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Rohrstopfen zum zeitweiligen, druckdichten Verschließen ion Rohren.
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Die Erfindung betrifft einen Rohrstopfen zum zeitweiligen druckdichten
Verschließen von Rohren, z0B. von Wa#rmetauscherrohren bei der Druckprüfung.
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Bekannte Vorrichtungen zum AbdrUcken von Rohren weisen Rohrverschlüsse
auf, die eine mechanische Bearbeitung oder Materialverformung erfordern. So messen
beispielsweise die Rohre mit einem gesonderten Flansch, mit Gewinde oder dgl. versehen
werden, um den Verschluß anbringen zu können. Diese mechanische Bearbeitung oder
Materialverformung ist nicht nur kostenaufwendig, sondern häufig auch wegen der
damit verknUpften
Beeinflussung des Konstruktionstejis unerwünscht.
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Das Abdrücken selbst ist zwar ohne Schwierigkeiten in der Fertigungsstätte
oder aber auch im montierten Zustand möglich. Schwierigkeiten gibt es jedoch häufig
dann, wenn die Rohre nach längerem Betrieb oder aber gar nach erfolgten Umbauten
abgedrückt werden müssen. Oft sind dann die Rohröffnungen nicht mehr in dem erforderlichen
Maß zugänglich, so daß eine später notwendige Druckprüfung nur unter großen Schwierigkeiten
durchgeführt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrstopfen zu schaffen,
der mit wenigen Handgriffen ohne Zuhilfenahme gesonderter Verbindungsmittel kraftschlüssig
festgelegt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB durch einen Rohrstopfen gelöst,
der sich auszeichnet durch einen auf den Öffnungsrand des Rohrs lose ansetzbaren
Dru#kzylinder, dessen Kolben eine in das Rohr e#nführbar#, mit einer Dichtung versehene
Stange aufweist, und durch an der Stange angeordnetz sich bei Einwirken des Drucks
auf den Kolben kraft:schlüssig an die Rohrwand anliegende Spreizorgane.
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Der im Rohr herrschende, auf den Kolben wirkende Druck wird demzufolge
unmittelbar zur Herstellung der Verbindung von Stopfen und Rohr herangezoaen Durch
das kraftschlüssige Verspannen des Rohrstopfens ist eine Druckprüfung weitgehend
unabhängig von den konstruktiven Gegebenheiten des Rohrs Der Rohrstopfen läßt sich
ferner jederzeit und ohne Vorbereitungsarbeiten in das Rohr einführen und verspannen.
Gegebenenfalls können die Spreizorgane zum provisorischen Festlegen des Stopfens
von Hand oder unter Wirkung einer zusätzlichen
Kraft aufgespreizt
werden.
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In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist die Kolben stange
in ihrem in das Rohr einführbaren Abschnitt mehrere mit Abstand voneinander angeordnete,
unter Einwirkung des Drucks axial begrenzt verschiebbare Stützringe mit sich nach
außen keilförmig verjüngendem Querschnitt und zwischen diesen mit geringem Spiel
angordnete, geteilte Spannringe mit umgekehrt keilförmigem Querschnitt als Spreizorgane
auf.
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Beim Einführen der Kolbenstange in das Rohr befinden sich die Spannringe
in ihrer inneren Stellung. Dabei besitzt der Abstand der Stützringe seinen größten-
Wert. Nachdem die Kolbenstange eingeführt worden ist, kann der Rohrstopfen durch
Verkürzen des Abstandes zwischen den Stützringen, wodurch sich die Spannringe' nach
außen bewegen, provisorisch festgelegt werden. Bei Aufbau des auf den Kolben wirkenden
Drucks wird der Abstand der Stützringe weiter verkleinert, so daß die Spannringe
weiter nach außen gedrückt werden, wobei die keilförmigen flächen der Spann- und
Stützringe aufeinander gleiten. Der Kraftschluß zwischen der Umfang seite der Spannringe
und der Rohrwandung nimmt demgemäß mit zunehmendem Druck zu. Wird, wie dies vorzugsweise
der Fall ist, das Prüfmedium als Druckmittel v.erwendet, so ist sichergestellt,
daß der Rohrstopfen-bei jedem während der Prüfung auftretenden Druck hält.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung steht die Kolbenstange unter
Wirkung einer von Hand aufhebbären Vorlast, mittels der der Rohrstopfen im drucklosen
Zustand durch Aufspreizen der Spannringe festlegbar ist.
