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Nachträglich an eine Rohrleitung anbringbare Anschluß-
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armatur" Die Erfindung betrifft eine nachträglich an eine Rohrleitung
anbringbare Anschlußarmatur mit einem von außen dichtend an der Rohrleitung befestigbaren
Anbohrstutzen, durch welchen nach dem Anbringen der Anschlußarmatur an die Rohrleitung
ein Loch in die gegebenenfalls unter Druck stehende Rohrleitung gebohrt werden kann
und dessen Ende nach dem Bohren verschlossen werden kann, mit einem seitlich vom
Anbohrstutzen abgehenden Abgang für die anzuschließende Leitung
und
mit von außen betätigbaren Einrichtungen zum Absperren des Stutzens gegen die Rohrleitung
nach dem Anbohren und zum Absperren des seitlichen Abgangs.
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Derartige Anschlußarmaturen, die je nach der Art ihrer Befestigung
an der anzubohrenden Rohrleitung beispielsweise als Anschlußschellen oder Ans chlußkupp
lungen bezeichnet werden, besitzen normalerweise zur Befestigung an der Rohrleitung
eine entsprechende Schellen-, Muffen- oder Kupplungsanordnung, mit welcher sie zunächst
fest an der Rohrleitung angebracht werden. Der Anbohrstutzen erstreckt sich normalerweise
radial zur anzubohrenden Rohrleitung. Durch ihn wird zunächst bei verschlossenem
Abgang für die anzuschliessende Leitung die vielfach unter Druck stehende Rohrleitung
angebohrt. Danach wird der Stutzen gegen die Rohrleitung abgesperrt und das nunmehr
nicht von dem Leitungsinhalt durchströmte freie Ende des Stutzens wird dauerhaft
und dicht verschlossen. Die Einrichtungen zum Absperren des Stutzens gegen die Rohrleitung
und zum Absperren des seitlichen Abgangs bestehen bei der der Erfindung am nächsten
kommenden Ausführungsform der bekannten Armaturen aus einer gesonderten Absperreinrichtung
im Stutzen, die sich im Bereich zwischen der anzubohrenden Rohrleitung und dem Abgang
befindet. Diese Abschlußeinrichtung ist normalerweise nur zur einmaligen Betätigung
bestimmt, nämlich zum Abschließen der ganzen Armatur
nach dem Anbohren,
damit der Anbohrstutzen oben verschlossen werden kann. Danach wird dieser Abschluß
wieder geöffnet. Er bleibt während des ganzen Betriebes der Anschlußarmatur offen.
Zum Abschließen des freien Endes dient normalerweise ein Ventil- oder Hahnoberteil,
durch welches eine Ventilspindel in den Anbohrstutzen ragt, die mit einem im Anbohrstutzen
zwischen dem Abgang und der Anbohrstelle vorgesehenen Ventilsitz zusammenwirkt.
Nach dem öffnen der nur einmal zu betätigenden Absperreinrichtung kann dann mittels
des eingebauten Ventils der Abgang je nach Bedarf gesperrt oder geöffnet werden.
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Diese bekannten Anschlußarmaturen sind in funktioneller Hinsicht einwandfrei.
Sie sind jedoch insofern nachteilig, als der Gestehungsaufwand für dieselben im
Hinblick auf die erforderliche Ventilausrüstung mit Ventilsitz, Ventilteller, Ventilspindel,
Ventiloberteil und entsprechenden Dichtungsmitteln aufwendig ist. Ein weiterer erheblicher
zusätzlicher Gestehungsaufwand liegt in der nur für Einmalgebrauch bestimmten zusätzlichen
Abdichtvorrichtung zwischen dem Abgang und der Anbohrstelle, welche das Einsetzen
des Ventils in das obere oder freie Ende des Anbohrstutzens auch bei unter Druck
stehender angebohrter Rohrleitung erlaubt.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Anschlußarmaturen liegt
schließlich
darin, daß bei diesen während des Anbohrens der Abgang nicht abgesperrt ist, so
daß in den Abgang Späne eintreten können. Diese Späne führen dann vielfach zu Beschädigungen
der Ventildichtung in über den Abgang versorgten Auslaßventilen.
