DE19713370C2 - Armaturengehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Armaturengehäuse, insbesondere für Ventile, welches aus einzelnen Armaturengehäuseteilen besteht und mittels Schweißverbindungen hergestellt wird.

Aus dem Stand der Technik ist allgemein bekannt, daß Armaturengehäuse durch die Verschweißung von einzelnen Baugruppen hergestellt werden können.

So beschreibt die DE 39 01 698 A1 ein Armaturengehäuse aus Blech, dessen Hauptteil aus zwei Schalenteilen besteht, die in einer die Quer- und die Längsachse der Armatur schneidenden Ebene unter Einschluß eines den Armaturensitz tragenden Teiles durch eine nicht unterbrochene Schweißnaht verbunden und deren beiden Schalenteile aus Blech hergestellt und als kegelstumpfartige Körper ausgebildet sind, wobei der aus einzelnen Bauteilen bestehende Grundkörper an seinen Verbindungsstellen mit einem zylindrischen Übergang versehen ist.

Die Anordnung von Zwischenstücken zwischen den Bauteilen eines Grundkörpers, wobei diese in ihrem inneren Bereich funktions- und strukturbestimmende Einbauten aufweisen, sind insbesondere aus den Druckschriften EP 0032 183 A1 und DE 28 07 740 C2 bekannt.

Es ist auch bereits bekannt, ein aus Halbkugelschalen zusammengesetztes Armaturengehäuse so zu gestalten, daß die die beiden Schalenteile miteinander verbindende Schweißnaht in einer die Quer- und die Längsachse der Armatur schneidenden Ebene verläuft.

Es wird auf die Technische Rundschau Sulzer 2/1973 verwiesen, in deren Veröffentlichung ein Gehäuse eines Niederdruckregelventiles beschrieben wird.

Die Schweißnaht dieses bekannten, einem Niederdruckregelventil zugeordneten Gehäuses läuft ohne Unterbrechung und ohne Kreuzung mit einer anderen Schweißnaht rund um das gesamte Gehäuse. Über die Verbindung der Gehäuseschalen hinaus übernimmt diese Schweißnaht auch die Befestigung eines den Armaturensitz tragenden Teiles.

Diese aus schweißtechnischer Sicht vorteilhafte Gehäusegestaltung fand in ähnlicher Form bei einem Kugelhahngehäuse Anwendung, welches in der DE-AS 2347825 beschrieben ist.

Es sei auch auf die EP 043 86 88 A1 verwiesen, in der ein Verschlußstück für eine Absperrarmatur beschrieben wird, welches innerhalb der Absperrarmatur angeordnet ist und bei der das Gehäuse dieser Absperrarmatur aus einzelnen Blechteilen besteht, die miteinander verschweißt sind.

Bei den bekannten Konstruktionen und Ausführungen von geschweißten Armaturen, unabhängig davon, ob sie aus Halbschalen oder aus anders vorgeformten einzelnen Blechbauteilen hergestellt sind, ist nachteilig, daß nach dem Einbau dieser Armaturen in Rohrleitungen eine Nachweisführung über ordnungsgemäße Schweißnahtausführungen nur mit einem hohen apparativen und personellen Aufwand realisiert werden kann, was sehr kostenaufwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Armaturengehäuse, insbesondere für Ventile, in Schweißkonstruktionen derart konstruktiv zu gestalten und zu entwickeln, daß durch die konstruktive Gestaltung die Stabilität und Ausführbarkeit der Armaturengehäuse beeinflußt wird und gleichfalls die Möglichkeit gegeben ist, die Schweißnähte auch nach dem Einbau der Armaturengehäuse in Rohrleitungen, also während des Betriebes ohne hohen apparativen Aufwand und damit kostengünstig prüfen zu können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Wesenbestimmend für die vorliegende neue Lösung ist die besondere Ausgestaltung der Verbindungsstellen der zu schweißenden Armaturengehäuseteile, die in diesen Bereichen speziell ausgebildete zylindrische Übergänge besitzen, die unmittelbar aus einer funktions­ bestimmenden Ausführung der Übergangsteile der zu schweißenden Armaturengehäuseteile gebildet bzw. durch ein besonders gestaltetes Konstruktions- und Bauteil, in Form eines Zwischenstückes gestaltet werden. Dieses Zwischenstück ist zwischen den einzelnen Gehäuseteilen angeordnet und wird mittels einer Radial-Strahlschweißung mit diesen geschweißt, und es ist sichergestellt, daß die Schweißnähte am fertigen Armaturengehäuse jederzeit von außen prüfbar sind. Durch diese besondere Anordnung und Ausbildung der Übergänge zwischen den zu verbindenden Armaturengehäuseteilen ist es möglich, eine radiale Strahlschweißung anzuwenden und gleichfalls ist die Möglichkeit gegeben, die kostengünstigere Ultraschalltechnik zur Prüfung der Schweißnähte zur Anwendung zu bringen, welche gegenüber der bisher notwendig gewordenen Durchstrahlungsprüfung viel kostengünstiger ist und unmittelbar auf Baustellen bzw. in Betriebsanlagen eine einfache und unkomplizierte Prüfung der Schweißnähte ermöglicht.

