DE4092044C2 - Vorrichtung zum Verbinden von Rohren und Behältern sowie deren Verwendung - Google Patents

Description

Hintergrund und Umfeld der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Verbinden von Rohren und Behältern, wie sie insbesondere bei Anwendungen benutzt werden, bei denen hohe Drücke, hohe Temperaturen und schmutzige und gefährliche Bedingungen vorherrschen und bei denen ein häufiges oder schnelles Öffnen benötigt wird. Zudem betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Vorrichtung bei einem Behälter zum Herstellen von Petrol-Koks.

Beschreibung des Standes der Technik

Seit vielen Jahrzehnten werden verschraubte Flansche dazu benutzt, Abschnitte von Rohren oder Blindflansch-Verschlüsse an Behältern und Rohren zu befestigen. Für viele Anwendungen, zu denen auch solche bei hohen Drücken und/oder extremen Temperaturen gehören, ist dieser Lösungsweg, wenn er in Verbindung mit geeigneten Dichtungen angewendet wird, zufriedenstellend gewesen.

Um die Sicherheit der Arbeitsvorgänge zu gewährleisten, werden die meisten Rohrleitungs- und Behältersysteme so konstruiert, daß sie in Übereinstimmung mit dem Boiler- und Druckbehälter Code, Sektion VIII, Abteilung I, der amerikanischen Gesellschaft für Maschinenbauingenieure (ASME) sowie dem Code für Druckleitungen (B 31) des Amerikanischen Nationalinstituts für Normen (ANSI) sind. Der ASME-Code erlaubt ferner die Anwendung von Flanschen, die entsprechend anerkannter Normen hergestellt sind, wie z. B. "Stahlrohr-Flansche und mit Flanschen versehene Verschraubungen", ANSI B16.6. Zusätzliche brauchbare Flanschnormen werden durch das amerikanische Petroleum-Institut (API) oder beispielsweise durch die Amerikanische Wasserwerks-Vereinigung (AWWA) angeboten.

Die Flansche, die aufgrund dieser Codes und Normen angewendet werden, benutzen eine wesentliche Anzahl von Schraubbolzen, um die beiden Flanschanlageflächen miteinander zu verbinden. Die Anzahl und die Größe der Schraubbolzen werden durch die Betrachtung dreier Faktoren bestimmt - dem Druck, der Temperatur des Arbeits-Fluids und der mechanischen Eigenschaften der Dichtung. Die Auswahl des Aufbaus und des Materials einer Dichtung hängt nicht nur vom Druck und von der Temperatur des einzuschließenden Materials ab, sondern ebenso von der chemischen Natur des Arbeits-Fluids. Dichtungen, die für hohe Drücke und/oder hohe Temperaturen geeignet sind, benötigen eine hohe Sitzspannung (das heißt, die Flanschbolzen müssen eine genügend große Kraft bereitstellen, um die Dichtung zu verformen, um auf diese Weise eine gute Abdichtung zu erzielen). Typische Dichtungsmaterialien für diese Anwendungen benötigen eine Mindest-Dichtungssitz-Belastung von mehreren hundert Kilogramm pro Quadratzentimeter (die Werte reichen von etwa 100 bis mehr als 1800 kg/cm²). Daraus folgt, daß mehr Bolzen dazu benötigt werden, um die Dichtung zu verformen, als es nötig wäre, um dem Druck standzuhalten.

Die Montage und die Demontage einer großen Flansch-Verbindung mit Dutzenden von Schraubbolzen ist ein sehr arbeitsintensiver und zeitraubender Arbeitsvorgang, der aber in den meisten Fällen akzeptiert worden ist:

• - Der Behälter oder die Rohrleitung, die durch die Verbindung verschlossen ist, enthält kein gefährliches Material, wenn die Verbindung zu öffnen ist;
• - die Arbeitsstelle ist leicht zugänglich;
• - die Zeit, die zum Verschrauben und Losschrauben benötigt wird, ist annehmbar; und
• - die Notwendigkeit, die Flanschverbindung zu öffnen, tritt nicht sehr häufig auf.

Für viele Arbeitsgänge, bei denen diese vier Bedingungen jedoch nicht zutreffen und für Flansche mit Durchmessern, die größer als 610 mm sind, bestand jedoch keine attraktive Alternative zur verschraubten Flanschverbindung. Die Industrie war gezwungen, zeitraubende Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, um zu vermeiden, daß die Arbeiter gefährlichen Fluids ausgesetzt wurden und zu akzeptieren, daß erhebliche Zeitverluste beim Entfernen und Ersetzen der Schraubbolzen auftraten.

