DE60205472T2

DE60205472T2 - Verbesserte rohrleitungsisoliervorrichtung

Info

Publication number: DE60205472T2
Application number: DE60205472T
Authority: DE
Inventors: Richard Burlock; Craig Evans
Original assignee: ED Evans Holdings Pty Ltd; Yarra Valley Water Ltd
Current assignee: ED Evans Holdings Pty Ltd; Yarra Valley Water Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: AU2002235667B2; EP1379805B1; JP2004530083A; EP1379805A4; NZ528054A; DE60205472D1; WO2002073080A1; EP1379805A1; BR0208118A; CA2440828A1; ATE301800T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Instandhaltung von fluid- oder flüssigkeitsführenden Rohrleitungen und insbesondere eine Vorrichtung zum Isolieren eines Abschnittes einer Rohrleitung, um Wartungsarbeiten zu ermöglichen. In einem insbesondere bevorzugten Aspekt betrifft die Erfindung die Instandhaltung von Wasserrohrleitungen einschließlich von kommunalen Hauptwasserversorgungsleitungen.
Die wirtschaftliche Zuführung von Fluiden oder Flüssigkeiten über Rohrleitungen zu industriellen oder privaten Verbrauchern ist normalerweise an der Lieferung einer Ware beteiligt, auf die die Industrie oder die Haushalte angewiesen sind. Dementsprechend kann die Instandhaltung an solchen Rohrleitungen zu beachtlichen Unterbrechungen der Zuführung der fluiden oder flüssigen Ware führen und es ist sehr wünschenswert, solche Instandhaltungsarbeiten zu beschleunigen, um so die Unterbrechung des Betriebes und die Ausfallzeit der Rohrleitungsversorgungen zu minimieren. Ein besonderes Beispiel solcher Rohrleitungssysteme sind kommunale Wasserversorgungshauptleitungen, die Haushalte sowie die Leichtindustrie von Speicherbecken aus über Pumpen und ein Netz von erdverlegten Rohrleitungen mit Trinkwasser versorgen.
Die Rohrleitung ist normalerweise als verzweigendes Netz von Rohren ausgelegt, die in den Abmessungen abnehmen, endend mit den Straßenhauptwasserrohren mit einem Durchmesser von etwa 100 mm, die in den Vorortstraßen, an den Hausanschlüssen vorbei verlaufen und an die eine Vielzahl einzelner Haushalte angeschlossen sein können.
Auf Straßenebene werden die Hauptwasserrohre in regelmäßigen Abständen von zum Beispiel etwa einem Kilometer mit schließbaren Schiebern versehen, damit Abschnitte von Rohrleitung isoliert werden können, um diese warten zu können. Die Anzahl der bereitgestellten Schieber ermöglicht jedoch nur eine Isolierung eines relativ großen Bereiches, der zum Beispiel etwa 50 Haushalte betreffen kann. Dementsprechend kann in Situationen erforderlicher umfangreicher Wartungsarbeiten die Unterbrechung der Versorgung einer solchen großen Anzahl von Haushalten beachtlich sein und gesundheitsrelevante Probleme mit sich bringen.
Die Hauptwasserleitungen dienen vorrangig der Versorgung von Haushalten mit Wasser, sie dienen jedoch auch als Notwasserversorgung für Feuerlöschhydranten oder Feuerhähne, die häufig in regelmäßigen Abständen entlang der Straßenfront installiert sind und den Notzugang zu Hauptleitungsdruckwasser für die Feuerwehr ermöglichen. Feuerlöschhydranten sind normalerweise in regelmäßigen und kurzen Abständen entlang der Hauptwasserversorgungsleitungen so installiert, dass es eine Vielzahl von Feuerlöschhydranten-Zugangspunkten zwischen beliebigen zwei oder mehr Absperrschiebern in dem Hauptwassersystem gibt. Die Feuerlöschhydranten sind mit normalerweise horizontaler Versorgung von Rohrleitungen mit einer kurzen normalerweise vertikalen Steigleitung verbunden, die eine T-Verbindung mit der zugeführten Rohrleitung bildet. Diese Steigleitung wird danach üblicherweise mit einem geeigneten Verbindungsmittel, wie zum Beispiel einem Rohrabschnitt mit einem Außengewinde über einen Schieber oder eine andere Art von Steuerventil verbunden. Es wäre sehr wünschenswert, wenn die genannten Feuerlöschhydranten-Zugangspunkte verwendet werden könnten, um die Hauptwasserversorgung abzusperren, indem sie als provisorische Absperrschieber wirken. Dies wäre insbesondere vorteilhaft, da die Häufigkeit von Feuerlöschhydranten es erlauben würde, dass eine relativ kleine Anzahl von Haushalten von den Wartungsarbeiten an der Hauptwasserleitung betroffen wäre, wenn die genannten Hydranten-Zugangspunkte verwendet werden könnten, um einen Abschnitt der Hauptwasserleitung abzusperren. Leider ermöglichen die bislang verfügbaren Vorrichtungen keinen problemlosen Zugang zu und Einschluss von Fluid- oder Flüssigkeitsrohrleitungen bei einem gegebenen Durchmesser über einen Zugangspunkt oder eine Öffnung, der oder die in der Rohrleitung ausgebildet ist, die einen kleineren Durchmesser hat als der Durchmesser der einzuschließenden Rohrleitung. Weiterhin sind die verfügbaren Vorrichtungen entweder für Nutzung mit gasförmigen Fluiden eines begrenzten Druckes angepasst oder sie sind nicht wiederverwendbar oder nicht für Verwendung in Verbindung mit Hydranten-Zugangspunkten geeignet. Die Bereitstellung einer solchen Vorrichtung, die für den Einbau in Wasserhauptrohre gegen den normalen Wasserdruck angepasst ist, insbesondere wenn die genannten Vorrichtungen den Einbau durch eine Öffnung und den nachfolgenden Einschluss eines Rohres zweier oder mehr Größen größer als die Öffnung erlauben, wäre sehr vorteilhaft und könnte natürlich ermöglichen, dass Feuerlöschhydranten als Zugangspunkte für Hauptwasserleitungen genutzt werden.
