DE2345331C2

DE2345331C2 - Verschlußvorrichtung für Rohrleitungen, insbesondere Pipelines

Info

Publication number: DE2345331C2
Application number: DE19732345331
Authority: DE
Inventors: William Frederick Redbourn Hertfordshire Jones
Original assignee: PREMABERG (GREAT BRITAIN) Ltd LONDON GB
Current assignee: PREMABERG (GREAT BRITAIN) Ltd LONDON GB
Priority date: 1972-09-08
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1982-12-02
Also published as: DE2345331A1; IT1008553B; BE804704A; FR2199275A5; GB1434720A; NL7312360A

Description

F i g. 2 einen der F i g, 1 entsprechenden Längsschnitt für eine zweite Betriebsphase;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Verschlußvorrichtung gemäß F i g. 1 längs der Linie UI-IH in dieser Figur und

F i g. 4 einen Querschnitt durch die Verschlußvorrich- !■jr.s? ?emäß l· i g. ! und 2 längs der Linie IV-IV in F ϊ g. 2.

Die in der Zeichnung gezeigte Verschlußvorrichtung umfaßt einen durch das zu fördernde Medium frei antreibba..-e·} ftnhrrtopfen und eine von außen an der gewünschten Steile einer Rohrleitung anzubringende Betätigungseinrichtung.

Im einzelnen besitzt der Rohrstopfen ein Zentralrohr 1 mit einer aufgeschraubten Kappe 2 am rückwärtigen Ende desselben, d h. an dem in Laufrichtung des Rohrstopfens gesehen hinteren Ende. Das Zentralrohr 1 trägt eine vorde^re und eine hintere Schale 3 bzw. 4; beide Schalen bestehen aus elastomerem Material und dienen normalerweise dem Antrieb des Rohrstopfens unter dem Einfluß der durch die Rohrleitung bzw. Pipeline fließenden Flüssigkeit Der Mitteiteii der beiden Schalen 3, 4 ist im wesentlichen flach und wird jeweiis durch vordere und hintere Ringscheiben 5 und 6 bzw. 7 und 8 gesichert Die vorderen Ringscheiben 7 und 5 besitzen dabei einen größeren Außendurchmesser als die hinteren Ringscheiben 8 und 6. Die Ringscheiben 5 und 6 sind durch Schrauben 9 miteinander verbunden, welche Öffnungen in der Schale 3 durchgreifen, während die Ringscheiben 7 und 8 mittels Schrauben miteinander verbunden sind Die Schrauben 10 besitzen Senkköpfe, die von entsprechenden Senkbohrungen an der Rückseite der hinteren Ringscheibe 8 aufgenommen werden, so daß deren Oberfläche glatt ist bzw. keine Vorsprünge aufweist Die Schale 3 bildet mit den Ringscheiben 5 und 6 sowie den Schrauben 9 eine hintere Dichtung, während die Schale 4, die Ringscheiben 7 und 8 und die Schrauben 10 zu einer vorderen Dichtung gehören. Die hintere Dichtung ist feststehend bezüglich des Zentralrohrs 1 angeordnet, während die genannten Teile der vorderen Dichtung in Längsrichtung des Zentralrohrs verschiebbar sind.

Ein vorderes und ein hinteres Ringelement 11 bzw. 12 werden durch feststehende Hülsen 13,14 und 15 auf dem Zentralrohr vor bzw. hinter der vorderen Dichtung gehalten. Die vordere Dichtung umfaßt ferner ein ringförmiges Dichtungselement 16 aus elastomerem Material, welches in unbelastetem Zustand (Fig. 1) einen winkelförmigen Querschnitt besitzt und zwischen dem hinteren Ringelement 12 und der hinteren Ringscheibe 8 liegt.

