DE3334074A1 - Fernbedienbare spannvorrichtung zum verbinden zweier in heissen zellen kerntechnischer anlagen gelegener rohrflansche - Google Patents

Description

Fernbedienbare Spannvorrichtung zum Verbinden zweier in Heißen Zellen kerntechnischer Anlagen gelegener Rohrflansche.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fernbedienbare Spannvorrichtung zum Verbinden zweier in Heißen Zellen kerntechnischer Anlagen gelegener Rohrflansche miteinander durch in radialer Richtung verspannbare Glieder, die mit einem der Flanschform angepaßten Innenprofil diese übergreifen und durch Anlaufen an Schrägflächen derselben die Flansche unter Abdichtung gegeneinander pressen, wobei der eine Flansche ein Festflansch, d.h. zu einem festen Rohrstück und der andere ein Losflansch, d.h. zu einem mobilen Rohrstück gehörig ist.

Die Erfindung befaßt sich mit dem fernbedienten Verbinden von Rohrleitungen, bei denen zur Erreichung der Dichtheit hohe Kräfte benötigt werden, z.B. bei der Verwendung von Edelstahldichtungen, deren Einsatz in hohen Strahlenfeldern erfolgt. Bekannt sind für solche Zwecke 3-Loch-Flansche, die jedoch in axialer Richtung Freiraum für Schraubwerkzeuge benötigen und daher nur bei abgewinkelten Rohrleitungen eingesetzt werden können.

Weiterhin sind sogenannte Dreibackenkupplungen bekannt, bei denen der voluminöse Mittelteil mit dem Backen und deren Antrieb mit einem Rohrteil fest verbunden ist. Da dieses Teil Verschleißteile besitzt, muß entweder das Backenteil mit dem auszutauschenden Teil auch ohne Schaden ausgewechselt werden oder wenn das Backenteil ' an dem in der Heißen Zelle bleibenden Rohrstück befestigt ist, muß beim defekt werden eine Intervention durchgeführt werden, was bei hochkontaminierten Zellen aufwendig oder fast unmöglich ist.

Notwendige Schmiermitel für die Kupplungen degenerieren im Strahlenfeld und können durch Verharzung das Verbindungselement unbrauchbar machen.

Ausgehend davon ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fernbedienbare Spannvorrichtung zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht mehr besitzt und die nicht mehr mit einer der Rohrleitungen fest verbunden ist, sondern verlustsicher auf die in der Zelle fest montierte Rohrleitung aufgehängt werden kann. Weiterhin soll die Spannvorrichtung durch einfaches Aufschieben auf die Rohrenden und durch Drehen an einem einzigen Bauelement betätigbar sein. Die Spannvorrichtung soll dabei unabhängig von der Leitungsführung universell einsetzbar sein und soll keine Schmierung mehr benötigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung bei einer fernbedienbaren Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vor, die in dem Patentanspruch von a) bis g) in ihrer Kombination aufgeführt sind. Eine derartig ausgebildete Spannvorrichtung muß nun nicht mehr mit einer der Rohrleitungen fest verbunden sein, sondern wird verlustsicher auf die in der Zelle fest montierte Rohrleitung aufgehängt. Bei Defekten kann dieses Spannteil ausgehängt und durch Ausschleusenleicht ausgetauscht werden. Das Gewicht eines auszutauschenden Rohrteiles wird nicht durch die Spannvorrichtung zusätzlich erhöht. Der Einsatz der Spannvorrichtung ist unabhängig von der Leitungsführung, da sie universell einsetzbar ist. Beim defekt werden eines Backenteils ist keine Intervention in der Zelle an der Anlage mehr notwendig, die Spannvorrichtung wird auf einfachste Weise ausgetauscht. Letztlich ist auch keine Schmierung mehr bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung notwendig, dadurch arbeitet sie völlig wartungsfrei und ist störunanfälliger.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden und anhand der Figuren 1 bis 8 näher erläutert, es zeigt:

Figur 1 die geschlossene Spannvorrichtung im Seiten—

schnitt und
Figur 2 die geöffnete Spannvorrichtung gemäß dem Schnitt AB in der Figur 1

Figur 3 den Festflansch für sich alleine, Figur 4 wie Figur 3 mit eingehängter Spannklammer, Figur 5 wie Figur 4 mit eingehängtem Losflansch, Figur 6 wie Figur 5 mit Spannklammer in Arbeitsposition Figur 7 wie Figur 5 mit geschlossener Spannklammer Figur 8 ein elastisches Zwischenstück zur Anwendung bei zwei zu verbindenden starren Rohrleitungsflanschen.

Die Spannvorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 besteht aus den drei Baugruppen

Festflansch

Losflansch

Spannklammer.

