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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Absperren von Rohrleitungen mit einem elastisch oder plastisch
verformbaren Element, welches zwischen zwei Abstützflächen an einem Zugelement angeordnet
ist, wobei das Zugelement das elastisch oder plastisch verformbare
Element gleitbar durchsetzt, wobei dem Zugelement ein Gegenelement
zugeordnet ist, an welches zumindest eine Zug- oder Druckeinrichtung
angreift.
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Um eine Leitung, insbesondere Kunststoffleitung,
auf Druckverluste zu überprüfen, werden
bislang die Enden mit einer Endkappe zugeschweißt und die Leitung unter Druck
gesetzt. Zum Öffen
wird diese Endkappe wieder weggeschnitten und weggeworfen.
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Andere Absperrvorrichtungen werden
auf starrender flexible, aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen
Durchmessern bestehende Rohrleitungen aufgesteckt. Hierbei werden
entsprechende Gummielemente, Absperrkörper und dgl. verwendet, die
auf unterschiedlichste Art und Weise so betätigt werden, daß eine Veränderung
von ihrem Durchmesser, beispielsweise durch Zusammendrücken, eine
Abdichtung an der innenliegenden Rohrleitungswand und somit über den
gesamten Rohrleitungsquerschnitt bewirkt.
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Aus der
EP 0 167 986 A2 ist eine
derartige Vorrichtung bekannt. Nachteilig daran ist, daß ein Ring
gegenüber
einem Haltegriff solange verdreht werden muß, bis sich die elastische
Kugel verformt, um die entsprechende Abdichtung zu bewirken. Somit
muß ein
erheblicher Arbeits- und Zeitaufwand betrieben werden, um eine gewünschte Abdichtung
zu erreichen.
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Gleiches gilt für die in der
DE 24 57 412 C3 beschriebene
Einrichtung, bei der ebenfalls über
einen beweglichen Schlauch ein Stopfen verformbar ist.
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Ferner lassen die o.g. Absperrvorrichtungen keine
sehr hohen Prüfdrücke zu.
Bei hohen Drücken wird
die Absperrvorrichtung aus dem Rohrleitungsende herauskatapultiert,
wobei das Herauskatapultieren sehr schnell erfolgen kann und eine
Gefahr für Beteiligte
darstellt.
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Abgesehen davon, daß Absperrvorrichtungen
für verschiedenste
und unterschiedlich ausgestaltete Rohrleitungen verwendet werden
sollen, die auch unterschiedliche Durchmesser aufweisen, ist es bisher
nicht möglich
ein sehr schnelles und dichtes Verschließen bzw. Absperren eines Endes
einer Rohrleitung für äußerst hohe
Prüfdrücke zu gewährleisten.
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Eine Vorrichtung zum Absperren von
Rohrleitungen der o. g. Art ist aus der
US 2,607,370 bekannt. Dort ist ein
plastisch verformbares Element zwischen zwei Abstützflächen angeordnet
und umfängt
ein Zugelement. Einends wird die Abstützfläche von einer Scheibe, anderenends
von einem Konus gebildet, der eine Steigfläche für Verkeilungen ausbildet. Auf
diese Verkeilungen drückt
eine Hülse,
welche ebenfalls das Zugelement umfängt. Der Druck der Hülse wird
durch einen Hebedaumen bewirkt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der o.g. Art zu schaffen, welche
die genannten Nachteile beseitigt und bei der ein schnelles Abdichten
und Festlegen der Vorrichtung auf einem Ende einer Rohrleitung in
jeder gewünschten
Lage auch für
unterschiedliche Rohrdurchmesser möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Zug-
oder Druckeinrichtung aus gegenüber
dem Zugelement einends ortsfest gelenkig gelagerten Schalen besteht,
welche über
eine Stange das Gegenelement angreifen, wobei die gelenkige Lagerung
der Schalen an einem Träger
erfolgt, der eine Welle aufweist, an welche ein in die Rohrleitung
einsetzbarer Zylinder anschließt,
dessen gegenüberliegendes
Zylinderende die Abstützfläche ausbildet.
