DE3541194A1

DE3541194A1 - Rohrklemmvorrichtung

Info

Publication number: DE3541194A1
Application number: DE19853541194
Authority: DE
Inventors: Ian Burton-on-Trent Staffordshire Woodhouse
Original assignee: BTR PLC
Current assignee: BTR PLC
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1985-11-21
Publication date: 1986-05-28
Also published as: AU5007685A; US4721330A; GB2167511A; GB8429364D0; AU575220B2; GB2167511B; GB8527946D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Rohrklemmvorrichtung, insbesondre zur Verwendung mit Muffenrohrverbindungen, bei denen die Muffe an dem einen der beiden zu verbindenden Rohre angeformt sein kann oder ein separates Muffenteil darstellt, welches dazu dient, ein Paar von Rohren von gleichförmigem Durchmesser zu verbinden oder ein einzelnes Rohr aufzunehmen; die Vorrichtung ist in der Lage, einen äußeren Dichtring zusammenzupressen, was häufig dann geschieht, wenn eine leckende Rohrverbindung repariert werden soll.

Unterirdische Rohrleitungen für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen bestehen in der Regel aus einer Folge von Rohrabschnitten, die durch Muffenrohrverbindungen zusammengehalten werden, welche normalerweise ein Dichtpackungsmaterial enthalten, das zu Dichtzwecken zwischen den einander gegenüberliegenden Innenoberflächen der Rohrverbindung angeordnet ist. Wenn auch solche Rohrverbindungen für mehrere Jahre leckfrei sein können, so kann doch der Einfluß von Erdbewegungen und Vibrationen und/oder die Zerstörung der Dichtpackung zu einer Leckage der Rohrverbindung führen mit möglicherweise katastrophalen Folgen, insbesondere im Falle von Gasleitungen.

Es ist übliche Praxis, leckende Rohrverbindungen der vorstehend beschriebenen Art dadurch zu reparieren, daß man eine elastische Dichtung gegen die einander benachbarten Außenoberflächen der Rohrverbindung legt und diesen Dichtring in einer im allgemeinen axialen Richtung mittels einer Klemmvorrichtung gegen diese Oberfläche preßt, um das Leck abzudichten. Ein Beispiel für eine solche Klemmvorrichtung an einer Muffenrohrverbindung, die aus einem Paar von Rohrendabschnitten gebildet ist, ist in der US-PS 2,822,195 beschrieben und besteht aus einem Ankerring, welcher hinter einer Schulter der Muffe angreift, und einem Klemmring, der an einer Dichtung angreift, die um das Rohr mit

dem Spitzende und gegen das freie Ende der Muffe gelegt ist. Anziehbolzen, die sich zwischen den beiden Ringen erstrecken, können so festgezogen werden, daß die Ringe gegeneinander gezogen werden und eine im allgemeinen axial ausgerichtete Dichtkraft auf die Dichtung ausüben. Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß bei dieser Anordnung häufig die Dichtung derart verformt werden kann, daß ihre Abdichtfunktion nicht voll wirksam wird oder unzureichend wirksam wird infolge einer anschliessenden Entspannung des Dichtungsmaterials und/oder einer Deformierung der Rohrverbindungsteile.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Rohrklemmvorrichtung, durch welche die vorstehend beschriebenen Nachteile gemildert oder vermieden werden.

Gemäß der Erfindung enthält eine Rohrklemmvorrichtung zum Zusammenpressen einer Dichtung relativ zu einer Rohrverbindung einen Klemmring, welcher eine Mehrzahl von miteinander verbindbaren Abschnitten einschließt, die eine an der Dichtung angreifende Umfangsoberflache besitzen und geeignet sind, um ein Rohr herum angeordnet zu werden, Verbindungsmittel, die geeignet sind, den Klemmring an einer Verankerungsstelle zu halten und eine im allgemeinen axiale Klemmwirkung auf den Ring und damit auf die Dichtung auszuüben, wobei der Klemmring mit Druckmitteln ausgerüstet ist, die zwischen den Klemmringabschnitten in einer im allgemeinen radialen Richtung derart wirken, daß die Betätigung dieser Druckmittel eine radiale Einwärtskontraktion der Ringabschnitte und infolgedessen eine radiale Kompression des Dichtringes bewirkt.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die geeignet ist zur Verwendung an einer Verbindung, welche Teil eines Aufbaus einschließlich eines Paars von Rohren bildet, ist der Klemmring im Gebrauch um das eine der Rohre angeordnet und eine Ankervorrichtung ist vorgesehen, die

um das andere Rohr nahe der Verbindungsstelle angeordnet ist, wobei die Verbindungsmittel zwischen dem Klemmring und der Ankervorrichtung wirksam werden, um diese Klemmwirkung auszuüben.