Die Betreiber von industriellen Arbeitsprozessen, ebenso wie viele Forschungs- und Entwicklungsabteilungen, sind mit zwei wichtigen Charakteristika ihrer Tätigkeiten konfrontiert, nämlich Produktivität und Sicherheit. Nicht alle industriellen Prozesse umfassen giftige Materialien oder beinhalten gefährliche Arbeitsbedingungen. Jedoch könnten eigentlich alle Arbeitsgänge von einer Verminderung der Zeit profitieren, die bei der Instandhaltung oder dem Ersetzen der Ausrüstung und beim Wiederingangsetzen des Arbeitsvorganges benötigt wird. Bei einer industriellen Einstellarbeit bewirkt eine Verminderung der Totzeit des Arbeitsablaufs üblicherweise direkt einen erhöhten Fabrik-Durchlauf (das heißt, ein vermehrtes vermarktbares Produkt oder einen erhöhten Gewinn für die Fabrik). In Laboratorien oder Experimentiereinrichtungen bedeutet ein schnelleres Ersetzen von Bauteilen oder ein schnellerer Wiederaufbau der Ausrüstung eine größere Flexibilität beim Durchführen von Experimenten und eine wesentliche Verbesserung bei der Brauchbarkeit der jeweiligen Einrichtung.

Ein Ersatz für in üblicher Weise verschraubte Flansche kann besonders dann wünschenswert sein, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen vorliegen:

• - Die Verfahrensausrüstung enthält gefährliche oder giftige Materialien zu der Zeit, zu der die Verbindung geöffnet werden muß (das heißt, Gase, Flüssigkeiten und/oder Feststoffe, die für die Bedienungspersonen gefährlich sind, wie zum Beispiel Druck, Temperatur, Giftigkeit, Lärm, Strahlung und so weiter); und/oder
• - die Arbeitsstelle ist nicht leicht zugänglich (das heißt, der Arbeitsbereich umfaßt nahe beiliegende, unkontrollierbare Gefahren oder er ist physisch weit entfernt und gefährlich); und/oder
• - es ist notwendig, die Ausrüstung schnell wieder in einen funktionierenden Zustand zu bringen (das heißt, das Verfahren oder die Einrichtung müssen wieder in Betrieb gesetzt werden, um die Produktivität aufrecht zu erhalten); und/oder
• - bestimmte kritische Bauteile sind relativ häufigen Ausfallerscheinungen unterworfen, insbesondere dann, wenn der gesamte Arbeitsablauf oder die Arbeitseinrichtung stillstehen müssen, bis ein Ersatz durchgeführt ist.

Zahlreiche "Schnell-Kuppel-Vorrichtungen" sind bereits in den letzten Jahrzehnten vorgeschlagen worden. Bei einem Versuch, in üblicher Weise verschraubte Flansche zu ersetzen, verwenden viele Bauarten eine Abwandlung eines Verschlußschiebers am Geschütz, wie er bei großen Artilleriegeschützen verwendet wird - üblicherweise einen Satz von Ansätzen, der an einem der aneinanderliegenden Elemente befestigt ist und die eine mechanische Überlappung mit dem anderen Satz von Ansätzen bewirken, der am anderen Anlageelement befestigt ist, wobei die beiden Elemente gegeneinander verdreht werden müssen, um die Verriegelung zu bewirken.

Bei manchen Bauarten ist ein verdrehbarer Ring vorgesehen, so daß das Erfordernis vermieden wird, daß eines der aneinander anliegenden Bauteile relativ zu anderen verdreht werden muß. Verschließvorrichtungen für große Autoklaven sind ein Beispiel für diesen Lösungsweg. Fig. 10 zeigt eine solche Anordnung, bei der ein verdrehbarer Ring Paare von einander gegenüberliegenden Ansätzen aufweist, die mit entsprechenden Ansätzen an den aneinanderliegenden Elementen in Berührung kommen. Um axiale Kräfte aufzubringen und um eine Dichtung zwischen den Elementen zusammenzudrücken, umfassen die Ansätze auf einem der Elemente keilförmige Flächen, die gegen die Ansätze am Verriegelungsring anstoßen, wenn dieser verdreht wird, wodurch die aneinander liegenden Elemente gegeneinandergedrückt werden.

Sowohl der Geschützverschluß (Bajonettverschluß) als auch die erwähnten Lösungswege mit verdrehbaren Ringen erzielen eine Verriegelung der Verbindung durch die Wirkung einer gleitenden Berührung von Metallflächen, die einen wesentlichen Schwachpunkt dieser Lösungswege darstellt, insbesondere unter schmutzigen und gefährlichen Umweltbedingungen. Hohe Reibungskräfte und die Möglichkeit, daß die Berührungsflächen aneinanderfressen, kann das Schaffen großer axialer Kräfte verhindern, die dazu benötigt werden, um die Dichtung anzudrücken. Auf diese Weise sind die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik nicht besonders dazu geeignet, hohen Drücken und hohen Temperaturen zu widerstehen und viele Male geöffnet oder geschlossen zu werden, ohne daß Reparaturen notwendig werden.

