DE3780754T2

DE3780754T2 - Schnittstellenverbindung am instrumentierungseingang.

Info

Publication number: DE3780754T2
Application number: DE8787115483T
Authority: DE
Inventors: Cecil Royce Stapleton
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1993-03-11
Anticipated expiration: 2007-10-23
Also published as: EP0265840A2; JPS63128292A; US4812285A; ES2033765T3; DE3780754D1; EP0265840B1; KR880005626A; EP0265840A3; JPH068894B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Kernreaktoren und insbesondere auf eine Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung hierfür.
Konstruktions- und Qualitätsstandards für Kernreaktorausrüstung sind extrem hoch und streng. Aufgaben, die außerhalb kerntechnischer Anwendungen in den häufigeren Fällen geradewegs bewältigt werden können, stellen deshalb eine Herausforderung dar und sind schwierig zu bewerkstelligen in einer nuklearen Umgebung, die rauhe Arbeitsbedingungen wie beispielsweise begrenzten Raum, schlechte Zugänglichkeit zu den zu bedienenden Arbeitsbereichen, Notwendigkeit zum Tragen massiger Schutzkleidung durch die Arbeiter und Verwendung von Atmungsgeräten, und Zeitdruck wegen des Erfordernisses bedeutet, die Arbeiter vor einer Überschreitung der maximalen Strahlungsdosisgrenzen zu bewahren.
Die Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf eine Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung der in Kernkraftanlagen typischerweise verwendeten Bauart zum Zwecke der Herstellung eines druckdichten Anschlusses mit einer Thermoelementsäule, die durch eine Durchführung im oberen Behälterdeckel eines Reaktors hindurchverläuft und einen Teil eines Instrumentierungssystems zur Überwachung der Arbeitstemperatur von aus den Brennelementen im Reaktorkern austretendem Kühlmittel bildet. Typischerweise sind bisher eingesetzte Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtungen von der in den Fig. 1 und 2 der anliegenden Zeichnungen dargestellten Bauart und weisen, wie dort gezeigt, einen unteren Abschnitt bzw. Rohrflansch 10, einem oberen Abschnitt bzw. Rohrflansch 11, und einen Kanalverschluß 42 für die abgedichtete Durchführung von (nicht gezeigten) Thermoelementen auf. Gewöhnlich ist der untere Rohrflansch 10 auf eine Behälterdeckeldurchführung aufgeschraubt und daran angeschweißt, der untere Rohrflansch 10 und der obere Rohrflansch 11 sind stirnseitig aneinanderstoßend abgedichtet verbunden, und der Kanalverschluß 42, dessen unterer Endteil in den oberen Rohrflansch 11 eingesetzt ist, ist abdichtend mit dem Flansch 11 gekuppelt. Der Dichtungsdruck an den Grenzflächen zwischen den Rohrflanschen und zwischen dem oberen Flansch und dem Kanalverschluß wird dadurch erzeugt, daß die Rohrflansche 10 und 11 unter axialem Druck zueinander gehalten werden, um so einen Dichtungsdruck auf die dazwischenliegende Dichtung 12 auszuüben, und durch Halten des Rohrflansches 11 und des Kanalverschlusses 42 unter axialer Zugspannung mit Bezug zueinander, um so einen Dichtungsdruck auf die Dichtung 12 A im Anlagebereich zwischen ihnen zu erzeugen. Das herkömmliche Verfahren, um dies zu bewerkstelligen, erfordert anfänglich das axiale Zusammendrücken der beiden Rohrflanschen 10 und 11 mit der dazwischenliegenden Dichtung 12 mittels einer speziellen Spannvorrichtung (nicht dargestellt) und, während diese axiale Vorspannung aufrechterhalten wird, das feste Zusammenspannen der Flanschen mittels einer Klemmvorrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt ist, wonach dann die Spannvorrichtung wieder abgenommen wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die für diesen Zweck verwendete herkömmliche Klemmvorrichtung 20 aus drei im wesentlichen gleichen bogenförmigen Segmenten 13 A, 13 B und 13 C mit jeweils mit Flanschen versehenen Entteilen, die mittels Schrauben 14 aneinander befestigt sind, die jeweils frei durch eine Öffnung im betreffenden, mit Flansch versehenen Endteil eines Bogensegments verlaufen und in eine im benachbarten, mit Flansch versehenen Endteil des angrenzenden Segments gebildete Öffnung eingeschraubt sind. Diese herkömmliche Klemmvorrichtung 20 wird in zerlegter Form zur Montagestelle gebracht und erfordert mindestens zwei Arbeiter, um sie an Ort und Stelle zu montieren und zusammenzuschrauben. Es ist eine langwierige Arbeit, insbesondere weil die Schrauben 14 sorgfältig angezogen werden müssen, um im wesentlichen gleiche Zwischenräume 15 zwischen den Flanschendteilen der Klemmvorrichtungssegmente beizubehalten, damit gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, und um ein übermäßiges Zusammendrücken der Dichtung 12 zwischen den verbundenen Rohrflanschen 10 und 11 zu vermeiden. Im Hinblick auf Größe und Gewicht nicht nur der Klemmvorrichtung 20, sondern auch der zeitweise benötigten axialen Spannvorrichtung zum axialen Vorspannen der zu verbindenden Rohrflanschen, und weiter im Hinblick auf die ziemlich beengten Bedingungen, unter denen der Montagevorgang durchgeführt werden muß, so wie auf die dazu zu treffenden Sicherheitsvorkehrungen ist es klar, daß das Herstellen der abgedichteten Verbindung in dieser Weise tatsächlich eine zeitraubende und anspruchsvolle Arbeit ist.
