DE3621160A1 - Rohrleitungsverschluss - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckdichten Rohrleitungs­ verschluß.

Die Betriebssicherheit von Rohrleitungen und Behältern ist durch regelmäßige Überprüfungen zu gewährleisten. Damit selbst schon kleine undichte Stellen beispiels­ weise im Bereich von Schweißnähten frühzeitig erkannt werden, werden die Rohrleitungen und Behälter mit einem Druck beaufschlagt, der größer als der Betriebsdruck ist. Danach wird entweder der Druck im abgeschlossenen System überwacht oder außerhalb des Systems eventuell austretendes Medium registriert. Eine Rohrleitung, die selbst bei einem gegenüber dem Betriebsdruck erhöhten Druck zuverlässig dicht ist, wird erst recht beim nie­ drigen Betriebsdruck über lange Zeit fehlerfrei zu be­ treiben sein. Auf jeden Fall ist ein Austritt von Medium aus der Rohrleitung bis zur nächsten Überprüfung ausge­ schlossen. Entsprechendes gilt für die Überprüfung von Druckbehältern oder anderen Systemen, die ein unter Druck stehendes Medium führen.

Eine Überprüfung bei erhöhtem Druck, die Druckprobe ge­ nannt wird, soll stets nur in einem Teilbereich eines Systems, beispielsweise in einem Rohrleitungsabschnitt, durchgeführt werden. Eine gleichzeitige Überprüfung eines großen Rohrleitungssystems und der eingefügten Be­ hälter erforderte einen zu großen apparativen Aufwand.

Daher ist es notwendig, daß zu überprüfende Rohrab­ schnitte oder zu überprüfende Behälter vom übrigen System druckdicht abgeschlossen werden bevor ein Über­ druck erzeugt wird.

Rohrleitungsverschlüsse für Rohrleitungen mit kleiner Nennweite sind bekannt. Derartige Verschlüsse werden auf Rohrstutzen beispielsweise durch Haltebänder arretiert. Bekannte Rohrleitungsverschlüsse gewährleisten eine aus­ reichende Abdichtung nur bei Rohrdurchmessern, die einige Zentimeter betragen und bei Prüfdrücken, die nur wenig über dem Normaldruck liegen.

In großtechnischen Anlagen, wie in Kraftwerksanlagen sind jedoch Rohrleitungen vorhanden, deren Durchmesser größer als 1 Meter ist. Der Durchmesser von Rohrlei­ tungen in Kraftwerken beträgt häufig sogar ungefähr 1,5 Meter. Diese großen Rohre sind schon im Betrieb von hohen Drücken beaufschlagt. Um eine Sicherheitsgarantie bis zur nächsten Druckprobe geben zu können, ist ein Prüfdruck von 1 bis 2 MPa notwendig.

Rohrleitungsverschlüsse für Rohre dieser Größenordnung sind bisher nicht bekannt. Eine Druckprobe wäre nur durchführbar, falls die Rohrleitungen aufgetrennt und die zu prüfenden Rohrabschnitte mit Deckeln verschlossen würden, die mit den Rohren zu verschweißen wären. Solche Druckproben sind wirtschaftlich nicht sinnvoll. Rohrab­ schnitte und Behälter müßten aus dem System herausge­ trennt und nach der Druckprobe wieder eingebaut werden. Die dabei erforderlichen Schweißnähte wären dann unge­ prüft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrlei­ tungsverschluß für die Durchführung von Druckproben zu entwickeln, der in Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 bis 2 m einsetzbar ist und Prüfdrücken bis zu 2 MPa standhält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der zu verschließenden Rohrleitung an der Innenwand eines Rohres Stege angeformt sind und daß auf den Stegen ein Deckel abgestützt ist, der entgegen dem Vektor der auf ihn einwirkenden resultierenden Druckkraft gewölbt ist.

Die Stege sind schon beim Aufbau des Rohrleitungssystems in den Rohren anzubringen. Der Abstand zwischen zwei be­ nachbarten Stegen entspricht dabei der Länge der einzeln zu prüfenden Rohrleitungsabschnitte. Entsprechend sind Stege an den Anschlußstutzen der Behälter angeordnet.

