DE3625838A1 - In eine rohrleitung einsetzbare absperrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in eine Rohrleitung einsetzbare Absperrvorrichtung.

Aus der EP 00 87 867 ist eine Rohrverschlußvorrichtung be­ kannt, die nach Auftreten eines Lecks oder für Prüfzwecke in eine Rohrleitung einführbar ist. Diese Rohrverschluß­ einrichtung besteht aus zwei miteinander kuppelbaren Kör­ pern, von denen der eine nach Art eines elastischen Stop­ fens ausgebildet ist, der an seinem Umfang Dichtungslippen hat, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Rohres entsprechen. Der zweite Körper dient zur Verankerung und ist nach Art eines Topfes ausgebildet, der aus einem Me­ tallboden und einem damit verbundenen radial aufweitbaren Mantel aus gummielastischem Material gebildet ist. Der Mantel besteht in einem dem Metallboden benachbarten Be­ reich aus mehreren elastischen Kunststofflagen mit me­ tallarmierten Einlagen, die den eigentlichen Verankerungs­ teil bilden. Am Metallboden ist ein Rückschlagventil an­ geordnet, das über eine elektronische Einrichtung fern­ gesteuert in die offene oder geschlossene Lage gebracht werden kann. Nach dem Einsetzen der Rohrverschlußeinrich­ tung in die Rohrleitung wird diese bei geöffnetem Ventil zu einer vorgegebenen Stelle gepumpt. Dabei bewirkt das offene Ventil einen Druckausgleich, so daß das Rohrlei­ tungsmedium den Mantel umspült und er sich während des Transports nicht an die Rohrwand legen kann. Zum Verankern der Rohrverschlußvorrichtung wird das Ventil durch ein elektromagnetisches Signal ferngesteuert geschlossen und das Rohrleitungsmedium unter Druck gesetzt, wodurch der Mantel des Verankerungsteiles an die Rohrwandung gedrückt und durch Reibungsschluß festgehalten wird. Zum Aufheben der Verankerung wird das Ventil wieder geöffnet, wobei sich durch den Druckausgleich der elastische Mantel wieder zusammenzieht und von der Innenfläche der Rohrleitung abgehoben wird.

Eine ähnliche Einrichtung ist aus der DE-C 31 42 768 be­ kannt. Diese Absperrvorrichtung besteht aus einem zylin­ drischen Körper, der von einer aufblasbaren Gummihülse umgeben ist und an den beiden Stirnseiten je eine Ring­ dichtung trägt. Im Störungsfall wird die Absperrvorrich­ tung auf einer Plattform in die Rohrleitung eingeführt und nach Art eines Kolbens durch die Rohrleitung ge­ schwemmt. In der Nähe der Leckstelle wird die Verschluß­ vorrichtung in der Rohrleitung arretiert. Hierzu werden mittels Fernzündung Preßgasflaschen, die innerhalb des zylinderförmigen Körpers angeordnet sind, geöffnet, so daß Gas in die Gummiblase eingeleitet wird, die eine äußere Hülse an die Rohrwandung drückt und auf diese Weise die Verschlußvorrichtung in der Rohrleitug festbremst. Da­ durch gelangt kein weiteres Medium mehr zu der Leckstelle.

Diese bekannten Verschlußvorrichtungen können erst im Störungsfall, also wenn ein Leck in einer Rohrleitung auftritt, nach Art eines Kolbens durch die Rohrleitung geschwemmt und zu einer vorgegebenen Stelle gebracht wer­ den. Die Anwendung solcher Verschlußeinrichtungen erfor­ dert geraume Zeit, bis sie im Falle eines Lecks in die Nähe der Undichtigkeitsstelle befördert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Verschließen einer Rohrleitung anzugeben, die ohne Unterbrechung des Mediumflusses in die Rohrleitung einsetzbar ist und unmittelbar bei Auftreten eines Lecks in der Rohrleitung in Tätigkeit gesetzt werden kann, ohne daß sie erst bei Auftreten eines Lecks in die Rohrleitung eingeführt und bis zur Leckstelle befordert werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine in eine Rohrleitung einsetzbare Absperrvorrichtung, bestehend aus einem Hohlzylinder mit Halteeinrichtung zum Festbrem­ sen der Absperrvorrichtung an einer vorgegebenen Stelle in der Rohrleitung, einem an dem Hohlzylinder angeordne­ ten Ventil, das für den Durchfluß des gesamten Leitungs­ mediums bemessen ist, und einer fernbedienbaren radial verstellbaren Dichteinrichtung, die das Ventil im ausge­ stellten Zustand zur Rohrleitung hin abdichtet.

