DE3719395C2 - - Google Patents
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Gasabsperrblasen herkömmlicher Bauart sind mit einer
dauerhaft antistatischen Schutzhülle ummantelt, die
den Durchmesser für den Einsatz für Rohrleitungen vor
gibt. Dieses Gewebe läßt zu einem gewissen Teil Gase
zwischen der aufgeblasenen Gummiblase und der Rohr
wandung hindurch. Dies geschieht umsomehr, je höher
der Druck ist, der auf die Absperrblase einwirkt. Generell
sind Absperrblasen herkömmlicher Bauart un
dicht.
Konventionelle Absperrblasen werden durch eine Anbohr
öffnung in das unter Druck stehende Rohr gegen die
Strömungsrichtung des Mediums eingeführt. Je nach der
Stärke des anstehenden Drucks kann es hierbei zu fol
genden Problemen kommen:
Je nach der Größe der abzusperrenden Rohrleitung muß
eine entsprechend große Anbohröffnung geschaffen wer
den, aus der bis zum Aufblasen der Absperrblase Gas
entweicht und arbeitendes Personal gefährdet. Der
Druck auf das Blasengestänge wird so stark, daß der
Haltestopfen aus der Anbohrmuffe herausgedrückt wird.
Beim Anbohren der Rohrleitung entstehen Grate an der
Anbohröffnung, die die Absperrblase sowohl beim
Setzen als auch beim Ziehen verletzen können und daher
undicht werden lassen. Es müssen daher immer gewisse
Vorräte an Absperrblasen an der Baustelle vorgehalten
werden.
Bei älteren Rohrleitungen kommt es korrosionsbedingt
zu Inkrustierungen, die die Absperrblasen ebenfalls
zerstören, da die mit Atemluft gefüllten Blasen ledig
lich durch das umgebende Gewebe geschützt werden, das
sehr leicht durch Grate und Inkrustierungen zerstört
wird.
Die Größe der Anbohrung erfolgt nicht einheitlich, das
heißt die auf dem Blasengestänge der Absperrblasen mon
tierten konischen Gummistopfen lassen unterschiedlich
große Anbohröffnungen zu, die, wenn sie zu klein ge
wählt sind, wiederum einen unverhältnismäßig großen
Verschleiß an Absperrblasen zulassen, da sich die Ver
letzbarkeit aus vorgenannten Gründen erhöht. Eine der
artige Absperrblase ist beispielsweise aus dem Ge
brauchsmuster GM 75 17 541 bekannt.
Seit einigen Jahren gibt es sogenannte Blasensetzge
räte, durch die Absperrblasen in die unter Druck
stehende Leitung eingeführt werden, ohne daß dabei
Gase austreten. Hierbei übernimmt ein am Ende des Ge
rätes angebrachte Einführschuh, der in die Rohrleitung
hineinragt und am Rohrboden aufsitzt, die Aufgabe, die
Absperrblase vor Verletzungen durch die Anbohrgrate ge
schützt entgegen der Gasrichtung einzuführen. Hierbei
bedient man sich des gleichen Prinzips wie bei der von
Hand gesetzten Absperrblase. Der Vorteil liegt ledig
lich darin, daß durch eine Schleuse hindurch die Rohr
leitung gasfrei angebohrt und die Absperrblase gasfrei
gesetzt und gezogen wird. Es treten jedoch ebenfalls
so eklatante Schwierigkeiten beim Setzen oder Ziehen
der Absperrblasen auf, daß der Aufwand mit Blasen
setzgeräten nicht gerechtfertigt erscheint.
Die Gasabsperrblase muß in einem relativ kleinen Setz
rohr untergebracht werden, d. h. es stehen je nach
Hersteller Durchmesser von 1 1/2′′ bis 2′′ zur Verfügung.
