CH629598A5 - Device for carrying out a measurement or investigation in a line conducting a flow medium - Google Patents

Description

Der vorliegenden Erfindung liegt daher, ausgehend von der deutschen Offenlegungsschrift 2 164 111, die Aufgabe zugrun-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Durchführung de, eine Einrichtung der einleitend genannten Art so weiterzu-einer Messung oder Untersuchung in einer ein Strömungsmittel 65 bilden, dass sich das Absperrorgan auch bei höchsten durch das führenden Leitung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Strömungsmittel verursachten Schliessdrücken nahezu ohne

Bei öffentlichen Wasserversorgungsnetzen ist häufig bei je- Widerstand durch die in den Durchgang eingeführte Sonde öff-der angeschlossenen Liegenschaft oder bei jedem angeschlosse- nen lässt.

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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Besonders zweckmässige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung zeigen die Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch eine im Boden verlegte Wasserleitung mit einem vertikalen Stutzen und einem Durchflussmesser, dessen Fühler in die Wasserleitung hineinragt,

die Figur 2 einen Schnitt durch einen Teil des in der Figur 1 weggelassenen Teils der Führung, in grösserem Massstab,

die Figur 3 einen Schnitt, in gleichem Massstab wie die'Figur 2, durch das der Wasserleitung zugewandten Ende der Führung mit der darin geführten Halterung, wobei jedoch die Halterung und der Fühler in die Führung zurückgezogen sind,

die Figur 4 einen Schnitt durch die Schleuse, im gleichen Massstab wie die Figur 2,

die Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Figur 4, die Figur 6 einen Schnitt durch den den Dehnungsmessstreifen enthaltenden Teil der Halterung und den Fühler, in noch grösserem Massstab, und die Figur 7 ein Blockschema der elektrischen Schaltung. In der Figur 1 ist eine im Boden 1, etwa in dem Unterbau einer Strasse, verlegte Rohr-Leitung 2 ersichtlich, bei der es sich um eine Haupt-Wasserzuleitung eines öffentlichen Wasserversorgungsnetzes handelt, durch die das Wasser in Richtung des Pfeiles 3 für eine Gruppe von Verbrauchern, beispielsweise ein Wohnquartier, zugeführt wird. Der Mantel eines Leitungsstük-kes ist mit einer Öffnung 2a und einem Flansch 4 versehen, der eine mit der Öffnung 2a fluchtende Durchgangsöffnung aufweist und dicht am Leitungsstück befestigt ist. Am Flansch ist ein vertikaler, rechtwinklig zur Leitung 2 verlaufender Abzweigungs-Stutzen 5 befestigt, der einen geraden, rechtwinklig zur Rohr-Leitung 2 verlaufenden Durchgang bildet und der an seinem unteren Ende eine noch näher zu beschreibende Schleuse 6 und oberhalb dieser ein zylindrisches Rohr 7 aufweist. Am oberen Ende des letzteren ist ein Flansch 8 befestigt, der mit abgewinkelten Nasen 8a zur Bildung eines Bajonettverschlusses versehen ist. Wenn keine Messung durchgeführt wird, kann der Flansch 8 durch einen Abschlussdeckel verschlossen werden. Im übrigen kann der Flansch 8 in einer Vertiefung la des Bodens 1 untergebracht sein, die etwa durch einen eingesetzten Deckel abgedeckt wird.

Wenn dagegen eine Durchflussmessung durchgeführt wird, wird die vereinfacht dargestellte Sonde 51 eines Durchflussmessers am Flansch 8 befestigt und in den Stutzen 5 eingeführt. Zur Befestigung der Sonde 51 dient ein Flansch 52, der ebenfalls mit als Bajonettverschluss dienenden Mitteln versehen ist. Am Flansch 52 ist eine ihn durchdringede kreiszylindrische Führungshülse 53 unbewegbar befestigt, die in das Rohr 7 hinunterragt. Am oberen Ende der Führungshülse ist auf deren Aussen-seite mittels eines Kugellagers 54 eine Mutter 55 mit seitlich herausragenden Handgriffen 56 drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert. In der Führungshülse 53 ist eine Führung 57 mit einem rohrförmigen Teil 58 mit einer Längsöffnung 58a axial verschiebbar geführt. Der Führungsteil 58 ist über einen Teil seiner Länge mit einem Aussengewinde 58b versehen, das in Eingriff mit dem Gewinde der Mutter 55 steht. Der Führungsteil 58 ist des weiteren mit einem Längsschlitz 58c versehen, in dem ein in die Hülse 53 eingesetzter Stift 59 hineinragt und die Führung 57 gegen Verdrehungen sichert.

