durchführt, so dass die Spannhülse im montierten Zustand an der Zugangseinheit verspannt ist.
Dadurch dass durch einfache Drehung der Gewindehülse bei der Montage eine sichere Verspannung/Abstützung des Tauchrohrs innerhalb der Zugangseinheit erfolgt, kann auf eine aufwendige Bearbeitung des Stützrings vor Ort auf der Baustelle vollständig verzichtet werden. Vielmehr kann der Stützring bei der Fertigung der Anschlussvorrichtung im Werk zuverlässig mit dem Tauchrohr verbunden werden, da der Stützring im Einsatzfall lediglich als Abstützung für die Spannhülse dient und die Spannhülse vor Ort auf der Baustelle durch einfaches Drehen der Gewindeeinheit aktiviert werden kann. Daher ist eine Anpassung des Stützrings - wie im Stand der Technik - vor Ort nicht mehr erforderlich.
Erfindungsgemäß sind somit zwei Varianten möglich, nämlich auf die Schubhülse zu verzichten, das heißt dass die Gewindehülse über die Federeinheit direkt auf die Spannhülse einwirkt oder zwischen der Gewindehülse und der Spannhülse eine längsverschiebliche Schubhülse anzuordnen, die über die Federeinheit aktiviert wird.
Eine bezüglich der einfachen Fertigung und einer hohen Funktionalität besonders vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannhülse segmentiert ausgebildet ist und zumindest zwei, insbesondere drei teilkreisförmige Spreizringeinheit aufweist.
Um eine einheitliche Montageeinheit der Anschlussvorrichtung zu gewährleisten, zeichnet sich eine bevorzugte Weiterbildung dadurch aus, dass die Spreizringeinheiten von einer elastischen Ringeinheit umgeben sind. Durch diese Maßnahme sind die Spreizringeinheiten vor und während der Montage unverlierbar an der Anschlussvorrichtung vorhanden, wobei gleichzeitig ihrer Funktionalität gewährleistet ist. Die elastische Ringeinheit kann bevorzugt als O-Ringeinheit ausgebildet sein.
Gleichzeitig ist es besonders vorteilhaft, die elastische Ringeinheit jeweils in einer Nut der Spreizringeinheiten anzuordnen, so dass die Ringeinheit sicher vor und nach der Montage gelagert ist.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsvariante, die eine hohe Funktionalität gewährleistet, zeichnet sich dadurch aus, dass die Spreizringeinheiten so ausgebildet sind, dass sie bei Druckbeaufschlagung durch die Schubhülse oder Gewindehülse eine Kippbewegung durchführen.
Um die Funktionalität weiter zu verbessern, zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass jede Spreizringeinheit in Querschnitt oberseitig eine zur Längsrichtung geneigte Flankenkontur und im gegenüberliegenden Endbereich eine zweite Rundungskontur aufweist, wobei die Wirkungslinie der von der Schubhülse oder Gewindehülse auf die Spannhülse einwirkenden Druckkraft zu der auf den Stützring wirkenden Druckkraft eine Exzentrizität aufweist. Weiterhin ist besonders vorteilhaft, die Spreizringeinheit derart auszugestalten, dass im Bereich der geneigten Flankenkontur eine erste Rundungskontur anschließt.
Um die Funktionalität und die Dichtfunktion weiter zu erhöhen, zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass zwischen der Oberseite der Gewindehülse und der Unterseite des ersten Flansches zumindest ein Distanzelement angeordnet ist, wobei in vorteilhafter Art und Weise die Distanzelemente als segmentierte Teilkreisringsegmente ausgebildet sind, die nachträglich im Laufe des Montageverfahrens angebracht werden.
Der Stützring ist bevorzugt mittels Schweiß-, Schraub- oder Klebeverbindung an dem Tauchrohr angeschlossen.
Um die Funktionalität hinsichtlich der Dichtheit und dauerhaft zuverlässigen Funktion weiterhin zu erhöhen, zeichnet sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dadurch aus, dass unterhalb des ersten Flansches, das heißt im montierten Zustand zwischen dem ersten Flansch und dem zweiten Flansch ein Flanschdichtring angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Federeinheit als Federpaket ausgebildet.
