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Die Erfindung bezieht sich auf ein Absperrventil für eine Messvorrichtung zum Messen einer physikalischen Grösse, z. B. der Temperatur, des Drucks, des Durchflusses, des pH-Wertes, des Sauerstoffgehaltes, des Füllstands und anderer Grössen, eines Fluids in einer Rohrleitung oder dergleichen, mit einem in die Rohrleitung einsetzbaren Ventilgehäuse, das zwei koaxiale Öffnungen für den Durchtritt des Fluids aufweist, und mit einem in dem Ventilgehäuse um eine sich quer zur Achse der Öffnungen erstreckende Achse drehbar gelagerten massiven Ventilverschlussstück, das einen Durchflusskanal aufweist, der in einer ersten Drehwinkelstellung des Ven- tilverschlussstücks an den beiden Öffnungen anschliesst,
und das in einer gegenüber der ersten um etwa 900 gedrehten zweiten Drehwinkelstellung einen Durchfluss zwischen den Öffnungen sperrt, wobei das Ventilverschlussstück eine einen Teil der Kugelfläche bildende Umfangsfläche aufweist, die mit einer entsprechenden, einen
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Teil einer Kugelfläche bildenden Ventilsitzfläche auf der Innenseite des Ventilgehäuses nach Art eines Kugelventils zusammenwirkt, ein erster Messfühler in einer zur Drehachse des Ventilverschlussstücks koaxialen ersten Bohrung des Ventilgehäuses, die über einen Durchbruch des Ventilverschlussstücks mit dem Durchflusskanal in Verbindung steht, abgedichtet aufnehmbar ist und der Durchbruch des Ventilverschlussstücks zwischen den Enden des Durchflusskanals durchgehend ausgebildet ist.
Ein Absperrventil dieser Art ist aus dem deutschen Patent DE 38 09 288 Cl bekannt. An dieses Absperrventil kann nur ein Messfühler angeschlossen werden. Dementsprechend kann nur jeweils eine physikalische Grösse des durch das Absperrventil strömenden Fluids gemessen werden. Wenn eine andere physikalische Grösse gemessen werden soll, muss der Messfühler ausgewechselt werden. Zwar gibt es Messfühler, die zwei Messgrössen gleichzeitig messen können. Solche Messfühler sind aber aufwendig und in der Regel nur für pH-Wert-Messungen, bei denen gleichzeitig eine Temperaturkompensation des pH-Messwerts erfolgt, im Handel erhältlich. Sodann ist eine gründliche Reinigung des Messfühlers nur möglich, wenn der Messfühler aus dem Absperrventil ausgebaut wird, durch die das Fluid strömt, dessen physikalische Grösse gemessen werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auf einfachere Weise gleichzeitig wenigstens zwei physikalische Grössen des Fluids gemessen werden können und eine gründlichere Reinigung möglich ist, ohne den Messfühler aus dem Absperrventil auszubauen.
Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in einer mit der Drehachse zusammenfallenden Querebene des Ventilgehäuses eine das Ventilgehäuse und die Ven-
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tilsitzfläche durchsetzende zweite Bohrung für den Anschluss eines zweiten Messfühlers vorgesehen isu.
Bei dieser Lösung können wenigstens zwei physikalische Grössen gleichzeitig durch die beiden Messfühler gemessen werden. Im geschlossenen Zustand des Absperrventils können sodann beide Messfühler ausgebaut werden, so dass der Innenraum des Absperrventils durch ein Druckfluid gereinigt werden kann, das aus einer an die eine Bohrung angeschlossenen Druckquelle in den Innenraum des Absperrventils hinein- und durch die andere Bohrung wieder hinausgeleitet wird.
Sodann ist es möglich, die Messgenauigkeit des einen Messfühlers, zum Beispiel nach einer längeren Betriebsdauer, dadurch zu prüfen, dass der andere Messfühler entfernt und durch seine Anschlussbohrung ein Fluid in den Innenraum des Absperrventils geleitet wird, das eine einen genau bekannten Wert aufweisende physikalische Grösse, wie Druck oder Temperatur, aufweist, die durch den zu prüfenden Messfühler gemessen werden soll. Wenn der gemessene Wert nicht mit dem bekannten Wert übereinstimmt, muss der Messfühler erneut geeicht oder ausgewechselt werden.
In einer ersten Weiterbildung dafür gesorgt, dass in der erwähnten Querebene eine das Ventilgehäuse und die Ventilsitzfläche durchsetzende dritte Bohrung für den Anschluss eines dritten Messfühlers vorgesehen ist. Bei dieser Ausbildung können drei Messgrössen gleichzeitig gemessen werden.
