DE1031008B - Vorrichtung zum Anschalten von druckmittelbeaufschlagten Mess- oder Registriergeraeten an Druckmittelleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschalten von druckmittelbeaufschlagten Meßoder Registriergeräten, die auf die Differenz von zwei unterschiedlichen Drücken oberhalb oder unterhalb des Atmosphärendruckes ansprechen.

Es ist bekannt, Druckmittelleitungen mit einem Kolbenschieber zu steuern, der mehrere in einem Abstand voneinander liegende Kolbenflächen aufweist, in einem Gehäuse mit mehreren Einlaßstutzen und mehreren Auslaßstutzen für die anzuschließenden Druckmittelleitungen verschiebbar ist und je nach seiner Stellung unterschiedliche Verbindungen zwischen den Einlaßstutzen und den Auslaßstutzen des Gehäuses herstellt.

Die Vorrichtung, von welcher bei der Erfindung ausgegangen wurde, weist zwei Einlaßstutzen zum Anschließen von mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagten Zuführungsleitungen und zwei Auslaßstutzen für Leitungen auf, die durch den Schieber mit den Zuführungsleitungen verbunden werden sollen. Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine derartige Vorrichtung in besonderer Weise so* auszubilden, daß die zwischen den beiden Zuführungsleitungen bestehende Druckdifferenz beim Einschalten der Entnahmeleitungen erst allmählich auf diese Leitungen bzw. auf ein an diese Leitungen angeschlossenes Meßoder Registriergerät übertragen wird und daß ebenso auch beim Abschalten der Entnahmeleitungen, bzw. des von ihnen beaufschlagten Gerätes der Druckabfall in Stufen erfolgt. Die Leitungen sollen hierbei so gesteuert werden, daß beim öffnen der Vorrichtung beide Entnahmeleitungen zunächst nur mit derjenigen Zuführungsleitung in Verbindung kommen, die mit dem geringeren Zuführungsdruck belastet ist, und daß anschließend beide Zuführungsleitungen unter Herbeiführung eines Druckausgleiches mit beiden Entnahmeleitungen in offener Verbindung sind, so daß beide Entnahmeleitungen noch gleichmäßig, aber mit höherem Druck belastet werden, ehe schließlich jede Entnahmeleitung nur mit einer Zuführungsleitung in Verbindung steht und die volle Druckdifferenz zwischen den Zuführungsleitungen auf die Entnahmeleitungen übertragen wird und an dem angeschlossenen Gerät zur Auswirkung kommt. Beim Abschalten der Entnahmeleitungen geht der Druckabfall in umgekehrter Reihenfolge der Schaltstufen vor sich. Hierdurch werden plötzliche Druckschwankungen und Schwingungen in den Entnahmeleitungen und an den Meß- oder Registriergeräten durch ein zu plötzliches Einschalten der vollen Druckdifferenz vermieden und die Gefahr beseitigt, daß beim An- oder Abschalten nicht die Druckdifferenz, sondern der höhere Druck allein auf das Meßgerät einwirkt, was zu einer Beschädigung des Meßgerätes führen kann.

Vorrichtung zum Anschalten von

druckmittelbeaufschlagten Meß- oder

Registriergeräten an Druckmittelleitungen

Anmelder:

Walker, Crosweller &, Company Limited, Cheltenham, Gloucestershire

(Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 46

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 12. Juli 1951

Clifford Lewis Barker,

Cheltenham, Gloucestershire (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

Die Durchführung der gewünschten Schaltfolge wird bei der mit einem Kolbenschieber arbeitenden Vorrichtung nach der Erfindung dadurch erzielt, daß die vom Kolbenschieber zu steuernden Öffnungen der beiden Auslaßstutzen des Gehäuses zwischen den zu steuernden Öffnungen der beiden Einlaßstutzen angeordnet sind und der Kolbenschieber zwischen zwei Dichtungsringen einen eingezogenen, nicht abdichtenden Teil aufweist, der die S teuer Öffnungen der beiden Auslaßstutzen und die Steueröffnung des einen Einlaßstutzens überdeckt und in seiner Länge so bemessen ist, daß der Kolbenschieber bei seiner Verschiebung im Gehäuse aus der einen Endstellung, in der seine Dichtungsringe zwischen den Steueröffnungen der Einlaßstutzen und den Steueröffnungen der Auslaßstutzen liegen, die Auslaßstutzen also gesperrt sind, in die andere Endstellung, in welcher der eine Dichtungsring des Kolbenschiebers zwischen den Steuer-Öffnungen der Auslaß stutzen angeordnet und jeder Auslaßstutzen mit einem Einlaßstutzen verbunden ist, in eine erste Zwischenstellung kommt, in welcher der eine Einlaßstutzen mit beiden Auslaßstutzen verbunden ist, und dann eine zweite Zwischenstellung einnimmt, in der beide Einlaßstutzen mit beiden Auslaßstutzen in Verbindung stehen.