Die herkömmliche Praxis der Verbindung des Kanalverschlusses 42 mit dem oberen Rohrflansch 11 erfordert die Verwendung einer Spannschraubenanordnung (nicht dargestellt) mit einem in einer Umfangsnut 43, die im Außenumfang des Kanalverschlusses 42 gebildet ist, sitzenden geschlitzten Ring, einer durch den geschlitzten Ring gehaltenen Stützplatte, und sechs Spannschrauben, die jeweils in eine von in etwa kreisförmiger Anordnung in der Stützplatte mit gegenseitigen Abständen gebildeten Öffnungen eingeschraubt ist. Die Spannschrauben wirken mit einer Schulter 11 A am Rohrflansch 11 so zusammen, daß sie beim Spannen den Kanalverschluß 42 und den Rohrflansch 11 unter axiale Zugspannung zueinander setzen und dadurch dem Dichtungsdruck auf die Dichtung 12 A zwischen deren Anlageflächen erzeugen. Wiederum ist das Herstellen dieser oberen Verbindung in herkömmlicher Weise eine langsame und mühsame Angelegenheit, insbesondere weil die mehreren Spannschrauben nacheinander und wiederholt schrittweise angezogen werden müssen, um ein unzulässiges Verkanten des Kanalverschlusses 42 zu vermeiden und die Wirksamkeit der Dichtung nicht zu beeinträchtigen. Die Spannschraubenanordnung bleibt als Teil der herkömmlichen Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung an Ort und Stelle, da sie dort benötigt wird, um die abdichtende Verbindung zwischen dem oberen Rohrflansch und dem Kanalverschluß aufrechtzuerhalten. Deshalb wird ein Sicherungsdraht zur Sicherung der Spannschrauben gegen unbeabsichtigtes Lösen im Betrieb eingebaut.
Eine weitgehend ähnliche bekannte Anordnung ist in der EP-A 0 164 524 beschrieben.
Der Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung zu schaffen, die leichter, schneller und sicherer ein- und auszubauen ist.
Demgemäß besteht die Erfindung in einer Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung, wie sie in Patentanspruch 1 definiert ist.
Eine aus bogenförmigen und gelenkig miteinander verbundenen Klemmsegmenten zusammengesetzte Klemmvorrichtung ist aus der FR-A-2 223 620 an sich bekannt.
Die Verbindungsmittel der ersten Klemmvorrichtung können eine Kopfschraube aufweisen, die frei durch eine Öffnung in einem Endteil eines der bogenförmigen Segmente mit den nichtverbundenen Enden hindurchgeführt und in eine in einem Endteil des anderen bogenförmigen Segments mit einem der nichtverbundenen Enden gebildete Öffnung eingeschraubt ist. Alternativ dazu und vorzugsweise weisen die Verbindungsmittel der ersten Klemmvorrichtung und auch die Verbindungsmittel der zweiten Klemmvorrichtung jeweils eine Schraube auf, die gelenkig mit dem einen der beiden bogenförmigen Segmente mit den nichtverbundenen Enden verbunden und in eine und aus einer Ausnehmung bewegbar ist, die in einem Endteil des nichtverbundenen Endes des anderen der beiden bogenförmigen Segmente gebildet ist, wobei die Schraube mit einer darauf aufgeschraubten Mutter versehen ist, die gegen den Endteil des bogenförmigen Segments mit der darin gebildeten Ausnehmung spannt.
Die bogenförmigen Segmente mit den nichtverbundenen Enden können daran gebildete Bezugsflächen angrenzend an die betreffenden nichtverbundenen Enden haben, die so miteinander zusammenwirken, daß die maximale Verringerung des wirksamen Durchmessers, die durch Einstellung der Verbindungsmittel erreichbar ist, und dadurch der maximale, durch die betreffende Klemmvorrichtung radial einwärts ausgeübte Druck begrenzt wird.
Jedes der bogenförmigen Segmente mindestens der ersten Klemmvorrichtung weist an seinen entgegengesetzten Enden radial nach außen abgebogene Teile auf, und die bogenförmigen Segmente sind mit Hilfe von Verbindungsgliedern gelenkig miteinander verbunden, die jeweils zwischen den nach außen abgebogenen Teilen der betreffenden bogenförmigen Segmente verlaufen und ihrerseits mit dieses gelenkig verbunden sind.