Auf diese Weise wird gegenüber der bekannten Verschluß­ einrichtung mit topfförmiger Arretierungvorrichtung die Verwendung eines besonderen Stopfens zum Einführen der Verschlußvorrichtung in die Rohrleitung entbehrlich. Die erfindungsgemäße Verschlußvorrichtung kann im Gegensatz zu den bekannten Verschlußvorrichtungen bereits vor dem Auftreten eines Lecks während des Betriebes der Rohr­ leitung in diese eingeführt und an einer sicherheits­ technisch relevanten, vorgegebenen Stelle verankert werden.

Zum Absperren von Rohrleitungen mit sehr hohem Medium­ druck ist es vorteilhaft, zwei Hohlzylinder vorzusehen und zumindest an einem Ende des ersten Hohlzylinders ein Kupplungsteil anzuordnen, das mit einem an dem zweiten Hohlzylinder angebrachten Kupplungsteil in Eingriff ge­ bracht und gedichtet werden kann, wobei am ersten Hohl­ zylinder das Ventil und die radial verstellbare Dichtein­ richtung und am zweiten Hohlzylinder die Halteeinrichtung angeordnet ist. Dadurch wird auch bei den für die Erzeu­ gung von großen Haltekräften erforderlichen großen Brems­ flächen das Durchfahren von Rohrkrümmern ermöglicht.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. In der Figur ist eine Verschlußvorrichtung im Schnitt dar­ gestellt. Die obere Schnitthälfte zeigt die Transportstel­ lung und die untere Schnitthälfte die Absperrposition.

Die in eine Rohrleitung 5 einführbare Absperrvorrichtung weist einen Hohlzylinder 32 auf, an dem ein Ventil 13 an­ geordnet ist, das im geöffneten Zustand für den Durchfluß des gesamten Leitungsmediums bemessen ist. An dem Hohlzy­ linder 32 ist ferner eine radial verstellbare Dichtein­ richtung 12 angeordnet, deren Außendurchmesser in der ein­ gezogenen Lage kleiner ist als der Rohrinnendurchmesser. Im ausgestellten Zustand der Dichteinrichtung 12 wird die Absperrvorrichtung zur Rohrleitung hin abgedichtet. Die Dichteinrichtung 12 ist als Ringdichtung ausgebildet und durch eine Zylinderfeder 37 austellbar. Die Dichteinrich­ tung 12 weist eine Manschette auf, die die Zylinderfeder 37 umgibt und an dem Hohlzylinder 32 durch ein Spannband 38 befestigt ist. An der Außenseite der Manschette sind Dichtlippen 12 a angebracht. Die Enden 37 a, 37 b der Zylin- derfeder 37 sind nach innen zu einem Festpunkt bzw. einem als Elektromotor oder Hydraulikantrieb ausgebildeten An­ trieb 39 geführt. Dabei ist das eine Ende 37 a der Zylin­ derfeder 37 mit dem Hohlzylinder 32 und das andere Ende 37 b über eine Lochscheibe 41 und eine längsverschiebliche Kupplung 40 (Mitnehmer) mit der Welle 39 b des Antriebs 39 verbunden.

Im entspannten Zustand der Zylinderfeder 37 ist der Außen­ durchmesser größer als der Innendurchmesser des Rohres 5. Wird der Antrieb 39 eingeschaltet, so werden die beiden Enden 37 a, 37 b der Zylinderfeder 37 gegeneinander verdreht, wodurch der Durchmesser der Zylinderfeder 37 und der Dicht­ einrichtung 12 auf einen kleineren Durchmesser als der Rohrdurchmesser verringert wird. Zum Anlegen der Ringdich­ tung 12 an die Rohrinnenwand wird die Drehrichtung des Antriebs 39 umgekehrt, wobei sich die Zylinderfeder 37 entspannt.

Die Dichteinrichtung 12, deren Manschette aus flexiblen Material, vorzugsweise aus Gummi oder Kunststoff ist, wird an ihrem freien Ende durch die Lochscheibe 41 zentral ge­ führt. Die Führungsfläche an der Manschette wird durch eine Ringwulst 12 b gebildet, die am freien Ende der Man­ schette angeordnet ist.

Am Hohlzylinder 32 ist ferner ein Ventil 13 angeordnet, das durch einen elektrischen oder hydraulischen Antrieb 42 betätigbar ist. Dieser Antrieb 42 ist gemeinsam mit dem Antrieb 39 in einer rohrförmigen Halterung 43 unterge­ bracht, die ihrerseits über Arme 44 am Hohlzylinder 32 befestigt ist. Dabei ist das Gehäuse 39 a starr mit der Halterung 43 verbunden.

Ein Ende des Hohlzylinders 32 ist nach innen zu verjüngt und zu einem Ventilsitz 8 b geformt. Dieses Ende des Hohl­ zylinders 32 trägt auch ein Kupplungsteil 34, das mit ei­ nem an einem zweiten Hohlzylinder 33 angebrachten Kupp­ lungsteil 35 in Eingriff gebracht und gedichtet werden kann. Dabei ist die Kupplung als Kugelgelenk-Rohrkupplung ausgebildet, in der eine oder mehrere Dichtungen 35 a ange­ ordnet sind.

Der zweite Hohlzylinder 33 weist die Halteeinrichtung 36 auf, die zum Festbremsen der Absperrvorrichtung an einer vorgegebenen Stelle in der Rohrleitung dient. In Längs­ richtung des Hohlzylinders 33 sind Kolben 45 in Zylindern 46 angeordnet. Zu diesen Zylindern 46 führen Druckmittel­ leitungen 47, 48, 49, die im Bereich vor dem Dichtsitz des Ventils 13 beginnen. Dabei ist das Leitungsstück innerhalb der Kupplungsteile 34, 35 gewendelt ausgeführt.

Jeder Kolben 45 wirkt auf ein Viergelenk ein, das aus je zwei parallelen Hebelpaaren 50, 51 besteht. Ein Fußpunkt A des Viergelenkes ist an dem Kolben 45 drehbar gelagert, während der andere Fußpunkt B am Hohlzylinder 33 gelenkig angeordnet ist. Die anderen Enden der Hebel sind in je einem Gelenk C bzw. D eines Bremsbackens 52 gelagert. Je nach aufzubringender Bremskraft sind mehrere Kolbeneinhei­ ten hintereinander an dem Hohlzylinder 33 angeordnet. Bei geöffnetem Ventil sind die Bremsbacken in der zurückgezo­ genen Lage (obere Schnitthälfte). Zum Beaufschlagen der Kolben 45 wird der Differenzdruck vor und hinter dem Ven­ til ausgenutzt. Dabei kommt bei geschlossenem Ventil 13 der volle Druck des Rohrleitungsmediums in den Zylindern 46 zur Wirkung. Die Bremsbacken bewirken dann im angeleg­ ten Zustand das Festbremsen der Absperrvorrichtung in der Rohrleitung.

Alle in Reihe liegenden Längskolben 45 sind mit einer zen­ tral durch die Kolben geführten Rückzugstange 53 so ver­ bunden, daß sie sich in Richtung Bremsstellung frei bewe­ gen können und den Bremsbacken 52 unterschiedlich große Anpreßwege gestatten (siehe untere Schnitthälfte).

