-
Die
Erfindung betrifft ein Rohrleitungsbauteil, insbesondere als Spülmittelanschluss
oder als Rohrverbindung in der Reinstmedientechnik, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Rohrleitungssysteme
in der Reinstmedientechnik weisen gewöhnlich Spülanschlüsse auf, über die das Rohrleitungssystem
mit einem Spülmittel
gespült
werden kann, um in dem Rohrleitungssystem befindliches störendes Gas
zu verdrängen.
Es ist weiterhin bekannt, einen Spülanschluss für ein solches
Rohrleitungssystem an einer freien Mündungsöffnung eines Rohres vorzusehen,
indem eine Verschlusskappe mit einem integrierten Spülanschluss auf
das Rohrende aufgesetzt wird, so dass über den Spülanschluss Spülmittel
zugeführt
werden kann. Die Verschlusskappe weist hierbei an ihrer Innenseite
eine Stufe auf, in der sich ein Dichtring befindet, der im montierten
Zustand auf der Außenwand
des Rohres aufliegt und dieses dadurch abdichtet. Nach dem Aufstecken
der Verschlusskappe auf das Rohrende wird diese auf dem Rohrende
fixiert, indem eine zuvor auf das Rohrende aufgestreckte Konterhülse so mit
der Verschlusskappe verschraubt wird, dass der Dichtring axial zusammengedrückt wird,
wodurch sich der Dichtring fest an die Außenwand des Rohrendes anpresst.
-
Die
vorstehend beschriebene bekannte Art der Spülmittelzuführung ist jedoch nicht betriebssicher,
da die mechanische Fixierung der Verschlusskappe auf dem Rohrende
ausschließlich
durch die Reibung zwischen dem Dichtring und der Außenwand
des Rohrendes bewirkt wird. Bei einem Druckanstieg in dem zu spülenden Rohrleitungssystem
reicht diese Reibungskraft oberhalb eines bestimmten Druckes nicht
mehr aus, um die Ver schlusskappe auf dem Rohrende zu halten, so
dass die Verschlusskappe explosionsartig abspringt, was zu schweren
Sach- und Personenschäden führen kann.
Bei den bekannten Rohrleitungssystemen mit einer derartigen Verschlusskappe
zur Spülmittelzuführung muss
die Verschlusskappe deshalb mit einer Stahlkette gesichert werden,
um im Falle eines druckbedingten Abspringens Sach- und Personenschäden zu verhindern.
-
Zum
anderen beeinträchtigt
die vorstehend beschriebene bekannte Art der Spülmittelzuführung das Spülergebnis,
da sich in dem Spalt zwischen der Außenwand des Rohrendes und der
aufgesteckten Verschlusskappe in einem Totraum Restgas halten kann,
so dass sehr lange gespült
werden muss, um auch das in dem Totraum befindliche Restgas zu verdrängen.
-
Die
Druckschrift
DE 19947473
C1 offenbart eine Vorrichtung zum endseitigen Verschließen eines Rohres.
Die Vorrichtung umfasst ein Stutzenelement, das an dem zu verschließenden Rohr
befestigbar ist. Auf das andere Ende des Stutzenelementes ist ein Verschlusselement
setzbar. Ferner ist eine Schelle zum Pressen des Verschlusselementes
angeordnet. Das Stutzenelement und das Verschlusselement weisen
jeweils eine Schrägfläche auf,
mit denen die Schelle zusammenwirkt, wenn diese in Umfangsrichtung
zusammengezogen wird. Hierzu hat die Schelle zwei tangential verlaufende
Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben.
-
Die
Druckschrift
DE 2 147 128 offenbart
einen Blindflansch für
Rohre und Stutzen, welcher ein in Form einer Schale ausgebildetes
Anpresselement aufweist. Ferner ist eine Schraube vorgesehen, die das
Anpresselement andrückt
und dadurch dessen Axialverschiebung bewirkt. Diese Verschiebung
bewirkt ein Anpressen einer kegelartigen Buchse und deren Verklemmen
am Rohr.
