DE1267879B

DE1267879B - Closure that can be inserted into a bore of a pipe to be tested under pressure

Info

Publication number: DE1267879B
Application number: DE19641267879
Authority: DE
Inventors: George Bell; Robert Lionell Clarke
Original assignee: High Pressure Components Ltd
Current assignee: High Pressure Components Ltd
Priority date: 1963-03-22
Filing date: 1964-03-11
Publication date: 1968-05-09

Description

In eine Bohrung eines unter Druck zu prüfenden Rohres einsetzbarer Verschluß Die Erfindung bezieht sich auf einen in eine Bohrung eines unter Druck zu prüfenden Rohres oder anderen Hohlkörpers einsetzbaren Verschluß, der aus einem Zapfen, einem gleichachsig zum Zapfen angeordneten, von innen nach außen verjüngt gestalteten Spreizkörper und Spannbacken besteht, die mittels des Spreizkörpers durch nach außen gerichtete, durch eine Spannvorrichtung erzeugte axiale Verschiebung des Zapfens gegen die Innenwand der Bohrung gepreßt werden, sowie mit einem Dichtungsring versehen ist, der durch die Spannvorrichtung gegen die Wand der Bohrung gepreßt wird. Ein derartiger Verschluß ist aus der USA.-Patentschrift 2 607 370 bekannt.Insertable into a bore of a pipe to be tested under pressure Closure The invention relates to a pressurized one in a bore to be tested pipe or other hollow body can be used closure, which consists of a Pin, one arranged coaxially to the pin, tapers from the inside outwards designed expansion body and jaws, which by means of the expansion body by outwardly directed axial displacement generated by a clamping device of the pin are pressed against the inner wall of the bore, as well as with a sealing ring is provided, which is pressed by the jig against the wall of the bore will. Such a closure is known from US Pat. No. 2,607,370.

Bei dem bekannten Verschluß sind die Klemmbacken zwischen dem Dichtungsring und der Rohrmündung angeordnet. Dies hat zur Folge, daß nach positiv ausgefallener Druckprüfung nichts darüber bekannt ist, ob auch der Abschnitt des Rohres zwischen dem Dichtungsring und den Backen der Druckprüfung standgehalten hätte. Dies spielt vor allem bei kurzen Rohren eine wesentliche Rolle in bezug auf den prozentualen Materialverlust, weil bei hohen Anforderungen an die Sicherheit die nicht geprüften Endstrecken abgeschnitten werden müssen.In the known closure, the clamping jaws are between the sealing ring and arranged the muzzle. This has the consequence that after it turned out to be positive Pressure test nothing is known about whether or not the section of pipe between the sealing ring and the jaws would have withstood the pressure test. This plays especially with short pipes an essential role with regard to the percentage Loss of material, because when there are high safety requirements, those that have not been tested End lines must be cut off.

Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, diesen Mangel zu beheben. Sie besteht darin, daß der Dichtungsring zwischen der Mündung der Bohrung und den Backen angeordnet, der Spreizkörper mit dem Zapfen fest verbunden und auf dem Zapfen ein Konus verschiebbar ist, der sich beim Spannen an den Backen abstützt und, wie es aus den USA.-Patentschriften 1178 145, 1644118 an sich bekannt ist, den Dichtungsring spreizt. Hierdurch wird unter anderem erreicht, daß die der Druckprüfung unterworfene Rohrstrecke, die sich von Dichtungsring zu Dichtungsring erstreckt, um den doppelten Abstand zwischen Dichtungsring und Klemmbacken größer ist als bei dem bekannten Verschluß. Dadurch wird der prozentuale Materialverlust durch Abschneiden der nicht geprüften Rohrstrecken erheblich vermindert.One of the objects of the invention is to remedy this deficiency. It consists in the fact that the sealing ring is arranged between the mouth of the bore and the jaws, the expansion body is firmly connected to the pin and a cone is displaceable on the pin, which is supported on the jaws when clamping and, as it is from the USA. Patents 1178 145, 1644118 is known per se, spreads the sealing ring. This achieves, among other things, that the pipe section subjected to the pressure test, which extends from sealing ring to sealing ring, is larger by twice the distance between sealing ring and clamping jaws than in the known closure. This significantly reduces the percentage of material lost by cutting off the pipe sections that have not been tested.

Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäß gestalteten Verschluß ein auch bei sehr langen Rohren eintretender Vorteil in dem Fall erzielt, daß die Bakken nicht halten und unter den hohen vorgeschriebenen Prüfdrücken (oft 700 at) nach außen zu rutschen beginnen, weil der Reibungsschluß dem Druck nicht standhält. Tritt dieser Fall bei dem bekannten Verschluß ein und erreichen die rutschenden Backen die Rohrmündung, so wird die ganze Vorrichtung wie ein Geschoß aus dem Rohr herausgeschossen. Beim Gegenstand nach der Erfindung kann dies nicht eintreten. Denn wenn die Backen rutschen, dann verläßt zunächst der Dichtungsring die Rohrmündung und hebt damit die Dichtung auf. Das Druckmittel kann daher durch den engen Spalt zwischen der Rohrwand und den selbst nicht dichtend wirkenden Backen durch Drosselwirkung beschränkt nach außen strömen, so daß der Druck im Rohr allmählich abfällt, bevor die Backen, dem Dichtungsring erst folgend, die Rohrmündung erreicht haben. Der Verschluß wird somit nicht herausgeschossen und der Ausfall der Vorrichtung schon bemerkt, wenn Wasser an der Mündung austritt.In addition, in the closure designed according to the invention an advantage achieved even with very long pipes in the event that the Bakken not holding up and under the high prescribed test pressures (often 700 at) begin to slide outwards because the frictional engagement cannot withstand the pressure. If this case occurs with the known lock and reach the slipping When the muzzle bakes, the whole device becomes like a projectile from the barrel shot out. In the case of the subject matter of the invention, this cannot occur. Because when the jaws slip, the sealing ring first leaves the pipe mouth and thus cancels the seal. The pressure medium can therefore pass through the narrow gap between the pipe wall and the jaws, which themselves do not act as a seal, due to the throttling effect restricted flow to the outside, so that the pressure in the pipe gradually falls before the jaws, only following the sealing ring, have reached the muzzle. Of the The breechblock is therefore not shot out and the failure of the device is notices when water leaks at the mouth.

Bei dem eingangs erwähnten bekannten Verschluß besteht der verjüngte Spreizkörper, der die Spannbacken beim Anziehen der Spannvorrichtung gegen die Rohrwand preßt, aus einer auf dem Zapfen axial verschiebbaren konischen Büchse. Infolgedessen kann der Fall eintreten, daß beim Anziehen der Spannvorrichtung die Dichtung auseinandergepreßt wird und den Verschluß festlegt, bevor die Backen gegriffen haben. Weiteres Anziehen der Spannvorrichtung setzt dann zwar die Backen auf der konischen Fläche der Büchse in Bewegung, so daß die Backenverzahnung schließlich doch zur Anlage an der Rohrwandung gelangt. Damit wird jedoch kein sauberer Eingriff der Backenverzahnung in die Rohrwand erhalten. Denn dieser setzt voraus, daß die Backen sich beim Spannen nur radial und nicht axial bewegen. Auch dieser Mangel ist beim Verschluß nach der Erfindung vermieden, weil der Spreizkörper mit dem Zapfen fest verbunden ist.In the known closure mentioned at the beginning, there is the tapered Spreader, which the clamping jaws when tightening the clamping device against the pipe wall presses, from a conical sleeve axially displaceable on the pin. Consequently it can happen that the seal is pressed apart when the clamping device is tightened and locks the lock before the jaws have gripped. Further tightening the jig then sets the jaws on the conical Surface of the sleeve in motion, so that the jaw teeth finally to System reaches the pipe wall. However, this does not mean that the Preserved jaw teeth in the pipe wall. Because this assumes that the cheeks only move radially and not axially when clamping. This deficiency is also with Closure according to the invention avoided because the expansion body is fixed to the pin connected is.