Um die Montagesicherheit zu erhöhen zeichnet sich eine vorteilhafte Weiterbildung dadurch aus, dass die Schubhülse oberseitig eine Anschlagsfläche und die Gewindehülse unterseitig eine Gegenanschlagsfläche zur Begrenzung der maximalen Relativbewegung zwischen Schubhülse und Gewindehülse beziehungsweise zur Begrenzung des maximalen Federwegs der Federeinheit aufweisen.
Eine besonders effektive Ausgestaltung, die die Montage deutlich vereinfacht, zeichnet sich dadurch aus, dass die Außenumfangskontur der Gewindehülse eine Formschlusskontur zum Ansatz eines Drehwerkzeuges aufweist.
Eine erfindungsgemäße Prozessleitung mit einer Zugangseinheit, die einen Zugang in das Innere der Prozessleitung ermöglicht, zeichnet sich dadurch aus, dass an die Zugangseinheit eine Anschlussvorrichtung der oben beschriebenen Art angeschlossen ist.
Ein Montageverfahren zum Anschluss der oben beschriebenen Anschlussvorrichtung an eine Zugangseinheit einer Prozessleitung, wobei die Zugangseinheit eine zweite durchgehende Ausnehmung und einen zweiten Flansch aufweist, wird durch folgende Verfahrensschritte umgesetzt:

- teilweises Einführen der Anschlussvorrichtung in die zweite durchgehende Ausnehmung der Zugangseinheit und zwar so weit, dass der Stützring, die Spannhülse und die Schubhülse, letztere zumindest teilweise, in die zweite durchgehende Ausnehmung eintauchen und die Gewindehülse von außen noch zugänglich ist,
- Drehen der Gewindehülse derart, dass diese eine Bewegung in Längsrichtung des Tauchrohrs in Richtung des Prozessleitung durchführt, wodurch über die Federeinheit und der Schubhülse auf die Spannhülse eine Druckkraft ausgeübt wird, so dass diese sich aufspritzt und das Tauchrohr in der zweiten durchgehenden Ausnehmung verspannt wird,
- Anziehen einer Schraubverbindung zwischen den ersten Flansch der Anschlussvorrichtung und dem zweiten Flansch der Zugangseinheit, so dass die Anschlusseinheit mit der Zugangseinheit verspannt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass nach dem Verspannen des Tauchrohres durch die Spannhülse infolge der Drehung der Gewindehülse zwischen dem dadurch entstandenen Spalt zwischen der Oberseite der Gewindehülse und der Unterseite des ersten Flansches von außen her zumindest zwei Einlegescheiben eingeschoben werden, die die Spalthöhe des entstandenen Spaltes im Wesentlichen ausfüllen und danach die Gewindehülse in entgegengesetzter Drehrichtung gedreht wird zum Verspannen der Einlegescheiben zwischen der Gewindehülse und dem ersten Flansch.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
Figurenliste
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:

1 schematische Seitenansicht mit Detailschnittdarstellung einer Anschlussvorrichtung mit einem Tauchrohr, einer Gewindehülse, einer Schubhülse, einer Spannhülse und einem Stützring im an eine Zugangseinheit einer Prozessleitung angeschlossenen Zustand,
2 schematische Darstellung der Anschlussvorrichtung gemäß 1 in einem Montagezustand bei teilweise in die Prozessleitung eingeführtem Tauchrohr im nicht verspannten Zustand der Spannhülse,
3 schematische Detaildarstellung des Details A gemäß 2 bei teilweise eingeführtem Tauchrohr im noch nicht verspannten Zustand der Spannhülse,
4 schematische Darstellung des Details A gemäß 2 im verspannten Zustand der Spannhülse mit einzuführenden Distanzelementen,
5 schematische Seitenansicht (obere Hälfte) und Schnitt (untere Hälfte) durch eine Schubhülse,
6 schematische Schnitt durch eine Gewindehülse,
7 schematische Draufsicht auf zwei halbkreisförmige Distanzelemente,
8a schematische Draufsicht auf eine Spannhülse mit drei teilkreisförmigen segmentierten Spannringelementen,
8b schematischer Querschnitt durch ein Spannringelement mit Darstellung der auf das Spannringelement im verspannten Zustand einwirkenden Kräfte,
8c schematische Perspektivdarstellung der Spannhülse als Ganzes,
9 schematische Perspektivdarstellung eines am Tauchrohr zu befestigenden Stützrings als Auflager für eine Spannhülse,
10 schematische Darstellung einer an eine Prozessleitung über eine Zugangseinheit angeschlossene Anschlusseinheit gemäß dem Stand der Technik.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
In den 1 bis 7 ist ein konstruktives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung 10 dargestellt, die vom Aufbau her grundsätzlich der bekannten Anschlussvorrichtung 10.1 von 10 ähnelt. Auch bei dieser Anschlussvorrichtung 10 ist über eine Zugangseinheit 50 ein Zugang zu einer Prozessleitung 12 geschaffen, wobei die Zugangseinheit 50 aus einem angeschweißten Weldolet 62 und ein mit dem Weldolet 62 verschweißten zweiten Flansch 16 besteht und eine durchgehende zweite Ausnehmung 34 besitzt. Mit dem zweiten Flansch 16 ist ein erster Flansch 14 über eine Schraubverbindung 64 verspannt, der Bestandteil der Anschlussvorrichtung 10 ist. Die Anschlusseinrichtung 10 und der erste Flansch 14 weisen eine erste durchgehende Ausnehmung 36 auf.
