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Rohrkupplung Die Erfindung bezieht sich auf Rohrkupplungen zum schnellen
Verbinden von schweren Rohren oder Schläuchen, die an ihren Enden mit gewöhnlichen
flachen Metallflanschen versehen sind, wobei die Flansche glatte Auß,enflächen haben,
die im ge-kuppelten Zustand aneinanderlitgen.
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Durch die neuzeitliche Anwendung der Bewässerung und !die ausgedehnte
Verwendung flüssig-er Brennstoffe in den letzten Jahren istdie Verwendung von Rohren
erheblich gesteigert worden, und es sind infolgedessen neue Probleme bezüglich der
Verfahren und der Vorrichtungen aufgetreten, die zum Verbinden von Rohren angewandt
werden. Beim Transport von Öl, Benzin und anderen flüssigen Brennstoffen
sind diese Probleme besonders akut. Der größte Teil des Transportes von Brennstoffen
wird mittels Tankschiff-en durchgeführt, die jedesmal vor Beginn einer Fahrt mit
Brennstoff beladen und am Ende der Fahrt gelöscht werden müssen. Bei beiden Vorgängen
ist es erforderlich, ein Rohr oder einen biegsamen Schlauch vom Schiff mit einer
Landstation oder mit einem anderen Schiff zu verbinden.
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Die übliche Vorrichtung zum Verbinden dieser Zuleitungsschläuche besteht
aus einer Flanschkupplung, bei der die Flansche mit Schraubenlöchern versehen sind.
Der Schlauch oder das bieggs-a-nie Rohr, das gewöhnlicheinen großen Durchmesser
aufweist, wird an einen feststehenden Stutzen herangeführt und mittels ein#es Krans,
von Hand oder mitttels einer anderen geeigneten Vorrichtung in die richtige: Lage
gebracht. Wenn die Schraubenlöcher in den Flanschen miteinander fluchten, werden
schnell Schrauben durchgesteckt, um diebeiden Flansche miteinandeT zu verbinden.
Gewöhnlich wird ein Dichtungsring vorgesehen, um die Verbindung abzudichten. Wenn
man bedenkt, daß diese Kupplungen zum Verbinden von Rohren dienen, deren Durchmesser
zwischen 200 und 400 mm schwankt und die gewöhnlich aus Metall bestehen, kann man
sich die Schwierigkeit vorstellen, diese schweren Teile so auszurichten, daß acht
oder zwölf Schraubenlöcher von 20 mm Durchmesser miteinander fluchten. Nachdem die
Löcher ausgerichtet und die Schrauben eingesetzt sind, wird auf jede Schraube die
Mutter aufgesetzt und angezogen. Die Kupplung muß dicht sein., besonders da Brennstoffe
gewöhnlich unter einem Druck von 9 atü durchgepumpt werden. Das Lösen der
bekannten Rohrkupplungen erfordert fast die gleiche Zeit wiedas Kuppeln, da bis
zu zwölf Muttern von zwölf Schrauben entfernt und die Schrauben herausgezogen werden
müssen und dann der bewegliche Teil von dem feststehenden Teil vorsichtig entfernt
werden nruß. Deshalb kann das Lösen der Kupplung bis zu 30 Minuten dauern,
und im Falle eines Brandes in einer oder der anderen Anlagge können 30 Minuten
eine Katastrophe -bedeuten.
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Zum einfachen Verbinden und Lösen zweier Teile ist bereits eine Kupplung
vorgeschlagen worden, die aus ein-er mit Keilflächen versehenen, drehbaren Scheibe
besteht, die mit am Gegenstück befestigten Halteklauen zusammenwirkt. Diese Ausführung,
hat ,den Nachteil, daß an beiden miteinander zu vetbindenden Teilen eine Hälfte
der Kupplung angeordnet ist, so daßeine Verbindung nur möglich ist, wenn bestimmte
Enden der Teile einander gegenüberliegen. Außerdem ist eine Kupplungsscheibe für
eine Rohrverbindung, vollständig ungeeignet.
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Zum Zusammenkuppeln von Rohrflanschen ist es aber bekannt, als Ersatz
für die Schrauben und Muttern einen Bolzen vorzusehen, der gegen eine miteiner Kurvenfläche
verseheneBüchsegeklemmtwerden kann. Dieser Bolzen muß aber wie Beine Schraubeerst
indie Löcher der Flansche eingesteckt werden. Das bedeutet, daß (die Löcher miteinander
fluchten, also #die Flan,sche gegeneinander ausgerichtet werden müssen, was sehr
umständlich und zeitraubend ist.
