DE3731942A1

DE3731942A1 - Remotely controllable device for connecting pipe flanges

Info

Publication number: DE3731942A1
Application number: DE19873731942
Authority: DE
Inventors: Manfred Boeckel
Original assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH; Metallgesellschaft AG
Current assignee: Deutsche Gesellschaft fuer Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH; GEA Group AG
Priority date: 1987-09-23
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1989-04-06

Abstract

In order to connect a pipe which terminates in a vertically arranged fixed flange to a pipe which terminates in a corresponding loose flange, the invention proposes a remotely controllable device, in the case of which an inner sleeve is fixedly connected to the loose flange, which sleeve can be axially displaced, by means of a pressure screw, relative to an outer sleeve, said outer sleeve being configured such that it can be inserted into a receiving device connected to the fixed flange.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fernbedienbare Einrichtung zum Verbinden eines mit im wesentlichen horizontaler Achse in einem vertikal angeordneten Festflansch endenden Rohres mit einem in einem korrespondierenden Losflansch endenden Rohr.The invention relates to a remote control Means to connect one with essentially horizontal axis in a vertically arranged Fixed flange ending pipe with one in one corresponding loose flange ending pipe.

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.Such facilities are needed to be in hot Cells from nuclear power plants, Reprocessing plants or the like which do not enter be able to replace apparatus or parts thereof can. The separation and connection of pipe flanges takes place by means of remote-controlled manipulators, whose Movements monitored by the fitter using television cameras will. Because of the multitude of spatially different arranged connection points one hand provide flexibly usable remote-controlled tools, On the other hand, for economic reasons, it can only simple gripping, rotating and transporting movements realize. Accordingly, the facilities for Connecting pipe ends as simply and in be made accessible in a certain way.

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. In addition, for assembly in general only one very limited space is available and that in their Movements very precise robots for various reasons cannot be used. For the design of the Pipe connecting devices will therefore be the result assumed that for assembly at least one in one remotely controllable transport device can be used swiveling and rotating gripping tool and a Rotary tool for loosening and tightening Screw connections are available.

Bisher sind nur wenige Einrichtungen der eingangs genannten Art bekannt geworden, ohne daß sie sich in der Praxis schon bewährt hätten.So far there are only a few facilities at the beginning become known, without being in the Practice would have proven.

Die in der EP-A-0 208 969 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.The remote-controlled one described in EP-A-0 208 969 This is probably why flange connection for pipes can't enforce it for one Flange connection four separate screwing operations requires what is considered too time consuming and because up to self-adjustment in the assembly position requires very precise pre-centering that with the available gripping tools can hardly be reached.

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.This also applies to the remote-controlled clamping device according to DE-OS 33 34 074, in which the flanges by means of radial Retractable and retractable tendons axially against each other are movable. When precentering, it must be on one Flange-mounted clamping device with little play to be pushed over the other flange, what as too difficult and too time-consuming to execute is seen.

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.DE-OS 33 40 465 relates to a pipe connection device with a pipe part for connecting two fixed end flanges of two pipes which are arranged at a greater distance from one another. It is envisaged that the parting plane of the two flange connections lie in mutually parallel planes, so that the necessary transport and rotary movements can be carried out with essentially the same orientation of the tools. This requirement can generally be met without particular difficulty. Apart from a pre-centering aid , the flange connection itself is conventionally designed with several through screws with nuts for each flange and in this form cannot be used for the intended purpose because it is not possible with reasonable effort to make such normal screw connections with the tools available in hot cells to manufacture.

