DE20116899U1 - Flow switch - Google Patents
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12. Oktober 2001October 12, 2001
Strömungswächter Flow barrier r
Die Erfindung betrifft einen Strömungswächter zum automatischen Absperren von fluiddurchströmten Leitungen bei einem einen definierten Maximalfluß übersteigenden Fluidfluß mit einem einen Strömungskanal begrenzenden, im Inneren einen Ventilsitz aufweisenden Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Schließkörper, wobei der Schließkörper in einem Normalzustand durch eine Rückhaltekraft in einer in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz liegenden Offenstellung gehalten ist und durch einen den definierten Maximalfluß übersteigenden Fluidfluß gegen den Ventilsitz bewegt wird und einen dem Ventilsitz strömungstechnisch nachgeordneten Teil des Strömungwächters vom Fluidfluß abriegelt.The invention relates to a flow monitor for automatically shutting off fluid-flowing lines when a fluid flow exceeds a defined maximum flow, with a housing delimiting a flow channel and having a valve seat on the inside, and a closing body arranged in the housing, wherein the closing body is held in a normal state by a retaining force in an open position in front of the valve seat in the flow direction and is moved against the valve seat by a fluid flow exceeding the defined maximum flow and seals off a part of the flow monitor that is fluidically downstream of the valve seat from the fluid flow.
Derartige Strömungswächter sind in großer Vielzahl bekannt und finden in verschiedentlichsten Fluidleitungssystemen Einsatz. Mit ihnen wird ein übermäßiger Fluidfluß durch die Leitung verhindert, wie er beispielsweise bei Leckagen im Leitungssystem auftreten kann. Durch den Einsatz eines solchen Strömungswächters wird ein unabsichtlich oder manipulatorisch und absichtlich hervorgerufener hoher Fluidaustritt festgestellt und das Leitungssystem verschlossen. Somit können Störungen, die durch Leitungsabriß oder Öffnungen von Verschraubungen auftreten, erkannt und das Rohrsystem vom Fluiddurchfluß abgetrennt werden. Neben der unbeabsichtigten Öffnung des Systems kann durch den Einsatz des Strömungswächters, wie oben bereits erwähnt, auch eine Manipulation der gesamten fluidführenden Anlage unterbunden werden. Insbesondere bei Gasanlagen können Gasunfälle, die durch einen Gasdiebstahl in krimineller Absicht oder in Suizidfällen hervorgerufen worden sind, somit verhindert werden.There are a large number of such flow monitors and they are used in a wide variety of fluid line systems. They prevent excessive fluid flow through the line, which can occur, for example, in the case of leaks in the line system. By using such a flow monitor, a high fluid leak caused unintentionally or through manipulation and intention is detected and the line system is closed. This means that faults caused by lines breaking off or screw connections opening can be detected and the pipe system can be cut off from the fluid flow. In addition to the accidental opening of the system, the use of the flow monitor can also prevent manipulation of the entire fluid-carrying system, as already mentioned above. In gas systems in particular, gas accidents caused by gas theft with criminal intent or in cases of suicide can thus be prevented.
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Gattungsgemäße Strömungswächter können dabei sowohl für Gasleitungen als auch für Flüssigkeitsleitungen; wie beispielsweise Wasserleitungen, verwendet werden. Insbesondere bei Leitungssystemen, in denen brennbares Gas wie Erdgas oder dergleichen geführt wird, werden Strömungswächter aus Sicherheitsgründen eingesetzt.Generic flow monitors can be used for both gas lines and liquid lines, such as water lines. Flow monitors are used for safety reasons, particularly in pipe systems that carry flammable gases such as natural gas or similar.
Tritt, beispielsweise aufgrund eines stromab des Schließkörpers auftretenden Lecks, eine übermäßig hohe Fluidströmung auf, so wird der Schließkörper durch den Strömungsdruck und entgegen der Rückhaltekraft in Richtung des Ventilsitzes bewegt, bis er dichtend an diesem anliegt. Der Strömungswächter ist dann verschlossen, und der stromab des Schließkörpers gelegene Teil der Fluidleitung abgeriegelt. Durch den sich auf der stromauf gelegenen Seite des Schließkörpers aufbauenden Fluiddruck wird der Schließkörper sicher in der geschlossenen Stellung gehalten.If an excessively high fluid flow occurs, for example due to a leak downstream of the closing body, the closing body is moved by the flow pressure and against the retaining force in the direction of the valve seat until it seals against it. The flow monitor is then closed and the part of the fluid line downstream of the closing body is sealed off. The fluid pressure building up on the upstream side of the closing body holds the closing body securely in the closed position.