Die Anlageflächen an den bogenförmigen Segmenten der ersten Klemmvorrichtung sind relativ zueinander geneigt, so daß sie zwischen sich einen Raum mit im wesentlichen gleichschenkliger Trapezquerschnittsform begrenzen, und die Rohrflanschen haben ihrerseits daran gebildete, an ihre einander zugewandten Enden angrenzende, etwa kegelstumpfförmige Abschrägungen, welche die genannten komplementären Anlageflächen bilden, die mit den Anlageflächen der bogenförmigen Segmente zusammenwirken.
Wenn der Kanalverschluß teilweise in den genannten einen Rohrflansch eingesetzt ist und zusammen mit diesem einen abgedichteten Anlagebereich bildet, ragen die bogenförmigen Segmente der zweiten Klemmvorrichtung teilweise zwischen das Kraftübertragungsorgan und die komplementäre Anlagefläche an dem genannten einen Rohrflansch hinein, und sie sind so gestaltet, daß sie eine Keilwirkung erzeugen, welche den Kanalverschluß und den einen Rohrflansch axial unter Zugspannung mit Bezug zu einander setzen, wodurch an dem Anlagebereich ein Dichtungsdruck erzeugt wird.
Das Kraftübertragungsorgan ist ein um den Kanalverschluß herum verlaufendes und daran befestigtes ringförmiges Bauteil.
Das ringförmige Bauteil weist einen Flanschteil auf, der radial einwärts ragt und in eine umlaufend im Außenumfang des Kanalverschlusses gebildete Nut eingreift. Vorzugsweise ist das ringförmige Bauteil eine dritte Klemmvorrichtung, die aus mindestens zwei bogenförmigen Segmenten zusammengesetzt ist, die gelenkig miteinander gekuppelt sind mit Ausnahme an zwei nichtverbundenden Enden, an welchen die bogenförmigen Segmente lösbar durch geeignete Verbindungsmittel verbunden sind.
Vorzugsweise bestehen die erste und die zweite Klemmvorrichtung jeweils aus vier der genannten bogenförmigen Segmente, die jeweils eine Spannweite von weniger als 90º haben.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Teildarstellung der oben beschriebenen herkömmlichen Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die herkömmliche Klemmvorrichtung, die bei der Vorrichtung nach Fig. 1 Anwendung findet,
Fig. 3 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Klemmvorrichtung zum Einsatz in Verbindung mit der Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 6a eine Draufsicht einer bevorzugten unteren Klemmvorrichtung zum Einsatz bei der Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Fig. 5,
Fig. 6b einen Schnitt längs der Linie 6b-6b in Fig. 6a,
Fig. 7a eine Draufsicht einer bevorzugten oberen Klemmvorrichtung zum Einsatz mit der Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Fig. 5, und
Fig. 7b einen Schnitt entlang der Linie 7b-7b in Fig. 7a.
Gemäß den Zeichnungen und insbesondere den Fig. 3 und 4 ist die dort abgebildete und allgemein mit der Bezugszahl 30 bezeichnete Klemmvorrichtung von gelenkiger Konstruktion. Sie weist zwei bogenförmige Segmente 31 auf, die jeweils einen flanschlosen Endteil 31U und einen Endteil 31F mit Flansch haben, wobei die flanschtragenden Endteile 31 F mittels einer herausnehmbaren Kopfschraube 35 verbunden sind, die frei durch eine Öffnung in einem der flanschtragenden Endteile 31F verläuft und in eine Öffnung im anderen flanschtragenden Endteil 31F eingeschraubt ist. Die flanschlosen Endteile 31U der Endsegmente 31 sind in einer Weise gelenkig gekuppelt, die es ermöglicht, die gesamte Klemmvorrichtung 30 zum leichteren Anbringen und späteren Wegnehmen backenartig zu öffnen und den Abstand zwischen den mit Flansch versehenen Endteilen 31F zu verändern. Wie dargestellt, sind die Mittel zur Verbindung der beiden Endsegmente 31 zwei bogenförmige Zwischensegmente 32 und Verbindungsglieder 33, welche die Zwischensegmente 32 miteinander bzw. mit den flanschlosen Endteilen 31U der Endsegmente 31 kuppeln. Wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, besteht jedes Verbindungsglied 33 aus zwei parallelen, mit Abstand angeordneten Verbindungsplatten, die auf von den betreffenden Endteilen der bogenförmigen Segmente 31 bzw. 32 wegragenden Zapfen 34 gehaltert und darauf mittels geeigneter Mittel gesichert sind, beispielsweise mit Splintstiften (nicht dargestellt) oder dergleichen.
Es ist klar, daß an Stelle der Verwendung zweier Zwischensegmente 32 zwischen den Endsegmenten 31, wie dargestellt, die Verwendung von mehr als zwei Zwischensegmenten wünschenswert sein kann, und in manchen Anwendungen die Verwendung nur eines Zwischensegments möglich sein kann oder es sogar möglich sein kann, die Bogenspannweite der Endsegmente 31 auszudehnen und sie direkt miteinander zu kuppeln.
