DE2259429A1

DE2259429A1 - Kupplung zum loesbaren anschluss eines ineinanderliegenden doppelschlauchsystemes an ein geschlossenes containment

Info

Publication number: DE2259429A1
Application number: DE2259429A
Authority: DE
Inventors: Gustav Kunz; Carl Dipl Ing Leichsenring
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1972-12-05
Filing date: 1972-12-05
Publication date: 1974-06-06
Also published as: US3897089A; FR2209067A1; FR2209067B3; GB1399036A; DE2259429C2

Description

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 1. Dezember 1972

'KERNFORSCHUNG MBH PLA 72/69 Sdt/Ku.

Kupplung zum lösbaren Anschluß eines ineinanderliegenden Doppelschlauchsystemes an ein geschlossenes Containment

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum lösbaren Anschluß eines ineinanderliegenden DoppeIschlauchsystemes an ein geschlossenes Containment, bestehend aus voneinander lösbaren Kupplungsteilen mit, freiem Durchgang für den inneren Schlauch, von denen ein Teil am äußeren Schlauch und ein anderes Teil am Containment befestigt·ist.

Solche Kupplungen werden für den Umgang mit radioaktiven Materialien bei der sog. α-Technik benötigt. Mit dieser α -Technik müssen α- · und ß-Strahler, z.B. Plutonium, gehandhabt werden. Ein wichtiges Merkmal der α-Technik besteht in der Aufrechterhaltung eines doppelten Containments, d.h. einer doppelten Sicherheitshülle zwischen α -Strahler und Bedienungspersonal. Solche doppelten Hüllen werden durch dichte Geräte, die in weitere dichte Boxen gestellt werden, gebildet. Zwischen solchen Boxen sind nun Verbindungen notwendig, über welche radioaktive Flüssigkeiten,Gase oder dergl. von Box zu Box transportiert werden. Diese Verbindungen bestehen aus Doppel-., Schläuchen, d.h. aus einem ineinanderliegenden Schlauchsystem, welches von einem äußeren und einem inneren Schlauch gebildet wird.

- ■ . - 4O9823/0SB7 ■

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine Kupplung bzw. ein Anschlußorgan für einen derartigen Doppelschlauch zu schaffen, mit welcher dieser an eine Box oder an ein anderes Gerät auf einfache Weise an- bzw', abgekuppelt werden kann. Es soll sich dabei um eine sichere Einrichtung , welche vor allem zur Handhabung von Plutoniumoder Transuran-Lösungen geeignet ist, handeln, bei welcher.die Gefahr einer Umgebungskontamination weitgehend beseitigt ist.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung besteht bei einer Kupplung der eingangs beschriebenen Art darin, daß in den freien Durchgang der Kupplung vom Innenraum des Containmentes her ein zweigeteilter Stopfen einschiebbar ist, dessen Trennflächen in der Ebene der Trennflächen der Kupplung gelegen sind und auf welchem zwei· stirnseitig aneinandergepreßte, ringförmige Weichdichtungen zwischen Stopfenaußenseite und -Innenseite des freien Durchgangs aufgesetzt sind, zwischen welchen der Stopfen von der Containmentseite her in zwei Hälften trennbar ist, wobei diese Dichtungen je für sich mittels an den Berührungsflächen der beiden Stopfenhülsen angebrachten, radial pfit schrägen* Anlaufflächen herausragenden Nasen durch Axialkräfte radial aufweitbar sind. Durch eine solche Ausbildung kann die gesamte Kupplung mit Außenteil und Stopfen in zwei Hälften zerlegt werden, wobei die beiden Stopfenhälften jeweils die offenen Seiten des äußeren Schlauches bzw.

der daran sitzenden äußeren Kupplung verschließen,

auch wenn diese äußere Kupplung getrennt ist. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung gemäß der Aufgabenstellung besteht darin, daß zwischen der die Dichtung stützenden Büchse und der Federhülse eine Druckfeder zur Erzeugung der radialen Dichtungskraft in der einen Dichtung angeordnet ist und daß zwischen der Gewindespannhülse und der Führungsbüchse ein Schraubenbolzen zur Erzeugung der radialen Dichtungskraft der anderen Dichtung durch einfaches Verdrehen einer Hülsenmutter auf diesem Bolzen angeordnet ist. Durch diesen Bolzen wird es nun möglich, vom Innenraum des Containments her durch einfaches Drehen an dem Bolzen bzw. an einer Hülsenmutter Dichtungskräfte an den beiden innenliegenden Dichtungen in radialer, sowie in axialer Richtung zu erzeugen. Zur Erzeugung dieser axialen Dichtungskraft wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Bolzen

