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Stöpsel zum Verschließen eines auf einer Rohrleitung außen befestigten
Rohrstatzens Die Erfindung bezieht sich auf einen Stöpsel zum Verschließen eines
auf einer Rohrleitung außen befestigten Rohrstutzens mit einem den Ringspalt zwischen
dem Stöpsel und der Innenwand des Rohrstutzens verschließenden Dichtun.-.sring und
mit radial verschiebbaren Riegeln, die durch ein zentrisch im Stöpsel angeordnetes,
axial verschiebbares und mit einer Schubkurvenfläche versehenes Teil zur Verriegelung
in eine im Rohrstutzen eingearbeitete Ringnut verschoben werden können, wobei Federn
für die Rückführbewegung der Riegel vorgesehen sind.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist in der Mitte einer
die Ringdichtung tragenden Scheibe eine Schraube befestigt, auf der mittels einer
Mutter ein als Schubkurvenfläche dienender, sich nach unten verjüngender Kegelkörper
verschiebbar ist. An der Kegelfläche liegen federnd die Enden der entsprechend abgeschrägten,
radial geführten Riegel an. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind keine Vorkehrungen
für den Ausgleich der auf den beiden Seiten des Stöpsels anliegenden Drücke vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in
Rede stehenden Art mit einer Einrichtung auszustatten, die beim Einführen des Stöpsels
für einen Ausgleich der auf seinen beiden Seiten anliegenden Drücke sorgt und den
zu diesem Zweck vorgesehenen Durchflußkanal selbsttätig absperrt, wenn der Verschlußstöpsel
durch Verschiebung der Riegel in seiner Lage gesichert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-
löst, daß der
Verschlußstöpsel zum Ausgleich der auf seinen beiden Seiten herrschenden Drücke
bei Verschlußstopfen an sich bekannte Durchflußkanäle hat, die von dem mit der Schubkurvenfläche
ausgerüsteten Teil in dessen Verriegelungsstelluno, absperrt3 bar sind.
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Bei einer solchen Ausgestaltung braucht die Bedienungsperson nur wie
bisher den Schraubantrieb zu betätigen, wodurch die die Riegel verschiebende Schubkurvenfläche
axial bewegt wird. Dabei wird außer der Sicherung des Stöpsels in seiner Absperrlage
eine Absperrung des zum Druckausgleich vorgesehenen Durchflußkanals erreicht.
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Vorzugsweise wird die Anordnung so getroffen, daß die Schubkurvenfläche
zum Verschieben der Riegel nach außen an einem mittleren, mittels einer Schraubspindel
beweglichen Ventilkörper sitzt, der nach vollständigem Verschieben der Riegel nach
außen den Durchflußkanal verschließt und lösbar mit einer Antriebsstange gekuppelt
ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat der Stöpsel in seiner
Außenfläche eine mittlere kegelige Vertiefung, in die im Abstand von der Oberseite
des Stöpsels der von der Unterseite des Stöpsels herkommende Durchflußkanal mündet
und in welche die kegelförmige Schubkurvenfläche paßt.
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Die seitlich verschiebbaren Riegel können zweckmäßielerweise von Kugeln
gebildet werden. Die Verwendung von Kugeln als Verriegelungselemente ist auf dem
Fachgebiet an sich bekannt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Federung
vorgesehen, die den auf seinem Umfang mit der Schubkurvenfläche versehenen Ventilkörper
in Richtung auf die Innenseite des Stöpsels zu drücken sucht und bei entsprechender
Verschraubung der Schraubspindel durch die Antriebsstange an den Stöpsel andrückt.