US-A-4369813 beschreibt eine Rohrleitungs-Isoliervorrichtung, angepasst für eine Installation und ein Einschließen einer Druckflüssigkeits- oder Fluid-Zuführ-Rohrleitung, die einen im Wesentlichen festen und deformierbaren Schuh (boot), der so angepasst ist, dass er sich zwischen einem expandierten und einem nicht expandierten Zustand bewegen kann, und einen geformten Kolben umfasst, der so angepasst ist, dass er sich in den Schuh hinein und aus diesem heraus in einer Richtung senkrecht zu der Rohrleitung bewegen kann, wobei der Schuh einen hohlen Innenraum mit einer Verdrängungskontur aufweist, die so angepasst ist, dass sie den Kolben aufnehmen und mit diesem zusammenwirken kann, um zu bewirken, dass sich der Schuh zwischen dem expandierten Zustand, wenn der Kolben in den hohlen Innenraum des Schuhs eingesetzt wird, und dem nicht expandierten Zustand, wenn der Kolben aus dem Innenraum des Schuhs zurückgezogen wird, bewegt.
Die vorliegende Erfindung ist gegenüber dem Stand der Technik dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh mit einem Führungsstab oder mit mehreren Führungsstäben versehen ist, so angepasst, dass er axiale Bewegung des Kolbens in den Schuh hinein und aus diesem heraus führt und Ablenkung des Schuhs unter Druck minimiert.
Um zu gewährleisten, dass der Schuh aufgrund des Vorliegens des Hauptwasserdruckes in dem Rohrleitungssystem nicht unerwünscht verformt oder verzogen wird, ist der Schuh mit den Führungsstäben versehen, die vorzugsweise so angepasst sind, dass sie die Gesamtkonfiguration des Schuhs beibehalten, während der hohle Innenraum des Schuhs leer bleibt. Die Führungsstäbe werden ebenfalls so angepasst, dass sie die axiale Bewegung des Kolbens in einen äußeren Schuh hinein führen, wodurch sie helfen, die am meisten wünschenswerte Form und Konfiguration des Schuhs beizubehalten und kontrolliertes Zusammenwirken mit dem Kolben zu ermöglichen.
Die in dem Innenraum des Schuhs vorliegende Verdrängungskontur ist vorzugsweise so ausgelegt, dass sie bewirkt, dass die Außenkontur des Schuhs die Innenform des Zuführohres spiegelt, wenn sich der Schuh in seinem expandierten Zustand befindet.
Der Kolben kann in einer Hülse untergebracht sein, die so an dem Schuh befestigt sein kann, dass die Bewegung des Kolbens entlang der Hülse die Führung des Kolbens in den Schuh hinein und aus diesem heraus unterstützt. Der Kolben kann mit einem Betä tigungsstößel in Form eines Verlängerungsstabes versehen sein, um Fernbetätigung des Kolbens zu ermöglichen.
Die Hülse, in die der Kolben eingepasst ist, kann mit einem Verlängerungsstab versehen sein, um den Betätigungsstößel aufzunehmen und zu führen und um Fernsteuerung der Hülse zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung kann ebenso mit einer Tiefenerfassungseinrichtung in Form eines Sensors für Fernidentifizierung und Übertragung der Position der Vorrichtung während der Installation versehen sein.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt die Erfindung ein Installations- und Betätigungswerkzeug zur Verwendung mit der bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung bereit. Das Installations- und Betätigungswerkzeug umfasst eine Einspannvorrichtung, die so angepasst ist, um an der Flüssigkeits- oder Fluid-Zuführ-Rohrleitung insbesondere einen Feuerlöschhydranten-Auslass zu befestigen, wenn es sich bei der Flüssigkeits-Zuführrohrleitung um eine Hauptwasserversorgungsleitung handelt. Die Einspannvorrichtung kann eine erste und eine zweite Kupplungseinrichtung umfassen, wobei die erste Kupplungseinrichtung an der Einspannvorrichtung befestigt wird und so angepasst ist, um in die Hülse oder das Verlängerungsrohr der Vorrichtung einzugreifen. Eine zweite Kupplungseinrichtung wird bereitgestellt und ist so angepasst, dass sie in die Hülse oder in das Verlängerungsrohr der Vorrichtung eingreift, wobei die zweite Kupplungseinrichtung mit der Einspannvorrichtung verbunden ist und in einer axialen Richtung in Bezug auf die erste Kupplungseinrichtung beweglich ist, so dass alternierender Eingriff der jeweiligen Kupplungen und koordinierte, axiale Bewegung derselben den Einbau und das Herausziehen der Vorrichtung in die oder aus der Flüssigkeits- oder Fluid-Zuführ-Rohrleitung ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Werkzeug ist insbesondere für Verwendung an Hauptwasserrohrleitungen angepasst und kann an einem Hydranten oder einem Auslass befestigt werden, der mit der Hauptwasserrohrleitung verbunden ist. Das erfindungsgemäße Werkzeug kann ein gestrecktes Gehäuse umfassen, das angepasst ist zum Befestigen an der Flüssigkeits- oder Fluid-Zuführ-Rohrleitung und das am bevorzugtesten in der Form eines Gehäuses vorliegt, das an der Hydrantensteigleitung, die mit der Wasser hauptrohrleitung verbunden ist, befestigt werden kann, wobei das Gehäuse koaxial die Vorrichtung aufnimmt, die entlang des Gehäuses durch eine koordinierte Wirkung der ersten und der zweiten Kupplung bewegt werden kann.
