DE19751198B4

DE19751198B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Absperren einer Rohrleitung

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Publication number: DE19751198B4
Application number: DE1997151198
Authority: DE
Inventors: Siegfried Kauer; Andreas Hoffmann; Witold Lehmann
Original assignee: GASAG BERLINER GASWERKE AG
Current assignee: BEGA.TEC GMBH, DE
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1997-11-13
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: DE19751198A1

Abstract

Verfahren zum Absperren einer von einer Hauptrohrleitung (1) abzweigenden Anschlußrohrleitung (2), bei dem die Abzweigöffnung (5) der Anschlußrohrleitung (2) und die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) dichtend abgedeckt werden, indem
– ein Flanschstück (9) gegenüber der Abzweigöffnung (5) an die Hauptrohrleitung (1) angeschweißt wird,
– ein Arbeitsschieber (10) auf das Flanschstück (9) montiert wird,
– auf dem Arbeitsschieber (10) ein druckdichtes Anbohrgerät (11) angebracht wird, in dem eine mit einem Bohrwerkzeug versehene Spindel (7, 70) abdichtend verschieb- und/oder drehbar geführt wird,
– mittels des Anbohrgeräts (11) eine der Abzweigöffnung (5) gegenüberliegende Montageöffnung (8) in die Hauptrohrleitung (1) gebohrt wird,
– bei geschlossenem Arbeitsschieber (10) das Bohrwerkzeug durch ein Dichtungselement (6, 60) ausgetauscht wird, dessen Abdichtungsfläche (611) größer ist als die Querschnittsfläche der Abzweigöffnung (5) und sowohl an die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) angepreßt wird...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absperren einer Anschlussrohrleitung nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 oder 6.

Ein Absperren von Anschlussrohrleitungen, wie z.B. Hausanschlussleitungen für die Wasser- oder Gaszufuhr, ist u.a. dann notwendig, wenn im Zuge von Reparatur- und Wartungsarbeiten Armaturen oder Rohrleitungsstücke ausgetauscht werden müssen. Üblicherweise wird das Absperren der Anschlussrohrleitungen durch ein radiales Anbohren der Anschlussrohrleitung und durch ein radiales Einführen eines die Rohrleitung verschließenden Stopfens oder Schiebers realisiert. Nach erfolgtem Absperren der Anschlussrohrleitung kann in Durchflussrichtung hinter dem Stopfen die Armatur oder das Rohrleitungsstück entfernt werden, ohne dass es zu Druckverlusten in der Hauptrohrleitung und/oder zu einem Austritt des in den Rohrleitungen transportierten Mediums kommt.

Aus der DE 33 08 877 C2 ist das Verschließen einer Rohrleitung mittels eines Anbohr- und Absperrgerätes bekannt, wie es bei der Erneuerung und Sanierung von Gasanschlussvorrichtungen verwendet wird. Derartige Geräte haben jedoch den Nachteil, dass sie bei kurzen und/oder schwer zugänglichen Anschlussrohrleitungen nicht einzusetzen sind, da nicht genügend oder hinreichend frei zugänglicher Raum zur Verfügung steht, um die zum Absperren notwendigen Geräte an der Anschlussrohrleitung anzubringen. In diesem Fall wird eine umfangreiche Rohrnetzschaltung erforderlich, um den Druck in der Hauptrohrleitung und in der davon abgehenden Anschlussrohrleitung herunterzufahren. Von einer derartigen Maßnahme sind jedoch häufig weitere von der gleichen Hauptrohrleitung abzweigende, nicht reparaturbedürftige Anschlussrohrleitungen betroffen.

Aus der DE 44 18 331 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen einer in eine Hauptleitung mündenden Zweigleitung insbesondere in einem Abwasserkanalsystem be kannt. Hierbei wird von Seiten der Hauptleitung eine napfförmige Schalung unter enger Passung in das Rohr der Zweigleitung eingeführt und die napfförmige Schalung anschließend zur Bildung eines Verschlusskörpers mit einer Füllmasse aufgefüllt. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt mittels eines Arbeitskopfes der z.B. an einem Rohrsanierungsroboter zu montieren ist.

Ein derartiges Verfahren ermöglicht jedoch nur ein permanentes Verschließen der Zweig- oder der Anschlussrohrleitung und ist daher für ein zeitweises Absperren, z.B. für Reparatur- oder Wartungszwecke ungeeignet. Zudem wird bei dem beschriebenen Verfahren ein separates, pfropfenartiges Verschlussstück verwendet, das in das Rohr der Zweigleitung eingeführt wird und durch das bei unrunden oder nicht zentrisch in die Hauptleitung mündenden Zweigleitungen keine ausreichende Abdichtung gewährleistet wird.