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Die Erfindung schafft eine mit geringem Aufwand herstellbare Anschlußarmatur
der eingangs umrissenen Art, welche es erlaubt, während des Anbohrens den Abgang
abzusperren und nach dem Anbohren den Anbohrstutzen abzusperren, so daß dessen freie
Öffnung auch bei unter Druck stehender angebohrter Leitung sicher verschlossen werden
kann. Das ganze wird mit Hilfe eines einzigen alternativ den Anbohrstutzen oder
den Abgang sperrenden Elementes erreicht. Die Anschlußarmatur gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtungen von einer Ventilklappe
gebildet sind, die in einer ihrer beiden Endlagen das freie Ende des Anbohrstutzens
und in der anderen den Abgang sperrt.
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Dem Grunde nach ist es möglich, daß die Ventilklappe in einer ihrer
Endlagen mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, welcher auf der der Anbohrstelle zugewandten
Seite der Klappe sitzt. Bevorzugt wird es jedoch, daß in beiden Endlagen der Klappe
der Ventilsitz auf der der Anbohrstelle abgewandten Seite der Klappe sitzt. Das
hat den
Vorteil, daß in beiden Endlagen gegebenenfalls in der angebohrten
Leitung vorhandener Druck die Klappe gegen den Ventilsitz preßt.
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Die Klappe kann je nach der gewählten Konstruktion um unterschiedlich
in bezug auf den Stutzen und den Abgang liegende Achsen schwenkbar sein. So kann
beispielsweise die Schwenkachse der Klappe parallel zu der Ebene durch die Achsen
des Anbohrstutzens und des Abgangs im Abstand von dieser Ebene parallel zu einer
der beiden Winkelhalbierenden des Winkels zwischen der Achse des Stutzens und des
Abganges verlaufen.
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Bevorzugt wird hier die Winkelhalbierende auf der der Anbonrstelle
abgewandten Seite des Abgangs.
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Bevorzugt wird es jedoch, daß die Klappe um eine auf der Ebene durch
die Achsen des Stutzens und des Abgangs senkrechte in dem der Rohrleitung abgewandten
Winkel zwischen dem Stutzen und dem Abgang liegende Achse schwenkbar ist.
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Eine derartige Anordnung erlaubt insbesondere eine relativ leichte
Betätigung der Klappe von außen von der Anbohrrchtung her.
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Hierbei ist die Klappe vorteilhaft mittels einer Gewindespindel verstellbar,
die an einer die Klappe über deren Schwenkachse hinaus verlängernden Hebelanordnung
angreift.
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Bevorzugt ist die Ausbildung so getroffen, daß die Gewindespindel
axial unverschiebbar in der Armatur gelagert ist und eine Mutter trägt, die mittels
zweier Zapfen in Führungsschlitze zweier die Hebelanordnung bildender Hebel eingreift.
Es versteht sich, daß in der Regel die Anschlußarmatur für die erfindungsgemäße
Klappenanordnung meist zweigeteilt ausgebildet sein muß. So hat sie bei der eben
beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beispielsweise einen gesonderten Deckel
der nicht nur die Spindellagerung und deren Abdichtung trägt, sondern außerdem auch
ein Verschlußelement für die freie öffnung des Anbohrstutzens.
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Eine andere, ebenfalls vorteilhafte Ausbildung zeichnet sich dadurch
aus, daß die Schwenkachse der Klappe parallel zur Achse des Stutzens verläuft, daß
die Ebene der Klappe um einen Winkel von etwa 40-500>vo'zugsweise 450 gegen die
Schwenkachse geneigt ist und daß der Abgang winkelförmig in den Stutzen einläuft,
wobei sich der Weg der Ventilklappe zwischen ihren Endlagen durch den winkelförmigen
Bereich erstreckt.
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Das erlaubt eine besonders einfache Betätigung mit Hilfe einer die
Klappe tragenden parallel zur Anbohrrichtung verlaufenden Welle oder Spindel. Eine
derartige Ausbildung kommt mit besonders wenig spanabhebender Bearbeitung der Anschlußarmatur
aus.
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In allen Fällen wird es bevorzugt, daß die Ventilsitze und
die
Ventilklappe keine mechanische Bearbeitung aufweisen.
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Zu diesem Zweck können beispielsweise in die Ventilsitze Ringnuten
eingegossen sein, in welche O-Ringe aus gummielastischem Material eingelegt sind,
die dann mit der gegossenen Oberfläche der Ventilklappe dichtend zusammenwirken.
