DE3731943A1 - Fernbedienbare einrichtung zum verbinden von rohrflanschen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr in geringem Abstand nebeneinander und mit im wesentlichen horizontalen Achsen in einem vertikal angeordneten, gemeinsamen Festflansch endenden Rohren mit einer entsprechenden Anzahl von in einem korrespondierenden gemeinsamen Losflansch endenden Rohren.

Derartige Einrichtungen werden benötigt, um in heißen Zellen von beispielsweise Kernkraftwerken, Wiederaufarbeitungsanlagen oder dergl., die nicht betreten werden können, Apparate oder Teile davon austauschen zu können. Das Trennen und Verbinden von Rohrflanschen erfolgt dabei mittels ferngesteuerter Manipulatoren, deren Bewegungen vom Monteur mit Fernsehkameras überwacht werden. Wegen der Vielzahl der räumlich unterschiedlich angeordneten Verbindungsstellen muß man einerseits flexibel einsetzbare fernbedienbare Werkzeuge vorsehen, kann aus wirtschaftlichen Gründen andererseits aber nur einfache Greif-, Dreh- und Transportbewegungen realisieren. Dementsprechend müssen die Einrichtungen zum Verbinden von Rohrenden möglichst einfach und in bestimmter Weise zugänglich ausgebildet werden.

Hinzu kommt, daß für die Montage im allgemeinen nur ein sehr begrenzter Raum zur Verfügung steht und daß in ihren Bewegungen sehr präzise Roboter aus verschiedenen Gründen nicht einsetzbar sind. Für die Gestaltung der Rohrverbindungseinrichtungen wird deswegen davon ausgegangen, daß zur Montage zumindest ein in eine fernsteuerbare Transporteinrichtung einsetzbares schwenk- und drehbares Greifwerkzeug sowie ein Drehwerkzeug zum Lösen und Festziehen von Schraubverbindungen zur Verfügung steht.

Bisher sind nur wenige Einrichtungen der eingangs genannten Art bekannt geworden, ohne daß sie sich in der Praxis schon bewährt hätten.

Die in der EP-A-02 08 969 beschriebene, fernbedienbare Flanschverbindung für Rohre hat sich vermutlich deswegen nicht durchsetzen können, weil sie für eine Flanschverbindung vier getrennte Schraubvorgänge erfordert, was als zu zeitraubend angesehen wird, und weil sie bis zur Selbstjustierung in der Montagestellung eine sehr genaue Vorzentrierung erfordert, die mit den verfügbaren Greifwerkzeugen kaum zu erreichen ist.

Das gilt auch für die fernbedienbare Spannvorrichtung gemäß DE-OS 33 34 074, bei der die Flansche mittels radial auf- und zufahrbarer Spannglieder axial gegeneinander bewegbar sind. Bei der Vorzentrierung muß die an einem Flansch befestigte Spanneinrichtung mit nur geringem Spiel über den anderen Flansch geschoben werden, was als zu schwierig und bei der Ausführung als zu zeitaufwendig angesehen wird.

Die DE-OS 33 40 465 bezieht sich auf eine Rohverbindungseinrichtung mit einem Rohrleitungsteil zum Verbinden von zwei in größerem Abstand voneinander angebrachten ortsfesten Endflanschen zweier Rohrleitungen. Vorgesehen ist, daß die Trennebene der beiden Flanschverbindungen in zueinander parallel Ebenen liegen, damit die notwendigen Transport- und Drehbewegungen mit im wesentlichen gleicher Ausrichtung der Werkzeuge vorgenommen werden können. Diese Forderung ist im allgemeinen ohne besondere Schwierigkeiten zu erfüllen. Die Flanschverbindung selbst ist - abgesehen von einer Vorzentrierhilfe - konventionell mit mehreren Durchgangsschrauben mit Muttern für jeden Flansch ausgeführt und in dieser Form für den vorgesehenen Anwendungszweck nicht brauchbar, weil es mit vertretbarem Aufwand nicht möglich ist, solche normalen Schraubverbindungen mit den in heißen Zellen vorhandenen Werkzeugen herzustellen.

Da es bisher keine brauchbaren Einrichtungen der eingangs genannten Art gibt, besteht die Aufgabe, solche unter Beachtung der genannten "Randbedingungen" zu entwickeln, wobei insbesondere auf eine einfache Vorzentrierung, eine zeitsparende Montage und eine robuste und betriebssichere Ausführung zu achten ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsbildende Einrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Festflansch außerhalb des Mündungsbereichs der Rohre zwei zu den Rohren achsparallel befestigte Bolzen aufweist, die an ihren vom Festflansch abgewandten Enden je zwei vertikale, mit Abstand voneinander angeordnete Arretierscheiben tragen, der Losflansch zwei zu den Bolzen korrespondierende Führungen aufweist sowie eine paralle zum Losflansch angeordnete Druckplatte, die Bohrungen für die abgehenden Rohrenden aufweist und deren Abstand zum Losflansch mittels zentralem Schraubbolzen veränderbar ist und die ferner derart ausgebildet und mit Aussparungen für die Bolzen des Festflansches versehen ist, daß sie bei der Montage zwischen die Arretierscheiben eingeführt werden kann.