An die erfindungsgemäßen Stege wird der Deckel, der die Öffnung in der Rohrleitung verschließt, durch die Druck­ kraft des einzuschließenden Mediums angepreßt. Das unter Druck stehende Medium selbst sorgt also für eine stabile Halterung des Deckels im Rohr. Damit wird der Vorteil erzielt, daß der Rohrleitungsverschluß selbst bei sehr hohem Druck fest arretiert bleibt. Es ist ausge­ schlossen, daß der Verschluß gekippt oder gar aus dem Rohr hinausgedrückt wird.

Durch die Form des Deckels, der entgegen dem Vektor der auf ihn einwirkenden resultierenden Druckkraft gewölbt ist, wird die Stabilität des Deckels gegenüber einem planen Verschluß mit sonst gleichem Aufbau deutlich vergrößert. Ein planer Deckel würde nämlich durch die Druckkraft leichter nach außen verbogen.

Mit dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsverschluß wird der Vorteil erzielt, daß selbst große Rohrleitungen gegen dort notwendige hohe Prüfdrücke zu verschließen und abzudichten sind.

Der gewölbte Deckel ist beispielsweise eine Kalotte, die an ihrem Rand von einer planen Ringscheibe umfaßt und mit dieser fest verbunden ist. Im abzudichtenden Rohr liegt diese Ringscheibe auf den Stegen auf. Dabei bleibt zwischen der Flanke des gewölbten Deckels, der Ringscheibe und der Rohrinnenwand eine Ringnut frei. In der Ringnut ist ein aufblasbarer, in sich geschlossener Schlauch angeordnet. Durch diese Kombination aus Ringnut und Schlauch wird der Rohrleitungsverschluß gegen die Rohrinnenwand abgedichtet.

Der Deckel ist beispielsweise mehrteilig ausgebildet. An den Stoßstellen der Deckelteile sind dann Flansche ange­ formt, die miteinander verschraubbar sind. Ein derartig aufgebauter Deckel ist selbst an schwer zugänglichen Orten in einem Rohrleitungssystem anzubringen. Rohrbie­ gungen, durch die ein einstückiger Deckel nicht hin­ durchzuführen ist, sind kein Hindernis für die Teile eines zerlegbaren Deckels. Durch den mehrteiligen Aufbau des Deckels ist das Verschließen einer Rohrleitung selbst an von außen schwer zugänglichen Stellen durch­ führbar.

Der Deckel ist als Ergänzung von einer abdichtenden elastischen Scheibe überspannt, die mit ihrem Umfang am in der Ringnut angeordneten aufblasbaren Schlauch dichtend angeformt ist. Eine solche Scheibe, die bei­ spielsweise aus Gummi besteht, ist erforderlich, falls der Deckel mehrteilig ausgebildet ist. Durch die Scheibe werden selbst minimale Öffnungen zwischen den verschraubten Deckelteilen abgedichtet. In Verbindung mit dem aufgeblasenen Schlauch, der in der Ringnut zwischen Deckel und Rohrinnenwand angeordnet ist, über­ deckt die elastische Scheibe den gesamten Querschnitt des Rohres. Der aufblasbare Schlauch sichert eine dichte Verbindung mit der Rohrinnenwand. Durch den Einsatz der Kombination aus elastischer Scheibe und aufblasbarem Schlauch wird der Vorteil erzielt, daß selbst kleine durchlässige Öffnungen im Deckel oder am Rand desselben abgedichtet sind.