Bevorzugt wird es jedoch, daß die Ventilklappe einen Überzug aus gummielastischem
Material aufweist, welcher mit den gegossenen Oberflächen der Ventilsitze dichtend
zusammenwirkt. Bei einer solchen Ausbildung wird vorteilhaft der Überzug aus gummielastischem
Material direkt auf die Ventilklappe aufvulkanisiert, so daß eine einwandfreie Verbindung
entsteht.
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Nachfolgend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand
der Zeichnungen als erläuterndes Beispiel beschrieben; eine weitere vorteilhafte
Ausführungsform ist im Prinzip ebenfalls erläutert.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Anschlußarmatur gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel in der Ebene durch die Achsen des Anbohrstutzens und des Abgangs.
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Fig. 2 zeigt den Schnitt II-II durch den oberen Teil von Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt den Schnitt III-III aus Fig. 2 längs der Dichtungsebene
zwischen dem Armaturendeckel und der Armatur.
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Fig. 4 zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform der Anschlußarmatur
gemäß dem Schnitt IV-IV aus Fig. 5.
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Fig. 5 zeigt den Schnitt V-V aus Fig. 4.
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Fig. 6 zeigt den Schnit VI-VI aus Fig. 4.
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In Fig. 1 bis 3 ist als Ausführungsbeispiel eine Anschlußarmatur gezeigt,
deren aus Grauguß oder Sphäroguß bestehender Hauptkörper 1 zwei Klauen 2 aufweist,
an welchen eine Befestigungsschelle zum Befestigen des Hauptkörpers 1 an der anzubohrenden
Rohrleitung angreifen kann.
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Der gegossene Hauptkörper 1 besteht im wesentlichen aus einem radial
auf die anzubohrende Leitung zu verlaufenden Anbohrstutzen 4, einem rechtwinkelig
zur Achse 3 des Anbohrstutzens 4 etwa in halber Höhe desselben an diesen anschließenden
Abgang 5 und einem Lagergehäuse 7, in welchem eine mit Kautschuk überzogene Ventilklappe
8 schwenkbar gelagert ist.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Ventilklappe 8
mittels
zweier an ihrem in Fig. 1 oberen Rand sitzender,in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene
verlaufender, an die Klappe angegossener Lagerzapfen 10 in zwei entsprechenden,
in Fig. 1 nach oben offenen seitlichen Nuten 11 des Lagerkastens 7 gelagert. Gehalten
werden die Lagerzapfen 10 in der in der Zeichnung gezeigten Lage mit hilfe zweier
Stifte 12, die mit ihren in Fig. 1 oberen Enden in entsprechenden Bohrungen eines
Deckels 13 sitzen. Die Nuten 11 können bereits in den Lagerkasten 7 eingegossen
sein, ebenso wie die Zapfen 10 an den Kern 14 der mit Gummi überzogenen Lagerklappe
8 angegossen sein können.
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Fig. 1 zeigt die Ventilklappe 8 in ihrer den Abgang 5 abschließenden
Stellung. Zu diesem Zweck sind die die Bohrung des Abgangs 5 umgebenden Randteile
dieses Abgangs als mit der Ventilklappe 8 zusammenwirkende ringförmige Ventilsitzfläche
16 ausgebildet, gegen welche sich dieVentilklappe 8 anlegen kann. Es genügt, wenn
die Ventilsitzfläche gegossen ist und unbearbeitet.
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Der obere Teil des Anbohrstutzens 4 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
gegenüber dem unteren Teil verengt. Dadurch ist in einer senkrecht auf der Zeichenebene
von Fig.
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1 stehenden, unter einem Winkel von etwa 450 zur Achse 3 des Anbohrstutzens
verlaufenden Ebene eine ringförmige
Ventilsitzfläche 18 geschaffen,
an welche die Ventilklappe 8 durch entsprechendes Verschwenken in die gestrichelt
gezeigte Lage angelegt werden kann, so daß sie ein Eintreten von Flüssigkeit aus
der angebohrten Leitung in den oberen Bereich des Anbohrstutzens verhindern kann.
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Zum Betätigen der Ventilklappe 8 von außen besitzt diese in der aus
Fig. 1 und 2 ersichtlichen Lage zwei U-Profil aufweisende Arme 20, die mit ihren
öffnungen einander zugekehrt sind. Diese Arme können ebenfalls an die Klappe 8 angegossen
sein. In die Öffnungen der U-Profil-förmigen Teile der Arme 20 greifen zwei Zapfen
21 einer Stellenmutter 22 ein. Durch die U-Profil-förmigen Führungen, die an den
Stirnflächen der Za#pfen 21 anliegen, ist die Stellmutter 22 am Verdrehtwerden gehindert.