Oberseitig des ersten Flansches 14 ist die Anschlussvorrichtung 10 von einem Gehäuse 66 umgeben, an das eine oder mehrere Absperreinheit/ en 54a, 54b, 54c angeschlossen ist/sind, um die erste durchgehende Ausnehmung 36 der Anschlussvorrichtung 10 zu öffnen oder zu schließen. Am oberseitigen Endbereich des Gehäuses 66 ist eine Anschlusseinheit 52 vorhanden, mittels derer beispielsweise eine nicht näher dargestellte Endnahmevorrichtung oder Zugabevorrichtung angeschlossen werden kann.
In den ersten Flansch 14 ist ein Tauchrohr 20 dichtend eingeschraubt, das sich über die gesamte Länge der ersten durchgehenden Ausnehmung 36 bis zur Anschlusseinheit 52 nach oben hin erstreckt und sich anschließend nach unten hin durch die zweite durchgehende Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 bis in das Innere Prozessleitung 12 erstreckt.
Die Längsrichtung des Tauchrohrs 20 ist in den Figuren mit L angegeben. Unterhalb des ersten Flansches 14 weist das Tauchrohr 20 ein Außengewinde 40 auf, auf das eine Gewindehülse 18 mit einem entsprechenden Innengewinde 42 aufgeschraubt ist.
Unterhalb der Gewindehülse 18 ist eine in Richtung der Längsachse L verschieblich an den Tauchrohr 20 gelagerte Schubhülse 22 angeordnet. Zwischen der Gewindehülse 18 und der Schubhülse 22 ist eine Federeinheit 32 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel als Federpaket ausgebildet ist.
Unterhalb der Schubhülse 22 ist das Tauchrohr von einer segmentierten Spannhülse 26 umgeben, die aus insgesamt 3 teilkreisförmigen Spreizringeinheiten 68 gebildet wird (siehe 8a beziehungsweise c).
Unmittelbar unterhalb der Spannhülse 26 ist an der Außenwandung des Tauchers 20 ein Stützring 30 fest angebracht, der als Widerlager für die Spannhülse 36 dient.
Der Stützring 30 ist als Ringeinheit ausgebildet (siehe 9), die einen geringeren Außendurchmesser als der von der zweiten durchgehenden Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 aufweist.
Gemäß 5 weist die Schubhülse 22 in ihren unteren, der Spannhülse 26 zugewandten Endbereich, eine Rundungskontur 70 auf.
Die Gewindehülse 18 mit ihrem Innengewinde 42 ist im Querschnitt in 6 dargestellt.
Die Schubhülse 22 weist in ihrem der Gewindehülse 18 zugewandten oberen Randbereich eine Anschlagsfläche 46 auf, wobei auf der gegenüberliegenden Seite die Gewindehülse 18 unterseitig eine Gegenanschlagsfläche 48 besitzt. Die beiden Anschlagsflächen 46, 48 begrenzen die maximale relative Verschiebung von der Gewindehülse 18 und Schubhülse 22, was weiter unten beschrieben werden wird.
Die Geometrie der Spreizringeinheiten 68 ist in den 8a, 8b und 8c näher dargestellt. Jede Spreizringeinheit 68 weist in ihrem der Schubhülse 22 zugewandten Endbereich zunächst eine von innen nach außen nach oben hin geneigt verlaufende Kontur 60 auf, die in eine erste Rundungskontur 56 übergeht. Im gegenüberliegenden Endbereich weist die Spreizringeinheit 68 eine zweite Rundungskontur 58 auf, die an dem Stützring 30 anliegt.