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Diese Erfindung gestattet, daß beispielsweise
ein Rohrende eines Kunststoff- oder Metallrohres, welches bevorzugt
für Gasleitungen
verwendet wird, durch diese erfindungsgemäße Absperrvorrichtung verschließbar ist.
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Ferner soll nach Befestigen der Absperrvorrichtung
auf einem Rohrleitungsende über
eine der Absperrvorrichtung zugeordnete Öse od. dgl. eine Rohrleitung
von beispielsweise einer Trommel abgewickelt werden können. Da
gerade Gasleitungen in großer
Länge verlegt
werden, wirken sehr hohe Zugkräfte
auf das Rohrende, welche von der nachfolgend näher beschriebenen Absperrvorrichtung
in idealer Weise aufgefangen werden.
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Die Absperrvorrichtung weist einen
Träger und
einen Zylinder auf, wobei der Träger
bevorzugt lösbar
in dem Zylinder eingesetzt sein kann. Der Zylinder ist mit einem
Anschlag versehen und weist einen Außendurchmesser auf, der nur
geringfügig
kleiner ist, als der Innendurchmesser der Rohrleitung. Um beispielsweise
auch Rohre mit größerem oder kleinerem
Rohrdurchmesser mit ein und derselben Absperrvorrichtung verschließen bzw.
diese in die Rohre einführen
zu können,
ist vorgesehen, daß der Zylinder
aus mehreren Hülsen
bestehen kann, die aufeinandergestülpt werden, so daß ein Außendurchmesser
des Zylinders variabel sein kann. Möglich wäre auch eine kegelartige Ausgestaltung
des Zylinders. In der Regel werden aber für unterschiedliche Rohrdurchmesser
unterschiedliche Absperrvorrichtungen verwendet.
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In dem Träger und Zylinder ist bevorzugt
mittig eine Bohrung vorgesehen, in die ein mit einem Außengewinde
versehenes Rohr als Zugelement eingreift. Auf dieses Rohr ist anschließend an
den Zylinder an das bevorzugt gewölbt ausgebildete Zylinderende
ein Gummielement aufgesetzt. Daran schließt sich eine Scheibe, ein Dichtring
und eine Flügelmutter
an, die auf dem Rohr festgelegt oder festgeschraubt ist. Dabei liegt
im Rahmen der Erfindung, daß diese
Flügelmutter
auch gegenüberliegend
an einem anderen Ende des Rohres vorgesehen sein kann.
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Das Rohr steht mit seinem Außengewinde mit
einem in einer Platte versehenen Gewinde direkt in Verbindung, wobei
die Platte in einem Langloch einer Welle geführt ist. An diese Platte schließen sich Stangen
an, die über
Halter mit Hebeln, bevorzugt Halbschalen, Stangen od. dgl. gelenkig
verbunden sind. Die Halbschalen sind an einem Ende mit dem Träger über Gelenke
klappbar befestigt.
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Diese Ausgestaltung gewährleistet
verschiedene Möglichkeiten,
wobei in Gebrauchslage die über
Gelenke an dem Träger
befestigten Schalen auseinandergeklappt sind und dadurch das bevorzugte
Gummielement entspannt ist. Durch Einführen des Zylinders in eine
Rohrleitung wird die Absperrvorrichtung auf das Rohrleitungsende
aufgesteckt.
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Anschließend werden die Halbschalen
gegen die Rohrleitung geklappt, was über die dort befestigten Stangen
ein Bewegen der Platte oder einer Ringscheibe zur Folge hat. Letztere
steht über
eine weitere Platte mit einem Innengewinde mit dem Außengewinde
des Rohres in Verbindung. Die Platte kann aber auch an dem Rohr
festgelegt sein. Das Rohr wird so bewegt, daß die Scheibe auf dem Rohr als
Abstützfläche zu dem
gewölbten
Zylinderende hin bewegt wird, was ein elastisches Verformen des
dazwischen angeordneten Gummielementes zur Folge hat. Dieses Verformen
des Gummielementes bewirkt eine Veränderung seines Durchmessers,
so daß durch
diese Verformung an der Rohrleitungsinnenwand eine Abdichtung entsteht.
