DE3731943C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr in geringem Abstand nebeneinander und mit im wesentlichen horizontalen Achsen in einem vertikal angeordneten, gemeinsamen ersten Flansch endenden Rohren mit einer entsprechenden Anzahl von in einem korrespondierenden gemeinsamen frei beweglichen Flansch endenden Rohren.

Derartige Einrichtungen werden benötigt, um in heißen Zellen von beispielsweise Kernkraftwerken, Wiederaufbereitungsanlagen 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.

Eine Einrichtungen der eingangs genannten Art geht aus der DE-OS 32 23 427 hervor. Die EP 64 004 B1 (österreichische Übersetzung) offenbart eine fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden eines einzigen in einem Flansch endenden Rohres mit einem einzigen in einem korrespondierenden Flansch endenden Rohr, wobei die Rohrachsen miteinander fluchten und senkrecht zu den Wirkflächen der Flansche verlaufen. Ein Flansch weist außerhalb des Mündungsbereiches des Rohres zwei zu dem Rohrende achsparallel befestigte Zuganker auf, wobei dazu korrespondierende Führungen in dem anderen Flansch vorgesehen sind.

Die in der EP 02 08 969 A1 beschriebene, fernbedienbare Flanschverbindung für nur eine Rohrleitung vier getrennte Schraubvorgänge. Außerdem ist bis zur Selbstjustierung in der Montagegestellung eine sehr genaue Vorzentrierung erforderlich, die mit den verfügbaren Greifwerkzeugen kaum zu erreichen ist.

Eine genaue Vorzentrierung erfordert auch 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 jeder der beiden Flanschverbindungen in zueinander parallelen horizontalen oder vertikalen Ebenen liegen, damit die notwendige 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 uneingeschränkte Einrichtungen der eingangs genannten Art gibt, besteht die Aufgabe, solche unter Beachtung der genannten "Randbedingungen" zu entwickeln, wobei insbesondere eine einfache Vorzentrierung, eine zeitsparende Montage und eine robuste und betriebssichere Ausführung erreicht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsgemäße Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flansch ortsfest ist und außerhalb des Mündungsbereiches der Rohre zwei zu den Rohrenden achsparallel befestigte Bolzen aufweist, die an ihren vom ortsfesten Flansch und dessen Rohren abgewandten Enden je zwei vertikale, mit Abstand voneinander angeordnete Arretierscheiben tragen, der frei bewegliche Flansch zwei zu den Bolzen korrespondierende Führungen aufweist sowie eine parallel zum frei beweglichen Flansch angeordnete Druckplatte, die Bohrungen für die abgehenden Rohrenden aufweist und deren Abstand zum frei beweglichen Flansch mittels zentralem Schraubbolzen veränderbar ist und die ferner nach unten offene und sich nach oben verjüngende hakenförmige Aussparungen aufweist, mit denen die Druckplatte bei der Montage zwischen den Arretierscheiben eingreifend auf den Bolzen des ortsfesten Flansches positionierbar ist.

Bei dieser Einrichtung kann der frei bewegliche Flansch zusammen mit der Druckplatte in einfacher Weise von oben in die am ortsfesten Flansch befestigte Führung eingesetzt und mittels nur einer zentralen Schraube mit diesem verbunden werden. Ebenso einfach ist die Demontage.

Ausgestaltungen und Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens sind aus den Unteransprüchen 2 bis 9 ersichtlich. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand der in den Fig. 1 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Verbindung mit drei Rohren

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht zu Fig. 1

Fig. 3 zeigt die Draufsicht zu Fig. 1

Fig. 4 zeigt im Detail den ortsfesten Flansch

Fig. 5 zeigt im Detail den frei beweglichen Flansch

Fig. 6 zeigt in Draufsicht die Anwendungsmöglichkeiten der Verbindung gemäß Unteranspruch 7

Fig. 7 zeigt eine Ansicht zu Fig. 6, ergänzt durch eine Einrichtung nach Unteranspruch 5