Aus der EP 0 694 727 A1 ist ein Verfahren zum Abdichten einer Auslassöffnung bekannt, die zu einer Anschlussrohrleitung einer Hauptrohrleitung führt, ohne dass der Gasfluss in der Hauptleitung unterbrochen werden muss. Hierzu wird eine Montageöffnung in die Wand der Hauptrohrleitung gegenüber der Anschlussrohrleitung geschnitten und ein Dichtungselement mit einer Montageeinrichtung durch die Montageöffnung in die Hauptrohrleitung eingebracht. Die Montageeinrichtung enthält einen Flansch mit einer Gewindeöffnung, ein Rohr mit einem Außengewinde, das mit der Gewindeöffnung des Flansches verschraubt wird und eine Vorschubstange enthält, an deren einem Ende ein Drehgriff und an deren anderem Ende das Dichtungselement angeordnet ist. Das Dichtungselement weist eine Dichtungsfläche mit einer teilzylindrischen Oberfläche auf und wird mittels des Handgriffes korrekt ausgerichtet, während das Rohr mit dem Außengewinde in Richtung auf die Hauptrohrleitung geschraubt wird, so dass das Dichtungselement zur dichtenden Anlage an die Abzweigöffnung in der Wand der Hauptrohrleitung kommt.

Nach der Beendigung von Reparaturarbeiten in der von der Hauptrohrleitung abzweigenden Anschlussrohrleitung wird ein vorübergehendes Dichtungselement an einem an die Wand der Hauptrohrleitung angeschweißten Verbindungsflansch angebracht, so dass ein zu dem Flansch mit der Gewindeöffnung führendes Absperrventil durch einen Absperrflansch ersetzt werden kann, der mit dem Anschlussflansch verbunden wird.

Dabei ist es erforderlich, die Montageöffnung exakt gegenüber der Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung von der Hauptrohrleitung anzubringen, um einen korrekten Sitz des Dichtungselements an der Abzweigöffnung zu gewährleisten. Zu diesem Zweck weist das Dichtungselement einen Führungsstift auf, der von der die Abzweigöffnung abdichtenden Außenfläche des Dichtungselements absteht. Zur exakten Ausrichtung der Montageöffnung auf die Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung ist eine Justiereinrichtung erforderlich, die aus einem rechteckigen Rahmengestell mit parallelen Armen und der Außenkontur der Hauptrohrleitung angepassten Anlagen besteht, die auf der Mantelfläche der Hauptrohrleitung im Bereich der Montageöffnung und der Abzweigöffnung zur Anlage gebracht werden. Nach exakter Ausrichtung und Fixierung der Justiereinrichtung kann der Anschlussflansch an die Außenwand der Hauptrohrleitung angeschweißt werden.

Neben einer aufwändigen Justierung zum Anbringen der gegenüber der Abzweigöffnung liegenden Montageöffnung ist zum Einbringen des Dichtungselements in die Hauptrohrleitung zum Abdichten der Abzweigöffnung eine aufwendige Spindel erforderlich, die als Rohrspindel mit innen liegender Stange zum Ausrichten des Dichtungselements ausgebildet ist. Bei großem Durchmesser der Hauptrohrleitung und der Montagevorrichtung ist eine erhebliche Länge der mit dem Außengewinde versehenen Spindel und der Betätigungsstange für das Dichtungselement erforderlich, wobei selbst bei sehr genauer Ausrichtung der Montageöffnung die Gefahr besteht, dass das Dichtungselement mit dem in die Abzweigöffnung einzuführenden Führungsstift nicht korrekt platziert wird oder aufgrund von Handhabungsfehlern, Verschleiß oder Schwergängigkeit der Gewindeverbindung mit dem die Gewin deöffnung aufweisenden Flansch die Handhabung erschwert oder bei einer Deformation der Spindel ein Abdichten der Abzweigöffnung unmöglich gemacht wird.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass zum Abdichten einer Abzweigöffnung nur vergleichsweise geringe Betriebsdrücke des in der Hauptrohrleitung befindlichen Gases beherrschbar sind, da die Spindel mit dem an dem Ende der im Spindelrohr geführten Dichtungselement gegen den Betriebsdruck des Gases in der Hauptrohrleitung eingeführt und bewegt werden muss.

Darüber hinaus ist es erforderlich, dass das Dichtungselement die Abzweigöffnung unter Betriebsdruck abdichten muss, was bei einer Handbedienung der Spindel mittels des Handgriffes eine erhebliche Krafteinwirkung bedingt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Absperren einer von einer Hauptrohrleitung abzweigenden Anschlussrohrleitung anzugeben, das nur geringe Anforderungen an die Genauigkeit der Anordnung der Montageöffnung in Bezug auf die Abzweigöffnung stellt und auch bei einem hohen Betriebsdruck von beispielsweise 10 bar anwendbar sowie einfach und sicher handhabbar ist.