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Anstelle eines Gummielementes können aber
auch alle möglichen
anderen elastisch oder plastisch verformbaren Elemente bzw. Werkstoffe Anwendung
finden.
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Über
an den Schalen angebrachte Verschlüsse, wird die Absperrvorrichtung
in dieser Position so festgelegt, daß ein Wiederöffnen der
Schalen von alleine nicht möglich
ist.
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Ferner ist daran gedacht, daß die Innenwandung
der Schalen mit Einlagen ausgestattet sein kann, die ein Abrutschen
verhindern, indem beispielsweise über Gummielemente, Rasteinrichtungen,
Lederbeschichtungen od. dgl. eine Haftreibung zwischen der Außenwand
der Rohrleitung und den Schalen erhöht wird, so daß zusätzlich ein
Halten und Haften der Absperrvorrichtung an dem Rohrleitungsende
unterstützt
wird. Rasteinrichtungen können
auch widerhakenähnlich
wirken.
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Ist die Absperrvorrichtung an einem
Rohrleitungsende festgelegt, so kann über das Rohr beispielsweise
Druckluft, Gas od. dgl. in die Rohrleitung eingeführt werden,
wobei über
ein Absperrventil die im Rohr befindliche Luft über eine gewisse Zeit gehalten
wird. Durch ein angeschlossenes Druckmeßgerät, wird der Innendruck im Rohr
gemessen. Fällt dieser
Innendruck nach einer gewissen Zeit nicht ab, so ist das Rohr auf
seine Dichtheit erfolgreich geprüft und
kann wieder an das übrige
Leistungssystem angeschlossen werden. An dem Ventil oder auch an
anderer Stelle kann ein Signalstift vorgesehen sein, der dem Bedienungspersonal
bedeutet, daß die
Rohrleitung unter Druck steht.
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Diese Vorrichtung kann für unterschiedliche Arten
von Leitungen verwendet werden, wie beispielsweise Gaslei tungen,
Wasser- oder andere Flüssigkeitsleitungen
jeglicher Art.
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Wesentlich dabei ist ferner, daß sich ein
Zusammendrücken,
des Gummielements justieren läßt. Indem
die Flügelschraube,
die bevorzugt fest mit dem Rohr verbunden ist, gedreht wird, ändert sich entsprechend
die Öffnungsweite
der Schalen und somit auch deren Hebelwirkung, mit welchem das Gummielement
durch Bewegen der Schalen zusammengedrückt wird.
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Die Lebensdauer einer solchen Absperrvorrichtung
ist äußerst hoch,
da das einzige Verschleißteil
das Gummielement ist, welches seine Elastizität im Laufe der Zeit verändern kann.
Durch die Möglichkeit,
diese Absperrvorrichtung zu justieren, wird die Lebensdauer eines
einzigen Gummielementes jedoch erheblich erhöht.
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Ein weiterer Vorteil, der sich daraus
ergibt, ist, daß beispielsweise
für unterschiedlich
große
Drücke
eine Absperrvorrichtung so auslegbar ist, daß ein Herauskatapultieren aus
einem Rohrleitungsende einer Absperrvorrichtung durch erhöhten Druck
auf das Gummielement verhindert werden kann.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch,
daß das
Zylinderende und die auf das Rohr aufgesetzte Scheibe mit dem Gummielement
fest verbunden sein können.