Es ist weiterhin erfinderisch, daß bei der Ausgestaltung und Ausführung von Armaturen­ gehäusen aus zwei Halbkugelschalen, der zylindrische Übergang dadurch realisiert wird, daß zwischen den zu verbindenden Halbkugelschalen das erfindungsgemäße Zwischenstück angeordnet ist und mit den Halbkugelschalen geschweißt wird.

Gleichfalls erfinderisch ist, daß der zylindrische Übergang unmittelbar an einem der zu verbindenden Gehäuseteile vorgesehen ist und zwar dergestalt, daß das Zwischenstück durch eine mechanische Bearbeitung oder einer anderen Bearbeitungsmethode an den entsprechenden Teilen angebracht bzw. hergestellt wird. Dabei ist wesentlich, daß der zylindrische Übergang zwischen den zu verbindenden Armaturengehäuseteilen auch nach der Herstellung des gesamten Armaturengehäuses und bei seiner späteren Anwendung erhalten bleibt, da der zylindrische Übergang die Aufnahme eines Prüfkopfes eines Meßgerätes gewährleistet, um die in radialer Strahlschweißung hergestellten Schweißverbindungen prüfen zu können.

Die geometrischen Maße des Zwischenstückes, welches auch als Ring ausgebildet sein kann, sind zu den verbindenden Gehäuseteilen so abgestimmt, daß sie den Wandstärken der anzuschweißenden Rohrleitungen bzw. Stutzen und Rohrleitungsflanschen sowie Deckelflanschen entsprechen, wobei die Breiten des zylindrischen Überganges oder des Zwischenstückes zur Schweißnahttiefe vorzugsweise im Verhältnis 2 : 1 ausgeführt sind.

Durch die Variierbarkeit der Ausbildung der Übergänge und der Anordnung eines Zwischen­ stückes zwischen zu verbindenden Gehäuseteilen ist die Möglichkeit gegeben, daß neben den bisher üblichen Gehäuseformen, vorrangig in runder Bauweise ausgeführt, auch andere, beispielsweise rechteckige Formen gewählt werden können, so daß es ebenfalls erfinderisch ist, an Grundkörpern, die beispielsweise aus einem Vierkantmaterial hergestellt sind, ebenfalls zwischen den Gehäuseteilen ein Zwischenstück anzuordnen oder diese Übergänge durch eine mechanische Bearbeitung zu erreichen. Um Rohrleitungen oder auch Zwischenstücke und Flansche per radialer Strahlschweißung an derart gestalteten Gehäuseteilen gemäß der Erfindung anschweißen zu können, sind diese Gehäuseteile an den Anschlußstellen mit zylindrischen Ansätzen ausgerüstet.

Die Erfindung soll mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine dreidimensionale Darstellung eines Armaturengehäuses mit angeordneten Flanschen, teilweise ausgeschnitten,

Fig. 2 eine dreidimensionale Darstellung eines aus Halbkugelschalen hergestellten Armaturengehäuses mit besonders ausgebildeten Übergängen,

Fig. 3 eine dreidimensionale Darstellung eines Armaturengehäuses aus Vierkantmaterial,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform nach Fig. 3.

Einen Gesamtüberblick über ein erfinderisch hergestelltes Armaturengehäuse verdeutlicht die Darstellung nach Fig. 1.