Bei dieser Einrichtung kann der Losflansch zusammen mit der Druckplatte in einfacher Weise von oben in die am Festflansch befestigte Führung eingesetzt und mittels nur einer zentralen Schraube mit diesem verbunden werden. Ebenso einfach ist die Demontage.

Ausgestaltungen und Anwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens sind aus den Unteransprüchen 2 bis 12 ersichtlich. Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand der in den Fig. 1 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Verbindung mit drei Rohren.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht zu Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Draufsicht zu Fig. 1.

Fig. 4 zeigt im Detail den Festflansch.

Fig. 5 zeigt im Detail den Losflansch.

Fig. 6 zeigt Fig. 1, ergänzt durch die Aufnahmewanne.

Fig. 7 zeigt Fig. 2, ergänzt durch die Aufnahmewanne.

Fig. 8 zeigt in Draufsicht die Anwendungsmöglichkeit der Verbindung gemäß Unteranspruch 10.

Fig. 9 zeigt eine Ansicht zu Fig. 8, ergänzt durch eine Einrichtung nach Unteranspruch 8.

Fig. 10 zeigt als Ansicht die Anwendungsmöglichkeit der Verbindung gemäß Unteranspruch 12.

Fig. 11 zeigt eine Draufsicht zu Fig. 10.

Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht zu Fig. 10.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens gemäß Unteranspruch 9.

Die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung nach den Fig. 1 bis 3 ist gekennzeichnet durch einen Festflansch (1) und einen Losflansch (4) mit je drei Rohrenden (10) sowie zwei zu den Rohrenden am Festflansch (1) achsparallel befestigten Bolzen (2), die an ihrem vorderen Ende je zwei vertikale, mit Abstand voneinander angeordnete Arretierscheiben (3) tragen, deren gegenüberliegende Flächen (11) keilförmig abgeschrägt sind. Der Losflansch (4) besitzt zwei zu den Bolzen (2) korrespondierende Führungen (5) sowie eine parallel zum Losflansch (4) angeordnete Druckplatte (6) mit Bohrungen (7) für die abgehenden Rohrenden. Der Abstand zwischen Druckplatte (6) und Losflansch (4) kann mittels zentralem Schraubbolzen (8) verändert werden. Die Druckplatte (6) weist ferner Aussparungen (9) für die Bolzen (2) des Festflansches (1) auf und kann bei der Montage zwischen die Arretierscheiben (3) eingeführt werden. Wenn durch Drehen des Schraubbolzens (8) die Druckplatte (6) an den Arretierscheiben (3) zur Anlage kommt, bewirkt die weitere Drehung des Schraubbolzens (8) eine Bewegung des Losflansches relativ zur Druckplatte (6) und - da diese durch die Arretierscheibe (3) fixiert ist - auch relativ zum Festflansch (1). Damit kann auf überraschend einfache Weise eine feste Verbindung zwischen Festflansch (1) und Losflansch (4) hergestellt und auch wieder gelöst werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die unterschiedliche Ausbildung von Fest- und Losflansch im Bereich der Führung (2, 5) und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

In den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, wie unterhalb der Flanschverbindung eine Auffangwanne (12) lösbar angeordnet werden kann. Am Festflansch (1) sind zwei Teile (13) befestigt, die Bohrungen (14) aufweisen, in die an der Auffangwanne (12) angebrachte konisch angespitzte Tragstifte (15) eingreifen können. Dadurch kann die Auffangwanne (12) in einfacher Weise mittels Greifwerkzeug angebracht und entfernt werden.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung für zwei mit dem Festflansch (1) verbundene Rohrenden (18 a, b), die über im Losflansch (4) angeordnete achsparallele Bohrungen (19 a, b) sowie eine innerhalb des Losflansches (4) verlaufende Verbindung (20) miteinander gekoppelt werden können. Diese Ausführungsform kann auch mit einem von außen bedienbaren Absperrorgan (21) in der Verbindung (20) versehen werden.

Während die Druckplatte (6) bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 durch die abgehenden Rohrenden gegen Verdrehen relativ zum Losflansch (4) gesichert ist, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 Rohre oder Bolzen (23) für diesen Zweck vorgesehen.