Das erfindungsgemäße Werkzeug muss vorzugsweise eine Einrichtung zum Betätigen des Betätigungsstößels der Vorrichtung umfassen, um den Stopfen auszudehnen, wenn der Stopfen an einer geeigneten Stelle platziert worden ist, wie zum Beispiel an der Unterseite einer Abzweigmuffe einer Wasserhauptrohrleitung. Die Betätigungseinrichtung kann die Form einer Presse einnehmen, die angepasst ist, um den Kolben der Vorrichtung zu betätigen, indem der Kolben in den Schuh der Vorrichtung hinein und aus diesem heraus bewegt wird.
Die Presse kann ein Paar zusammenklappbarer Verlängerungsarme umfassen, die an einem ersten Ende in dem Bereich der zweiten Kupplung schwenkbar sind, und die Presse kann mit einer Drückeinrichtung an dem zweiten Ende davon versehen sein, so dass die Presse nach oben geschwenkt werden kann, um in das Oberteil des Betätigungsstößels der Vorrichtung einzugreifen, um den Stößel in die Vorrichtung hinein zu drücken oder um ihn aus der Vorrichtung herauszuziehen, um so den Kolben zu betätigen.
Die Presse wird am bevorzugtesten durch einen mit Gewindespindel betätigten Handgriff betätigt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben. Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
1 zeigt eine Seitenansicht der in einer Hauptwasserrohrleitung eingebauten Rohrleitungs-Isoliervorrichtung im Querschnitt.
2 zeigt eine Rohrleitungs-Isoliervorrichtung und wie diese betätigt wird, um eine Hauptwasserrohrleitung abzusperren oder einzuschließen.
3 zeigt eine Seitenansicht der Rohrleitungs-Isoliervorrichtung im Einbauzustand in einer Hauptwasserrohrleitung in dem nicht expandierten Zustand.
4 zeigt eine Seitenansicht der Rohrleitungs-Isoliervorrichtung in dem expandierten Zustand, um die Hauptwasserrohrleitung abzusperren.
5a zeigt eine Vorderansicht des oberen Teiles eines Installations- und Betätigungswerkzeuges für Verwendung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Teilquerschnitt.
5b zeigt eine Vorderansicht des unteren Teiles eines an die Hydrantensteigleitung der Hauptwasserrohrleitung angebauten Installations- und Betätigungswerkzeuges im Teilquerschnitt.
6 zeigt ein Kupplungsdetail des Installations- und Betätigungswerkzeuges im Grundriss.
7 zeigt eine Vorderansicht der Installations- und Betätigungs-Werkzeugpresse.

1: Schuh
2: Kolben
3: Hohlraum
4: Kolbenkörper
5: Kolbennase
6: Verdrängungskontur
19: Gehäuse
20: Flansch (Gehäuse)
21: erstes Ende (Gehäuse)
22: zweites Ende (Gehäuse)
23: erste Kupplungsplattform
24: starre Kupplung
7: Außenseite (Schuh)
8: Hauptwasserrohrleitung
9: Betätigungsstößel
10: Hülse
11: Schraubgewinde
12: Verlängerungsrohr
13: Abzweigmuffe
14: Hydrantengehäuse
15: Hydrantensteigleitung
16: Führungsstäbe
17: Öffnungen (Kolben)
18: Positionsgeber
37: Handgriff
38: „D"-Arm
39: Stößel
40: Nocken
41: Drehachse
25: zweite Kupplungsplattform
26: aktive Kupplung
27: Teleskoparme
28: Hydraulikkolben
29: Unterseite der Abzweigmuffe
30: Muffe
31: Verlängerungsarme
32: erstes Ende (Verlängerungsarme)
33: Drehachse
34: zweites Ende (Verlängerungsarme)
35: Presse
36: Schraube
42: Klemmring
43: Führungsstift
44: Zwischenschieber
45: Dichtung

Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Isoliervorrichtung, insbesondere angepasst für Verwendung an Hauptwasserrohrleitungsinstallationen. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung wird in den 1 bis 4 ausführlich dargestellt, die die Vorrichtung in ihrem expandierten und nicht expandierten Zustand eingebaut in eine Hauptwasserrohrleitung über einen Hydranten-Zugangspunkt zeigen.