Die Absperrblase ist mit einem starren Füllrohr über
eine Schraubverbindung verbunden und muß, bevor sie
im Blasensetzrohr untergebracht werden kann, so zusam
mengedreht werden, daß sie überhaupt hineinpaßt. Das
bereitet gerade bei den größeren Absperrblasen Schwierig
keiten, da das Volumen der Absperrblasen immer größer
wird, das Aufnahmevolumen des Setzrohres jedoch gleich
bleibt. Nach dem Aufsetzen des Setzrohres auf die
Schleuse wird diese geöffnet und die Blase aus dem
Setzrohr durch die Schleuse hindurch in die Rohrlei
tung hineingedrückt. Dabei schlägt das flexible Ge
stänge der Blase auf den Rohrboden auf und wird durch
den anstehenden Gasdruck niedergehalten. Beim Auf
blasen verdrehen sich gerade Absperrblasen mit größeren
Dimensionen sehr leicht, da ein großes Volumen ausge
füllt werden muß. Durch die beschriebene Schwierigkeit
des geringen Volumens der Setzrohre müssen die Ab
sperrblasen notwendigerweise in ihrer Bauart klein ge
halten werden, was wiederum zu einer Verkleinerung der
Auflagefläche an der Rohrwandung führt. Im ungünstigsten
Fall sitzt die Absperrblase so verdreht in der Rohr
leitung, daß der Gasstrom praktisch unbehindert weiter
strömt und die Absperrblase unter Umständen mehrmals
gezogen und wieder gesetzt werden muß.
Enorme Schwierigkeiten gibt es auch beim Ziehen der
Absperrblasen. Der relativ klein dimensionierte Schuh
behindert das Hereinziehen der Absperrblase in das
Setzrohr, da nun die Blase und die Schutzhülle nicht
mehr auf den kleinst möglichen Durchmesser zusammenge
dreht werden können. Das Gewebe der Schutzhülle staut
sich vor der Öffnung des Schuhes, was nicht selten da
zu führt, daß die Absperrblase vom Gestänge abreißt
und vom Gasstrom in die Rohrleitung hineingedrückt
wird und verloren ist.
Die Probleme, die dadurch in den Versorgungsleitungen
entstehen, wie Verstopfen von kleineren Abzweigen oder
der Ausfall von Druckregler oder Verteilerstationen
sollen hier nicht weiterverfolgt werden. Desweiteren
kann es durch die obengenannten Schwierigkeiten dazu
kommen, daß die Absperrblase im Schuh stecken bleibt
und nicht mehr zu bewegen ist. Das führt dazu, daß das
gesamte Blasensetzgerät einschließlich Schleuse von der
unter Druck stehenden Rohrleitung abgebaut werden muß,
was zu einer sehr hohen Gefährdung des Personals sowie
der Umgebung gerade im innerstädtischen Bereich führt.
Eine Vorrichtung zum Absperren von Gasleitungen mit
tels eines Blasensetzgerätes wurde beispielsweise in
dem Gebrauchsmuster GM 78 10 001 beschrieben.
Aus der britischen Patentschrift GB 21 86 654 ist eine Vorrichtung
zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen bekannt, bei
der für verschiedene Rohrdurchmesser verschiedene Absperrkörper
verwendet werden müssen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
darin, eine Vorrichtung zum Absperren von Rohrleitungen
vorzuschlagen, mit der es möglich ist, ohne Verände
rung der Vorrichtung einen großen Bereich verschiedener
Rohrleitungen mit verschiedenen Durchmessern abzu
sperren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
nur ein an einem Führungsrohr angebrachter allseitig ausdehnbarer
Absperrkörper vorgesehen ist, der innerhalb der Anbohröffnung
eine formschlüssige Sicherung bildet.
Dieser allseitig ausdehnbare Absperrkörper wird durch eine
Anbohröffnung in die unter Druck
stehende Rohrleitung eingebracht und zwar hauptsäch
lich vertikal zur Rohrachse. Beim Absperren der Rohr
leitungen durch Füllen dieser Absperrkörper mit einer
Flüssigkeit legen sich diese "fugenlos" sowohl an die
Rohrwandung, als auch in die Anbohrmuffe an. Die beim
Anbohren entstehenden Grate zerstören diese Körper
nicht, da durch die gewählte Wandstärke eine wesent
lich höhere Gebrauchsdauer erzielt wird. Das gleiche
gilt für Inkrustierungen, wobei in diesem Fall noch
der Vorteil der höheren Reibung hinzukommt. Durch die
Hydraulikauslegung der Absperrkörper werden wesentlich
höhere Innendrücke erreicht, als bei Absperrblasen, die
ja mit Atemluft befüllt sind.
Durch das enorme Ausdehnungsverhalten der Hydraulik-
Absperrkörper, sie dehnen sich selbst unter starkem
Gegendruck gleichmäßig nach drei Richtungen aus, ent
fällt unter anderem der Haltestopfen wie ihn konven
tionelle Absperrblasen benötigen. Da die Hydraulik-
Absperrkörper sich bis weit in die Anbohrmuffe aus
dehnen, entsteht unter anderem der Effekt der form
schlüssigen Sicherung.