Zum Abfangen und Stillsetzen des Rohrstopfens wird mit der Außenseite der Rohrleitung bzw. der Pipeline eine dieselbe vollständig umgebende Hülse 17 verschweißt Danach wsrden in gleichmäßigen Winkelabständen längs des Umfangs Bohrungen bzw. Ventile vorgesehen, durch die verstellbare Betätigungselemente in Form von Stiften 18 in das Innere der Pipeline hineinragen können. Die Spitzen der Stifte 18 werden bei der bevorzugten Ausführungsform, welche die Zeichnung zeigt, durch Kegelstümpfe gebildet, Das vordere Ringelement i 1 und die Ringscheibe 7 sind an ihren einander zugekehrten Flächen jeweils mit Schrägflächen versehen, deren Neigung dem öffnungswinkel der Kegelstümpfe entspricht. Wenn es erwünscht ist, einen Abschnitt einer Pipeline zu reparieren, wird zunächst ein Parallelpfad installiert, um das zu fördernde Medium, beispielsweise Öl, umzuleiten. Danach wird am Beginn der Pipeline ein erster Rohrstopfen eingesetzt. <1ρπ man bis zu einem stromabwärts gek-genen 3*1*. «on Rctäti-Tungselementen vorrücken ',Z-Q;., .■<;- ^:j*.-..ie::nt <^ri inre in Fig. t gezeigte Abfangsteilung ausgefahren werden. Wenn der erste Rohrstopfen gefangen ist, d. n. wenn si\'h die Schrägfläche der Ringscheibe 7 an die Enden der Stifte IS anlegt, werden die Stifte in ihre in Γ i g. 2 gezeigte Verriegelungsstellung ausgefahren, wobei ciis konischen Stiftenden an den Schrägflächen der Ringscheibe 7 und des vorderen Ringelementes 11 entlanggleiten. Hierduich wird die vordere Dichtung nach hinten verschoben, wodurch das Dichtungselement i6 zwischen der Rückseite der Ringscheibe 8 und der Vorderseite des hinteren Ringelementes 12 zusammengepreßt wird Der in Längsrichtung der Pipeline bzw. des Rohrstopfens auf die Vorderseite der vorderen Dichtung ausgeübte Druck führt zu einer Ausdehnung des Dichtungselementes 16 in radialer Richtung. Hierdurch wird wiederum der Rand bzw. der Umfangsbereich der Schale 4 fester gegen die Innenwand der Pipeline gedrückt, wodurch der Rand der Schale 4 vollständv: dichtend gegen die Innenwand der Pipeline angelegt wi:d und wodurch der Rohrstopfen in seiner Lage verriegelt wird. In diesem Betriebszustand liegen die Enden der Stifte 18 an der Hülse 14 an.

Durch die beschriebenen Maßnahmen ist es möglich, eine Pipeline bzw. eine Rohrleitung abzudichten. Wenn es erwünscht ist, einen Abschnitt einer Pipeline trocken zu legen, wird nunmehr am Anfang der Pipeline ein zweiter Rohrstopfen in dieselbe eingebracht, welcher zunächst von einem zweiten Satz von Betätigungselementen bzw. Stiften abgefangen wird, die stromaufwärts von dem ersten Satz von Betätigungselementen in ihrer Abfangsteilung (Fig. 1) gebracht werden. Zur Regelung der Geschwindigkeit des zweiten Rohrstopfens kann dabei die Strömung in dem Parallelpfad in dem erforderlichen Umfang gedrosselt werden. Wenn der zweite Rohrstopfen abgefangen ist, werden die Betätigungselemente des zweiten Satzes in ihre Verregelungsstellung (F i g. 2) gebracht, wodurch der zu reparierende Abschnitt von der übrigen Pipeline getrennt wird Danach kann dann eine Druckentlastung des abgetrennten Abschnittes zwischen den beiden Sätzen von Betätigungselementen erfolgen, nachdem zuvor geprüft wurde, daß durch die aufgespreizten Dichtungen eine einwandfreie Dichtwirkung erzielt wurde. Der isolierte Abschnitt kann dann aufgetrennt und repariert oder ersetzt werden.