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte gelenkige Klemmvorrichtung 30 kann an einer Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung Anwendung finden, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, indem zunächst die Kopfschraube 35 herausgedreht wird, dann die mit Flansch versehenen Endteile 31F der Endsegmente 31 weit genug geöffnet werden, um die Klemmvorrichtung um die Rohrflansche 10 und 11 herumzulegen, und schließlich die Kopfschraube 35 wieder eingesetzt wird, um die mit Flansch versehenen Endteile 31F der Endsegmente 31 wieder miteinander zu verbinden.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die Klemmvorrichtung 30 grundsätzlich ringförmig und paßt um kegelstumpfförmige Endteile bzw. Abschrägungen 39 und 40, die im Anschlußbereich an den Rohrflanschen 10 und 11 gebildet sind. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, hat jedes bogenförmige Segment 31 bzw. 32 der gelenkigen Klemmvorrichtung 30 innenseitig zwei mit Axialabstand angeordnete geneigte Anlageflächen 36 und 37, die mit komplementären Anlageflächen an den Abschrägungen 39 und 40 in solcher Weise zusammenwirken, daß beim Anziehen der Kopfschraube 35 der wirksame, d. h. der innere Durchmesser der Klemmvorrichtung verringert wird, was bewirkt, daß die Rohrflansche axial zusammen und so in dichtende Anlage miteinander gespannt werden. Wenn die im Anlagebereich zwischen den Rohrflanschen eingelegte Dichtung einer überdruckempfindlichen Bauart angehört, sind die mit Flansch versehenen Teile 31F der Endsegmente 31 vorzugsweise mit Bezugsflächen 31D zur Begrenzung des maximalen Spannwegs und folglich des maximalen möglichen und durch Anziehen der Kopfschraube 35 erreichbaren Dichtungsdruckes versehen. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Bezugsflächen einfach als flache Flächenbereiche 31D der mit Flansch versehenen Endteile 31F der Endsegmente 31 ausgebildet, jedoch ist klar, daß auch andere Konfigurationen von Bezugsflächen Anwendung finden können, einschließlich solcher Bezugsflächen, die formschlüssige Bereiche zur Sicherstellung genauer Ausrichtung der mit Flansch versehenen Endteile 31F mit Bezug zueinander haben, wenn sie zusammengespannt werden.
Bei Vergleich der Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß, während die herkömmliche Klemmvorrichtung 20 nach Fig. 2 drei bogenförmige Segmente 13 aufweist, die Klemmvorrichtung 30 (Fig. 3) vier Segmente 31 und 32 hat, die jeweils eine beträchtlich kürzere Spannweite als 900 haben. Es hat sich gezeigt, daß das Erhöhen der Anzahl bogenförmiger Segmente und Verringen der Spannweite pro Segment zu einem größeren Kontaktbereich zwischen der Klemmvorrichtung und den gegenüberliegenden Endteilen der beiden Rohrflanschen 10 und 11 führt, was wiederum zum sauberen Sitz der Dichtung 12 beiträgt, wenn die Klemmvorrichtung 30 an Ort und Stelle gespannt wird. Es ist klar, daß die Verwendung dieser Klemmvorrichtung 30 die Notwendigkeit axialer Vorspannvorrichtungen beseitigt, wie sie vorher erforderlich waren, und den Zusammenbauvorgang wesentlich vereinfacht.
Gemäß den Fig. 5 bis 7b weist die dort dargestellte Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung, welche die gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, einen oberen Rohrflansch 11 mit einem oberen Endteil auf, der von demjenigen des oberen Flansches 11 in Fig. 1 verschieden ist. Die Dichtung 12 sitzt zwischen einer abwärts weisenden inneren Schulter bzw. Fläche, die am oberen Endteil des oberen Flansches 11 gebildet ist, und einer nach oben weisenden Schulter bzw. Fläche, die auf einem unteren Endteil des Kanalverschlusses gebildet ist, der in den oberen Flansch 11 eingesetzt ist; deshalb ist eine (mit Bezug auf die Achse 44) axiale Kraft erforderlich, welche den Flansch 11 und den Kanalverschluß 42 unter Zugspannung zueinander setzt, um eine saubere Abdichtung am Anlagebereich zwischen dem Flansch 11 und dem Kanalverschluß 42 herzustellen und aufrechtzuerhalten. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird diese Kraft dadurch hergestellt, daß ein aufwärts gerichteter Druck auf den Kanalverschluß 42 ausgeübt wird, und das hierzu verwendete Mittel umfaßt a) eine Stützklemme bzw. einen Halter 50, der am Kanalverschluß 42 befestigt ist, und an seinem unteren Ende kegelig abgeschreckt ist, um eine etwa kegelstumpfförmige, abwärts weisende Anlagefläche 52 zu schaffen, b) eine etwa kegelstumpfförmige, nach oben weisende Anlagefläche 45 am oberen Ende des Rohrflansches 11, und c) eine gelenkige Spannkeil-Klemmvorrichtung 60, welche mit den beiden entgegengesetzt geneigten kegelstumpfförmigen Anlageflächen 52 und 45 so zusammenwirkt, daß diese auseinandergespannt werden und dadurch ein Dichtungsdruck auf die Dichtung 12 ausgeübt wird.