Vorzugsweise liegt die Steueröffnung des einen Einlaßstutzens, an den die mit dem höheren Druck belastete Zuführungsleitung anzuschließen ist, äußerst» 526/206

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halb des Gleitweges des Kolbenschiebers und im Verbindung, dessen längere Erstreckung in Umfangs -

Bereich eines stirnseitig in das Gehäuse ragenden An- richtung der Bohrung liegt. Diese Schlitze 17 münden

Schlages, der die Bewegung des Kolbenschiebers in jeweils in ringförmige Nuten, 12a, 13a, 14a und 15a

seine die Auslaßstutzen gegen die Einlaßstutzen ver- der Innenfläche der Bohrung; die Schlitze 17 der sperrende Endstellung begrenzt. Dieser Anschlag 5 Auslaßstutzen 14 und 15 liegen zwischen denen der

kann eine außermittig angeordnete, nach außen ver- Einlaßstutzen 12 und 13. Die Nabe 4 des Stöpsels 3

schlossene Axialbohrung aufweisen, an der der weist eine solche Länge auf, daß sie sich über die

Kolbenschieber mit einem außermittig angeordneten, Ringnut 13 a erstreckt.

axialen Stirnzapfen geführt und gegen Drehen ge- In der Gehäusebohrung befindet sich ein Kolben 18, sichert ist. Erfolgt die Bewegung des Kolbenschiebers io dessen Länge geringer als der Abstand zwischen dem

in an sich bekannter Weise mit einer am Gehäuse Spindelflansch 9 und dem inneren Ende der Nabe 4

drehbar gelagerten und gegen Verschiebung gesicher- ist. Der Kolben kann daher zwischen der in Fig. 1

ten Stellspindel, so weist der Kolbenschieber zweck- dargestellten Endstellung, in der er sich gegen die

mäßig an seiner den Stirnzapfen abgekehrten Seite ein Nabe 4 anlegt, und der in Fig. 4 dargestellten Endinnengewinde auf, mit dem er auf dem Gewinde der 15 stellung, in der er sich gegen den Flansch 9 anlegt,

Stellspindel sitzt. hin- und herbewegt werden. Der Kolben weist auf

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an seiner Umfangsfläche drei Ringnuten auf, in denen

einem Ausführungsbeispiöl erläutert. Dichtringe 19, 20 und 21 aus synthetischem Gummi

In den Zeichnungen stellt dar od. dgl. angeordnet sind. Diese Ringe sind so bemessen,

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung, teilweise im 20 daß sie beim Einbringen des Kolbens in die Gehäuse-Schnitt, in der Schließ stellung und bohrung zusammengedrückt oder verformt werden

Fig. 2 bis 4 gleiche Ansichten in unterschiedlichen und dadurch einen dichten Abschluß zwischen Kolben

Öffnungsstellungen des Kolbenschiebers. und Gehäusewand herstellen, wenn sie nicht mit einer

Die Vorrichtung weist ein zylindrisches Gehäuse 1 der Ringnuten 12 a, 13 a, 14 a und 15 a zusammen-

auf. Es enthält an jedem Ende eine innere Schulter 2 25 kommen.

und ist außerhalb dieser Schulter mit Gewinde ver- Zwischen den Ringen 20 und 21 weist der Kolben

sehen. Das eine Ende ist mittels eines Gewinde- eine Einschnürung 22 auf, deren Länge etwas größer

stöpseis 3 verschlossen, der eine nach innen über die als der Abstand zwischen den einander zugewendeten

Schulter 2 ragende Nabe 4 aufweist. Kanten der Ringnuten 12 a und 15 a ist, wie dies aus

Ein Sackloch 5 von D-förmigem oder anderem 30 Fig. 2 ersichtlich ist.