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Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine Rohrleitung mit -einem
an ihr befestigten Rohrstutzen, in den ein Stöpsel bis -über die Stelle hinaus eingeschoben
ist, an der die Riegel in die Ringnut eingreifen können, F i g. 2 den lotrechten
Schnitt nach der Ebene 2-2 der F i g. 1, wobei der Stöpsel in der Lage gezeigt
ist, in der die Riegel in die innere Ringnut des Rohrstutzens eingreifen können,
F i g. 3 den in seiner endgültigen Lage im Rohrstutzen verriegelten Stöpsel,
dessen enge Durchlässe durch einen Ventilkörper verschlossen sind, der sich bei
der Auswärtsverschiebung der Riegel in die Ringnut hinein in seine Schließstellung
bewegt,
F i g. 4 den waagerechten Schnitt nach der Linie
4-4 der F ig. 3,
F i g. 5 einen lotrechten Schnitt durch eine andere
Ausführungsform der Erfindung, die einen anders ausgestalteten Stöpsel aufweist,
F i g. 6 einen lotrechten Schnitt durch die Vorrichtung nach F i
g. 5 mit in die Ringnut des Rohrstutzens eingreifenden Riegeln, F i
g. 7 den waagerechten Schnitt durch die Vorrichtung der F i g. 6 nach
der Schnittebene 7-7,
F i g. 8 eine Seitenansicht der Anschlußstelle
der Rohrleitung mit dem Absperrschieber, dem flüssigkeitsdichten Gehäuse und der
daran angeschlossenen Umgehungsleitung F i g. 9 einen lotrechten Schnitt
durch eine andere Ausführungsform #de#, Erfindung mit dem nach Entfernung des Absperrschiebers
den Rohrstutzen absperrenden Stöpsel un(1-iiiit einem den Rohrstutzen verschließenden
Decke13- - - -
F i g. 10 einen Grundriß des in F i g. 9 gezeigten
Stöpsels, Fig.11 den -Schnitt nach der Linie 11-11 der F ig. 10.
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Auf der Außenfläche der Rohrleitung 11 (F i -. 1)
ist
ein Rohrstutzerr 12 befestigt. An dem äußeren Ende 13 dieses Roliiistützens
kann ein Absperrschieber-befestigt, z. B- -angeflanscht, werden. Statt Flanschen-
und Schraubenbolzen kann man auch eine Gewindeverbindupg yerwenden, wobei der Absperrschieber
eine innen#mit Gewinde versehene Muffe hat, die auf dem Rohrsfützen aufgeschraubt
wird. Der Rohrstutzen 12 hat auf seiner Innenfläche eine Ringmit 14, Üeren Ebdne#uügefähr
rechtwinklig zur Achse des Rohrstutzens verläuft --und die zur Aufnahme von Riegeln
eines Stöpsels 15 dient.
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Der Stöpsel 15 hat in seiner Mitte eine in Achsenrichtung verlaufende
Gewindebohrung, die zur Aufnahme einer Schraub Dindel 16 dient. Diese Schraub-51
spindel besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Stück mit einem
Ventilkörper, der eine kegelförinige Schubkurvenfläche 17 und einen Schaft
18 hat. Der Schaft 18 greift in eine Fassung 19, die an einer
Stange_20 vorgesehen ist. Diese Fassung, in der der Schaft 18 bei 21 verstiftet
ist, bildet eine Verlängerung der Stange 20. Die am Stöpsel 12 vorgesehenen Riegel
bestehen aus zwei seitlich verschiebbaren Platten 22, die in F i g. 4 ini
Grundriß gezei-t sind. Diese Riegel können in die Ringnut 14 des Stutzens eingeschoben
werden, wenn sich der Stöpsel in einer -anz bestimmten Stelluna befmdet.
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Die Platten 22 haben Schlitze 23, durch die Schraubenbolzen
24 hindurchgehen, die in den Stöpsel eingeschraubt sind. Die Platten 22 können sich
auf dem Stöpsel frei verschieben. Sie werden in zurückgezogener Lage durch die Spannung
von Federn 25 gehalten, wenn sich die Schraubspindel in der in F i
g. 1
gezeigten Lage befindet. Dicht an den Innenkanten der Platten sind jedoch
parallele Zugfedern 26 derart angeordnet, daß die kegelige Schubkurvenfläche
17 des Ventilkörpers auf sie einwirken kann, wenn die Schraubspindel in den
Stöpsel weiter hineingeschraubt wird. Die Federn 26 - sind stärker als die
Federn 25,
so daß der vom Ventilkörper auf sie ausgeübte Druck, der sie nach
außen drängt, die Spannung der Federn 25 überwindet, so daß die Platten 22
federnd nach außen gedrückt werden, wenn man die Schraubspindel in die Gewindebohrung
des Stöpsels weiter ein-# schraubt. Der Stöpsel 15 hat zwei Durchlässe
27 und 27 a von kleinem Strömungsquerschnitt. Diese bilden einen Durchflußkanal,
um die beiderseits des Stöpsels vorhandenen Drücke auszugleichen, wenn man den Stöpsel
in den Rohrstutzen einführt. Ferner hat der Stöpsel einen ihn umgebenden Dichtungsring
28, der sich abdichtend an die Innenwandung des Rohrstutzens anlegt.
