DE3731939A1

DE3731939A1 - Fernbedienbare einrichtung zum verspannen eines absperrorgans zwischen zwei rohrflanschen

Info

Publication number: DE3731939A1
Application number: DE19873731939
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Schwalbach; Erhard Dipl Ing Schwiedergoll; Marcel Dipl Ing Wendelin
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH; Metallgesellschaft AG
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH; GEA Group AG
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-04-06

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fernbedienbare Einrichtung zum Verspannen eines Absperrorgans zwischen den Flanschen zweier achsparalleler Rohrenden.

Derartige Einrichtungen werden benötigt, um in heißen Zellen von beispielsweise Kernkraftwerken, Wiederaufarbeitungsanlagen oder dergl., die nicht betreten werden können, Apparate oder Teile davon austauschen zu können. Das Trennen und Verbinden von Rohrflanschen erfolgt dabei mittels ferngesteuerter Manipulatoren, deren Bewegungen vom Monteur mit Fernsehkameras überwacht werden. Wegen der Vielzahl der räumlich unterschiedlich angeordneten Verbindungsstellen muß man einerseits flexibel einsetzbare fernbedienbare Werkzeuge vorsehen, kann aus wirtschaftlichen Gründen andererseits aber nur einfache Greif-, Dreh- und Transportbewegungen realisieren. Dementsprechend müssen die Einrichtungen zum Verbinden von Rohrenden möglichst einfach und in bestimmter Weise zugänglich ausgebildet werden.

Hinzu kommt, daß für die Montage im allgemeinen nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung steht und daß in ihren Bewegungen sehr präzise Roboter aus verschiedenen Gründen nicht einsetzbar sind. Für die Gestaltung der Rohrverbindungseinrichtungen wird deswegen davon ausgegangen, daß zur Montage zumindest ein in eine fernsteuerbare Transporteinrichtung einsetzbares schwenk- und drehbares Greifwerkzeug sowie ein Drehwerkzeug zum Lösen und Festziehen von Schraubverbindungen zur Verfügung steht.

Bisher sind nur wenige Einrichtungen der eingangs genannten Art bekannt geworden, ohne daß sie sich in der Praxis schon bewährt hätten.

Die in der EP-A-02 08 969 beschriebene, fernbedienbare Flanschverbindung für Rohre hat sich vermutlich deswegen nicht durchsetzen können, weil sie für eine Flanschverbindung vier getrennte Schraubvorgänge erfordert, was als zu zeitraubend angesehen wird, und weil sie bis zur Selbstjustierung in der Montagestellung eine sehr genaue Vorzentrierung erfordert, die mit den verfügbaren Greifwerkzeugen kaum zu erreichen ist.

Das gilt auch für die fernbedienbare Spannvorrichtung gemäß DE-OS 33 34 074, bei der die Flansche mittels radial auf- und zufahrbarer Spannglieder axial gegeneinander bewegbar sind. Bei der Vorzentrierung muß die an einem Flansch befestigte Spanneinrichtung mit nur geringem Spiel über den anderen Flansch geschoben werden, was als zu schwierig und bei der Ausführung als zu zeitaufwendig angesehen wird.

Die DE-OS 33 40 465 bezieht sich auf eine Rohrverbindungseinrichtung mit einem Rohrleitungsteil zum Verbinden von zwei in größerem Abstand voneinander angebrachten ortsfesten Endflanschen zweier Rohrleitungen. Vorgesehen ist, daß die Trennebene der beiden Flanschverbindungen in zueinander parallelen Ebenen liegen, damit die notwendigen Transport- und Drehbewegungen mit im wesentlichen gleicher Ausrichtung der Werkzeuge vorgenommen werden können. Diese Forderung ist im allgemeinen ohne besondere Schwierigkeiten zu erfüllen. Die Flanschverbindung selbst ist - abgesehen von einer Vorzentrierhilfe - konventionell mit mehreren Durchgangsschrauben mit Muttern für jeden Flansch ausgeführt und in dieser Form für den vorgesehenen Anwendungszweck nicht brauchbar, weil es mit vertretbarem Aufwand nicht möglich ist, solche normalen Schraubverbindungen mit den in heißen Zellen vorhandenen Werkzeugen herzustellen.