nicht kreisförmigem Querschnitt ist, von der Innen- Das dem Spindelflansch 9 zugewendete Ende des seite der Nabe ausgehend, in dem Stöpsel vorgesehen, Kolbens 18 ist, wie Fig·. 3 erkennen läßt, mit einer geht aber nicht nach außen durch. Dieses Loch wird Gewindebohrung 23 versehen, in die der mit Steilvorzugsweise durch Bohren eines zylindrischen Lochs gewinde versehene Teil 8 α der Spindel 8 hinein- und Einfügung einer im-Querschnitt D-förmigen Ein- 35 geschraubt werden kann. Das andere Kolbenende lage hergestellt. Das andere Ende des Gehäuses 1 ist weist einen vorstehenden zapfenartigen Teil 24 auf, mittels eines Gewindestöpsels 6 abgeschlossen, der dessen Querschnitt dem der Tasche 5 des Stöpsels 3 eine axiale Bohrung 7 aufweist und ein Stück vor entspricht. Dadurch wird eine Drehung des Kolbens der Schulter 2 abschließt Durch die Bohrung 7 ist innerhalb des Gehäuses 1 verhindert, ohne daß eine «ine Spindel 8 hindurchgeführt, die innerhalb des 40 Hin- und Herbewegung behindert wird. Dieser vorStöpsels einen Flansch 9 aufweist, der sich gegen die stehende Teil ist langer als der größte Hub des Schulter 2 anlegt. Eine Ringscheibe 10 ist zwischen Kolbens zwischen seinen Endstellungen, so daß er dem Flansch 9 und dem inneren Ende des Stöpsels 6 niemals ganz aus der Tasche 5 herausgezogen werden eingefügt, während am äußeren Ende der Spindel 8 kann. Es ergibt sich daher, daß der Kolben durch ein Handgriff 11 angeordnet ist. Die Anordnung ist 45 eine Drehung der Spindel 8 in der einen oder anderen so getroffen, daß die Spindel zusammen mit dem Richtung in dem Gehäuse hin- und herbewegt wird.
Flansch und dem Handgriff in dem Gehäuse 1 und Befindet sich der Kolben in der in. Fig. 1 dargeilem Stöpsel 6 gedreht, aber nicht in axialer Richtung stellten einen Endstellung, so ist die Vorrichtung verschoben werden kann. Die Spindel erstreckt sich geschlossen, weil der Dichtring 21 zwischen den Ringnach innen über den Flansch 9 hinaus, und dieser 50 nuten 13 α und 15 α liegt, so daß das Medium, das der Teil 8 a der Spindel ist mit einem Steilgewinde ver- Vorrichtung durch den Stutzen 13 zugeführt wird, sehen. nicht über diesen Ring weiterströmen kann, und weil

Zwischen den geschlossenen Enden weist das Ge- in ähnlicher Weise der Dichtring 20 zwischen den

häuse vier Gewindestutzen 12, 13, 14 und 15 auf, die Ringnuten 12 a und 14 α liegt, so daß das Medium,

in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordnet 55 das der Vorrichtung durch den Stutzen. 12 zugeführt

sind. Jeder Gewindestutzen dient zum Anschluß einer wird, nicht über den Ring 20 weiterströmen kann.

Rohrleitung, so daß die Vorrichtung beispielsweise Außerdem ist der dritte Dichtring 19, der ständig

einerseits mit dem Inneren einer Druckleitung zu zwischen der Ringnut 12 a und dem Spindeiflansch 9

beiden Seiten einer Meßblende und andererseits mit liegt, unter Druck und verhindert so den Zutritt des

verschiedenen Innenräumen eines Meß- oder Regi- 60 Mediums zu diesem Flansch, so daß es auch nicht an

striergeräts verbunden werden kann. In diesem Falle dem Flansch 9 vorbei durch die Spindelbohrung 7

werden an die Einlaßstutzen 12 und 13 zu dieser sickern kann. Aus diesem Grunde ist hier auch keine

Druckleitung und an die Auslaßstutzen 14 und 15 zu Stopfbuchse nötig. Das ist überhaupt der einzige

dem Meßinstrument führende Leitungen angeschlossen. Zweck dieses dritten Ringes.