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Die Notwendigkeit, den Druck durch den Durchflußkanal 27, 27a
auszugleichen, ersieht man aus F i g. 8. Gewöhnlich wird der Stöpsel dadurch
in seine Lage gebracht, daß man die Stange 20 von außen her durch ein flüssigkeitsdichtes
Gehäuse 30 hindurch einschiebt, das auf dem Gehäuse des Absperrschiebers
29 befestigt ist, das seinerseits an dem Rohrstutzen angebracht ist. Zu diesem
Zweck muß der Absperrschieber 29 geöffnet sein. Das Gehäuse 30 weist
in seiner Stirnwand, die von der Rohrleitung 11 abgewandt ist, einen Dichtungsring
31 auf, Dieser Dichtungsring umschließt abdichtend die Stange 20. Sind die
beiderseits des Stöpsels 15 herrschenden. Drücke ausgeglichen, so kann man
die Stange 20 durch den , 31 hindurch nach innen schieben, ohne Dichtungsring
daß man dabei eine besondere Kraft aufwenden müßte, um einen etwaigen Druckunterschied
der beiderseits des Stöpsels herrschenden Drücke zu überwinden. Die kegelige Schubkurvenfläche
17 des Ventilkörpers dient nicht nur dem Zweck,- auf die Federn
26 einen Druck auszuüben oder diese vom Druck zu entlasten; ein weiterer
Zweck des Ventilkörpers ist es, mit der Fläche 32 einer mittleren kegelförmigen
Vertiefung auf der Außenfläche des Stöpsels zusammenzuwirken, wodurch der Kanal
27, 27-a verschlossen wird, wenn der Stöpsel eingesetzt ist. Der Kegelwinkel
der Schubkurvenfläche 17 ist etwas größer als derjenige der Xegelfläche
32. Der eigentliche Sitz des Ventilkegels auf der Fläche 32 erfolgt
daher an -einer Stelle, die über den oberen Mündungen der Durchlässe 27 und
27a liegt.
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Hat die. Umgehungsleitung ihrem Zweck gedient und will man den Rohrstutzen
verstöpseln, dann nimmt man das Gehäuse 30, von dem die Umgehungsleitung
ausgeht, von dem Gehäuse des Absperrschiebers 29 ab und befestigt am unteren
Ende der durch den Dichtungsring 31 hindurchgehenden Stange 20 den Ventilkörper
des Stöpsels. Dann schraubt man die Schraubspindel so weit in den Stöpsel hinein,
daß er mit seiner kegeligen Schubkurvenfläche 17 keine erhebliche, nach außen
gerichtete Kraft auf die Federn 26 ausübt (vgl. F i g. 1). Alsdann
befestigt man das Gehäuse 30 wieder auf dem Gehäuse des Absperrschiebers
und öffnet,diesen, damit man nunmehr den Stöpsel 15 in den Rohrstutzen 12
einführen kann.
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Zu diesem Zweck muß man auf die Stange 20 eine entsprechende abwärts
gerichtete- Kraft ausüben. Die Drücke, die dabei auf die-beiden Seiten des Stöpsels
15 durch das von der Rohrleitung 11 geförderte Gut ausgeübt werden,
das durch den Kanal 27, 27 a hindurchströmt und die Kammer 30 füllt,
sind ausge glichen. Man verschiebt den Stöpsel abwärts bis in eine Stellung, von
der man weiß, daß sie tiefer liegt alsdie Ringnut 14 des Rohrstutzens. Dann dreht
man die Stange 20, um.die Schraubspindel in den Stöpsel weiter hineinzuschrauben.