Durch die zusätzlich angeordnete elastische Scheibe ist die mehrteilige Ausbildung des Deckels bei guter Abdich­ tung erst möglich. Der aus Metall gefertigte Deckel nimmt weiterhin die Druckkraft auf und leitet sie über die Stege auf die Rohrwand. Das Abdichten des Ver­ schlusses wird jedoch durch die elastische Scheibe ge­ währleistet. Im Deckel sind beispielsweise mehrere Öffnungen vorgesehen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die vor der Montage des Deckels eingebrachte Dich­ tung aus elastischer Scheibe und Schlauch an den Deckel heranzuziehen ist, selbst, falls der Zugang von der Druckseite nicht möglich ist. Dies wird mit Seilen er­ reicht, die an der Dichtung befestigt sind und durch die Öffnungen geführt werden. Weiterhin wird durch diese Öffnungen das Aufblasen und Entlüften des Schlauches von der drucklosen Seite im Rohr her ermöglicht. Das An­ bringen des Rohrleitungsverschlusses in schwer zugänglichen Rohrabschnitten wird vorteilhaft weiter erleichtert. Durch die zuvor erfolgte Positionierung wird vermieden, daß der aufgeblasene Schlauch beim Aufbau des Prüfdruckes nachrückt und dabei beschädigt wird.

Der Deckel des Rohrleitungverschlusses liegt bereits vor Aufbau des hohen Prüfdruckes an den Stegen im Rohr an. Beim Aufbau des Prüfdruckes ist dennoch ein gering­ fügiges Nachrücken des Deckels möglich. Dadurch werden Schwingungen des Deckels und auch des Rohres ausgelöst. Um diese Schwingungen zu vermeiden, wird der Deckel vor dem Aufbau des Prüfdruckes mit den Stegen am Rohr ver­ schraubt. Ein Spiel zwischen Deckel und Stegen ist da­ durch nicht mehr vorhanden, und eine Ursache für Schwin­ gungen im System ist vorteilhaft beseitigt.

Mit dem erfindungsgemäßen Rohrleitungsverschluß wird der Vorteil erzielt, daß selbst große Rohrleitungen, deren lichte Weite mehr als 1 m beträgt, sowie entsprechend große Behälter zu Prüfzwecken auf einfache Weise ver­ schließbar sind. Die Rohrleitungsverschlüsse nach der Erfindung halten auch hohen Prüfdrücken, beispielsweise 1,8 MPa stand.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen in einem Rohr angeordneten erfindungsgemäßen Rohrleitungsver­ schluß.

Fig. 2 zeigt einen teilbaren Deckel.

Fig. 3 zeigt als Ausschnitt aus Fig. 1 einen an der Rohrinnenwand angeformten Steg, mit dem der Deckel ver­ schraubt ist.

Zum druckdichten Verschließen eines Rohres 1 nach Fig. 1 mit einem Deckel 2 sind an der Rohrinnenwand Stege 3 angeformt. Der Deckel 2 ist von dem mit einem Druck zu beaufschlagenden Rohrabschnitt her auf den Stegen 3 ab­ gestützt. Entgegen dem Vektor 4 der auf ihn einwirkenden resultierenden Druckkraft ist der Deckel 2 gewölbt. Er hat die Form einer Kalotte 21, die an ihrem Rand von einer planen Ringscheibe 22 umfaßt und mit dieser fest verbunden ist. Die Ringscheibe 22 liegt auf den Stegen 3 auf. Zwischen der Flanke der Kalotte 21, der Ringscheibe 22 und der Innenwand des Rohres 1 bleibt eine Ringnut frei. In dieser Ringnut ist ein in sich geschlossener aufblasbarer Schlauch 5 angeordnet. Durch den Schlauch 5 wird der Deckel 2 gegen das Rohr 1 abgedichtet.

Nach Fig. 2 ist der Deckel 2 mehrteilig ausgebildet. Er besteht aus vier Segmenten 23 bis 26, die einzeln in das Rohr 1 an den vorgesehenen Ort zu bringen sind. An die Stoßstellen der Segmente 23 bis 26 sind Flansche ange­ formt, an denen die Segmente 23 bis 26 miteinander ver­ schraubt sind. Zum Abdichten des mehrteiligen Deckels 2 ist die Kalotte 21 nach Fig. 1 von einer abdichtenden elastischen Scheibe 6 aus Gummi überspannt. Die elastische Scheibe 6 ist mit ihrem Umfang am aufblas­ baren Schlauch 5 dichtend angeformt. Durch die Kombi­ nation aus der elastischen Scheibe 6 und dem Schlauch 5 wird also der gesamte Rohrquerschnitt abgedichtet.

