DE4430132C1 - Abreißkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abreißkupplung zum Einbau in Förderleitungen von flüssigen oder gasförmigen Me­ dien, die zwei Kupplungshälften umfaßt, die an Flanschen mit zerbrechlichen Sicherungselementen dichtend mitein­ ander verbindbar und deren freie Enden an jeweils einen Strang der Förderleitung anschließbar sind, wobei jede Kupplungshälfte einen Ventilsitz und einen Ventilkörper aufweist, der bei verbundenen Kupplungshälften gegen die Kraft einer Feder vom Ventilsitz entfernt gehalten wird.

Mit einer derartigen aus der GB-OS 2 076 917 bekannten, als Sicherheitselement in Leitungen zwischen einem stationären Ort und einem fahrbaren Objekt, zum Beispiel einer Pumpstation und einem Transportfahrzeug, einfügbaren Kupplung, deren Ventilkörper sich mit aufeinander ab­ stützenden Ansätzen oder Vorsprüngen gegenseitig in Offenstellung halten, wird in der Leitung eine Soll­ bruchstelle geschaffen, an der bei übermäßiger Zugbe­ lastung - weil sich zum Beispiel das Transportfahrzeug unbeab­ sichtigt aus der Be- oder Entladestation entfernt - sowohl die Leitung getrennt als auch gleichzeitig an den Trennstellen abgesperrt wird. Durch diese Maßnahme wird nicht nur die Leitung vor Beschädigungen geschützt Es wird auch verhindert, daß Fördermedium (Schadstoffe) aus der Leitung in die Umwelt gelangt. Die bei dieser bekannten Kupplung das Trennen ermöglichenden zerbrech­ lichen Sicherheitselemente bestehen im wesentlichen aus einem Metallbolzen, an dessen einem Ende in einer Bohrung ein Scherstift angeordnet ist, auf dessen ande­ res mit Gewinde versehenem Ende eine Mutter aufge­ schraubt ist und dessen Mittelstück verjüngt ist. Die Ausbildung von zwei Sollbruchstellen am Bolzen kann dazu führen, daß bei kurzfristigem Überschreiten der Werkstofffließgrenze die Bolzen nicht brechen, sondern nur gedehnt werden, wodurch die Bolzen Vorschäden, die nicht festgestellt werden, erleiden und zur Unzeit brechen können. Die gedehnten Bolzen halten die Flan­ schen der Kupplungshälften nicht mehr dichtend aneinan­ der, jedoch so weit zusammen, daß die Ansätze oder Vorsprünge an den Ventilkörpern sich weiter aufeinander abstützen und die Ventilkörper in Offenstellung halten. Dies hat zur Folge, daß Fördermedium in die Umgebung gelangen kann, was zu Umweltschäden führt. Es treten aber auch erhebliche Mengen an Fördermedium in die Umgebung aus, wenn die Bolzen brechen, da die Kupplungs­ hälften einen "Öffnungsweg" benötigen, damit die Ventil­ körper schließen können.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Abreißkupplung zu schaffen, die sowohl bei undichter Flanschverbindung wegen Überdehnung der Spannelemente ein Austreten von Fördermedium in die Umgebung weitgehend verhindert als auch die Überdehnung der Spannelemente anzeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einer Abreißkupplung der eingangs beschriebenen Gattung da­ durch gelöst, daß die Ventilkörper von Stützelementen in Offenstellung gehalten werden, die zwischen den Ventilkörpern vorgesehen und im Flansch wenigstens einer Kupplungshälfte verstellbar gelagert sind.