Der Dichtungsring28 des Stöpsels, der sich an die Innenfläche des Rohrstutzens anlegt,
verhindert dabei, daß sich etwa der Stöpsel mit der Stange 20 mitdreht. Wird nun
die Schraubspindel in den Stöpsel weiter hineingeschraubt, dann übt die
kegelige
Schubkurvenfläche 17 des Ventilkörpers einen nach außen gerichteten Druck
auf die Federn 26 aus. Dieser Druck ist so stark, daß er die Spannung der
Federn 25 überwindet und,die Platten 22 seitlich nach außen drückt. Ist die
Schraubspindel so weit eingeschraubt, dann zieht man die Stange 20 hoch. Sobald
dabei die Platten 22 auf die Ringnut 14 treffen, schnappen sie nach außen in diese
hinein und gelangen dabei in die in F i g. 3 gezeigte Lage, in der sie den
Stöpsel in dem Rohrstutzen verriegeln.
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Nun schraubt man die Schraubspindel durch Drehen der Stange 20 bis
in die Stellung der F i g. 3 in den Stöpsel hinein. In dieser Lage übt sie
höchsten Druck nach außen auf die Federn 26 aus. Dabei legt sich die kegelförmige
Schubkurvenfläche 17 abdichtend an die Kegelfläche 32 der im Stöpsel
vorgesehenen mittleren Vertiefung, wodurch der Durchflußkanal 27, 27 a verschlossen
wird. Nunmehr ist die seitliche Öffnung der Rohrleitung 11 durch Verstöpseln
des Rohrstutzens 12 verschlossen. Daher kann man jetzt das Gehäuse 30 vom
Gehäuse des Absperrschiebers 29 abnehmen, den Stift 21 aus der Stange 20
herausziehen, so daß auch diese abgenommen werden kann, und schließlich das
Gehäuse des Absperrschiebers abbauen. Es verbleibt dann nur noch der verstöpselte
Rohrstutzen an der Anschlußstelle auf der Rohrleitung 11.
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Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 5, 6
und
7 gelangt etwa derselbe Rohrstutzen 12 a zur Verwendung wie bei der Ausführungsform
der F i . 1.
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im 9
Nur ist die Ringnut 14a breiter bemessen, da die bei dieser
Ausführungsform verwendeten Riegel anders C, Crestaltet sind. Der Stöpsel besteht
bei dieser Ausführungsform aus einem Körper 40 mit einer mittleren Gewindebohrung
41 und engen Durchlässen 42, 42a. Die Schraubspindel wird in diesem Fall von einem
Gewindezapfen 20 b am unteren Ende der Stange 20 a
gebildet. Dieser
Gewindezapfen ist so lang, daß er nach völligem Einschrauben unten aus dem Körper
40 ein ganzes Stück herausragt. Der Körper 40 trägt einen Dichtungsring
28 a, der sich abdichtend an die Innenwandung 12 b des Rohrstutzens
12 a anlegt, wenn man den Stöpsel einsetzt. Der Ventilkörper besteht bei diesem
Ausführungsbeispiel aus einer Platte 43, die axial verschiebbar auf Kopfbolzen 44
sitzt, die in den Körper 40 eingeschraubt sind -und mit Spielraum durch Löcher 45
der Platte 43 hindurchgehen. Jeder dieser Bolzen trägt eine Schraubenfeder 46, welche
die Platte 43 aufwärts in Richtung auf den Ventilkörper drückt. Auf ihrem Umfang
ist die Platte 43 mit einer kegelförmiaen Schubkurvenfläche 47 versehen, die sich
an Riegel anlegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen diese Riegel aus Kugeln
48. Auf ihre Zahl kommt es nicht an. Bei diesem Beispiel sind vier solcher Kugeln
vorgesehen. Diese Anzahl hat sich bei einem Stöpsel von 150 mm Durchmesser
und bei einem Druck von etwa 10 atü bewährt.
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Auf ihrer Oberseite hat die Platte 43 eine Ringnut 49, deren Durchmesser
größer ist als der die Gewindebohrung 41 und die Durchlässe 42, 42 a enthaltende
Bereich des Stöpsels. In dieser Ringnut 49 befindet sich ein Dichtung .,sring 50,
der sich abdichtend an die Unterseite des Stöpsels 40 anlegen kann, wenn der Ventilkörper
43 aufwärts verschoben und an den Stöpsel angedrückt wird.