Ist nun die eine übermäßige hohe Strömung bedingende Ursache, beispielsweise die erwähnte stromab des Schließkörpers gelegene Leckage, beseitigt, so kann das Leitungssystem wieder für einen Fluidfluß freigegeben werden. Jedoch wird der Schließkörper durch den stromauf gebildeten Fluiddruck nach wie vor in der geschlossenen Stellung im Ventilsitz gehalten. Zur Freigabe muß der Schließkörper zurück in die Offenstellung verbracht, als so „resetted" werden.If the cause of excessive flow, such as the leakage downstream of the closing body mentioned above, has been eliminated, the line system can be released for fluid flow again. However, the closing body is still held in the closed position in the valve seat by the fluid pressure generated upstream. To release it, the closing body must be returned to the open position, i.e. "reset".
Eine Möglichkeit, den Schließkörper in die Offenstellung zurückzuverbringen, ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 298 09 839 LH gezeigt. Ein mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Taster verbundener Stift wird bei ausgelöstem Strömungswächter durch Betätigen des Tasters seitlich gegen den Schließkörper geführt. Dadurch verkippt der Schließkörper und gibt eine Spaltöffnung frei, so daß der stromauf des Schließkörpers aufgestaute Druck abgelassen werden kann. Der Schließkörper kehrt dann durch die Rückhaltekraft getrieben zurück in seine Offenstellung. Der Schließkörper ist mit einem in einer Führungshülse geführten Schließstift verbunden, wobei zwischen dem Schließstift und der Führungshülse ein Spiel belassen ist. Dieses Spiel ist erforderlich, um im Auslösefall des Strömungswächters den Schließkörper und mit ihm den in der Führungshülse geführten Stift zum Freigeben der Öffnung geringfügig verkanten zu können. Dieses Spiel bedingt jedoch, daß eine exakte und akkurate FührungOne way of returning the closing body to the open position is shown in the German utility model DE 298 09 839 LH. When the flow monitor is triggered, a pin connected to a button arranged outside the housing is guided sideways against the closing body by pressing the button. This causes the closing body to tilt and open a gap so that the pressure built up upstream of the closing body can be released. The closing body then returns to its open position driven by the retaining force. The closing body is connected to a closing pin guided in a guide sleeve, with a clearance left between the closing pin and the guide sleeve. This clearance is necessary in order to be able to slightly tilt the closing body and with it the pin guided in the guide sleeve to release the opening when the flow monitor is triggered. This clearance, however, requires that exact and accurate guidance
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des Schließkörpers nicht möglich ist. Insbesondere besteht die Gefahr, daß ein bereits mehrfach ausgelöster Strömungswächter nach mehreren Reset-Vorgängen durch das wiederholte Verkanten zwischen dem Führungsstift und der Führungshülse in dem Bereich des Spiels ausschlägt. Im ungünstigsten Fall kann dann in einem Auslösefall der Schließkörper nicht mehr vollständig dichtend in den Ventilsitz fahren und weiterhin Fluid in den stromab des Schließkörpers gelegenen Teil des Leitungssystems gelangen. Im Falle eines brennbaren Gases kann so, bei einer Leitungsleckage brennbares Gas trotz ausgelöstem Strömungswächter in die Umwelt gelangen mit der damit unmittelbar verbundenen Gefahr.of the closing body is not possible. In particular, there is a risk that a flow monitor that has already been triggered several times will fail after several reset processes due to the repeated jamming between the guide pin and the guide sleeve in the area of the clearance. In the worst case scenario, if it is triggered, the closing body can no longer move completely into the valve seat and seal it, and fluid can continue to enter the part of the line system downstream of the closing body. In the case of a flammable gas, flammable gas can escape into the environment in the event of a line leak despite the flow monitor being triggered, with the immediate danger that this entails.
Darüber hinaus besteht bei einem Strömungswächter gemäß der DE 298 09 839 die Gefahr, daß durch eine Manipulation, beispielsweise durch ein absichtliches Blockieren, an dem seitlichen Taster, der die Reset-Funktion ausführt, ein sicheres Schließen durch Feststellung des Tasters in der Entriegelposition verhindert wird. Ein solchermaßen manipulierter Strömungswächter kann im Falle eines auftretenden, übermäßig hohen Fluidstroms, beispielsweise aufgrund einer Leckage, die Leitung nicht mehr sicher und zuverlässig verschließen.Furthermore, with a flow monitor according to DE 298 09 839 there is a risk that a manipulation, for example by intentionally blocking the side button that carries out the reset function, will prevent safe closing by locking the button in the unlocking position. A flow monitor manipulated in this way can no longer close the line safely and reliably in the event of an excessively high fluid flow, for example due to a leak.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Strömungswächter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem ein Rücksetzen des Strömungswächters nach einem erfolgten Auslösungsfall ohne Verschieben des Verschlußkörpers quer zur Auslöserichtung möglich ist.Based on this prior art, it is the object of the invention to provide a flow monitor of the type mentioned at the outset, in which the flow monitor can be reset after a triggering event without moving the closure body transversely to the triggering direction.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist der Strömungswächter erfindungsgemäß in einem in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Ventilsitz gelegenen Abschnitt des Gehäuses eine quer zum Strömungskanal durch das Gehäuse geführte, fluiddicht verschließbare Öffnung auf.To achieve this object, the flow monitor according to the invention has, in a section of the housing located behind the valve seat as seen in the direction of flow, an opening which can be closed in a fluid-tight manner and which runs transversely to the flow channel through the housing.