Wenn die Reparaturarbeiten an dem isolierten Abschnitt beendet sind, kann er mit dem vollen Arbeitsdruck geprüft werden, solange die Rohrstopfen noch verriegelt sind.

Bei vollem Arbeitsdruck in dem zuvor isolierten Abschnitt jnd bei voll geöffnetem Parallelpfad werden schließlich zunächst die stromabwärts und dann die stromaufwärts gelegenen Betätigungselemer.le voll zurückgezogen, so daß die Stopfen nunmehr längs der Pipeline zu einer En'.nahmeschleuse weiterwandern können. Danach we^rdi.i riie Betätigungselemente bzw.

Stifte durch die Ventile rerausgezogen, die öffnungen in dem Fitting werden durch Stopfen verschlossen und die Ventile werden zum Zwecke einer erneuten Verwendung zurückerhalte:!.

Es sind zahlreich? Modifikationen bezüglich des hier betrachteten Aio.i'iiiungsbeispiels möglich, insbesondere können αιε Betätigungselement? mit einer dickervorrichtung "erbunden sein, welche wählend des Fest!. gens der Rohrstopfen eine gesteuerte Sickerströmung

aus dem isolierten Abschnitt der Pipeline ermöglicht. Darüber hinaus ist es auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Spitzen der Betätigungselemente bzw. Stifte als Kegelstümpfe ausgebildet sind. Insbesondere kann es günstig sein, anstelle eines Kegelstumpfes eine konvexe Oberfläche vorzusehen und damit sicherzustellen, daß nur ein Teil des Betätigungselementes im Kontakt mit der Ringscheibe 7 bzw. dem Ringelement 11 steht, da in diesem Falle auf genau übereinstimmende Winkel des Konus einerseits rind der Schrägflächen andererseits verzichtet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verschlußvorrichtung für eine Rohrleitung, insbesondere eine Pipeline, mit einem durch den Druck eines zu fördernden Mediums in der Rohrleitung frei antreibbaren Rohrstopfen mit einer Dichtung, die längs ihres Umfangs normalerweise der Innenseite des Rohres benachbart ist und die durch Kompression in Längsrichtung zwischen einem feststehenden und einem in Längsrichtung relativ dazu beweglichen Rohrstopfenteil in radialer Richtung aufspreizbar und mit ihrem Umfang dichtend an die Innenseite der Rohrleitung anlegbar ist, und mit einer an der Rohrleitung vorgesehenen, nicht mit dem Rohrstopfen verbundenen Betätigungseinrichtung, durch die ein Annähen des Rohrstopfens an einer abzudichtenden Stelle der Rohrleitung und ein Aufspreizen der Dichtung desselben herbeiführbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Betätigungseinrichtung ein an der abzudichtenden Stelle der Rohrleitung in das Innere derselben hineinragendes, aus einer Auffangstellung radial nach innen in eine Ausspreizstellung bewegbares, als Anschlag zum Abfangen des Rohrstopfens dienendes Betätigungselement (18) aufweist, und daß der Rohrstopfen derart ausgebildet ist, daß eine Relativbewegung zwischen den beiden Rohrstopfenteilen (7, 12) zum Aufspreizen der Dichtung (4) direkt durch die Bewegung des Betätigungselementes (18) aus seiner Auffangstellung in seine Aufspreizstel'.ung herbe^;führba- ist.

2. Versenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß eines der relativ zueinander beweglichen Teile (7) bezüglich einem feststehenden Element (11) zu Relativbewegungen befähigt ist, und daß die einander zugewandten Oberflächen der beiden letztgenannten, relativ zueinander beweglichen Teile (7,11) einen solchen Abstand voneinander besitzen, daß zwischen sie ein Betätigungselement (18) einbringbar ist, welches das eine Teil (T) von dem anderen Teil (11) wegdrückt.

3. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Oberflächen der beiden Teile (7, 11) mit sich in radialer Richtung nach außen öffnenden Schrägflächen versehen sind.

4. Verschlußvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchn esser des zu Relativbewegungen befähigten Teils (7) größer ist als der Außendurchmesser des feststehenden Teils (11).

5. Verschlußvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Dichtung zwei Dichtungselemente (4, 16) aufweist,

daß eines der Dichtungselemente eine Schale (4) mit einem elastisch verformbaren Rand ist, und daß das ändere Dichtungselement ein elastisch verformbares, durch einen axial wirkenden Druck radial aufspreizbares Dichtungselement (16) ist, welches innerhalb der Schale (4) angeordnet ist

Die Erfindung betrifft eine VerschluQvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Verschlußvorrichtung ist aus der US-PS 34 95 626 bekannt. Die bekannte Verschlußvorrichtung besitzt einen Rohrstopfen mit batteriegetrie benen Antriebseinrichtungen zum Herbeiführen der erforderlichen Relativbewegungen zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Rohrstopfenteil. Außerdem besitzt die bekannte Verschlußvorrichtung als Be- standteil des Rohrstopfens eine Steuerung, welche ihrerseits durch eine Betätigungseinrichtung aktivierbar ist, welche auf der Außenseite des Rohres vorgesehen und nicht mit dem Rohrstopfen verbunden ist, wobei als Betätigungseinrichtung speziell eine Strahlungsquelle

•5 erwähnt ist, welcher ein berührungslos arbeitender Detektor am Rohrstopfen zugeordnet ist

Nachteilig an der bekannten Verschlußvorrichtung ist es, daß diese wegen der zum Rohrstopfen gehörigen Antriebseinrichtungen einschließlich der zugehörigen Steuerung und der Batterie relativ kompliziert, teuer und störanfällig ist Außerdem muß der Rohrstopfen der bekannten Verschlußvorrichtung im Kriechgang an die gewünschte Reparaturstelle herangeführt werden, wozu der Rohrstopfen noch ein besonderes steuerbares Ventil aufweisen muß, wobei bereits geringfügige Unterschiede im Ladezustand der Batterie des Versorgungsteils, in der Temperatur des zu fördernden Mediums und in der Oberflächenbeschaffenheit der Dichtung einerseits und der Innenwand des Rohres andererseits genü- gen, um erhebliche Unterschiede in der Laufstrecke zu bewirken, die der Rohrstopfen nach Ansteuerung von außen noch zurücklegt Ein Vorteil der bekannten Verschlußvorrichtung besteht dagegen darin, daß der Rohrstopfen durch das zu fördernde Medium frei an treibbar ist Andere bekannte Verschlußvorrichtungen wie sie beispielsweise in der US-PS 31 44 880 beschrieben sind, benötigen dagegen von außen zugängliche Betätigungseinrichtungen, die direkt mit dem eigentlichen Rohrstopfen verbunden sind, so daß dieser nur über

•40 eine eng begrenzte Strecke in eiue Rohrleitung vorschiebbar ist

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußvorrichtung mit einem frei antreibbaren Rohrstopfen anzugeben, bei der ein Abfangen des Rohrstopfens und ein Aufspreizen seiner Dichtung ohne komplizierte elektrische Betätigungs- und Steuereinrichtungen möglich ist

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Verschlußvorrich'.ung mit den Merkmalen des Kennzei chenteils des Anspruchs 1 gelöst

Der besondere Vorteil der Verschlußvorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Abfangen des Rohrstopfens und das Aufspreizen seiner Dichtung mit einer einfachen mechanischen Betätigungseinrich tung ermöglicht wird, wobei gleichzeitig eine erhebliche Vereinfachung des Rohrstopfens selbst erreicht wird, und wobei noch hinzukommt, daß der Rohrstopfen der erfindungsgemäßen Verschlußvorrichtung schneller und sicherer positioniert und dichtend festgelegt werden kann als der eingangs detailliert beschriebene, wesentlich kompliziertere vorbekannte Rohrstopfen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. Im folgenden wird ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfin dung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Verschlußvorrichtung gemäß der Erfindung, und zwar für eine erste BetriebsDhase: