DD201979A5 - Anlage zur druckdichten befestigung eines rohres in einem rohrboden mit hilfe einer druckfluessigkeit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezweckt die Bereitstellung einer wirtschaftlich einsetzbaren und funktionssicher betreibbaren Anlagen zur druckdichten Befestigung von Rohren in Rohrboeden mittels einer Druckfluessigkeit, wobei das bisher notwendige selbstentsperrende Rueckschlagventil und das von Hand zu betaetigende Restdruckabbauventil entfallen koennen. Damit auf ein selbstentsperrendes Rueckschlagventil und auf ein von Hand zu betaetigendes Restdruckabbauventil verzichtet werden kann, ist erfindungsgemaess nunmehr die Druckfluessigkeitsfuelleinrichtung ueber den Aufweitdruckerzeuger mit dem Druckaufbaudorn verbunden, weist der Aufweitdruckerzeuger also einen Fuellanschluss auf, und ist die Verbindung zwischen dem Fuellanschluss des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn geoeffnet, wenn der Aufweitdruckerzeuger passiv ist, sowie die Verbindung zwischen dem Fuellanschluss des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn gesperrt ist, wenn der Aufweitdruckerzeuger aktiv ist.
Description
3 *J A 7 B ß Berlin, den 21.5.1982
_^ AP 3 21 D/237 473/6
60 382/27
Anlage zur druckdichten Befestigung eines Rohres in einem Rohrboden
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur druckdichten·Befestigung eines Rohres in einem Rohrboden mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, mit einem Druckaufbaudorn, einer Druckflüssigkeit sfülleinrichtung und einem Aufweitdruckerzeuger, wobei die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung und der Aufweitdruckerzeuger mit einem Druckaufbaudorn verbunden sind und der Aufweitdruckerzeuger einen Druckzylinder, einen Druckkolben und eine Aufiveitdruckdichtung aufweist.
Die Erfindung geht aus vom "hydraulischen Aufweiten von Rohren", das schon seit langem bekannt ist (vgl. z, 3, die DE-OS 19 39 105 und den Aufsatz von M, Podhorsky und H. Krips "Hydraulisches Aufweiten von Rohren" in VGB KRAFTWERKSTECHNIK, Heft 1/1979, Seiten Sl bis 87). Hiernach wird das Rohrende des zu befestigenden Rohres mit Spiel in eine Bohrung des Rohrbodens eingesetzt, in das Rohrende des zu befestigenden Rohres der Druckaufbaudorn eingebracht, der Hohlraum zwischen dem Rohrende das zu befestigenden Rohres und dem Druckauf baudorn an den beiden Enden eines Aufweitbereiches - mit Hilfe von mindestens zwei Dichtungen - abgedichtet und über mindestens eine durch den Druckaufbaudorn geführte und in den Hohlraum zwischen dem Rohrende des zu befestigenden Rohres und dem Druckaufbaudorn mündende Druckmittelzuführung dem Hohlraum eine Druckflüssigkeit zugeführt.
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Der druckdichten Befestigung von Rohren in Rohrboden od. dgl., z, B# der Wärmetauscherrohre in den Rohrböden von Wärmetauschern, kommt eine enorme wirtschaftliche Bedeutung zu« Ober mehrere Oahrzehnte hinweg ist als Verfahren dazu das "mechanische Einwalzen" angewendet worden, das jedoch sehr aufwendig ist und nicht zu hinreichend exakt berechenbaren Ergebnissen führt (vgl, M, Podhorsky und H0 Krips "Hydraulisches Aufweiten von Rohren", aaO»), , Gegenüber dem "mechanischen Einwalzen" ist das "hydraulische Aufweiten" mit einer Vielzahl von Vorteilen verbunden (vgl, M, Podhorsky und H. Krips "Hydraulisches Aufweiten von Rohren", aaO)„
Bei der bekannten Anlage zum "hydraulischen Aufweiten von Rohren", von der die Erfindung ausgeht (vgl, die DE-AS 26 16 523 und M. Podhorsky und H, Krips "Hydraulisches Aufweiten von Rohren", aaO), wird als Druckflüssigkeit Wasser verwendet, während die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung und der Aufweitdruckerzeuger mit von einer Pumpe gefördertem öl als Antriebsmittel arbeiten; ein zu der Druckflüssigkeitsfülleinrichtung gehörender Fülldruck·=· K._j erzeuger und der Aufweitdruckerzeuger weisen jeweils einen Doppelkolben mit" einem die Druckflüssigkeit, also das Wasser, beaufschlagenden Druckkolben und einen ölbeaufschlagten Antriebskolben auf.
Nachteilig ist bei der bekannten Anlage, von der die Erfindung ausgeht, daß in der Verbindung zwischen der Druckflüssigkeit sfülleinrichtung und dem Druckaufbaudorn mindestens ein selbstentsperrendes Rückschlagventil (Rückschlagventil 19 in ,der DE-AS 26 15 523) vorgesehen sein muß. Dieses selbstentsperrende Rückschlagventil hat zunächst
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als Rückschlagventil die Aufgabe, dann, wenn mit Hilfe der Druckflüssigkeitsfülleinrichtung Druckflüssigkeit eingefüllt ist, den Aufbau des Aufweitdruckes - mit Hilfe des Aufweitdruckerzeugers - zu ermöglichen, also zu verhindern, daß der Aufweitdruckerzeuger die-Druckflüssigkeit in die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung zurückdrückt. Das Rückschlagventil muß aber auch selbstentsperrend sein, und zwar aus folgendem Grund:
Beim Aufbau des Aufweitdruckes—bis ca,, 4.000 bar - wird die Druckflüssigkeit komprimiert; das Volumen der unter dem Aufweitdruck stehenden Druckflüssigkeit ist um das Kompressionsvolumen kleiner als das Volumen der entspannten Druckflüssigkeit, Nun entsteht zwar beim Aufweiten - durch das Aufweiten des Rohrendes des zu befestigenden Rohres -ein Verdrängungsvolumen, das beim Aufbau des Aufweitdruckes für die Druckflüssigkeit zur Verfugung steht. Da jedoch das^Kompressionsvolumen in der Regel größer ist als das Verdrängungsvolumen, verbleibt die Druckflüssigkeit nach dem Aufbau des Aufweitdruckes, d. h, also dann, wenn der Aufweitdruckerzeuger passiv geworden ist, unter einem Restdruck, der abgebaut werden muß.
Nun ist es praktisch nicht möglich, ein hinreichend funktionssicheres selbstentsperrendes Rückschlagventil zu bauen, das bis zu ca« 4.000 bar Aufweitdruck als Rückschlagventil absolut druckdicht ist, das bei einem Fülldruck von z, B# 400 bar noch nicht selbstentsperrend wirksam wird und das bei einem Restdruck von z. B. 300 bar sicher selbstentsperrend wirksam wird. (Liegt der Restdruck oberhalb des Fülldruckes, so kann ein selbstentsperrendes Rückschlagventil natürlich ohnehin nicht verwendet.werden).
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Im Ergebnis.wird bei der bekannten Anlage, von der die Erfindung ausgeht, mit einem von Hand zu -betätigenden Restdruckabbauventil gearbeitet, wenn wirklich sichergestellt werden soll,, daß der erläuterte Restdruck tatsächlich abgebaut wird, .
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlich einsetzbaren und funktionssicher betreibbaren Anlage zur druckdichten Befestigung eines Rohres in einem- Rohrboden mittels einer Druckflüssigkeit.
Darlegung des, Wesens der Erfindung
Der Erfindung Uegt die Aufgabe zugrunde, die in Rede stehende Anlage zum "hydraulischen Aufweiten von Rohren" so auszugestalten und weiterzubilden., daß das erläuterte selbstentsperrende Rückschlagventil und ein von Hand zu betätigendes Restdruckabbauventil nicht mehr benötigt werden.