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Diese Vorlast dient dazu, den Rohrstopfen sor Beglnn der Prüfung am
Rohr anzubringen. Zum Einführen in das Rohr kann
Spiel zwischen
Stützringen 17 angeordnet sind. Diese wiederum sind mit gleichem Abstand voneinander
an der Kolbenstange axial begrenzt verschiebbar geführt. Die Stützringe weisen,
wie aus der Fig. 2 erkennbar, einen keilförmigen Querschnitt auf, der sich nach
außen verjüngt Die Spannringe 16 weisen einen umgekehrt keilförmigen Querschnitt
auf, so daß die Keilflächen zwischen den Stütz- und Spannringen als Gleitflächen
dienen. Die Stützringe 17 weisen, ebenso wie die Spannringe 16 im entlasteten Zustand,
einen geringeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser des Rohrs 3.
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Die Spannringe 16 bestehen aus Drittelkreis-Segmenten, also aus drei
gleichen Ring'#bscnniL'ten. Diese sind durch eine in Nuten 18 eingelegte, ringförmige
Schraubenfeder zusammengehalten, die der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt ist.
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Der Druckzylinder 9 weist einen Anschluß 19 für das Druck mittel,
z.B. das Prüfmedium auf. Der Kolben 10 steht unter Kraftwirkung einer Feder 20 ele
sich am Boden 21 des Zylinders abstützt. Die durch die Feder 20 erzeugte Vorlast
ist zweckmäßigerweise von Hand aufhebbar. Hierzu dient eine mit einem Kopf 22 dem
Kolben 10 anliegende Spindel 23, die mittels einer Rändelschraube 24 odr dgl verdreht
werden kann.
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Nachstehend wir die Funktiorbswei.se des Rohrstopfens beschrieben:
Bevor der Rohrstopfen 4 in ein Betriebslage gebracht wird, wird durch Drehen der
Rändei#chraube 24 der Kolben 10 entgegen der Feder 20 nach innen bewegt. Dabei vergrößert
sich der Abstand zwischen dem Boden 21 des Druckzylinders 9 und dem Bund 12, so
daß die Spannringe 1(3 unter Wirkung der Ringfeder zusammengezogen werden und ihren
geringsten Aunendurchmr sser aufweisen. In dieser Stellung läßt sich die Kolbenstange
mit den Spannringen 16 und den Stützringen 17 in das Rohr 3 einführen, bis der Boden
21 des Druckzylinders 9 dem Öffnungsrand 8 des Rohrs anliegt.
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Fig. 1: In vereinfaater Darstellung einen Längsschnitt durch einen
Wärmetauscher beim AbdrUcken und Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform
des Rohrstopfens.
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Der Behälter 1 des Wärmeaustauschers weist einen Rohrboden 2 auf,
an welchem die-Austauscherrohre befestigt sind. In der Zeichnung ist schematisch
ein U-Rohr 3 dargestellt, dessen Öffnungen# etwa bündig mit der einen Seite des
Rohrbodens 2 verlaufen. Zum Abdrücken des Austauscherrohrs 3 werden in dessen Öffnungen
Rohrstopfen 4, 5 eingesetzt und das von einer Pumpe 6 gelieferte Prüfmedium, z.B.
Druckwasser, über eine Leitung 7 in das Austauscherrohr 3 eingeführt. Die Rohrstopfen
und ihre Befestigung müssen so beschaffen sein, daß sie sich beim Prüfdruck zuzüglich
eines Sicherheitszuschlags nicht lösen und nicht leck werden.
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In Fig. 2 ist der Rohrstopfen 4 im vergrößerten Maßstab er kennbar.
Er besteht im wesentlichen aus einem auf den Öffnungsrand 8 des Rohrs 3 ansetzbaren
Druckzylinder 9, einem darin gleitenden Kolben 10 und einer daran angeordneten,
den Zylinder durchgreifenden Kolbenstange' 11, die in das Rohr 3 einführbar ist.
Die Kolbenstange 11 weist einen Bund 12 auf, in den umfangseitig ein O-Ring 13 als
Dichtung eingelegt ist. An der Kolbenstange 11 sind mit 14 bezeichnete Spreizorgane
angeordnet, die sich bei Einwirken von Druck auf den Kolben 10 und damit auf die
Kolbenstange 11 auf spreizen und an die Rohrwand 15 kraftschlüssig anlegen.