Diese Aufgabenstellung wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft ein Verfahren zum Absperren einer von einer Hauptrohrleitung abzweigenden Anschlussrohrleitung mit nur geringen Anforderungen an die Genauigkeit der Anordnung der Montageöffnung in Bezug auf die Abzweigöffnung, das auch bei einem hohen Betriebsdruck von beispielsweise 10 bar anwendbar sowie einfach und sicher handhabbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Setzen des Dichtungselements eine Hydraulikeinrichtung in Verbindung mit einem Dichtungselement eingesetzt, das sowohl an die die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung angepresst wird als auch teilweise in die Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung eindringt, so dass auch bei nicht exakter Anordnung der Montageöffnung in Verbindung mit der hohen, mittels der hydraulischen Einrichtung erzielbaren Anpresskraft und der Konfiguration des Dichtungselements eine sichere Abdichtung der Abzweigöffnung gewährleistet ist.

Der Einsatz einer Hydraulikeinrichtung ermöglicht darüber hinaus die Verwendung einer einfachen Spindel zur Anbringung des Dichtungselements, so dass keine aufwendige Hohlspindel mit einem Gewindeflansch benötigt wird. Die zusätzlich vorgesehene mechanische Sicherung verhindert, dass auch bei hohen Betriebsdrücken in der Hauptrohrleitung und Funktionsstörungen der Hydraulikeinrichtung eine sichere Abdichtung der Abzweigöffnung gewährleistet ist. Die Versorgung der weiteren Anschlussrohrleitungen mit dem in der Hauptrohrleitung transportierten Medium (z.B. Gas oder Wasser) bleibt dabei erhalten.

Durch ein flächenförmiges Abdichten der inneren Mantelfläche der Hauptrohrleitung im Übergangsbereich zur Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung wird auch bei unrunden oder nicht zentrisch in die Hauptrohrleitung mündenden Anschlussrohrleitungen eine ausreichende Absperrung der Anschlussrohrleitung gegenüber der Hauptleitung gewährleistet. Die Absperrung erfolgt somit von Seiten der Hauptrohrleitung, so dass die erfindungsgemäße Lösung auch bei kurzen Anschlussrohrleitungen einsetzbar ist.

Vorzugsweise wird ein Dichtungselement, dessen Abdichtungsfläche größer ist als die Querschnittsfläche der Abzweigöffnung, in die Hauptrohrleitung eingebracht und an die die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung angepresst. Dabei kann nach einer Variante der Erfindung das Dichtungselement teilweise in die Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung eindringen, wodurch die Anschlussrohrleitung noch besser gegenüber der Hauptrohrleitung abgedichtet wird. Das teilweise Eindringen des Dichtungselements in die Abzweigöffnung gewährleistet auch beim Angreifen von axial zur Hauptrohrleitung verlaufenden Querkräften einen sicheren Halt. Derartige Querkräfte können beispielsweise durch den Strömungswi derstand des Dichtungselements in dem die Hauptrohrleitung durchfließenden Medium hervorgerufen werden.

Das teilweise Eindringen des Dichtungselements in die Abzweigöffnung kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. In einer Variante wird es vergleichbar mit dem Strangpressen durch eine elastische Verformung des im unverformten Zustand im Wesentlichen flächigen Dichtungselements ermöglicht. Hierbei spielt die Form oder die Ausrichtung der Abzweigöffnung keine Rolle.

In einer weiteren Variante, die sich bevorzugt für runde Abzweigöffnungen eignet, weist das Dichtungselement einen mittig auf einer Abdichtfläche angebrachten Eindringkörper auf, dessen Querschnitt im Wesentlichen dem Querschnitt der zu verschließenden Abzweigöffnung entspricht. Der Eindringkörper kann dabei elastisch verformbar oder nicht verformbar ausgeführt werden.

Durch eine Kegel- oder Kegelstumpfform des Dichtungselements kann bei in weitem Umfange variablem Durchmesser der Abzweigöffnung das Dichtungselement so weit in die Anschlussrohrleitung eindringen bis der Durchmesser des kegel- oder kegelstumpfförmigen Dichtungselements mit dem der Abzweigöffnung übereinstimmt. Durch weiteren Anpressdruck schmiegt sich die in die Hauptrohrleitung ragende Restfläche des kegel- oder kegelstumpfförmigen Dichtungselements zumindest teilweise an die die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung an und wird gegen diese gepresst.

Das Dichtungselement wird durch eine der Abzweigöffnung gegenüberliegende Montageöffnung der Hauptrohrleitung in die Hauptrohrleitung eingeführt und von innen, vorzugsweise mit hydraulischem oder pneumatischem Druck, gegen die die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung gepresst und dabei nach einer weiteren Variante zusätzlich mechanisch gesichert. Die Hauptrohrleitung wird in axialer Richtung offen gehalten, während sie sowohl im Bereich der Abzweigöffnung als auch im Bereich der Montageöffnung nach außen gegen Druck- und/oder Mediumverlust abgedichtet wird.

