DE69905599T2

DE69905599T2 - Verteiler mit doppeltem druckaufnehmer

Info

Publication number: DE69905599T2
Application number: DE69905599T
Authority: DE
Inventors: Peter B. Hutton
Original assignee: Individual
Current assignee: Emerson Final Control Canada Inc
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1999-10-19
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: DE69905599D1; EP1123476B1; CA2347035A1; WO2000023737A1; CA2347035C; AU1070100A; EP1123476A1; US6000427A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ventilverteiler zum Steuern des Fluidflusses zwischen einer Hauptdurchflußleitung und einer Vielzahl von Drucksensoren/Meßwertgebern.

Beschreibung des Stands der Technik

Es ist oft erforderlich, Druck- und/oder Durchflußmerkmale eines Fluids in einer Rohrleitung oder einer Durchflußleitung zu erfassen. Eine übliche Möglichkeit, dieses zu erreichen, besteht in der Anordnung einer Einengung, wie z. B. einer Meßblende, einer Durchflußdüse oder eines Venturirohrs in der Durchflußleitung. Die von den gegenüberliegenden Seiten der Durchflußeinengung entnommenen Hoch- und Niederdruckwerte werden von einer Druck-Sensor/Meßwertgeber-Anordnung detektiert, welche die Drücke oder die Druckdifferenz mißt und diese mittels eines geeigneten mechanischen oder elektrischen Signals an eine entfernte Stelle, wie z. B. einem Steuerraum überträgt.
Typischerweise wird ein Ventilverteiler zwischen der Durchflußleitung und dem Druck-Sensor/Meßwertgeber montiert, wobei der Verteiler zusätzlich zu der Steuerung des Flusses zu dem Druck-Sensor/Meßwertgeber hin, zusätzliche Funktionen, wie z. B. Absperrung, Entlüftung, Nullpunktprüfung und Kalibrierung ermöglicht. Ein typischer Ventilverteiler hält eine Vielzahl von Ventilen, wovon jedes zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position im Bezug auf einen Durchflußpfad in dem Verteiler verstellbar ist, um so den Durchfluß von Fluid durch den Kanal zu steuern.
Es gibt einen stetig zunehmenden Wunsch seitens der Hersteller von Drucksensoren/Meßwertgebern, die Größe nicht nur des Drucksensors/Meßwertgebers, sondern auch das aus dem Verteiler, der den Anschluß zu der Durchflußleitung bildet und dem angeschlossenen Drucksensor/Meßwertgeber bestehende Paket zu verkleinern. Große, schwere Verteiler/Druckmeßwertgeber- Pakete sind teuer herzustellen, schwierig zu handhaben und einzubauen und passen in vielen Fällen einfach nicht unmittelbar in die dafür vorgesehene Umgebung, was bedeutet, daß sie an einer anderen Stelle oder in unerwünschten Ausrichtungen eingebaut werden müssen.
In der gleichzeitig anhängigen Anmeldung Ser. Nr. 08/941,951, eingereicht am 1. Oktober 1997 mit dem Titel Two- Peace-Manifold ist ein zweiteiliger modularer Verteiler offenbart, welche im wesentlichen aus dem besteht, was als Prozeßmodul und als Instrumentenmodul charakterisiert werden kann, wobei das Prozeßmodul mit der Durchflußleitung verbunden ist, und das Instrumentenmodul mit dem Drucksensor/Meßwertgeber vereint ist. Der in der zuletzt erwähnten Patentanmeldung erwähnte modulare Verteiler ist extrem kompakt und insbesondere für einen einzelnen, koplanaren Druck-Sensor/Meßwertgeber und insbesondere für einen Differenzdruck- Sensor/Meßwertgeber geeignet.
Es ist häufig erwünscht, nicht nur eine Differenzdruckmessung über der Strömungsbegrenzung in der Rohrleitung zu haben, sondern auch in der Lage zu sein, einen absoluten Leistungsdruck zu bestimmen. Für den letzteren Zweck, wird ein Absolutdruck- bzw. Manometer-Meßwertgeber, welcher den Druck aufstromseitig zu der Strömungsbegrenzung in der Durchflußleistung mißt, eingebaut. In der ferneren Vergangenheit erforderte dies im allgemeinen eine getrennte Installation für den Differenzdruck-Meßwertgeber und den Manometer- Meßwertgeber. Dieses war natürlich unerwünscht, da es die Wahrscheinlichkeit einer Leckage vergrößerte, da es zwei getrennte Anzapfungen in der Durchflußleitungsinstallation erforderte. Ferner erzwang die Notwendigkeit von zwei Installationen die Nutzung eines größeren Raumanteils, oft in Umgebungen, wo Raum kostbar war. Um das Problem von zwei getrennten Installationen zu umgehen, wurden verschiedene Lösungen vorgeschlagen. Beispielsweise wurde in dem U.S. Patent Nr. 5,036,884 das Problem der Umgehung einer doppelten Installation mittels eines Ventilverteilers und einer Schnittstellen- oder Übertragungs-Montageplatte gelöst, welche eine Verbindung zwischen dem Ventilverteiler und zwei unterschiedlichen Meßwertgebern herstellt. Diese Lösung erfordert jedoch, daß zwei Hauptabsperrventile, welche den Durchfluß aus den Hoch- und Niederdruckauslässen aus der Durchflußleitung steuern, plus irgendwelche Ausgleichs- oder Entlüftungsventile von dem Verteiler getragen werden. Ferner ist die in dem U.S. Patent