Die Druckschrift DE-PS 12 69 847 beschreibt eine Vorrich­ tung, welche zum Koppeln von Flanschleitungen mit quadrati­ schem Querschnitt dient und zu diesem Zweck zwei Kuppelorga­ ne aufweist, die mit sich an beide rückwärtige Flächen der Flansche anlegenden, mit Rollen versehenen Druckflanschen die Leitungsflansche aneinander pressen.

Aus JP 55-54760 und DD 1 04 611 sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen die Rollen nicht in Umfangsrichtung, sondern radial auf den beiden Flanschflächen bewegt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von Elementen mit Flanschen anzugeben, die einen kreisförmigen Querschnitt haben, wobei die Vorrichtung kräftig, langlebig und in der Lage sein soll, eine schnelle Montage oder Demontage für Rohre oder Behälter annähernd jedes Ausmaßes zu bewirken. Ferner soll die Vorrichtung im Vergleich zu üblicherweise verschraubten Flanschen schnelle Arbeitsgänge ermöglichen und die Sicherheit dadurch erhöhen, daß vermieden wird, daß das Bedienungspersonal gefährlichen Situationen ausgesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombina­ tion des Anspruches 1 und 6 gelöst; die Unteransprüche zei­ gen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei aus Gründen der Klarheit ein Teil weggebrochen ist. Die Vorrichtung ist in ihrer geschlossenen und verriegelten Stellung dargestellt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei aus Gründen der Klarheit ein Teil weggebrochen ist. Die Vorrichtung ist in ihrer entriegelten und offenen Lage dargestellt.

Fig. 3 ist eine Querschnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht von außen auf die Vorrichtung, die nach einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 4a ist eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 4, wobei aus Gründen der Klarheit ein Teil weggebrochen ist.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, die in einer Fabrik zur Herstellung von Petrol-Koks verwendet wird. Die Vorrichtung ist in einer geschlossenen und verriegelten Stellung dargestellt.

Fig. 6 ist eine Querschnitt-Ansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 5.

Fig. 7a ist eine Querschnittansicht längs der Linie 7a-7a in Fig. 6. Die Vorrichtung ist in ihrer geschlossenen und verriegelten Lage dargestellt.

Fig. 7b ist eine Querschnittansicht längs der Linie 7a-7a in Fig. 6. Die Vorrichtung ist in ihrer entriegelten Stellung dargestellt.

Fig. 8 ist eine Ansicht von unten der Vorrichtung nach Fig. 5.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 5. Die Vorrichtung ist in einer entriegelten und offenen Lage dargestellt.

Fig. 10 zeigt eine Vorrichtung für eine Autoklav-Vorrichtung nach dem Stand der Technik.

Genaue Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen

Die Erfindung wird nun lediglich beispielweise und nicht zum Zwecke der Begrenzung beschrieben und es wird hervorgehoben, daß die Vorrichtung dazu verwendet werden kann, eine große Vielzahl von Rohren und Behälter-Bauarten sicher zu verschließen. Die gemäß der Erfindung aufgebaute Vorrichtung kann ferner dazu benutzt werden, geeignete Bauteile aneinander zu befestigen und sie ist besonders für solche Anordnungen geeignet, die oft verändert werden müssen oder die von ferne bedient werden müssen. Bei diesen Situationen, die unter gefährlichen Bedingungen oder in gefährlichen Umgebungen stattfinden, sollte hervorgehoben werden, daß die Betätigung der Bauteile (zum Beispiel der Blindflansche, der Abschnitte von Rohren oder von Behältern oder von anderen Bauteilen und so weiter) von ferne ausgeführt werden kann.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Ein Behälter 2, der eine allgemein zylindrische Form aufweist, umfaßt einen Endflansch 4, in dem in Umfangsrichtung mehrere Schlitze 6 angebracht sind. Der Flansch 4 besitzt eine Rollen-Anlagefläche 8 und eine Flansch-Anlagefläche 10. Ein gegenüberliegender Behälter 12 umfaßt einen ähnlichen Umfangsflansch 14 mit Schlitzen 16, die auf seinem Umfang angeordnet sind. Der Flansch 14 besitzt ferner eine Rollenanlagefläche 18 und eine Flanschanlagefläche 20. Wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, ist die Rollenanlagefläche zwischen jedem der Schlitze 16 geneigt. Der Flansch 14 umfaßt auch eine Dichtung 22. Zum Verbinden der Behälter 2 und 12 dient eine Vorrichtung 30. Die Vorrichtung 30 umfaßt einen im allgemeinen ringförmigen Körper oder ein Ringteil 32. An der Innen-Umfangsfläche des Ringteils 32 sind zwei Sätze von jeweils mehreren Rollen 34 und 36 auf radial nach innen weisenden Achsen angeordnet. Ein erster Satz von Rollen 34 dient dazu, mit der Rollenanlagefläche 8 des Flansches 4 am Behälter 2 in Eingriff zu kommen. Ein zweiter Satz von Rollen 36 ist so angeordnet, daß er dann mit der Rollenanlagefläche 18 des Flansches 14 des Behälters 12 in Eingriff kommt, wenn die Flansche 4 und 14 der Behälters 2 und 12 aneinander anliegen.