In Fig. 9 ist die Ausführungsform gemäß Fig. 8 in der Ansicht dargestellt und durch eine Einrichtung (16) für den Eingriff einer Transportvorrichtung ergänzt worden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 10 bis 12, die für eine Flanschverbindung mit nur einem Rohr (22) konzipiert ist, sind ebenfalls Rohre oder Bolzen (23) zur Sicherung der Druckplatte (6) gegen Verdrehen vorgesehen, die an einem mit dem Losflansch (4) verbundenen Bügel (24) befestigt sind. Außerdem sind verlängerte Bolzen (2 a) vorgesehen, weil für das abgekröpfte Rohr (22) und den Bügel (24) mehr Platz gebraucht wird, als bei der Ausführungsform nach Fig. 3.

In Fig. 13 schließlich ist eine Ausführungsform gemäß Unteranspruch 9 mit zwei Festflanschen (1) und zwei Losflanschen (4) dargestellt, wobei die Losflansche (4) einen Rohrabschnitt (17) mit drei nebeneinander verlaufenden Rohren (17 a, b, c) begrenzen. Solche Rohrabschnitte (17) werden eingesetzt, wenn eine größere auswechselbare Baueinheit mit einem in der heißen Zelle ortsfest angeordneten Rohrsystem verbunden werden muß. Dabei wird die Baueinheit in der Zelle aufgestellt und genau ausgerichtet. Sie weist ihrerseits einen Festflansch auf, der über den Rohrabschnitt (17) mit dem Festflansch der Zelle verbunden wird. Dabei werden aus Gründen der Platzersparnis und Montagevereinfachung vorteilhafterweise Flansche mit mehr als einem Rohr vorgesehen.

Claims (12)

1. Fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden von zwei oder mehr in geringem Abstand nebeneinander und mit im wesentlichen horizontalen Achsen in einem vertikal angeordneten, gemeinsamen Festflansch endenden Rohren mit einer entsprechenden Anzahl von in einem korrespondierenden gemeinsamen Losflansch endenden Rohren, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Festflansch (1) außerhalb des Mündungsbereichs der Rohre (10) zwei zu den Rohrenden achsparallel befestigte Bolzen (2) aufweist, die an ihren vom Festflansch (1) abgewandten Enden je zwei vertikale, mit Abstand voneinander angeordnete Arretierscheiben (3) tragen,
• b) der Losflansch (4) zwei zu den Bolzen (2) korrespondierende Führungen (5) aufweist sowie eine parallel zum Losflansch (4) angeordnete Druckplatte (6), die Bohrungen (7) für die abgehenden Rohrenden aufweist und deren Abstand zum Losflansch (4) mittels zentralem Schraubbolzen (8) veränderbar ist und die ferner derart ausgebildet und mit Aussparungen (9) für die Bolzen (2) des Festflansches (1) versehen ist, daß sie bei der Montage zwischen die Arretierscheiben (3) eingeführt werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (6) durch eine Führung gegen ein Verdrehen relativ zum Losflansch (4) gesichert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrenden eines Flansches geringfügig über die vordere Fläche des Flansches vorstehen und konisch ausgebildet sind, während die Rohrenden des anderen Flansches geringfügig gegenüber der vorderen Fläche des Flansches zurückspringen und komplementär konisch ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrenden zur Aufnahme einer Dichtung ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierscheiben (3) oben an ihren gegenüberliegenden Flächen (11) keilförmig abgeschrägt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Festflansch (1) mittels Halterungen (13, 15) eine Aufnahmewanne (12) lösbar befestigt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen aus am Festflansch befestigten Teilen (13) mit achsparallel zu den Rohren angeordneten Bohrungen (14) und an der Aufnahmewanne befestigten konisch angespitzten Tragstiften (15) bestehen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (16) für den Eingriff einer Transportvorrichtung vorgesehen sind.

9. Anwendung der Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Verbinden eines Rohrabschnitts (17) mit zwei oder mehr nebeneinander verlaufenden Rohren (17 a, b, c) und zwei Losflanschen (4) mit zwei ortsfest angeordneten Festflanschen (1) mit je einer korrespondierenden Anzahl von Rohrenden.

10. Anwendung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8 auf einen Festflansch (1) mit zwei Rohrenden (18 a, b) und einem Losflansch (4) mit zwei achsparallel zu den Rohrenden angeordneten Bohrungen (19 a, b) sowie einer innerhalb des Losflansches verlaufenden Verbindung (20) zwischen den beiden Bohrungen (19 a, b).

11. Anwendung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8 auf einen Losflansch gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der innerhalb des Losflansches (4) verlaufenden Verbindung (20) ein von außen bedienbares Absperrorgan (21) angeordnet ist.

12. Anwendung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8 auf die Verbindung eines Festflansches mit nur einem Rohrende mit einem entsprechenden Losflansch (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrende (22) am Losflansch (4) abgekröpft ist und daß die Bolzen (2 a) verlängert sind.