In einem ersten Arbeitsschritt wird ein Flanschstück gegenüber der abzudichtenden Abzweigöffnung an die Hauptrohrleitung angefügt. Dieses kann beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Hartlöten erfolgen. Daraufhin wird auf das Flanschstück ein Arbeitsschieber montiert, auf den ein an sich bekanntes, druckdichtes Anbohrgerät angebracht wird. In diesem Anbohrgerät wird eine mit einem Bohrwerkzeug versehene Spindel abdichtend verschieb- und/oder drehbar geführt. Mittels des Anbohrgeräts wird dann in bekannter Weise von außen ohne Druckverlust eine Montageöffnung in die Hauptrohrleitung gebohrt.

Nach Herstellung der Montageöffnung wird das Bohrwerkzeug zurückgezogen und der Arbeitsschieber geschlossenen. Anschließend wird das Bohrwerkzeug durch das Dichtungselementausgetauscht. Dabei kann das Dichtungselement sowohl an einer separaten Spindel oder an der als Bohrspindel dienenden Spindel des Bohrwerkzeugs montiert werden. In jedem Fall wird das Dichtungselement, wie vorher das Bohrwerkzeug, mit der Spindel abdichtend verschiebbar in dem Anbohrgerät geführt.

Im nächsten Verfahrensschritt wird das Dichtungselement mittels der Spindel aus dem Anbohrgerät heraus durch den wieder geöffneten Arbeitsschieber und durch die Montageöffnung in die Hauptrohrleitung gebracht und dabei vor die abzweigende Anschlussrohrleitung positioniert. Abschließend wird mittels einer im Wesentlichen axial auf die Spindel einwirkenden Anpresskraft das Dichtungselement innerhalb der Hauptrohrleitung gegen die die Abzweigöffnung umgebende Mantelfläche der Hauptrohrleitung gepresst und überdeckt die Abzweigöffnung.

Vorzugsweise wird die Spindel des gegen die die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung gepressten Dichtungselements mittels Schrauben am Anbohrgerät gesichert.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch Varianten, die noch weitere Verfahrensschritte enthalten. So ist beispielsweise vor dem Einsatz des Dichtungselements noch ein Entgraten der gerade gebohrten Montageöffnung mittels eines weiteren Werkzeugs und/oder ein Entfernen von Spänen aus der angebohrten Hauptrohrleitung mittels eines Magneten denkbar.

Nach Beendigung der Wartungsarbeiten wird das Dichtungselement mit der Spindel zurückgezogen und die Anschlussrohrleitung wieder frei gegeben. Weiterhin kann in bekannter Weise vor dem Entfernen des Anbohrgerätes und des Arbeitsschiebers ein Verschlussstopfen in das verbleibende Flanschstück eingeführt werden, um die Hauptrohrleitung an der Montageöffnung nach außen zu verschließen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Vorrichtung in einer ersten Variante ein Dichtungselement auf, das mit einer inneren Abdichtfläche die Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung abdeckt und mit einer äußeren Abdichtfläche gegen die die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung gepresst wird.

Das Dichtungselement ist stempelartig ausgeführt, wobei die Abdichtfläche des Dichtungselements der Krümmung der inneren Mantelfläche der Hauptrohrleitung angepasst ist

In einer Ausführungsform ist das Dichtungselement mit einer Montage- und Anpressvorrichtung verbunden, die durch eine der Abzweigöffnung der Anschlussrohrleitung gegenüberliegende Montageöffnung in die Hauptrohrleitung gesteckt und gas- oder flüssigkeitsdicht gegen die Hauptrohrleitung abgedichtet ist.

Vorzugsweise besteht das Dichtungselement aus einem elastisch verformbaren Stopfen mit einer Abdichtfläche und mit einer zentrisch angebrachte Stufenbohrung, in die ein bolzenförmiger, mit einem Kopf und einem Gewindeende versehener Spannzapfen eingepasst ist. An einer der Abdichtfläche gegenüber liegenden Stirnfläche des Stopfens ist flächig ein plattenförmiger Druckflansch angebracht. Weiterhin weist das Dichtungselement einen rohrförmigen Druckring auf, der den Stopfen an seiner Mantelfläche umspannt. Die Höhe des rohrförmigen Druckrings ist dabei geringer als die Höhe des Stopfens. Der Druck ring und der Druckflansch gewährleisten eine definierte Verformung des Stopfens beim Anpressen an die innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung und ein optimales Abdichten der darin einmündenden Anschlussrohrleitung. Der Stopfen besteht aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, wie z.B. aus Perbunan und ist dem Radius der Hauptrohrleitung angepasst.