-
Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend
verbesserte Spülmittelzuführung zu
schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten
Art der Spülmittelzuführung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
-
Die
Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, ein auf die Mündungsöffnung eines Rohrs
aufgesetztes Rohrendstück
mit dem Rohr axial zu verspannen, um zu verhindern, dass sich das Rohrendstück von dem
Rohr lösen
kann.
-
Weiterhin
umfasst die Erfindung zwei verschiedene Varianten, wobei das Rohrendstück bei der
einen Variante als Verschlusskappe mit einem Spülmittelanschluss oder als Blindstopfen
ausgebildet ist, während
das Rohrendstück
bei der anderen Variante ein Zwischenstück zur Verbindung zweier Rohre
ist.
-
In
der Variante der Erfindung zur Verbindung zweier Rohre weist das
Rohrendstück
deshalb einen Durchlass in axialer Richtung auf und ist auf der
einen Seite mit einem ersten Rohr und auf der axial gegenüberliegenden
Seite mit einem zweiten Rohr axial verspannbar. Die axiale Verspannbarkeit
kann beispielsweise direkt zwischen dem Rohrendstück und dem
ersten Rohr bzw. dem zweiten Rohr erfolgen, jedoch ist auch eine
mittelbare Verspannung möglich, indem
die beiden zu verbindenden Rohre axial verspannt werden, wodurch
mittelbar auch eine Verspannung des Rohrendstücks mit den beiden zu verbindenden
Rohren erfolgt.
-
Vorzugsweise
ist zur axialen Verspannung eine auf dem ersten Rohr fixierbare
und mit dem Rohrendstück
axial verspannbare erste Spannhülse und/oder
eine auf dem zweiten Rohr fixierbare und mit dem zweiten Rohr axial
verspannbare zweite Spannhülse
vorgesehen, um das Rohrendstück
auf die Mündungsöffnung des
ersten Rohrs und/oder auf die Mündungsöffnung des
zweiten Rohrs zu pressen. Das Rohrendstück ist hierbei also nicht direkt
mit dem ersten Rohr bzw. dem zweiten Rohr verspannbar, sondern mit
einer auf dem ersten Rohr bzw. dem zweiten Rohr fixierten Spannhülse.
-
Zur
Fixierung der ersten Spannhülse und/oder
der zweiten Spannhülse
auf dem zugehörigen
Rohr kann die jeweilige Spannhülse
einen durchgehenden Schlitz aufweisen, damit die Spannhülse auf
das zugehörige
Rohr aufgepresst werden kann. Hierzu kann eine Spannschraube vorgesehen
sein, welche die Spannhülse über den
Schlitz hinweg in Umfangsrichtung zusammenzieht und die Spannhülse dadurch
auf dem zugehörigen
Rohr reibschlüssig fixiert.
-
Die
Fixierung der ersten Spannhülse und/oder
der zweiten Spannhülse
auf dem zugehörigen
Rohr kann jedoch auch durch eine Spannschraube erfolgen, die durch
eine im Wesentlichen radial durchgehende Gewindebohrung in der Spannhülse hindurchgeht
und auf die Außenwand
des jeweiligen Rohres drückt.
Diese Art der Fixierung ermöglicht zum
einen eine reibschlüssige
Befestigung der Spannhülse
auf dem zugehörigen
Rohr aufgrund der durch die Spannschraube verursachten Anpresskraft.
Zum anderen ermöglicht
diese Art der Fixierung theoretisch auch eine formschlüssige Befestigung der
Spannhülse
auf dem zugehörigen
Rohr, indem die Spannschraube in die Außenwand des zugehörigen Rohrs
hineingedreht wird.
-
Die
axiale Verspannung zwischen dem Rohrendstück einerseits und der ersten
Spannhülse und/oder
der zweiten Spannhülse
andererseits kann beispielsweise durch eine oder mehrere axial verlaufende
Spannschrauben erfolgen. Hierbei sind vorzugsweise mehrere axial
verlaufende Spannschrauben über
dem Umfang verteilt angeordnet, um beim Anziehen der Spannschrauben
ein Verkanten des Rohrendstücks
relativ zu der ersten Spannhülse und/oder
der zweiten Spannhülse
zu verhindern.