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Zweck,der Erfindung ist daher die Erstellung einer neuen und verbesserten
Kupplung für Rohre od. dgl., wobei die neue Kupplung an jedem gewöhnlichen 23 Rohrteil
angeordnet werden kann.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Erstellung ;einer
Rohrkupplung, die sich schnell und sicher befestigen und lösen läßt und die es gestattet,
feststehende und bewegliche Rohrteile schnell miteinan#der zu verbinden und wieder
voneinander zu lös211, wobei die Kupplung nur an einem der beiden Rohrenden
vorgesehen
ist, während (das andere Rohrende eine normale Ausführung aufweist.
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Deshalb wird gemäß der Erfindung, vorgeschlagen, eine Anzahl von Klammerhaltern
am äußerienUmfang des Kupplungsflanselies mit etwa gleichem Abstand voneinander
anzuordnen. Dabei soll jeder Klammerhalter einen sich im wesentlichen parallel zur
Rohrachse erstreckenden Drehzapfen b-zw. eine Schraube aufweisen, auf dein ein Kurvenstück
drehbar so gela,-gert ist, daß es teilweise noch über den Kupplungsflansch ragt
und eeine Kurvenfläche der Außenfläche des Kupplungsflansches zugewandt ist. Jedes
Kurvenstück ist so ausgebildet, Jaß,derAbstand zwischen ider Kurvenfläche -und dem
Kupplungsflansch beim Drehen zwischen einem Betrag, ider größer als die Dicke des
normalen anzukluppelndenGegenflansches ist, und einem Betrag, der kleiner als die
Dicke irgendeines normalen Flansches ist, schwankt. Hierdurch ist mit einfachen
Mitteln eine eehr wirkungsvolle Verbindung zwischen zwei Rohrenden mit Flanschen
gleich#en Durchmessers, jedoch unterschiedlicher Dicke möglich. EinAusrichtender
Rohrenden gegeneinander ist praktisch überflüssig.
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Bei ider praktischen Ausführung ist in einem der einander -gegenüberliegenden
Flansche eine ringförmige Nut"vorgesehen, in der ein Dichtungsring aus verformbarein
Werkstoff angeordnet ist, der über die Außenfläche des Flansches hinausragt und
mit dem Gegenflansch dichtend zusammenwirkt, wenn die Rohre aneinandergekuppelt
sind. Die Drehzapfen je-
des Kurvenstückes stehen in einem gewissen Winkel
zur Rohrachse, und idie Kurvenflächen lieg-en et-,va parallel zur Außenseite des
Kupplungsflansches, wodurch man eine größtmögliche Auflagefläche der Kurvenstücke
am Gegenflansch erhält.
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Am Kupplungsflansch sind zwei einander gegenüberliegende Kurvenstücke
vorgesehen, und an ;der unteren Außenkante des Kupplungsflansches ist zwischen den
Kurvenstücken ein segmentförmiger, winkelföriniger Halter so angeordnet, daß zwischen
diesein und der Außenfläche des Kupplungsflansches eine Rille zur ungehinderten
Aufnahme (des Gegenflansches entsteht. Dieser Haltet ist erforderlich, um -die miteinander
zu verbindenden Flansche leicht aneinanderzupassen.
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Ebenso ist es möglich, drei Kurvenstücke etwa im gleichen Abstand
voneinander am äußeren Umfang des Kupplungsflansches anzuordnen. In diesem Fall
ist ein zusätzlicher Halter überflüssig. Natürlich kann man auch vier und mehrKurvenstücke
am Kupplungsflansch vorsehen.
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Bei der vorgeschlagenen Kupplung kann ein gewöhnlicher Rührflansch
mit einem Kupplungsflansch verbunden werden. Stoßen jedoch einmal zwei Kupplungsflansche.
gegeneinander, so ist eine Verbindung ebenso möglich.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer Rohrhupplung gemäß
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf den
Kupplungsflansch, F ig, » 2 eine Seitenansicht der gesamten Rehrktipplung
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 in Fig. 1,
Fig. 4 einen
Schnitt nach Linie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine abgewandelte
Ausführun#g des Kupplungsflansches und Fig. 6 eine Seitenansicht der gesamten
abgewandelten Rolirkupplung nach Fig. 4.