Die Baugruppe "Festflansch" enthält ein Anschweißende 5, auf dem an einem Blech 6 in Richtung Flanschende 24 zeigende, vier parallele Führungsbolzen .7 um die Achse des Festflansches 2o herum für die Baugruppe "Spannklammer" angebracht sind. Der Festflansch gehört zu einem z.B. in einer Heißen Zelle verbleibenden festen Rohrteil. Die Führungsbolzen 7 weisen hintereinanderliegende Abflachungen 14, 15, 16 auf, in welche bei und nach der Montage das Halteblech 3 bzw. die Spannbacken 1 und 12 einrasten und ragen über das Flanschende 24 hinaus.

Bei der Baugruppe "Losflansch" ist auf dem Anschweißende 8 lediglich ein Zentrierblech 9 mit Führungsbohrungen 25 zur Aufnahme der Bolzen 7 befestigt. Eine Metalldichtung

13 wird auf die Kopfseite aufgeklemmt. Der Losflansch gehört zu einer in der Zelle zu installierenden Apparatur.

Die Baugruppe "Spannklammer" besteht im wesentlichen aus einem Grunäkörper 1 mit einer mittleren Aussparung 26, der in seinem Unterteil als Spannbacken in Form des Profiles 27 ausgeführt ist, einem losen oberen Spannbacken 12 mit dem Profil 28 und einer Spindel 10, die diese Backen zusammendrückt und die durch den oberen Teil des Grundkörpers hindurchgeschraubt ist, so daß sie auf den oberen Spannbacken 12 drückt. Der Grundkörper 1 weist ferner vier Langlöcher 22 auf und ist mit Halteblech 3 verschraubt, welches ebenfalls gemäß der Lage der Bolzen 7 angeordnete weitere Formlöcher 23 besitzt. Beim Aufstecken des Grundkörpers 1 auf die Bolzen 7 durchdringen diese die Löcher 22 bzw. 23, wobei der Grundkörper 1 mit dem Halteblech 3 auf diesen abhängig von der Lochform in den Langlöchern verschieblich bleibt, um eine Verspannbewegung der oberen Spannbacken 12 gegen den Grundkörper 1 aufnehmen zu können. Ein Halteblech 3, das mittels der Schraube 4 am oberen Spannbacken 12 befestigt ist, positioniert die Spannklammer auf den Führungsbolzen 7 und wird am unteren Spannbacken 17 mit den Fuhrungsschrauben 2 geführt. Die Spindel 10 ist mit einem Gewinde 18 durch den Grundkörper 1 geschraubt, ist drehbar im oberen Spannbacken 12 gelagert und wird durch die Zylinderstifte 11, die zur Kraftübertragung dienen, dort in Position gehalten. Beim Drehen drückt sie den oberen Spannbacken 12 nach unten, so daß dieser gegen das Unterteil 17 des Grundkörpers bzw. gegen den unteren Spannbacken gedrückt wird. Mittels der Anpreßprofile 27 und 28 bzw. der Schrägflächen 19 an der Außenseite der Flansche werden dann die Flansche 20 und 21 dauerhaft abgedichtet aneinander gedrückt.

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Die Funktion der Vorrichtung ist nun wie folgt: Der Festflansch 20 ist an dem in der Heißen Zelle bleibenden Anschweißende 5 bzw. Rohrteil angeschweißt (s. Fig. 3).

Die Baugruppe "Spannklammer" wird eingeschleust, mittels der Langlöcher 22 auf die Führungsbolzen 7 aufgeschoben und mit ihrem Halteblech 3 durch die besondere Form der Löcher 23 in die hintere Abflachung 14 dieser Bolzen eingehängt (siehe Figur 4).

Das anzuschließende Rohrstück 8 mit dem Losflansch 21 wird den Führungsbohrungen 25 des Zentrierbleches 9, die der Bolzenanordnung entsprechen, auf die Führungsbolzen 7 aufgesteckt und axial verfahren, bis der aufgesteckte Dichtungsring 13 den Festflansch 20 berührt (siehe Fig. 5).

Die Baugruppe "Spannklammer" wird dann aus der hinteren Abflachung der Führungsbolzen 7 aus- und in die mittlere Abflachung 15 eingehängt. Die Spannvorrichtung befindet sich jetzt in korrekter Stellung über den Flanschen und ist zum Spannen bereit (siehe Figur 6).

Durch Betätigen der Spindel 10 wird der obere Spannbacken 12 auf die Flansche 20 und 21 aufgesetzt, wirkt dadurch als Gegenlager, so daß jetzt der Grundkörper 1 bzw. sein Unterteil 17 angehoben wird/bis auch er an den Flanschen 20 und 21 anliegt. Beim weiteren Betätigen der Spindel 10 werden beide Backen 12 und 17 gleichmäßig angezogen und pressen mit den Anpreßprofilen 27 und 28 die Flansche 20 und 21 über den Dichtungsring 13 gegeneinander (siehe Figur 7).