-
Bei
der vorstehend erwähnten
Variante der Erfindung zur Verbindung zweier Rohre kann die axiale
Verspannung auch zwischen den beiden Spannhülsen erfolgen. Hierzu kann
beispielsweise ein Spannring eingesetzt werden, der die beiden Spannhülsen in
axialer Richtung übergreift
und in radialer Richtung gespannt werden kann, wobei jeweils paarweise
im Eingriff stehende Spannflächen
an den beiden Spannhülsen
einerseits und an dem Spannring andererseits aufeinander gleiten
und dazu führen, dass
die beiden Spannhülsen
beim Anziehen des Spannrings in axialer Richtung zusammengezogen werden.
-
Weiterhin
weist das Rohrendstück
vorzugsweise den gleichen Außendurchmesser
auf wie die erste Spannhülse
und/oder die zweite Spannhülse.
-
Darüber hinaus
ist zwischen dem Rohrendstück
und dem ersten Rohr und/oder zwischen dem Rohrendstück und dem
zweiten Rohr vorzugsweise eine Dichtung angeordnet, um den Übergang
abzudichten.
-
Diese
Dichtung ist vorzugsweise ringförmig und
in einer dem jeweiligen Rohr zugewandten Stirnfläche des Rohrendstücks angeordneten
Ringnut angeordnet, so dass die in der Ringnut befindliche Dichtung
beim axialen Verspannen komprimiert wird, was zu einer guten Dichtwirkung
führt.
Die Ringnut und die Dichtung weisen also vorzugsweise den gleichen Durchmesser
auf wie das zugehörige
Rohr, so dass der Berührungskontakt
zwischen der Dichtung und dem zugehörigen Rohr nicht wie bei der
eingangs beschriebenen bekannten Anordnung an der Außenwand
des Rohres besteht, sondern an dessen Stirnseite, wodurch eine totraumfreie
Abdichtung ermöglicht
wird. Darüber
hinaus weist der Dichtungsring in radialer Richtung vorzugsweise
die gleiche Stärke auf
wie die Rohrwandung des zugehörigen
Rohrs, so dass die Rohrwandung des abzudichtenden Rohrs stirnseitig
exakt in die Ringnut eingreifen kann, um die Dichtwirkung zu erreichen.
-
Der
bereits vorstehend erwähnte
totraumfreie Übergang
von dem Rohrendstück über die
jeweilige Dichtung zu dem zugehörigen
Rohr bietet insbesondere bei einer Spülung den Vorteil, dass störende Restgasansammlungen
vermieden werden.
-
Ferner
ist zu erwähnen,
dass die erste Spannhülse
und/oder die zweite Spannhülse
vorzugsweise relativ zu dem Rohrendstück drehfixiert ist, so dass
beim axialen Verspannen keine Drehbewegung zwischen dem Rohrendstück und der
ersten bzw. zweiten Spannhülse
auftreten kann. Dies ist vorteilhaft, da eine derartige Drehbewegung
zu einer Beschädigung
der Dichtung führen
könnte.
-
Als
Material für
die Dichtung kommen beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE)
oder Metall in Frage, jedoch ist die Erfindung hinsichtlich des
Materials für
die Dichtung nicht auf diese Materialien beschränkt, sondern grundsätzlich auch
mit anderen Materialien realisierbar.
-
Bei
der eingangs beschriebenen Variante der Erfindung zur Spülmittelzuführung ist
in dem Rohrendstück
vorzugsweise ein Durchlass angeordnet, über den Spülmittel zugeführt bzw.
abgesaugt werden kann.
-
Zur
Optimierung der Spülmittelverteilung
innerhalb des Rohrs kann in dem Durchlass ein Verteiler angeordnet
sein, der über
den Durchlass zugeführtes
Spülmittel
in dem Rohr gleichmäßig verteilt.