Im ausgelösten Zustand des Strömungswächters kann, nachdem der Grund für einen übermäßig hohen Fluidstrom beseitigt worden ist, die Öffnung mit einer Quelle für unter Druck stehendes Fluid verbunden werden. Das unter Druck stehende Fluid wird durch die Öffnung in den stromab des Ventilsitzes gelegenen Leitungsbereich eingeleitet, und der sich aufbauende Druck kompensiert den auf der stromauf des Schließkörpers gelegenen Seite anliegenden Gegendruck, bis der Schließkörper schließlich durch die Rückhaltekraft getrieben wieder in dieIn the triggered state of the flow switch, after the cause of excessive fluid flow has been eliminated, the opening can be connected to a source of pressurized fluid. The pressurized fluid is introduced through the opening into the line area downstream of the valve seat, and the pressure that builds up compensates for the counterpressure on the upstream side of the closing body until the closing body is finally driven back into the
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Offensteiiung verfährt, uer Strömungswächter ist dann wieder geöffnet, die Quelle für ein unter Druck stehendes Fluid kann von der Öffnung getrennt und die Öffnung wieder fluiddicht verschlossen werden. Anschließend ist der Strömungswächter wieder einsatzbereit. Dadurch, daß das Rücksetzen des Strömungswächters nicht durch eine quer zur Auslöserichtung angreifende mechanische Kraft erfolgt, sondern durch über die Öffnung eingebrachten Druck, kann eine spielfreie Führung des Schließkörpers erfolgen. Die beim eingangs genannten Stand der Technik bestehende Gefahr eines Ausschiagens der Führung und damit eines Verkantens des Schließkörpers im Auslösefall mit den genannten Folgen besteht nicht.The flow monitor is then open again, the source of a fluid under pressure can be separated from the opening and the opening can be closed fluid-tight again. The flow monitor is then ready for use again. Because the flow monitor is not reset by a mechanical force acting transversely to the direction of release, but by pressure introduced through the opening, the closing body can be guided without play. The risk of the guide being knocked out and thus the closing body jamming when triggered, with the consequences mentioned above, which exists with the state of the art mentioned at the beginning, does not exist.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäß durch das Gehäuse geführte Öffnung noch für weitere Zwecke verwendet werden. So ist es beispielsweise möglich, an die Öffnung Meßinstrumente, beispielsweise ein Druckmeßinstrument, anzuschließen und während des Normalbetriebes des Strömungswächters im Leitungssystem beispielsweise den im Leitungssystem herrschenden Druck zu messen. Alternativ können durch die in dem Gehäuse vorgesehene Öffnung auch Proben des in dem Leitungssystem strömenden Fluids entnommen und analysiert werden. Um die in dem Gehäuse vorgesehene Öffnung während des Normalbetriebes gefahrlos öffnen zu können, muß diese deutlich kleiner gewählt werden als der Querschnitt des Strömungskanals. So kann beispielsweise bei einer Gasarmatur bei einem Querschnitt der Gasleitung von DN15 bzw. DN25 durch eine durch das Gehäuse geführte Öffnung mit einem Querschnittsdurchmesser von 1 mm keine so große Gasmenge austreten, die ein explosives und damit gefährliches Gemisch erzeugen könnte. Auch ist bei einer Öffnung von derart kleinem Durchmesser kein so großer Strömungsanstieg zu verzeichnen, daß der Strömungswächter auslöst.In addition, the opening through the housing according to the invention can be used for other purposes. For example, it is possible to connect measuring instruments, such as a pressure measuring instrument, to the opening and, for example, to measure the pressure in the pipe system during normal operation of the flow monitor in the pipe system. Alternatively, samples of the fluid flowing in the pipe system can be taken and analyzed through the opening provided in the housing. In order to be able to open the opening provided in the housing safely during normal operation, it must be chosen to be significantly smaller than the cross-section of the flow channel. For example, in the case of a gas valve with a gas line cross-section of DN15 or DN25, a gas quantity that could create an explosive and therefore dangerous mixture cannot escape through an opening through the housing with a cross-sectional diameter of 1 mm. With an opening of such a small diameter, there is also no increase in flow so great that the flow monitor is triggered.
Die erfindungsgemäß durch das Gehäuse geführte Öffnung kann in einfacher Weise durch eine Stichbohrung realisiert werden. Um ein großvolumiges Ausströmen eines Fluids bei geöffneter Öffnung und damit ein mögliches Auslösen des Strömungswächters zu vermeiden, sollte der Querschnitt der Öffnung wesentlich kleiner als der Querschnitt des Strömungskanals gewählt werden. Das Querschnittsverhältnis wird bevorzugt mit 1 : 100 und geringer gewählt.The opening through the housing according to the invention can be easily implemented using a tap hole. In order to avoid a large volume of fluid flowing out when the opening is open and thus possibly triggering the flow monitor, the cross-section of the opening should be chosen to be significantly smaller than the cross-section of the flow channel. The cross-section ratio is preferably chosen to be 1:100 or less.