Zunächst bezugnehmend auf 1 umfasst die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung einen im Wesentlichen festen und deformierbaren Schuh (boot) 1, der aus einem nachgiebigen und geeignet elastischen Material ausgebildet ist. Die Vorrichtung ist mit einem beweglichen Kolben 2 versehen, der angepasst ist, um sich in den inneren Hohlraum 3 des Schuhs hinein und aus diesem heraus zu bewegen. Der Kolben ist mit einem Körper von im Wesentlichen zylindrischer Form 4 und einem konischen Nasenbereich 5 versehen. Der innere Hohlraum 3 des Schuhs ist geformt und gestaltet, um den Kolben 2 so aufzunehmen, dass die Verdrängungskontur 6 des inneren Hohlraumes des Schuhs angepasst ist, um den Kolben aufzunehmen und mit diesem zusammenzuwirken, so dass, wenn der Kolben in den Hohlraum 3 des Schuhs 1 gedrückt wird, der Schuh verzogen wird und wie in 2 gezeigt in seinen expandierten Zustand bewegt wird, so dass die Außenseite 7 des Schuhs expandiert und sich heraus bewegt, um die Hauptwasserrohrleitung 8, in der sie positioniert worden ist, vollständig einzuschließen oder abzusperren.
Der Kolben wird durch einen Betätigungsstößel 9, der als Verlängerung des Kolbens dient und damit die Fernbetätigung der Vorrichtung von einer obererdigen Position der erdverlegten Hauptwasserrohrleitung ermöglicht, vor- und zurückbewegt. Der Kolben 2 ist mit einer äußeren Hülse 10 versehen, die über einen mit Schraubgewinde versehenen Bereich 11 mit dem Schuh 1 verbunden ist. Auf diese Weise funktioniert die Hülse 10 als Verlängerung des Schuhs 1, und die axiale Bewegung des Kolbens 2 in die Hülse 10 hinein und aus dieser heraus ermöglicht, dass der Kolben in den Schuh 1 eingeführt und aus diesem zurückgezogen wird. Die Hülse 10 ist mit einem Verlängerungsrohr 12 versehen, um die Fernbetätigung der Vorrichtung von einer obererdigen Position durch koordinierte Wirkung des Verlängerungsrohres 12 und des koaxial positionierten Betätigungsstößels 9 zu ermöglichen. Das Verlängerungsrohr und der Betätigungsstößel bewirken, dass sich die Vorrichtung wirksam über die Abzweigmuffe des Hauptrohrlei tungshydranten erstreckt, die sich bis in das Hydrantengehäuse 14, das normalerweise unmittelbar unter Geländehöhe positioniert ist, und die Hydrantensteigleitung 15, die normalerweise über Geländehöhe positioniert ist, erstreckt.
Die Betätigung der erfindungsgemäßen Rohrleitungs-Isoliervorrichtung wird insbesondere in den 3 und 4 veranschaulicht. Zunächst bezugnehmend auf 3, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem nicht expandierten Zustand ausreichend kompakt, um Einführen durch die Hydrantensteigleitung, das Hydrantengehäuse und die Abzweigmuffe eines Hauptwasserrohrleitungssystems zu ermöglichen, wobei die nicht expandierte äußere Kontur 7 und die Abmessungen des Schuhs 1 ein problemloses Einführen nach unten bis zu der Unterseite 29 der Abzweigmuffe 13 ermöglichen.
Um sicherzustellen, dass der Schuh der Vorrichtung nicht verzogen wird, wenn er während des Einbaus dem Hauptwasserdruck ausgesetzt wird, insbesondere wenn der Schuh in der Hydrantensteigleitung nach unten eingeführt wird und sich der Hauptwasserrohrleitung nähert, wo er besonderer Turbulenz und seitlicher Wasserdruckbewegung entlang der Hauptwasserrohrleitung ausgesetzt ist, ist der nachgiebige Schuh 1 mit Doppelführungsstäben 16 versehen, die innen in der Schuhstruktur ausgebildet sind und die geeignete Starrheit für den Schuh bereitstellen, um jeder Ablenkung durch den Wasserdruck, der in der Umgebung der Hauptwasserrohrleitung vorliegt, zu widerstehen. Die Führungsstäbe 16 sind angepasst, um mit gestreckten Öffnungen 17, die in dem Kolben ausgebildet sind, zusammenzuwirken, so dass sich der Kolben unter der Führung und Richtung der starren Führungsstäbe 16 in den inneren Hohlraum 3 des Schuhs 1 hinein und aus diesem heraus bewegen kann. Die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung ist mit einer Positionserfassungseinrichtung 18 in Form eines Sensors versehen, der an dem unteren Ende oder in der Nähe des unteren Endes des Schuhs 1 so angeordnet ist, dass die Fernpositionierung der Rohrleitungs-Isoliervorrichtung vollständig durch Fernbetätigung kontrolliert werden kann und dass die Positionierung des Schuhs sorgfältig kontrolliert werden kann, so dass, wenn der Schuh an die Unterseite 29 der Abzweigmuffe 13 angrenzt, er in enganliegenden Eingriff mit der Unterseite derselben gebracht und in dieser Position arretiert werden kann. Nach erfolgter Verriegelung in dieser Position kann der Kolben in den Hohlraum des Schuhs 1 hinein bewegt werden, wobei bewirkt wird, dass sich der Hohlraum ausdehnt und sowohl den Bereich der Hauptwasserrohrleitung 8 als auch die Abzweigmuffe 13 der Hydrantenumgebung vollständig ein schließt, so dass beide Seiten der Hauptrohrleitung und des Hydrantenbereiches des Rohres vollständig isoliert werden.