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Will man den Stöpsel einführen, so schließt man zunächst den Absperrschieber
29 und öffnet das Gehäuse 30. Dann schraubt man den Stöpsel auf das
untere Ende der Stange 20 a auf, bis sich die Lage der F i g. 5 ergibt. In
dieser Lage drückt die Schraubspindel mit ihrem unteren Ende auf die Platte 43 und
drückt die Federung 46 zusammen, so daß die Platte 43 vom Stöpsel 40 fortgedrückt
wird. In dieser Stellung ist die kegelförmige Schubkurvenfläche 47 am Umfang der
Platte 43 so weit abgesenkt, daß die Rie-Clel 48 ihre innere Lage einnehmen können.
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Nun befestigt man das Gehäuse 30 wieder auf dem Gehäuse des
Absperrschiebers 29 und öffnet diesen. Dann drückt man auf das äußere Ende
der Stan-e 20a so stark, daß die Stange sich nach innen verschiebt und den Stöpsel
in'den Rohrstutzen bis in die in F i g. 1 gezeigte Lage einführt. In dieser
Vorschublage ist der Stöpsel also bis über die Stellung hinaus eingeschoben, in
der er später verriegelt wird. Nun dreht man die Stange 20 a, um sie zum Teil aus
der Gewindebohruno, 41 des Stöpsels 40 herauszuschrau, ben. Bei dieser Aufwärtsverstellung
der Stange 20 a infolge Drehung wird der Ventilkörper 43 durch seine Federung an
den Stöpsel 40 herangeschoben, wobei er auf die Riegel 48 einen nach außen gerichteten
Druck ausübt. Alsdann zieht man die Stange 20 a langsam aufwärts. Sobald dabei die
Riegel 48 auf die Ringnut 14a treffen, schnappen sie unter der Kraft der Federung
46 nach außen in -diese ein und versperren dadurch den Stöpsel. Der Dichtungsring
28a legt sich dabei abdichtend an die Innenwandung 12 b des Rohrstutzens.
Dann kuppelt man die Stange 20a dadurch vom Stöpsel ab, daß man sie vollständig
aus der Gewindebohrung 41 herausschraubt und herauszieht. Die Platte 43 nimmt nunmehr
eine Lage ein, in der sie mit einer nicht abgeschrägten Fläche ihres Umfanges an
den Riegeln 48 anliegt und diese forinschlüssig in der Verriegelungsstellung sperrt.
Dabei wird gleichzeitig der Dichtungsring 50 abdichtend an den Stöpsel 40
durch die Federung 46 angedrückt, wodurch die Durchlässe 42 ' 41 und 42a
verschlossen werden.
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Ist der Stöpsel in dieser Weise verriegelt, dann kann man den Absperrschieber,
das Gehäuse 30 und die Umgehungsleitung abbauen, so daß nur der kurze Rohrstutzen
12 a an der Anschlußstelle verbleibt. Zusätzlich kann man auf dem Ende des Rohrstutzens
12 a einen Deckel anbringen, um dadurch den Stöpsel gegen Wasser oder ätzende Stoffe
zu schützen, die andernfalls in den Rohrstutzen g gelangen könnten.
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In den Fi g. 9 bis 11 wird eine weitere Ausführungsform
dargestellt. Der Rohrstutzen 12b weist bei dieser Ausführunggsform an der
Innenfläche eine Schulter 52 auf, an welcher sich der Stöpsel 15
a mit seiner Innenfläche anlegen kann, wenn er sich in der Lage befindet, in
der seine Riegel 22 a nach außen gehen und in die Ringnut 53 eingreifen können.
Die C, Schraubspindel 16a besteht aus einem Stück mit dem mittleren Ventilkörper
18 a, der außerdem noch einen Zapfen hat, über den eine an der Stange
angebrachte Schnappkupplung greifen kann. Über der Schulter 52
ist die Innenwand
des Rohrstutzens zylindrisch gestaltet, um eine gute Sitzfläche für den Dichtungsring
28
abzugeben, der den Stöpsel 15a umgibt und sich abdichtend an die Innenwand
des Rohrstutzens anlegt.