-
Ein
derartiger Verteiler kann mehrere im Wesentlichen radial verlaufende
Austrittsöffnungen
aufweisen, die im Wesentlichen radial in das Rohr münden, wodurch
vermieden wird, dass sich Restgasansammlungen am Rohrende halten
können.
-
Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1a eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils zur
Spülmittelzuführung,
-
1b eine
Vorderansicht des Rohrleitungsbauteils aus 1a aus
dem Rohrinneren,
-
1c eine
Rückansicht
des Rohrleitungsbauteils aus 1a von
außen,
-
2a eine
Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils zur
Rohrverbindung sowie
-
2b das
Rohrleitungsbauteil aus 2a in
montiertem Zustand.
-
Die 1a–1c zeigen
ein Rohrleitungsbauteil 1 zur Spülmittelzuführung in ein Rohr 2,
wobei das Rohrleitungsbauteil 1 insbesondere im Bereich der
Reinstmedientechnik eingesetzt werden kann, wobei das Rohr 2 zur
Vermeidung von Korrosion meist aus einem hochwertigen Material besteht,
wie beispielsweise aus Edelstahl.
-
Das
Rohrleitungsbauteil 1 besteht im Wesentlichen aus einer
auf dem Rohr 2 fixierbaren Spannhülse 3 und einem Rohrendstück 4,
das auf die Mündungsöffnung des
Rohrs 2 aufgesetzt wird und mit der Spannhülse 3 axial
verspannt werden kann, wie noch detailliert beschrieben wird.
-
Zur
Fixierung der Spannhülse 3 auf
dem Rohr 2 weist die Spannhülse 3 einen durchgehenden Schlitz 5 auf,
so dass die Spannhülse 3 elastisch
auf- bzw. zugebogen werden kann.
-
Die
Spannhülse 3 ist
hierbei so dimensioniert, dass der Innendurchmesser der Spannhülse 3 mit
dem Außendurchmesser
des Rohrs 2 eine Spielpassung bildet, so dass die Spannhülse 3 einfach
auf das Rohr 2 aufgesteckt werden kann.
-
Anschließend wird
die Spannhülse 3 mittels zweier
Spannschrauben 6 zusammengebogen, wobei die Spannschrauben 6 den Schlitz 5 der
Spannhülse 3 übergreifen
und die gegenüberliegenden
Enden der Spannhülse 3 in
Umfangsrichtung zusammenziehen. Die Spannschrauben 6 werden
hierbei so weit angezogen, dass der von der Spannhülse 3 auf
die Außenwand
des Rohrs 2 ausgeübte
Anpressdruck eine reibschlüssige
Verbindung zwischen der Spannhülse 3 und
dem Rohr 2 erzeugt, die hinreichend belastbar ist, um bei
einem Druckanstieg innerhalb des Rohrs 2 ein Ablösen des
Rohrleitungsbauteils 1 zu verhindern.
-
Nach
der vorstehend beschriebenen Fixierung der Spannhülse 3 auf
dem Rohr 2 wird das Rohrendstück 4 auf die Mündungsöffnung des
Rohrs 2 aufgesetzt.
-
Hierbei
ist zu erwähnen,
dass sich in dem Rohrendstück 4 in
der dem Rohr 2 zugewandten Stirnfläche eine Ringnut 7 befindet,
in die eine Dichtung 8 aus Polytetrafluorethylen (PTFE)
eingelegt ist. Der Durchmesser der Ringnut 7 und der Dichtung 8 entspricht
hierbei dem Durchmesser der Wandung des Rohrs 2, so dass
die Wandung des Rohrs 2 beim Aufsetzen des Rohrendstücks 4 in
die Ringnut 7 eingreift und die Dichtung 8 stirnseitig
zusammendrückt, wobei
ein kreisringförmiger
Berührungskontakt
zwischen der Dichtung 8 und der Stirnfläche der Rohrwandung entsteht.
