DE4316249C2 - Flüssiggas-Schnellkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssiggas-Schnellkupplung als Verbindung der Seitenventile eines Kesselwagens mit den Ladearmen der Flüssig- und Gasphase für die Be- und Entladung verflüssigter Gase mit Verbindungsflansch mit Rohrstück und Vaterteil, Überwurfmutter und Dichtring.

Mit derartigen Flüssiggas-Schnellkupplungen werden die Verbindungen zwischen Druckgaskesselwagen und den stationären Tanks hergestellt. Sie müssen bestimmte Sicherheitsauflagen, die für Transport und Umschlag von gefährlichen Ladegütern auf Schiene zu berücksichtigen sind, erfüllen, beispielweise Bauartzulassung der Deutschen Bundesbahn oder Baumusterprüfung des TÜV. Einzelteile für Flüssiggas-Schnellkupplungen werden von einschlägigen Herstellern als Bauteile geliefert und sind u. a. in DIN 26 031 beschrieben.

Unter Flüssiggasen sollen insbesondere verstanden werden Ammoniak sowie die Kohlenwasserstoffe Propan, Propen, Butan, Buten und deren Gemische.

Der Forderung nach unbedingter Sicherheit des Verschlußsystems an Druckgas­ kesselwagen für den Transport verflüssigter Gase folgte in den letzten Jahren verstärkt die Forderung nach kürzeren Be- und Entladezeiten. Obwohl die im Gebrauch befindlichen Armaturen relativ sicher waren, ist es jederzeit wünschenswert, die Bedienbarkeit und die Sicherheit zu verbessern.

Die Verhältnisse werden nachfolgend am Beispiel der Flüssiggas-Verladung in Kesselwagen erläutert. Ein Kesselwagen wird über Verladearme mit je einem Anschlußstück von 80 mm Nennweite für die Flüssigphase sowie einem Anschlußstück von 50 mm Nennweite für die Gasphase zwecks Gaspendelung zwischen stationärem Tank und Kesselwagen über die beiden Seitenventile befüllt. Hierzu werden die Verladearme auf der Gleiswaage an- und abmontiert, so daß für jeden Kesselwagen zwei Flanschverbindungen der Nennweiten 80 und 50 mm mit insgesamt zwölf Schrauben der Größe M 16 einschließlich Einlegen der Flanschdichtungen in den Rücksprung der Ventile gelöst bzw. hergestellt werden müssen, was relativ zeitaufwendig ist.

Die Verkürzung der Montagezeit auf der Gleiswaage für die beiden Verladearme scheitert an den derzeitigen Konstruktionen für die Überwurfmutter mit am Außenumfang angebrachten Nocken und passendem Schlüssel zum Lösen derselben.

Ein als Handhebel ausgebildeter Schlüssel übergreift beim Ansetzen mit einem ein bewegliches Kettenglied aufweisenden Schlüsselteil auf einem Teilumfang der Überwurfmutter zwei Nocken derart, daß mittels Hebelwirkung die erforderliche Umfangskraft auf die Nocken übertragen wird, die zum Lösen der Gewindeverbindung erforderlich ist. Die Konstruktion des Schlüssels mit beweglichem Kettenglied soll ein Ansetzen des Schlüssels auch dann gestatten wenn die Nocken der Überwurfmuttern beschädigt sind oder einen Grat aufweisen.

Aber auch bereits ohne derartige Beschädigungen ist die Kombination Überwurfmutter-Schlüssel mit beweglichem Kettenglied nicht eindeutig formschlüssig sondern kraftschlüssig, was die Gefahr des Abrutschens und von Verletzungen des Bedienpersonals birgt. Darüber hinaus reicht die Festigkeit solcher Schlüssel nicht aus. Infolge von Entspannungsvereisung kann die Schraubenverbindung fester werden, so daß der Spannbügel des Schlüssels beim Lösen derartiger Nockenüberwurfmuttern nach dem Stand der Technik reißen kann und der Schlüssel damit unbrauchbar wird. Dies hat zur Folge, daß - obwohl bedenklich und aus Sicherheitsgründen unzulässig - beim Auftauchen von Schwierigkeiten versucht wurde, die Überwurfmuttern mit einem Hammer durch Schlagen gegen die Nocken zu lösen bzw. festzuziehen. Derartige Gewalteinwirkun­ gen führten zu Gratbildungen an den Nocken der Überwurfmuttern bis zu deren völliger Unbrauchbarkeit, insbesondere auch durch Rißbildungen und Ermüdungsbrüche am Material der Überwurfmuttern.