409823/0657 ~³'

mittels eines auf ihm angebrachten GewindeStückes in die Federhülse einschraubbar ist, daß zwischen dem Bolzen und der Gewinde spannhülse eine weitere Druckfeder sitzt, die somit über den Bolzen und die Hülse eine axiale Dichtungskraft zwischen den Stirnflächen der Dichtungen erzeugen kann. Zur Lösung dieser Dichtungskraft ist der Bolzen mit seinem Gewinde stück in die andere Gewinde spannhülse, d.h.. in ein anderes Gewinde einschraubbar, wodurch der axiale Dichtungsdruck zwischen den beiden Dichtungen weggenommen wird und eine Trennung der Teile des Verschluß Stopfens in zwei Elemente ermöglicht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren 1-4 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die geschlossene Kupplung mit eingesetztem Verschlußstopfen

Fig. 2 die geschlossene Kupplung mit entnommenem Verschlußstopfen · und mit einem in den freien Durchgang der Kupplung eingeführten Medienschlauch als innerem Containment des Doppel-

» schlauchsystemes

Fig. 3 die Kupplung mit eingesetztem Verschlußstopfen gemäß Figur 1 in getrenntem Zustand

Fig. 4 den vergrößerten Ausschnitt "A" von Fig. 1

In der Fig.1 ist die Kupplung für den äußeren Schlauch sowie der darin eingebaute Stopfen im Längsschnitt dargestellt. Der äußere Schlauch des Doppelschlauchsystems ist mit Hilfe der äußeren Kupplungsteile, die aus dem äußeren Flansch 21, dem Verriegelungsstück 22, der Verschiebehülse 23, dem inneren Flansch 24 sowie der Mutter 25 bestehen, an der Wandung 27 des Containmentraumes 26 befestigt. Die Abdichtung des inneren Flansches 24 an der Containmentwandung 27 erfolgt mit Hilfe der Dichtung 28. Die dargestellte Kupplung ist in üblicher Weise durch Verschieben der Verschiebehülse 23 auf dem Verriegelungsstück 22 lösbar. Die benannten Kupplungsteile 21 bis 25 weisen einen zentrisch gelegenen, freien Durchgang 2o auf, der die gesamte.Kupplung vom äußeren Schlauch 33 bis in den Innenraum 26 des Containments durchsetzt.

409823/0657

-4-

In den freien Durchgang 20 ist nun ein mehrteiliger Stopfen im Innenraum des Containments 26 her eingeschoben. Dieser Stopfen besteht im wesentlichen aus zwei Teilegruppen, von denen die innere aus der Federhülse 2, der darumliegenden Büchse 4, der zwischen beiden angeordneten Druckfeder 8 und der auf der Federhülse 2 neben der Büchse 4 angebrachten Gummidichtung 7a besteht. Der äußere Teil des Stopfens wird durch die Gewindespannhülse 3, die Führungsbüchse 5, die Hülsenmutter 6, sowie die Gummidichtung 7b gebildet. Dabei ist die Führungsbüchse 5 ebenfalls um die Gewindespannhülse 3 herum angeordnet, sowie die Dichtung 7b in ähnlicher Weise wie die Dichtung 7a auf diese Gewindespannhülse 3 aufgebracht. Die Hülsenmutter 6 ist auf die Gewindespannhülse 3 aufgeschraubt und stützt sich an einem Bund der Führungsbüchse 5 ab, so daß bei einem Verdrehen der Hülsenmutter 6 Gewindespannhülse 3 und Führungsbüchse 5 gegeneinander bewegt werden. Das die beiden Stopfengruppen 2, 4, 8, 7a bzw. 3, 5, 6, 7b verbindende Zwischenglied wird durch den Schraubenbolzen 1 gebildet. Der Schraubenbolzen 1 weist an seinem äußeren Ende einen Sechskantmutternkopf 35 auf, auf welchen ein zylindrischer Teil 36 folgt. Daran anschließend sitzt der zylindrische mit kleinerem Durchmesser, sowie das Gewindestück 34 und das Abschlußstück 38. In der gezeichneten Darstellung ist das Gewindestück 34 in der Federhülse 2 eingeschraubt. Zwischen dem Sechskantkopf 35 des Schraubenbolzens 1 und der inneren Stirnseite der Gewindespannhülse 3 ist eine Druckfeder 9 geschaltet, mittels welcher die Gewindespannhülse 3 und die Federhülse 2 über das Gewindestück auf dem Schraubenbolzen 1 gegeneinander gedruckt werden. Durch die Nocken 16 bzw. die Nuten 17, die an den Stirnseiten der Teile 2 und angebracht sind, wird eine lösbare Verdrehsicherung ermöglicht. Mittels der Druckfeder 9 werden somit auch die beiden Dichtungen 7a und 7b mit ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten gegeneinander gedruckt, so daß ein lediglich linienförmiger abgedichteter Spalt in der Trennfläche 29 des Stopfens entsteht.