Nr. 5,036,884 dargestellte Anordnung unhandlich und unterliegt unerwünschten Torsions- und Biegebelastungen, insbesondere in Durchflußleitungen, welche Schwingungen und/oder Pulsationen von Kompressoren, Pumpen und dergleichen in der Durchflußleitung unterliegen. Um diese Torsions- und Biegebelastungen zu überwinden, ist es erwünscht, in dem möglichen Umfang den Abstand zwischen den Blendenöffnungen in der Durchflußleitungen und den seitlich am weitesten außen liegenden Abschnitten der Verteiler/Drucksensor- Verpackungseinheit zu reduzieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Ventilverteiler bereit zu stellen, auf welchem mehrere Drucksensoreinheiten montiert werden können, um somit eine kompakte Verteiler/Drucksensor-Paketeinheit auszubilden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ventilverteilers, der aus einem monolithischen Körper geformt ist, der zwei Drucksensoreinheiten auf nur einer auf dem Körper ausgebildeten ebenen Instrumentenfläche tragen kann.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus den Zeichnungen, der hierin gegebenen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.
Der Instrumenten-Ventilverteiler der vorliegenden Erfindung stellt eine Schnittstelle zwischen einem Durchflußleitungs-Steuerverteiler und ersten und zweiten Drucksensoreinheiten bereit, wobei der Durchflußleitungs-Steuerverteiler einen. Hochdruckkanal und einen Niederdruckkanal enthält, die selektiv von entsprechenden Hochdruck- und Niederdruck- Steuerventilen gesteuert werden. Der Instrumenten-Ventilverteiler der vorliegenden Erfindung weist einen monolithischen Körper auf, der eine Verbindungsfläche zum Verbinden mit dem Durchflußleitungs-Steuerverteiler und eine Instrumentenfläche zum Verbinden mit den ersten und zweiten Drucksensoreinheiten definiert. Der monolithische Körper enthält ferner eine gegenüberliegende untere Fläche, die von der Instrumentenfläche beabstandet und im allgemeinen parallel dazu ist. Ein erster Hochdrucksammelraum und ein Niederdrucksammelraum sind in der Instrumentenfläche zum Zusammenwirken mit der ersten Drucksensoreinheit ausgebildet, während ein zweiter Hochdrucksammelraum in der Instrumentenfläche zum Zusammenwirken mit der zweiten Drucksensoreinheit ausgebildet ist. Der Körper besitzt eine Umfangswand mit einem mit der Instrumentenfläche zusammenhängenden ersten Rand und einen axial beabstandeten mit der unteren Fläche zusammenhängenden zweiten Rand. Ein erster Abschnitt der Umfangswand ist quer zu und auf gegenüberliegenden Seiten der Instrumentenfläche und der unteren Fläche im Bezug auf die Verbindungsfläche der unteren Fläche im Bezug auf die Verbindungsfläche angeordnet, wobei der erste Abschnitt der Umfangswand eine Ausgleichsventiltasche ausbildet. In der Ausgleichsventiltaschenoberfläche sind eine Niederdruck-Ausgleichsventiltasche und eine Hochdruck-Ausgleichsventiltasche ausgebildet. Ein Hochdruckfluidkanal erstreckt sich von der Verbindungsoberfläche zu der Hochdrucksausgleichsventiltasche, während sich ein Niederdruckfluidkanal von der Verbindungsoberfläche zu der Niederdruck-Ausgleichsventiltasche erstreckt. Der Hochdruckfluidkanal steht in einer offenen Verbindung zu dem Hochdrucksammelraum, während der Niederdruckfluidkanal in einer offenen Verbindung zu dem Niederdrucksammelraum steht. Ein Ausgleichsfluidkanal verbindet die Hochdruck-Ausgleichsventiltasche und ein wenigstens in einer von den Hoch- und Niederdruck-Ausgleichsventiltaschen angeordnetes Ausgleichsventil steuert selektiv den Durchfluß durch den Ausgleichsfluidkanal. Ein Manometerdruckkanal ist mit dem Hochdruckfluidkanal verbunden und steht in einer offenen Verbindung mit einem zweiten Hochdrucksammelraum, wobei der Manometerdruckkanal in einer Anschlußöffnung durch einen zweiten Abschnitt der Umfangswand hindurch endet. Eine Blockierventiltasche schneidet den Manometerdruckkanal zwischen den ersten und zweiten Hochdrucksammelräumen und trägt ein Blockierventil, um selektiv den Durchfluß durch den Manometerdruckkanal zu steuern.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Instrumenten-Ventilverteilers gemäß der vorliegenden Erfindung, verbunden mit einem Durchflußleitungs-Steuerverteiler und einem Paar von Drucksensoreinheiten.
Fig. 2 ist eine isometrische Ansicht des Instrumenten- Ventilverteilers der vorliegenden Erfindung, welche das interne Kanalsystem darstellt:
Fig. 3 ist eine Draufsicht von oben auf den Instrumenten- Ventilverteiler der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist eine Aufrißquerschnittsansicht entlang der Linien 4-4 von Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien 5- 5 von Fig. 4.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien 6- 6 von Fig. 5.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