Der Rückzug aller Kolben 45 und damit der Bremsbacken 52 erfolgt formschlüssig durch Anschläge 54 auf der Rückzug­ stange 53, die abgedichtet durch die Kolben 45 hindurchge­ führt ist. Da mehrere Kolbenreihen in Umfangsrichtung im Hohlzylinder 33 angeordnet sind, werden alle Enden der Rückzugstangen 53 so zusammengefaßt, daß nur eine zentrale Bedienung durchgeführt zu werden braucht. Es ist günstig, eine alle Stangenenden zusammenfassende sternförmige Vor­ richtung 55 mit einem Kupplungsteil 56 zu versehen, so daß ein Transportfahrzeug angekuppelt und durch Ziehen in Pfeilrichtung die Bremsen gelöst werden können. Es ist jedoch auch möglich, das Lösen der Bremsen mittels eines Hydraulikantriebes 57 vorzunehmen, der auf die Vorrichtung 55 einwirkt.

Die Absperrvorrichtung wird während des Betriebes der Rohrleitung mit eingezogenen Bremsbacken 52, geöffnetem Ventil 13 und eingezogener Dichteinrichtung 12 in die Rohrleitung 5 durch das Rohrleitungsmedium eingeführt, bzw. eingeschwommen oder durch ein Transportfahrzeug bis zu einer vorgegebenen Stelle in der Rohrleitung gebracht. Durch elektrische Fernsteuerung wird dann die Dichtein­ richtung 12 betätigt, wobei die Ringfeder 37 die Gummi­ manschette an die Rohrinnenwand drückt. Die Kraft der Fe­ der 37 ist in vorteilhafter Weise dabei so bemessen, daß die Dichteinrichtung 12 bei geöffnetem Ventil auch als Betriebsbremse wirkt, welche die Absperrvorrichtung wäh­ rend des Durchströmens des Leitungsmediums in der vorge­ gebenen Lage festhält. In der Absperrvorrichtung 7 sind Mittel zum fernsteuerbaren Schließen und Öffnen des Ven­ tils 13 und zum selbsttätigen Schließen des Ventils 13 vorgesehen. Tritt ein Leck auf, so wird dies von Überwa­ chungseinrichtungen erkannt und das Ventil 13 kann über eine an sich bekannte Fernsteuereinrichtung von einer zen­ tralen Stelle aus geschlossen werden. Die dabei entstehen­ de Druckdifferenz in den Hohlzylindern 32 und 33 wird zum Erzeugen der erforderlichen höheren Festhaltekraft ausge­ nutzt. Dabei werden die Kolben 45 über die Leitungen 47, 48, 49 mit dem hohen Betriebsdruck beaufschlagt und die Bremsbacken 52 an die Innenwand des Rohres 5 angepreßt. Dabei entsteht eine Haltekraft, die größer ist als die axiale auf die Absperrvorrichtung wirkende Schiebekraft.

Claims (2)

1. In eine Rohrleitung einsetzbare Absperrvorrichtung, bestehend aus einem Hohlzylinder mit Halteeinrichtung, zum Festbremsen der Absperrvorrichtung an einer vorge­ gebenen Stelle in der Rohrleitung, einem an dem Hohlzy­ linder angeordneten Ventil (13), das für den Durchfluß des gesamten Leitungsmediums bemessen ist, und einer fernbedienbaren radial verstellbaren Dichteinrichtung (12), die das Ventil (13) im ausgestellten Zustand zur Rohrleitung hin abdichtet.

2. Absperrvorrichtung nach Anspruch 1, bei der zwei Hohl­ zylinder (32, 33) vorgesehen sind und zumindest an einem Ende des ersten Hohlzylinders (32) ein Kupplungsteil (34) angeordnet ist, das mit einem an dem zweiten Hohlzylinder (33) angebrachten Kupplungsteil (35) in Eingriff gebracht und gedichtet werden kann, wobei am ersten Hohlzylinder (32) das Ventil (13) und die radial verstellbare Dicht­ einrichtung (12) und am zweiten Hohlzylinder (33) die Halteeinrichtung (36) angeordnet ist.