Der aus den soeben beschriebenen Teilen bestehende Stopfen ist in die äußere Kupplung so eingebaut, daß diese Trennfläche 29 des Stopfens genau in der Trennebene 3o der äußeren Kupplungsteile 21 bis 25 zu liegen kommt. In dieser Position befinden sich die Gummidichtungen 7a und 7b zwischen den Außenseiten 31 der inneren Stopfenteile 2 bzw. 3 und der Innenseite 32 des freien Durchganges 20 der

409823/0657

—5 —

äußeren Kupplungsteil.

Der Schraubenbolzen 1 dient somit zur Verbindung und Aufnahme aller Einzelteile des Verschlußstopfens beim Einschrauben des kompletten Stopfens in die geschlossene Kupplung. Wird nun der Schraubenbolzen gelöst, so drückt die Druckfeder 8,-die auf der Federhülse 2 gleitet und mit dem Sprengring 12 gehalten wird-, über die Büchse 4 die Gummidichtung 7a zusammen. Unterstützt wird dieses Zusammendrücken durch die Nase 18, die an der vorderen Stirnseite der Federhülse 2 aufgesetzt ist. Durch die radiale Verformung der Gummidichtung 7a wird nun die bewegliche Kupplungshälfte abgedichtet und gleichzeitig das innere Stopfenteil festgeklemmt.

Die Führungsbüchse 5 des äußeren VerschlußStopfenteiles wird in den inneren Flansch 24 der äußeren Kupplung eingeschraubt. In dieser Führungsbüchse 5, die durch eine Nut sowie den dazugehörigen Stift gegen Verdrehen gesichert ist, gleitet die Gewindespannhülse 3 mit der Gummidichtung 7b an ihrem inneren Ende. Durch Anziehen der Hülsenmutter. 6 wird die Dichtung 7b, in gleicher Weise wie die'auf der anderen Seite gelegenen Dichtung 7a, mittels der Nasen 19 an der Spannhülse 3 zusammengedrückt, wodurch die feste Kupplungshälfte, die aus dem inneren Flansch 24 sowie der Mutter 25 gebildet ist/ verschlossen wird. Dabei sorgt der O-Ring 10 für die Abdichtung am Schraubenbolzen 1.

Das Trennen des gesamten VerschlußStopfens erfolgt durch Drehen an der Sechskantmutter 35, wobei Gewindestück 34 des Schraubenbolzens aus dem Gewinde der Federhülse 2 herausgeschraubt wird und in das Gewinde 39 der Gewindespannhülse 3 eingeschraubt wird. Dadurch wird die Druckfeder 8 zur Wirkung gebracht, das heißt, zylindrische Abschlußstück 38 des Schraubenbolzens 1 bewegt sich aus der Büchse .4 heraus und klemmt diese durch Aufweiten der Dichtung 7a im freien Durchgang 20 fest. Danach kann die äußere Kupplung getrennt werden, es trennt sich dabei auch der Stopfen in zwei Hälften auf, wobei durch die Dichtung 7a der innere Stopfenteil im freien Durchgang 20 und die Dichtung 7b der äußere Teil des Stopfens in diesem* freien Durchgang abgedichtet und festgehalten· wird. Dieser aufgetrennte Zustand ist in der Figur 3 dargestellt.

409823/0657

—6—

Befindet sich der Verschlußstopfen in dem, in der Figur 1 gezeichneten Zustand, d.h. die Dichtungen 7a und 7b sind radial entspannt und nur axial mit ihren Stirnseiten zusammengepreßt so kann er durch Herausschrauben der Führungsbüchse 5 aus dem inneren Flansch 24 der äußeren Kupplung vollständig herausgeschraubt und herausgezogen werden. Damit ist der freie Durchgang 20 vom äußeren Schlauch 33 bis in das Innere des Containments 26 geöffnet. In diesem Zustand kann nun der innere Schlauch, d.h. der Medienschlauch 15 in die Kupplung eingeschoben werden. Dieser Medienschlauch 15 verbindet zwei in getrennten Boxen aufgestellte Geräte miteinander und wird in dem Schutzschlauch, dem äußeren Schlauch 33 geführt. Durch die Andruckschraube 13 wird der Gummidichtungsring 14 zwischen Medienschlauch und freiem Durchgang 20 der Kupplung so gequetscht, daß der Luftspalt zwischen diesem Medienschlauch 15 und dem inneren der Kupplung abgedichtet ist. Dieser Betriebszustand mit Medienschlauchführung in der geschlossenen Schnellkupplung mit angeschlossenem äußeren Schlauch 33 ist in der Figur 2 dargestellt.