So kann ein Durchmesser des Gummielements durch Beaufschlagen des
Rohres mit Druck verringerbar oder durch ein Beaufschlagen mit Zug ein
Durchmesser des Gummielementes vergrößerbar sein. Soll beispielsweise
das Gummielement in einer Rohrleitung mit geringerem Durchmesser
eingeführt
werden, kann der Durchmesser des Gummielementes durch Druck auf
das Rohr verkleinert werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
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1 einen
Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Absperrvorrichtung
für Rohrleitungen;
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2 einen
Längsschnitt
durch eine Absperrvorrichtung entsprechend 1 in einer anderen Gebrauchslage;
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3 einen
vergrößerten Querschnitt
durch die Absperrvorrichtung entlang Linie III-III in 2;
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4 einen
Teil eines vergrößerten Querschnitt
durch die Absperrvorrichtung entlang Linie IV-IV in 2;
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5 einen
Längsschnitt
durch ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Absprerrvorrichtung entsprechend den 1 und 2;
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6 einen
Teil eines Querschnitts durch die Absperrvorrichtung entlang Linie
VI-VI in 5.
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Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Absperrvorrichtung
R einen Träger 1 auf,
an den sich ein Zylinder 2 anschließt, wobei der Träger 1 in
den Zylinder 2 wieder lösbar
eingesetzt ist.
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An dem Träger 1 sind über Gelenke 3, 4 Schalen 5, 6 schwenkbar
befestigt. In dem Träger 1 und
Zylinder 2 ist mittig eine Bohrung 7 vorgesehen. In
diese Bohrung 7 greift ein Rohr 8 ein, wobei dieses mit
einem Außengewinde 8' versehen ist.
Ferner ist der Träger 1 mit
einem Langloch 13 versehen, in dem eine Platte 14 verschiebbar
angeordnet ist. Dabei ist die Platte 14 mit einer Gewindebohrung 15 (siehe 4) versehen, über die
die Platte 14 dem Außengewinde 8' des Rohres 8 aufgeschraubt
ist.
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An einem Ende des Rohrs 8 ist
ein Gummielement 9, anschließend eine Scheibe 10,
ein Dichtring 11 und eine Flügelmutter 12 auf das
dem Rohr 8 aufgesetzt, wobei die Flügelmutter 12 dort
festgelegt oder auch aufgeschraubt ist.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 weist der Träger 1 eine Welle 16 auf,
auf der axial verschiebbar eine Ringscheibe 17 angeordnet
ist. Die Ringscheibe 17 ist mit Gelenken 18, 19 versehen,
in die Stangen 20, 21 gelenkig bewegbar eingreifen.
Andernends sind die Stangen 20, 21 mit jeweils
einer an den Schalen 5, 6 befestigten Halterung 22, 23 gelenkig
verbunden.
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Den Schalen 5, 6 ist
außerdem
ein Verschluß 24, 25 zugeordnet,
der die Schalen 5, 6 in der Gebrauchslage gemäß 2 wieder lösbar miteinander verbindet.
Dabei ist der Verschluß 24, 25 auf
Höhe des
Gummielementes 9, 9' angeordnet.
Ferner ist den Schalen 5, 6 an ihrer Innenwandung
eine Einlage 26 zugeordnet, die aus Gummimatten bestehen kann.
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Gemäß 3 sind an der Innenseite der Schalen 5, 6 die
Halterungen 22, 23 festgelegt, in die gelenkig
die Stangen 20, 21 eingreifen. Besonders an den
Rändern
der Schale 6 können
Nasen 28 ausgebildet sein, die ein Einführen in Mulden 29 der Schale 5 ermöglichen.
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Gemäß 4 ist die mit der Gewindebohrung 15 versehene
Platte 14 in das Langloch 13 der Welle 16 eingesetzt
und steht mit einem Außengewinde 8' des Rohres 8 in
Verbindung. Dabei liegt die Platte 14, da sie beidseits
aus dem Langloch 13 herausragt, an der Ringscheibe 17 lose
an.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel
einer Absperrvorrichtung R1 gemäß 5 ist daran gedacht, daß eine Welle 16' eines Trägers 1' mit einem Langloch 13' versehen ist,
in dem sich eine Platte 27 bewegen kann. Mit der Platte 27 sind über die
Gelenke 18, 19 direkt die Stangen 20, 21 gelenkig
verbunden, die mit den Schalen 5, 6 über die
Halterungen 22, 23 gelenkig in Verbindung stehen.