Die erfindungsgemäße Anlage zur druckdichten Befestigung eines Rohres in einem Rohrboden mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, bei der die zuvor dargelegte Aufgabe gelöst ist, ist^zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung über den Aufwe.itdruckerzeuger mit dem Druckauf baudorn verbunden ist, der Aufweitdruckerzeuger also einen Füllanschluß aufweist, und die Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn geöffnet ist, die Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn gesperrt ist, wenn der Aufweitdruckerzeuger aktiv ist.
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Erfindungsgemäß ist also der Aufweitdruckerzeuger so ausgeführt, daß er, wenn er gleichsam zwischen der Druckflüssigkeit sfülleinrichtung und dem Druckaufbaudorn vorgesehen ist, die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung also über den Aufweitdruckerzeuger mit dem Druckaufbaudorn verbunden ist, die Funktion des im Stand der Technik notwendig gewesenen selbstentsperrenden Rückschlagventils mit übernimmt, Ist der Aufweitdruckerzeuger zunächst passiv, so kann die Druckflüssigkeit ohne weiteres von der Druckflüssigkeitsfülleinrichtung über den Aufweitdruckerzeuger dem Druckaufbaudorn zugeführt werden, weil ja dann gemäß der Lehre der Erfindung die Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn geöffnet ist» Wird dann - zum Aufbau des Aufweitdruckes der Aufweitdruckerzeuger aktiviert, so wird erfind'ungsgemäß die Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn gesperrt, so daß der Aufweitdruckerzeuger die Druckflüssigkeit nicht in die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung zurückdrücken kann, Wird nach dem Aufweiten der Aufweitdruckerzeuger wieder pasäviert, so wird die Verbindung zwischen dem Druckauf baudorn und dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers wieder geöffnet, so daß sich der Restdruck in die Druckflüssigkeitsf ülleinrichtung abbauen kann.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die zuvor erläuterte grundsätzliche Lehre der Erfindung im einzelnen zu realisieren sowie auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.
Die Lehre der Erfindung, eine geöffnete Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druck-
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aufbaudorn dann zu realisieren, wenn der Aufweitdruckerzeuger passiv ist, dagegen eine gesperrte Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn dann zu realisieren, wenn der Aufweitdruckerzeuger · aktiv ist, läßt sich besonders einfach dadurch verwirk,, liehen, daß bei dem Aufweitdruckerzeuger der Füllanschluß - in Bewegungsrichtung des Druckkolbens gesehen - vor der Aufweitdruckdichtung vorgesehen wird. Dann empfiehlt es sich, den Aufweitdruckerzeuger - in Bewegungsrichtung des Druckkolbens gesehen - vor dem Füllanschluß mit einer Fülldruckdichtung zu versehen. Bei dieser Ausführungsform befindet sich also an dem Aufweitdruckerzeuger der Füllanschluß zwischen der Aufweitdruckdichtung und der Fülldruckdichtung.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage zum "hydraulischen Aufweiten von Rohren" wird der Druckkolben des Aufweitdruckerzeugers in der Regel durch den erläuterten Restdruck der Druckflüssigkeit in eine passive Endstellung gebracht. Gleichwohl kann es sich empfehlen, den Aufweitdruckerzeuger mit einer eine passive Endstellung des Druckkolbens sicherstellenden Druckfeder zu versehen. Dadurch wird verhindert, daß die Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers und dem Druckaufbaudorn durch den Druckkolben des Aufweitdruckerzeugers teilgeöffnet bzw. teilgesperrt ist, wenn der Aufweitdruckerzeuger passiv ist»
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, ist bei dem Aufweitdruckerzeuger die Aufweitdruckdichtung in der Innenwandung des Druckzylinders vorgesehen, also als sogenannte Stangendichtung ausgeführt, während im Stand der Technik, von dem die Erfindung aus-
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geht, bei dem Aufweitdruckerzeuger die Aufweitdruckdichtung in der Außenwandung des Druckkolbens vorgesehen, also als sogenannte Kolbendichtung ausgeführt ist. Die Ausführung der Aufweitdruckdichtung des Aufweitdruckerzeugers als sogenannte Stangendichtung hat gegenüber der Ausführung als sogenannte Kolbendichtung eine Mehrzahl von Vorteilen. Insbesondere läßt sich der Druckkolben, für das Zusammenwirken mit der Aufweitdruckdichtung besser bearbeiten als der Druckzylinder.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig* 1: eine schematische Darstellung einer bevorzugten
- Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zum "hydraulischen Aufweiten von Rohren" und
Fig. 2: in gegenüber der Fig, I wesentlich größerer Darstellung den Aufweitdruckerzeuger der Anlage nach Fig« 1, teilweise im Schnitt,
Die Fig, 1 zeigt eine Anlage zur druckdichten Befestigung eines nicht dargestellten Rohres in einem nicht dargestellten Rohrboden mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, mit einem Druckaufbaudorn 1, einer Druckflüssigkeitsfülleinrichtung 2 und einem. Aufweitdruckerzeuger 3. Die Druckflüssigkeit sf ülleinrichtung 2 und der Aufweitdruckerzeuger 3 sind mit dem'Druckaufbaudorn 1 verbunden. Als Druckflüssigkeit wird Wasser verwendet, während die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung 2 und der Aufweitdruckerzeuger 3 mit
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von einer Pumpe 4 gefördertem öl als Antriebsmittel arbeiten; ein zu der Druckflüssigkeitsfülleinrichtung 2 gehörender Fülldruckerzeuger 5 und der Aufweitdruckerzeuger 3 weisen jeweils einen Doppelkolben 6; 7 mit jeweils einem die Druckflüssigkeit, also das Wasser beaufschlagenden Druckkolben 8; 9 und jeweils einen ölbeaufschlagten Antriebskolben 10; 11 auf. Im übrigen zeigt die Fig. 1 eine Mehrzahl von Verbindungs-, Meß- und Steuer- ( '· mitteln auf, die hier der Beschreibung nicht bedürfen.
Wie die Figuren zeigen, weist der Aufweitdruckerzeuger 3 einen Druckzylinder 12, den Doppelkolben 7 mit dem Druckkolben 9 und eine Aufweitdruckdichtung 13 auf, die zwischen dem Druckzylinder 12 und dem Druckkolben 9 wirksam ist.
Erfindungsgemäß ist die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung 2 über den Aufweitdruckerzeuger 3 mit dem Druckaufbaudorn 1 verbunden, weist also der Aufweitdcuckerzeuger 3 einen Füllanschluß 14 auf, und ist die Verbindung zwischen dem Füllanschluß 14 des Aufweitdruckerzeugers 3 und dem Druck- aufbaadorn 1 geöffnet, wenn der Aufweitdruckerzeuger 3 v_,; passiv ist, dagegen gesperrt, wenn der Aufweitdruckerzeuger 3 aktiv ist»
Erfindungsgemäß ist also der Aufweitdruckerzeuger 3 so ausgeführt, daß er, wenn er gleichsam zwischen der Druckflüssigkeit sfülleinrichtung 2 und dem Druckaufbaudorn 1 vorgesehen ist, die Funktion des im Stand der Technik notwendig gewesenen selbstentsperrenden Rückschlagventils mit übernimmt. Ist der Aufweitdruckerzeuger 3 zunächst passiv, so kann die Druckflüssigkeit ohne weiteres von der Druckflüssigkeitsf ülleinrichtung 2 über den Aufweitdruckerzeuger 3 dem Druckaufbaudorn 1 zugeführt werden,, weil ja dann