Nach dem Setzen des Absperrkörpers in die Rohrleitung
und Füllen desselben mittels der Hydraulikflüssigkeit
wird nach Beendigung des Absperrvorganges die Flüssigkeit
aus dem Absperrkörper herausgesaugt, wodurch es
möglich wird, die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache
Weise aus der Rohrleitung wieder zu entfernen.
In den Unteransprüchen werden besonders bevorzugte
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beansprucht
und näher erläutert.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeich
nungen näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vor
richtung, die mittels eines Aufbaues auf einer Rohr
leitung angeordnet ist,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der in Fig. 1
dargestellten Vorrichtung im gefüllten Zustand,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vor
richtung, die auf einer Rohrleitung angeordnet ist,
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der in Fig. 3
dargestellten Vorrichtung im gefüllten Zustand und
Fig. 5 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vor
richtung, die auf einer Rohrleitung angeordnet ist.
Gemäß Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
mittels eines Aufbaues 11 auf einer Rohrleitung 8 an
geordnet. Die Rohrleitung 8 soll abgesperrt werden. Zu
diesem Zweck wurde die Muffe 10 auf die Rohrleitung 8
aufgeschweißt. Mit Hilfe eines bekannten nicht darge
stellten Bohrgerätes wurde unter Dichtbedingungen ein
Loch 9 in die Rohrleitung 8 gebohrt. Auf der Muffe 10
wurde nunmehr der Aufbau 11 befestigt, wobei sich im
Inneren des Aufbaues 11 die erfindungsgemäße Vorrich
tung befindet. Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungs
beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das
Rohr 4 auf, an dessen einem Ende sich das Ventil 1 be
findet und an dessen anderem Ende der Stab 7 be
festigt ist, der in das Innere eines birnenförmigen
Beutels 6 reicht. Der Endbereich des Stabes 7 ist
durchlöchert. Das Rohr 4 ist längsbeweglich innerhalb
des Aufbaues 11 geführt, wobei am oberen Ende des Auf
baues die Dichtung 3 angeordnet ist, die mittels des
Deckels 2 an dem Aufbau 11 gehalten wird. Der Deckel 2
ist zur Aufnahme des Rohres 4 durchbohrt. Ferner befin
det sich im Inneren des Aufbaues 11 der Führungssteg 5.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in die Rohrlei
tung 8 eingeführt, bis das äußere Ende des Stabes 7,
das sich im Inneren des birnenförmigen Beutels 6 befin
det, merklich an die Wandung der Rohrleitung 8 an
stößt. Die Rohrleitung 8 steht nunmehr noch unter Druck.
An dem Ventil 1 wird üblicherweise eine Leitung ange
schlossen, die die Beschickung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mittels einer Flüssigkeit ermöglicht. Dies
kann beispielsweise Wasser oder ein anderes Material
sein. Wird nunmehr das Ventil 1 geöffnet, so strömt
die Flüssigkeit in das Innere des birnenförmigen
Beutels 6 und bläht den aus einem elastischen Material
bestehenden Beutel auf.
Fig. 2 zeigt den Zustand des Beutels 6, wenn er mit
einer Flüssigkeit gefüllt ist. Der Beutel 6 legt sich
an seiner Oberfläche fugenlos sowohl an die Rohrwandung
als auch in die Anbohrmuffe an. Hierdurch wird eine
Absperrung der Rohrleitung 8 gewährleistet.
Wie bereits beschrieben, wurde in Fig. 1 und Fig. 2
ein birnenförmiger Beutel als Absperrkörper verwendet.
In Fig. 3 und Fig. 4 ist als Absperrkörper ein
zylinderförmiger Beutel 12 dargestellt, der in seinem
Inneren das offene Ende eines Schlauches 13 aufweist,
der an seinem anderen Ende mittels eines Ventiles 14
geschlossen ist. Längsverschiebbar über dem Schlauch 13
und dem zylinderförmigen Beutel 12 befindet sich der
Schieber 15. Der Schlauch 13 ist in Fig. 3 und Fig. 4
abgebrochen dargestellt. Die in Fig. 3 und Fig. 4
dargestellte Absperrvorrichtung wird mittels eines Auf
baues auf an sich übliche Weise auf die Muffe 10 auf
gebracht. Beispielsweise kann hierzu ein Aufbau ver
wendet werden, wie er in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen
11 versehen ist.
