DE10201335C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Einführen einer Sonde in eine durchströmte Rohrleitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einführen einer Sonde in eine Rohrleitung. Die Vorrichtung weist einen an eine Öffnung (22) der Rohrleitung (1) angeschlossenen, durch ein Ventil (6) absperrbaren Stutzen (3) für die Aufnahme eines länglichen, bei geöffnetem Ventil durch den Ventildurchgang (9) und die Rohrwandöffnung (22) hindurch unter Abdichtung des Stutzens (3) in die Rohrleitung (1) eintauchendes Sondengehäuse (20) auf. Erfindungsgemäß wird die Rohrwandöffnung (22) mit Hilfe eines durch den Ventildurchgang (9) des Ventils (6) und den Stutzen (3) hindurchgeführten Bohrwerkzeugs (24) gebildet und die Weite der Rohrwandöffnung (22) ist kleiner oder gleich der Weite des Ventildurchgangs (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einführen einer Sonde in eine durch­ strömte Rohrleitung, mit einem an eine Rohrwandöffnung angeschlossenen, durch ein Ventil absperrbaren Stutzen für die Aufnahme eines länglichen, bei geöffnetem Ventil durch den Ventildurchgang und die Rohrwandöffnung hindurch unter Abdich­ tung des Stutzens in die Rohrleitung eintauchenden Sondengehäuses, wobei die Weite der Rohrwandöffnung kleiner oder gleich der Weite des Ventildurchgangs ist sowie ein entsprechendes Verfahren zum Einführen eine Sonde in eine Rohrleitung, bei dem an der Rohrleitung ein durch ein Ventil absperrbarer Stutzen angebracht und das Sondengehäuse bei geöffnetem Ventil durch den Stutzen und eine Rohr­ wandöffnung hindurch unter Abdichtung des Stutzens in die Rohrleitung eingetaucht wird.

Bei der Sonde kann es sich um eine Messsonde handeln, beispielsweise zur Messung der Temperatur oder Strömungsgeschwindigkeit eines die Rohrleitung durchströmen­ den Mediums. Andererseits kommen Injektionssonden zur Einspeisung von Substanzen in die Rohrleitungsströmung in Betracht.

Aus der DE 91 11 868 U1 ist eine Vorrichtung mit den eingangs erwähnten Merkmalen bekannt, wobei der zur Aufnahme der Sonde verwendete Ventilstutzen ferner zum Befüllen und Anzapfen der Rohrleitung dient. Bei Bedarf kann die Sonde über einen Adapter an den Ventilstutzen angeschlossen und in die Rohrleitung eingetaucht werden. Zum Einrichten einer Messstelle bedarf es eines zum Befüllen und Anzapfen der Rohrleitung geeigneten Ventilstutzens.

Eine ähnliche, mit gegenüber der Rohrwandöffnung verkleinerter Ventildurchgangs­ öffnung geht aus der DE 28 15 436 C2 hervor.

Aus der DE 35 24 219 A1 ist ein Anschlussnippel mit einem Schneidkopf bekannt, der in eine Rohrleitung, während diese ein Medium führt, eingedreht werden kann.

Aus der GB 1 604 972 A geht ein Verfahren zur Bildung eines Abzweiganschlusses an einer Rohrleitung hervor, bei dem ein mit einem Ventil versehenes Anschlussstück in der Art einer Rohrschelle mit der Rohrleitung verbunden und durch das Ventil hin­ durch ein in Vorschubrichtung hinter dem Ventil abgedichtetes Bohrwerkzeug ge­ führt und mit dem Bohrwerkzeug eine Rohrwandöffnung gebildet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zum Einführen von Son­ den in Rohrleitungen erforderlichen Aufwand zu verringern, so dass bei verbesserter Sondenfunktion größere Freiheit bei der Auswahl von Messstellen besteht.

Die diese Aufgabe lösende Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Querschnittsfläche der Rohrwandöffnung deckungsgleich zur Querschnittsfläche des eintauchenden Sondengehäuses ist.