Mit der gewählten dreidimensionalen Darstellung und des vorgenommenen Schnittes durch ein Armaturengehäuse wird der Gesamtaufbau als auch die An- bzw. Zuordnung des erfindungs­ gemäßen Zwischenstückes 1 deutlich.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Grundkörper 10 des gesamten Armaturengehäuses aus zwei Halbkugelschalen 4; 5, zwischen denen ein erfindungsgemäßes Zwischenstück 1 angeordnet ist, welches über eine Radial-Strahlschweißung zu den Halbkugelschalen 4; 5 geschweißt wird, was mit den Radialschweißnähten 6; 7 dargestellt ist.

Das bei dieser Ausführungsform eingesetzte Zwischenstück 1 besitzt in seinem Inneren der funktionsbestimmenden Einbauten 8, die je nach Funktionserfordernis und Konstruktions­ bedingungen besonders gestaltet sein können.

Zum Anschluß von Rohrleitungen 19 oder Flanschen 12 an den aus den Halbkugelschalen 4; 5 hergestelltem Grundkörper 10 besitzt dieser Grundkörper 10 besonders gestaltete Anschlußstellen 9, die ihrer geometrischen Form den anzuschweißenden Bauteilen, den Flanschen 12 oder Rohrleitungen 19 angepaßt sind, parallele Anschlußflächen besitzen, und zwischen den Anschlußstellen 9 und den, wie in der Fig. 1 dargestellt, anzuschweißenden Flanschen 12 ist jeweils ein Zwischenstück 1 angeordnet, welches bei dieser Ausführungs­ variante als Ring 2 ausgeführt und gestaltet ist.

Die Verbindung erfolgt gleichfalls über eine Radial-Strahlschweißung, und die so entstandenen Radialschweißnähte 6; 7 geben die Gewähr einer dauerhaften Verbindung, während die geometrische Ausgestaltung des Ringes 2 Voraussetzung dafür ist, daß ein Prüfkopf einer Ultraschallprüfeinrichtung auf die Oberfläche des Ringes 2 aufgesetzt werden kann, um auch in diesem Bereich von außen eine Schweißnahtprüfung jederzeit durchführen zu können.

Das in der Fig. 1 dargestellte Armaturengehäuse ist in seinem Gesamtaufbau als Ventil gestaltet, welches durch das Funktionsmerkmal des Zwischenstückes 1 gekennzeichnet ist. Hier ist dieses Zwischenstück 1 mit besonders angeordneten Einbauten 8 ausgebildet, die Umlenkungen eines durchströmenden Mediums ermöglichen und gleichfalls in ihrer Gestaltung die Voraussetzung geben, daß armaturentypische Bauteile in diesem Grundkörper 10 eingesetzt werden können.

Das erforderliche Breitenmaß der eingesetzten Zwischenstücke 1 und der als Zwischenstück ausgebildeten Ringe 2 bilden einen funktionellen Zusammenhang zur Schweißnahttiefe, wobei die Breitenmaße der Zwischenstücke 1 und der Ringe 2 zur Schweißnahttiefe in einem Verhältnis von vorzugsweise 2 : 1 ausgeführt sind.

Die unmittelbare Anordnung des Zwischenstückes 1 zu den Halbkugelschalen 4; 5 wird durch ein Winkelmaß bestimmt, welches vorzugsweise 41° beträgt und auch davon abhängig ist, welche Einbauten unmittelbar im Inneren des Grundkörpers 10 bzw. welche Rohrleitungs- und Deckenanschlüsse vorgesehen sind. Hier bedarf es einer genauen Positionierung des Zwischenstückes 1 zu den Halbkugelschalen 4; 5, um die radial umlaufenden Schweißnähte 6; 7 so ausführen zu können, daß Überschneidungen oder Kreuzungen mit anderen Schweißnähten vermieden werden.

Durch die Möglichkeit, die Zwischenstücke 1 konstruktiv angepaßt an die Finalarmaturen auszubilden, ist erfindungsgemäß die Möglichkeit geschaffen worden, Armaturengehäuse, insbesondere für Ventile, konstruktiv so zu gestalten und auszuführen, daß sie für verschiedene Verwendungszwecke geeignet sind.