Wird ein Teil einer geraden, starren Rohrleitungen an seinen beiden Enden mit einer derart ausgebildeten Spann-_V vorrichtung befestigt, ist ein elastisches Zwischenglied (siehe Figur 8) zur Aufbringung der Axialbewegung bzw. zum Lageausgleich notwendig, das mit einem Manipulator fernbedient werden kann. Es weist zwei Flansche 30 und 31 mit Zentrierblechen 32 und 33 auf und besteht im wesentlichen aus den zwei an diesen Flanschen 30 und 31 angeschlossenen Rohrstücken 34 und 35, die konzentrisch ineinanderragen und gegeneinander verschieblich sind. An beiden Rohrteilstücken 34 und 35 ist mittels verschiedener zusätzlicher Bauelemente der Faltenbalg 36 befestigt bzw. gasdicht angeschweißt, so daß sie obwohl aneinander angeschlossen, in einem gewissen Maß gegeneinander beweglich sind. Über einen Hebel 37 lassen sich nun die Rohrstücke 34 und 35 noch zusätzlich gegeneinander verspannen, so daß die Verbindung durch die vorgespannte Federkraft des Faltenbalges 36 zusätzlich fixiert ist.

Der Hebel 37 verkürzt die Rohrlänge für den Einbau. Nach Loslassen des Hebels drückt die Federkraft des Balges die Flanschverbindungen aufeinander. Im entspannten Zustand ist das Zwischenglied etwas langer als das Einbaumaß.

Bezugszeichenliste;

1 Grundkörper bzw. unterer Spannbacken

2 Führungsschrauben

3 Halteblech.

4 Senkschraube

5 Anschweißende Festflansch

6 Blech für Führungsbolzen 7.Führungsbolzen

8 Anschweißende Losflansch

9 Zentrierblech

10 Spindel

11 Zylinderstift

12 Oberer Spannbacken

13 Dichtungsring

14 Abflachung

15, 16 Abflachung

17 Unterteil des Grundkörpers

18 Gewinde

■19 Schrägflächen

20 Festflansch

21 Losflansch

22 Langlöcher

23 Formlöcher

24 Flanschenden

25 Führungsbohrung

26 Mittlere Aussparung

27 Unteres Anpreßprofil

28 Oberes Anpreßprofil

30, 31 Flansch 32, 33 Zentrierblech 34, 35 Rohrstück

36 Faltenbalg

37 Hebel

- 10 -

- Leerseite

Claims (1)

1. Kernforschungszentrum Karlsruhe, den 15.9.1983 Karlsruhe GmbH PLA 8344 sdt/jd

   ANR 1 oo2 597

   Patentanspruch:

   Fernbedienbare Spannvorrichtung zum Verbinden zweier in Heißen Zellen kerntechnischer Anlagen gelegener Rohrflansche miteinander durchbin radialer Richtung verspannbare Glieder, die mit einem der Flanschform angepaßten Innenprofil diese übergreifen und durch Anlaufen an Schrägflächen derselben die Flansche unter Abdichtung gegeneinander preßen, wobei der eine Flansch ein Festflansch, d.h. zu einem festen Rohrstück und der andere ein Losflansch, d.h., zu einem mobilen Rohrstück gehörig ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

   a) um den Festflansch (20) herum sind parallele Führungsbolzen (7) mittels eines Haltebleches (6) befestigt, die über das Flanschende (24) hinausragen,

   b) die Führungsbolzen (7) weisen hintereinanderliegende Abflachungen (14, 15, 16) auf,

   c) hinter dem Losflansch (21) ist auf dem zugehörigen Rohrteil (8) ein Zentrierblech (9) befestigt, welches der Anordnung der Führungsbolzen (7) entsprechende Führungsbohrungen (25) aufweist,

   d) die Spannvorrichtung besitzt einen Grundkörper (1) mit einer mittleren Aussparung (26), auf dessen Unterteil (17) ein nach innen gerichtetes Anpreßprofil (27) für die Flansche (20) und (21) aufgebracht ist und der der Länge nach von Anzahl und Anordnung den Führungsbolzen (7) entsprechenden Langlöchern (22) durchsetzt ist, deren Ausdehnung in Spannrichtung zeigt,

   e) an den Grundkörper (1) ist in Richtung Festflansch (20) gesehen, ein Halteblech (3) aufgesetzt, welches ebenfalls der Zahl und Anordnung der Bolzen (7) entsprechende Formlöcher (23) besitzt,

   f) in der mittleren Aussparung (26) des Grundkörpers (1) ist im Oberteil ein oberer Spannbacken (12) beweglich in Spannrichtung gelagert, der an seiner inneren Seite das obere Anspreßprofil (28) für die Flansche (20 und 21) aufweist,

   g) durch das Oberteil des Grundkörpers (1) ist eine Spindel (10) geschraubt, die den oberen Spannbacken (12) mit seinem Profil (28) gegen die Flansche (20 und 21) bzw. gegen das untere Anpreßprofxl (27) drückt.