DE2427905C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußvorrichtung zum Steuern von zwei Verbindungsleitungen zwischen einem Differenzdruck-Meßgerät und einer Strömungsmittel­ übertragungsleitung, mit einem Gehäusekörper, einem ersten, an die Übertragungsleitung angeschlossenen Einlaß, einem ersten, an das Meßgerät angeschlossenen Ausgang, einer ersten Bohrung, die den ersten Einlaß mit dem ersten Auslaß verbindet, einem zweiten, an die Übertragungsleitung angeschlossenen Einlaß, einem zweiten, an das Meßgerät angeschlossenen Auslaß, einem verdrehbar in einer Aufnahmekammer in dem Gehäuse angebrachten Schieberorgan, einer zweiten Bohrung zwischen der ersten Bohrung und dem Schieberorgan, einer dritten Bohrung zwischen dem zweiten Einlaß und dem Schieberorgan, einer vierten Bohrung zwischen dem zweiten Auslaß und dem Schieberorgan und einem Durchlaßkanal in dem Schieberorgan zum wahlweisen Verbinden der zweiten Bohrung mit der vierten Bohrung oder der dritten Bohrung mit der vierten Bohrung in einer zweiten Steuerposition des Schieberorgans.

Eine solche, aus der US-PS 35 96 680 bekannte Anschluß­ vorrichtung dient dazu, ein Differenzdruck-Meßgerät mit zwei Leitungen zu verbinden, die an zwei zu beiden Seiten einer Drosselstelle in einer Strömungsmittel­ übertragungsleitung angebrachten Abzweigöffnungen angeschlosen sind. Zum Nullabgleich des Differenz­ druck-Meßgeräts kann ein Schieberorgan in der Anschluß­ vorrichtung so umgeschaltet werden, daß beiden Ein­ gängen des Meßgeräts der gleiche, an einer der beiden Abzweigöffnungen herrschende Druck zugeführt wird.

In der bekannten Anschlußvorrichtung wird als Schieber­ organ ein konischer Zapfen verwendet, der in einem entsprechenden konischen Dichtungssitz in einer das Gehäuse der Absperrvorrichtung bildenden Platte ange­ bracht ist. Die Einlässe und Auslässe sowie die da­ zwischen erforderlichen Verbindungen sind in dieser Platte als Bohrungen ausgebildet. Zur Erzielung der gewünschten Verbindungsfunktion weist der Zapfen eine diametrale Bohrung sowie eine davon schräg abzweigende Zweigbohrung auf. Durch Verdrehen des Zapfens ist es möglich, die beim Meßvorgang erforderlichen Ver­ bindungen und die beim Nullabgleich erforderlichen Verbindungen zwischen dem Meßgerät und den Abzweig­ öffnungen der Strömungsmittelübertragungsleitung herzu­ stellen.

Bei der bekannten Anschlußvorrichtung ist der konische Zapfen in seinem Dichtungssitz mittels einer Mutter gesichert, die auf sein dünneres Ende geschraubt ist, das aus dem Grundkörper der Vorrichtung herausragt. Diese Schraube darf nicht einfach fest angezogen wer­ den, da dann ein Verdrehen des Zapfens nicht mehr möglich wäre. Andererseits muß der Zapfen aber mit einer relativ großen Kraft in seinem konischen Sitz gehalten werden, damit er bei größeren Drücken nicht vom Sitz abgehoben wird. Bei der bekannten Anschluß­ vorrichtung sind zwischen die Mutter und den Grund­ körper Tellerfedern eingefügt, die den Zweck haben, den das Schieberorgan bildenden Zapfen fest auf seinem Sitz zu halten, auch wenn die Mutter nicht fest ange­ zogen ist. Dies hat zur Folge, daß die bekannte An­ schlußvorrichtung für Drücke nicht geeignet ist, die so groß sind, daß sie den konischen Zapfen gegen die Kraft der Tellerfedern vom Ventilsitz abheben. Aus diesem Grund ist die bekannte Anschlußvorrichtung nicht für alle Anwendungsfälle einsetzbar.