Fig. 5 zeigt die beiden Dichtungen an der oberen und der unteren Verbindung als einfache Ringdichtungen mit kreisförmigem Querschnitt, und zeigt außerdem, daß der untere und der obere Ringflansch 10 und 11 mittels der gelenkigen Klemmvorrichtung 30 miteinander verbunden sind, die oben mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben wurde. Jedoch kann es zu bevorzugen sein, statt dessen hohle Dichtungen zu verwenden, die auf dem Fachgebiet als konische Scheibendichtungen bekannt sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist, wobei dann in diesem Fall die bevorzugte Bauart der zu verwendenden Klemmvorrichtung zur Verbindung der Flansche 10 und 11 die Klemmvorrichtung 70 sein kann, die in den Fig. 6a und 6b dargestellt und nachstehend mehr im einzelnen beschrieben ist.
Um noch einmal auf Fig. 5 zurückzukommen, der Kanalverschluß 42 ist von herkömmlicher Konstruktion und hat insoweit eine in seinem Außenumfang gebildete umlaufende Ringnut 43.
Wie zuvor schon gesagt wurde, verwenden herkömmliche Anordnungen diese Nut zum Zwecke der Befestigung des Kanalverschlusses an einer (nicht dargestellten) Spannschraubenvorrichtung, die benötigt wird, um den Kanalverschluß mit dem oberen Rohrflansch in Anlage zu bringen und den notwendigen Dichtungsdruck dazwischen herzustellen. Bei der in Fig. 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform dient die Nut 43 als Mittel zum Befestigen des Halters 50 am Kanalverschluß 42. Der Halter 50 kann von irgendeiner geeigneten Konstruktion sein, ist aber bei der bevorzugten Ausführungsform als Halte- oder Stützschelle ausgebildet, die aus zwei mit Flanschen versehenen bogenförmigen Bauteilen besteht, die an ihren mit Flanschen versehenen Enden mittels Schrauben und Muttern zusammengeschraubt sind. Diese Halteschelle weist einen Flanschteil 51 auf, der radial einwärts vorspringt und in die Nut 43 so eingreift, daß die Halteschelle 50 gegen axiale Verschiebung mit Bezug auf den Kanalverschluß 42 gehaltert wird. Die abwärts weisende Anlagefläche 52 der Halteschelle 50 und die aufwärts weisende Anlagefläche 45 des oberen Rohrflansches 11, die mit Bezug auf die Längsachse 44 der Flanschen 10, 11 und des Kanalverschlusses 42 relativ zueinander entgegengesetzt geneigt sind, bilden zwischen sich einen Ringraum 63 mit einem Querschnitt in Form eines gleichschenkligen Trapezes, dessen parallele Seiten parallel zur Längsachse 44 sind und dessen nichtparallele Seiten in Richtung zur Achse 44 hin zueinander konvergieren. Der so gebildete Ringraum 63 dient zur Aufnahme eines keilförmigen inneren Umfangsbereichs der gelenkigen Klemmvorrichtung 60, die im wesentlichen die gleiche Querschnittskonfiguration wie der Ringraum 63 hat, wodurch zwei Anlageflächen 61, 62 gebildet sind, die in Richtung zur Mitte der Klemmvorrichtung 60 zueinander konvergieren und mit den kegelstumpfförmigen Anlageflächen 45 und 52 des oberen Rohrflansches 11 und des Kanalverschlusses 42 so zusammenwirken, daß der durch die Klemmvorrichtung 60 ausgeübte radiale Klemmdruck in eine axial gerichtete Kraft umgesetzt wird, welche den Rohrflansch und den Kanalverschluß voneinander zu trennen sucht und dadurch auch den Dichtungsdruck auf den Anlagebereich einschließlich der Dichtung 12 ausübt.