Unter Bezugnahme auf 4 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrem expandierten Zustand gezeigt, wobei der Schuh 1, nachdem er an der Unterseite 29 der Abzweigmuffe in geeigneter Weise positioniert ist, den Kolben durch Verschieben des Betätigungsstößels 9 nach unten in dem Verlängerungsrohr 12 betätigen kann, so dass der Kolben 2 in den inneren Hohlraum 3 des Schuhs 1 eingeführt wird. Das Einführen des Kolbens in den Schuh 1 bewirkt, dass sich die Außenkontur des Schuhs ausdehnt, um sowohl die Hauptwasserrohrleitung 8 als auch die Abzweigmuffe 13 abzusperren.
Um die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung wirksam installieren und betätigen zu können, wird ein Installations- und Betätigungswerkzeug für die Vorrichtung wie bereits beschrieben in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
Zunächst bezugnehmend auf die 5a und 5b werden das Unterteil und das Oberteil des Installations- und Betätigungswerkzeuges in Einbaulage an der Hydrantensteigleitung 15, die mit der Hauptwasserrohrleitung 8 verbunden ist, gezeigt.
Einer der wichtigsten Vorteile der erfindungsgemäßen Rohrleitungs-Isoliervorrichtung ist die Fähigkeit der Erfindung, in geeignet angeordnete Hydrantenstandorte entlang der Länge einer Hauptwasserrohrleitung installiert zu werden. Um jedoch die Eignung solcher Zugangspunkte zu maximieren, ist es sehr wünschenswert, dass die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung in solche Hydrantenstandorte eingebaut werden kann, ohne dass die Hauptwasserversorgung zu dem jeweiligen Hydranten abgeschaltet werden muss. Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung angepasst für den Einbau durch ein Hydrantensystem gegen den Rückdruck des Hauptleitungswassers in dem betreffenden System, und das konkrete Installations- und Betätigungswerkzeug, das einen weiteren Aspekt der Erfindung bildet, ist besonders angepasst, um diese Aufgabe zu unterstützen.
Unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 5a und 5b nimmt das Werkzeug die Form einer Einspannvorrichtungsanordnung ein, die ein gestrecktes Gehäuse 19 auf weist, das in einem Flansch 20 endet, insbesondere angepasst zur Passung mit dem freiliegenden Flansch der Hydrantensteigleitung 15. Der Flansch 20 ist an einem ersten Ende 21 des Gehäuses 19 positioniert. Das zweite Ende 22 des Gehäuses 19 ist mit einer ersten Kupplungsplattform 23 versehen, die der Befestigung einer starren Kupplung 24 dient, die angepasst ist, um in die Hülse 10 oder in das Verlängerungsrohr 12 einer erfindungsgemäßen Rohrleitungs-Isoliervorrichtung, die an das Werkzeug angebaut worden ist, einzugreifen oder aus dieser oder diesem auszurücken. Auf diese Weise ist die starre Kupplung 24 in der Lage, die axiale Bewegung des Verlängerungsrohres, der Hülse und letztendlich des Endschuhs 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzuhalten.
Um die vertikale Bewegung der Vorrichtung am Hydranten nach oben und unten zu kontrollieren, ist das Werkzeug mit einer zweiten Kupplungsplattform 25 versehen, an die eine aktive Kupplung 26 angebaut ist. Die aktive Kupplung 26 ist angepasst, um in das Verlängerungsrohr 12 oder in die Hülse 10 analog zu dem Modus der starren Kupplung 24 weiter oben in der Länge des Rohres oder der Hülse einzugreifen oder aus diesen auszurücken. Um Bewegung der Vorrichtung entlang der Länge des Hydranten in Bezug auf den Hydranten zu ermöglichen, ist die zweite Kupplungsplattform 25 in axialer Richtung in Bezug auf die erste Kupplungsplattform 23 beweglich und durch Teleskoparme 27 damit verbunden. Die Teleskoparme werden durch Hydraulikkolben betätigt, die an den ersten Hydraulikkolben 28 angebaut sind, der an die erste Kupplungsplattform 23 angebaut ist. Auf diese Weise ermöglichen die koordinierte und abwechselnde Betätigung der starren und der aktiven Kupplung und die axiale Bewegung der Teleskoparme, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung stufenweise an dem Hydrantengehäuse nach unten zugeführt wird, bis der Schuh 1 enganliegend um die Unterseite 29 der Abzweigmuffe 13 der Hauptrohrleitung sitzt.
Nachdem die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung in geeigneter Weise durch einen Hydranten in das Hauptrohrleitungssystem eingebaut worden ist, muss der Kolben 2 nach unten in den Hohlraum des Schuhs gezogen werden, um zu bewirken, dass sich der Schuh von seinem nicht expandierten Zustand zu seinem expandierten Zustand bewegt und dadurch die Hauptrohrleitung einschließt oder absperrt.