Wegen dieser Schwierigkeiten hat sich aus Sicherheitsgründen die Praxis herausgebildet, auf mit Nocken versehene Überwurfmuttern zur Befestigung von Ladearmen überhaupt zu verzichten. Vor dem Beladen der Kesselwagen auf der Gleiswaage müssen die Blinddeckel DN 50 und DN 80 einschließlich Dichtung abmontiert und die beiden Ladearme einschließlich Dichtung mittels 12 Schrauben M 16 anmontiert werden. Nach Beendigung der Verladung werden die Ladearme wieder abmontiert und nach Einlegen einer weiteren neuen Dichtung die Blinddeckel wieder montiert.

Hier setzt die Aufgabe an, die Sicherheit des Verschlußsystems zu verbessern.

Eine zusätzliche Teilaufgabe besteht in einer weiteren Verkürzung der Be- und Ent­ ladezeiten.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Überwurfmutter-Schlüssel-Kombination mit den folgenden Merkmalen vorgesehen wird:

• a) die Überwurfmutter weist einen Außenkranz mit durch denselben in be­ stimmten Abständen voneinander in axialer Richtung geführten Bohrungen auf,
• b) ein bogenförmiges in seinen Abmessungen etwa einem Teilstück des Außenkranzes entsprechendes Schlüsselteil weist zwei Zapfen auf, deren Abmessungen und Abstände voneinander auf dem Schlüsselteil so bemessen sind, daß die Zapfen beim Ansetzen des Schlüssels formschlüssig in die angebrachten Bohrungen in dem Außenkranz der Überwurfmutter eingreifen,
• c) das Schlüsselteil geht an einem Ende in einen Hebelarm für die Betätigung des Schlüssels als Handhebel zum Lösen und Festziehen der Überwurfmutter über.

Die erfindungsgemäße Überwurfmutter wird vorteilhaft mit gleichem Abstand der Bohrungen im Außenkranz auch bei unterschiedlichen Nennweiten zugehöriger Rohrstücke, beispielsweise 80 und 50 mm, vorgesehen. Hierdurch paßt der gleiche Schlüssel für Flansche unterschiedlicher Nennweiten.

Vorbehaltlich von Baumusterprüfungen zuständiger technischer Überwachungs­ organe und Bauartzulassungen der Bahnbetreiber ist es auch möglich, die Seitenventile direkt mit passendem Gewindeanschluß anstelle vor dem Beladevorgang eigens zu montierender Übergangsstücke vorzusehen. Die Abdichtung der Seitenventile beim Transport würde bei beiden Ausführungen durch Blinddeckel mit Überwurfmutter erfolgen.

Nunmehr können die für das Befüllen passenden Übergangsstücke mit einseitigem Gewinde und Flansch beim Beladen eines ganzen Zuges von beispielsweise 30 bis 40 Kesselwagen bereits während des Befüllens des jeweils vorgängigen Kesselwagens und vor dem Auffahren auf die Gleiswaage montiert werden. Diese Tätigkeit kann von dem für die Herstellung der erforderlichen Verbindungen zwischen den Seitenventilen und dem Vorratsbehälter über die Verladearme zuständigen Personal in der Zeit ausgeführt werden, die für das Befüllen des vorgängigen Kesselwagens erforderlich ist. Darüber hinaus ergibt sich aufgrund verkürzter Montagezeiten auf der Gleiswaage eine Verkürzung der für einen ganzen Zug erforderlichen Beladezeit. Für das Entleeren ergeben sich entsprechende Abläufe. Bei Kesselwagen mit außenliegenden Langträgern können entsprechend verlängerte Übergangsstücke montiert werden, was ein unbehindertes Anschließen der Verladearme auf der Gleiswaage ermöglicht. Ebenso werden die Übergangsstücke bei laufender Beladung des nächsten Kesselwagens wieder abmontiert und die Ventile mit Blinddeckeln für den nachfolgenden Transport versehen.