Diese Platte 27 ist axial durch die Stangen 20, 21 in
dem Langloch 13' verschiebbar.
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Gemäß 6 ist der Träger 1 mit dem Langloch 13' dargestellt,
in dem die Platte 27 in Axialrichtung des Rohres 8 verschiebbar
ist. Die Platte 27 ist mit Aussparungen 30, 31 versehen,
in welche die Stangen 20, 21 über Gelenke 18, 19 eingreifen.
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Ein wesentlicher Vorteil dieses Ausführungsbeispiels
ist, daß der
Träger 1 und
Zylinder 2 aus einem Bauteil bestehen können und die zusätzliche Ringscheibe
eingespart wird.
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Die Funktionsweise der vorliegenden
Erfindung ist die folgende:
Um ein Rohrleitungsende verschließen zu können, wird
in eine Rohrleitung 32 der Zylinder 2, 2' der Absperrvorrichtung
R, R1 eingeschoben. Dem Träger 1, 1' und den Zylindern 2, 2' ist das Rohr 8 mittig
zugeordnet. An ein bevorzugt gewölbtes
Zylinderende 34 schließt
sich das bevorzugt rund ausgestaltete Gummielement 9, 9' an, welches
auf dem Rohr 8 zwischen der Scheibe 10 und dem
gewölbten
Zylinderende 34 angeordnet ist.
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Der Zylinder 2, 2' wird in das
Rohrinnere der Rohrleitung 32 bis zu einem Anschlag 35 eingeschoben,
wobei der Außendurchmesser
des Zylinders 2 geringfügig
kleiner als der Innendurchmesser der Rohrleitung 32 ist
und gerade an einer Rohrinnenwand 33 anliegt. Gleiche Maße gelten
entsprechend für
das Gummielement 9 und die Scheibe 10.
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Nachdem die Absperrvorrichtung R
mit aufgespreizten Schalen 5, 6 in das Rohr eingesteckt
ist, werden die Schalen 5, 6 gegeneinander in
Richtung der Rohrleitung 32 gedrückt. Über die an den Schalen 5, 6 befestigte
Halterungen 22, 23 werden die Stangen 20, 21 mit
Druck beaufschlagt, um die Scheibe 17 auf der Welle 16 des
Trägers 1, 1' zu bewegen
und über
die Scheibe 17 die Platte 14 mit Druck zu beaufschlagen,
die über
der Gewindebohrung 15 mit dem Rohr 8 in Verbindung
steht. Das Rohr 8 wird dadurch axial in X-Richtung bewegt.
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Durch Bewegen des Rohres 8 in
X-Richtung wird die Scheibe 10 auf das Zylinderende 34 zubewegt
und drückt
das elastische Gummielement 9 zu einem Gummielement 9' zusammen, welches
somit durch Veränderung
seines Durchmessers einen Druck auf die Rohrinnenwand 33 des
Rohres 32 ausübt
und eine Dichtfläche über den
gesamten Rohrleitungsdurchmesser und an der Rohrinnenwand 33 bildet.
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In dieser Position werden die zusammengedrückten Schalen 5, 6 über den
Verschluß 24, 25 miteinander
verbunden, so daß ein
Auseinanderklappen der Schalen 5, 6 nicht möglich ist.
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Über
das Rohr 8 wird die Rohrleitung 32 mit Druckluft
od. dgl. beaufschlagt, um die Rohrleitung 32 auf Undurchlässigkeit
insbesondere für
Gase und Flüssigkeiten
zu prüfen.