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gemäß der Lehre der Erfindung die Verbindung zwischen dem Füllanschluß 14 des Aufweitdruckerzeugers 3 und dem Druckauf baudorn 1 geöffnet ist. Wird dann - zum Aufbau des Aufweitdruckes - der Aufweitdruckerzeuger aktiviert, so wird erfindungsgemäß die Verbindung zwischen dem Füllanschluß des Aufweitdruckerzeugers 3 und dem Druckaufbaudorn 1 gesperrt, so daß der Aufweitdruckerzeuger 3 die Druckflüssigkeit nicht in die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung 2 zurückdrücken kann» Wird dann nach dem Aufweiten der Aufweitdruckerzeuger 3 wieder passiviert, so wird die Verbindung zwischen dem Füllanschluß 14 des Aufweitdruckerzeugers 3 und dem Druckaufbaudorn 1 wieder geöffnet, so daß sich der Restdruck in die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung 2 abbauen kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei dem Aufweitdruckerzeuger 3 der Füllanschluß 14 - in Bewegungsrichtung des Druckkolbens 9 gesehen - vor der Aufweitdruckdichtung. 13 vorgesehen und weist der Aufweitdruckerzeuger 3 - in Bewegungsrichtung des Druckkolbens 9 gesehen - vor dein Füllanschluß 14 eine Fülldruckdichtung 15 auf; der Füllanschluß 14 befindet sich also zwischen der Aufweitdruckdichtung 13 und der Fülldruckdichtung 15» Im übrigen weist der Aufweitdruckerzeuger 3 noch eine eine passive Endstellung des Druckkolbens 9 sicherstellende Druckfeder 15 auf und ist die Aufweitdruck'dichtung 13 in der Innenwandung des Druckzylinders 9 vorgesehen, also als sogenannte Stangendichtung ausgeführt.
Claims (5)
1» Anlage zur druckdichten Befestigung eines Rohres in einem Rohrboden mit Hilfe einer Druckflüssigkeit, mit einem Druckaufbaudorn, einer Druckflüssigkeitsfülleinrichtung und einem Aufweitdruckerzeuger, wobei die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung und der Aufweitdruckerzeuger mit dem Druckaufbaudorn verbunden sind und der Aufweitdruckerzeuger einen Druckzylinder, einen Druckkolben und eine Aufweitdruckdichtung aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß die Druckflüssigkeitsfülleinrichtung (2) über den Aufweitdruckerzeuger (3) mit dem Druckaufbaudorn (1) verbunden ist, der Aufweitdruckerzeuger (3) also einen Füllanschluß (14) aufweist, und die Verbindung zwischen dem Füllanschluß (14) des Aufweitdruckerzeugers (3) und dem Druckaufbaudorn (1) geöffnet ist, wenn der Aufweit druckerzeuger (3) passiv . ist, die Verbindung zwischen dem Fullanschluß (14) des Aufweitdruckerzeugers (3) und dem Druckaufbaudorn (1) gesperrt ist, wenn der Aufweitdruckerzeuger (3) aktiv ist,
2. Anlage nach Pu/ikt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei dem Aufweitdruckerzeuger (3) der Füllanschluß (14) - in Bewegungsrichtung des Druckkolbens (9) gesehen - vor der Aufweitdruckdichtung (13) vorgesehen ist.
3« Anlage nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß der. Aufweitdruckerzeuger (3) - in Bewegungsrichtung des Druckkolbens (9) gesehen - vor dem Füllanschluß (14) eine Fülldruckdichtung (15) aufweist.
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4« Anlage nach Punkt 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Aufweitdruckerzeutjer (3) eine eine passive Endstellung des Druckkolbens (9) sicherstellende Druckfeder (16) aufweist, ·
5. Anlage nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß bei dem Aufweitdruckerzeuger (3) die Aufweitdruckdichtung (13) in der Innenwandung des Druckzylinders (12) vorgesehen ist, also als sogenannte Stangendichtung ausgeführt ist.
Hierzu 2 Seiten Zeichnungen
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