Fig. 8 zeigt als Ansicht die Anwendungsmöglichkeiten der Verbindung gemäß Unteranspruch 9

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 8

Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht zu Fig. 8

Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens gemäß Unteranspruch 6

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtng nach den Fig. 1 bis 3 ist gekennzeichnet durch einen ortsfesten Flansch (1) und einen frei beweglichen Flansch (4) mit je drei Rohrenden (10) sowie zwei zu den Rohrenden am ortsfesten Flansch (1) achsparallel befestigten Bolzen (2), die an ihrem vorderen Ende je zwei vertikale, mit Abstand voneinander angeordnete Arretierscheiben (3) tragen, deren gegenüberliegende Flächen (11) keilförmig abgeschrägt sind. Der frei bewegliche Flansch (4) besitzt zwei zu den Bolzen (2) korrespondierende Führungen (5) sowie eine parallel zum frei beweglichen Flansch (4) angeordnete Druckplatte (6) mit Bohrungen (7) für die abgehenden Rohrenden. Der Abstand zwischen Druckplatte (6) und frei beweglichem Flansch (4) kann mittels zentralem Schraubbolzen (8) verändert werden. Die Druckplatte (6) weist ferner Aussparungen (9) für die Bolzen (2) des ortsfesten Flansches (1) auf und kann bei der Montage zwischen die Arretierscheiben (3) eingeführt werden. Wenn durch Drehen des Schraubbolzens (8) die Druckplatte (6) an den Arretierscheiben (3) zur Anlage kommt, bewirkt die weitere Drehung des Schraubbolzens (8) eine Bewegung des frei beweglichen Flansches relativ zur Druckplatte (6) und - da diese durch die Arretierscheibe (3) fixiert ist - auch relativ zum ortsfesten Flansch (1). Damit kann auf einfache Weise eine feste Verbindung zwischen ortsfestem Flansch (1) und frei beweglichem Flansch (4) hergestellt und auch wieder gelöst werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die unterschiedliche Ausbildung von ortsfestem und frei beweglichem Flansch im Bereich der Führung (2, 5) und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung für zwei mit dem ortsfesten Flansch (1) verbundenen Rohrenden (14a, b), die über im frei beweglichen Flansch (4) angeordnete achsparallele Bohrungen (15a, b) sowie eine innerhalb des frei beweglichen Flansches (4) verlaufende Verbindung (16) miteinander gekoppelt werden können. Diese Ausführungsform kann auch mit einem von außen bedienbaren Absperrorgan (17) in der Verbindung (16) versehen werden.

Während die Druckplatte (6) bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 durch die abgehenden Rohrenden gegen Verdrehen relativ zum Losflansch (4) gesichert ist, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 Rohre oder Bolzen (19) für diesen Zweck vorgesehen.

In Fig. 7 ist die Ausführungsform gemäß Fig. 6 in der Ansicht dargestellt und durch eine Einrichtung (12) für den Eingriff einer Transportvorrichtung ergänzt worden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 10, die für eine Flanschverbindung mit nur einem Rohr (18) konzipiert ist, sind ebenfalls Rohre oder Bolzen (19) zur Sicherung der Druckplatte (6) gegen Verdrehen vorgesehen, die an einem mit dem frei beweglichen Flansch (4) verbundenen Bügel (20) befestigt sind. Außerdem sind verlängerte Bolzen (2a) vorgesehen, weil für das abgekröpfte Rohr (18) und den Bügel (20) mehr Platz gebraucht wird, als bei der Ausführungsform nach Fig. 3.