In einer Ausführungsform verfügt die Vorrichtung über ein Dichtungselement, das an einem der Hauptrohrleitung zugewandten Ende einer auch als Bohrspindel dienenden Spindel eines Anbohrgeräts zu montieren ist. Des weiteren weist die Vorrichtung eine hydraulisch oder pneumatisch betreibbare Setzvorrichtung auf, die das an der Spindel montierte Dichtungselement gegenüber dem Anbohrgerät verschiebt und innerhalb der Hauptrohrleitung von innen gegen die Abzweigöffnung presst. Dabei ist eine zusätzliche mechanische Sicherung vorgesehen, die die Spindel an dem Anbohrgerät gegen eine axiale Verschiebung sichert während das Dichtungselement dichtend an der die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung anliegt. Die Sicherung der Spindel kann auch an der Hauptrohrleitung oder am Arbeitsschieber erfolgen.

In einer weiteren Variante umfasst die Vorrichtung neben dem Dichtungselement eine separate Spindel an deren der Hauptrohrleitung zugewandten Ende das Dichtungselement angebracht ist sowie ein Schleusenrohr, das auf einem Absperrschieber montierbar ist. In dem Schleusenrohr ist die Spindel ähnlich wie in dem Anbohrgerät abdichtend verschiebbar zu führen. Des Weiteren weist die Vorrichtung eine hydraulisch oder pneumatisch betreibbare Setzvorrichtung auf, welche die Spindel und das daran angebrachte Dichtungselement gegenüber dem Schleusenrohr und der Hauptrohrleitung verschiebt und die das Dichtungselement innerhalb der Hauptrohrleitung von innen gegen die Abzweigöffnung presst. Dabei ist wie in der vorherigen Variante ebenfalls eine zusätzliche mechanische Sicherung vorgesehen, die die Spindel am Schleusenrohr, am Absperrschieber oder an der Hauptrohrleitung gegen axiale Verschiebung sichert während das Dichtungselement dichtend an der die Abzweigöffnung umgebende innere Mantelfläche der Hauptrohrleitung anliegt.

Vorzugsweise besteht die zusätzliche mechanische Sicherung in beiden Varianten aus einer Schraubverbindung, insbesondere aus drei am Umfang des Anbohrgerätes oder des Schleusenrohres gleichmäßig verteilten Schrauben. Es sind aber auch Varianten denkbar, bei denen die Sicherung z.B. mittel rastbarer Klemmen erfolgt oder bei denen die hydraulisch oder pneumatisch betreibbare Setzvorrichtung eine derart ausreichende Sicherheit gewährleistet, dass auf eine zusätzliche mechanische Sicherung verzichtet werden kann.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung, die von Seiten einer Hauptrohrleitung eine abzweigenden Anschlussrohrleitung absperrt und

2 ein Dichtungselement im Schnitt.