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Die Spreizorgane 14 sind beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel
von geteilten Spannringen 16 gebildet, die mit geringem
Spiel zwischen
Stützringen 17 angeordnet sind. Diese wiederum sind mit gleichem Abstand voneinander
an der Kolbenstange axial begrenzt verschiebbar geführt. Die Stützringe weisen,
wie aus der Fig. 2 erkennbar, einen keilförmigen Querschnitt auf, der sich nach
außen verjüngt. Die Spannringe 16 weisen einen umgekehrt keilförmigen Querschnitt
auf, so daß die Keilflächen zwischen den Stütz- und Spannringen als Gleitflächen
dienen. Die Stützringe 17 weisen, ebenso wie die Spannringe 16 im entlasteten Zustand,
einen geringer Rußendurchmesser auf als der Innendurchmesser des Rohrs 3.
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Die Spannringe 16 bestehen aus Drittelkreis-Segrnenten, also aus drei
gleichen Ringabschnitten. Diese sind durch eine in Nuten 18 eingelegt, ringförmige
Schraubenfeder zusammengehalten, die der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt ist.
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Der Druckzylinder 9 weist einen Anschluß 19 für das Druck mittel,
z.B. das Prüfmedium auf. Der Kolben 10 steht unter Kraftwirkung einer Feder 20,
die sich am Boden 21 des Zylinders abstützt. Die durch die Feder 20 erzeugte Vorlast
ist zweckmäßigerweise von Hand aufhebbar. Hierzu dient eine mit einem Kopf 22 dem
Kolben 10 nlieede Spindel 23, die mittels einer Rändelschraube 24 oder dgl. verdreht
werden kann.
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Nachstehend wir die Funktionsweise des Rohrstopfens beschrieben: Bevor
der Rohrstopfen 4 in seine Betriebslage gebracht wird, wird durch Drehen der Händelschraube
24 der Kolben 10 entgegen der Feder 20 nach innen bewegt. Dabei vergrößert sich
der Abstand zwischen dem Boden 21 des Druckzylinders 9 und dem Bund 12, so daß die
Spannringe 16 unter Wirkung der Ringfeder zusammengezogen werden und ihren geringsten
Außendurchrnesser aufweisen. In dieser Stellung läßt sich die Kolbenstange mit den
Spannringen 16 und den Stützringen 17 in das Rohr 3 einführen bis der Boden 21 des
Drackzylinders 9 dem Öffnungsrand 8 des Rohrs anliegt.
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Fig. 1: In vereinfaater Darstellung einen Längsschnitt durch einen
Wärmetauscher beim Abdrücken und Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungs
form des Rohrstopfensa Der Behälter 1 des Wärmeaustauschers weist einen Rohrböden
2 auf, an welchem die Austauscherrohre befestigt sind In der Zeichnung ist schematisch
ein U-Rohr 3 dargestellt, dessen Öffnungen etwa bündig mit der einen Seite-des Rohrbodens-2
verlaufen. Zum Abdrücken des Austauscherrohrs 3 werden in dessen Öffnungen Rohrstopfen
4, 5 eingesetzt und das von einer Pumpe 6 gelieferte Prüfmedium, zoBs DruckwasserS
über eine Leitung 7 in das Austauscherrohr 3 eingeführt. Die Rohrstopfen und ihre
Befestigung müssen so beschaffen sein, daß sie sich. beim'Prüfdruck zuzüglich eines
Sicherheitszuschlags nicht lösen und nicht leck werden0 In Fig. 2 ist der Rohrstopfen
4 im vergrößerten Maßstab erkennbar. Er besteht im wesentlichen aus einem auf den
Öffnungsrand 8 des Rohrs 3 ansetzbaren Druckzylinder 9, einem darin gleitenden Kolben
10 und einer daran angeordne.ten 7 den Zylinder durchgreifenden Kolbenstange 112
die in das Rohr 3 einführbar ist. Die Kolbens.tange 11 weist einen Bund 12 auf,
in den umfangseitig ein O-Ring 13 als Dichtung eingelegt ist, An der Kolbenstange
11 sind mit 14 bezeichnete Spreizorgane angeordnet, die sich bei Einwirken von Druck
auf den Kolben 10 und damit auf die Kolbenstange 11 aufspreizen und an die Rohrwand
15 kraftschlüssig anlegen.
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Die spreizorgane 14 sind beim wiedergegebenen AsfUhrungsbeispiel ton
geteilten Spannringen 16 gebildet, die mit-geringem