Im folgernden werden.die Bedienungsschritte für die Betätigung der Kupplung noch einmal kurz zusammengefaßt:

1) Lösen der Andruckschraube 13

2) Herausziehen des Medienschlauches 15 aus dem freien Durchgang

3) Einschrauben des Verschlußstopfens in den inneren Flansch

4) Verspannen der inneren Dichtung 7a durch Verdrehen des Schraubenbolzens 1 am Sechskant 35

5) Verspannen der Dichtung 7b durch Verschrauben der Hülsenmutter auf der Gewindespannhülse 3

6) Weiterdrehen des Schraubenbolzens 1 bis das Gewindestück 34 in das Gewinde 39 der Gewindespannhülse 3 eingeschraubt ist

7) Trennen der äußeren Kupplung durch Verschieben der Verschiebehülse 23

8) Der äußere Schlauch 33 ist vom Containment 27 bzw. 26 abgekuppelt, der freie Durchgang 20 sowie am Schlauch als auch am Containment abgedichtet.

-7-

409823/0657

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beim Umgang mit Substanzen, die eine hohe öC -Aktivität aufweisen, die Gefahr der Umgebungskontamination, wenn diese Stoffe aus oder zwischen O^ -dichten Boxen transportiert werden, auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Erfindung ermöglicht dabei in vorteilhafter Weise die sichere Förderung von Lösungen dieser Stoffe über Schläuche,und gestattet dabei das saubere Abkuppeln dieser Schlauchverbindungen. Durch das erfindungsgemäße System Doppelschlauch - Schnellkupplung Verschlußstopfen wird ein sehr sicheres System zur. Handhabung von Transuranlösungen unter Benutzung sehr einfacher und allgemein gebräuchlicher Bauteile, wie Schläuche und Kupplungen, geschaffen.

—8—

409823/0657

Claims

GESELLSCHAFT FÜR Karlsruhe, den 1. Dezember 1972 KERNFORSCHUNG MBH PLA 72/69 Sdt/Ku. Patentanspr üche:

1. Kupplung zum lösbaren Anschluß eines ineinanderliegenden Doppelschlauchsystemes an ein geschlossenes Containment, bestehend aus voneinander lösbaren Kupplungsteilen mit freiem Durchgang für den inneren Schlauch, von denen ein Teil am äußeren Schlauch und ein anderes Teil am Containment befestigt ist,- dadurch gekennzeichnet, daß in den freien Durchgang (20) der Kupplung (21, 22, 23, 24, 25) vom Innenraum (26) des Containmentes (27) her ein zweigeteilter Stopfen (1, 2, 4, 3, 5) einschiebbar ist, dessen Trennfläche (29) in der Ebene der Trennflächen (30) der Kupplung (21, 22, 23, 24, 25) gelegen ist und auf welchen zwei stirnseitig aneinandergepreßte, ringförmige Weichdichtungen (7a bzw. 7b) zwischen Stopfenaußenseite (31) und -innenseite (32) des freien Durchganges (2o) der Kupplung aufgesetzt sind, zwischen welchen der Stopfen (1, 2, 3, 4, 5) von der Containmentseite (26) her in zwei Hälften (2, 4 bzw. 3, 5) trennbar ist, wobei diese Dichtungen (7a bzw. 7b) je für sich mittels an den Berührungsflächen der beiden Stopfenhülsen (2 bzw. 3) angebrachten, radial mit schrägen Anlaufflächen herausragenden Nasen (18 bzw. 19) durch Axialkräfte radial aufweitbar sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Dichtung (7a) stützenden Büchse (4) und der Federhülse (2) eine Druckfeder (8) zur Erzeugung der radialen Dichtungskraft in der Dichtung (7a) angeordnet ist und daß zwischen der Gewindespannhülse (3) und der Führungsbüchse (5) ein Schraubenbolzen (1) zur Erzeugung der radialen Dichtungskraft der anderen Dichtung (7b) durch Verdrehen der Hülsenmutter (6) auf diesem Bolzen (1) angeordnet ist.

-9-

409823/0657

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, · daß der Bol2en (1) mittels eines auf ihm angebrachten Gewindestückes (34) in die Federhülse (2) einschraubbar ist und daß zwischen Bolzen (1) und Gewindespannhülse (3) eine weitere Druckfeder (9) sitzt, die somit über Bolzen (1) und die Hülse (2 bzw. 3) eine axiale Dichtungskraft zwischen den Stirnflächen der Dichtungen (7a bzw.7b) erzeugt.

4. Kupp^ng nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (1) mit seinem Gewindestück (34) in die Gewindespannhülse (3) zur Trennung der beiden Hälften (2, 4 bzw. 3, 5) einschraubbar ist.

409823/06 57