Durch die vollständige Schließung der Rohrwandöffnung durch das Sondengehäuse werden Verwirbelungen der Rohrleitungsströmung und damit insbesondere Verfäl­ schungen von Messwerten der Strömungsgeschwindigkeit vermieden.

Vorteilhaft erlaubt es eine solche Vorrichtung ferner, die Rohrwandöffnung während des Betriebs der unter Druck stehenden Rohrleitung mit Hilfe eines durch den Ventil­ durchgang geführten Bohrwerkzeugs angeglichen an die Querschnittsfläche des Sondengehäuses zu bilden. Die Installation einer Sonde kann somit ohne Stilllegung der Rohrleitung erfolgen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist auch die Querschnittsfläche des Ven­ tildurchgangs etwa deckungsgleich mit der Querschnittsfläche des länglichen Son­ dengehäuses. Vorteilhaft dichtet das Sondengehäuse die entsprechenden Öffnun­ gen ab und ist in diesen exakt geführt, so dass die Sondenspitze innerhalb der Rohr­ leitung entlang einer festliegenden Achse verschiebbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Dichtungselement in Einführungsrich­ tung des Sondengehäuses vor dem Ventil angeordnet. Vorteilhaft lässt sich so der Stutzen abdichten, bevor das Ventil zum Einführen der Sonde in dessen Durchgang zu öffnen ist.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stutzen durch einen um das Sondengehäuse umlaufenden O-Dichtring abdichtbar.

Während es denkbar ist, den O-Dichtring vor dem Ventil z. B. in einer Verlängerung des Stutzens unterzubringen, ist er in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Durchgang eines Adapters angeordnet, über den das Sondengehäuse mit dem Stutzen verbindbar ist, wobei sich vorzugsweise eine Schraubverbindungen sowohl mit dem Stutzen als auch mit dem Sondengehäuse gebildet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist das Ventil einen drehbaren Ventilkörper mit einem axial zur Rohrwandöffnung ausrichtbaren Ventildurchgang auf. Der Ventil­ körper kann durch eine Kugel oder einen Zylinder gebildet sein.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels und der beiliegenden, sich auf dieses Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einführen einer Sonde in eine Rohr­ leitung in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 einen in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Adapter und

Fig. 3 eine die Bildung einer Rohrwandöffnung erläuternde Darstellung.

An einer Rohrleitung 1 mit einer Rohrwand 2 ist ein Stutzen 3 angebracht. Der Stutzen 3 besteht in dem betreffenden Ausführungsbeispiel aus einem mit der Rohrwand 2 verschweißten Stutzenansatz 4 und einer Verlängerung 5 mit einem Kugelventil 6. Der Stutzenansatz 4 weist ein Außengewinde auf, das bei 7 mit einem Innengewinde der Verlängerung 5 verschraubt ist.

In der Kugel 8 des Kugelventils 6 ist ein rundzylindrischer Ventildurchgang 9 gebildet, dessen Achse über eine mit der Kugel 8 verbundene Welle 10 und einen Ventilhebel 11 unter Schließen und Öffnen des Ventils verschwenkbar ist.

An ihrem der Rohrleitung 1 abgewandten Ende weist die Verlängerung 5 ein Innen­ gewinde auf, das bei 12 mit einem Außengewinde 13 eines Adapters 14 verschraubt ist.

In dem in Fig. 2 gesondert dargestellten Adapter 14 ist ein rundzylindrischer Durch­ gang 15 mit einer Ringaussparung 16 für einen O-Dichtring 17 gebildet.

An den das Außengewinde aufweisenden Abschnitt des Adapters 14 schließt sich unter Bildung einer Ringschulter 18 ein aufgeweiteter Teil an, innerhalb dessen der rundzylindrische Durchgang 15 aufgeweitet und mit einem Innengewinde 19 ver­ sehen ist.