-
Anschließend wird
das Rohrendstück 4 durch
vier axial angeordnete und über
den Umfang gleichmäßig verteilte
Spannschrauben 9 axial mit der Spannhülse 3 verspannt, wobei
die Spannschrauben 9 in entsprechend angepasste Aufnahmebohrungen in
der Spannhülse 3 eingreifen.
-
Die
axiale Verspannung des Rohrendstücks 4 an
der Spannhülse 3 bewirkt
zum einen, dass der Anpressdruck zwischen der Dichtung 8 und
der Stirnfläche
der Rohrwandung des Rohrs 2 ausreichend groß ist, um
eine gute Dichtwirkung zu erreichen.
-
Zum
anderen verhindert die axiale Verspannung zwischen dem Rohrendstück 4 und
der Spannhülse 3,
dass sich das Rohrendstück 4 bei
einem Druckanstieg innerhalb des Rohrs 2 explosionsartig ablösen kann,
wie dies bei der eingangs beschriebenen bekannten Spülmittelzuführung der
Fall ist. Das erfindungsgemäße Rohrleitungsbauteil 1 weist
also eine erheblich größere Betriebssicherheit
auf und benötigt
zur Sicherung des Rohrendstücks 4 keine
separate Stahlkette.
-
In
dem Rohrendstück 4 befindet
sich mittig eine Durchgangsbohrung 10 zur Zuführung von
Spülmittel,
wobei die Durchgangsbohrung 10 ein durchgehendes Innengewinde
aufweist, in das von außen ein
Anschlussflansch einer Spülmittelzuleitung
eingeschraubt werden kann.
-
An
der Innenseite des Rohrendstücks 4 ist
in das Innengewinde der Durchgangsbohrung 10 ein Verteiler 11 eingeschraubt,
der mehrere radial verlaufende Austrittsöffnungen aufweist, damit das über die Durchgangsbohrung 10 zugeführte Spülmittel
innerhalb des Rohrs 2 möglichst
gleichmäßig verteilt
wird.
-
Besonders
vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteil 1 ist
die totraumfreie Abdichtung, da der Spalt zwischen der Spannhülse 3 und
der Außenwand
des Rohrs 2 an der Außenseite hinter
der Dichtung 8 liegt, so dass sich dort kein Restgas sammeln
kann, das nach einem Spülvorgang
wieder in das Innere des Rohrs 2 eintreten könnte.
-
Die 2a und 2b zeigen
ein anderes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Rohrleitungsbauteils 1', das zur Verbindung
zweier Rohre 2.1', 2.2' eingesetzt
werden kann.
-
Das
Rohrleitungsbauteil 1' stimmt
teilweise mit dem vorstehend beschriebenen und in den 1a–1c dargestellten
Rohrleitungsbauteil 1 überein,
so dass zur Vermeidung von Wiederholungen teilweise auf die vorstehende
Beschreibung verwiesen wird und im Folgenden für entsprechende Bauteile die
selben Bezugszeichen verwendet werden, die lediglich zur Unterscheidung
durch einen Index bzw. ein Apostroph gekennzeichnet sind.
-
Das
Rohrleitungsbauteil 1' besteht
im Wesentlichen aus zwei Spannhülsen 3.1', 3.2', einem Rohrendstück 4' sowie einem
Spannring 12' zur
axialen Verspannung der beiden Spannhülsen 3.1', 3.2', wie noch detailliert
beschrieben wird. Darüber
hinaus weist das Rohrleitungsbauteil 1' zwei Dichtringe 8.1', 8.2' auf, die den Übergang
von dem Rohr 2.1' zu
dem Rohrendstück 4' bzw. den Übergang
von dem Rohrendstück 4' zu dem Rohr 2.2' abdichten,
wie ebenfalls noch detailliert beschrieben wird.
-
Die
beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' weisen jeweils
einen Schlitz 5.1', 5.2' auf und können somit auf-
bzw. zugebogen werden, um ein lockeres Aufstecken auf das Rohr 2.1' bzw. 2.2' zu ermöglichen und
anschließend
eine Fixierung der Spannhülsen 3.1', 3.2' auf dem zugehörigen Rohr 2.1' bzw. 2.2' zu erlauben.