Sodann kann die erste Bohrung für den Anschluss eines Druck-, Durchfluss-, pH-oder eines anderen Fühlers und die zweite Bohrung für den Anschluss eines Temperaturfühlers ausgebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, in einem den beiden Messfühlern nachgeschalteten Messwandler, zum Beispiel einem elektronischen Rechner, eine Temperaturkompensation der Messgrösse durchzuführen,
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die durch den an der ersten Bohrung angeschlossenen Messfühler gemessen wird und temperaturabhängig is.
Hierbei kann die dritte Bohrung für den Anschluss eines Druckfühlers ausgebildet sein. Auf diese Weise ist es möglich, wenn der an der ersten Bohrung angeschlossene Messfühler den Durchfluss, pH-Wert oder die Konzentration eines bestimmten Gases in dem Fluid misst, die Messgrössen des ersten und dritten Messfühlers gleichzeitig in Abhängigkeit von der durch den zweiten Messfühler gemessenen Temperatur zu korrigieren.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht ferner darin, dass die Ventilsitzfläche durch wenigstens einen Gleitring gebildet ist, der zwischen die Öffnungen des Ventilgehäuses begrenzenden Sicherungsringen angeordnet ist, und dass zwischen den Sicherungsringen und dem (oder den) Gleitring (en) jeweils ein elastischer Dichtungsring angeordnet ist. Die Dichtungsringe bewirken hierbei nicht nur eine Abdichtung zwischen den Sicherungsringen und dem Gleitring oder den Gleitringen, sondern auch eine Abdichtung zwischen dem Gleitring oder den Gleitringen und dem Ventilverschlussstück im Bereich der Ventilsitzfläche.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen : Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemässes
Absperrventil und Fig. 2 einen Querschnitt durch das Absperrventil nach
Fig. 1 längs der Drehachse des Ventilverschluss- stücks.
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Das dargestellte Absperrventil hat ein Ventilgehäuse 1 mit einem äusseren im wesentlichen zylindrischen Gehäuseteil la, darin eingesetzten Gleitringen 2 aus Kunststoff, wie PTFE, deren kugelkalottenförmige Innenflä- chen 3 den Ventilsitz für ein teilweise kugelförmiges Ventilverschlussstück 4 bilden. Zur Axialsicherung der Gleitringe 2 dienen Sicherungsringe 5, die Aussengewinde aufweisen und in koaxiale Gewindebohrungen 6 des Gehäuseteils la geschraubt sind. Die Gleitringe 2 sind axial getrennt, können jedoch auch einteilig ausgebildet sein. Statt aus Kunststoff können sie auch aus Metall bestehen.
Das Ventilverschlussstück 4 hat einen Durchflusskanal 7, der sich an die Öffnungen 8 der Sicherungsringe 5 anschliesst. Die Öffnungen 8 bilden gleichzeitig Öffnungen des Ventilgehäuses 1. Der Durchflusskanal 7 ist durch Seitenwände 9, einen die Seitenwände 9 verbindenden Steg 10 und durch die Gleitringe 2 begrenzt. Auf der dem Verbindungssteg 10 abgekehrten Seite des Ventilerschlussstücks 4 ist der Durchflusskanal 7 mit einem in Durchflussrichtung durchgehenden Durchbruch 11 versehen.
Das Ventilverschlussstück 4 ist um eine zur Durchflussrichtung senkrechte und durch die Mitte des Durchbruchs 11 verlaufende Drehachse 12 drehbar in dem Gehäuse 1 gelagert.
Koaxial zur Drehachse 12 ist eine Bohrung 13 mit Innengewinde im Gehäuse 1 ausgebildet. Die Bohrung 13 nimmt einen Messfühler 14 zum Messen einer physikalischen Grö- sse, vorzugsweise des Durchflusses, des pH-Werts oder des Sauerstoffgehalts, des den Durchflusskanal 7 durchströmenden Fluids auf.
Der Steg 10 springt im Axialschnitt nach Fig. l radial nach innen vor, wobei sich der Querschnitt von Endabschnitten 15 des Durchflusskanals 7 auf der dem Durch-
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bruch 11 gegenüberliegenden Seite konisch von den Enden des Durchflusskanals 7 aus verringert und zwischen diesen Endabschnitten 15 einen Teil 16 eines Kreiszylinders bildet.