In der bevorzugten Ausführung des Verschlusses hat der Konus einen zylindrischen Fortsatz, und zwischen einer die Spannvorrichtung bildenden Mutter und dem Dichtungsring ist eine den Fortsatz übergreifende Hülse angeordnet. Dadurch wird für einwandfreie Herstellung des Dichtungsdrucks gesorgt.In the preferred embodiment of the closure, the cone has one cylindrical extension, and between a nut forming the clamping device and the sealing ring has a sleeve extending over the extension. Through this it is ensured that the sealing pressure is produced correctly.

Endlich empfiehlt es sich bei dem Verschluß, den Dichtungsring so zu gestalten, daß der Umriß seines Querschnitts die Form eines Hufeisens hat, dessen gerundete Kante an der Kegelfläche des Konus anliegt. Ferner ist es von Vorteil, dem Spreizkörper die Form eines Pyramidenstumpfes zu geben und die Backen je mit einer ebenen Fläche an einer Seite des Pyramidenstumpfes anliegen zu lassen.Finally it is recommended for the closure, the sealing ring like this to shape that the outline of its cross-section has the shape of a horseshoe, its rounded edge rests on the conical surface of the cone. It is also advantageous to give the expansion body the shape of a truncated pyramid and the jaws with each to rest on a flat surface on one side of the truncated pyramid.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel im Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß gestalteten Verschluß.The drawing illustrates an embodiment in longitudinal section by a closure designed according to the invention.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Verschluß besteht der Zapfen 62 aus einem Stab von kreisförmigem Querschnitt mit einem Gewindeabschnitt 63 am einen Ende und einem Kopf 64 am anderen Ende. Der Kopf hat die Form eines vierseitigen Pyramidenstumpfes mit einem spitzen Winkel von etwa 16°. Der Pyramidenstumpf 64 wirkt auf Spannbacken 65, die aus vier Segmenten bestehen, von denen jedes mit seiner Innenfläche auf einer der Seiten des Pyramidenstumpfes liegt. Die vier Segmente, von denen in der Zeichnung nur die beiden Segmente 65 b und 65 d erscheinen, sind am Umfang mit Riffelungen versehen. Sie werden am Zapfenkopf 64 durch einen sie umfassenden Gummiring 66 gehalten, der in einer Umfangsnut angeordnet ist, die sich über alle vier Segmente erstreckt.In the closure shown in the drawing, the pin 62 consists of a rod of circular cross-section with a threaded portion 63 at one end and a head 64 at the other end. The head has the shape of a four-sided truncated pyramid with an acute angle of about 16 °. The truncated pyramid 64 acts on clamping jaws 65, which consist of four segments, each of which lies with its inner surface on one of the sides of the truncated pyramid. The four segments, of which only the two segments 65 b and 65 d appear in the drawing, are provided with corrugations on the circumference. They are held on the pin head 64 by a rubber ring 66 which surrounds them and which is arranged in a circumferential groove which extends over all four segments.