In 1 ist eine Hauptrohrleitung 1 dargestellt, von der eine Anschlussrohrleitung 2 abzweigt. Die Anschlussrohrleitung 2, die durch eine Schweißnaht 3 druckdicht mit der Hauptrohrleitung 1 verbunden ist, weist neben der Verbindungsstelle eine Armatur 4 in Form eines Absperrventils auf. Bei einem Austausch der Armatur 4 muss die Anschlussrohrleitung 2 gegenüber der Hauptrohrleitung 1 verschlossen werden. Wegen des geringen Abstandes der Armatur 4 von der Hauptrohrleitung 1 ist die Anbringung einer gebräuchlichen, anschlussseitig einzusetzenden Vorrichtung mit Kolbensperrung nicht, nur mit erheblichem Aufwand oder durch Inkaufnahme von Undichtigkeiten möglich.
Eine an einer inneren Mantelfläche 20 der Hauptrohrleitung 1 im Übergangsbereich zur Anschlussrohrleitung 2 befindliche Abzweigöffnung 5 und eine die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a wird mittels eines stempelartigen, elastisch verformbaren Dichtungselements 6 flächenförmig überdeckt, indem eine innere Abdichtfläche 611 die Abzweigöffnung 5 abdeckt und eine äußere Abdichtfläche 612 an der die Abzweigöffnung 5 umgebenden inneren Mantelfläche 20a dichtend anliegt. Das Dichtungselement 6 wird dabei mittels einer Spindel 7 von innen gegen die die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a der Hauptrohrleitung 1 gepresst. Die Form der vom Dichtungselement 6 überdeckten, die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a ist abhängig vom Querschnitt der Abzweigöffnung 5, vom Querschnitt des Dichtungselements 6 und vom Querschnitt der Hauptrohrleitung 1. In diesem Ausführungsbeispiel hat die die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a eine leicht gewölbte Kreisringform.
Alternativ kann das Dichtungselement 6 kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet werden, wobei die Grundfläche des Kegels oder Kegelstumpfes größer als die Abzweigöffnung 5 und die Deckfläche des Kegelstumpfes kleiner als die Abzweigöffnung 5 ist. Das kegel- oder kegelstumpfförmige Dichtungselement 6 wird so weit in die Anschlussrohrleitung 2 eingeschoben bis der Durchmesser des kegel- oder kegelstumpfförmigen Dichtungselements 6 mit dem der Abzweigöffnung 5 übereinstimmt. Durch weiteren Anpressdruck schmiegt sich die in die Hauptrohrleitung 1 ragende Restfläche des kegel- oder kegelstumpfförmigen Dichtungselements 6 zumindest teilweise an die die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a der Hauptrohrleitung 1 an und wird gegen diese gepresst.
Gegenüber der Abzweigöffnung 5 wurde in die Hauptrohrleitung 1 eine Montageöffnung 8 gebohrt, durch die das Dichtungselement 6 und die Spindel 7 radial in die Hauptrohrleitung 1 eingeführt werden. Die Montageöffnung 8 ist von einem Flanschstück 9 umsäumt, auf dem ein an sich bekannter Arbeitsschieber 10 montiert ist, der mittels einer Abschlussplatte bzw. mittels eines Kolbens 10a die Montageöffnung 8 in der Hauptrohrleitung 1 nach außen hin verschließen kann. Das Flanschstück 9 ist mittels einer Schweißnaht 19 druckdicht an der Hauptrohrleitung 1 befestigt.
Auf dem Arbeitsschieber 10 ist ein Anbohrgerät 11 montiert, innerhalb dessen die Spindel 7 abdichtend verschiebbar geführt ist. Dichtungen 12 zwischen der Spindel 7 und dem Anbohrgerät 11 vermeiden bei geöffneten Arbeitsschieber 10 einen Druckverlust in der Hauptrohrleitung 1 und halten das in der Hauptrohrleitung 1 transportierte Medium, z.B. Gas, zurück.
Die Spindel 7 dient in diesem Ausführungsbeispiel auch als Bohrspindel, an deren der Hauptrohrleitung 1 zugewandtem Ende statt des Dichtungselements 6 auch ein nicht dargestelltes Bohrwerkzeug befestigbar ist, mit dem die Montageöffnung 8 in die Hauptrohrleitung 1 gebohrt wird. Die Spindel 7 verfügt zu diesem Zweck an ihrem der Hauptrohrleitung 1 abgewandten Ende über einen Vierkantzapfen 7a, auf dem sich drehfest zur Spindel 7 z.B. eine Kurbel oder ein Hebel befestigen lassen.