Um das Ventilverschlussstück 4 zu drehen, ist in einem Querschlitz 17 seines Steges 10 ein Betätigungsschaft 18 mit einem flachen Endabschnitt 19 eingesetzt. Der Betätigungsschaft 18 durchsetzt eine weitere zur Drehachse 12 koaxiale Bohrung 20 des Gehäuses 1, in der er drehbar und gegen die Bohrung 20 abgedichtet gelagert ist. Eine auf einen Gewindeabschnitt des Schaftes 18 geschraubte Sicherungsmutter 21 stützt sich über Tellerfedern 22, eine Hülse 23 und eine Dichtung 24 an einer inneren Schulter der Bohrung 20 ab. Das äussere Ende 25 des Schaftes 18 ist zum Aufschrauben eines nicht dargestellten Betätigungshebels mit Gewinde 27 versehen.
Das Absperrventil kann in eine nicht dargestellte Rohrleitung eingebaut werden, so dass die Öffnungen 8 an die freien Enden einer Trennstelle der Rohrleitung dicht anschliessen. In der dargestellten geöffneten Stellung des Absperrventils kann das die Rohrleitung durchströmende Fluid, bei dem es sich in der Regel um eine Flüssigkeit handelt, weiter den Durchflusskanal 7 durchströmen, wobei es durch den zuerst durchströmten konischen Endabschnitt 15 und den radial nach innen vorspringenden Steg 10 in Richtung zur Bohrung 13 bzw. den Messfühler 14 hin umgelenkt wird, ohne dass der Vorsprung des Steges 10 den Durchfluss des Fluids behindert.
Die Länge des Fühlers 14 braucht hierbei, unabhängig von dem Innendurchmesser der Rohrleitung bzw. der Öffnungen 8, nur so lang gewählt zu werden, dass er mit dem Fluid im Durchflusskanal 7 in Berührung kommt, da die Wandstärke des Gehäuses 1 unabhängig vom Innendurchmesser bzw. der Wandstärke der Rohrleitung isr. Eventuelle Schutzteil-
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chen in dem Fluid, die bestrebt sind, sich nahe der Bohrung 13 in dem unteren Hohlraumbereich des Durchflusskanals 7 abzulagern, werden durch die Strömung des Fluids bei geöffnetem Ventil mitgeführt.
Auch bei um 1800 um die Längsachse 28 des Gehäuses 1 gegenüber der dargestellten Lage gedrehter Einbaulage des Gehäuses 1 in der Rohrleitung ist die Gefahr vermieden, dass sich, wenn es sich bei dem Fluid um eine Flüssigkeit handelt, in der Nähe der Bohrung 13 eine Luftblase bildet, weil auch diese durch die Strömung mitgeführt würde.
Eine Abwandlung kann darin bestehen, dass der Steg 10 noch weiter nach innen vorstehend ausgebildet wird, wie es durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Hierdurch ergäbe sich eine noch stärkere Umlenkung der Strömung in Richtung auf den Messfühler 14, jedoch wäre auch der Durchfluss etwas stärker. behindert als bei der Ausbildung mit dem Kreiszylinderteil 16.
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In einer mit der Drehachse 12 zusammenfallenden senkrecht zur Durchflussrichtung bzw. der Achse 28 stehenden Querebene des Ventilgehäuses 1 sind zwei weitere Bohrungen 29 und 30 mit Innengewinde ausgebildet. Diese Bohrungen 29,30 durchsetzen die Ventilsitzfläche 3 und sind für den Anschluss jeweils eines weiteren Messfühlers 31 und 32 mit Aussengewinde ausgebildet. Bei den Messfühlern 31 und 32 handelt es sich um solche, die nicht unmittelbar mit dem den Durchflusskanal 7 durchströmenden Fluid in Berührung kommen müssen. Wenn es sich bei dem Messfühler 14 beispielsweise um einen Druck-, Durch- fluss-, pH-Wert-oder Gasfühler, z. B. Sauerstoff-Fühler, handelt, bei dem der Messwert von der Temperatur des Fluids abhängt, kann beispielsweise der Messfühler 31 ein Temperaturfühler sein.
Gegebenenfalls kann den Messfühlern 14 und 31 ein Messwandler nachgeschaltet sein, z. B. ein Rechner, der den Messwert des Messfühlers 14 in Abhängigkeit von der durch den Messfühler 31 gemessenen
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Temperatur korrigiert, bevor er angezeigt wird. Selbst wenn die beiden Gleitringe 2 nicht getrennt, sondern einteilig ausgebildet sind, würde der Temperaturfühler 31 dennoch, auch in der geöffneten Stellung des Ventilverschlussstücks 4, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, indirekt die Temperatur des Fluids messen.
Alternativ kann der Messfühler 31 als Druckfühler ausgebildet sein. Auch in diesem Falle kann der Messfühler 31 den Druck bei geöffnetem Ventil, wie dargestellt, messen, da sich der Druck des Fluids auch bei einteiliger Ausbildung der Gleitringe 2 durch den unvermeidlichen, wenn auch engen Spalt zwischen dem Ventilverschlussstück 4 und dem Gleitring 2 oder den Gleitringen 2 bis zum Druckfühler fortpflanzen würde.
Der Messfühler 32 kann ebenfalls als Temperaturfühler oder Druckfühler ausgebildet sein. Zweckmässigerweise ist der Messfühler 31 als Temperaturfühler, der Messfühler 32 als Druckfühler und der Messfühler 14 als Durchfluss-, pH-Wert-oder Gasfühler ausgebildet, so dass drei Messgrössen des Fluids gleichzeitig erfasst und die Messgrössen der Messfühler 14 und 32 gleichzeitig temperaturkompensiert werden können.
Es ist aber auch möglich, drei gleiche Druckfühler vorzusehen, z. B. aus Sicherheitsgründen in Kernkraftwerken, wobei die Messwerte der drei Messfühler auf das Auftreten von Abweichungen durch einen Vergleicher verglichen werden und eine Abweichung gemeldet wird, um Fehler in der Messeinrichtung festzustellen.
Die Bohrungen 29 und 30 haben den weiteren Vorteil, dass sie bei geschlossenem Ventil, d. h. wenn das Ventiler- schlusssuück 4 um 900 gegenüber der dargestellten Lage gedreht worden ist, und nach Entfernen der Messfühler 31 und 32 ein Durchspülen des Ventils durch die Bohrungen
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29 und 30 hindurch ermöglichen, um den Messfühler 14 von eventuellen Ablagerungen zu reinigen, ohne ihn aus dem Ventil ausbauen zu müssen.
Desgleichen kann bei geschlossenem Ventil einer der Messfühler herausgeschraubt werden, wobei gleichzeitig der im Verschlussstück 4 herrschende Druck allmählich abgebaut werden kann, und stattdessen eine Druckquelle mit definiertem Druck angeschlossen werden, um die Messgenauigkeit eines der beiden anderen Messfühler, der als Druckfühler ausgebildet ist, zu prüfen. Auf die gleiche Weise kann auch die Messgenauigkeit der anderen Messfühler durch den Anschluss einer Fluidquelle mit physikalischen Grössen des Fluids von bekanntem Wert an eine Bohrung geprüft werden.
Eventuelle Spalte zwischen den Bohrungen 13,29 und 30 und den Messfühlern 14,31, 32 sind durch Dichtringe 33 zwischen einem Flansch. 34 oder einer Schulter jedes Messfühlers und ebenen Flächen, die jeweils einen der Öffnungsränder der Bohrungen 13,29 und 30 umgeben, abgedichtet.
Zwischen den Gleitringen 2 und in den Innenseiten der Sicherungsringe 5 ausgebildeten Ringnuten, in die die Gleitringe 2 eingreifen, sind elastische Dichtringe 35 in Form von O-Ringen eingesetzt. Diese Dichtringe 35 sorgen hauptsächlich bei geschlossenem Ventil, während einer der Messfühler eingesetzt wird, für eine Abdichtung der Gleitringe 2 nicht nur gegen die Sicherungsringe 5, sondern auch gegen das Ventilverschlussstück 4, vornehmlich auf der dem Fluiddruck zugekehrten Seite des Ventilverschlussstücks 4. So würde das Ventilverschlussstück 4 in der Schliessstellung unter dem Fluiddruck zwar dicht gegen den einen Gleitring gedrückt, jedoch vom anderen Gleitring 2 weggedrückt.
Der zwischen dem anderen Gleitring 2 und dem zugehörigen Si-
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cherungsring 5 angeordnete Dichtring 35 drückt dann den auf der Fluiddruckseite liegenden Gleitring 2 gegen das Ventilverschlussstück 4 und bewirkt auf diese Weise eine bessere Abdichtung.
Auch wenn anstelle der getrennten Gleitringe 2 ein einteiliger Gleitring verwendet würde, bei dem zwar der Einbau des Ventilverschlussstücks 4 in den Gleitring schwierig, bei hinreichender Elastizität des Gleitrings und grösserem Durchmesser des Ventilverschlussstücks 4 aber möglich wäre, ergäben sich durch die Verwendung der Dichtringe 35 die gleichen Vorteile wie bei getrennten Gleitringen.
Eine Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann darin bestehen, dass der Betätigungsschaft 18 mit einer weichen Sackbohrung versehen ist, in die ein weiterer Temperaturfühler einführbar ist.