Gemäß Fig. 3 sind die Rollen 34 drehbar in Buchsen 38 gelagert, die ihrerseits im Ringteil 32 eingeschraubt oder anderweitig befestigt sind. In ähnlicher Weise sind die Rollen 36 drehbar in Buchsen 40 gelagert, die in gleicher Weise im Ringteil 32 eingeschraubt oder anderweitig befestigt sind.

Wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, sind die Rollen 34 und 36 so bemessen, daß sie jeweils frei durch die Schlitze 6 und 16 der Behälter 2 und 12 hindurchgehen. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Anzahl der Rollen 34 und 36 mit der Zahl der entsprechenden Schlitze 6 und 16 übereinstimmt. Das Ringteil 32 wird zunächst dadurch am Behälter 12 befestigt, daß die Rollen 36 des Ringteils 32 durch die Schlitze 16 des Flansches 14 am Behälter 12 eingesetzt werden und das Ringteil 32 solange gedreht wird, bis die Rollen 36 an der Rollenanlagefläche 18 des Flansches 14 anliegen. In dieser Stellung ist das Ringteil 32 in bezug auf den Behälters 12 frei verdrehbar. Die Verdrehbewegung des Ringteiles 32 wird jedoch durch Betätigungsglieder 50 gesteuert und erzwungen. Gleichzeitig mit dieser Drehbewegung des Ringteils 32 wird auf die Flansche 4 und 14 mit Hilfe der leicht geneigten Kurvenfläche 18 eine Schließkraft aufgebracht. Diese Neigung wird zwischen jedem der Schlitze 16 so wiederholt, daß jede der Rollen 36 bei einer Verdrehung des Ringteiles 32 auf eine Schrägfläche auftrifft. Um dieselbe Kurvenwirkung zu erzielen, kann die leicht geneigte Kurvenfläche auch am Flansch 4 anstelle es Flansches 14 vorgesehen sein.

Die Drehung des Ringteiles 32 wird durch ein oder mehrere Betätigungsglieder 50 gesteuert, die mit einem Ende am Behälter 12 und mit dem anderen Ende am Ringteil 32 befestigt sind. Die Betätigungsglieder 50 sind im allgemeinen tangential in bezug auf das Ringteil 32 ausgerichtet und dienen auf diese Weise dazu, nach einer Aktivierung das Ringteil zu verdrehen. Die Betätigungsglieder 50 sind mit dem Ringteil 32 verschwenkbar mit Hilfe von Backen 56 verbunden. Die Betätigungsglieder 50 sind mit dem Behälter 12 über Arme 58 schwenkbar verbunden, die sich von Ankerteilen 60 aus im allgemeinen axial erstrecken. Es wird hervorgehoben, daß durch Fachleute auch andere Verfahren und Vorrichtungen angewendet werden können, um die Drehbewegung des Ringteiles 32 zu steuern.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß das Ringteil 32, wie dargestellt, am Behälter 12 befestigt ist und daß der Satz von Rollen 34 so angeordnet ist, daß er durch die Schlitze 6 des Behälters 2 hindurchgehen kann, so daß es dem Behälter 2 ermöglicht wird, vom Behälter 12 getrennt zu werden. Da die Schlitze 16 im Flansch 14 von den Schlitzen 6 im Flansch 4 in dieser Stellung in Umfangsrichtung versetzt sind, bleibt der Ringteil 32 im Eingriff mit dem Behälter 12. Alternativ können auch die Schlitze miteinander in Ausrichtung sein, während die entsprechenden Rollenreihen in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.

Die Demontage des Ringteiles 32 vom Behälter 12 wird dadurch erreicht, daß die Betätigungsglieder 50 gelöst werden und daß der Ringteil 32 solange gedreht wird, bis die Rollen 36 mit den Schlitzen 16 im Flansch 14 ausgerichtet sind. Wie dies in den Fig. 4 und 4A dargestellt ist, kann das Ringteil 80, das die Behälter 60a und 70 miteinander verbindet, in zwei oder mehr Segmente unterteilt sein, die in axialer Richtung miteinander verstiftet sind, um die Anbringung auf einem der Behälter zu erleichtern. Bei dieser Ausführungsform ermöglicht die Aufteilung des Ringteiles 80 in Segmente einen Zusammenbau ohne die Notwendigkeit von Schlitzen in einem oder beiden Anlageflanschen.