Es ist klar, daß verschiedene Modifikationen im Hinblick auf die Klemmvorrichtung für die obere Kupplung der Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung möglich sind. Beispielsweise wäre es möglich, an Stelle eines Kanalverschlusses mit einer Ringnut, wie beispielsweise der darin gebildeten Nut 43, einen Kanalverschluß ähnlich dem Kanalverschluß 42 zu verwenden, der jedoch eine daran gebildete Schulter aufweist, die eine abwärts weisende kegelstumpfförmige Anlagefläche bildet, die äquivalent der Anlagefläche 52 an der Halteschelle 50 ist, wobei im letzteren Fall diese entbehrlich wäre. Außerdem ist es möglich, die Funktionen der Halteschelle 50 und der Keilklemmvorrichtung 60 beide in einer einzigen Klemmvorrichtung ähnlich der Keilklemmvorrichtung 60 zu vereinigen, die dann jedoch einen damit einstückig ausgebildeten Halter zum Befestigen der Klemmvorrichtung am Kanalverschluß aufweist. Natürlich ist auch klar, daß, obwohl zwei Paare von Anlageflächen 52, 61 und 45, 62 bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 5 in Zusammenwirkung miteinander gezeigt sind, ein solches Paar von geneigten Anlageflächen 52, 61 oder 45, 62 ausreichen kann, wobei das andere Paar zusammenwirkender Anlageflächen dann in einer zur Längsachse 44 der Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung senkrechten Ebene angeordnet ist.
Nunmehr wird besonders auf die Fig. 6a und 6b Bezug genommen, die eine bevorzugte Konstruktion der unteren Klemmvorrichtung 70 zeigt, wobei die letztere ähnlich der zuvor schon beschriebenen Klemmvorrichtung 30 (Fig. 3 und 4) insoweit ist, als sie gelenkig ausgebildet ist und zwei bogenförmige Endsegmente 71A und 71D und zwei bogenförmige Zwischensegmente 71B und 71C aufweist, die mittels Verbindungsgliedern 73 gelenkig miteinander verbunden sind. Abweichend von der Klemmvorrichtung 30 nach den Fig. 3 und 4 verwendet die Klemmvorrichtung 70 bogenförmige Segmente 71A bis 71D, deren Endteile radial auswärts verlaufen, und Verbindungsglieder 73, die jeweils nicht aus zwei Verbindungsplatten bestehen, wie in der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4, sondern aus nur einer Platte, die in Ausnehmungen 73A in den auswärtsweisenden Endteilen der betreffenden Segmente 71 hineinragen und dort mittels Stiften 78, die in geeigneter Weise, beispielsweise durch Sicherungsscheiben 79, gehalten werden, mit diesen auswärts weisenden Endteilen gelenkig verbunden sind.
Die Endsegmente 71A und 71D sind an ihren nichtgekuppelten Enden, d. h. an ihren nicht mit den Zwischensegmenten 71B und 71C verbundenen Enden, mittels einer Klemmschraube oder eines Augbolzens 74 trennbar miteinander verbunden, der mit dem einen Endsegment 71A in ähnlicher Weise, wie oben mit Bezug auf die Verbindungsglieder 73 beschrieben, gelenkig verbunden ist und schwenkbar in eine und aus einer Ausnehmung im nichtgekuppelten Endteil des anderen Endsegments 71D bewegbar ist.
Diese Ausnehmung weist einen schalenartigen Einschnitt 75 auf, der zur Aufnahme einer kugeligen Kuppe auf einer Mutter 76 ausgelegt ist, die auf den Gewindeendteil des Augbolzens 74 aufgeschraubt ist. Durch ausreichendes Lösen der Mutter 76 kann der Bolzen 74 in die und aus der im Endsegment 71D gebildeten Ausnehmung geschwenkt werden. Wenn der Bolzen 74 in diese Ausnehmung eingreift, bewirkt das Anziehen der Mutter 76 das Zusammenspannen der beiden nichtgekuppelten Enden der beiden Endsegmente 71A und 71D und dadurch, wenn die Klemmvorrichtung 70 auf den Rohrflanschen 10 und 11 installiert ist, das Umgreifen von deren aneinanderliegenden Endteilen, um auf diese einen radialen Klemmdruck auszuüben.
Um in diesem Zusammenhang insbesondere auf Fig. 6b Bezug zu nehmen, dort ist ersichtlich, daß jedes der bogenförmigen Segmente 71A bis 71D entlang seines Innenumfangs eine Aussparung von etwa trapezförmigem Querschnitt aufweist, wodurch Anlageflächen 72A und 72B gebildet sind, die mit den kegelstumpfförmigen Anlageflächen 39 und 40 der aneinanderliegenden Endteile der Rohrflansche 10 und 11 in einer Weise zusammenwirken, daß der erwähnte radiale Klemmdruck in entgegengesetzt gerichtete Axialkräfte umgesetzt wird, welche die beiden Rohrflansche gegeneinander spannen und dadurch einen Anlage- und Dichtungsdruck in ihrem Anlagebereich erzeugen. Dieser Dichtungsdruck kann wahlweise verändert und genau eingestellt werden, je nach Bedarf, indem die Mutter 76 auf dem Bolzen 74 entsprechend eingestellt wird.