Die Stellmutter 22 sitzt auf dem Gewindeteil 24 einer Stellspindel 25, die parallel
zur Achse 3 verläuft und mit ihrem unteren Ende in einer entsprechenden Ausnehmung
des Bodens des Kastens 7, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, gelagert ist. Ein zylindrisch
glatter Teil der Spindel 25 ist in einer entsprechenden Bohrung des Armaturendeckels
13 gelagert. Am zylindrischen Teil der Spindel 25 liegen zur Abdichtung in bekannter
Weise zwei O-Ringe 27 an. Am Bewegen nach oben ist die Spindel durch einen an der
Unterseite des Deckels 13 anliegenden Sprengring 28 gehindert, der in einer entsprechenden
Nut
am oberen Ende des Gewindeteils 24 eingreift.
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Oben trägt die Spindel 25 ein Vierkant 30, mit dessen Hilfe die Spindel
gedreht und damit die Ventilklappe 9 verschwenkt werden kann, indem die Zapfen 21
der Mutter 22 mit dieser auf- und niederbewegt werden und damit unter Gleiten in
den öffnungen der U-Profilteile der Arme 20 letztere und damit auch die Ventilklappe
8 verschwenken.
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Der Lagerkasten 7 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zum Inneren
der Armatur hin offen. Nach oben ist er durch den Deckel und die Dichtung zwischen
dem Deckel und dem Hauptkörper 1 dicht abgeschlossen. Der im Inneren des Anbohrstutzens
4 gebildete ein Bohrwerkzeug durchtreten lassender Kanal ist oben durch eine Gewindebohrung
im Deckel 13 verlängert. Diese Gewindebohrung ist mit Hilfe einer Abschlußschraube
35 und einer Dichtung 36 dicht verschlossen.
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Die Armatur gemäß Erfindung wird wie folgt eingesetzt.
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Nachdem die Armatur in üblicher Weise dicht an der anzubohrenden Rohrleitung
befestigt, der Abschlußstopfen 35 entfernt und die Ventilklappe 8 in die in Fig.
1 ausgezogen gezeichnete Lage gebracht wurde, kann in üblicher Weise durch den vom
Anbohrstutzen 4 gebildeten Kanal das Anbohren
der Leitung erfolgen,
ohne daß hierbei Späne in den Abgang 5 eintreten. Nach Beendigung des Anbohrens
wird die Ventilklappe 8 in die gestrichelt gezeichnete, an der Dichtungsfläche 18
anliegende Lage gebracht. Nun kann der Verschlußstopfen 35 in den auf das Hauptteil
4 aufgeschraubten Deckel 13 eingeschraubt werden. Zunächst kann dann die Ventilklappe
8 in dieser Lage verbleiben, in der sie den Flüssigkeitseinlaß in den Abgang 5 frei
gibt, der normalerweise schon vor dem Anbohren mit der entsprechenden Abzweigleitung
verbunden wurde.
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Die Ventilklappe 8 dient nun weiter als Absperrventil für den Abgang
5. Durch Verdrehen der Spindel 22 kann sie wieder in ihre den Abgang 5 sperrende
Lage gebracht werden.
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Es sei noch bemerkt, daß in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber die
Spindel 25,die Mutter 22, die Stifte 11 und die Klappe mit den an dieser festsitzenden
Teilen nicht gezeigt sind. Die in Fig. 3 ersichtlichen Gewindelöcher 38 dienen der
Befestigung des Deckels 13 am Hauptkörper 1.
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Bei der in Fig. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsform ist eine Ventilklappe
40 von elliptischem Umriß im nur schematisch angedeuteten Hauptkörper 41 über einen
Arm 44 an einer in Fig. 4 und 6 nur strichpunktiert als vor der Zeichenebene
liegend
angedeuteten Welle 42 gelagert. Die Welle 42 ist in geeigneter Weise von außen verdrehbar.