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In Fig. 1 und 2 ist ein normales Rohr 11 von großem
Durchmesserd argestellt, das mit -einem normalen Staihlflansch 13 -versehen
ist, -der an -einem Ende auf das Rohr geschraubt ist. Der Flansch 13 weist
eine Mehrzahl von Schraubenlöchern 15 auf, die in annähernd gleichen Abständen
auf seiner Fläche verteilt sind, Am äußeren Umfang des Flansches 13 sind
in Winkelahständen von annähernd 120' drei Klammerhalter 17, 19 und 21 befestigt.
Diese Klammerhalter können in jeder geeigneten Weise mit dem FlanGch 13
verbunden
sein, jedoch ist das Anschweißen vorzuziehen. Wahlweise können der Flansch und die
Klammerhalter auch aus einem Stück bestehen, und in diesem Fall werden idie Schraubenlöcher
15 weggelassen, da sie nicht gebraucht werden und nur zu dem Zwecke dargestellt
(sind, um anzudeuten, daß die Klammerhafter an einem normalen Flansch befestigt
werden können.
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Die Klammerhalter, beispielsweise der in Fig. 3 und 4 dargestellte
Klammerhalter 21, sind jeweils mit einem Gewindeloffi zur Aufnahme einer Schraube23
vorgesehen, jedoch können die Schrauben auch auf eine anderebekannte Art gehalten,sßin.
Ein Kurvenstück 31 ist soangeordnet, daß esmittelseines Einsteckstabes
29 um die Schraube 23 gedreht werden kann, wobei der Einsteckstaib
in eine Öffnung 35 ides Kurvenstückes 31 eingesetzt wird. Der untere
Teil des Kurvenstückes 31 ist mit einer schrägen Fläche 33 versehen,
:die sich Kauf die obere Seite des Gegenflansches 41 aufsetzt. Der Gegenflansch
41 ist an einem Rohr 43 befestigt, an das- das Rohr 11 gekuppelt werden soll.
Wie #ajus Fig. 1 --und 3 -zu ers-ehen, iist,der Flansch
13 mit einem erhöhten Ringteil 39 und einer ringförinigen Nut
37 versehen, indie ein Dirjhtungsring aus Gummi oder einem anderen geeigneten
Werkstoff eingelassen ist. Dieser Ring wirkt hauptsächlich als Druckdichtungund
kann jeden geeigneten Quersch#nitt aufweisen, jedoch haben sich die erhältlichen
Dichtungsringe. (0-Ringe) als sehr gut geeignet erwiesen. Der O-Ring soll in unbela;stetein
Zustand etwas über ,die erhöhte Kante 39 hinausragen.
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Aus dem Schnitt in Fig. 3 sind die Einzelheiten eines Teils
der beiden Flansche 13 und 41 sowie eines Ik-,upplungsteils, der idie beiden
Flansche zusammendrückt, besser zu erkennen. Die Schraube 23 ist mit einem
Kopf 40 versehen, der auf der oberen Fläche ,des Kurvenstückes 31 aufliegt,
um dieses Kurvenstück in enger Berührung mit der oberen Fläche des Flansches 41
zu halten. Das untere Ende der Schraube 23 ist in den Klamnierhalter 21 -eingeschraubt.
Ein Schmiernippel 42 ist am unteren Ende der Schraube 23 befestigt. Die Schraube
23 weist eine zentrale Bohrung 45 auf, die miteiner Querbohrung 47 in Verbinidung
steht. Das durch :den Schmiernippel 42 eingeführte, Fett wird zur Berührungsfläche
zwischen der Schraube 23 und Jem Kurvenstück 31 gepreßt, um ,diese
Fläche zu schmieren. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist,der Klammerhalter 21
anden Stellen 49 und 51 an den Flansch 13 angeschweißt. Der O-Ring
53 ist -in der Rille 37 #sichtbar, die in den erhöhten Rand
39 -des Flansches 13 eingelassen ist, und ider Gegenflansch 41 ist
zwischen derFläche 33 des Kurvienstückes und dem erhöhten -Rand
39 des Flansches 13 eingeklemmt. Die Schraube 23 wird in dem
Klammerhalter 21 mittels einer Stellschraubie 55 festgehaIten, die gegen
ein DruckstÜck 57 wirkt, um das Gewindeende der Schraube 23 zu sichern.
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Im praktischen Gebrauch kann das Rohr 11 mit dem Flansch
13 als feststehend auf einer Landstation oder auf einem Schiff angesehen
werden. Das Rohr 43 mit dem Flansch 41 ist ein bewegliches Rohr, das auch biegsam
sein -kann und das an das Rohr 11 gekuppelt
werden soll,
um ölbrennstoff oder eine andere Flüssigkeit aus einer Anlage in eine andere überzuführen.