Um die Behälter 2 und 12 aneinander zu befestigen, werden die Berührungsflächen der Flansche 4 und 14 in einen nahen Eingriff miteinander gebracht, so daß der Flansch 4 die undeformierte Dichtung 22 (siehe Fig. 3) berührt, die im Flansch 14 angeordnet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird dann das Ringteil 32 mit Hilfe der Betätigungsglieder 50 in die verriegelte Lage verdreht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Die Verdrehung des Ringteils 32 bewirkt, daß die Rollen 36 mit den geneigten Flächen 18 zwischen den Schlitzen 16 des Flansches 14 in Eingriff kommen, wobei zu beachten ist, daß die Neigung der Flächen 18 so ausgebildet ist, daß durch den Angriff der Rollen 36 an den geneigten Flächen den Flanschen 4 und 14 eine geeignete Schließkraft zur Verformung der Dichtung 22 übertragen wird. Die Drehung des Ringteiles 32 in der entgegengesetzten Richtung bewirkt natürlich eine Entlastung der Dichtung 22 und ermöglicht eine Trennung der Flansche 4 und 14, nachdem die Rollen 34 mit den Schlitzen 6 ausgerichtet sind.

Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung

Obwohl die Vorrichtung, die nach der Erfindung aufgebaut ist, vielfach verwendet werden kann, betrifft die nachfolgende Beschreibung eine Anwendung zum Aufnehmen und Abnehmen des Deckels einer verzögerten Koksbildungseinheit in einer Fabrik zur Herstellung von Petrol-Koks.

Viele Raffinerien gewinnen wertvolle Produkte aus dem schweren Restöl zurück, das verbleibt, nachdem die normalen Raffinierungsvorgänge abgeschlossen sind. Dieser Zurückgewinnungsprozeß, der als "Verzögernde Koksbildung" bekannt ist, erbringt wertvolle Destillate und Koks in einem großen Behälter, der Kokstrommel genannt wird. Kokstrommeln werden üblicherweise paarweise angewendet und alternativ betrieben. Während auf diese Weise eine Kokstrommel mit erhitztem Restöl für einen Zyklus von 16 bis 24 Stunden befüllt wird, innerhalb dessen die flüchtigen Bestandteile zur anderweitigen Zurückgewinnung ausgetrieben werden und der Rest zu Koks umgewandelt wird, wird die andere Trommel abgekühlt und es werden mehrere hundert Tonnen von Koks entladen, die während des vorangegangenen Wiedergewinnungszyklus entstanden sind. Die Betriebsbedingungen sind sehr hart. Der normale Betriebsdruck reicht von 2,81 bis 4,22 kg/cm² und die Temperatur der Einfüllmasse liegt leicht über 482°C. Das Bedienungspersonal kann zusätzlich fein verteilten Kokspartikeln, Dampf, heißem Wasser oder schädlichen Gasen ausgesetzt sein, wenn die Trommel geöffnet wird.

Arbeitsschritte zum Zurückgewinnen von Koks beginnen im Anschluß an den mit Wasser durchgeführten Ablösch-Schritt. Wasser und Dampf werden dabei in den mit Koks gefüllten Behälter eingeführt, um die Masse des Kokses abzukühlen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Behälter auf atmosphärischen Druck entlüftet und der obere Deckel, der üblicherweise einen Flansch mit 1,21 m Durchmesser hat, wird gelöst und entfernt, um die Anbringung einer hydraulischen Koks-Schneide-Vorrichtung zu ermöglichen. Nachdem das Kühlwasser aus dem Behälter abgelassen worden ist, wird der Bodendeckel, der üblicherweise einen Flanschdurchmesser von 2,13 m hat, gelöst und entfernt, um es dem hydraulisch (das heißt, mit Hilfe eines Hochdruck-Wasserstrahls) geschnittenen Koks zu ermöglichen, herauszufallen. Ein übliches Betriebshandbuch führt dazu aus - "beim Lösen des oberen und unteren Deckels von Kokstrommeln müssen Regenschutzkleidung und Gesichtsschilde getragen werden".

Die Fig. 5 und 9 zeigen allgemein den kegelstumpfförmigen Bodenabschnitt eines Behälters zum verzögerten Koksbilden. Der obere Abschnitt der Kokstrommel ist nicht dargestellt, er kann sich aber in der Praxis 18 bis 38 Meter oder mehr über den Auslaßabschnitt hinaus erstrecken, der in den Fig. 5 und 9 dargestellt ist. Der im wesentlichen kreisrunde Auslaßflansch 104 ist der Abschluß des Bodenabschnitts 102 der Trommel.

