DE3719395C2 - - Google Patents

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.