Um die jeweils erforderiichen Ueräte, wie beispielsweise eine Quelle für unter Druck stehendes Fluid oder Meßgeräte einfach mit der Öffnung verbinden zu können, wird vorgeschlagen, daß die Öffnung in Richtung der Gehäuseaußenseite erweitert und mit einer Anschlußstruktur, vorzugsweise einem Anschlußgewinde, versehen ist. Zum gasdichten Verschließen wird gemäß einer einfachen Lösung ein Schraubstopfen vorgeschlagen. Zur Abdichtung der mit dem Schraubstopfen verschlossenen Öffnung ist vorzugsweise zwischen einem in der erweiterten Öffnung ausgebildeten Absatz und einem urnlaufenden Rand des Schraubstopfens eine Dichtung eingesetzt.In order to be able to easily connect the required devices, such as a source of pressurized fluid or measuring devices, to the opening, it is proposed that the opening be widened towards the outside of the housing and provided with a connection structure, preferably a connection thread. A screw plug is proposed as a simple solution for gas-tight sealing. To seal the opening closed with the screw plug, a seal is preferably inserted between a shoulder formed in the widened opening and a peripheral edge of the screw plug.
Um den Strömungswächter insgesamt klein dimensionieren und materialsparend ausbilden zu können, wird vorgeschlagen, daß im Bereich der Öffnung das Gehäuse eine quer zum Strömungskanal verlaufende, zapfenartige Erweiterung aufweist, in welcher die Öffnung vom Strömungskanal bis zur Gehäuseaußenseite geführt ist.In order to be able to dimension the flow monitor as a whole and to save material, it is proposed that in the area of the opening the housing has a pin-like extension running transversely to the flow channel, in which the opening is guided from the flow channel to the outside of the housing.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the accompanying figures.
Fig. 1: in geschnittener Ansicht ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Strömungswächter undFig. 1: in sectional view an embodiment of a flow monitor according to the invention and
Fig. 2: den in Fig. 1 gezeigten Strömungswächter in Auslösestellung und verbunden mit einem dem Strömungswächter strömungstechnisch nachgeschalteten und in der Darstellung geschlossen dargestellten Kugelventil, wobei an die im Gehäuse des Strömungswächters ausgebildete Öffnung ein Servicegerät in Form einer Gummibailuftpumpe angeschlossen ist.Fig. 2: the flow switch shown in Fig. 1 in the release position and connected to a ball valve which is connected downstream of the flow switch and shown closed in the illustration, with a service device in the form of a rubber bag air pump being connected to the opening formed in the housing of the flow switch.
In der Fig. 1 ist im Querschnitt ein erfindungsgemäßer Strömungswächter 1 in Normal- bzw. Offenstellung dargestellt. Der Strömungswächter 1 weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2 auf, durch welches ein Strömungskanal 3 hindurchgeführt ist. Das Gehäuse kann in dieser Stellung von einem Fluid, beispielsweise einem Gas, in Strömungsrichtung 4 durchströmt werden. Der gezeigteIn Fig. 1, a flow monitor 1 according to the invention is shown in cross section in the normal or open position. The flow monitor 1 has a substantially cylindrical housing 2 through which a flow channel 3 is led. In this position, a fluid, for example a gas, can flow through the housing in the flow direction 4. The flow monitor 1 shown
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strömungswächter 1 ist als einzelnes Bauteil ausgeführt und kann über ein einlaßseitig am Gehäuse 2 ausgebildetes Innengewinde 13 sowie ein auslaßseitig des Gehäuses 2 ausgebildetes Außengewinde 14 mit weiteren Leitungsabschnitten verbunden werden. In etwa mittig weist das Gehäuse 2 einen konischen Ventilsitz 5 auf. Dem konischen Ventilsitz 5 in Offenstellung entgegen der Strömungsrichtung 4 gegenüberliegend ist ein Schließkörper 6 angeordnet, welcher eine komplementär zur Form des Ventilsitzes 5 ausgebildete konische Schließfläche mit darin eingesetzter Dichtung 7 aufweist. An dem Schließkörper 6 ist ein parallel zur Achse des Strömungskanals 3 angeordneter Führungsstift 8 befestigt, der sich ausgehend von dem Schließkörper 6 in der dem Ventilsitz 5 gegenüberliegenden Richtung erstreckt. Der Führungsstift 8 erstreckt sich durch eine zentral in einem Stützelement 9 ausgebildete Öffnung und wird durch eine an dem Stützelement 9 angesetzte Verlängerung 18 zusätzlich geführt. Das Stützelement 9 ist sternförmig mit radial verlaufenden Stegen ausgebildet, welche auf einem in dem Gehäuse 6 innenseitig ausgebildeten Absatz aufliegen und zum Fixieren durch Verstemmen des Gehäuses festgelegt sind. Durch die zwischen den Stegen belassenen Zwischenräume strömt das Fluid in Strömungsrichtung 4. An dem dem Schließkörper 6 gegenüberliegenden Ende weist der Führungsstift 8 Ringnuten 12a bis 12c, im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Ringnuten, auf. In einer der Ringnuten, im gezeigten Ausführungsbeispiel in der äußersten Ringnut 12a, ist ein Einstellring 11 verrastet. Zwischen dem Einstellring 11 und der Verlängerung 18 des Stützelementes 9 ist eine Schraubenfeder 10 angeordnet, welche auf den Einstellring eine Druckkraft ausübt. Diese Druckkraft bildet eine Rückhaltekraft, die den Schließkörper 6 in der Offenstellung hält. Durch Verlagern des Einstellrings 