So wie er hierin verwendet wird, beinhaltet der Begriff "Drucksensoreinheit" ein Instrument, das einfach Druck oder andere Parameter, wie z. B. Temperatur mißt, sowie ein Instrument das mißt, und die Druckmeßwerte an eine entfernte Stelle überträgt.
Zuerst, ist in Fig. 1 ein vollständiges Verteiler/Drucksensor-Paket dargestellt, daß zum Messen des Differenzdruckes und somit zur Ermittlung des Fluiddurchflusses durch eine Hauptdurchflußleitung verwendet werden kann, sowie zur Ermittlung eines Absolut- bzw. Manometerdruckes in der Durchflußleitung. Wie man sehen kann sind, gibt es, da jede Hauptkomponente des Paketes eine im wesentlichen ebene Verbindungsoberfläche besitzt, die mit einer entsprechenden ebenen Verbindungsoberfläche einer weiteren Hauptkomponente in Verbindung steht, keine Hauptkomponenten der Paketes von bedeutendem Gewicht, die voneinander beabstandet und an irgendeinem Element befestigt sind, welches realistisch als ein Hebelarm charakterisiert werden können. Demzufolge werden Biegemomente oder Torsionskräfte auf die Komponenten des Pakets sowie auf das Paket selbst erheblich reduziert. In Fig. 1 ist ein insgesamt als cm bezeichneter Durchflußleitungssteuerungsverteiler, ein insgesamt als IM bezeichneter Instrumentenverteiler, ein insgesamt als T&sub1; bezeichneter Differenzdrucksensoreinheit und eine insgesamt als T&sub2; bezeichnete Absolutdruck- bzw. Manometerdruckeinheit dargestellt. Der Steuerverteiler cm ist vollständig in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der Ser.-Nr. 08/941,951, eingereicht am 1. Oktober 1999 beschrieben. Im wesentlichen ist der Durchflußleitungs-Steuerverteiler cm monolithischer Natur, da er aus einem geeigneten Material, wie z. B. rostfreiem Stahl, bearbeitet, gegossen, geschweißt oder anderweitig ausgebildet ist. Der Durchflußleitungs-Steuerverteiler cm besitzt einen Körper 10 und einen Verbindungsflansch 12, welcher mit beabstandeten Schraubenlöchern 13 versehen ist, wobei der Flansch 12 eine (nicht dargestellte) ebene Verbindungsfläche aufweist. Der Durchflußleitungs-Steuerverteiler cm weist einen Hochdruck- Prozeßfluideinlaß 14 und einen Niederdruck-Prozeßfluideinlaß 16 auf. Es dürfte klar ersichtlich sein, daß, obwohl sie nicht dargestellt sind, entsprechende Hoch- und Niederdruck- Fluidauslässe in der Verbindungsfläche des Flansches 12 vorgesehen sind. Die Steuerung von durch den Hochdruckeinlaß 14 in den Durchflußsteuerungsverteiler cm eintretendem Hochdruckfluid wird mittels eine Hochdrucksteuer-(Blockier)- Ventils 18 erreicht, während die Steuerung des durch den Niederdruckeinlaß 16 in den Durchflußsteuerverteiler cm eintretenden Niederdruckfluids durch ein Niederdrucksteuer- (Blockier)-Ventil 20 gesteuert wird.
Der Instrumentenverteiler IM besitzt einen allgemein als 23 dargestellten monolithischen Körper und enthält einen Verbindungsflansch 24, welcher mit dem Körper 22 über einen Halsabschnitt 26 verbunden ist. Der Flansch 24, der Hals 26 und der Körper 22 sind im allgemeinen monolithisch aus einem geeigneten Material, wie z. B. rostfreiem Stahl hergestellt. Der Verbindungsflansch 24 weist eine im allgemeinen ebene Verbindungsfläche 28 mit einem Hochdruckfluideinlaß 30 und einem Niederdruckfluideinlaß 32 auf. Der Verbindungsflansch 24 ist ferner mit einer Reihe von Gewindebohrungen 34 versehen, die zu Schraubenlöchern 13 in dem Verbindungsflansch 12 des Durchflußleitungs-Steuerverteilers cm ausgerichtet sind, so daß, wenn die (nicht dargestellte) Verbindungsfläche des Flansches 12 in einem Verbindungseingriff mit der Verbindungsfläche 28 steht, (dicht dargestellte) geeignete Schrauben verwendet werden können, um passend und fest den Durchflußleitungs-Steuerverteiler cm mit dem Instrumentenverteiler IM zu verbinden. Eine Abdichtung um die Einlässe 30 und 32 und die entsprechenden Auslässe herum im Flansch 12 des Durchflußleitungs-Steuerverteilers cm wird mittels (nicht dargestellter) Dichtungsringe erzielt, die in Nuten 36 und 38 aufgenommen werden, welche sich in einer umgebenden Beziehung zu den Einlässen 30 bzw. 32 befinden. Diesbezüglich dürfte es sich verstehen, daß die Verbindungsfläche des Flansches 12 mit entsprechenden Nuten versehen ist, die zu den Nuten 36 und 38 ausgerichtet sind, wobei die Dichtungsringe in den ausgerichteten Nuten aufgenommen werden, wenn die Flansches 12 und 24 aneinander befestigt sind, und dadurch fluiddichte Dichtungen ausbilden.
Der Körper 22 des Instrumentenverteilers IM weist eine Instrumentenfläche 42 und eine gestrichelt als 44 dargestellte untere Fläche auf, wobei die Flächen 42 und 44 in der Ausführungsform als im allgemeinen eben und parallel zueinander dargestellt sind. Durchtrittsbohrungen 40 erstrecken sich durch den Körper 22 von der Fläche 42 zu der Fläche 44. In der Instrumentenfläche 42 ist ein Niederdrucksammelraum 46 und ein erster Hochdrucksammelraum 48, ein, zweiter Hochdrucksammelraum 50, und ein Entlüftungssammelraum 52 ausgebildet.
Der Körper 22 ist ferner durch eine allgemein als 54 dargestellt Umfangswand definiert, welche wie in der Ausführungsform dargestellt eine erste Endoberfläche 56, eine (gestrichelt dargestellte) zweite Endoberfläche 58, eine (gestrichelt dargestellte) Rückseitenoberfläche 60 und eine Vorderseitenoberfläche(62) besitzt. Die Umfangswand 54 weist einen ersten Umfangsrand. 64 auf, der mit der Instrumentenfläche 43 zusammenhängt, und einen zweiten beabstandeten Umfangsrand 56, der mit der unteren Fläche 44 zusammenhängt. Man sieht somit, daß der Körper 22 im allgemeinen rechteckig ist, einen scheibenartigen Aufbau mit einem Hals 26 und einem Verbindungsflansch 24 aufweist, welcher aus der vorderen Wandoberfläche 62 hervorsteht.
Gemäß nochmaligem Bezug auf Fig. 1 kann man sehen, daß die Drucksensoreinheit C&sub1; auf der Instrumentenfläche 42 des Instrumentenverteilers IM so montiert ist, daß der Hochdruckund der Niederdrucksammelraum 48 und 46 mit geeigneten Druckwandlern, z. B. Membranen, die in einem Flansch des Gehäuses der Drucksensoreinheit C&sub1; angeordnet sind, zusammenarbeiten. Der Flansch 68 bildet eine ebene Verbindungsoberfläche aus, die sich mit der Instrumentfläche 42 so verbindet, daß die Membranen in der allgemein bekannten Weise zu den Sammelräumen 48 und 46 ausgerichtet sind. Differenzdruck-Meßwertgeber des betrachteten Typs, z. B. T&sub1;, sind allgemein bekannt und ein Beispiel davon ist, der Rosemount Model 3051C Differenzdruck-Meßwertgeber, der von Rosemount Inc., Eden, Prairie, Minnesota vertrieben wird. Die Drucksensoreinheit T&sub1; wird an der Instrumentenfläche 42 mittels (nicht dargestellter) Schrauben befestigt, welche durch die Durchtrittsbohrungen 40 hindurch aufgenommen werden, und in (nicht dargestellte) ausgerichtete Gewindebohrungen im Flansch 68 der Drucksensoreinheit C&sub1; geschraubt sind.
Die Manometerdrucksensoreinheit T&sub2; ist mit einem Flansch 70 versehen, welcher eine im allgemeine ebene Verbindungsfläche ausbildet, die eine Verbindung zu der Instrumentenfläche 42 herstellt, und ist wie die Drucksensoreinheit T&sub1; an dem Instrumentenverteiler IM mittels durch Durchtrittsbohrungen 40 sich hindurch erstreckende Schrauben befestigt, welche in (nicht dargestellte) Gewindebohrungen in dem Flansch 70 geschraubt werden. Der Manometerdrucksensor T&sub2; ist mit einem in dem Flansch 70 angeordneten geeigneten Druckmeßwandler ausgestattet, der zu dem zweiten Hochdrucksammelraum 50 ausgerichtet ist, wenn die Drucksensoreinheit 72 an dem Instrumentenverteiler IM wie vorstehend beschrieben befestigt ist.
In Fig. 2 bis 6 kann man nun sehen, daß Hochdruckfluid aus dem Durchflußsteuerverteiler cm in den Einlaß 30 eintritt und den Hochdruckkanal 72 passiert, wobei der Hochdruckkanal 72 im allgemeinen zu dem Hochdruckkanal 74, welcher sich in die Hochdruck-Ausgleichsventiltasche 76 öffnet, in welcher einer Hochdruck-Ausgleichsventil 77 aufgenommen ist, ausgerichtet ist und in einer Fluidverbindung damit steht. In gleicher Weise passiert das Niederdruckfluid den Einlaß 32 und den Niederdruckfluidkanal 78 in den Niederdruckkanal 86, welcher sich in die Niederdruckventiltasche 82 öffnet. Grundsätzlich kann man sehen, daß, obwohl die Verbindungskanäle 74 und 86 einen verringerten Durchmesser im Bezug auf die Kanäle 72 und 78 aufweisen, trotzdem ein im wesentlich gerader Fluidkanal von dem Einlaß 30 zu der Ventiltasche 76 oder alternativ von dem Einlaß 32 zu der Ventiltasche 82 ausgebildet ist, in welcher ein Niederdruckausgleichsventil 79 aufgenommen ist. Gemäß Darstellung bilden die Kanäle 72 und 74 einerseits, und 78 und 80 andererseits im allgemeine parallele, gerade, nicht unterbrochene Durchflußpfade zwischen der Fläche 28 des Flansches 24 und Abschnitten der Wand 60, in welcher Ventiltaschen 76 und 82 ausgebildet sind. Wie man ferner sehen kann, sind die Durchflußpfade im sehen kann, sind die Durchflußpfade im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche 26 und zu dem Wandabschnitt 60.
Der Hochdruckkanal 72 steht mit dem Hochdrucksammelraum 78 über den Stichkanal 84, welcher sich in den Hochdrucksammelraum 48 öffnet, in einer offenen Verbindung. In gleicher Weise steht der Niederdrucksammelraum 46 über den Stichkanal 86 mit dem Niederdruckkanal 78 in Verbindung, was eine Durchflußverbindung zwischen dem Niederdrucksammelraum 46 und dem Niederdruckkanal 78 bereitstellt.
Ein Manometerdruckkanal 88 mit einer ersten Strecke 88a und einer zweiten Strecke 88b erstreckt sich im allgemeinen in Längsrichtung des Körpers 22 und steht mit dem Hochdruckkanal 72 über einen Stichkanal 89 in einer offenen Verbindung, wobei die Strecke 88a des Manometerdruckkanals 88 in einem Gewindeentlüftungsanschluß 90 endet, der sich durch die Endfläche 58 hindurch öffnet. In ähnlicher Art öffnet sich ein Entlüftungskanal 92 in einer offenen Verbindung mit dem Niederdruckkanal 78, in einen Gewindeentlüftungsanschluß 94, der in einer gegenüberliegenden Endfläche 56 ausgebildet ist.
Man kann sehen, daß Kanäle 72,74, 78, 86, 88 und 92 in einer Ebene liegen, und in der Tat sind die Kanäle 72, 78, 88 und 92 so ausgebildet, daß sie alle von, nur einer einzigen Ebene halbiert werden können. Auch der Manometerdruckkanal 88 und der Entlüftungskanal 92 sind koaxial und im allgemeinen senkrecht zu den Kanälen 72 und 78. Diese Anordnung der Kanäle trägt zu der Kompaktheit des Verteilers IM bei.
In der unteren Fläche 44 des Körpers 22 ist eine Ventiltasche 92 ausgebildet, wobei die Ventiltasche 96 den Manometerdruckkanal 88 schneidet, und ein Blockierventil 97, das in der Tasche 96 aufgenommen ist, dazu dient, den Abschluß zwischen dem Manometerdruckkanal 98 zu steuern. Die Öffnung in den Sammelraum 52 ist eine Entlüftungsbohrung 98, die sich teilweise durch den Körper 22 hindurch erstreckt, wobei die Entlüftungsbohrung 98 in offener Verbindung mit einer Vielzahl von Entlüftungslöchern 100 mit kleinerem Durchmesser steht, die sich durch die untere Fläche 44 hindurch öffnen.
Ein Ausgleichskanal mit einer ersten abgewinkelten Strecke 102 und einer zweiten schneidenden abgewinkelten Strecke 104 stellt eine Fluidverbindung zwischen den Sammelräumen 46 und 48 bereit, wenn beide Ausgleichsventile 77 und 79 offen sind.
Man wird erkennen, daß im Betrieb bei geöffneten Steuerventilen 18 und 20 und geschlossenen Manometerkanal-Blockierventil 97 Hochdruckfluid in den Sammelraum 48 über die Kanäle 72 und 84 eintritt, während Niederdruckfluid in den Sammelraum 46 über die Niederdruckkanäle 78 und 86 eintritt, wobei man erkennt, daß das Hochdruckausgleichsventil 77 und das Niederdruckausgleichsventil 97 beide geschlossen sind. Dieses erlaubt die Messung des Differenzdruckes mittels der Drucksensoreinheit T&sub1;. Wenn ein Ausgleich gewünscht ist, werden das Hochdruckausgleichsventil 77 und das Niederdruckausgleichsventil 79 geöffnet. Man wird erkennen, daß nur eines von dem Hochdruckausgleichsventil 77 oder dem Niederdruckausgleichsventil 79 erforderlich ist, und daß demzufolge eine von den Ventiltaschen 76 und 82 mit einem Stopfen verschlossen werden könnte, obwohl es in den meisten Fällen zwecks Redundanz und für den Fall, daß eines der Ausgleichsventile leckt, bevorzugt wird, daß zwei derartige Ausgleichsventile verwendet werden.
Wenn es gewünscht ist, den statischen Druck in der Hauptdurchflußleitung unter Verwendung des Drucksensors T&sub2; zu messen, wird wenigstens eines von den Hochdruckausgleichsventilen 77 und 79 geschlossen und das (teilweise in Strichlinien dargestellte) Blockierungsventil 97 ist offen, so daß Hochdruckfluid mit dem Sammelraum 50 und somit mit dem Druckwandler in der Druckmeßeinheit T&sub2; in Verbindung steht. Die Drucksensoreinheit T&sub2; kann über den Sammelraum 52, den Kanal 98 und Anschlüsse 100 entlüftet werden. Bohrungen 90 und 94 werden normalerweise mit, dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannten, Entlüftungsmitteln verschlossen, können jedoch auch verwendet werden, um Zugang zu den Innenkanälen des Instrumenten-Ventilverteilers IM zu erhalten, um eine Kalibrierung der Drucksensoreinheiten, eine Entlüftung des Systems usw. zu erzielen.
Man kann sehen, daß der Instrumentenverteiler der vorliegenden Erfindung eine extrem kompakte Einheit bereit stellt, auf welcher zwei Drucksensoreinheiten montiert werden können. Ferner wird diese Kompaktheit mit einem Minimum an komplexen Bearbeitungsfunktionen, wie z. B.. abgewinkeltes Bohren erreicht. Bezüglich des letzteren ist anzumerken, daß mit Ausnahme der Kanäle 102 und 104 alle anderen Kanäle, Ventiltaschen, Entlüftungsanschlüsse, Sammelräume, Schraubenlöcher usw. durch Bohren oder ändere Bearbeitungsoperationen senkrecht zu den Oberflächen, in welchen sie ausgebildet werden, erzeugt werden können.
Es dürfte offensichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung ein Verteiler/Drucksensor-Paket mit deutlich reduzierter Masse bereitstellt, welches bisher nicht verfügbar war. Diese verringerte Masse führt zu einer geringeren Belastung der Verbindungen zwischen der Durchflußleitung und dem Paket. Diesbezüglich, und wie es dem Fachmann auf diesem Gebiet allgemein bekannt ist, werden die Verbindungen, d. h., die Blendenabgriffe der Durchflußleitung typischerweise stabilisiert, d. h., mit Vollbohrungen in einem Versuch eine steifere Verbindung oder Lagerung zwischen der Durchflußleitung und der Verteiler/Druck-Sensorpaketeinheit bereit zu stellen. Da das Paket der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Paketen weniger Masse besitzt und im wesentlichen keinen Hebelarm, müssen die Komponenten, welche zur Bewirkung einer Stabilisierung verwendet werden, nicht so unhandlich oder komplex wie herkömmliche, zu diesem Zweck verwendete Komponenten sein, was wiederum die Installation vereinfacht und die Kosten reduziert.
Der Fachmann auf diesem Gebiet wird erkennen, daß verschiedene Arten von Ventilen und Entlüftungsnippeln in dem Verteiler der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wovon alle einen herkömmlichen Aufbau aufweisen und hier nicht im Detail beschrieben werden müssen. Beispielsweise können Ventile, wie z. B. Kugelventile, Kegelventile und Klappenventile als die verschiedenen Ventile verwendet werden. Zusätzlich können die verwendeten Ventile sogenannte Weichsitz- oder Metallsitzventile abhängig von der Umgebung sein, welcher der Verteiler der vorliegenden Erfindung ausgesetzt ist.

Claims

1. Instrumenten-Ventilverteiler (IM) zur Anpassung zwischen einem Durchflußleitungs-Steuerverteiler (cm) und ersten und zweiten Drucksensoreinheiten (T1, T2), wobei der Durchflußleitungs-Steuerverteiler einen Hochdruckkanal und einen Niederdruckkanal enthält, die selektiv von entsprechenden Hochdruck- und Niederdruck-Steuerventilen gesteuert werden, aufweisend:

einen monolithischen Körper (22), wobei der Körper eine Verbindungsfläche (28) zum Verbinden mit dem Durchflußleitungs-Steuerverteiler (cm), einen Hochdruckfluideinlaß (30) und einen Niederdruckfluideinlaß (32), die in der Verbindungsfläche (28) ausgebildet sind, eine Instrumentenfläche (42) zum Verbinden mit den ersten und zweiten Drucksensoreinheiten, eine von der Instrumentenfläche (42) beabstandete gegenüberliegende untere Fläche (44), einen ersten Hochdrucksammelraum (48) und einen Niederdrucksammelraum (46), die in der Instrumentenfläche (42) zum Zusammenwirken mit der ersten Drucksensoreinheit ausgebildet sind, einen zweiten Hochdrucksammelraum (50), der in der Instrumentenfläche (42) zum Zusammenwirken mit der zweiten Drucksensoreinheit ausgebildet ist, definiert, wobei der Körper (22) ferner eine Umfangswand (54) mit einem mit der Instrumentenfläche (42) zusammenhängenden ersten Rand (64) und einen mit der unteren Fläche (44) zusammenhängenden zweiten Rand (66) besitzt, und einen Manometerdruckkanal (88) der mit dem Hochdruckfluidkanal (42) verbunden ist, wobei der Manometerdruckkanal (88) in einer offenen Verbindung mit dem zweiten Hochdrucksammelraum (50) steht, gekennzeichnet durch:

eine erste Oberfläche (60) der Umfangswand, die quer zu und auf gegenüberliegenden Seiten der Instrumentenfläche (42) und der unteren Fläche (44) in Bezug auf die Verbindungsfläche (28) angeordnet ist, wobei die erste Oberfläche (60) der Umfangswand (54) eine Oberfläche (60) für eine Ausgleichsventiltasche ausbildet;

