DE2848202B1 - Verschluss fuer ein Gefaess grossen Durchmessers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solcher Verschluß ist Gegenstand der schweizerischen Patentanmeldung 15 716/77. Wird ein solcher Verschluß bei Gefäßen großen Durchmessers angewendet, so ergibt sich wegen der Nachgiebigkeit der zu verbindenden Teile ein schwieriges meßtechnisches Problem, das bei dem Gegenstand der erwähnten Patentanmeldung dadurch gemeistert wird, daß der Ring mehrteilig ausgebildet ist, so daß sein innerer Umfang den wirlichen Abmessungen der beiden Randzonen entsprechend eingestellt werden kann.

Diese Ausführungsform des Ringes erweist sich jedoch insofern als nicht optimal, als die Biegesteifigkeit des Ringes im Bereich der Trennstellen vom Mittelwert abweicht. Die Sperrkörper, die im Bereich der Trennstellen liegen, werden daher mit einer etwas unterschiedlichen Kraft nach innen gedrückt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gefäßverschluß der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Biegesteifigkeit des Verschlußringes stets dem vorgesehenen Mittelwert entspricht, so daß die auf die Sperrkörper wirkenden Andrückkräfte über den gesamten Umfang des Ringes vergleichmäßigt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die

Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1. Sie hat gegenüber der früher angemeldeten Ausführungsform den weiteren Vorteil, daß sie in radialer Richtung zu kleineren Abmessungen des Verschlusses führt.

Die Ausführungsform nach Anspruch 2, bei der das Anziehen der Sperrkörper durch axiale Verschiebung geschieht, hat den Vorteil, daß die Achsen der Stellschrauben stets auf die Mitten der Sperrkörper

ίο ausgerichtet sind.

Die Variante nach Anspruch 3 ergibt eine günstigere Hertzsche-Pressung an den Kugeln bzw. an der Stirnfläche des Sperrkörpers, als wenn die Gewindeachsen in einer gemeinsamen Ebene untergebracht wären und die Stirnfläche der Stellschrauben mit flachem Konus oder leicht bombiert ausgeführt wäre.

Das Vorsehen von hohlen Gegenschrauben nach Anspruch 4 zur Sicherung der Stellschrauben gegen Verdrehung führt zu besonders einfachen und narrensicheren Lösungen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen erf indungsgemäßen Verschluß an einem großen Druckbehälter,

F i g. 2 einen Schnitt nach der in F i g. 1 dargestellten Ebene H-II und

F i g. 3 einen Schnitt entsprechend F i g. 1 durch eine abgewandelte Stellschraube.

Am Unterteil 1 eines großen Druckbehälters ist eine innere Randzone 2 angeschweißt, auf der sich eine äußere Randzone 3 abstützt, die Teil eines Deckels 4 bildet. Die äußere Randzone 3 übergreift mit ihrem rohrförmigen Abschnitt 6 die innere Randzone 2. Auf der Stirnseite der inneren Randzone 2 sind in passenden, stufenförmigen Eindrehungen zwei Dichtungen 8 angeordnet, die an einer konischen Gegenfläche der äußeren Randzone 3 anliegen.

In dem rohrförmigen Abschnitt 6 der äußeren Randzone 3 sind auf den Umfang des Druckbehälters verteilt etwa 180 leicht konische Bohrungen 10 angebracht. Etwa koaxial zu den Bohrungen 10 ist in der inneren Randzone 2 je eine Sackbohrung 12 mit kugeliger Ausnehmung 13 vorgesehen, in diesen kugeligen Ausnehmungen 13 sitzt je eine in den Bohrungen 10 geführte Kugel 15 als Sperrkörper.

Die innere Randzone 2 und der Abschnitt 6 der äußeren Randzone 3 sind gemeinsam von einem Ring 16 umgeben, in dem jeweils in auf die Bohrungen 10 und die Sackbohrungen 12 ausgerichteten Radialebenen und einer zur Gefäßachse rechtwinkligen Ebene leicht geneigte Gewindebohrungen 18 angeordnet sind, deren Achse jeweils etwa durch das Zentrum der zugehörigen Kugel 15 verläuft. In diesen Gewindebohrungen 18 sind je eine kurze Stellschraube 20 mit Innensechskant 21 sowie je eine hohle Gegenschraube in Form eines Gewinderinges 22 mit Innensechskant 23 eingeschraubt und in passender Lage gegeneinander fest verspannt, so daß die Kugel 15 mit vorgeschriebener Pressung in ihre Ausnehmung 13 gedrückt wird. Die der Kugel 15 zugewendete Stirnfläche 29 jeder Stellschraube 20 ist in ihrem zentralen Bereich plan und geht anschließend in eine Konusfläche über.

An der Oberseite des Ringes 16 ist an mehreren Stellen des Umfanges jeweils mit zwei Schrauben 25 ein Anschlagstück 26 befestigt, über das der Ring an einer Schulter 30 der äußeren Randzone 3 hängt. Das Anschlagstück 26 weist einen vertikalen rechteckigen

Schlitz 31 auf, in dem sich eine an der Randzone 3 befestigte Frührungsrippe 33 nach oben erstreckt.