Bezugnehmend auf 6 werden Einzelheiten der Betätigung der ersten und der zweiten Kupplung durch den in der Draufsicht in dieser Figur veranschaulichten Mechanismus gezeigt. Die aktive Kupplung und die starre Kupplung arbeiten mit identischen Mechanismen, und die Beschreibung wird sich nur auf die starre Kupplung beziehen. Die Kupplung umfasst eine Kupplungsplattform 23, die an dem zweiten Ende 22 des Gehäuses 19 (nicht gezeigt) befestigt ist. Die Kupplungsplattform bildet daher einen Bezugspunkt mit dem Gehäuse und ist mit einem Greiferarm „D" 38 versehen. Der Arm ist mit einem Hydraulikkolben 39 versehen, der einen Nocken 40 betätigt, der an 41 drehpunktgelagert ist. Die Kupplungsplattform ist weiterhin mit einem nachgiebigen Klemmring 42 versehen, der die Hülse oder das Verlängerungsrohr 12 umgibt, und die selektive Betätigung des Nockens 40 bewirkt, so dass der Klemmring sich um das Verlängerungsrohr 12 legt und dieses klemmt und dadurch die axiale Bewegung des Verlängerungsrohres in Bezug auf die Kupplungsplattform arretiert, oder alternativ dazu bewirkt die Umkehrbewegung des Nockens 40 das Öffnen des Klemmringes und das Ausrücken der Kupplung.
Die Betätigung des Kolbens wird durch eine in 7 veranschaulichte Drückeinrichtung erzielt. Die Drückeinrichtung ist über eine Schulter 30, die mit doppelten Verlängerungsarmen 31, drehpunktgelagert an einem ersten Ende 32 durch Drehpunkte 33, mit der zweiten Kupplungsplattform 25 verbunden ist. Das zweite Ende 34 der Verlängerungsarme ist mit einem Drückkopf 35 und einer Gewindespindel 36 mit einem daran befestigten drehbaren Handgriff 37 versehen. Die Drückeinrichtung ist angepasst, um an dem Werkzeug befestigt zu werden, und wird in Betrieb nach oben geschwenkt, nachdem die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung durch das Werkzeug auf geeignete Weise angeordnet ist. Die Drückeinrichtung wird um die Drehpunkte 33 gedreht und nach oben gezogen, so dass der Handgriff 37 mit dem freiliegenden Ende des Betätigungsstößels 9 ausgerichtet ist. Nachdem die Presse positioniert und mit dem Stößel verbunden ist, wird Drehung eines Handgriffes 37 bewirken, dass sich der Betätigungsstößel in die Hülse oder das Verlängerungsrohr 12 hinein oder aus dieser oder diesem heraus bewegt, wodurch der Kolben 2 (nicht gezeigt) in den Hohlraum des Schuhs 1 hinein oder aus diesem heraus bewegt wird, wodurch sich der Schuh 1 zwischen dem expandierten und dem nicht expandierten Zustand bewegt.
In Gebrauch wird die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung dort verwendet, wo ein kurzes Stück einer Hauptwasserrohrleitung oder eines ähnlichen Versorgungssystems für Wartungs- oder Überholungsarbeiten isoliert werden muss. Im Fall von Hauptwasserrohrleitungen wird der betreffende Abschnitt der benannten Rohrleitung über Hydranten-Zugangspunkte zu beiden Seiten des Abschnittes abgesperrt. Die Hydranten werden benannt und im Fall von mit automatischen Absperrventilen ausgerüsteten Hydranten werden die Hydranten entfernt und ein geeignetes Absperrwerkzeug wird an den freiliegenden Hydrantensteigleitungen installiert, um das Absperren des Hauptwasserdruckes zu ermöglichen, nachdem die Hydrantenventile entfernt worden sind. Der Ausbau der Hydrantenventile wird in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung 199893225 beschrieben, die als Australisches Patent 751 891 veröffentlicht worden ist. Vorwiegend unter Bezugnahme auf die 5a und 5b kann, nachdem das Hydrantenventil ausgebaut worden ist, der Hilfs- oder Zwischenschieber 44 abgesperrt werden, um den Hauptwasserdruck zu halten, und das erfindungsgemäße Installations- und Betätigungswerkzeug wird wie in 5b gezeigt an den Zwischenschieber 44 angebaut. Nachdem das Installations- und Betätigungswerkzeug durch Verschrauben des Gegenflansches 20 an die Hydrantensteigleitung über den Zwischenschieber angebaut ist, wird die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung über die Klemmringe der aktiven und der starren Kupplung nach unten über die obere Dichtung 45 in das gestreckte Gehäuse 19 zugeführt. Nachdem die erfindungsgemäße Rohrleitungs-Isoliervorrichtung die Länge des Gehäuses nach unten passiert hat bis hin zu dem Bereich des Zwischenschiebers 44, kann der Zwischenschieber geöffnet werden, wobei das Innere des Gehäuses 19 dem Hauptwasserdruck ausgesetzt wird, der entlang der Länge des Hydranten und der Hauptwasserrohrleitung 8 vorliegt. Die Dichtung 45 verhindert Austreten von Wasser aus dem Gehäuse und an dieser Stelle muss jedes weitere Einführen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen den Hauptwasserdruck in dem Gehäuse 19 und dem Hydrantengehäuse erfolgen. Um das Einführen der Vorrichtung fortzuführen und um zu verhindern, dass die bis dahin installierte Vorrichtung aus dem Werkzeug zurückgedrückt wird, wird in die starre Kupplung 24 eingegriffen, um sicherzustellen, dass das Verlängerungsrohr 12 gegen jegliche axiale