Da es bisher keine brauchbaren Einrichtungen der eingangs genannten Art gibt, besteht die Aufgabe, solche unter Beachtung der genannten "Randbedingungen" zu entwickeln, wobei insbesondere auf eine einfache Vorzentrierung, eine zeitsparende Montage und eine robuste und betriebssichere Ausführung zu achten ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsbildende Einrichtung gekennzeichnet durch ein konzentrisch zur Rohrachse angeordnetes Schneckenrad mit Antriebsschnecke, die senkrecht zur Rohrachse in einer drehfest angeordneten Lagerung mittels fernbedientem Werkzeug drehbar ist sowie durch ein am inneren Umfang des Schneckenrades vorgesehenes Transportgewinde, über das ein Bauteil mit Gegengewinde parallel zur Rohrachse verschiebbar und das Absperrorgan zwischen den Flanschen dichtend einspannbar ist.

Mit dieser Einrichtung kann ein Absperrorgan in einfacher Weise zwischen die Flansche zweier achsparalleler Rohrenden eingebracht und verspannt werden, wozu nach dem Ausrichten nur noch ein einziger Schraubvorgang erforderlich ist. Genauso einfach ist die Demontage.

Verschiedene Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind aus den Unteransprüchen 2 bis 4 ersichtlich. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand der in den Fig. 1 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform im Längsschnitt.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht zu Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 1.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform im Schnitt.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht zu Fig. 4.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 4.

Fig. 7 zeigt die Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht zu Fig. 7.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 7.

Fig. 10 zeigt vergrößert ein Detail der Ausführungsform nach Fig. 7.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ist eine Lagerung (3) für eine Antriebsschnecke (2) sowie eine Lagerung (3 a) für ein Schneckenrad (1) mit einem Rohrende (9) verbunden. Auf demselben Rohrende (9) ist außerdem ein Bauteil (5) axial verschieblich angeordnet, das ein Gegengewinde zu dem im Schneckenrad vorgesehenen Antriebsgewinde (4) aufweist und durch das ein Hilfsflansch (10) bei Drehung des Schneckenrades (1) relativ zum Rohrende (9) axial verschoben werden kann. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen den Rohrenden (9, 11) verändert werden, denn der Hilfsflansch (10) ist in festem Abstand mit dem Flansch (8) des anderen Rohrendes (11) verbunden. Der Abstand zwischen den Flanschen (7, 8) der beiden Rohrenden (9, 11) kann im Rahmen einer elastischen Verformung bzw. Lagerung der Rohrenden in einem solchen Maße vergrößert werden, daß ein Absperrorgan (6) eingebracht und - bei entgegengesetzter Drehung des Schneckenrades (1) - dichtend eingespannt werden kann. Zur Demontage können die Flansche (7, 8) wieder soweit auseinandergedrückt werden, daß das Absperrorgan (6) entfernt werden kann.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 bis 6 ist wiederum eine Lagerung (3) für eine Antriebsschnecke (2) sowie eine Lagerung (3 a) für ein Schneckenrad (1) mit einem Rohrende (9) fest verbunden. Auf demselben Rohrende (9) ist ferner ein Bauteil (5) mit einem Flansch (7 a) vorgesehen, das ein Gegengewinde zu dem Transportgewinde des Schneckenrades (1) aufweist und bei Drehung des Schneckenrades (1) zusammen mit dem Flansch (7 a) auf dem Rohrende (9) in axialer Richtung verschoben werden kann. Die beiden Rohrenden (9, 11) sind in einem für das Einbringen eines Absperrorgans (6) ausreichenden, unveränderlichen Abstand zueinander angeordnet und zwar durch eine Bolzenverbindung zwischen den mit den Rohrenden (9, 11) fest verbundenen Flanschen (10, 8). Zum Einbringen des Absperrorgans (6) wird der Flansch (7 a) mittels Drehung des Schneckenrades so weit zurückgefahren, daß der zwischen den Rohrenden (9, 11) vorhandene feste Abstand vollständig zum Einbringen des Absperrorgans (6) zur Verfügung steht. Anschließend wird der Flansch (7 a) durch entgegengesetzte Drehung des Schneckenrades in die entgegengesetzte Richtung verschoben und gegen den Flansch des Absperrorgans (6) dichtend angepreßt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 10 sind Absperrorgan (6) mit Schneckenrad (1), Antriebsschnecke (2) und Lagerung (3) als bauliche Einheit (13) ausgebildet. Die Flansche (7, 8) der beiden Rohrenden (9, 11) sind in einem für das Einbringen der baulichen Einheit (13) ausreichenden unveränderlichen Abstand angeordnet. An wenigstens einem der Flansche (7, 8) sind Auflagen vorgesehen, in die die bauliche Einheit (13) eingesetzt und bezüglich der Rohrachse drehsicher gehalten werden kann. Die bauliche Einheit (13) selbst besitzt ein axial verschiebbares Bauteil (5), dessen Gegengewinde mit dem Transportgewinde des Schneckenrades zusammenarbeitet und es ermöglicht, die bauliche Einheit (13) zwischen den Flansch (7, 8) dichtend einzuspannen.