Das bewegliche Rohr 43 wird durch irgendeine geeignete Vorrichtung, wie eine Winde,
einen Kran oder,durch Menschenkraft, in,die richtige Lage gebracht und so geführt,
daß -der Flansch 41 zwischen ,die Klammerlhalter 19, 21 und 17 gebracht
wird und die beiden Flansche 13 und 41 aneinaniderstoßen. Die Einsteckstäbe
29 werden dann zum Drehen der Kurvenstücke um ihre Achse verwandt, wodurch.,die
Fläch,en 33 der Kurvenstücke über den Flansch 41 ge-
zwängt werden
und diesen fest gegen die Fläche 39
des Flansches 13 drücken. Wie aus
Fig. 1 und 2 zu ersehen, wird das Kurvenstück 31 beim Anklemmen des
Flansches 41 im Uhrzeigersinn gedreht, jedoch hatdie Drehrichtung keine besondere
Bedeutung. Der erhöhte Rand 39 des Flansches 13 stößt gegen die Fläche
des Flansches 41 und bildet eine feste Berührungsfläch,e zwischen den Metallteilen,
während der O-Ring 53 durch den Flansch 41 leicht zusammengedrückt wird,
um eine flüssigkeitsdichte Verbindung zu erzielen.
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Um eine kräftige Ausbildung der Klammer zu gewährleisten, sind die
Kurvenstücke so angeordnet, daß sie eine größtmögliche Auflagefläch-e jedes Kurvenstückes
am Gegenflansch ergeben. Dies ist aus Fig. 4 zu ersehen, in der der Klammerhalter21
eine eingeschraubte Schraube 23 aufnimmt, die leicht zur Längsachse dcr Rohrell
und 43 geneigt ist. Der Winkel, den die Schrauhe23 mit der Längsachse des Rohres
11 bildet, soll,der gleiche sein wie 4er Neigungswinkel der Fläche
33 -des Kurvenstückes. Auf diese Weise wird eine größtmögliche Berührungsfläche
zwischen der Fläche 33 des Kurvenstückes und der oberen Fläche des Flansöhes
41 erzielt, wodurch die Kräfte sich über eine große Oberfläche verteilen und die
Flächenpressun,- vermindern. Beim Drehen des Kurvenstückes 31 werden dessen
dickere Teile allmählich zwischen dem Kopf 40 der Schraube 23 und dem Flansch
41 eingekeilt, s,o daß die Flansche 13 und 41 fest aneinandergeklemmt werden.
Selbstverständlich ist die geneigte Anordnung der Schrauben 23, 25 und
27 nicht unbedingt im Sinne der Erfindung erforderlich, jedoch wird dadurch
eine noch bessere Vürbindung gewährleistet.
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Die in Fig. 1 und 2,dargestellte Ausführung liefert eine äußerst
kräftige und #schnellwirkende Kupplung, jedoch muß der Flansch 41 beim Absenken
geführt werden, damit er zwischen die Klammerhalter 17, 19
und 21 paßt. Aus
diesem Grunde sind die Kurvenstücke mit abgeflachten Stellen 20 versehen, die am
Anfang, wie in Fig. 1 dargestellt, in die richtige Lage gebracht werden müssen,
um das Einführen des Gegenflan#sches 41 zu gestatten.
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Die in Fig. 5 und 6dargestellte Ausführungist eine geringfügige
Abwandlung derjenigen nach Pig. 1
und 2, die jedoch ein schnelleres Kuppeln
und ein schnelleres Lösender Kupplunggestattet, da nur zwei Kurvenstücke verwendet
werden. Ein Rohr 81 ist mit einem Flansch 83 versehen, der, normal
ausgeführt, mit einer Mehrzahl von Schraubenlöchern 85 versehen ist. Am Flansch
83 sind die Klammerhalter 87 angeschweißt oder auf irgendeine andere
geeignete Art befestigt, und zwar an diametral gegenüberliegenden Stellen. DieAusführung
der Klammern ist im wesentlich,en die gleiche wie die der in Fig. 1 und 2
dargestellten Klammern, und zwar weist der Klanmierhalter 87 eine Schraube
89 auf, -die ein Kurvenstück 91 mit einer schrägen Fläche
93 hält. Auf den Flansch 83 ist ein L-förmiger Teil 95 aufgeschraubt
oder aufge-,schweißt. Wie aus Fig. 5 und 6 zu ersehen, tist der Teil
95 mittels der Schrauben 97 am Flansch 83 be-
festigt, und zwischen,dem
oberen Fl#ansch 99 des Teils 95 und der oberen Fläche des vorstehenden
Teils 101
,des Flansches 83 verbleibt eine Rille, die groß genug ist,
um einen Gegenflansch 103 aufzunehmen, der an ,einem Rohr 105 befestigt
ist. Dadurch wird das richtige Ansetzendes Gegenflansches 103 sehrerleichtert.