Bewegung aus dem Gehäuse 19 heraus verriegelt wird. Der nächste Schritt beinhaltet Einrücken der aktiven Kupplung 26, die durch Ausfahren der Teleskoparme 27 an eine entfernte Position bewegt worden ist. Nachdem die aktive Kupplung an einer Position weiter oben an dem Verlängerungsrohr 12 eingegriffen hat, kann die starre Kupplung 24 ausgerückt werden, und das Einfahren der Teleskoparme 27 bewirkt dabei stufenweises Einführen des Verlängerungsrohres und der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach unten durch die Länge des Gehäuses 19. Das Einführen der Vorrichtung wird normalerweise mehrere Schritte erfordern, da die Reichweite der Teleskoparme begrenzt sein wird. Nachdem die Teleskoparme vollständig eingefahren sind, wird die starre Kupplung 24 wieder eingerückt, wonach die aktive Kupplung ausgerückt werden kann, wobei sichergestellt wird, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung sich nicht gegen den Hauptwasserdruck zurück bewegt. Die Teleskoparme können danach zurück und heraus bewegt werden, wobei die Kupplungsplattform 25 angehoben wird und die aktive Kupplung 26 in eine neue Position weiter oben in der Länge des Verlängerungsrohres 12 bewegt wird. Nun greift die aktive Kupplung erneut in die nächste Position an dem Verlängerungsrohr 12 ein, und mit der Freigabe der starren Kupplung und dem Einfahren der Teleskoparme bewegen sich das Verlängerungsrohr 12 und die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter nach unten in dem Hydrantengehäuse. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird schrittweise bewegt wie oben beschrieben, bis der Schuh 1 die Unterseite der Abzweigmuffe 29 erreicht. An diesem Punkt übermittelt die Positionserfassungseinrichtung bzw. der Sensor 18 die Position des Schuhs an den Bediener, und weiteres Einführen der Vorrichtung wird unterbrochen. An diesem Punkt, wenn der Schuh fest an der Unterseite der Abzweigmuffe anliegt, kann die Position der Vorrichtung fixiert werden, und die Betätigung des Kolbens kann beginnen. Der Kolben wird über den Betätigungsstößel 9, der über das obere Ede des Verlängerungsrohres 12 hinaus vorspringt, um die Länge der Vorrichtung nach unten bewegt. Der Betätigungsstößel ist wie weiter oben beschrieben über die Drückeinrichtung zugänglich, die wie in 7 veranschaulicht an der aktiven Kupplung angebaut ist. Nunmehr kann der Handgriff 37 nach unten gedreht werden, um den Kolben 2 stufenweise in den Hohlraum 3 des Schuhs 1 zu ziehen, wodurch bewirkt wird, dass sich der Schuh von seinem nicht expandierten Zustand zu seinem expandierten Zustand bewegt und dabei die Hauptwasserrohrleitung 8 und den Hydrantenbereich des Rohres einschließt. Diese Wirkung dient dem Einschließen oder Absperren der Hauptrohrleitung mit minimaler Unterberechung und innerhalb kürzester Zeit. Die Wirkung der verschiedenen Hydraulikkolben und die Bewegungen der Kupplungen können koordiniert und rechnergesteuert werden, um Bedienfehler zu minimieren, und die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung kann mit den notwendigen Hydraulikschläuchen und Fittings versehen werden, um wirkungsvollste Betätigung auch mit minimalen Betriebsfähigkeiten zu erzielen.
In Gebrauch kann die Erfindung in praktisch allen Situationen eingesetzt werden, in denen fluid- oder flüssigkeitsführende Rohrleitungen abgesperrt oder isoliert werden müssen, insbesondere wenn eine Öffnung zur Verfügung steht, die kleiner ist als der Durchmesser des Hauptrohrleitung. Bei Wartungsarbeiten wird der Bereich, an dem Wartungsarbeiten an Hauptwasserrohrleitungen durchzuführen sind, benannt, und mit Hydranten versehene Abschnitte auf beiden Seiten werden abgesperrt, und die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung wird in dem Hydranten abwärts installiert.
Die Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf, insbesondere unter anderem die Fähigkeit schnellen Zuganges zu der Rohrleitung über eine darin zur Verfügung stehende oder ausgebildete Öffnung, die eine Größe oder mehrere Größen kleiner ist als der Durchmesser der Rohrleitung, an der die Wartungsarbeiten durchzuführen sind. Dieses Merkmal allein bewirkt eine große Verbesserung der Wirksamkeit der Wartungsarbeiten, und, was am wichtigsten ist, es bewirkt, dass die Erfindung in Situationen genutzt werden kann, in denen fertige Zugangspunkte zur Verfügung stehen, wie zum Beispiel Zugang zu Hauptwasserrohrleitungssystemen über Hydranten. Die Erfindung stellt ebenso eine Einrichtung zum Absperren von Rohrleitungen beliebiger Größe bereit, wobei eine Öffnung in der betreffenden Rohrleitung begrenzt ist. Bei Anwendungen, bei denen mehr als zwei Dimensionierungen gequert werden müssen, kann die Erfindung Varianten bereitstellen. Zum Beispiel umfassen die Verlängerungsarme mehrere zusätzliche Elemente, wobei die Arme aus einer Reihe von abgestimmten Einheiten bestehen können, die eine große Erweiterung über zahlreiche hinweg Größen ermöglichen.