11 in eine der weiteren dargestellten Ringnuten 12b oder 12c kann die von der Schraubenfeder 10 ausgeübte Druckkraft und damit die Rückhaltekraft verändert, vorliegend erhöht werden.flow monitor 1 is designed as a single component and can be connected to other line sections via an internal thread 13 formed on the inlet side of the housing 2 and an external thread 14 formed on the outlet side of the housing 2. The housing 2 has a conical valve seat 5 approximately in the middle. A closing body 6 is arranged opposite the conical valve seat 5 in the open position against the flow direction 4, which has a conical closing surface complementary to the shape of the valve seat 5 with a seal 7 inserted therein. A guide pin 8 is fastened to the closing body 6 and is arranged parallel to the axis of the flow channel 3, extending from the closing body 6 in the direction opposite the valve seat 5. The guide pin 8 extends through an opening formed centrally in a support element 9 and is additionally guided by an extension 18 attached to the support element 9. The support element 9 is star-shaped with radially extending webs which rest on a shoulder formed on the inside of the housing 6 and are fixed in place by caulking the housing. The fluid flows in the direction of flow 4 through the spaces left between the webs. At the end opposite the closing body 6, the guide pin 8 has annular grooves 12a to 12c, three annular grooves in the embodiment shown. An adjusting ring 11 is locked in one of the annular grooves, in the embodiment shown in the outermost annular groove 12a. A helical spring 10 is arranged between the adjusting ring 11 and the extension 18 of the support element 9 and exerts a compressive force on the adjusting ring. This compressive force forms a retaining force which holds the closing body 6 in the open position. By displacing the adjusting ring 11 into one of the other annular grooves 12b or 12c shown, the pressure force exerted by the coil spring 10 and thus the retaining force can be changed, in this case increased.
In Durchströmungsrichtung 4 hinter dem Ventilsitz 5 ist eine im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Strömungskanals 3 geführte Stichbohrung 15 zu erkennen, die bis zur Gehäuseaußenseite geführt ist. Die Stichbohrung 15 ist dabei in Richtung der Gehäuseaußenseite erweitert, wobei die Erweiterung mit einem auf der Innenseite ausgebildeten Gewinde 19 versehen ist. Die erweiterte Stichbohrung 15 ist dabei in einer an dem Gehäuse einstückig angeformte, zapfenartigen Erweiterung 20 angeordnet. In der Zeichnung gezeigt ist die Stichbohrung 15In the flow direction 4 behind the valve seat 5, a tap hole 15 can be seen, which is essentially perpendicular to the axis of the flow channel 3 and extends to the outside of the housing. The tap hole 15 is widened in the direction of the outside of the housing, with the widening being provided with a thread 19 formed on the inside. The widened tap hole 15 is arranged in a pin-like widening 20 formed in one piece on the housing. The tap hole 15 is shown in the drawing.
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mitteis eines in die erweiterte Stichbohrung it> eingeschraubten Schraubbolzens 16 verschlossen, wobei zwischen einem in der Erweiterung 20 ausgebildeten Absatz und einen Kopf des Schraubstopfens 16 eine Dichtung 17 zur fluiddichten Abdichtung der verschlossenen Stichbohrung 15 eingesetzt ist. Der Teil der Stichbohrung 15 mit dem kleinsten Durchmesser weist einen Durchmesser von 1 mm auf. Durch eine Stichbohrung 15 mit so geringem Durchmesser tritt bei in einer Gasleitung verwendetem Strömungswächter 1 auch bei entferntem Schraubstopfen 16 nur eine solch geringe Gasmenge aus, daß keine ausreichende Gasmenge entsteht, um ein explosives Gemisch zu bilden. Somit kann der Verschlußstopfen 16 auch während des Norrnalbetriebes einer solchen Gasleitung entnommen werden. Sollen Stichbohrungen 15 mit größerem Durchmesser verwendet werden, ist es aufgrund von Sicherheitsaspekten erforderlich, anstelle eines normalen Verschlußstopfens 16, der einen gewöhnlichen Schraubansatz aufweist, einen Sicherheitsstopfen einzusetzen, der nur mit entsprechendem Spezialwerkzeug geöffnet werden kann. Darüber hinaus kann, je größer die Bohrung gewählt ist, um so eher ein Ansprechen des Strömungswächters abhängig von einem voreingestellten Wert erfolgen.by means of a screw bolt 16 screwed into the enlarged tap hole it>, whereby a seal 17 is inserted between a shoulder formed in the extension 20 and a head of the screw plug 16 to seal the closed tap hole 15 in a fluid-tight manner. The part of the tap hole 15 with the smallest diameter has a diameter of 1 mm. In a flow monitor 1 used in a gas line, only such a small amount of gas escapes through a tap hole 15 with such a small diameter, even when the screw plug 16 is removed, that insufficient gas is generated to form an explosive mixture. The sealing plug 16 can therefore also be removed during normal operation of such a gas line. If tap holes 15 with a larger diameter are to be used, it is necessary for safety reasons to use a safety plug that can only be opened with a special tool instead of a normal plug 16 that has a conventional screw attachment. In addition, the larger the hole is, the more likely the flow switch will respond depending on a preset value.