eine Niederdruck-Ausgleichsventiltasche (82) und eine Hochdruck-Ausgleichsventiltasche (76), die in der Ausgleichsventiltaschenfläche (60) ausgebildet sind;

einen Hochdruckfluidkanal (72), der sich von dem Hochdruckeinlaß (30) in der Verbindungsfläche (28) zu der Hochdruck-Ausgleichsventilventiltasche (76) erstreckt, einen Niederdruckfluidkanal (78), der sich von dem Niederdruckeinlaß (32) in der Verbindungsfläche (28) zu der Niederdruck-Ausgleichsventiltasche (82) erstreckt, wobei der Hochdruckfluidkanal (72) in einer offenen Verbindung mit dem ersten Hochdrucksammelraum (48) steht, der Niederdruckfluidkanal (78) in einer offenen Verbindung mit dem ersten Niederdrucksammelraum (46) steht;

einen Ausgleichsfluidkanal (102), welcher die Hochdruck-Ausgleichsventiltasche (76) und die Niederdruck- Ausgleichsventiltasche (82) miteinander verbindet;

ein Ausgleichsventil (77, 79), welches in wenigstens einer von den Hoch- und Niederdruck-Ausgleichsventiltaschen (82, 96) angeordnet ist, um selektiv den Durchfluß durch den Ausgleichsfluidkanal (102) zu steuern;

eine Blockierungsventiltasche (96), die den Manometerdruckkanal (88) zwischen den ersten und zweiten Hochdrucksammelräumen (48, 50) schneidet; und

ein Blockierungsventil (97), das in der Blockierungsventiltasche (96) angeordnet ist, um selektiv den Durchfluß durch den Manometerdruckkanal (88) zu steuern.

2. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsfläche (28) auf dem Körper (22) von einem Flansch (24) gebildet wird, der aus einer dritten Fläche (62) der Umfangswand (54) gegenüber der ersten Fläche (60) der Umfangswand (54) hervorsteht.

3. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei gerade Durchflußpfade zwischen dem Hochdruckeinlaß (30) und der Hochdruck-Ausgleichsventiltasche (76), bzw. zwischen dem Niederdruckeinlaß (32) und der Niederdruck-Ausgleichsventiltasche (82) ausgebildet sind.

4. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 3, wobei der Hochdruck-Durchflußpfad und der Niederdruck-Durchflußpfad parallel liegen.

5. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei der Manometerdruckkanal (88) im wesentlichen senkrecht zu dem Hochdruckfluidkanal (72) ist.

6. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 5, mit einem Entlüftungskanal (92) in Verbindung mit dem Niederdruckkanal (78) wobei der Entlüftungskanal (98) zu dem Manometerdruckkanal (88) koaxial ist.

7. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 6, wobei der Hochdruckkanal (72), der Niederdruckkanal (78), der Manometerdruckkanal (88) und der Entlüftungskanal (92) in einer Ebene liegen,

8. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 7, wobei der Hochdruckkanal (72), der Niederkanal (78), der Meßdruckkanal (88) und der Entlüftungskanal (92) von nur einer Ebene geschnitten werden.

9. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei ferner mit einer Instrumentenentlüftung (100) zum Entlüften der zweiten Druckeinheit.

10. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 9, wobei die Instrumentenentlüftung einen Sammelraum (52) aufweist, der in der Instrumentenfläche (42) ausgebildet ist, und einen Kanal (98), der sich von dem Sammelraum (52) aus erstreckt, und sich durch die untere Fläche (44) hindurch öffnet.

11. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei Ausgleichsventile (77, 79) sowohl in den Hoch- als auch Niederdruck-Ausgleichsventiltaschen (76, 82) angeordnet sind.

12. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei die Blockierventiltasche (96) in der unteren Fläche des Körpers (22) ausgebildet ist.

13. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei die Instrumentenfläche (48) und die untere Fläche (44) parallel sind.

14. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 1, wobei ein Entlüftungsanschluß (97) in der zweiten Oberfläche der Umfangswand in einer offenen Verbindung mit dem Manometerdruckkanal (88) ausgebildet ist.

15. Instrumenten-Ventilverteiler nach Anspruch 6, wobei der Hochdruckfluidkanal (72), der Niederdruckfluidkanal (78), der Manometerdruckkanal (88), und der Entlüftungskanal (92) alle senkrecht zu entsprechenden ebenen Außenflächen des Verteilerkörpers sind, durch welchen die Kanäle hindurch ausgebildet sind.