Außenseitig weist die Spreizringeinheit 68 eine Nut 44 auf, in die eine elastische Ringeinheit 28 eingeführt ist, die im Ausführungsbeispiel als umlaufender O-Ring ausgebildet ist. Durch die elastische Ringeinheit 28 sind die drei Spreizringeinheiten 68 umfangsmäßig in ihrer Lage um das Tauchrohr 20 herum gesichert, so dass die Spannhülse 26, bestehend aus den drei Spreizringeinheiten 68 während des Montagevorgangs unverlierbar an dem Tauchrohr 20 vorhanden ist.
Durch die gewählte Geometrie der Spreizringeinheiten 68 können diese bei Druckbeaufschlagung durch die Schubhülse 22 eine Kippbewegung durchführen, so dass eine Verspannung des Tauchrohrs 20 an der zweiten durchgehenden Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 erfolgt, was im Rahmen des Montagevorgangs weiter unten beschrieben werden wird.
Die Schubhülse 22 lässt sich auf dem Tauchrohr 20, das auch Probenahmerohr oder Injektionsrohr genannt wird, längsverschieblich leicht verschieben und liegt an der Federeinheit 32 an. Die Schubhülse 22 dient nur dazu, die Kraft, die von der Federeinheit 32 infolge der Druckbeaufschlagung durch Drehung der Gewindehülse 18 entsteht, an die Spannhülse 26 weiterzuleiten.
Die Spannhülse 26 ist im gesamten Aufbau das einzige Bauteil, dass in mehrere Segmente, Spreizringeinheiten 68, unterteilt ist. Durch die in der Nut 44 vorhandene elastische Ringeinheit 28 werden die einzelnen Spreizringeinheiten 68 vor der Montage zusammengehalten. Auf ihrer Oberseite liegt die Spannhülse 26 tangential an der dritten Rundungskontur 70 der Schubhülse 22 an, während sie auf der gegenüberliegenden Endseite mit ihrer zweiten Rundungskontur 58 an dem Stützring 30 anliegt, der an dem Tauchrohr 20 fest angebracht ist, beispielsweise mit ein paar Schweißpunkten.
Auf der Baustelle wird, nach dem ein Flanschdichtring 24 angebracht worden ist, die Anschlussvorrichtung 10 mit dem vormontierten Spannmechanismus am Tauchrohr 20, nämlich der Gewindehülse 18, der Schubhülse 22, der Spannhülse 26 und dem Stützring 30 in die zweite durchgehende Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 von oben her eingeführt. Die Einführung erfolgt idealerweise so weit, dass die Flanschschrauben der Schraubverbindung 64 bereits angelegt werden können, jedoch die Gewindehülse 18 noch von außen zugänglich ist.
Die Spannhülse 26 wird aktiviert, das heißt der Spreizmechanismus wird in Gang gesetzt, indem mit Hilfe beispielsweise eines Gabelschlüssels, der außenseitig an eine an der Gewindehülse 18 vorhandene entsprechende Formschlusskontur angesetzt wird, die Gewindehülse 18, welche noch von außen zugänglich ist, angezogen wird. Dabei bewegt sich mit der Gewindehülse 18 auch die Federeinheit 32 axial in Längsrichtung L auf die Schubhülse 22 zu und beginnt nach Erreichen einer gewissen Federkraft die Schubhülse 22 ebenfalls zu bewegen. Die Schubhülse 22 drückt auf die einzelnen Segmente beziehungsweise Spreizringeinheiten 68 der Schubhülse 22 mit einer bestimmten Druckkraft P1 (siehe 8b). Die Spreizringeinheiten 68 können sich jedoch nicht axial verschieben, da diese mit ihrer zweiten Rundungskontur 58 an dem Stützring 30, der fest mit dem Tauchrohr 20 verbunden ist, anliegen. Die durch die Schubhülse 22 ausgelöste Druckkraft P1 erzeugt eine Reaktionskraft P2 auf Seiten des Stützrings 30. Aufgrund der gewählten Kontaktgeometrie der Spreizringeinheiten 68 (siehe 8b) ist eine Exzentrizität e zwischen dem Wirkungslinien der Druckkräfte P1 und P2 gegeben. Dadurch richten sich die Spreizringeinheiten 68 auf, da die Schubhülse 22 mit ihrer dritten Rundungskontur 70 unter die geneigte Kontur 60 der einzelnen Spreizringeinheiten 68 fährt. Bei diesem Vorgang können sich die Spreizringeinheiten 68 über die dargestellten Rundungskonturen an dem Stützring 30 und dem Tauchrohr 20 abrollen. Die Gewindehülse 18 wird so lange weitergedreht, bis beim Schraubvorgang ein Widerstand festgestellt wird. Ist dieser Punkt erreicht, so haben die Spreizringeinheiten 68 die Innenkontur der zweiten durchgehenden Ausnehmung 64 der Zugangseinheit 50 erreicht und damit werden die Spreizringeinheiten 68 infolge der quer zur Längsrichtung auftretenden Presskräfte M1 beziehungsweise M2 zwischen der Außenkontur des Tauchrohrs 20 und der Innenkontur der zweiten durchgehenden Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 verspannt. In diesem Zustand ist die Schubhülse 22 auf den Block gefahren und die Federeinheit 32 ist maximal gespannt.