Wird nunmehr mittels des Schlauches 13 in das Innere
des zylinderförmigen Beutels 12 eine Flüssigkeit durch
Öffnen des Ventils 14 eingelassen, so bläht sich der
Beutel 12 auf und die Beutelwandung schließt die Rohr
leitung 8 dicht ab. Die Wandung des Beutels 12 schmiegt
sich an das Loch 9 an und ebenso an die Wandung der
Rohrleitung 8. Im oberen Bereich legt sich der Beutel
12 an das Innere der Muffe 10 an, wobei der Schieber
dazu dient, zu bestimmen, wie weit die Füllung des
Beutels 12 nach oben begrenzt sein soll. Ergänzend
soll hier ausgeführt werden, daß es bei dem in Fig. 3
und Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel auch
möglich wäre, das untere Ende des Schlauches 13 zu
durchlöchern bzw. auch die Möglichkeit bestünde, einen
durchlöcherten Stab in das Innere des zylinderförmigen
Beutels 12 einzufügen.
In den Darstellungen gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 wurde
gezeigt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung verti
kal zur Rohrachse in die Rohrleitung 8 eingeführt
wird, bis die Vorrichtung fühlbar an die Rohrwandung
anstößt. In Fig. 5 soll nun gezeigt werden, daß es
auch möglich wäre, durch Biegung des Schlauches 13
die erfindungsgemäße Vorrichtung in eine Richtung in
die Rohrleitung 8 einzufügen. Hierbei wäre es auch
möglich, eine Rohrleitung beispielsweise um die Ecke
abzusperren. In dem in Fig. 5 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel legt sich ebenfalls der zylinderförmige
Beutel 12 an das Innere der Rohrwandung und an das
Innere der Muffe 10 an.
Die erfindungsgemäßen Absperrkörper sind in ihrer
Wandstärke so angelegt, daß sie mehrere Rohrinnen
durchmesser überbrücken, beispielsweise von NW 80
bis NW 150. Sie verfügen über keine Gewebeumhüllung
wie die bekannten Gasblasen, die den Einsatzbereich
auf einen Durchmesser beschränken und Gase zwischen
Absperrkörper und Rohrleitung hindurchließen. Die er
findungsgemäßen Absperrkörper sperren Rohrleitungen
absolut dicht ab und zwar auch im Hochdruckbereich.
In den Zeichnungen wurde als Absperrkörper ein dimen
sionsvariabler Absperrzylinder und eine hydraulische
Absperrbirne dargestellt. Es sind alle möglichen Formen
als Absperrkörper jedoch denkbar.
Die erfindungsgemäßen Absperrkörper werden durch eine
Anbohröffnung in die unter Druck stehende Rohrleitung
eingebracht und zwar vertikal zur Rohrachse. Dabei
legen sich diese Absperrkörper "fugenlos" sowohl an
die Rohrwandung als auch in die Anbohrmuffe an. Die
beim Anbohren entstehenden Grate in der Rohrwandung
zerstören diese Absperrkörper nicht, da durch die ge
wählte Wandstärke eine wesentlich höhere Gebrauchs
dauer erzielt wird. Das gleiche gilt für Inkrustierun
gen, die beispielsweise bei älteren Rohrleitungen kor
rosionsbedingt vorkommen. Durch die Hydraulikauslegung
der Absperrkörper werden wesentlich höhere Innendrücke
erreicht, als bei Absperrblasen nach dem bekannten
Stand der Technik, die ja mit Atemluft befüllt sind.
Die Innendrücke lassen Gegendrücke im Hochdruckbereich
zu, wobei zu beachten ist, daß herkömmliche Absperr
blasen von Hand nur bis zu einem Gegendruck von 200
mbar gesetzt werden dürfen.
Die erfindungsgemäßen Hydraulik-Absperrkörper dehnen
sich selbst unter starkem Gegendruck gleichmäßig nach
drei Richtungen aus. Durch dieses enorme Ausdehnungs
verhalten entfällt unter anderem der Haltestopfen,
wie ihn konventionelle Absperrblasen benötigen. Da die
Hydraulik-Absperrkörper sich bis weit in die Anbohr
muffe ausdehnen, entsteht unter anderem der Effekt der
formschlüssigen Sicherung.
Die erfindungsgemäßen Absperrvorrichtungen können in
die bereits auf dem Markt befindlichen bekannten Setz
geräte problemlos eingebaut werden. Der Vorteil liegt
darin, daß
- 1. der hydraulisch betriebene Absperrkörper nicht mehr um die Kurve eingeführt werden muß, sondern verti kal zur Rohrachse hineingedrückt wird. Das mit einer Schutzeinrichtung versehene Befüll- und Ent leerungsrohr gewährleistet bereits im Moment des Einführens einen sicheren Sitz des Absperrkörpers, ein seitliches Weggleiten ist unmöglich. Zudem steht für das Setzen und Ziehen der Hydraulik-Ab sperrkörper der gesamte Querschnitt des Setzrohres zur Verfügung.