Bei Einführung der erfindungsgemäßen Kombination bei allen Absendern und Empfängern im Inland sowie im angrenzenden Ausland und Ausrüstung sämtlicher Druckgaskesselwagen mit Übergangsstücken an den Seitenventilen sind erhebliche Verkürzungen der Verladezeiten bzw. Erhöhungen der Verlademengen pro Zeiteinheit aufgrund kürzerer Montagezeiten realisierbar.

Hierbei werden zusätzlich pro Kesselwagenverladung vier Dichtungsringe (je zwei Dichtungen für Gas- und Flüssigphasenanschlußstück) eingespart.

Bei CO₂-Druckkesselwagen sind Ventile kleinerer Abmessungen als für die vorgenannten Flüssiggase erforderlich. Die erfindungsgemäße Kombination ist aber auch hier mit Vorteil anwendbar.

Weitere bevorzugte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Diese Ausführungsbeispiele sind schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt, die auch den bereits geschil­ derten Stand der Technik bildlich veranschaulicht.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 das Prinzip der Umfülleitungen bei der Beladung eines Kesselwagens mit Druckgas,

Fig. 2 ein bekanntes System (Stand der Technik) eines Flansches mit Überwurfmutter (Nocken),

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schnellkupplung mit Dichtung und Anschlußstück,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Überwurfmutter-Schlüssel-Kombination mit Draufsicht des Schlüssels,

Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel für eine Überwurfmutter als Drehteil sowie den Teil einer Seitenansicht von links.

Claims (4)

1. Flüssiggas-Schnellkupplung als Verbindung der Seitenventile eines Kesselwagens mit den Ladearmen der Flüssig- und Gasphase für die Be- und Entladung verflüssigter Gase mit Verbindungsflansch mit Rohrstück und Vaterteil, Überwurfmutter und Dichtring, gekennzeichnet durch eine Überwurfmutter-Schlüssel-Kombination mit folgenden Merkmalen

• a) die Überwurfmutter weist einen Außenkranz mit durch denselben in be­ stimmten Abständen voneinander in axialer Richtung geführten Bohrungen auf,
• b) ein bogenförmiges in seinen Abmessungen etwa einem Teilkreis des Außenkranzes entsprechendes Schlüsselteil weist zwei Zapfen auf, deren Abmessungen und Abstände voneinander auf dem Schlüsselteil so bemessen sind, daß die Zapfen beim Ansetzen des Schlüssels formschlüssig in die in dem Außenkranz angebrachten Bohrungen der Überwurfmutter eingreifen,
• c) das Schlüsselteil geht an einem Ende in einen Hebelarm für die Betätigung des Schlüssels als Handhebel zum Lösen und Festziehen der Überwurfmutter über.

2. Flüssiggas-Schnellkupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen gleichen Abstand der Bohrungen im Außenkranz von Flanschen unterschiedlicher Nennweiten.

3. Flüssiggas-Schnellkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenventile anstelle des Verbindungsflansches mit Rohrstück und Vaterteil direkt mit passendem Gewindeanschluß für eine gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 ausgebildete Überwurfmutter vorgesehen sind.

4. Verfahren zum Be- und Entladen verflüssigter Gase, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußstücke der Flüssiggas-Schnellkupplungen an den Seitenventilen eines Kesselwagens nur für den Be- und Entladevorgang komplett durch Übergangsstücke mit einer gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 ausgebildeten Überwurfmutter ergänzt werden.