Aus der US-PS 34 50 157 ist eine Anschlußvorrichtung bekannt, die dem gleichen Zweck wie der Erfindungs­ gegenstand dient, doch werden bei dieser bekannten Anschlußvorrichtung zwei Kugelküken benötigt,was einen komplizierten Aufbau bedingt und eine Fernbe­ dienung wesentlich erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Anschlußvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie trotz vereinfachtem Aufbau erhöhte Zuverlässigkeit aufweist, bei sehr hohen Drücken einsetzbar ist und für Fernsteuerbetrieb ge­ eignet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schieberorgan ein Kugelküken ist, das in der in dem Gehäuse vorgesehenen Aufnahmekammer zwischen einer von einem Dichtungsring gebildeten, an die zweite Bohrung angrenzenden Sitzhalterung und einer weiteren, ebenfalls von einem Dichtungsring gebildeten, an die dritte Bohrung angrenzenden zweiten Sitzhalterung angebracht ist, und daß die zweite Bohrung und die dritte Bohrung koaxial zu der Aufnahmekammer verlaufen.

Die FR-PS 21 23 808 zeigt zwar bereits zwei zum Küken­ aufnahmeraum koaxiale Bohrungen, doch handelt es sich bei dem Absperrorgan, das hier gezeigt ist, nicht um ein für den im Falle der vorliegenden Erfindung vorgesehenen Anwendungszweck geeignetes Absperrorgan. Es ist insbesondere nicht geeignet, ein Differenzdruck- Meßgerät mit einer Strömungsmittelübertragungsleitung zu verbinden.

Nachdem bei der erfindungsgemäßen Anschlußvorrichtung das Schieberorgan als Kugelküken ausgebildet ist, das in der Aufnahmekammer des Gehäuses untergebracht ist und hier zwischen zwei von Dichtungsringen ge­ bildeten Sitzhalterungen angeordnet ist, bleibt die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei höchsten Drücken funktionsfähig, da die Gefahr, daß das Strömungsmittel nach außen abströmt, nicht besteht.

Die leichte Herstellbarkeit der erfindungsgemäßen Anschlußvorrichtung resultiert aus der im Kennzeichen des Anspruchs definierten koaxial zur Aufnahmekammer verlaufenden Lage der Bohrungen, und die Fernsteuer­ möglichkeit resultiert aus der Verwendung eines einzi­ gen Kugelkükens als Schieberorgan, da bei Verwendung eines Schieberorgans dieses Typs eine einfache Drehung genügt, um die verschiedenen Steuerpositionen herbei­ zuführen. Durch Koppeln des Kugelkükens mit einem Elektromotor kann somit sehr einfach eine Fernbedienung der Anschlußvorrichtung erzielt werden.

Die erhöhte Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen Anschlußvorrichtung ergibt sich aus der geringen An­ zahl der bewegten Teile und der erforderlichen Dich­ tungen der Anschlußvorrichtungen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Strömungsmeßein­ richtung mit einem Schieberanschlußkopf, der erfin­ dungsgemäß ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine Horizontalschnittansicht, genommen längs der Linie 4-4 der Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Ansicht der Anordnung im Kopf, der in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist und zwar in der sogenannten Abgleichstellung,

Fig. 6 eine schematische Ansicht, die der Fig. 5 entspricht, wobei der Drehschieber in der sogenannten Druckdif­ ferenzstellung gezeigt ist,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausfüh­ rungsform des Schieberanschlußkopfes,

Fig. 8 und 9 Schnittansichten, genommen längs der Linie 8-8 und 9-9 der Fig. 7 und

Fig. 10 eine schematische Ansicht der in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Einrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Anwendungsfall für den erfindungsgemäßen Schieberanschlußkopf. Bei dem dargestellten Anwendungsfall verbindet der Schieberanschlußkopf 1 ein Differenzdruckmeß­ gerät 2 mit einer Verteilungsleitung 3 für ein fluides Medium, beispielsweise mit einer Gasleitung. Das Differenzdruckmeß­ gerät 2 weist in diesem Fall getrennte Einlässe 4 und 5 auf, die durch den Schieberanschlußkopf 2 mit im Abstand vonein­ ander angeordneten Flanschen 6 der Leitung 3 zu beiden Seiten einer Druckdifferenzvorrichtung verbunden ist. Diese Druck­ differenzvorrichtung kann eine Strömungsbegrenzungsplatte oder ein Venturiabschnitt 7 sein. Das Differenzdruckmeßgerät 2 ist derart geeicht, daß es Gasströmungsmeßwerte anzeigt und zwar auf der Basis des Differenzdruckes, der über diese Ver­ bindung abgeleitet wird. Das Meßgerät 2 kann ein direktanzei­ gendes Meßgerät sein oder es können mehrere Meßgeräte nach Art einer Fernbedienungsanlage vorgesehen sein, wobei die Ab­ lesung in eine entfernt angeordnete Steuerstation übertragen wird.

Wie der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen ist, ist der erfindungsgemäße Schieberanschlußkopf 1 insbesondere für diesen Zweck oder für einen ähnlichen Zweck geeignet und zwar insbesondere dann, wenn mehrere Stellen überwacht werden sollen. Die Eignung ergibt sich aus der Einfachheit und der Zuverlässigkeit. Weiterhin ist der Schieberanschlußkopf für eine Fernüberwachung oder einen Fernabgleich oder eine Fern­ kalibrierung geeignet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsform wird mit dem Schieberanschlußkopf 1 die Strömung durch zwei getrennte Verbindungsleitungen 8 und 9 gesteuert, und es sind zwei getrennt betätigbare Kugelschieber 10 und 11 vorgesehen, um getrennt jede Leitung zu steuern. Ferner ist ein dritter Kugelschieber 12 vorgesehen, um gleichzeitig die Leitung 9 mit beiden Auslaßleitungen 13 und 14 zu ver­ binden. Ein fernsteuerbarer Motor 15 ist dargestellt, mit dem der dritte Kugelschieber 12 betätigt wird, und dieser Motor ist beispielsweise ein elektrisch gesteuerter Druckluft­ motor.

Die Einzelheiten einer Ausführungsform des Schieberanschluß­ kopfes 1 sollen nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 erläutert werden.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform eines Schie­ beranschlußkopfes 1, mit dem die Verbindungen hergestellt werden können, die schematisch in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind. Die Anordnung von Leitungen und Kugelschiebern dient zum Anschluß eines Differenzdruckmeßgerätes an beide Seiten einer Differenzdruckvorrichtung 7, wie es schematisch in Fig. 6 gezeigt ist. Fig. 6 zeigt zwei Leitungen 15 und 16 und getrennte Einlässe 17 und 18 und Auslässe 19 und 20. Die erste Verbindung umfaßt die Einlaßleitung 17, den ersten Kugelschieber 10, den dritten Kugelschieber 12 und den Auslaß 19. Die zweite Verbindung umfaßt den Einlaß 18, den zweiten Kugelschieber 11 und den Auslaß 20. Wenn die Kugelschieber 10, 11 und 12 so wie in Fig. 6 gezeigt, eingestellt sind, stehen zwei Flüssigkeitsdruckwerte an den getrennten Auslässen 19 und 20 zur Verfügung, die den Differenzdruckeinlässen 4 und 5 des Differenzdruckmeßgerätes 2 zugeführt werden können.

Fig. 5 zeigt eine Null-Abgleichstellung für das in Fig. 6 dargestellte System. Bei diesem Betrieb wird der dritte Kugelschieber 12 um 180° gedreht, so daß beide Auslässe 19 und 20 nunmehr mit der gleichen Einlaßleitung 18 verbunden sind. Diese Ausbildung des Schieberanschlußkopfes 1 ermög­ licht eine Überwachung der Null-Ablesung, da beide Meßgerät­ einlässe 4 und 5 nunmehr mit der einen Leitung 18 verbunden sind, d. h. mit dem gleichen Druck in Verbindung stehen.

Wie die Fig. 2, 3 und 4 zeigen, weist der Schieberanschluß­ kopf 1, der für den im Vorstehenden beschriebenen Zweck ge­ eignet ist, ein Gehäuse 22 auf. Das Gehäuse 22 kann beim dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem geeigneten Metall hergestellt sein, wobei die verschiedenen Leitungen im Gehäuse ausgebohrt oder im Gehäuse ausgeformt sind, wobei sich der in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Aufbau ergibt.

Die im Abstand voneinander angeordneten Einlaßleitungen 17 und 18 weisen, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, gebohrte Einlaß­ abschnitte auf, in denen Kupplungshülsen 23 und 24 und die Kugelschieber 10 und 11 angeordnet sind. Die Kugelschieber 10 und 11 sind vorgesehen, um die Leitungen 17 und 18 bei der Inspektion, dem Einbau oder der Reparatur abzusperren.

Die Kugelschieber 10 und 11 können in leichter Weise einge­ setzt werden und werden in verbreiterte Bohrungen 25 und 26 eingesetzt, die Schieberaufnahmeräume hinter den eingeschraub­ ten Anschlußbuchsen 23 und 24 bilden. Jeder Kugelschieber 10 und 11 weist im Abstand voneinander angeordnete Sitzhalterun­ gen 27 und 28 auf, die elastische Schiebersitzringe 29 und 30 tragen. Die Kugelschieber 30′ und 31 können zwischen ihrer Öffnungs- und Schließstellung durch Handgriffe 32 und 33 gedreht werden, die an Halterungen 35 befestigt sind, welche in den Anschlußkopf 22 geschraubt sind und mittels Dich­ tungen 37 abgedichtet sind.

Die Leitung 16 erstreckt sich durch das Gehäuse 22 vom Einlaß 18 zum Auslaß 20 und kann mit dem Meßgerät 2 über die Leitung 14 verbunden werden. Die Leitung 16 steht mit einer zusätz­ lichen Leitung 40 in Verbindung, die zum dritten Kugelschie­ ber 12 führt, um einen Null-Abgleich durchführen zu können. Die Ausbildung ermöglicht es, daß die Leitung 40 sowie die Kammer 41 für den Kugelschieber 12 direkt in den Verteiler­ kopf gebohrt werden können, wobei eine Abdichtung mittels eines Gewindestopfens 42 erfolgt, der einen Ablaßstopfen 43 aufweist. Der Kugelschieber 12 weist eine Kugel 44 auf, die drehbar in einem Sitz montiert ist, welcher getrennte Sitz­ halterungen 45 und Kugeldichtungsringe 46 aufweist. Der Kugel­ schieber 12 wird in seiner Lage durch das Einsetzen der Ge­ windebuchse 40′ gehalten. Der Kugelschieber 12 weist einen abgewinkelten Durchlaßkanal 47 in der Kugel 44 auf und kann die zwei Verbindungsstellungen einnehmen, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind.

Der Auslaß 19 ist mit dem mittleren Kugelschieber 12 über eine Leitung 50 verbunden, wie es Fig. 4 zeigt. Wenn der Kugel­ schieber 12 sich in der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Lage befindet, sind beide Auslässe 19 und 20 mit dem Einlaß 18 verbunden, so daß eine Null-Ablesung erfolgen kann. Die normale Stellung des Kugelschiebers 44 ist in Fig. 6 gezeigt. In dieser Stellung ist der Einlaß 17 mit der querverlaufenden Leitung 51 verbunden und der Kugelschieber 44 mit dem Auslaß 19 über die Leitung 50.

Der Betätigungsschaft 52 des Kugelschiebers 12 ist drehbar in einem Gewindestopfen 53 gelagert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann dieser Schaft 52 durch einen angeschlos­ senen Motor 15 betätigt werden. Bei der dargestellten Aus­ führungsform ist der Motor 15 ein Druckluftmotor, der in einer Richtung angetrieben werden kann, beispielsweise in die Null-Abgleichstellung und zwar durch die Zuführung von Luft zum Luftmotor über ein elektrisches Solenoidventil. Es sind bei einem derartigen Motor Federn vorgesehen, mit denen der Schaft 52 in seine abgefallene Stellung zurückgeführt wird, die der normalen Strömungsstellung entspricht, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist.

Der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß alle Schieberhohlräume sowie die Leitungen im Anschlußkopfgehäuse 22 direkt hergestellt werden können, wie beispielsweise durch Bohren, wodurch der Schieberanschlußkopf in einfacher Weise automatisch oder halbautomatisch hergestellt werden kann.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen eine andere Ausführungsform des Schie­ beranschlußkopfes 60 für einen Strömungsmeßbetrieb und es ist ein Null-Stellungskugelschieber 61 vorgesehen, der lediglich um 90° gedreht werden muß und zwar zwischen der Druckablese­ stellung und der Null-Abgleichstellung.