Fig. 9 zeigt den Bodenabschnitt 102 der Trommel in einer offenen Stellung, in der der Deckel 106 der Kokstrommel offen ist, um es dem Inhalt der Kokstrommel zu ermöglichen, auf eine nicht dargestellte Rutsche zu fallen, die unterhalb des Auslaßflansches 104 angeordnet ist. Der Trommel-Deckel 106 umfaßt einen Flansch 108, der mehrere in seinem Umfang angeordnete Schlitze 110 aufweist. Wie dies in den Fig. 7a und 7b dargestellt ist, umfaßt der Flansch 108 eine obere Anlagefläche 112 und eine untere Lagerfläche 114. Zwischen jedem der Schlitze 110 ist an der unteren Fläche 114 ein keilförmiges Glied 116 angeordnet. Der Trommeldeckel 106 ist in einer Ausbildung dargestellt, in dem er in bezug auf den Bodenabschnitt der Trommel 102 mit Hilfe eines Paares von Scharnieren verschwenkbar ist. Der Trommeldeckel 106 ist am Bodenabschnitt 102 der Trommel ferner mit Hilfe von Betätigungsgliedern 119 angebracht, welche den Trommeldeckel 106 zwischen einer offenen und einer geschlossenen Lage verschwenken.

Am Auslaßflansche 104 des Trommelbodenabschnittes 102 ist ein Ring-Trageteil 120 befestigt. Das Ring-Trageteil umfaßt einen oberen Flansch 122, der mit Hilfe von mehreren Schraubbolzen am Auslaßflansch 104 anliegt, die ihrerseits um den Umfang der Flansche 104 und 122 herum angeordnet sind. Die Schraubbolzen werden bei bekannten Vorrichtungen dazu verwendet, den Trommeldeckel selbst am Trommelauslaß zu befestigen. Da die Vorrichtung nach den Fig. 5 bis 9 an einer bestehenden Einheit zur verzögerten Koksbildung nachgerüstet ist, wirkt das Ring-Trageteil 120 auch als schnell anbringbares Anpassungsstück. Das Ring-Trageteil (oder das Anpassungsstück) 120 umfaßt ferner einen unteren Flansch 124, der an seinem Umfang mehrere Schlitze 126 hat, die sich durch ihn hindurcherstrecken. Der Flansch 124 umfaßt eine untere Anlagefläche 128 und eine oberen Lagerfläche 130. Die untere Fläche 128 ist dazu bestimmt, an der oberen Fläche 112 des Flansches 108 dann anzuliegen, wenn die Kokstrommel geschlossen ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Anlageflächen können als proximale Flansch-Flächen bezeichnet werden, wohingegen die nicht aneinander anliegenden Lagerflächen als distale Flanschflächen bezeichnet werden können. Da das Ringtragteil 120 bei der vorliegenden Ausführungsform als ein Nachrüst-Bauteil wirkt, ist sein unterer Flansch 124 vorzugsweise am Trommelbodenabschnitt 102 anstelle des Auslaßflansches 104 angeformt.

In den Fig. 5, 6 und 9 ist ferner ein allgemein zylindrisches Verriegelungsringteil 140 dargestellt. Das Ringteil 140 umfaßt eine obere und eine untere Reihe mit jeweils mehreren Rollen 142 und 144, die auch als Serie von Rollenpaaren verstanden werden können. Wie dies in Fig. 6 genauer dargestellt ist, ist jede der Rollen 142, 144 jeweils auf einer Achse 146 und 148 drehbar gelagert, wobei die Rollen ihrerseits am Verriegelungsringteil 140 befestigt sind und sich von ihm aus radial nach innen erstrecken. Es sind geeignete Lagermittel so vorgesehen, daß die Rollen 142, 144 sich frei drehen können. Als alternative Ausbildung können die Rollen 142, 144 auch durch Rollen ersetzt werden, die sich mit Hilfe von geeigneten Lagern drehen, die im Ringteil 140 eingebaut sind, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Gemäß den Fig. 7a und 7b sind die Rollen 142, 144 so bemessen, daß sie frei jeweils durch die Schlitze 126 des Ringtrageteils 120 und die Schlitze 110 des Flansches 108 hindurchgehen. Dabei ist festzustellen, daß die Anzahl der Rollen 142, 144 mit der Zahl der entsprechenden Schlitze 126 und 110 gleich ist. Das Ringteil 140 wird anfänglich am Ring-Trageteil 120 durch Einsetzen der Rollen 142 des Ringteils 140 durch die Schlitze 126 des Ringtrageteils 120 befestigt und durch anschließendes Verdrehen des Ringteiles 140 solange, bis die Rollen an der distalen Fläche 130 des unteren Flansches 124 des Ring-Trageteils 120 anliegen. In dieser Stellung ist das Ringteil 140 in bezug auf das Ringtrageteil 120 drehbar. Die Drehbewegung des Ringteiles 140 wird jedoch durch die Betätigungsglieder 150 (siehe Fig. 5, 8 und 9) erzwungen und gesteuert. Gleichzeitig mit der Verdrehung des Ringteiles 140 wird auf die Flansche 124 und 108 mit Hilfe der leichten Neigung 116 der distalen Fläche 114 des Flansches 108 des Trommeldeckels eine Schließkraft aufgebracht. Diese Neigung wird zwischen jedem Schlitz 110 wiederholt, so daß jede der Rollen 144 auf dieselbe Neigung trifft, wenn das Ringteil 140 verdreht wird. Um dieselbe Kurvenwirkung zu erzielen, ist festzustellen, daß die leicht geneigte Fläche auch an der distalen Fläche des Flansches 124 anstelle des Flansches 108 vorgesehen sein kann.