Ein Stopfen 67 ist auf einem gewindelosen zylindrischen Teil des Zapfens 62 verschiebbar. Dieser gewindelose Teil schließt sich an das schmalere Ende des Pyramidenstumpfes 64 an und ist in den Stopfen 67 eng eingepaßt. Die Verbindung zwischen dem Stopfen 67 und dem Zapfen 62 ist durch einen O-Ring 68 aus Gummi abgedichtet, der in einer Ringnut 69 angeordnet ist, die in der Bohrung für den Zapfen hergestellt ist. Von der Stirnseite des Stopfens 67 aus erstreckt sich ein mit diesem aus einem Stück bestehender ringförmiger Fortsatz 70, der als Abstandsstück dient und an der einen Stirnfläche der vier Segmente anliegt, die durch den Pyramidenstumpf 64 gespreizt werden. Der dem Fortsatz 70 zugewandte Teil 71 des Stopfens 67 ist konisch gestaltet. An ihn schließt sich ein zylindrisch gestalteter Abschnitt 72 an. Ein Dichtungsring 73, der aus faserverstärktem Gummi besteht und im Querschnitt Hufeisenform hat, ist mit seinem gerundeten Kopf in dem sich verengenden Raum rings um den Abschnitt 71 angeordnet. Im übrigen umschließt er den zylindrischen Abschnitt 72. Der übrige Teil des zylindrischen Abschnitts 72 wird von einem Stützring 74 ausgefüllt, der innen und außen durch zylindrische Flächen begrenzt ist. Der Stützring 74 hat eine ebene Stirnfläche 75, die an der Flachseite des Dichtungsringes 73 anliegt. Rückwärts erstreckt sich der Stützring über die linke Stirnseite des Stopfens 67 bis zu einem Gewindering 76, der auf den mit Gewinde versehenen Abschnitt 63 des Zapfens 62 geschraubt ist und den Stützring 74, den Dichtungsring 73, den Stopfen 67 und die Segmente 65 festlegt. Der Gewindering 76 ist mit zwei rückwärts vorragenden, diametral entgegengesetzt angeordneten Griffen 77 versehen.A plug 67 is on an unthreaded cylindrical portion of the pin 62 movable. This threadless part connects to the narrower end of the The truncated pyramid 64 and is tightly fitted into the plug 67. The connection between the plug 67 and the pin 62 is sealed by an O-ring 68 made of rubber, which is arranged in an annular groove 69 made in the bore for the pin is. From the end face of the plug 67 extends with this one from one Piece of existing annular extension 70, which serves as a spacer and on the an end face of the four segments rests, which is spread by the truncated pyramid 64 will. The part 71 of the plug 67 facing the extension 70 is conical in shape. A cylindrically shaped section 72 adjoins it. A sealing ring 73, which is made of fiber-reinforced rubber and has a horseshoe shape in cross-section, is with its rounded head in the narrowing space around the section 71 arranged. In addition, it encloses the cylindrical section 72. The rest Part of the cylindrical portion 72 is filled by a support ring 74, the is bounded inside and outside by cylindrical surfaces. The support ring 74 has a flat end face 75 which rests on the flat side of the sealing ring 73. Backward the support ring extends over the left end face of the plug 67 up to one Threaded ring 76 which is screwed onto the threaded portion 63 of the pin 62 and the support ring 74, the sealing ring 73, the plug 67 and the segments 65 sets. The threaded ring 76 is diametrically opposed with two rearwardly projecting arranged handles 77 provided.