Die Anordnung der Leitungen und der Kugelschieber ist schema­ tisch in Fig. 10 gezeigt. Der Kugelschieber 62 befindet sich in seiner Null-Abgleichstellung. Eine Drehung der Kugel 62 entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn um 90° verstellt den Kopf in seine Druckablesestellung. Bei dieser Ausführungsform weist der Anschlußkopf die beiden getrennten Kugelschieber in den Leitungen 63 und 64 nicht auf. Es ist jedoch klar, daß derartige Kugelschieber, falls dies erforderlich sein sollte, eingebaut werden können. Der Schieberanschlußkopf 60 weist ein einteiliges Gehäuse 65 (Fig. 8 und 9) auf, welches ge­ trennte Einlässe 66 und 67 hat, von denen jeder mit der Kugel­ schieberkammer 68 über Querleitungen 69 verbunden ist. Ein Ende dieser Leitung ist mit einem Stopfen 70 verschlossen und das andere Ende weist einen größeren Stopfen 71 auf, der es ermöglicht, daß der Kugelschieber 61 in der Kammer 68 mit größerem Durchmesser angeordnet werden kann. Die Leitung 64 erstreckt sich direkt durch das Gehäuse 65 hindurch zu einem Auslaß 72 und diese Leitung 64 bleibt dauernd offen. Der zweite Auslaß 63 ist mittels einer Querleitung 74 und einer Leitung 75 mit der Kammer 68 verbunden. Der Auslaß 73 wird alternativ mit dem ersten Einlaß 66 oder dem zweiten Einlaß 67 verbunden und zwar in Abhängigkeit von der Stellung der Kugel 62. Dieser Kugelschieber 62 wird mittels eines Schaftes 76 betätigt, der in einer Halterung 77 montiert ist, und der Kugelschieber kann mittels des Handgriffes 73 betätigt werden oder mittels eines ferngesteuerten Druckluftmotors oder eines anderen Motors. Der Kugelschieber 62 sitzt zwischen Sitzhalterungen 79, wobei elastische Dichtungsringe 80 in schützende Hal­ terungen 79 vorgesehen sind.

Es wird ein verbesserter Schieberanschlußkopf geschaffen, der insbesondere im hohen Maße zuverlässig ist und nur eine geringe Wartung benötigt. Dieser Schieber ist insbesondere dann geeignet, wenn eine große Anzahl von Anschlüssen in einer Speiseleitung erforderlich sind.

Der Schieberanschlußkopf ermöglicht ein vereinfachtes Um­ schalten und ist insbesondere für einen Null-Abgleich von Meßgeräten geeignet, die durch einen Differenzdruck beauf­ schlagt werden, wobei dieser Schieber insbesondere für Fern­ ablesungen sich eignet. Diese Ergebnisse werden durch die einfach herzustellende Gestaltung des Schieberabgleichkopfes erzielt, und es ist eine neuartige Anordnung von Kanälen und Kugelschiebern vorgesehen.

Claims (1)

1. Anschlußvorrichtung zum Steuern von zwei Verbindungsleitun­ gen zwischen einem Differenzdruck-Meßgerät (2) und einer Strömungsmittelübertragungsleitung (3), mit einem Gehäuse­ körper (22), einem ersten, an die Übertragungsleitung (3) angeschlossenen Einlaß (18), einem ersten, an das Meßgerät (2) angeschlossenen Ausgang (20), einer ersten Bohrung (16), die den ersten Einlaß (18) mit dem ersten Auslaß (20) ver­ bindet, einem zweiten, an die Übertragungsleitung (3) an­ geschlossenen Einlaß (17), einem zweiten, an das Meßgerät (2) angeschlossenen Auslaß (19), einem verdrehbar in einer Aufnahmekammer (41) in dem Gehäuse (42) angebrachten Schie­ berorgan (44), einer zweiten Bohrung (40) zwischen der er­ sten Bohrung (16) und dem Schieberorgan (44), einer dritten Bohrung (51) zwischen dem zweiten Einlaß (17) und dem Schie­ berorgan (44), einer vierten Bohrung (50) zwischen dem zwei­ ten Auslaß (19) und dem Schieberorgan (44) und einem Durch­ laßkanal (47) in dem Schieberorgan (44) zum wahlweisen Ver­ binden der zweiten Bohrung (40) mit der vierten Bohrung (50) in einer zweiten Steuerposition des Schieberorgans (44), dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberorgan (44) ein Kugelküken ist, das in der in dem Gehäuse (22) vorgesehenen Aufnahmekam­ mer (41) zwischen einer von einem Dichtungsring (46) ge­ bildeten, an die zweite Bohrung (40) angrenzenden Sitz­ halterung (45) und einer weiteren, ebenfalls von einem Dichtungsring (46) gebildeten, an die dritte Bohrung (51) angrenzenden zweiten Sitzhalterung (45) angebracht ist, und daß die zweite Bohrung (40) und die dritte Bohrung (51) koaxial zu der Aufnahmekammer (41) verlaufen.