Die Ankervorrichtung kann zweckmäßigerweise die Gestalt einer Manschette haben, in deren einander gegenüberliegende Enden die Rohre jeweils eingeführt sind, wobei jedes Rohr eine zusammendrückbare Dichtung trägt, die an der Manschette anliegt, und wobei die Manschette Verankerungsmittel aufweist, zweckmäßigerweise in Gestalt eines radialen Flansches oder Vorsprunges, die mit diesen Verbindungsmitteln zusammenarbeiten, um diese axiale Klemmwirkung auf die Dichtung auszuüben.

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zur Verwendung an einer Muffenrohrverbindung gedacht ist, ist eine Verankerungsvorrichtung in Gestalt eines Ringes vorgesehen, der eine Mehrzahl von miteinander verbindbaren Abschnitten einschließt, die um das die Muffe tragende Rohr gelegt werden können an der Stelle der Muffe, die von dem Klemmring, welcher um das das Spitzende tragende Rohr gelegt ist, entfernt liegt.

Zweckmäßigerweise enthält der Klemmring eine Mehrzahl von miteinander verbindbaren Teilen, die vorzugsweise aus zwei ursprünglich separaten Teilen bestehen, wobei das Ende jedes Teils so gestaltet ist, daß es einen entsprechenden Endabschnitt eines anderen Teils aufnehmen kann, um den Ring zu vervollständigen. Vorzugsweise hat jeder dieser anderen Endabschnitte eine solche Gestalt, daß er diese Kompressionsmittel, wie z.B. eine hindurchgehende Bolzenschraube, aufnehmen kann, wobei sich jede Schraube in zusammenarbeitender Anordnung durch die Ausformung des anderen Ringteils erstreckt, so daß es diesen Kompressionsmitteln möglich ist, eine radial einwärts gerichtete Kraft auszuüben, welche diese Ringabschnitte zusammenzieht.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert:

Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine Rohrverbindung gemäß der Erfindung;

Figur 2 ist eine Endansicht der Verbindung gemäß Figur 1;

Figur 3 ist eine Ansicht der Innenkante des eines Teils des Klemmrings gemäß Figuren 1 und 2;

Figur 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Ankerringes, wie er in der Vorrichtung gemäß Figuren 1 und 2 verwendet wird, und

Figur 5 ist eine Endansicht einer modifizierten Ausführungsform eines Ankerringes.

Figuren stellen unterschiedliche, alternative Ausführungs-6 und 7 formen der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung dar.

Die Zeichnung erläutert eine Muffenrohrverbindung, bei welcher ein erstes Rohr 1 ein Spitzende 2 aufweist, das in eine Muffe 3 eingeführt ist, welche am Ende eines zweiten Rohres 4 angeordnet ist. Eine Dichtpackung 5 ist zwischen den einander gegenüberliegenden, aneinander angreifenden Oberflächen des Spitzendes 2 und der Muffe 3 angeordnet, um die Verbindung abzudichten. Eine derartige Muffenrohrverbindung wird in unterirdischen Rohrleitungssystemen häufig verwendet, beispielsweise in Gasleitungen, und die vorliegende Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Reparatur solcher Verbindungen durch äußere Mittel, wenn eine Leckage von Gas durch die Dichtung 5 hindurch auftritt, wie es häufig geschieht bei Zerstörung der Dichtpackung oder bei einem Lockerwerden derselben als Ergebnis von Schwingungen und/oder Erdbewegungen nacn längerem Gebrauch.