Die Variierbarkeiten und Gestaltungsmöglichkeiten von Armaturengehäusen gemäß der Erfindung gibt die Darstellung nach Fig. 2 wider. Bei der konstruktiven Ausgestaltung des Grundkörpers 10 des dargestellten Armaturengehäuses ist der zylindrische Übergang 3 zwischen den zu schweißenden Gehäuseteilen, hier zwei Halbkugelschalen 4; 5, unmittelbar an der Halbkugelschale 4 vorgesehen, dies unmittelbar so, daß mit der Fertigung der Halbkugelschale 4 gleichfalls der zylindrische Übergang 3 dergestalt geschaffen wird, daß das Zwischenstück 1 mit seinen Einbauten 8 direkt mit der Halbkugelschale 4 ausgebildet und hergestellt wird.

Dabei ist das Zwischenstück 1 so zur Halbkugelschale 4 positioniert und gefertigt, daß das Zwischenstück 1 nicht den Krümmungsradius der Halbkugelschale 4 besitzt, sondern parallel zur Mittelachse des Grundkörpers 10 verläuft.

Durch die Wahl dieser Anordnung des Zwischenstückes 1 am Grundkörper 10 ist gleichfalls die Gewähr gegeben, daß das Aufsetzen eines Prüfkopfes auf den zylindrischen Übergangsbereich möglich wird und somit an der Schweißstelle 14, der Verbindungssteile von der Halbkugelschale 4 zur Halbkugelschale 5 die Reaialschweißnaht 6 gelegt und im Betrieb dann später auch geprüft werden kann.

Die Anordnung des Zwischenstückes 1 zwischen den einzelnen Gehäuseteilen, ob zwischen zwei Halbkugelschalen 4; 5 oder zwischen zwei Gehäuseteilen 16; 17, wie in der Fig. 3 gezeigt, ist immer so vorzunehmen, daß dieses Zwischenstück 1 immer in paralleler Anordnung Mittelachse des Gehäuses 1 verläuft, damit tatsächlich eine 100%ige Prüfung der Radialschweißnähte mittels eines aufgesetzten Prüfkopfes ermöglicht wird. Entsprechend der Form und Ausbildung von Prüfköpfen können dabei die Oberflächen des Zwischenstückes 1 oder des als Zwischenstück ausgebildeten Ringes 2 in unterschiedlicher Form ausgebildet sein. So können die Oberflächen in zylindrischer, konkaver, konvexer, dreieckiger, trapezförmiger oder einer anderen Form ausgebildet sein. Wesentlich ist, daß gewährleistet ist, daß die Prüfung der Radialschweißnähte 6; 7 immer um 90° versetzt zur Schweißnaht geprüft werden können.

Eine weitere und erfinderische Ausführung eines Armaturengehäuses gibt die Darstellung nach der Fig. 3 wider. Bei diesem Armaturengehäuse besteht der Grundkörper 10 aus zwei aus einem Vierkantmaterial hergestellten Gehäuseteilen 16; 17, welche über ein einzuschweißendes Zwischenstück 1 miteinander verbunden sind. Das Zwischenstück 1 ist dabei in bekannter Weise ausgeführt, und in Fig. 3 ist gezeigt, daß dieses Zwischenstück 1 beispielsweise als Ring 2 ausgebildet sein kann.

Zum Anschluß von Rohrleitungen 19 oder Flanschen sind an den Gehäuseteilen 16; 17 zylindrische Ansätze 18 vorgesehen, an denen über zwischengeordnete Ringe 2 oder über mit zylindrischen Übergängen gestaltete Anschlußteile, z. B. Rohrkrümmer, die dann das Aufsetzen eines Prüfkopfes ermöglichen, armaturentypische Teile mittels Radial-Strahl­ schweißung angeschlossen werden können.

Bei der Ausgestaltung eines Armaturengehäuses aus zwei Gehäuseteilen 16; 17 ist es durchaus denkbar, diese Gehäuseteile 16; 17 neben ihrer viereckigen äußeren Kontur so zu bearbeiten oder bereits so herzustellen, daß sich andere äußere Konturen für die Gehäuseteile 16; 17 ergeben. So beispielsweise in der Ausführung von Halbrundungen.