Der Ring 16 läßt sich um die Höhe h anheben, woraufhin ein nach innen ragender Bund 35 des Ringes 16 an der unteren Stirnfläche 36 der äußeren Randzone 3 zur Anlage kommt. In dieser Stellung des Ringes 16 steht den Kugeln 15 eine im Ring 16 vorgesehene Nut 40 gegenüber, die in ihrem unteren Abschnitt 41 torusförmig und in ihrem oberen Abschnitt 42 konisch ausgebildet ist und an die Stirnfläche der Stellschrauben 20 anschließt.

Die Nut 40 ist so tief, daß die Kugeln 15, auf den Bohrungen 10 nach außen rollend, den Außendurchmesser der inneren Randzone 2 im Bereich der Ausnehmung 13 völlig frei geben.

Durch axiales Verschieben des Ringes 16 können somit die Kugeln 15 mit der zugehörigen Ausnehmung 13 in Eingriff gebracht oder daraus freigegeben werden.

Beim Aufsetzen des Deckels 4 auf den Gefäßunterteil 1 ist es wichtig, daß die Achsen der Sackbohrungen 12 mit den Achsen der Bohrungen 10 übereinstimmen, was durch im Behälterinnern angebrachte Führungselemente sichergestellt wird. Zu diesem Zweck sind an der inneren Randzone 2 auf deren Umfang gegeneinander versetzt mindestens zwei Büchsen 62 vorgesehen, die über je einen Steg 60 an die Zone 2 angeschweißt sind. Fluchtend zu den Büchsen 62 ist an der äußeren Randzone 3 je ein am unteren Ende angespitzter Paßdorn 65 vorgesehen, der in zwei Laschen 63 und 64 axial verschiebbar angeordnet ist. Auf dem Paßdorn 65 ist ein Ring 66 mittels eines Stiftes 67 befestigt. Auf der Lasche 64 stützt sich eine Feder 68 ab, die auf den Ring 66 wirkt.

Der Deckel 4 läßt sich aus der gezeichneten, verriegelten Stellung lösen, indem der Ring 16 durch ein nicht gezeichnetes Hebezeug parallel zu sich selbst angehoben wird. Bei diesem Anheben des Ringes rollen die Kugeln 15, der planen und der daran anschließenden Konusfläche der Stirnfläche 29 und der Konusfläche 42 der Nut 40 folgend, nach außen. Stößt sodann der Bund 35 des Ringes 16 an die Stirnfläche 36 der äußeren Randzone 3 an, so befinden sich die Kugeln 15 im Bereich der Torusfläche 41 der Nut 40. Beim weiteren Anheben des Ringes 16 werden auf eventuell noch an der Ausnehmung 13 anliegende Kugeln Radialkräfte ausgeübt, so daß diese Kugeln sich lösen und ebenfalls nach außen rollen. Damit ist der Verschluß voll geöffnet und beim weiteren Heben des Ringes 16 wird der Deckel 4 vom Unterteil 1 abgehoben.

Der Deckel 4 kann nun auf einer planen Unterlage abgestellt werden. Die Paßdorne 65 werden dabei, der Wirkung der Federn 68 entgegen, in den Laschen 63,64 nach oben verschoben. Es besteht somit keine Gefahr, daß sie beschädigt werden.

Zum Wiederaufsetzen des Deckels 4 wird dieser am Ring 16 gehoben, wobei sich die Paßdorne 65 selbsttätig in ihre ausgefahrene Stellung bewegen. Dadurch läßt sich beim Absenken des Deckels auf den Unterteil 1 aus etwa horizontaler Blickrichtung das Einfahren der Paßdorne 65 in die Büchsen 62 leicht konrollieren.

Die Verschiebemöglichkeit der Paßdorne 65 ist so gering bemessen, daß sicher ist, daß sie in die Büchsen 62 eindringen und den sich abwärts bewegenden Deckel zentrieren, bevor dieser auf dem Unterteil aufsitzt.

Das Justieren der Stellschrauben 20 geschieht wie folgt:

Der Deckel 4 wird mit dem Ring 16 und den Kugeln 15 — wie F i g. 1 zeigt, jedoch mit noch losen Stellschrauben 20 — auf den Unterteil 1 aufgesetzt. Nun wird der Ring 16 angehoben und auf nicht gezeichnete Beilagen gleicher, vorausbestimmter Dicke abgestellt, die zwischen die Anschlagstücke 26 einerseits und die Schulter 30 beidseitig den Führungsrippen 33 andererseits eingeschoben sind. Gleichzeitig mit dem Abstellen wird der Ring 16 durch in den Radialspalt zwischen den Abschnitt 6 und den Ring 16 eingeschobene, ebenfalls nicht gezeichnete Beilagen gegenüber der äußeren Randzone 3 zentriert. Nun werden die Stellschrauben 20 mit Hilfe von Imbusschlüsseln eingedreht bis sie an der zugehörigen Kugel 15 zur Anlage kommen. Da das Gewinde der Bohrungen 18 leichtgängig ausgebildet ist, ist das Anlegen der Stellschrauben 20 an den Kugeln 15 beziehungsweise deren Anlegen an der zugehörigen Ausnehmung 13 wegen der Erhöhung des Widerstandes der Stellschrauben gegen das Verdrehen sprübar. Dann werden mit Hilfe eines hohlen Sechskant-Steckschlüssels die Gewinderinge 22 bis zur Anlage an den Stellschrauben 20 eingeschraubt, wobei die letzteren durch einen Imbusschlüssel festgehalten werden. Schließlich werden Stellschrauben 20 und Gewindering 22 gleichzeitig gegeneinander verspannt. Dieses Justieren der Stellschrauben 20 geschieht vorzugsweise jeweils an zwei einander gegenüberliegenden Stellen des Umfanges des Ringes gleichzeitig, z. B. bei 0° und 180°, dann bei 90° und 270°, dann bei 46° und 226°, usw.

Wird nun der Ring 16 angehoben und nach Entfernen der oben erwähnten Beilagen wieder gesenkt, so werden die Kugeln 15 gleichmäßig in die zugehörige Ausnehmung 13 gepreßt, wobei die innere Randzone 2 unter tangentiale Druckspannung und der Ring 16 unter tangentiale Zugspannung gesetzt werden.

Im allgemeinen wird man zum Justieren der Stellschrauben 20 die Dichtungen 8 noch nicht einbauen.

Bei der abgewandelten Stellschraube nach Fig.3 weist die Gewindebohrung 18 außen eine zylindrische Ausdrehung 70 mit einer Schulter 71 auf. Die in dieser Gewindebohrung sitzende Stellschraube 20' ist länger als in F i g. 1 und ist auf ihrem in die Ausdrehung 70 ragenden Abschnitt mit einer Sicherungsmutter 73 versehen. Zum Anziehen der Sicherungsmutter 73 mit Hilfe eines Spannschlüssels sind radiale Schlitze 74 in der Mutter vorgesehen.

Gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 1 hat die Stellschraube 20' den Vorteil, daß diese beim Anziehen der Sicherungsmutter 73 auf der der Sicherungsmutter näheren Flankenseite des Gewindes zum Anliegen kommt, was zu günstigeren Abstützverhältnissen führt.

Das Justieren der Stellschrauben 20' geschieht analog zum Fall nach F i g. L

Die Innendurchmesser der Gewindebohrungen 18 werden so groß gewählt, daß die Kugeln 15 notfalls durch die zugehörige Gewindebohrung hindurch ausgebaut werden können.

Zusammenfassung

Der Gefäßdeckel 4 greift mit einer äußeren Randzone 3 über die koaxiale innere Randzone 2 des Gefäßunterteils 1. In der äußeren Randzone 3 sind radiale Bohrungen 10 vorgesehen, von denen jede eine Sperrkugel 15 enthält. Die innere Randzone 2 weist den Sperrkugeln 15 zugeordnete vertiefte Stützflächen 13 auf. Die äußere Randzone 3 ist von einem axial verstellbaren Ring 16 umgeben, der in einer Stellung mit seiner Innenfläche die Kugeln 15 gegen die Stützflächen 13 preßt und in einer anderen Stellung die Kugeln 15 von den Stützflächen 13 aus sich nach außen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verschluß zum Verbinden zweier koaxial angeordneter, sich überlappender, etwa zylindrischer Randzonen eines Gefäßes großen Durchmessers, wobei in der äußeren Randzone im wesentlichen radiale Durchgänge vorgesehen sind, in denen je ein Sperrkörper, vorzugsweise eine Kugel, angeordnet ist und in der inneren Randzone Abstützflächen für die Sperrkörper vorgesehen sind und die äußere Randzone von einem Ring umgeben ist, dessen Innenseite derart profiliert ist, daß durch Verstellen des Ringes gegenüber der äußeren Randzone in einer Richtung die Sperrkörper an die Abstützflächen der inneren Randzone angepreßt und durch Verstellen des Ringes in der anderen Richtung die Sperrkörper nach außen freigegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (16) auf die radialen Durchgänge (10) ausgerichtete Gewindebohrungen (18) aufweist, in denen Stellschrauben (20, 20') angeordnet sind, deren dem zugehörigen Sperrkörper (15) zugewendete Stirnfläche (29) eine Profilierung bildet, die in der Schließstellung des Verschlusses den Sperrkörper an die Abstützfläche (13) der inneren Randzone (2) preßt.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (16) Führungsmittel (26, 33) aufweist, die eine relative Drehung des Ringes (16) gegenüber der äußeren Randzone (3) ausschließen.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gewindebohrung (18) in einer Radialebene und mit geringer Neigung gegenüber einer zur Gefäßachse rechtwinkligen Ebene angeordnet ist und daß die Stirnfläche (29) der Stellschrauben (20,20') plan ist.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß hohle Gegenschrauben (22) zum Sichern der Stellschrauben (20) vorgesehen sind.