Die vorliegende Erfindung zielt auf die Reparatur einer solchen Rohrverbindung unter Verwendung einer Rohrklemmvorrichtung, die nachstehend beschrieben ist. Die Rohrklemmvorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Klemmring 6, welcher ein Paar von Gußstahl-Halbringen 7 und 8 einschließt, wobei der Innendurchmesser des vollständigen Ringes ähnlich dem Außendurchmesser des Rohres 1 ist. Jeder der Halbringe 7, 8 weist im allgemeinen U-förmige, integral angeformte Ansätze 9 und 10 in der Nähe der jeweiligen Enden auf. Wie deutlicher in den Figuren 2 und 3 erkennbar ist, ist der Ansatz 9 so gestaltet, daß eine geschlossene Ausnehmung 11 zwischen der Basis des U und einer benachbarten Kantenfläche des Halbringes 8 gebildet ist. Ein Teil 9A des Ansatzes erstreckt sich in Umfangsrichtung über das benachbarte Ende des Halbrings 8 hinaus, um eine Ausnehmung 11A zu umschließen, welche den benachbarten Endabschnitt des anderen Halbringes 7 aufnimmt. Der andere U-förmige Ansatz 10 ist so gestaltet, daß er eine geschlossene Ausnehmung 12 zwischen der Basis des Ansatzes und der benachbarten Ringkante derart bildet, daß dann, wenn die Halbringe 7, 8 um das Rohr 2 herum zusammengebaut werden, wie es in den Figuren 1 und 2 erläutert ist, die Ausnehmungen 11 und 12 der Ansätze 9 und 10 an dem einen Halbring mit Bezug auf die Ausnehmungen 12 und 11 an dem anderen Halbring so ausgerichtet sind, daß Schrauben 13 hindurchgesteckt werden können, die mit Muttern 14 zusammenarbeiten.

Jeder Halbring ist mit einem Dichtringsitz versehen, welcher einen im wesentlichen ebenen Sitzabschnitt 15 entlang seines Innenumfangs und einen benachbarten abgeschrägten Sitzabschnitt 16 aufweist. Dieser Dichtringsitz legt sich im Gebrauch gegen einen Dichtring 17 aus Gummi oder ähnlichem Material, der um das Rohr 1 herum angeordnet und gegen das freie Ende der Muffe 3 gelegt ist. Der Dichtring 17 hat eine Abschrägung 18, die sich gegen den abgeschrägten Sitzabschnitt 16 des Ringes legt.

Die Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung schließt auch einen Ankerring 20 ein, von dem eine Ausführungsform in Figur 4 dargestellt ist, aus der ersichtlich ist, daß der Ankerring 20 im allgemeinen dem Klemmring 6 ähnlich ist mit der Ausnahme, daß die Oberflächen 15 und 16 weggelassen sind. Der Ankerring besteht aus zwei Gußstahl-Halbringen 7B, 8B, die eine Anordnung von integral angeformten Ansätzen 9B, 10B tragen, ähnlich denen am Klemmring 6.

Um die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung dazu zu benutzen, eine leckende Rohrverbindung abzudichten, werden die Halbringe der jeweiligen Ringe 26 um die Rohre 1 und 4 gelegt, wobei das eine Ende jedes Halbringes von einer Ausnehmung 11A des anderen Halbringes aufgenommen wird, wie vorstehend beschrieben wurde, und wobei die Ringe durch Hindurchstecken der Schrauben 13 durch die Ansätze 9, 9B und 10, 1OB deY Ringe vervollständigt werden; die Muttern 14 werden auf die Schrauben aufgesteckt, um die benachbarten Ansätze zusammenzubringen, werden jedoch nicht angezogen. Die Ringe werden dann so positioniert, daß die Oberfläche des Ankerringes 20 sich gegen eine Schulter 21A legt, die an der Rückseite der Muffe 3 angeformt ist, und die Oberflächenabschnitte 15 und 16 des Klemmringes 6 werden so positioniert, daß der Dichtring 17 zwischen diesen Oberflächenabschnitten und dem freien Ende 22A der Muffe 3 eingeklemmt wird. Beide Ringe 26 sind mit einer Anzahl von Löchern 23 entlang ihres Außenumfangs versehen, um axiale Anziehbolzen 24 aufzunehmen, die durch einander gegenüberliegende Lochpaare in den beiden Ringen gesteckt und mittels Muttern 25 festgeschraubt werden, so daß eine axiale Klemmwirkung ausgeübt wird, welche die Ringe fest gegen die Schulter 21A und den Dichtring 17 preßt. Wenn eine genügend hohe axiale Kraft erzeugt worden ist, werden die Muttern 14 des Klemmrings 16 so angezogen, daß eine radiale Einwärtskontraktion dieses Ringes bewirkt wird, damit der Dichtring 17 in dem gewünschten Ausmaß radial zusammengepreßt wird. Der Ring 20 kann dann zusammengezogen werden, indem seine Schrauben 13 angezogen werden, wodurch die Bolzen 24 in Stellungen

gebracht werden, in denen sie im allgemeinen parallel zueinander liegen, wie dargestellt ist.

Figur 5 erläutert einen Teil einer alternativen Ausführungsform des Ankerrings 20, bei dem die Innenoberflächen des Halbrings 21 so modifiziert sind, daß im Gebrauch eine größere Anpassungsfähigkeit besteht. Die innere Umfangsoberflache jedes Halbrings hat einen zentralen Abschnitt A, der begrenzt wird von den Punkten X, und dessen Krümmungsradius zentriert ist bei einem von zwei Punkten P. Die verbleibenden Abschnitte B des Ringes außerhalb der Punkte X haben einen größeren Krümmungsradius, der bei 0 zentriert ist. Das Ergebnis dieser Anordnung ist, daß dann, wenn die Ringe wie dargestellt zusammengebaut sind, die einander gegenüberliegenden Abschnitte A eine erste Sektorenoberfläche bilden, die einen kleineren Durchmesser hat als eine zweite Sektorenoberfläche, die von den Aschnitten B gebildet wird. Dies gibt der Rohrklemme eine wachsende Flexibilität im Gebrauch und befähigt sie, sich einem breiteren Bereich von Rohrdurchmessern anzupassen als in dem Falle mit einem Ankerring mit einem einzigen Durchmesser. Die Klemmwirkung tritt somit an der einen oder der anderen Oberfläche ein, je nach dem Durchmesser des Rohres.

Figur 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung, die geeignet ist, die Abdichtung einer Rohrverbindung zwischen zwei planen Rohren 1 und 4 von gleichem Durchmesser zu verbessern. Die Klemmvorrichtung hat die Gestalt einer Manschette 30 mit einer inneren Schulter 3OA, an welche die Enden der Rohre innerhalb der Manschette stoßen. Ein Dichtring 17 ist an jedem Ende der Manschette angeordnet und ein Klemmring 6, ähnlich dem in den früher beschriebenen Ausführungsformen, ist an jedem Ende der Manschette zusammen mit den jeweiligen Dichringer. 17 angeordnet. Die Dichtringe können in umlaufenden Ausnehmungen liegen, welche in die Manschettenendflächen eingeschnitten sind. Bei dieser Ausführungs-

form sind zwei Verankerungsvorrichtungen in Gestalt von radialen Flanschen 31 der Manschette 30 vorgesehen, wobei Anziehbolzen 24 zwischen diesen Flanschen und den Klemmringen 6 wirken, um einen axialen Druck auf die Dichringe 17 auszuüben. Die radiale Kompression der Dichtringe wird durch die Klemmringe 6 in der vorstehend beschriebenen Weise bewirkt. Die Manschette 30 kann diametral entgegengesetzt geschlitzt sein, damit sie um einen gegebenen Rohraufbau gelegt werden kann, um beispielsweise eine Reparatur durchzuführen, oder sie kann aus einem Stück bestehen, wenn sie bei der Installation einer neuen Leitung verwendet wird.

Bei einer modifizierten Form der in Figur 6 dargestellten Anordnung kann die Manschette 30 zwei koaxiale Abschnitte von unterschiedlichem Durchmesser haben, um Rohre von unterschiedlichem Durchmesser aufzunehmen, und bei dieser Ausführungsform haben die Klemmringe entsprechend unterschiedliche Durchmesser. Es ist möglich, nur einen einzigen Flansch 31 zu verwenden, und ein Schraubelement, wie z. B. eine Mutter, kann dazu verwendet werden, die Enden der Klemmschrauben aufzunehmen. Die Schulter 3OA innerhalb der Manschette kann gewünschtenfalIs weggelassen werden.

Bei der in Figur 7 dargestellten alternativen Ausführungsform liegt ein einzelnes Rohr in einer Manschette 30, und ein Klemmring 6 dient dazu, die axiale und radiale Kompression eines Dichtringes 17 zwischen dem Ende der Manschette 30 und der Außenoberflache des Rohres 1 in der oben beschriebenen Weise zu bewirken. Die Manschette 30 ist in geeigneter Weise mit einer Vorrichtung, wie einem Ventil 32 verbunden und ermöglicht es dem Rohr 1, mit diesem Ventil in einfacher und wirksamer Weise verbunden zu werden.

Es wurde gefunden, daß die Kombination von axialen und radialen Kompressionskräften, die auf den Dichtring 17 ausgeübt werden,

für eine größere Zuverlässigkeit der Abdichtfunktion sorgen als dies bei herkömmlichen Klemmvorrichtungen der Fall ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann von der hier beschriebenen, beispielhaften Gestalt abweichen. Beispielsweise können die Schrauben 13 durch Nocken oder durch andere geeigente Mittel ersetzt werden, um eine radiale Kontraktion der Ringhälften zu bewirken. Die hier gezeigte Form des Dichtringes 17 ist die bevorzugte, jedoch können andere Formen verwendet werden, wobei die Gestalt der Ringsitzoberfläche entsprechend modifiziert wird. Außerdem können die Klemmringe und die Verankerungsvorrichtungen aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und nach unterschiedlichen Methoden hergestellt sein, wobei die bevorzugte Herstellungsmethode das Gießen aus SG-Eisen ist. Die Möglichkeit des Schützens des Klemmringes und Verankerungsringes oder der Manschette ist insoweit vorteilhaft, als es die Klemmvorrichtung befähigt, bei der Reparatur von bestehenden Rohrleitungen verwendet zu werden.

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Claims

BTR pie. London, Großbritannien BRT 1 Rohrklemmvorrichtung Patentansprüche:

1. Rohrklemmvorrichtung zum Zusammenpressen eines Dichtringes über einer Rohrverbindung, gekennzeichnet durch

einen Klemmring aus einer Mehrzahl von miteinander verbindbaren Abschnitten, der eine umlaufende, zur Anlage an den Dichtring bestimmte Oberfläche aufweist und geeignet ist, um ein Rohr gelegt zu werden, und durch

Verbindungsmittel, die geeignet sind, den Klemmring in einer Verankerungsposition zu halten und eine im allgemeinen axiale Klemmwirkung auf den Ring und damit auf die Dichtung auszuüben, wobei der Klemmring mit Druckmitteln versehen ist, die

zwischen den Klemmringabschnitten in einer im allgemeinen radialen Richtung derart wirken, daß durch die Betätigung dieser Druckmittel eine radiale Einwärtskontraktion der Ringabschnitte und infolgedessen eine radiale Kompression des Dichtringes hervorgerufen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, zur Verwendung mit einer Rohrverbindung, die Teil eines Aufbaus unter Einschluß eines Paars von Rohren bildet, wobei der Klemmring im Gebrauch um das eine der Rohre gelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verankerungsvorrichtung vorgesehen ist, die um das andere Rohr nahe der Rohrverbindungsstelle gelegt ist, wobei die Verbindungsmittel zwischen dem Klemmring und der Verankerungsvorrichtung wirksam werden, um diese Klemmwirkung hervorzurufen .

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verankerungsvorrichtung eine Manschette ist, in deren Enden die Rohre jeweils eingeführt sind, wobei jedes Rohr einen zusammendrückbaren Dichtring trägt, der sich gegen die Manschette legt, und wobei die Manschette Verankerungsmittel aufweist, die mit diesen Verbindungsmitteln zusammenarbeiten, um diese axiale Klemmwirkung auf die Dichtung hervorzurufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verankerungsmittel aus einem radialen Flansch oder Vorsprung bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, zur Verwendung mit einer Muffenrohrverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ankervorrichtung vorgesehen ist in Gestalt eines Ringes aus einer Mehrzahl von miteinander verbindbaren Abschnitten, die geeignet sind, um das die Muffe aufweisende Rohr an der Stelle der Muffe gelegt zu werden, die von dem Klemmring, der um das das Spitzende tragende Rohr gelegt ist, entfernt liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring aus zwei ursprünglich separaten Teilen besteht, wobei der eine Endabschnitt jedes Teils einen Ansatz zur Aufnahme des entsprechenden Endabschnitts des anderen Teils zur Vervollständigung des Ringes aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser anderen Endabschnitte einen Ansatz aufweist zur Aufnahme dieser Druckmittel, die die Gestalt einer Bolzenschraube haben, wobei jeder Bolzen sich durch den Ansatz an dem anderen Ringteil erstreckt, so daß diese Druckmittel in der Lage sind, eine radial einwärts wirkende Kraft auszuüben, die diese Ringabschnitte kontrahiert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Verwendung mit einer Muffenrohrverbindung zwischen einem Rohr und einer Muffe, in der das eine Ende des Rohres steckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsvorrichtung eine Manschette ist, die diese Muffe bildet und mit einem Körper verbindbar ist, mit dem das Rohr verbunden werden soll, wobei die Manschette Verankerungsmittel aufweist, die mit diesen Verbindungsmitteln zusammenarbeiten, um diese axiale Klemmwirkung auf die das Rohr umgebende und an der Manschette anliegende Dichtung auszuüben.