In Fig. 1 ist durch eine Strichlinie ein längliches rundzylindrisches Sondengehäuse 20 mit einer Aufweitung 23 dargestellt, dessen Spitze durch eine Öffnung 22 in der Rohr­ wand 2 hindurch in die Rohrleitung 1 eintaucht. Bei der Sonde kann es sich z. B. um eine Temperaturmesssonde, eine Sonde zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit oder zum Injizieren einer Substanz in die Rohrleitung handeln.

An der Aufweitung 21 des Sondengehäuses 20 ist ein Außengewinde gebildet, das bei 23 mit dem Innengewinde 19 des Adapters 14 verschraubt ist.

Im folgenden wird die Funktionsweise der vorangehend beschriebenen Vorrichtung erläutert.

Solange an der Rohrleitung 1 keine Messungen oder Injektionen stattfinden, brau­ chen das Sondengehäuse 20 und der Adapter 14 nicht am Stutzen 3 installiert zu sein. Das Kugelventil 6 ist in letzterem Fall geschlossen.

Zur Installation der Sonde bei Bedarf wird zunächst der Adapter 14 mit seinem Außengewinde 13 an den Stutzen 3 geschraubt. Danach kann das Sondengehäuse 20 durch den Durchgang 15 des Adapters 14 hindurch eingeführt werden. Während dieser Einführung bleibt das Ventil 6 zunächst geschlossen. Erst wenn das Sonden­ gehäuse 20 den O-Dichtring 17 erreicht hat und der Durchgang 15 nach außen abgedichtet ist, kann das Ventil mit Hilfe des Ventilhebels 11 geöffnet und die Achse des Ventildurchgangs 9 zur Längsachse des Durchgangs 15 ausgerichtet werden.

Der O-Dichtring 17 verhindert, dass Flüssigkeit oder Gas aus der unter Druck stehen­ den Rohrleitung 1 nach außen treten kann.

Das Sondengehäuse 20 lässt sich nun weiter durch den Ventildurchgang 9 und die Rohrwandöffnung 22 hindurch vorschieben und in die Rohrleitung 1 eintauchen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Die Durchmesser der Rohrwandöffnung 22, des Ventildurchgangs 9 sowie des Durchgangs 15 im Adapter 14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel nur geringfügig größer als der Außendurchmesser des Sondengehäuses 20. Schon hier­ durch ist für eine gewisse Abdichtung des Stutzens 3 nach außen gesorgt, wobei die Abdichtung hauptsächlich der O-Dichtring 17 übernimmt. Die Annäherung des Durchmessers der Rohrwandöffnung 22 an den Außendurchmesser des Gehäuses 20 hat den Vorteil, dass zusätzliche Verwirbelungen der Strömung in der Rohrleitung 1, die bei nicht übereinstimmenden Durchmessern auftreten würden, vermieden wer­ den. Insbesondere bei Messungen der Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung 1 können so Verfälschungen der Messwerte durch Verwirbelung der Strömung verhin­ dert werden.

Wird die Sonde nicht mehr benötigt, so lässt sie sich unter Lösung der Schraubverbin­ dung 23 durch die Öffnung 22 und dann durch den Ventildurchgang 9 hindurch herausziehen, wobei das Ventil 6 nach Passieren des Ventildurchgangs 9 geschlossen wird, bevor das Ende des Sondengehäuses 20 den O-Dichtring 17 erreicht hat.

Fig. 3 erläutert die Bildung der Rohrwandöffnung 22, welche erfolgt, während die Rohrleitung 1 in Betrieb ist und unter Druck steht.

Ein Bohrwerkzeug 24 ist durch den Ventildurchgang 9 der Ventilkugel 8 sowie einen Durchgang 15' in einem Block 25 geführt, wobei das Bohrwerkzeug 24 durch einen in dem Durchgang 15' angeordneten O-Dichtring 17' abgedichtet wird. Der Block 25 ist bei 12' mit dem Ventilteil 5 des Stutzens 3 verschraubt. Bei genügend langem Bohr­ werkzeug 24 könnte anstelle des Blocks 25 auch der Adapter 14 verwendet werden.