Claims

1. Fernbedienbare Einrichtung zum Verspannen eines Absperrorgans zwischen den Flanschen zweier achsparalleler Rohrenden, gekennzeichnet durch ein konzentrisch zur Rohrachse angeordnetes Schneckenrad (1) mit Antriebsschnecke (2), die senkrecht zur Rohrachse in einer drehfest angeordneten Lagerung (3) mittels fernbedientem Werkzeug drehbar ist sowie durch ein am inneren Umfang des Schneckenrades (1) vorgesehenes Transportgewinde (4), über das ein Bauteil (5) mit Gegengewinde parallel zur Rohrachse verschiebbar und das Absperrorgan (6) zwischen den Flanschen (7, 8) dichtend einspannbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Lagerung (3) für die Antriebsschnecke (2) und die Lagerung (3 a) für das Schneckenrad (1) fest mit einem Rohrende (9) verbunden sind,
b) auf demselben Rohrende (9) ein durch das Bauteil (5) mit Gegengewinde relativ zum Rohrende (9) axial verschieblicher Hilfsflansch (10) angeordnet ist,
c) der Hilfsflansch (10) in festem Abstand mit dem Flansch (8) des anderen Rohrendes (11) verbunden ist, wobei
d) durch Drehung der Antriebsschnecke (2), Drehung des Schneckenrades (1) sowie axiale Verschiebung des Bauteils (5) mit Gegengewinde der Abstand zwischen den Flanschen (7, 8) der beiden Rohrenden (9, 11) im Rahmen einer elastischen Verformung der Rohre um das für das Einbringen eines Absperrorgans (6) notwendige Maß vergrößerbar und das Absperrorgan (6) nach dem Einbringen durch entgegengesetzte Drehung dichtend einspannbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Lagerung (3) für die Antriebsschnecke (2) und die Lagerung (3 a) für das Schneckenrad (1) fest mit einem Rohrende (9) verbunden sind,
b) auf demselben Rohrende (9) eine durch das Bauteil (5) mit Gegengewinde axial verschieblicher Flansch (7 a) angeordnet ist,
c) die beiden Rohrenden (9, 11) in einem für das Einbringen eines Absperrorgans (6) ausreichenden unveränderlichen Abstand angeordnet sind und
d) das Absperrorgan (6) nach dem Einbringen durch axiale Verschiebung des Flansches (7 a) dichtend einspannbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Absperrorgan (6) mit Schneckenrad (1), Antriebsschnecke (2) und Lagerung (3) als bauliche Einheit (13) ausgebildet ist,
b) die Flansche (7, 8) der beiden Rohrenden (9, 11) in einem für das Einbringen der baulichen Einheit (13) ausreichenden unveränderlichen Abstand angeordnet sind,
c) an einem der Flansche (7, 8) Auflagen zur Aufnahme und bezüglich der Rohrachse drehsicheren Führung der baulichen Einheit (13) angebracht sind und
d) die bauliche Einheit (13) ein axial verschiebbares Bauteil (5) mit Gegengewinde aufweist, mit dem sie nach dem Einbringen zwischen die Flanschen (7, 8) dichtend einspannbar ist.