Der Strömungswächter funktioniert dabei wie folgt:The flow monitor works as follows:
Bei den Strömungskanal 3 durchströmendem, einen Maximalwert nicht übersteigenden Fluidfluß strömt das Fluid durch die zwischen den Stegen des Stützelementes 9 belassenen Zwischenräumen, umströmt den Schließkörper 6, passiert den Ventilsitz 5 und verläßt ausströmseitig den Strömungswächter. Übersteigt der den Strömungswächter passierende Fluidfluß einen zuvor bestimmten Maximalfluß, so wird der Schließkörper 6 durch den stärker werdenden Strömungsdruck entgegen der von der Schraubenfeder 10 ausgeübten Rückhaltekraft in Richtung des Ventilsitzes 5 bewegt. Dort angelangt, verschließt der Schließkörper 6 mittels der an dem Ventilsitz 5 anliegenden Dichtung 7 den Strömungskanal 3 fluiddicht, so daß Fluid den Strömungswächter 1 nicht mehr passieren kann. Einströmseitig baut sich durch das nachgeführte Fluid ein gegenüber der Ausströmseite erhöhter Fluiddruck auf, welcher den Schließkörper 6 gegen den Ventilsitz 5 preßt und eine zuverlässige Abdichtung bewirkt.When the fluid flow through the flow channel 3 does not exceed a maximum value, the fluid flows through the spaces left between the webs of the support element 9, flows around the closing body 6, passes the valve seat 5 and leaves the flow monitor on the outflow side. If the fluid flow passing through the flow monitor exceeds a previously determined maximum flow, the closing body 6 is moved in the direction of the valve seat 5 by the increasing flow pressure against the retaining force exerted by the coil spring 10. Once there, the closing body 6 closes the flow channel 3 in a fluid-tight manner by means of the seal 7 resting on the valve seat 5, so that fluid can no longer pass through the flow monitor 1. On the inflow side, the fed fluid builds up a fluid pressure that is higher than on the outflow side, which presses the closing body 6 against the valve seat 5 and creates a reliable seal.
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isi in dem Leitungssystem, in dem der Strömungswächter 1 integriert ist, die Ursache für eine übermäßig hohe Fluidströmung beseitigt, muß der Strömungswächter 1 zum Freigeben der Leitung zurückgesetzt werden. Hieirzu muß der Schließkörper 6 aus seiner Schließstellung im Ventilsitz 5 zurück in seine Offenstellung gebracht werden. Um dies zu erreichen, wird der Verschlußstopfen 16 von dem Gewinde 19 gelöst und aus der Stichbohrung 15 entnommen. In das frei gewordene Gewinde 19 wird nun eine Anschlußarmatur zum Verbinden mit einer Quelle für unter Druck stehendes Fluid, beispielsweise für ein unter Druck stehendes Gas, verbunden und durch die Stichbohrung 15 wird unter Druck stehendes Gas in den in Strömungsrichtung 4 hinter dem Ventilsitz 5 gelegenen Bereich des Strömungswächters eingeleitet. Ist der Druck des eingeleiteten Fluids hoch genug, um den auf der in Strömungsrichtung 4 vor dem Schließkörper 6 gelegenen Seite anliegenden Druck zu kompensieren, wird der Schließkörper 6 durch die Kraft der Schraubenfeder 10 wieder in Öffnungsstellung verbracht, und der Strömungswächter 1 ist wieder betriebsbereit. Nun muß lediglich der überschüssige Druck des im Leitungssystem befindlichen Fluids kontrolliert abgeführt werden und die an die Stichbohrung 15 angeschlossene Quelle für unter Druck stehendes Fluid entfernt und der Verschlußstopfen 16 wieder eingesetzt werden. Die Leitung, in der der Strömungswächter 1 integriert ist, ist dann wieder betriebsbereit.If the cause of an excessively high fluid flow in the line system in which the flow monitor 1 is integrated has been eliminated, the flow monitor 1 must be reset to release the line. To do this, the closing body 6 must be moved from its closed position in the valve seat 5 back to its open position. To achieve this, the sealing plug 16 is released from the thread 19 and removed from the tap hole 15. A connection fitting for connecting to a source of pressurized fluid, for example a pressurized gas, is now connected to the freed thread 19 and pressurized gas is introduced through the tap hole 15 into the area of the flow monitor located behind the valve seat 5 in the flow direction 4. If the pressure of the introduced fluid is high enough to compensate for the pressure on the side in front of the closing body 6 in the direction of flow 4, the closing body 6 is returned to the open position by the force of the coil spring 10 and the flow monitor 1 is ready for operation again. Now all that is required is to discharge the excess pressure of the fluid in the line system in a controlled manner and to remove the source of pressurized fluid connected to the branch hole 15 and to reinsert the sealing plug 16. The line in which the flow monitor 1 is integrated is then ready for operation again.
Die über die Stichbohrung 15 durch das Gehäuse 32 hergestellte Verbindung zum Strömungskanal 3 kann neben dem Rücksetzen des Strömungswächters 1 vom ausgelösten Zustand in den Normalzustand auch zu weiteren Zwecken genutzt werden. So können über das Gewinde 19 andere Komponenten, beispielsweise Meßinstrumente, mit dem Strömungskanal 3 verbunden werden. Auf diese Weise ist es möglich, über die Stichbohrung 15 bei Normalbetrieb des Leitungssystems, in dem der Strömungswächter 1 integriert ist, Messungen, wie beispielsweise Druckmessungen oder Messungen der Zusammensetzung des in der Leitung strömenden Fluids, vorzunehmen.The connection to the flow channel 3 established via the tap hole 15 through the housing 32 can be used for other purposes in addition to resetting the flow monitor 1 from the triggered state to the normal state. For example, other components, such as measuring instruments, can be connected to the flow channel 3 via the thread 19. In this way, it is possible to carry out measurements, such as pressure measurements or measurements of the composition of the fluid flowing in the line, via the tap hole 15 during normal operation of the line system in which the flow monitor 1 is integrated.
Die Stichbohrung 15 stellt somit mehrere Nutzungsmöglichkeiten zur Verfügung, kann also als „Multifunktionsanschluß" bezeichnet werden.The branch hole 15 thus offers several possible uses and can therefore be described as a "multifunctional connection".
In Fig. 2 ist das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Strömungswächters 1 verbunden mit einer weiteren Armatur, einem Kugelventil 21In Fig. 2, the embodiment of a flow monitor 1 shown in Fig. 1 is connected to another fitting, a ball valve 21
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gezeigt. Das Kugelventil 2i ist dem Strömungswächter 1 dabei strömungstechnisch nachgeschaltet. Mit seinem Außengewinde 14 ist der Strömungswächter 1 mit einem Innengewinde 22 des Kugelventils 21 dichtend verschraubt. In der gezeigten Stellung ist der Strömungswächter 1 ausgelöst, der Schließkörper 6 ist aus seiner an dem Stützelement 9 anliegenden Ruhestellung in die Schließstellung verfahren, in der er mit der Dichtung 7 am Ventilsitz 5 anliegt und den Strömungskanal 3 verschließt. Hierzu hat er die durch die Schraubenfeder 10 ausgeübte Gegenkraft überwunden, die Schraubenfeder 10 ist gespannt.shown. The ball valve 2i is connected downstream of the flow switch 1 in terms of flow technology. With its external thread 14, the flow switch 1 is screwed sealingly to an internal thread 22 of the ball valve 21. In the position shown, the flow switch 1 is triggered, the closing body 6 has moved from its rest position resting on the support element 9 into the closed position in which it rests on the valve seat 5 with the seal 7 and closes the flow channel 3. To do this, it has overcome the counterforce exerted by the coil spring 10, the coil spring 10 is tensioned.
Zum Rücksetzen (Resetten) des Strömungswächters 1 ist, wie in der Figur gezeigt, das Kugelventil 21 geschlossen. Hierzu wird mittels der Handhabe 24 die durch das Gehäuse 26 des Kugelventils 21 hindurchgeführte Welle 25 verdreht. Die Welle 25 greift wiederum an einem kugelförmigen Schließkörper 23 des Kugelventils 21 an und verdreht diesen aus einer Offen- in eine Schließstellung. In der Fig. 2 ist das Kugelventil 21, damit der kugelförmige Schließkörper 23 in der Schließstellung dargestellt. Die durch den kugelförmigen Schließkörper 27 hindurchgeführte Öffnung ist aus der Flucht mit dem Strömungskanal 3 herausgedreht und quer zu diesem ausgerichtet. Die Kugeloberfläche des Schließkörpers 23 dichtet den Strömungskanal 3 im Zusammenwirken mit den Dichtungen 31 ab.To reset the flow monitor 1, the ball valve 21 is closed, as shown in the figure. To do this, the shaft 25 leading through the housing 26 of the ball valve 21 is rotated using the handle 24. The shaft 25 in turn engages a spherical closing body 23 of the ball valve 21 and rotates this from an open to a closed position. In Fig. 2, the ball valve 21 and thus the spherical closing body 23 is shown in the closed position. The opening through the spherical closing body 27 is rotated out of alignment with the flow channel 3 and aligned transversely to it. The spherical surface of the closing body 23 seals the flow channel 3 in conjunction with the seals 31.