Gemäß den Fig. 7a und 7b, welche die bevorzugte Konstruktion der oberen Klemmvorrichtung bzw. Keilschelle 60 zeigt, die, wie ein Vergleich mit den Fig. 6a und 6b zeigt, ähnlich der unteren Klemmvorrichtung 70 insoweit ist, als sie ebenfalls von gelenkiger Konstruktion und aus bogenförmigen Endsegmenten 81A und 81D, bogenförmigen Zwischensegmenten 81B und 81C, und Verbindungsgliedern 83 zusammengesetzt ist, welche die Endsegmente mit den entsprechenden Zwischensegmenten gelenkig verbinden sowie die Zwischensegmente unter sich gelenkig verbinden, und eine Schrauben/Mutter-Anordnung 84, 86 zum trennbaren Verbinden der nichtgekuppelten Endteile der Endsegmente 81A und 81D miteinander und zum Erzeugen einer Klemmkraft auf diese aufweist. Mehr im einzelnen, die entgegengesetzten Endteile der Verbindungsglieder 83 sind in Ausnehmungen 83A in den betreffenden bogenförmigen Segmenten 81 angeordnet und dort in ähnlicher Weise gelenkig verbunden, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Verbindungsgliedern 73 der Klemmvorrichtung 70 beschrieben wurde, nämlich mittels Stiften 88, die durch Öffnungen in den Verbindungsgliedern und Segmentkörpern hindurchverlaufen und mittels Sicherungsscheiben 89 oder dergleichen in ihrer Lage gesichert sind. Die Segmente 81 unterscheiden sich von denjenigen nach Fig. 6a darin, daß sie keine radial nach außen weisenden Endteile haben, sondern etwa jeweils wie ein Kuchenviertel geformt sind, und daß ihr innerer Bereich jeweils keilartige Anlageflächen 61 und 62 (siehe auch Fig. 5) bildet. Die Schrauben/Mutter-Anordnung 84, 86 umfaßt einen Spannbolzen bzw. Augbolzen 84, der mittels eines Stiftes 88 gelenkig mit dem Endsegment 81A in solcher Weise verbunden ist, daß er in eine und aus einer Aussparung schwenkbar ist, die im Endsegment 81D an dessen nichtgekuppeltem Ende gebildet ist und einen schüsselförmigen Ausschnitt 85 aufweist. Die Schrauben/Mutter-Anordnung weist außerdem eine Scheibe 86 C mit einer etwa kugeligen Kuppe, die entsprechend des schüsselförmigen Ausschnitts 85 geformt ist, eine einstellbare Spannmutter 86A angrenzend an die Scheibe 86C, und eine Sicherungsmutter 86B angrenzend an die Klemmutter 86A auf. Es ist klar, daß auch eine mit einer kugeligen Kuppe versehene Mutter an Stelle der Mutter/Scheiben-Kombination nach den Fig. 7a und 7b verwendet werden kann, wie dies bei der Klemmvorrichtung 70 nach den Fig. 6a und 6b der Fall ist. Der Zweck und die Funktion der Schrauben/Mutter-Anordnung 85, 86 ist im wesentlichen gleich wie im Zusammenhang mit der Schrauben/Mutter-Anordnung 74, 76 beschrieben wurde, die in den Fig. 6a und 6b gezeigt ist.

Claims

1. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung mit zwei Rohrflanschen (10, 11), die jeweils an einem Ende miteinander unter Herstellung einer abgedichteten Verbindung gekuppelt sind, mit einer etwa ringartigen ersten Klemmvorrichtung (30 bzw. 70) zum trennbaren Verbinden der beiden Rohrflansche miteinander und zum Aufrechterhalten einer Dichtkraft zwischen ihnen, wobei diese erste Klemmvorrichtung relativ zueinander geneigte Anlageflächen aufweist, die mit komplementär geneigten Anlageflächen (39, 40) an den betreffenden Rohrflanschen (10, 11) zusammenwirken, um einen über die erste Klemmvorrichtung erzeugten, radial einwärts gerichteten Preßdruck in auf die Rohrflanschen wirkende axial Klemm- und Dichtkräfte umzusetzen, weiter mit einem Instrumentierungskanalverschluß (42) mit einem einem oberen Endteil, der in einen (11) der Rohrflansche an dessen anderem Ende eingesetzt ist und mit diesem eine abgedichtete Verbindung bildet, wobei der Kanalverschluß an seinem eingesetzten Endteil eine seitliche Sitzfläche aufweist, die einer an dem genannten einen Rohrflansch gebildeten hinterschnittenen seitlichen Sitzfläche unter Zwischenlage einer Dichtung (12) zugewandt ist, und mit Kupplungsmitteln (50, 60) zum trennbaren Verbinden des Kanalverschlusses und des genannten einen Rohrflansches und zum Aufrechterhalten einer Dichtkraft zwischen diesen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die genannte erste Klemmvorrichtung (30 bzw. 70) eine aus bogenförmigen Segmenten (31, 32; bzw. 71) zusammengesetzte Gelenkklemmschelle ist, deren Segmente mit den genannten Anlageflächen (36, 37 bzw. 72A, 72B) versehen und mit Ausnahme von zwei Enden mit ihren benachbarten Enden gelenkig miteinander verbunden sind, und welche die beiden nicht verbundenen Enden der betreffenden Segmente (31 bzw. 71A, D) lösbar verbindende Verbindungsmittel (35 bzw. 74-76) aufweist, die zur Veränderung des wirksamen Durchmessers der Klemmvorrichtung verstellbar sind, und