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.Since there are no usable facilities of the beginning mentioned type there is the task of taking such To develop consideration of the mentioned "boundary conditions", with a simple pre-centering, in particular time-saving installation and a robust and reliable Execution is important.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die gattungsbildende Einrichtung gekennzeichnet durch einen Festflansch, der im Durchmesser nur wenig größer ist als das Rohr, dessen Rückseite als eine zur Rohrachse senkrechte Anlagefläche ausgebildet ist und dessen Vorderseite einen zum Rohr achsparallelen Führungsring mit konisch verjüngtem vorderen Ende aufweist, eine mit dem Festflansch verbundene untere Aufnahmeschale, die sich über etwa ein Drittel des Flanschumfangs erstreckt und an ihrem vorderen Ende einen nach innen weisenden Flanschteil mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche aufweist, einen Losflansch, der im Durchmesser nur wenig größer ist als das Rohr, dessen Rückseite als eine zur Flanschebene parallele Anlagefläche ausgebildet ist und der einen zur Flanschbohrung achsparallelen Führungsring mit konisch erweitertem vorderen Ende aufweist, ein als Krümmer oder Abkröpfung ausgebildetes Rohrende, das mit dem Losflansch verbunden ist, eine mit dem Losflansch verbundene innere Hülse mit seitlichem Durchbruch für den Krümmer und hinterer Druckplatte, in der ein Schraubbolzen drehbar aber axial unverschieblich gelagert ist sowie eine äußere Hülse, die auf etwa einem Drittel ihres oberen Umfangs verlängert ausgebildet ist und am vorderen Ende der Verlängerung einen nach innen weisenden Flanschteil und auf etwa einem Drittel ihres unteren Umfangs am vorderen Ende einen nach außen weisenden Flanschteil sowie einen seitlichen Durchbruch für den Krümmer aufweist und deren hinteres Ende durch eine Druckplatte abgeschlossen ist, in deren zentraler Gewindebohrung der Schraubbolzen drehbar und entsprechend der Gewindesteigung axial verschieblich gelagert ist.To solve this task is the generic Device characterized by a fixed flange, which in the Diameter is only slightly larger than the pipe whose Back as a contact surface perpendicular to the pipe axis is formed and the front of one to the tube axially parallel guide ring with tapered has front end, one with the fixed flange connected lower receptacle, which is about one One third of the flange circumference extends and at its front End an inward-facing flange part with one to the Flange plane has parallel contact surface, one Loose flange that is only slightly larger in diameter than the pipe, the back of which as one to the flange plane parallel contact surface is formed and one to Flange bore axially parallel guide ring with conical has extended front end, one as a manifold or Bend formed tube end that with the loose flange is connected, an inner connected to the loose flange Sleeve with side opening for the manifold and rear pressure plate, in which a screw pin rotates but is axially fixed and an outer Sleeve which is on about a third of its upper circumference is elongated and at the front end of the Extension an inward-facing flange part and about a third of their lower circumference at the front End of an outward-facing flange part and one has lateral opening for the manifold and their rear end is completed by a pressure plate, in whose central threaded bore rotates the bolt and axially displaceable according to the thread pitch is stored.

Bei dieser Einrichtung kann der Losflansch zusammen mit den Spanneinrichtungen in einfacher Weise von oben in die am Festflansch befestigte Aufnahmeschale eingesetzt und mittels der äußeren Hülle hinter den oberen Teil des Festflansches eingehakt werden. Mittels zentraler Schrauben kann dann die Verbindung hergestellt werden. Ebenso einfach ist die Demontage.With this device, the loose flange can be used together with the clamping devices in a simple manner from above into the receptacle attached to the fixed flange and by means of the outer shell behind the upper part of the Fixed flange are hooked. By means of central The connection can then be made using screws. Disassembly is just as easy.

Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind aus den Unteransprüchen 2 bis 4 ersichtlich. Weitere Einzeilheiten und Vorteile werden anhand des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.Embodiments of the inventive concept can be seen from subclaims 2 to 4. Further details and advantages are explained in more detail with reference to the embodiment shown in FIGS . 1 and 2.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung. Fig. 1 shows a longitudinal section through the device according to the invention.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the section line AA in FIG. 1.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist ein Rohr (2) mit einem Festflansch (1) verbunden, dessen Rückseite als eine zur Rohrachse senkrechte Anlagefläche (3) ausgebildet ist und dessen Vorderseite einen zum Rohr (2) achsparallelen Führungsring (4) mit konisch verjüngtem vorderen Ende aufweist. Mit dem Festflansch (1) ist außerdem eine untere Aufnahmeschale (6) verbunden, die sich über etwa ein Drittel des Flanschumfanges erstreckt und an ihrem vorderen Ende (7) einen nach innen weisenden Flanschteil (8) mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche (9) aufweist. Der Losflansch (10) ist auf seiner Rückseite mit einer zur Flanschebene parallelen Anlagefläche (13) und einem zur Flanschbohrung achsparallelen Führungsring (11) versehen, der ein konisch erweitertes vorderes Ende (12) aufweist. Das mit dem Losflansch (10) verbundene Rohrende ist als Krümmer (14) ausgebildet. Mit dem Losflansch (10) ist eine innere Hülse verbunden, die einen seitlichen Durchbruch (16) für den Krümmer (14) aufweist und durch eine hintere Druckplatte (17) abgeschlossen ist, in der ein Schraubbolzen (18) drehbar aber axial unverschieblich gelagert ist. Ferner ist eine äußere Hülle (19) vorgesehen, die auf etwa einem Drittel ihres oberen Umfangs verlängert ausgebildet ist und am vorderen Ende (20) der Verlängerung einen nach innen weisenden Flanschteil (21) sowie auf etwa einem Drittel ihres unteren Umfangs am vorderen Ende (22) einen nach außen weisenden Flanschteil (23) aufweist. Die äußere Hülse (19) besitzt ebenfalls einen seitlichen Durchbruch (24) für Krümmer (14). Das hintere Ende (25) der äußeren Hülse (19) ist durch eine Druckplatte (26) abgeschlossen, in deren zentraler Gewindebohrung (27) der Schraubbolzen (18) drehbar und entsprechend der Gewindesteigung axial verschieblich gelagert ist. Festflansch (1) und Losflansch (10) sind so ausgebildet, daß sie eine Dichtung (28) aufnehmen können.In the embodiment according to FIG. 1, a tube ( 2 ) is connected to a fixed flange ( 1 ), the rear side of which is designed as a contact surface ( 3 ) perpendicular to the tube axis and the front side of which is a conical guide ring ( 4 ) that is axially parallel to the tube ( 2 ) has a tapered front end. A lower receptacle ( 6 ) is also connected to the fixed flange ( 1 ), which extends over approximately one third of the flange circumference and at its front end ( 7 ) has an inwardly facing flange part ( 8 ) with an abutment surface ( 9 ) parallel to the flange plane. having. The loose flange ( 10 ) is provided on its rear side with a bearing surface ( 13 ) parallel to the flange plane and a guide ring ( 11 ) parallel to the flange bore, which has a conically enlarged front end ( 12 ). The pipe end connected to the loose flange ( 10 ) is designed as a bend ( 14 ). An inner sleeve is connected to the loose flange ( 10 ), which has a lateral opening ( 16 ) for the manifold ( 14 ) and is closed off by a rear pressure plate ( 17 ) in which a screw bolt ( 18 ) is rotatably but axially immovably mounted . Furthermore, an outer sleeve ( 19 ) is provided, which is elongated on approximately one third of its upper circumference and has an inwardly facing flange part ( 21 ) at the front end ( 20 ) of the extension and on approximately one third of its lower circumference at the front end ( 22 ) has an outwardly facing flange part ( 23 ). The outer sleeve ( 19 ) also has a lateral opening ( 24 ) for manifolds ( 14 ). The rear end ( 25 ) of the outer sleeve ( 19 ) is closed off by a pressure plate ( 26 ), in the central threaded bore ( 27 ) of which the screw bolt ( 18 ) is rotatable and axially displaceable in accordance with the thread pitch. Fixed flange ( 1 ) and loose flange ( 10 ) are designed so that they can accommodate a seal ( 28 ).