Beide Einlaßstutzen weisen einen Flansch 16 auf, mit 65 Durch Drehen der Spindel 8 mittels des Handgriffs

denen die Vorrichtung auf einer Instrumententafel 11 wird nun der Kolben 18 allmählich nach links

oder irgendeiner anderen Unterlage, wie z. B. auf dem gezogen und gelangt dabei zunächst in die in Fig. 2

Gehäuse des Meßgeräts, befestigt werden kann. dargestellte Stellung. In. dieser Stellung liegt der

Das Innere jedes Gewindestutzens steht mit der Dichtring 20 in der Ringnut 12 a, und zwar geschieht

Bohrung des Gehäuses 1 über einen Schlitz 17 in 70 dies, bevor der Dichtring 21 mit der Ringnut 15 a

zusammen liegt. Daher kann das Medium bereits durch den Einlaßstutzen 12, um die Einschnürung 22 des Kolbens 18 herum und durch beide Auslaßstutzen

14 und 15 zu dem Meßgerät strömen, während das der Vorrichtung durch den Einlaßstutzen 13 zugeführte Medium daran noch durch den Dichtring 21 gehindert wird.

Herrscht an den Einlaßstutzen 12 und 13 verschieden hoher Druck, so wird vorzugsweise am Stutzen 12 ein niedrigerer Druck als am Stutzen 13 vorgesehen. Auch wenn nun das Medium zu den Auslaß stutzen 14 und 15 strömen kann, so' geschieht dies doch nur durch den engen Spalt zwischen dem Kolben und der Kante der Ringnut 12 α, die von der Einschnürung 22 übergriffen wird, und daher mit geringer Geschwindigkeit, so daß sich in dem Meßgerät ein Druck nur sehr langsam aufbauen kann und außerdem in gleicher Weise in den beiden Räumen, mit denen die Auslaßstutzen verbunden sind. Daher wird das Meßgerät keiner plötzlichen Drucksteigerung ausgesetzt, die leicht zu einer Beschädigung oder Störung führen würde, und die Dichtungsflüssigkeit wird nicht leicht zum Austreten aus ihrem Reservebehälter oder Aufnahmeraum gebracht.

Ein weiteres Drehen der Spindel 8 in der gleichen Richtung bringt den Dichtring 21 dann in. Überdeckung mit der Ringnut 15 a, wie dies Fig. 3 darstellt, so daß sowohl das der Vorrichtung durch den Einlaßstutzen 12 als auch das durch den Einlaßstutzen 13 zugeführte Medium durch die Auslaßstutzen 14 und 15 zu dem Meißgerät strömen kann, wobei in beiden Zonen des Geräts eine zusätzliche und gleich, große Zunahme des Drucks entsteht.

Beim Weiterdrehen der Spindel 8 kommt dann, der Dichtring 20 vollkommen frei von der Ringnut 12 a und verhindert dadurch den Zugang des Mediums zu dem Spindelflansch 9 und zur Spindelbohrung 7. Dann kommt der Dichtring 21 frei von der Ringnut

15 a und trennt auf diese Weise den Einlaßstutzen 12 von dem Auslaßstutzen 15 und den Einlaßstutzen 13 von dem Auslaßstutzen 14. Infolgedessen kann der geringere Druck, der an dem Einlaßstutzen 12 herrscht, nur noch durch den Auslaßstutzen 14 und der höhere Druck, der an dem Einlaßstutzen 13 herrscht, nur noch zu dem Auslaßstutzen 15 gelangen. In dem Raum des Meßinstrumentes, der mit dem Auslaßstutzen 14 verbunden ist, findet daher nun ein Absinken des Drucks statt, das der Druckdifferenz zwischen den beiden Medien entspricht.

Schließlich kommt, wenn der Dichtring 21 von der Ringnut 15 a freigekommen ist, der Kolben 18 an dem Spindelflansch 9 zur Anlage, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Dann hat die Vorrichtung ihre voll geöffnete Stellung erreicht.

Man erkennt aus der Zeichnung, daß vor der Überdeckungsanlage des Dichtringes 20 mit der Ringnut 12 a der Dichtring 19 in einen Teil 24 der Zylinderbohrung gelangt, die einen größeren Durchmesser hat. Infolgedessen besteht in der vollgeöffneten Stallung der Vorrichtung rund um das Kolbenende, das mit dem Spindelflansch in Berührung steht, ein ringförmiger Raum, in dem sich etwas von dem Medium, das in der kurzen Zeit zwischen dem Eintritt des Dichtringes 19 in den Ringraum 24' und dem Übertreten des Dichtringes 20 über die Ringnut 12 a am Kolben entlang in Richtung zu dem Spindelflansch geströmt ist, sammelt.

Eine Drehung der Spindel in der entgegengesetzten Drehrichtung läßt den Kolben in seine ursprüngliche Stellung zurückkehren und damit die Verbindung zwischen den Einlaßstutzen und dem Inneren des Meßinstrumentes unterbrechen, so daß, falls irgendein Teil der Anlage nachgestellt, repariert oder ersetzt werden muß, dies ohne Abnehmen der Rohrleitungen von den Stutzen 12, 13, 14 und 15 oder ohne Auseinandernehmen der Vorrichtung oder eines ihrer Teile möglich ist.