Nach Fertigstellung der Montageöffnung 8 werden die Spindel 7 und das Bohrwerkzeug soweit von der Hauptrohrleitung 1 zurückgezogen, dass der Arbeitsschieber 10 verschlossen werden kann. Danach kann ohne Druckverlust das Anbohrgerät 11 vom geschlossenen Arbeitsschieber 10 abmontiert und das Bohrwerkzeug gegen das Dichtungselement 6 ausgetauscht werden. Unter Umständen ist vor der Montage des Dichtungselements 6 in einem Zwischenschritt ein Magnet an die Spindel 7 zu befestigen und wie das Bohrwerkzeug und das Dichtungselement 6 in die Hauptrohrleitung 1 einzuführen, um Späne aus der Hauptrohrleitung 1 zu entfernen.
In einer Variante der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine eigene separate Spindel 7 und ein Schleusenrohr, in dem, wie in dem Anbohrgerät 11, die Spindel 7 abdichtend verschiebbar geführt ist und das nach Beendigung des Bohrens bei geschlossenem Arbeitsschieber 10 komplett gegen das Anbohrgerät 11, die als Bohrspindel dienende Spindel 7 und das Bohrwerkzeug ausgetauscht wird. Eine derartige Vorrichtung, die im montierten Zustand wie die in 1 dargestellte Vorrichtung aussieht, ermöglicht eine schnellere und einfachere Montage.
In beiden Ausführungsbeispielen wird das an der Spindel 7 montierte Dichtungselement 6 mittels einer hydraulisch betreibbaren Setzvorrichtung 13 gegenüber dem Anbohrgerät 11 oder dem Schleusenrohr verschoben und innerhalb der Hauptrohrleitung 1 von innen gegen die die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a gepresst. In 1 verfügt diese Setzvorrichtung 13 über mehrere Hydraulikzylinder 14a, 14b, die zum einen mit dem Anbohrgerät 11 und zum anderen über eine Haltevorrichtung 15 mit der Spindel 7 verbunden sind.
Während das Dichtungselement 6 dichtend an der Abzweigöffnung 5 anliegt, gewährleisten mehrere Schrauben 16a, 16b eine zusätzliche mechanische Sicherung der Spindel 7 gegen eine axiale Verschiebung. Die Schrauben 16a, 16b sind mit einem Ende an dem Anbohrgerät 11 befestigt und lassen sich in einer abdichtenden Endstellung der Spindel 7 durch Bohrungen 17 in der mit der Spindel 7 verbundenen Setzvorrichtung 13 stecken. Mittels Muttern 18a, 18b werden die Schrauben 16a, 16b gegen ein Herausziehen gesichert. Die Spindel 7 ist dadurch bei gleich bleibendem Hydraulikdruck zusätzlich mechanisch gesichert.
In 2 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung ein Dichtungselement 60 und ein Ende einer am Dichtungselement 60 zu befestigenden Spindel 70 dargestellt. Das Dichtungselement 60 weist in der dargestellten Ausführungsform einen elastisch verformbaren Stopfen 61 mit einer als Abdichtfläche 610 dienenden Stirnfläche und mit einer zentrisch angebrachten Stufenbohrung auf. Der Außendurchmesser der Abdichtfläche 610 ist dabei größer als der Außendurchmesser der abzudichtenden Abzweigöffnung 5.
In die Stufenbohrung des Stopfens 61 ist ein bolzenförmiger Spannzapfen 62 eingepasst, der an einem der Spindel 70 abgewandten Ende einen Kopf 621 aufweist und an einem der Spindel 70 zugewandten Ende über ein Gewindeende 623 mit einem Außengewinde 622 verfügt. Das Gewindeende 623 des Spannzapfens 62 lässt sich in eine entsprechende, mit einem Innengewinde 71 versehene Sacklochbohrung 72 der Spindel 70 einschrauben. Der Kopf 621 des Spannzapfens 62 ist in die Abdichtfläche 610 des Stopfens 61 eingesenkt.
An einer der Abdichtfläche 610 gegenüber liegenden Stirnflä che 613 des Stopfens 61 ist flächig ein plattenförmiger Druckflansch 63 angebracht. Bei der Montage des Dichtungselements 60 an der Spindel 70 wird der Stopfen 61 zwischen der Druckplatte 63 und dem Kopf 621 des Spannzapfens 62 eingespannt und dadurch axial auf dem Spannzapfen 62 festgelegt.
Weiterhin weist das Dichtungselement 60 einen rohrförmigen Druckring 64 auf, der den Stopfen 61 an seiner Mantelfläche umspannt. Die axiale Höhe des rohrförmigen Druckrings 64 ist dabei geringer als die axiale Höhe des Stopfens 61, so dass der Druckring 64, ausgehend von der am Druckflansch 63 anliegenden Stirnfläche 612 den Stopfen 61 nicht auf seiner gesamten axialen Höhe umspannt. Der Druckring 64 und der Druckflansch 63 gewährleisten eine definierte Verformung des Stopfens 61 beim Anpressen an die die Abzweigöffnung 5 umgebende innere Mantelfläche 20a der Hauptrohrleitung 1 und ein optimales Abdichten der darin einmündenden Anschlussrohrleitung 2.