Bei der Ausgestaltung der Abreißkupplung nach der Erfin­ dung werden die Ventilkörper von Stützelementen in Offenstellung gehalten, die verstellbar zwischen den Ventilkörpern vorgesehen sind. Dabei sind die Stützele­ mente bei verbundenen Kupplungshälften zwischen deren Flanschen derart festgespannt oder festgeklemmt, daß sie die Ventilkörper gegen die auf dieselben einwirken­ den Schließkräfte in Offenstellung halten. Bei einem geringfügigen Entfernen der beiden Flanschflächen der Kupplungshälften voneinander, zum Beispiel bei einer Dehnung der die Flanschen verbindenden Bolzen verlieren die Stützelemente ihren Halt, so daß sie von den unter Vorspannung stehenden Ventilkörpern verstellt werden, die dabei schließen, bevor die Kupplungshälften zur Umgebung geöffnet werden. Auf diese Weise werden Umwelt­ schäden durch austretendes Medium vermieden. Da die Ventilkörper durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der Stützelemente schon bei noch verbunde­ nen Kupplungshälften schließen, wird dadurch, daß kein Medium gefördert wird bzw. gefördert werden kann, zu­ gleich angezeigt, daß die Kupplung beschädigt ist.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind die Stützelemente drehfest auf einer Welle ange­ bracht, deren Enden eine um etwa 90° zur Ebene der Stützelemente versetzte Abflachung aufweisen und in je einer Ausnehmung in der Flanschfläche der einen Kupplungshälfte angeordnet sind. Aufgrund dieser Ausge­ staltung der Stützelemente mit abgeflachten Wellen­ zapfen, die zum Arretieren der Stützelemente mit der Abflachung auf der der Ausnehmung gegenüberliegenden Flanschfläche aufliegend festgeklemmt werden, verlieren die Stützelemente ihren Halt und schließen die Ventil­ körper schon, wenn die Flanschflächen der Kupplungshälf­ ten, zwischen denen die Wellenzapfen eingespannt sind, sich um etwa 1 bis 3 mm voneinander entfernen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden noch an Hand der Zeichnung beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Abreißkupplung mit geöffneten Ventilkörpern,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch die Vorrichtung nach Fig. 1 mit geschlossenen Ventilkörpern,

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht durch eine andere Ausführungsform der Abreißkupplung mit geöffneten Ventilkörpern.

Jede der dargestellten Abreißkupplungen umfaßt zwei im wesentlichen rohrförmige Kupplungshälften 1 und 2, die an Flanschen 3 und 4 mit als Sicherheitselemente ausgebildeten Metallbolzen 5 dichtend miteinander ver­ bunden sind. Die Metallbolzen 5 weisen ein verjüngtes Mittelstück 6 als Sollbruchstelle auf. An die freien Enden dieser Kupplungshälften 1 und 2 sind jeweils ein Strang einer nicht dargestellten Förderleitung anschließbar. In jeder Kupplungshälfte 1 und 2 ist ein Ventilkörper 8 gegen die Kraft einer Schraubenfeder 9 derart verstellbar gelagert, daß bei getrennten Kupp­ lungshälften 1 und 2 die Ventilkörper 8 auf einer Dicht­ fläche 7 an den Flanschen 3 und 4 aufliegen. Bei verbun­ denen Kupplungshälften 1 und 2 dagegen werden die Ven­ tilkörper 8 mit in der Trennfuge der Flanschen 3 und 4 gehaltenen Stützelementen 10 bzw. 20 gegen die Kraft der Schraubenfeder 9 von der Dichtfläche 7 abgehoben.

Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Abreißkupplung ist das Stützelement 10 als schwenkbare Klappe 11 ausgebil­ det, die drehfest auf einer Welle 12 angebracht ist. Die Enden dieser Welle 12 weisen eine um etwa 90° zur Ebene der Klappe 11 versetzte Abflachung 13 auf und sind in je eine Ausnehmung 14 in der Fläche des Flan­ sches 3 der Kupplungshälfte 1 eingefügt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Offenstellung der Abreiß­ kupplung liegt die Abflachung 13 auf der Fläche des Flansches 4 der Kupplungshälfte 2 fest auf und werden die Kupplungshälften 1 und 2 von den Metallbolzen dich­ tend zusammengehalten. Dabei stützen sich die Flügelen­ den 15 der Klappe 11 auf gegenüberliegenden kegelförmi­ gen Stützflächen 16 der Ventilkörper 8 ab und halten dieselben gegen die Kraft der Schraubenfedern 9 von den Dichtflächen 7 entfernt.