Gemäß den Fig. 5, 8 und 9 wird die Verdrehung des Ringteiles 140 durch ein Paar von Betätigungsgliedern 150 gesteuert, deren eines Ende am oberen Flansch des Ring-Trageteils 120 und deren anderes Ende am Ringteil 140 befestigt ist. Die Betätigungsglieder 150 sind im wesentlichen tangential in bezug auf das Ringteil 140 ausgerichtet und dienen auf diese Weise dazu, nach ihrer Aktivierung das Ringteil zu verdrehen. Die Betätigungsglieder 150 sind mit dem Ringteil 140 über Böcke 152 schwenkbar verbunden. Die Betätigungsglieder sind mit dem Ring-Trageteil 120 über Arme-Glieder 154 schwenkbar verbunden, die sich im allgemeinen axial von Ankerteilen 156 aus erstrecken. Für Fachleute ist dabei klar, daß zum Steuern der Drehbewegung des Ringteiles 140 auch andere Verfahren und Vorrichtungen benutzt werden können.

Aus Fig. 7b geht hervor, daß bei einem Ringteil 140, das am Ring-Trageteil 120 befestigt ist, wie dies dargestellt ist, der untere Satz von Rollen 144 des Ringteiles 140 in einer Stellung ist, daß die Rollen durch die Schlitze 110 des Flansches 108 hindurchgehen, wenn der Trommeldeckei 106 zum Öffnen oder zum Abheben beim Schließen abgesenkt wird. Da die Schlitze 126 im Flansch 124 in dieser Stellung in Umfangsrichtung gegenüber den Schlitzen 110 im Flansch 108 versetzt sind, verbleibt das Ringteil 140 während aller Phasen der Bewegung des Ringteiles im Eingriff mit dem Ring-Trageteil 120. Als Alternative könnten die Schlitze auch miteinander ausgerichtet sein, während die jeweiligen Rollenreihen in Umfangsrichtung versetzt sind. Als weitere Alternative könnten die Rollen und die Schlitze in axialer Ausrichtung so angeordnet sein, daß eine Entriegelung eine vollständige Demontage ermöglichen würde.

Die proximale Fläche 112 des Flansches 108 kann auf diese Weise mit der proximalen Fläche 128 des Flansches 124 in Eingriff gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt kann das Ringteil 140 mit Hilfe der Betätigungsglieder 150 in eine verriegelte Lage gemäß Fig. 7a gedreht werden. Da die Verdrehung des Ringteiles 140 bewirkt, daß die Rollen 144 mit den geneigten Flächen 116 zwischen den Schlitzen 110 auf der distalen Fläche 114 des Flansches 108 in Eingriff kommen, sollte klar sein, daß die Neigung der distalen Fläche 114 dem Flansches 108 so ausgebildet sein sollte, daß der Eingriff der Rollen 144 mit der geneigten Fläche eine geeignete Schließkraft auf den Flansch 108 ausübt, um eine Dichtung zu verformen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Eine Verdrehung des Ringteiles 140 in der entgegengesetzten Richtung bewirkt natürlich, daß die Dichtung entlastet wird und daß der Trommeldeckel 106 nach einer Ausrichtung der Rollen 144 mit den Flansch-Schlitzen 110 wieder geöffnet werden kann.

Auf diese Weise ist eine Vorrichtung zum Verbinden von Rohren und Behältern offenbart.