Im Deckel 2 sind mehrere Öffnungen 7 vorhanden. Dadurch ist die Dichtung aus elastischer Scheibe 6 und Schlauch 5 an den Deckel 2 heranzuziehen, falls von der Druckseite her ein Zugang nicht möglich ist. Dazu sind an der Dichtung Seile befestigt und durch die Öff­ nungen 7 hindurchgeführt. Weiterhin wird durch die Öff­ nungen 7 der Schlauch 5 aufgeblasen und entlüftet.

Die Öffnungen 7 sind bei fertig eingebautem Rohrleitungs­ verschluß durch die elastische Scheibe 6 oder durch den Schlauch 5 überdeckt und druckdicht verschlossen.

Damit der Deckel 2 bei Druckschwankungen und besonders in der Phase des Druckaufbaus schwingungsfrei an den Stegen 3 anliegt, ist nach Fig. 3 eine Verschraubung vorhanden. An die Ringscheibe 22, die mit der Kalotte 21 verbunden ist, sind Stifte 8 senkrecht angeformt. Diese Stifte 8 stehen mit Stützwinkeln 9 an den Stegen 3 in Ein­ griff. Die Stifte 8 weisen zumindest an ihrem von der Ringscheibe 22 abgewandten Ende ein Gewinde auf, das eine Schraubenmutter 10 aufnimmt. Auf diese Weise wird der Deckel 2 auf den Stegen 3 und damit am Rohr 1 fixiert.

Der erfindungsgemäße Rohrleitungsverschluß ist bei­ spielsweise in einem Rohr 1 mit 1,4 m Durchmesser ein­ setzbar, um einen Rohrabschnitt für eine Druckprobe ab­ zudichten. Dabei hält der Rohrleitungsverschluß der dabei üblichen einseitigen Druckbeaufschlagung von bei­ spielsweise 1,8 MPa stand.

Claims (6)

1. Druckdichter Rohrleitungsverschluß, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu verschließenden Rohrleitung an der Innen­ wand eines Rohres (1) Stege (3) angeformt sind und daß auf den Stegen (3) ein Deckel (2) abgestützt ist, der entgegen dem Vektor (4) der auf ihn einwirkenden resul­ tierenden Druckkraft gewölbt ist.

2. Druckdichter Rohrleitungsverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewölbte Deckel (2) aus einer Kalotte (21) be­ steht, die an ihrem Rand von einer planen Ringscheibe (22) umfaßt und mit dieser fest verbunden ist, daß im Rohr (1) die Ringscheibe (22) auf den Stegen (3) auf­ liegt, wobei zwischen der Flanke der Kalotte (21), der Ringscheibe (22) und der Innenwand des Rohres (1) eine Ringnut frei bleibt und daß in der Ringnut ein aufblas­ barer, in sich geschlossener Schlauch (5) angeordnet ist.

3. Druckdichter Rohrleitungsverschluß nach den An­ sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) mehrteilig ausgebildet ist und daß an den Stoßstellen der Deckelsegmente (23 bis 26) Flansche angeformt sind, die miteinander verschraubbar sind.

4. Druckdichter Rohrleitungsverschluß nach den An­ sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) von einer abdichtenden elastischen Scheibe (6) überspannt ist und daß die Scheibe (6) mit ihrem Umfang am aufblasbaren Schlauch (5) dichtend angeformt ist.

5. Druckdichter Rohrleitungsverschluß nach den An­ sprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (2) und in den Stegen (3) Öffnungen (7) zum Anziehen der elastischen Scheibe (6) und des Schlauches (5) vorhanden sind.

6. Druckdichter Rohrleitungsverschluß nach den An­ sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) mit den Stegen (3) verschraubt ist.