Der Flansch 83 ist eibenfalls mit einer Nut 107 versehen, in,die ein
O-Ring eingesetzt ist.
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Bei der praktischen Anwendung kann -das Rohr 81,
,das den Flansch
83 trägt, feststehend in einer Anlage an Bord eines Schiffes oder in einer
Landstation angeordnet sein. Wenn ein bewegliches Rohr mit einem Flansch
103 mit dem Rohr 81 zwecks Überleitung von Öl,oder anderen Flüssigkeiten
verbunden werden soll, wird der Flansch 103 nahe an den Flansch
83 mittels irgendeiner geeigneten Vorrichtung, beispielsweise eines Krans,
einer Winde oder mittels Menschenkraft, herangeführt, und der Flansch
103 wird in die Rille eingeschoben, die von dem L-förmigen Teil
95 und dem Flansch 83 gebildet wird. Die Kurvenstücke 91
werden
dann gedreht, um den Flansch 103 festgeggen den Flansch 83 zu klammern,
und zwar in der Art und Weise, die im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben
wurde, um so eine flüssigkeitsdichte und starke Verbindung herzustellen.
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Um die Kupplung zu lösen, ist es nur erforderlich, die Kurvenstücke
zu drehen, bis der Flansch 103 frei liegt, unddas Rohr mit,dem Flansch
103 aus der Rille zwischen dem L-förmigen Teil 95 und dem Flansch
83
herauszuziehen. Auf diese Weise kann das Kuppeln und das Lösen der Kupplung
innerhalb weniger Sekun#den durchgeführt werden. Die Flächen 93 des Kurvenstückes
91 liegen weder senkrecht noch parall:el zur Ach#se -der Schraube, die die
Kurvenstücke hält. Wie bereits oben erläutert, würden die Flächen 93 dier
Kurvenstücke nur zu einem kleinen Teil auf ,dem Flansch 103 aufliegen, wenn
die Schrauben 89
a -recht zum Flansch 83 angeordnet wären. genau
senk Um die Berührungsfläche zwischen dem oberen Teil ,des Flansches 103
und der Fläche 93 -des Kurvenstückes so groß wie möglich zu machen, werden
die Schrauben in geneigter Stellung in die Klammerhalter eingesetzt. Der Winkel,
den sie mit,der Senkrechten auf dem Plansch bilden, soll der gleiche sein wie der
Neigungswinkel der Fläche des Kurvenstückes. Auf diese Weise wird eine große Berührungsfläche
zwisehendem Kurvenstück unddem Flansch erzielt, wodurch die Reibung zwischen den
heiden Teil-en vergrößert wird und die Gewähr geboten wird, daß das Kurvenstück
sich nicht im Gebrauch löst.
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In den vorstehenden Ausführungen ist ausführlich eine neue und verbesserte
Vorrichtung zum schnellen Kuppeln und Lösen von Rohren mit großen Durchmessern und
nortnalein Flanschen beschrieben worden, die für das, Beladen und Löschen von Tankschiffen
benutzt werden und Ölbrennstoff oder andere Flüssigkeiten aus einer Anlage- in die
andere überleiten oder Schiffe mit Brennstoff versorgen. Diese Kupplungsvorrichtung
macht keine Abänderung der Rohre, die auf einem Schiff oder in einer Landstation
vorhanden sind, erforderlich, sondern ist in Verbindung mit den normalen Flanischrohranschlüssen
verwendbar, die zur Zeit Überall auf der Welt im Gebrauch sind. Somit sind keine
kostspieligen, abgeänderten Konstruktionen erforderlich, sondern lediglich der Einbau
der schnellen Kupplungs- und Lösungsvorrichtung in die gewünschte Anlage. Die hier
beschriebene Rofirkupplung ist bei Drücken von mehr als 30 atü geprüft wor-
,den,
was einen erheblich höheilen Druck darstellt als derjenige, bei dem normalerweise
Flüssigikeiten geepumpt werden. Neben Aden Vorteilen Üer schnellten 11andhabung
beimKuppeln und beimLösen,der Kupplung besitzt die Vorrichtung noch den Vorzug einer
konstruktiv kräftigen Verbindung und einer sicheren Abdichtung.