Beim Strecken oder Brechen des verjüngten Mittelstückes 6 wenigstens eines Metallbolzens 5 durch übermäßige Zugbelastungen, die auf die Stränge der an die Kupplung angeschlossenen Förderleitung angreifen, entfernen sich die Kupplungshälften 1 und 2 voneinander. Dadurch wird die Abflachung 13 nicht mehr gegen die Fläche des Flansches 4 der Kupplungshälfte 2 gedrückt, so daß unter den von den Schraubenfedern 9 auf die Ventil­ körper 8 ausgeübten Kräften die Klappe 11 zusammen mit der Welle 12 in die in Fig. 2 gezeigte Schließstel­ lung geschwenkt wird, in der die Abflachung 13 nicht mehr auf der Fläche des Flansches 4 aufliegt. Zum Schwenken der Klappe 11 und damit zum Schließen der Ventile in den Kupplungshälften 1 und 2 genügt es hier­ bei, wenn sich die Kupplungshälften 1 und 2 geringfügig (Abstand A-A in Fig. 2) in der Größenordnung von 1 bis 3 mm voneinander entfernen, da dann die abgeflach­ ten Enden der Welle 12 nicht weiter drehsicher einge­ spannt sind. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Ventile in den Kupplungshälften 1 und 2 schon ge­ schlossen sind, bevor Fördermedium über die sich zur Unzeit öffnende Flanschverbindung der Abreißkupplung in die Umgebung austreten kann.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausgestaltung der Abreißkupplung unterscheidet sich von derjenigen, die im Vorstehenden unter Hinweis auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, nur durch eine geänderte Ausführung des Stützelementes, so daß übereinstimmende Bezugszeichen in den Fig. 1, 2 und 3 für konstruktiv gleiche Teile verwendet werden.

Zwischen den von nicht gezeigten Bolzen zusammengehalte­ nen Flanschen 3 und 4 der Kupplungshälften 1 und 2 ist die Welle 12 eines fest damit verbundenen Stützele­ mentes 20 gehalten. Das als Gelenkhebel 24 ausgebildete Stützelement 20 umfaßt einen an der Welle 12 drehfest angebrachten zweiarmigen Hebel 21, an dessen freien Enden je eine Hebelstange 22 angelenkt ist, deren freie Enden in eine Vertiefung 23 im Boden jedes Ventilkörpers 8 eingreifen. Um die Ventilkörper 8 gegen die Kraft der Schraubenfedern 9 geöffnet zu halten, ist die Welle 12 mit der Abflachung 13 auf der Fläche des Flansches 4 aufliegend zwischen den Flanschen 3 und 4 festge­ klemmt. Dabei befindet sich das aus dem zweiarmigen Hebel 21 und den Hebelstangen 22 bestehende Hebelsystem des Gelenkhebels 24 in fast gestreckter Lage. Werden die Flanschen 3 und 4 nicht mehr gegeneinander gepreßt, weil die die Kupplungshälften 1 und 2 zusammenhaltenden Metallbolzen sich dehnen oder brechen, kann die Welle 12 gedreht werden, so daß das Hebelsystem unter der von den Schraubenfedern 9 auf die Ventilkörper 8 ausge­ übte Kraft einknickt und die Ventilkörper 8 in Schließ­ stellung gelangen.

Claims (4)

1. Abreißkupplung zum Einbau in Förderleitungen von flüssigen oder gasförmigen Medien, die zwei Kupp­ lungshälften umfaßt, die an Flanschen mit zerbrech­ lichen Sicherungselementen dichtend miteinander verbindbar und deren freie Enden an jeweils einen Strang der Förderleitung anschließbar sind, wobei jede Kupplungshälfte einen Ventilsitz und einen Ventilkörper aufweist, der bei verbundenen Kupplungs­ hälften gegen die Kraft einer Feder vom Ventilsitz entfernt gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (8) von Stützelementen (10, 20) in Offenstellung gehalten werden, die zwischen den Ventilkörpern (8) vorgesehen und im Flansch (3, 4) wenigstens einer Kupplungshälfte (1, 2) ver­ stellbar gelagert sind.

2. Abreißkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stützelemente (10, 20) drehfest auf einer Welle (12) angebracht sind, deren Enden eine um etwa 90° zur Ebene der Stützelemente (10, 20) versetzte Abflachung (13) aufweisen und in je einer Ausnehmung (14) in der Fläche des Flansches (3) der einen Kupplungshälfte (1) angeordnet sind.

3. Abreißkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützelemente (10) als Klappe (11) ausgebildet sind, auf deren Flügelenden (15) sich die Ventilkörper (8) mit gegenüberliegenden kegelförmigen Stützflächen (16) in Offenstellung abstützen.

4. Abreißkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stützelemente (20) als zweitei­ lige, einen Hebel (21) und eine Hebelstange (22) umfassende Gelenkhebel (24) ausgebildet sind, wobei das freie Ende des einen Hebels (21) am Flansch (3) einer Kupplungshälfte (1) verstellbar angebracht ist, das freie Ende der Hebelstange (22) sich am Ventilkörper (8) abstützt und die Gelenkhebel (24) in fast gestreckter Lage die Ventilkörper (8) in Offenstellung halten.