Das Bohrwerkzeug 24 kann in eine gewöhnliche Handbohrmaschine eingespannt sein. Der O-Dichtring 17' sorgt dafür, dass während des Bohrvorgangs aus der Rohr­ leitung 1 keine unter Druck stehende Flüssigkeit oder kein unter Druck stehendes Gas nach außen treten kann.

Das Bohrwerkzeug 24 weist nur ein kurzes, gerade zum Durchbohren der Rohrwand 2 ausreichendes mit einer Schneide und Wendelnut versehenes Endstück 26 auf, des­ sen Länge so bemessen ist, dass beim Herausziehen des Bohrwerkzeugs das Endstück 26 den O-Dichtring 17 noch nicht erreicht hat, wenn das Bohrwerkzeug aus dem Ventildurchgang 9 ausgetreten ist. Damit lässt sich die Abdichtung des Stutzens sichern, bis das Ventil 6 zur Schließung freigegeben ist.

Alternativ zu der hier gezeigten Lösung könnte das Bohrwerkzeug mit einem sich mit­ drehenden Block 25 dicht verbunden werden, wobei für eine Abdichtung dadurch gesorgt ist, dass der Block während des Bohrvorgangs bereits mit dem Ventilteil 5 des Stutzens 3 verschraubt ist und beim Bohren noch weiter in den Ventilteil 5 hineinge­ dreht wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Einführen einer Sonde in eine durchströmte Rohrleitung (1), mit einem an eine Rohrwandöffnung (22) angeschlossenen, durch ein Ventil (6) absperrbaren Stutzen (3) für die Aufnahme eines länglichen, bei geöffnetem Ventil (6) durch den Ventildurchgang (9) und die Rohrwandöffnung (22) hin­ durch unter Abdichtung des Stutzens (3) in die Rohrleitung (1) eintauchenden Sondengehäuses (20), wobei die Weite der Rohrwandöffnung (22) kleiner oder gleich der Weite des Ventildurchgangs (9) ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Rohrwandöffnung (22) deckungsgleich zur Quer­ schnittsfläche des eintauchenden Sondengehäuses (20) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Ventildurchgangs (9) etwa deckungsgleich zur Querschnittsfläche des Sondengehäuses (20) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungselement (17) in Einführungsrichtung des Sondengehäuses (20) vor dem Ventil (6) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (3) durch einen um das Sondengehäuse (20) umlaufenden O-Dichtring (17) abdichtbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Ventildurchgang (9) koaxialer Adapter (14) mit einem Durchgang (15) für die Aufnahme des Sondengehäuses (20) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der O-Dichtring (17) in dem Durchgang (15) des Adapters (14) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondengehäuse (20) mit dem Stutzen (3) verbindbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sondengehäuse (20) mit dem Stutzen (3) über den Adapter (14), vorzugsweise mittels Schraubverbindungen (12, 23), verbindbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) einen drehbaren Ventilkörper (8) mit einem axial zur Rohrwandöffnung (22) ausrichtbaren Ventildurchgang (9) aufweist.

10. Verfahren zum Einführen einer Sonde in eine durchströmte Rohrleitung, bei dem an der Rohrleitung (1) ein durch ein Ventil (6) abschließbarer Stutzen (3) für die Aufnahme eines länglichen Sondengehäuses (20) angebracht und das Sonden­ gehäuse bei geöffnetem Ventil (6) durch den Stutzen (3) und eine Rohrwandöff­ nung (22) hindurch unter Abdichtung des Stutzens (3) in die Rohrleitung (1) ein­ getaucht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrwandöffnung (22) vorher mit Hilfe eines durch den Ventildurchgang (9) des Ventils (6) geführten Bohrwerkzeugs (24) deckungsgleich zur Querschnitts­ fläche des eintauchenden Sondengehäuses (20) gebildet wird.