-
Die
eigentliche Fixierung erfolgt hierbei durch jeweils zwei Spannschrauben 6.1', 6.2', die den Schlitz 5.1', 5.2' in Umfangsrichtung übergreifen und
die freien Enden der Spannhülsen 3.1', 3.2' jeweils in
Umfangsrichtung zusammenziehen, so dass der Anpressdruck zwischen
den Spannhülsen 3.1', 3.2' und den jeweiligen
Rohren 2.1', 2.2' eine reibschlüssige Verbindung
herstellen.
-
Die
Spannhülsen 3.1', 3.2' werden hierbei
so weit auf die Rohre 2.1', 2.2' aufgeschoben,
dass die Stirnflächen
der Rohrwandungen in axialer Richtung bis in den Bereich einer Stufe 13.1', 13.2' hineinragen,
wobei die beiden Stufen 13.1', 13.2' an der Innenseite
der beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' angeformt sind.
-
Nach
dem vorstehend beschriebenen Aufstecken und Fixieren der Spannhülsen 3.1', 3.2' werden die
beiden Enden der Rohre 2.1', 2.2' so zusammengeführt, dass
die Rohrwandungen stirnseitig in Ringnuten 14.1', 14.2' eingreifen,
die in den Stirnseiten des Rohrendstücks 4.1 angeordnet
sind, wobei in die Ringnuten 14.1', 14.2' jeweils eine der beiden Dichtungen 8.1', 8.2' eingelegt ist.
-
Daraufhin
werden die beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' dann mittels
des Spannrings 12' in
axialer Richtung miteinander verspannt. Hierzu weist der Spannring 12' ebenfalls einen
Schlitz 15' und
eine in Umfangsrichtung verlaufende Spannschraube 16' auf, die den
Schlitz 15' übergreift
und die beiden freien Enden des Spannrings 12' in Umfangsrichtung
zusammenzieht. Darüber
hinaus weist der Spannring 12' auf der dem Schlitz 15' gegenüberliegenden
Seite ein Gelenk auf und ist somit aufklappbar, um den Spannring 12' auf die beiden
Spannhülsen 3.1', 3.2' aufsetzen zu
können.
-
Auf
der Innenseite des Spannrings 12' ist eine Ringnut 17' angeformt,
wobei die Ringnut 17' schräge Nutflanken
aufweist. Die beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' weisen an ihrer
Mantelfläche
auf den einander zugewandten Seiten ebenfalls jeweils eine Ringnut 18.1', 18.2' auf, die ebenfalls
eine schräge Nutflanke
aufweisen. Beim Aufsetzen des Spannrings 12' auf die beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' gleiten die
Nutflanken der Ringnut 17' der
Spannhülse 12' auf den Nutflanken
der Ringnu ten 18.1', 18.2', so dass die
beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' beim Zusammenziehen
des Spannrings 12' in
axialer Richtung zusammengezogen werden.
-
Diese
axiale Verspannung zwischen den beiden Spannhülsen 3.1', 3.2' bewirkt einen
axialen Anpressdruck zwischen den Stirnflächen der Rohre 2.1', 2.2' einerseits
und den Dichtungen 8.1', 8.2' andererseits,
wodurch eine gute Dichtwirkung erreicht wird.
-
- 1,
1'
- Rohrleitungsbauteil
- 2,
2.1', 2.2'
- Rohr
- 3,
3.1', 3.2'
- Spannhülse
- 4,
4'
- Rohrendstück
- 5,
5.1', 5.2'
- Schlitz
- 6,
6.1', 6.2'
- Spannschrauben
- 7
- Ringnut
- 8,
8.1', 8.2'
- Dichtung
- 9
- Spannschrauben
- 10
- Durchgangsbohrung
- 11
- Verteiler
- 12'
- Spannring
- 13.1', 13.2'
- Stufen
- 14.1', 14.2'
- Ringnuten
- 15'
- Schlitz
- 16'
- Spannschraube
- 17'
- Ringnut
- 18.1', 18.2'
- Ringnut