Obwohl das Ausführungsbeispiel sich auf die Verwendung der Vorrichtung zur Steuerung der Strömung von Medien verschiedener Drücke zu einem Meß- und/oder Registriergerät bezieht, ist die Vorrichtung auch für andere ähnliche Zwecke verwendbar, denen die gleiche Aufgabenstellung zugrunde liegt wie im vorliegenden Fall.

Auch ist es möglich, statt der Spindel 8 eine andere Betätigungseinrichtung für den Kolben vorzusehen, z. B. an dem Kolbenende, an dem der Dichtring 19 sitzt, eine axiale Verlängerung, die durch die Bohrung 7 nach außen ragt und dort einen Knopf trägt, mit dem man den Kolben hin- und herschieben bzw. -ziehen kann.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Anschalten von Meß- oder Registriergeräten, die auf die Differenz von zwei unterschiedlichen Drücken ansprechen, mit einem Gehäuse, das zwei Einlaßstutzen zum Anschließen von mit unterschiedlichen. Drücken beaufschlagten Zuführungsleitungen und zwei Auslaßstutzen zum Anschließen der Leitungen, des Meißgerätes od. dgl. aufweist und einen die öffnungen der Ein- und Auslaßstutzen steuernden Kolbenschieber mit axial versetzt liegenden Kolbenflächen, und in den Kolbenflächen angeordneten Dichtungsringen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kolbenschieber (18) zu steuernden öffnungen (17) der beiden Auslaßstutzen (14, 15) des Gehäuses (1) zwischen den zu steuernden, öffnungen (17) der beiden Einlaßstutzen (12, 13) angeordnet sind und der Kolbenschieber (18) zwischen zwei Dichtungsringen (20, 21) einen eingezogenen, nicht abdichtenden Teil (22) aufweist, der die Steueröffnungen der beiden Auslaßstutzen (14, 15) und die Steueröffnung des einen Einlaßstutzens (12) überdeckt und in seiner Länge so bemessen ist, daß der Kolbenschieber bei seiner Verschiebung im Gehäuse aus der einen Endstellung, in der seine Dichtungsringe (20, 21) zwischen den Steueröffnungen, der Einlaßstutzen (12, 13) und den Steueröffnungen der Auslaßstutzen (14, 15) liegen, die Auslaßstutzen also gesperrt sind, in die andere Endstellung, in welcher ein Dichtungsring (21) des Kolbenschiebers zwischen den Steueröffnungen der Auslaßstutzen (14, 15) angeordnet und jeder Auslaßstutzen mit einem Einlaßstutzen verbunden ist (12-14; 13-15). in eine erste Zwischenstellung kommt, in welcher der eine Einlaßstutzen (12) mit beiden Auslaßstutzen (14, 15) verbunden ist, und dann eine zweite Zwischenstellung einnimmt, in der beide Einlaßstutzen (12, 13) mit beiden Auslaßstutzen (14, 15) in Verbindung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueröffnung des. einen Einlaßstutzens (13) außerhalb des Gleitweges des Kolbenschiebers (18) und im Bereich eines stirnseitig in das Gehäuse ragenden Anschlages (4) liegt, der die Bewegung des Kolbenschiebers in

seine die Auslaß stutzen gegen die Einlaßstutzen versperrende Endstellung begrenzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitig in das Gehäuse ragende Anschlag (4), der die Bewegung des Kolbenschiebers in seine die Auslaßstutzen versperrende Endstellung begrenzt, eine außermittig angeordnete Axialbohrung (5) aufweist, an der der Kolbenschieber mit einem außermittig angeordneten, axialen Stirnzapfen (24) geführt und gegen Drehen gesichert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (18) an seiner dem Stirnzapfen (24) abgekehrten Seite ein

Innengewinde (23) enthält, mit dem er auf dem Gewinde (8 a) einer am Gehäuse (1) drehbar gelagerten und gegen Verschiebung gesicherten Stellspindel (8) sitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 805 476, 886 990, 749;

schweizerische Patentschrift Nr. 268 629; britische Patentschrift Nr. 615 974; französische Patentschriften Nr. 928 712, 950 301, 107, 983 807;

USA.-Patentschrift Nr. 2 553 458.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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