Bei einer weiteren Ausführungsform wäre möglich, die Rollen an den Flanschen selbst zu befestigen und entsprechende Schlitze im Ringteil anzuordnen. Ebenfalls möglich wäre es, andere rollenähnliche Lagermittel anzuwenden wie Rollen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verbinden eines ersten und eines zweiten Rohres oder Behälters (2, 12), umfassend einen an jedem der Rohre oder Behälter (2, 12) befestigten Umfangsflansch (4, 14), zwei Reihen von Rollen (34, 36), von denen die erste Reihe von Rollen (34) zum Eingriff mit der der Trennfuge abgewandten Seite (8) des Flansches (4) an dem einen Rohr oder Behälter (2) und die zweite Reihe von Rollen (36) zum Eingriff mit der der Trennfuge abgewandten Seite (18) des Flansches (14) an dem anderen Rohr oder Behälter (12) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rollenreihen an der Innen-Umfangsfläche eines über die Umfangsflansche (4, 14) zu bringenden Ringes (32) angeordnet sind, daß wenigstens einer der Umfangsflansche (4, 14) eine Vielzahl von an seinem Umfang eingeformten Schlitzen (6, 16) für den Durchgang der Rollen (34, 36) aufweist, daß eine an dem Ring (32) und an einem der Rohre oder Behälter (2, 12) angebrachte Ein­ richtung (50) zum Verdrehen des Ringes (32) und Bewegen der um radiale Achsen drehenden Rollen (34, 36) in Umfangsrichtung auf den beiden der Trennfuge abgewandten Flanschflächen (8, 18) vorgesehen ist, und daß der Ring (32) zwischen einer verriegelten Stellung, die durch Auflaufen jeder Rolle (34, 36) einer Rollenreihe auf eine in Umfangsrichtung leicht geneigte Fläche (18) entsteht und in der die Flansche (4, 14) verbunden sind, und einer entriegelten Stellung, in der eine der Reihen von Rollen (34, 36) mit den Schlitzen (6, 16) ausgerichtet ist, um ein Trennen der Flansche (4, 14) zu erlauben, verdreht werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (32) in Segmente aufgeteilt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (34, 36) in einer oberen und einer unseren Umfangsreihe angeordnet sind und daß die Rollen (34) in der oberen Umfangsreihe mit den Rollen (36) in der unteren Umfangsreihe nicht axial ausgerichtet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Flansche (4, 14) Schlitze (6, 16) für den Durchgang der Rollen (34, 36) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (6, 16) und die Rollen (34, 36) so angeordnet sind, daß nicht alle Rollen (34, 36) gleichzeitig mit den Schlitzen (6, 16) ausgerichtet sein können.

6. Verwendung einer Vorrichtung zum Verbinden eines an einem im wesentlichen zylindrischen Trommelkörper angeord­ neten Trommelauslaß (104) mit einem entfernbaren Trom­ meldeckel (106) bei einem Behälter zum Herstellen von Petrol-Koks, wobei:

• - am Trommelauslaß (104) ein Ringtrageteil, (120) ange­ bracht ist, welches einen Umfangflansch (124) mit ei­ ner Vielzahl von an seinem Umfang eingeformten Schlit­ zen (126) und mit einer Rollenauflagefläche (130) auf der der Trennfuge abgewandten Seite aufweist;
• - der Trommeldeckel (106) einen Umfangsflansch (108) mit einer Vielzahl von an seinem Umfang eingeformten Schlitzen (110) und mit einer in Umfangsrichtung leicht geneigten Rollenauflagefläche (116) auf der der Trennfuge abgewandten Seite aufweist;
• - ein Verriegelungsring (140) vorgesehen ist, der zwei an der Innen-Umfangsfläche angeordnete Reihen von axial drehbaren Rollen (142, 144) aufweist und durch einen Durchgang der Rollen durch die Schlitze (110, 126) über die Umfangsflansche (108, 124) gebracht wird, wobei die erste Reihe von Rollen (142) zum Ein­ griff der Rollenauflagefläche (130) und die zweite Reihe von Rollen (144) zum Eingriff mit der Rollenauf­ lagefläche (116) ausgebildet ist; und
• - am Verriegelungsring (140) und am Ringtrageteil (120) eine Einrichtung (150) zum Verdrehen des Ringes (140) und Bewegen der Rollen (142, 144) in Umfangsrichtung auf den beiden Rollenauflageflächen (130, 116) vorge­ sehen ist;
• - wobei der Verriegelungsring (140) zwischen einer ver­ riegelten Stellung, die durch Auflaufen jeder Rolle (144) auf jeweils einer Rollenauflagefläche (116) ent­ steht und in der die Flansche (108, 124) verbunden sind, und einer entriegelten Stellung, in der die Rol­ lenreihe (144) mit den Schlitzen (110) ausgerichtet ist, um ein Trennen der Flansche (108, 124) zu erlau­ ben, verdreht werden kann.