In der in Fig. 4 und 5 ausgezogen gezeigten Lage verschließt die Ventilklappe 40
den oberen Teil des Anbohrstutzens 43. In ihrer in Fig. 4 und 5 strichpunktiert
angedeuteten, in Fig. 6 ausgezogen gezeigten Lage verschließt die Ventilklappe 40
den Abgang 45. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, liegt die Ventilsitzringfläche
für den Verschluß des oberen Teils des Anbohrstutzens 43 in Fig. 4 senkrecht zur
Zeichenebene und unter einem Winkel von 450 zur Achse des Anbohrstutzens 43. Die
Ventilsitzringfläche, an welcher die Ventilklappe 40 zum Absperren des Abgangs 45
anliegt, erstreckt sich in Fig.
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6senkrecht zur Zeichenebene unter einem Winkel von 450 zur Achse des
Anbohrstutzens 43. Wie aus den Zeichnungen ersiehtlich, ist auch bei dieser Ausführungsform
durch Schwenken der Ventilklappe 40 um die Achse 42 ein Bewegen derselben zwischen
zwei Lagen möglich, wobei sie in der einen an der einen Ventilsitzringfläche und
in der anderen an der anderen Ventilsitzringfläche anliegt. In jeder dieser beiden
Endlagen steht die Ventilklappe unter gegebenenfalls vorhandenem Druck aus der Leitung,
so daß Flüssigkeitsdruck aus der Leitung die Ventilklappe jeweils gegen die Ventilsitzflächen
preßt.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die normalerweise
in
Fig. 4 und 6 am unteren Ende des Anbohrstutzens 43 befindlichen Elemente zur dichtenden
Befestigung der Armatur an der anzubohrenden Leitung hier weggelassen sind, da diese
Elemente für das Verständnis der Erfindung ohne Belang sind. Ebenso ist hier der
obere Abschlußdeckel für die Anbohröffnung der Armatur genauso wenig gezeigt, wie
beispielsweise Anschlußgewinde oder Flansche, die Einzelheiten der Lagerung der
Welle 42 oder ein unter Umständen für die Montage erforderlicher abnehmbarer Deckelteil
in dem konvex gewölbten Bereich des kniestückartigen Ansatzes des Abgangs 45 an
den Anbohrstutzen 43.
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Wesentlich ist bei der Konstruktion gemäß Fig. 4 bis 6, daß der Schwenkwinkel
der Klappe 40 von ihrer einen Endlage in die andere richtig mit der Neigung dieser
Platte abgestimmt sein muß, wenn also jeweils die ovalen ringförmigen im gleichen
Winkel in bezug auf die Achse des Stutzens 43 geneigten Ventilsitzflächen durch
Schwenken der gedachten Fläche aus der einen Lage in die Lage der anderen Ventilsitzfläche
entstanden sind, so muß der Schwenkwinkel der Ventilklappe 40 unter geringfügiger
Abänderung zwecks Ausgleich der Klappendicke der gleiche sein. Das heißt also, die
Achse 42 muß an eine entsprechende Stelle gelegt werden. Wenn, wie im gezeigten
Ausführungsbeispiel die in Fig. 5 in der Zeichenebene verlaufenden Durchmesserlinien
durch die Klappe 40 in
den beiden Endstellungen derselben um 900
auseinanderliegen, muß die Achse 42 so gelegt werden, daß der Schwenkwinkel der
Klappe 40 ebenfalls 900 beträgt.
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Bei keiner der gezeigten Ausführungsformen muß die Klappe eben sein.
Sie kann auch gewölbt oder anders geformt sein, sofern nur die entsprechenden Ventilsitzflächen
komplementär geformt sind. Auch ist es nicht notwendig, daß die beiden Oberflächen
der Ventilklappe parallel zueinander verlaufen, sofern die entsprechenden Ventilsitzflächen
korrespondierend ausgebildet sind. Bevorzugt wird jedoch die ebene parallelflächige
Ausbiludng der Ventilklappe.
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Die Armatur gemäß der Erfindung ist nicht nur als Anbohrarmatur verwendbar.
Wird der in den Anmeldungsunterlagen als Anbohrstutzen bezeichnete Teil beispielsweise
durch Aufschrauben eines Rohres anstelle des Verschlußpropfens 35 bis zur Erdoberfläche
verlängert, so kann die Armatur auch als Entlüftungs- und/oder Spülungsventil verwendet
werden. Demgemäß sollen die Ansprüche auch eine derartige Verwendung und Ausbildung
der Armatur umfassen.