Um die Federeinheit 32 vor zu starken Belastungen zu schützen sind die bereits beschriebenen Anschlagsflächen 46 an der Schubhülse 22 und der Gegenanschlagsflächen 48 an der Gewindehülse 18 ausgestaltet. Bevor die Federeinheit 32 zu stark zusammen gedrückt wird, kommen die beiden Anschlagsflächen 46, 48 in Kontakt, wodurch eine weitere Bewegung der Gewindehülse 18 nicht möglich ist.
Nachdem dieser Zustand erreicht ist, hat sich infolge der Drehung der Gewindehülse 18 zum Verspannen der Spannhülse 26 zwischen der Oberseite der Gewindehülse 18 und der Unterseite des ersten Flansches 14 ein kleiner Spalt 80 gebildet (siehe 4).
Der Montagezustand, bei dem das Tauchrohr 20 bereichsweise in die Zugangseinheit 50 eingeführt ist und noch keine Spannung der Spannhülse 26 erfolgt ist, ist in 3 dargestellt.
In diesem Spalt 80 werden nun Distanzelemente 38 (siehe 7) von außen her eingeführt, die als halbkreisförmige Ringelemente ausgebildet sind und den entstandenen Spalt 80 nahezu ausfüllen. Die Distanzelemente 38 (siehe 7) stehen in verschiedenen, abgestimmten Dicken zur Verfügung und sollen jeweils so gewählt werden, dass möglichst kein Platz zwischen der Gewindehülse 18 und dem ersten Flansch 14 übrig bleibt. Diese Maßnahme soll ein Zurückdrehen der Gewindehülse 18 aufgrund von auftretenden Schwingungen verhindern. Da die Distanzelemente 38 den Spalt 80 zwischen der Gewindehülse 18 und dem ersten Flansch 14 nicht gänzlich ausfüllen, ist es notwendig, dass die Montageperson die Gewindehülse 18 bis zum Anschlag auf den Distanzelementen 38 zurückdreht. Die Rückdrehung ist minimal, so dass die Federkraft der Federeinheit 32, die auf die Spannhülse 26 einwirkt, nahezu erhalten bleibt. Ist dies erfolgt, können der erste und der zweite Flansch 14, 16 miteinander verschraubt werden. Durch das Anziehen der Schraubverbindung 64 wird die Anschlussvorrichtung 10 auf die Zugangseinheit 50 gezogen. Dabei wird auch die Spannhülse 26, welche bereits verspannt ist, entlang der Innenwandung der zweiten durchgehenden Ausnehmung 34 der Zugangseinheit 50 nach unten auf Position gedrückt.
Durch die konstruktive Ausbildung des beschriebenen Spannmechanismus entfällt das aufwendige Bearbeiten des im Stand der Technik bekannten Stützrings zur Anpassung an eventuell vorhandene Toleranzen innerhalb der Zugangseinheit 50. Es wird eine einfache, schnelle und sichere Montage ermöglicht und gleichzeitig eine dauerhaft zuverlässige Funktion gewährleistet.

Claims

Anschlussvorrichtung (10) zum lösbaren Anschluss an eine Zugangseinheit (50) einer mit Medium durchströmten Prozessleitung (12) für die Zugabe von Medien, Chemikalien oder dergleichen, die Entnahme von Proben des Mediums oder die Einbringung von Sensoren oder dergleichen in/aus dem Inneren der Prozessleitung (12) mit - einem ersten Flansch (14), der mit einem zweiten Flansch (16) der Zugangseinheit (50) im montierten Zustand der Anschlussvorrichtung (10) verbindbar ist, - einem Tauchrohr (20), das im an die Prozessleitung (12) angeschlossenen Zustand der Anschlussvorrichtung (10) bis in das Innere der Prozessleitung (12) ragt, - dadurch gekennzeichnet, dass - das Tauchrohr (20) unterhalb des ersten Flansches (14) ein Außengewinde (40) aufweist, - auf das Außengewinde (40) eine Gewindehülse (18) mit Ihrem Innengewinde (42) aufgeschraubt ist, - unterhalb der Gewindehülse (18) eine Spannhülse (26) vorhanden ist, auf die die Gewindehülse (18) über eine Federeinheit (32) direkt oder indirekt einwirkt, wobei durch Drehung der Gewindehülse (18) die Spannhülse (26) eine Spreizbewegung durchführt, so dass die Spannhülse (26) im montierten Zustand an der Zugangseinheit (50) verspannt ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - unterhalb der Gewindehülse (18) eine am Tauchrohr (20) längsverschiebliche gelagerte Schubhülse (22) vorhanden ist, auf die die Gewindehülse (10) über eine Federeinheit (32) einwirkt, - unterhalb der Schubhülse (22) eine Spannhülse (26) vorhanden ist, auf die die Schubhülse (22) einwirkt, - unterhalb der Spannhülse (26) ein Stützring (30) fest an dem Tauchrohr (20) angeschlossen ist, der einen Anschlag für Spannhülse (26) bildet, - wobei durch eine Drehung der Gewindehülse (18) die Schubhülse (22) auf die Spannhülse (26) einwirkt und diese dadurch eine Spreizbewegung durchführt, so dass die Spannhülse (26) im montierten Zustand an der Zugangseinheit (50) verspannt ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Spannhülse (26) segmentiert ausgebildet ist und zumindest zwei, insbesondere drei teilkreisförmige Spreizringeinheit (68) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 3, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Spreizringeinheiten (68) von einer elastischen Ringeinheit (28) umgeben sind.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 4, - dadurch gekennzeichnet, dass - die elastische Ringeinheit (28) jeweils in einer Nut (44) der Spreizringeinheiten (68) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Spreizringeinheiten (68) so ausgebildet sind, dass sie bei Druckbeaufschlagung durch die Schubhülse (22) oder die Gewindehülse (18) eine Kippbewegung durchführen.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 6, - dadurch gekennzeichnet, dass - jede Spreizringeinheit (68) in Querschnitt oberseitig eine zur Längsrichtung (L) geneigte Flankenkontur (60) und im gegenüberliegenden Endbereich eine zweite Rundungskontur (58) aufweist, wobei die Wirkungslinie der von der Schubhülse (22) oder der Gewindehülse (18) auf die Spannhülse (26) einwirkenden Druckkraft (P1) zu der auf den Stützring (30) wirkenden Druckkraft (P2) eine Exzentrizität (e) aufweist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 7, - dadurch gekennzeichnet, dass - im Bereich der geneigten Flankenkontur (60) nach außen eine erste Rundungskontur (56) anschließt.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen der Oberseite der Gewindehülse (18) und der Unterseite des ersten Flansches (14) zumindest ein Distanzelement (38) angeordnet ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 9, - dadurch gekennzeichnet, dass - das Distanzelement (38) aus zumindest zwei separaten Teilkreisringelementen besteht.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - der Stützring (30) mittels einer Schweiß-, Schraub- oder Klebverbindung mit Tauchrohr (20) verbunden ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Federeinheit (32) als Federpaket ausgebildet ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Schubhülse (22) oberseitig eine Anschlagsfläche (46) und die Gewindehülse (18) unterseitig eine Gegenanschlagsfläche (48) zur Begrenzung der maximalen Relativbewegung zwischen Schubhülse (23) und Gewindehülse (18) beziehungsweise zur Begrenzung des maximalen Federwegs der Federeinheit (32) aufweisen.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - die Außenumfangskontur der Gewindehülse (18) eine Formschlusskontur zum Ansatz eines Drehwerkzeuges aufweist.
Prozessleitung (12) mit zumindest einer Zugangseinheit (50), - dadurch gekennzeichnet, dass - an die Zugangseinheit (50) eine Anschlussvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14 angeschlossen ist.