Im Gebrauch wird der Gewindering 76 so weit zurückgeschraubt, daß der Dichtungsring 73 fast vollständig auf dem zylindrischen Abschnitt 72 des Stopfens 67 liegt. Der Verschluß wird dann mit dem Pyramidenstumpf 64 vorn liegend in das Ende des Kesselrohrs 78 so weit eingeführt, daß nur noch der Gewindering 76 mit seinen Griffen 77 sich außerhalb des Rohres befindet. Hierauf wird das äußere Ende des Zapfens 62, das aus dem Gewindering 76 hervorsteht, festgehalten und der Gewindering mittels der Griffe 77 auf dem Zapfen in Drehung versetzt. Dadurch werden der Stützring 74, der Dichtungsring 73, der Stopfen 67 und die Segmente 65 auf dem Zapfen 62 verschoben, bis die Segmente 65 durch den Pyramidenstumpf 64 gespreizt und zum Fassen an der Wand des Rohres 78 gebracht sind und der Dichtungsring 73 auf die Konusfläche 71 des Zapfens gedrückt worden ist, so daß der Dichtungsring 73 gleichfalls an die Rohrwand gedrückt wird. Die rückwärtige Fläche des Dichtungsringes 73, gerechnet von ihrem inneren Umfang nach außen, ist dabei nach wie vor durch die ebene Stirnfläche 75 des Stützringes 74 unterstützt. Der einzige Teil des Dichtungsringes, der nicht gegen den Druck abgestützt ist, welcher betriebsmäßig auf ihn ausgeübt wird, ist derjenige Teil, der über den äußeren Umfang des Stützringes 74 herausgedrückt wird. Der Gewindering 76 wird so weit gedreht, bis der Dichtungsring 73 sich in innigem Kontakt mit der Rohrwand befindet und dadurch die eigentliche Abdichtung am Ende des Rohres 78 herstellt. Zapfen und Stopfen können mit Kanälen für die Wasserzufuhr und mit Auslässen für die Luft versehen werden, wie dies auch bei bekannten Verschlüssen geschieht. Auf das Rohr 78 gegebener Druck wirkt auf die Innenfläche des Stopfens 67 und auf den Dichtungsring 73, und der damit erzeugte Schub wird durch den Stützring 74 und den Gewindering 76 auf den Zapfen 62 übertragen. Der Zapfen wird dadurch nach außen bewegt und zwingt auf diese Weise den pyramidenstumpfförmigen Kopf 64 noch dichter und fester zwischen die Segmente 65, um diese weiterzuspreizen und den Verschluß selbstsperrend festzuhalten.In use, the threaded ring 76 is screwed back so far that the sealing ring 73 lies almost completely on the cylindrical section 72 of the plug 67. The closure is then inserted with the truncated pyramid 64 lying at the front into the end of the boiler tube 78 so far that only the threaded ring 76 with its handles 77 is located outside the tube. Then the outer end of the pin 62, which protrudes from the threaded ring 76, is held and the threaded ring is set in rotation by means of the handles 77 on the pin. As a result, the support ring 74, the sealing ring 73, the plug 67 and the segments 65 are moved on the pin 62 until the segments 65 are spread by the truncated pyramid 64 and brought to grasp the wall of the tube 78 and the sealing ring 73 on the conical surface 71 of the pin has been pressed so that the sealing ring 73 is also pressed against the pipe wall. The rear surface of the sealing ring 73, calculated from its inner circumference to the outside, is still supported by the flat end face 75 of the support ring 74. The only part of the sealing ring that is not supported against the pressure which is operationally exerted on it is that part which is pushed out over the outer circumference of the support ring 74. The threaded ring 76 is rotated until the sealing ring 73 is in intimate contact with the pipe wall and thereby produces the actual seal at the end of the pipe 78. Spigots and stoppers can be provided with channels for the water supply and with outlets for the air, as is done with known closures. Pressure applied to the pipe 78 acts on the inner surface of the plug 67 and on the sealing ring 73, and the thrust generated thereby is transmitted to the pin 62 through the support ring 74 and the threaded ring 76. The pin is thereby moved outwards and in this way forces the truncated pyramid-shaped head 64 even closer and more firmly between the segments 65 in order to spread them further and to hold the closure in a self-locking manner.

Claims

Claims: 1. In a bore of a test under pressure Closure that can be used for a pipe or other hollow body, consisting of a pin, one arranged coaxially to the pin and tapered from the inside to the outside Expansion body and clamping jaws, which by means of the expansion body through outwardly directed, Axial displacement of the pin against the inner wall generated by a clamping device the bore, as well as with a sealing ring that goes through the jig is pressed against the wall of the borehole, so that it is possible to use it e t that the sealing ring (73) between the mouth of the bore and the jaws (65) arranged, the expansion body (64) fixed to the pin (62) connected and on the pin a cone (67) is displaceable, which is when tensioned on the jaws (65) and in a known manner the sealing ring (73) spreads.

2. Closure according to claim 1, characterized in that the cone (67) has a cylindrical extension (72) and that between one the clamping device forming nut (76) and the sealing ring (73) an overhanging extension (72) Sleeve (74) is arranged.

3. Closure according to claim 1 or 2, characterized in that that the outline of the cross section of the sealing ring (73) has the shape of a horseshoe has, the rounded edge of which rests against the conical surface (71) of the cone (67).

4. Closure according to one of claims 1 to 3, characterized in that the expansion body (64) has the shape of a truncated pyramid and the jaws (65) each bear with a flat surface on one side of the truncated pyramid. Documents considered: German Patent No. 809 857; German Auslegeschrift No. 1094 059; German utility model No. 1733 513; USA. Patents Nr.1178145, 1,644,118, 2,607,370, 2,610,651.