Claims

Rohrleitungs-Isoliervorrichtung, angepasst für eine Installation und ein Einschließen in einer Druckflüssigkeit- oder Fluid-Zuführ-Rohrleitung (8), die einen im Wesentlichen festen und deformierbaren Schuh (boot) (1), der so angepasst ist, um sich zwischen einem expandierten und einem nicht-expandierten Zustand zu bewegen, und einen geformten Kolben (2), angepasst so, um sich in den Schuh (1) hinein und aus diesem heraus in einer Richtung senkrecht zu der Achse der Rohrleitung (8) zu bewegen, aufweist, wobei der Schuh (1) einen hohlen Innenraum mit einer Verdrängungskontur (6) besitzt, angepasst so, um den Kolben (2) aufzunehmen und um mit diesem so zusammenzuwirken, dass sich der Schuh (1) zwischen dem expandierten Zustand, wenn der Kolben (2) in den hohlen Innenraum des Schuhs (1) eingesetzt ist, und dem nicht-expandierten Zustand, wenn der Kolben (2) von dem Innenraum des Schuhs (1) zurückgezogen ist, zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schuh (1) mit einem Führungsstab (16) oder einer Mehrzahl von Führungsstäben (16), angepasst so, um die axiale Bewegung des Kolbens (2) in den Schuh (1) hinein und aus diesem herauszuführen, und um irgendeine Ablenkung des Schuhs (1) unter dem Druck zu minimieren, versehen ist.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verdrängungskontur (6) des Innenraums des Schuhs (1) so aufgebaut ist, um zu bewirken, dass die Außenkontur des Schuhs im Wesentlichen spiegelbildlich zu der Innenform der Zuführ-Rohrleitung (8) in dem expandierten Zustand ist.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kolben (2) in einer Hülse (10), eingepasst befestigt in dem Schuh (1), aufgenommen ist, so dass die Bewegung des Kolbens entlang der Hülse den Kolben in den Schuh hinein und aus diesem herausführt.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kolben (2) einen Betätigungsstößel (9), befestigt daran für eine Fernbetätigung des Kolbens, besitzt.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Hülse (10) mit einem Verlängerungsrohr (12) zum Aufnehmen und Führen des Betätigungsstößels (9) versehen ist.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend eine Tiefenerfassungseinrichtung (18) für eine Fernidentifizierung der Position der Vorrichtung innerhalb der Rohrleitung.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, die weiterhin ein Werkzeug zum Installieren und Betätigen der Vorrichtung aufweist, wobei das Werkzeug eine Einspannvorrichtung ist, angepasst so, um die Flüssigkeits- oder Fluidzuführ-Rohrleitung (8) zu befestigen, wobei die Einspannvorrichtung eine erste und eine zweite Kupplungseinrichtung umfasst, wobei die erste Kupplungseinrichtung (24) an der Einspannvorrichtung befestigt wird und so angepasst ist, um in die Hülse (10) oder das Verlängerungsrohr (12) der Vorrichtung einzugreifen, und wobei eine zweite Kupplungseinrichtung (26) so angepasst ist, um in die Hülse oder das Verlängerungsrohr der Vorrichtung einzugreifen, wobei die zweite Kupplung an der Einspannvorrichtung befestigt ist und in einer axialen Richtung relativ zu der ersten Kupplungseinrichtung so bewegbar ist, dass der alternierende Eingriff der jeweiligen Kupplungen und eine koordinierte, axiale Bewegung davon für die Installation in die oder zum Herausziehen der Vorrichtung aus der Flüssigkeits- oder Fluidzuführ-Rohrleitung dient.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 7, angepasst zum Befestigen mit einem Hydranten (15) eines Feuerhydranten oder einem Schmelzstopfen, zugeordnet zu einer Hauptwasserversorgungsleitung (8), wobei der alternierende Eingriff der jeweiligen Kupplungen und eine koordinierte, axiale Bewegung davon für die Installation oder zum Abziehen der Vorrichtung über den oder von dem Hydranten gegen den Hauptwasserdruck in dem Hydranten führt.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 8, umfassend ein langgestrecktes Gehäuse (19), angepasst zum Befestigen an dem Hydranten (15), wobei das Gehäuse (19) koaxial die Vorrichtung aufnimmt, die entlang des Gehäuses (19) durch eine koordinierte Wirkung der ersten und der zweiten Kupplung (24, 26) bewegt werden kann.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, die weiterhin eine Einrichtung zum Betätigen eines Betätigungsstößels (9) der Vorrichtung so, um den Schuh (1) an einer geeigneten Position zu expandieren, umfasst.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Aktivierungseinrichtung eine Presse (35), angepasst so, um den Kolben (2) der Vorrichtung zu aktivieren, indem der Kolben in den Schuh (1) der Vorrichtung hinein und/oder aus diesem heraus bewegt wird.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Presse (35) ein Paar von sich faltenden Verlängerungsarmen (31), schwenkbar an einem ersten Ende (32) an dem Bereich der zweiten Kupplung (26) angeordnet, und versehen mit einer Drückeinrichtung an dem zweiten Ende (34) davon, umfasst, so dass die Presse nach oben geschwenkt werden kann, um in die Oberseite des Betätigungsstößels (9) der Vorrichtung so einzugreifen, um den Stößel in die Vorrichtung hinein oder aus dieser herauszuziehen, um den Kolben (2) zu betätigen.
Rohrleitungs-Isoliervorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Drückeinrichtung ein mit Gewindespindel betätigter Handgriff (37) ist.
Verfahren zum Installieren der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 unter Verwendung des Werkzeugs der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13.