Das Befüllen
der Rohrleitung 32 mit Druckluft, Gas od. dgl. erfolgt
von einem Anschluß 36 aus,
der über
ein Ventil 37 verschließbar sein kann. An dem Ventil 37 oder
auch Rohr 8 ist ein Druckmeßgerät 38 angebracht, welches
den Innendruck in der Rohrleitung 32 messen kann. Ist ein Druck
in einer verschlossenen Rohrleitung 32 über einen längeren Zeitraum konstant und
kein Druckabfall am Druckmeßgerät 38 ersichtlich,
so ist die Rohrleitung 32 dicht.
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Um gerade bei höheren Prüfdrücken eine zusätzliche
Sicherheit gegen Herausrutschen der Absperrvorrichtung R gewährleisten
zu können,
ist zusätzlich
an der Innenwand der Schalen 5, 6 die Einlage 26 eingebracht,
welche aus Kunststoff, Metall, Leder, Gummibeschichtung oder dgl.
bestehen kann. Dadurch wird die Haftreibung der Innenwand der Schalen 5, 6 gegenüber der äußeren Oberfläche der Rohrleitung 32 erhöht und somit
ein Abrutschen zusätzlich
verhindert.
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Sind Rohrleitungen 32 aus
Kunststoff oder ähnlichen
Materialien hergestellt, so ist daran gedacht, daß der Verschluß 24, 25 auf
Höhe des
Gummielementes 9, 9' auf
die Schalen 5, 6 wirkt, um einem eventuellen Ausbeulen
des Rohrdurchmessers durch das Gummielement 9' entgegenzuwirken.
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Ein entsprechendes Lösen der
Absperrvorrichtung R von dem Rohr 32 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge,
indem die Schalen 5, 6 durch Öffnen des Verschlusses 24, 25 voneinander
gelöst
werden und durch ihr Aufklappen die Platte 14,27 bewegt wird,
was ein Bewegen des Rohres 8 gegen die X-Richtung und somit
ein Freigeben des Gummielementes 9 zur Folge hat. Das Gummielement 9' wird durch
seine Elastizität
in seine ursprüngliche
Form gebracht, so daß die
Absperrvorrichtung R aus dem Rohrende der Rohrleitung 32 entnommen
werden kann.
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Diese Vorrichtung funktioniert in
dem weiteren Ausführungsbeispiel
gemäß 5 nach dem gleichen Mechanismus
mit dem Unterschied, daß das
Rohr 8 direkt über
die in dem Langloch 13' bewegbare
Platte 27 bewegbar ist, wodurch ebenfalls über die
am Rohrende des Rohres 8 befestigte Scheibe 10 das
Gummielement 9 gegenüber
dem gewölbten
Zylinderende 34 zusammengedrückt wird, welches somit gegenüber der
Rohrinnenwand 33 die Dichtfläche bildet. Um eine Dichtung
an der Scheibe 10 gegenüber
dem Rohr 8 zu bekommen, ist einerseits das Gummielement 9 und
andererseits zusätzlich
der Dichtring 11 auf das Rohr 8 aufgesteckt.
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Ein wesentlicher Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist, daß der
Grad des Zusammendrückens bzw.
ein Beaufschlagen des Gummielementes 9 mit Druck und damit
der Dichtungsdruck auf die Rohrinnenwand 33 über beispielsweise
die Flügelmutter 12 einstellbar
ist. Die Flügelmutter 12 ist
auf dem Rohrende des Rohres 8 festgelegt oder aufgeschraubt. Durch
Verdrehen der Flügelmutter 12 wird
das gesamte Rohr 8 oder auch nur die Flügelmutter 12 gedreht
und je nach Ausgestaltung der Gewindebohrung 15 in den
Platten 14, 27 werden diese entsprechend der Drehrichtung
des Rohres 8 in den Langlöchern 13, 13' hin- oder herbewegt.
Dadurch läßt sich eine
gewisse Voreinstellung auf Abweichungen der Rohrinnendurchmesser
und auf unterschiedlich geforderte Druckverhältnisse bewirken.