In Fig. 11 schließlich ist eine Ausführungsform gemäß Unteranspruch 6 mit zwei ortsfesten Flanschen (1) und zwei frei beweglichen Flanschen (4) dargestellt, wobei die frei beweglichen Flansche (4) einen Rohrabschnitt (13) mit drei nebeneinander verlaufenden Rohren (13a, b, c) begrenzen. Solche Rohrabschnitte (13) werden eingesetzt, wenn eine größere auswechselbare Baueinheit mit einem in der heißen Zelle ortsfest angeordneten Rohrsystem verbunden werden muß. Dabei wird die Baueinheit in der Zelle aufgestellt und genau ausgerichtet. Sie weist ihrerseits einen ortsfesten Flansch auf, der über den Rohrabschnitt (13) mit dem ortsfesten Flansch der Zelle verbunden wird. Dabei werden aus Gründen der Platzersparnis und Montagevereinfachung vorteilhafterweise Flansche mit mehr als einem Rohr vorgesehen.

Claims (9)

1. Fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr in geringem Abstand nebeneinander und mit im wesentlichen horizontalen Achsen in einem vertikal angeordneten, gemeinsamen ersten Flansch endenden Rohren mit einer entsprechenden Anzahl von in einem korrespondierenden gemeinsamen frei beweglichen Flansch endenden Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der erste Flansch (1) ortsfest ist und außerhalb des Mündungsbereiches der Rohre (10) zwei zu den Rohrenden achsparallel befestigte Bolzen (2) aufweist, die an ihren vom ortsfesten Flansch (1) und dessen Rohren (10) abgewandten Enden je zwei vertikale mit Abstand voneinander angeordnete Arretierscheiben (3) tragen,
• b) der frei bewegliche Flansch (4) zwei zu den Bolzen (2) korrespondierende, nach unten offene und sich nach oben verjüngende, hakenförmige Führungen (5) aufweist, sowie eine parallel zum frei beweglichen Flansch (4) angeordnete Druckplatte (6), die Bohrungen (7) für die abgehenden Rohrenden aufweist und deren Abstand zum frei beweglichen Flansch (4) mittels zentralem Schraubbolzen (8) veränderbar ist und die ferner nach unten offene und sich nach oben verjüngende, hakenförmige Aussparungen (9) aufweist, mit denen die Druckplatte (6) bei der Montage zwischen die Arretierscheiben (3) eingreifend auf den Bolzen (2) des ortsfesten Flansches (1) positionierbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (6) durch eine Führung gegen ein Verdrehen relativ zum frei beweglichen Flansch (4) gesichert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrenden eines Flansches geringfügig über die vordere Fläche des Flansches vorstehen und konisch ausgebildet sind, während die Rohrenden des anderen Flansches geringfügig gegenüber der vorderen Fläche des Flansches zurückspringen und komplementär konisch ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arrettierungsscheiben (3) oben an ihren gegenüberliegenden Flächen (11) keilförmig abgeschrägt sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (12) für den Eingriff einer Transportvorrichtung vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung je einen frei beweglichen Flansch (4) an jedem Ende eines Rohrabschnittes (13) mit zwei oder mehr nebeneinander verlaufenden Rohren (13a, b, c) mit je einem ortsfest angeordneten und mit einer korrespondierenden Anzahl von Rohrenden versehenen Flansch (1) verbindet.

7. Anwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf einen ortsfesten Flansch (1) mit zwei Rohrenden (14a, b) und einem frei beweglichen Flansch (4) mit zwei achsparallel zu den Rohrenden angeordneten Bohrungen (15a, b) sowie einer innerhalb des frei beweglichen Flansches verlaufenden Verbindungen (16) zwischen den beiden Bohrungen (15a, b).

8. Anwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf einen frei beweglichen Flansch gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der innerhalb des frei beweglichen Flansches (4) verlaufenden Verbindung (16) ein von außen bedienbares Absperrorgan (17) angeordnet ist.

9. Anwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf die Verbindung eines ortsfesten Flansches mit nur einem Rohrende mit einem entsprechenden frei beweglichen Flansch (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende (18) am frei beweglichen Flansch (4) abgekröpft ist und daß die Bolzen (2a) verlängert sind.