b) die genannten Kupplungsmittel (50, 60) eine etwa ringförmige, gelenkige zweite Klemmvorrichtung (60) umfassen, die aus bogenförmigen Segmenten (81) zusammengesetzt ist, die mit Ausnahme von zwei Enden an benachbarten Enden gelenkig miteinander verbunden sind, und welche die beiden nicht verbundenen Enden der betreffenden bogenförmigen Segmente (81A, 82D) trennbar verbindende Verbindungsmittel (84-86) aufweist, die zur Veränderung des wirksamen Durchmessers der zweiten Klemmvorrichtung (60) verstellbar sind, und außerdem ein an dem Kanalverschluß (42) befestigtes Kraftübertragungsorgan (50) aufweist, wobei die bogenförmigen Segmente (81) der zweiten Klemmvorrichtung (60) teilweise zwischen das Kraftübertragungsorgan (50) und das genannte andere Ende des einen Rohrflansches (11) hineinragen und Anlageflächen (61, 62) aufweisen, die mit komplementären Anlageflächen (45, 52) an dem einen Rohrflansch (11) und an dem Kraftübertragungsorgan (50) zusammenwirken, wobei die Anlageflächen (61, 62) und die komplementären Anlageflächen (45, 52) so geformt sind, daß sie eine Keilwirkung erzeugen, welche den Kanalverschluß (42) und den genannten einen Rohrflansch (11) axial unter Zugspannung mit Bezug zueinander setzen und dadurch die Dichtkraft an den genannten Sitzflächen erzeugen.

2. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (35) der ersten Klemmvorrichtung (30) eine Kopfschraube aufweisen, die frei durch eine in einem Endteil (31F) eines der bogenförmigen Segmente (31) mit den nicht verbundenen Enden hindurchverläuft und in eine Gewindebohrung in einem Endteil (31F) des anderen bogenförmigen Segments (31) mit einem der nicht verbundenen Enden eingeschraubt ist.

3. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (74-76) der ersten Klemmvorrichtung (70) und die Verbindungsmittel (84-86) der zweiten Klemmvorrichtung (60) jeweils eine Schraube (74 bzw. 84) aufweisen, die gelenkig mit einem (71A bzw. 81A) der beiden bogenförmigen Segmente (71A, 71D bzw. 81A, 81D) mit den nicht verbundenen Enden verbunden ist und in eine und aus einer Aussparung bewegbar ist, die in einem Endteil des nicht verbundenen Endes des anderen (71D bzw. 81D) der beiden bogenförmigen Segmente gebildet ist, und daß die Verbindungsmittel (74-76 bzw. 84- 86) jeweils eine Mutter (76 bzw. 86A) aufweisen, die auf die Schraube (74 bzw. 84) aufgeschraubt ist und an dem genannten Endteil des bogenförmigen Segments mit der darin gebildeten Aussparung angreift.

4. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Segmente (31) mit den nicht verbundenen Enden Bezugflächen (31D aufweisen, die an deren nicht verbundenen Enden gebildet sind und so miteinander zusammenwirken, daß sie die durch Verstellung der Verbindungsmittel (35) erreichbare maximale Verringerung des wirksamen Durchmessers und dadurch den durch die betreffende Klemmvorrichtung erzeugbaren maximalen radialen Einwärtsdruck begrenzen.

5. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der bogenförmigen Segmente (71) mindestens der ersten Klemmvorrichtung (70) an seinen entgegengesetzten Enden radial auswärts gebogene Teile aufweist, die mittels dazwischen verlaufenden und gelenkig an den auswärts gebogenen Teilen der betreffenden bogenförmigen Segmente angeschlossenen Verbindungsgliedern (73) gelenkig miteinander verbunden sind.

6. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsorgan (50) ein um den Kanalverschluß (42) herum verlaufendes und daran befestigtes ringförmiges Bauteil ist.

7. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanalverschluß (42) eine in seinem Außenumfang gebildete Umfangsnut (43) aufweist und das ringförmige Bauteil (50) einen radial einwärts verlaufenden und in die genannte Ringnut (43) eingreifenden Flanschteil (51) aufweist.

8. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Bauteil (50) eine dritte Klemmvorrichtung ist, das aus mindestens zwei bogenförmigen Segmenten besteht, die ausgenommen an zwei nicht verbundenen Enden gelenkig miteinander verbunden sind, und daß diese dritte Klemmvorrichtung Verbindungsmittel zum lösbaren Verbinden der bogenförmigen Segmente an deren nicht verbundenen enden aufweist.

9. Instrumentierungsöffnung-Anschlußvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Klemmvorrichtung (70, 60) jeweils aus vier bogenförmigen Segmenten zusammengesetzt ist, die jeweils einen Bogen von weniger als 90º umspannen.