- 2. Mit einem Grundkörper können mehrere Nennweiten ab solut dicht abgesperrt werden. Durch Evakuierung des Grundkörpers wird das Volumen im entspannten Zu stand so klein gehalten, daß er problemlos in die vorhandenen Setzrohre hineinpaßt. Durch den Memory- Effekt des verwendeten neuartigen Materials bildet sich der hydraulisch betriebene Absperrkörper augen blicklich in seine ursprüngliche Form zurück, so daß keine Komplikationen beim Herausziehen aus der Rohrleitung entstehen. Dieser Effekt wird unter stützt, indem man gleichzeitig eine Hydraulik-Druck- und Saugpumpe einsetzt, die bewirkt, daß das Volumen des Absperrkörpers um minimal 100% reduziert wird.
- 3. Durch dieses System kann zudem die angestrebte Standardisierung der Anbohröffnungen erreicht wer den.
- 4. Die Ausdehnungsfähigkeit der hydraulisch betriebenen Zylinder, Birnen, Kugeln, Kegel usw. beträgt 700%, d. h. das Maß der Ausdehnung im Vergleich zur ur sprünglichen Lage entspricht der Auflagefläche im Rohr.
- 5. Die Absperrkörper zeigen eine halbkugelige Ausfor mung im Rohr. Durch dieses Phänomen steigt der Druck im Inneren der hydraulischen Absperrkörper an, es kommt zu einer Potenzierung des anstehenden Drucks innerhalb der Absperrkörper, was zu einer weiteren Festigkeit und Versteifung führt. Dieser Effekt wird ermöglicht durch die Verwendung von selbstabstellenden Ventilen, die einen Druckaus gleich in das Druckausgleichsgefäß der Druck- und Saugpumpe nicht zulassen. Durch diese Anordnung und das Dehnungsverhalten des verwendeten Materials können selbst Druckstöße aufgefangen werden. Diese Angaben sind alle experimentell bewiesen.
- 6. Durch unterschiedliche Wandstärke bei den verwen deten hydraulischen Absperrkörpern wird eine Be schädigung selbst durch messerscharfe Kanten, Grate, im Rohr verbliebene Späne und Inkrustierungen ver hindert.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
verschiedener Durchmesser mit nur einem an
einem Führungsrohr angebrachten allseitig ausdehnbaren
Absperrkörper, der innerhalb der Anbohröffnung
eine formschlüssige Sicherung bildet.
2. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach Anspruch 1,
bei der der Absperrkörper als birnenförmiger Beutel
(6) ausgestaltet ist, in dessen Inneren sich ein
Stab (7) befindet, der in seinem einen Endbereich
durchlöchert und dessen anderes Ende an dem Führungsrohr
(4) angebracht ist.
3. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach Anspruch 1,
bei der der Absperrkörper als zylinderförmiger
Beutel (12) ausgestaltet ist.
4. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach Anspruch 1, 2 oder 3,
bei der über dem Führungsrohr (4, 13) und/oder dem
Absperrkörper (6, 12) längsverschiebbar ein Schieber
(15) angeordnet ist.
5. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,
bei der das Führungsrohr (4, 13) biegsam ausgestaltet
ist.
6. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,
die mittels eines Aufbaues (11) auf einer Rohrleitung
(8) aufbringbar ist, wobei der Aufbau in
seinem Inneren einen Führungssteg (5) aufweist.
7. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach Anspruch 6,
bei der der Aufbau an einem Ende mittels eines
Deckels (2) und einer Dichtung (3) geschlossen ist,
wobei das Führungsrohr (4, 13) längsverschiebbar
mittig durch den Deckel (2) und die Dichtung (3)
geführt ist.
8. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,
bei der das Führungsrohr (4, 13) senkrecht zur Achse
der Rohrleitung (8) in diese eingeführt wird.
9. Vorrichtung zum hydraulischen Absperren von Rohrleitungen
nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche,
bei der der Absperrkörper (6, 12) an dem Stab (7)
befestigt ist, der seinerseits mittels eines Gewindes
auf das Führungsrohr (4, 13) geschraubt ist.
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