Analog der Ausgestaltung eines Grundkörpers gemäß der Fig. 2, können auch bereits bei den dargestellten Gehäuseteilen 16; 17 das erforderliche Zwischenstück 1 unmittelbar an einem der Gehäuseteile angearbeitet sein. Hier ist dieses Zwischenstück 1 unmittelbar am Gehäuse­ teil 17 vorgesehen. Auch bei der Gestaltung des Armaturengrundkörpers 10 bleibt die Funktion des Zwischenstückes erhalten, die an der Schweißstelle 14 zu erzeugende Radial- Schweißnaht kann über das Aufsetzen eines Prüfkopfes auf das Zwischenstück 1 jederzeit geprüft werden. Auch bei dieser Ausführungsform, wie auch bei dem bereits Geschriebenen ist der funktionelle Zusammenhang der Breite des Zwischenstückes 1 zur Schweißnahttiefe gegeben, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß das Breitenmaß des Zwischenstückes 1 oder des als Zwischenstück ausgebildeten Ringes 2 im Verhältnis zur Schweißnahttiefe ausgebildet ist und das Verhältnis von Breitenmaß zur Schweißnahttiefe vorzugsweise bei 2 : 1 liegt.

Bei der Verwendung derartiger Zwischenstücke 1 zur Herstellung von Armaturengehäusen ist von besonderem Vorteil, daß die Zwischenstücke 1 aus dem gleichen Material wie zu fügende Gehäuseteile hergestellt sind, aber auch aus einem anderen Material bestehen können.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Innenwandungen 20 der Zwischenstücke 1 zur Erhöhung der Standfestigkeit und zur Verbesserung der Gleitfähigkeit, diese Innenwandungen 20 mit einem verschleißfesten Material beschichtet sind.

Dies ist insbesondere dann vor Vorteil, wenn in den Zwischenstücken 1 funktionsbestimmende Armaturenteile eingesetzt werden, was sich dann positiv auf Verschleiß und die Gleitung der Teile auswirkt.

Durchaus denkbar wäre auch, diese Zwischenstücke 1 aus einem Bimetall herzustellen.

Claims (7)

1. Armaturengehäuse, insbesondere für Ventile, die aus einzelnen Bauteilen bestehen und mittels Schweißverbindungen miteinander verbunden sind, bei dem ein einen zylindrischen Übergang (3) bildendes Zwischenstück (1) derart ausgebildet ist, daß auf ihm von außen aufsetzbare Ultraschallprüfkörper zur Prüfung der Radial-Schweißnähte (6; 7) anordbar sind, wobei die Breite des zylindrischen Überganges (3) zur Schweißnahttiefe im Verhältnis von 2 : 1 ausgebildet ist.

2. Armaturengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) aus zwei Halbkugelschalen (4; 5) oder aus zwei, je aus einem Vierkantmaterial hergestellten Gehäuseteilen (16; 17) besteht, wobei die Anschluß­ stellen (9) der Gehäuseteile (16; 17) mit zylindrischen Ansätzen (18) ausgebildet sind und zwischen den Gehäuseteilen (16; 17) das Zwischenstück (1) angeordnet ist.

3. Armaturengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) mit einer besonders gestalteten Oberfläche, so in zylindrischer, konkaver, konvexer, dreieckiger oder trapezförmiger Oberflächenform ausgeführt ist.

4. Armaturengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) aus dem gleichen Material der Halbkugelschalen (4; 5) und der Gehäuseteile (16; 17) oder einem anderen Material hergestellt ist.

5. Armaturengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Wandungen (20) des Zwischenstückes (1) mit einer verschleißfesten Schicht versehen sind.

6. Armaturengehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anschlußstellen gegenüberliegenden Gehäuseoberflächen der Gehäuseteile (16; 17) mit einer gewölbten oder teilweise gewölbten Außenkontur ausgeführt sind.

7. Armaturengehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) unmittelbar an einer der Halbkugelschalen (4; 5) oder an einem der Gehäuseteile (16; 17) angeordnet ist und über eine Schweißstelle (14) zu der anderen Halbkugelschale oder dem anderen Gehäuseteil mittels einer von außen ausführbaren Radial-Schweißnaht verbunden ist und der zylindrische Übergang (3) durch das angeordnete Zwischenstück (1) gebildet wird.