Um den zum Resetten des Strömungswächters 1 einen erforderlichen Gegendruck auf der stromabgelegenen Seite des Schließkörpers 6 aufzubringen ist der in Fig. 1 dargestellte Schraubstopfen 16 von dem Gewinde 19 gelöst und stattdessen ein Adapterstück 28 in das Gewinde 19 eingeschraubt. Das Adapterstück 28 weist in seinem Inneren einen Durchleitungskanal 32 auf und ist an einem zweiten Ende mit einer Schlauchverbindung 29 verbunden, an deren dem Adapterstück 28 abgewandten Seite eine Gummibailuftpumpe 30 angeschlossen ist. Mit Hilfe der Gummibailuftpumpe 30 kann nun über die Schlauchverbindung 29 und den Durchleitungskanal 32 des Adapterstücks 28 ein Druck auf der stromab gelegenen Seite des Schließkörpers 6 des Strömungswächters 1 aufgebaut werden.In order to apply the counterpressure required to reset the flow monitor 1 on the downstream side of the closing body 6, the screw plug 16 shown in Fig. 1 is removed from the thread 19 and an adapter piece 28 is screwed into the thread 19 instead. The adapter piece 28 has a through-channel 32 in its interior and is connected at a second end to a hose connection 29, to the side of which facing away from the adapter piece 28 a rubber bag air pump 30 is connected. With the help of the rubber bag air pump 30, a pressure can now be built up on the downstream side of the closing body 6 of the flow monitor 1 via the hose connection 29 and the through-channel 32 of the adapter piece 28.
Ist der aufgebaute Druck hoch genug, den stromauf des Schließkörpers 6 gelegenen Gegendruck zu überwinden, verfährt der Schließkörper 6 aus derIf the pressure built up is high enough to overcome the counterpressure upstream of the closing body 6, the closing body 6 moves out of the
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Scniießsieiiung zurück in die in Hg. i dargesteiite Üffenstellung, das zum ermöglichen des Druckaufbaus in dem zwischen dem kugelförmigen Schließkörper 23 und dem Schließkörper 6 des Strömungswächters 1 gelegenen Teilstück 33 des Strömungskanals 3 geschlossene Kugelventil 21 kann wieder geöffnet werden. Nun kann die Fluidleitung wieder im Normalbetrieb betrieben werden. Das Adapterstück 28 kann aus dem Gewinde 19 entnommen und der Verschlußstopfen 16 wieder eingesetzt werden.The closing valve returns to the open position shown in Fig. 1, and the ball valve 21, which is closed to allow pressure to build up in the section 33 of the flow channel 3 located between the spherical closing body 23 and the closing body 6 of the flow monitor 1, can be opened again. The fluid line can now be operated in normal mode again. The adapter piece 28 can be removed from the thread 19 and the sealing plug 16 can be reinserted.
Das gezeigte Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung und ist nicht beschränkend. So kann die Erfindung beispielsweise auf Strömungswächter Anwendung finden, bei denen der Schließkörper nicht durch eine von einer Feder erzeugte Rückhaltekraft, sondern mittels Schwerkraft in der Offenstellung gehalten wird. Anstelle der im Ausführungsbeispiel gezeigte Einstellmöglichkeit für den Auslösefluß mittels eines in Ringnuten einrastenden Einstellringes, kann in dem Abschnitt des Führungsstiftes 8, in dem die Ringnuten 12a bis 12c angeordnet sind, ein Gewinde vorgesehen sein, sowie eine den Einstellring 11 ersetzende, auf dem Gewinde geführte Einstellmutter. Andere Formen des fluiddichten Verschlusses der durch das Gehäuse geführten Öffnung sind denkbar. Neben der bevorzugten Anwendung des Strömungswächters als Gasströmungswächter in Gasleitungssystemen kann die Erfindung auch für Strömungswächter in Flüssigkeitsleitungen, beispielsweise Wasserleitungen, Anwendung finden.The embodiment shown is merely illustrative and is not restrictive. For example, the invention can be used for flow monitors in which the closing body is held in the open position by gravity rather than by a retaining force generated by a spring. Instead of the adjustment option for the trigger flow shown in the embodiment by means of an adjustment ring that engages in ring grooves, a thread can be provided in the section of the guide pin 8 in which the ring grooves 12a to 12c are arranged, as well as an adjustment nut that replaces the adjustment ring 11 and is guided on the thread. Other forms of fluid-tight closure of the opening through the housing are conceivable. In addition to the preferred use of the flow monitor as a gas flow monitor in gas line systems, the invention can also be used for flow monitors in liquid lines, for example water lines.
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bezupszeichenlistebezupszeichenliste
11 Einstellring11 Adjustment ring
12a bis c Ringnut12a to c ring groove
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Effective date: 20091102 |
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