In Fig. 2 sind von oben nach unten das Rohr (2), die Dichtung (28), der Führungsring (11) und die Aufnahmeschale (6) geschnitten dargestellt. Außerdem sieht man in der Ansicht den nach innen weisenden Flanschteil (21) und den nach außen weisenden Flanschteil (23) der äußeren Hülse (19).In Fig. 2 the tube ( 2 ), the seal ( 28 ), the guide ring ( 11 ) and the receiving shell ( 6 ) are shown cut from top to bottom. In addition, the view shows the inward-facing flange part ( 21 ) and the outward-pointing flange part ( 23 ) of the outer sleeve ( 19 ).

Claims

1. Remote-controllable device for connecting a tube ending with a substantially horizontal axis in a vertically arranged fixed flange to a tube ending in a corresponding loose flange, characterized by

a) a fixed flange ( 1 ) which is only slightly larger in diameter than the tube ( 2 ), the back of which is designed as a contact surface ( 3 ) perpendicular to the tube axis and the front of which has an axially parallel guide ring ( 4 ) with the tube ( 2 ) has a conically tapered front end ( 5 ),
b) a lower receiving shell ( 6 ) connected to the fixed flange ( 1 ), which extends over approximately one third of the flange circumference and at its front end ( 7 ) an inwardly facing flange part ( 8 ) with a contact surface ( 9 ) parallel to the flange plane having,
c) a loose flange ( 10 ), which is only slightly larger in diameter than the tube ( 2 ), the back of which is designed as a bearing surface ( 13 ) parallel to the flange plane and the one with the conical front end axially parallel to the flange bore guide ring ( 11 ) ( 12 ) has
d) a pipe end designed as a bend ( 14 ) or an offset, which is connected to the loose flange ( 10 ),
e) an inner sleeve ( 15 ) connected to the loose flange ( 10 ) with a lateral opening ( 16 ) for the manifold ( 14 ) and rear pressure plate ( 17 ), in which a screw bolt ( 18 ) is rotatably but axially immovably mounted and
f) an outer sleeve ( 19 ), the
- f1) is extended to about a third of its upper circumference and at the front end ( 20 ) of the extension an inwardly facing flange part ( 21 ) and
- f2) on about a third of its lower circumference at the front end ( 22 ) an outwardly facing flange part ( 23 ) and
- f3) has a lateral opening ( 24 ) for the manifold ( 14 ) and
- f4) the rear end ( 25 ) of which is closed by a pressure plate ( 26 ), in the central threaded bore ( 27 ) of which the screw bolt ( 18 ) is rotatable and axially displaceable according to the thread pitch.

2. Device according to claim 1, characterized in that the inner sleeve ( 15 ) is secured against rotation relative to the outer sleeve ( 19 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the outer sleeve ( 19 ) is secured against rotation relative to the fixed flange ( 1 ) or relative to the receiving shell ( 6 ) connected to the fixed flange ( 1 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fixed flange ( 1 ) and loose flange ( 10 ) are designed to receive a seal ( 28 ).