Claims

Verfahren zum Absperren einer von einer Hauptrohrleitung (1) abzweigenden Anschlußrohrleitung (2), bei dem die Abzweigöffnung (5) der Anschlußrohrleitung (2) und die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) dichtend abgedeckt werden, indem – ein Flanschstück (9) gegenüber der Abzweigöffnung (5) an die Hauptrohrleitung (1) angeschweißt wird, – ein Arbeitsschieber (10) auf das Flanschstück (9) montiert wird, – auf dem Arbeitsschieber (10) ein druckdichtes Anbohrgerät (11) angebracht wird, in dem eine mit einem Bohrwerkzeug versehene Spindel (7, 70) abdichtend verschieb- und/oder drehbar geführt wird, – mittels des Anbohrgeräts (11) eine der Abzweigöffnung (5) gegenüberliegende Montageöffnung (8) in die Hauptrohrleitung (1) gebohrt wird, – bei geschlossenem Arbeitsschieber (10) das Bohrwerkzeug durch ein Dichtungselement (6, 60) ausgetauscht wird, dessen Abdichtungsfläche (611) größer ist als die Querschnittsfläche der Abzweigöffnung (5) und sowohl an die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) angepreßt wird als auch teilweise in die Abzweigöffnung (5) der Anschlußrohrleitung (2) eindringt, – das Dichtungselement (6, 60) an eine separate Spindel (7, 70) oder an die zuvor als Bohrspindel dienende Spindel (7, 70) angebracht und mit der Spindel (7, 70) abdichtend verschiebbar in dem Anbohrgerät (11) geführt wird, – das an die Spindel (7, 70) montierte Dichtungselement (6, 60) mittels einer hydraulisch betreibbaren Setzvorrichtung (13) aus dem Anbohrgerät (11) heraus durch den geöffneten Arbeitsschieber (1 0) und durch die Montageöffnung (8) in die Hauptrohrleitung (1) gebracht und dabei vor die Anschlußrohrleitung (2) positioniert und von der Innenseite der Hauptrohrleitung (1) gegen die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) gepreßt wird, – die Spindel (7, 70) mit dem Dichtungselement (6, 60) zusätzlich zu der hydraulischen Anpreßkraft mechanisch gegen eine axiale Verschiebung gesichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Absperrung der Anschlußrohrleitung (2) die Hauptrohrleitung (1) in axialer Richtung offen gehalten wird.
Verfahren Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptrohrleitung (1) im Bereich der Montageöffnung (8) nach außen gegen Druck- und/oder Mediumverlust abgedichtet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (7, 70) mit dem gegen die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) gepreßten Dichtungselement (6, 60) mittels Schrauben (16a, 16b) am Anbohrgerät (11) gesichert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (6, 60) an einem der Hauptrohrleitung (1) zugewandten Ende einer Spindel (7, 70) eines Anbohrgeräts (11) befestigt ist, daß eine hydaulisch betreibbare Setzvorrichtung (13) das an der Spindel (7, 70) montierte Dichtungselement (6, 60) gegenüber dem Anbohrgerät (11) und der Hauptrohrleitung (1) verschiebt und das Dichtungselement (6, 60) innerhalb der Hauptrohrleitung (1) gegen die Abzweigöffnung (5) preßt und daß eine mechanische Sicherung bei dichtend an der die Abzweigöffnung (5) umgebenden inneren Mantelfläche der Hauptrohrleitung (1) anliegendem Dichtungselement (6, 60) die Spindel (7, 70) am Anbohrgerät (11) gegen axiale Verschiebung sichert.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (6, 60) an einem der Hauptrohrleitung (1) zugewandten Ende einer Spindel (7, 70) angeordnet ist, die in einem auf einem Absperrschieber montierten Schleusenrohr abdichtend verschiebbar geführt ist, daß eine hydaulisch betreibbare Setzvorrichtung (13) die Spindel (7, 70) und das daran befestigte Dichtungselement (6, 60) gegenüber dem Schleusenrohr und der Hauptrohrleitung (1) verschiebt und das Dichtungselement (6, 60) innerhalb der Hauptrohrleitung (1) gegen die Abzweigöffnung (5) preßt und daß eine mechanische Sicherung bei dichtend an der die Abzweigöffnung (5) umgebenden inneren Mantelfläche der Hauptrohrleitung (1) anliegendem Dichtungselement (6, 60) die Spindel (7, 70) am Schleusenrohr gegen axiale Verschiebung sichert.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Sicherung der Spindel (7, 70) aus einer Schraubverbindung (16a, 16b), vorzugsweise aus drei am Umfang des Aufbohrgerätes (11) oder des Schleusenrohres gleichmäßig verteilten Schrauben (16a, 16b) besteht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (6, 60) mit einer inneren Abdichtfläche (611) die Abzweigöffnung (5) der Anschlußrohrleitung (2) abdeckt und mit einer äußeren Abdichtfläche (612) gegen die die Abzweigöffnung (5) umgebende innere Mantelfläche (20a) der Hauptrohrleitung (1) gepreßt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtfläche (610) des Dichtungselements (6, 60) der Krümmung der inneren Mantelfläche (20) der Hauptrohrleitung (1) angepaßt ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (6, 60) kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei die Grundfläche des Kegels oder Kegelstumpfes größer als die Abzweigöffnung (5) und die Deckfläche des Kegelstumpfes kleiner als die Abzweigöffnung (5) ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (6, 60) mit einer Montage- und Anpreßvorrichtung verbunden ist, die durch eine der Abzweigöffnung (5) der Anschlußrohrleitung (2) gegenüberliegende Montageöffnung (8) in die Hauptrohrleitung (1) gesteckt und gas- oder flüssigkeitsdicht gegen die Hauptrohrleitung (1) abgedichtet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (6, 60) aus – einem Stopfen (61) aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere aus Perbunan, mit einer abdichtenden Stirnfläche Abdichtfläche (611), – einem bolzenförmigen, mit einem Kopf (621) und einem Gewindeende (622) versehenen Spannzapfen (62), der in eine zentrisch angebrachte Stufenbohrung des Stopfens (61) eingepaßt ist, – einem plattenförmigen Druckflansch (63), der flächig an einer der abdichtenden Stirnfläche Abdichtfläche (611) gegenüberliegenden Stirnfläche (612) des Stopfens (61) angebracht ist – und aus einem rohrförmigen Druckring (64), der den Stopfen (61) an seiner Mantelfläche umspannt, wobei die axiale Höhe des Druckrings (64) geringer ist als die axiale Höhe des Stopfens (61), besteht.