Wie in der Figur 2 ersichtlich, ist der Teil 58 der Führung 57 in der Nähe des unteren Endes der Führungshülse 53 mit einem Führungsrohr 60 verschraubt. Durch einen Dichtungsring 61 wird die Gleitfläche zwischen dem Teil 58 der Führung 57 und der Führungshülse 53 abgedichtet. In der Führung 57 ist ein hohler Schaft 62 axial verschiebbar geführt. Der Schaft 62 weist zwei hohle, kreiszylindrische Stäbe 63 und 65 auf, die im Führungsrohr durch einen mehrteiligen Kolben 69 miteinander verbunden sind. Am oberen, aus der Führung 57 herausragenden 5 Ende des oberen Stabes 63 ist ein kugelförmiger Handgriff 64 befestigt. Die Längsöffnung 58a ist in der Nähe des unteren Endes des Führungsteils 58 mit einer Rille versehen, in die ein Dichtungsring 67 eingesetzt ist, der den Stab 63 gegen den Führungsteil 58 abdichtet.

io Das untere Ende der Führung 57 wird durch eine besonders deutlich in der Figur 3 ersichtlichen Hülse 71 mit einer durchgehenden Bohrung 71a gebildet. Im obersten weitesten Abschnitt der Längsbohrung 71a ist das Führungsrohr 60 eingeschraubt und mit einem Dichtungsring 72 abgedichtet. Der mittlere eng-15 ste Abschnitt der Bohrung 71a bildet einen Gleitsitz für den hohlen Stab 65 und ist durch zwei Dichtungsringe 73 abgedichtet. Der unterste Abschnitt der Bohrung 71a bildet einen Gleitsitz für eine am Stab 65 befestigte Halterung 81 und den von dieser gehaltenen Fühler 91. Die Hülse 71 ist auf der Aussensei-20 te mit zwei Rillen versehen, in der Dichtungsringe 74 angeordnet sind. An ihrem unteren Ende weist die Hülse eine sich gegen das Ende hin verjüngende Konusfläche 71b auf.

Der in der Figur 2 ersichtliche Kolben 69 bildet mit der Innenfläche des Rohres 60 einen dichten Gleitsitz. Der allseitig 25 dicht abgeschlossene Innenraum 68 des Rohres 60 ist mit Hy-drauliköl gefüllt. Der Kolben 69 enthält eine drehfest mit dem oberen Stab 63 verbundenen, um die Stabachse von einer Endstellung in eine andere Endstellung drehbaren Teil und einen durch nicht näher dargestellte Mittel gegen Verdrehungen gesi-30 cherten Teil. Der letztere ist vorzugsweise drehfest mit dem unteren Stab 65 verbunden. Die beiden gegen einander verdrehbaren Teile des Kolbens sind mit einem Durchgang versehen, der den sich oberhalb des Kolbens 69 befindenden Teil des Rohrinnenraumes 68 mit dessen sich unterhalb des Kolbens be-35 findenden Teil verbindet und der in der einen Dreh-Endstellung frei und in der andern gesperrt ist. Wenn der Durchgang frei ist, kann der Kolben 69 in axialer Richtung verschoben werden, während er bei gesperrtem Durchgang durch das Hydrauliköl unverschiebbar festgehalten wird. Der Kolben 69 dient also ei-40 nerseits zur Führung des Schaftes 62 und bildet andererseits ein Arretierorgan, so dass der Schaft 62 und die daran befestigte Halterung 81 und der Fühler 91 an einer beliebigen Stelle eines kontinuierlichen Schiebe-Intervalls arretiert werden können.

Nun soll anhand der Figuren 1,4 und 5 der Aufbau der 45 Schleuse 5 erläutert werden. Diese weist einen rechteckigen Flansch 21 auf, an dem mittels Schrauben 22 ein rechteckiger Ring 23 angeschraubt ist. Zwischen dem Flansch 21 und dem Ring 23 ist eine Dichtung 24 angeordnet. Am Ring 23 ist ein rechteckiger Mantel 25 angeschweisst, der unten durch eine anso geschweisste Bodenplatte 26 abgeschlossen ist. In diese ist ein Stutzen 27 eingeschweisst, der in den Flansch 4 eingeschraubt ist, wobei die Schraubverbindung durch einen Dichtungsring 28 abgedichtet ist. Die zylindrische Öffnung 27a des Stutzens 22 ist oben mit einer konischen Erweiterung 27b versehen. 55 In die Öffnung 21a des Flansches 21 ist ein Stutzen 31 mit einer Längsöffnung 31a eingesetzt. Der Stutzen 31 weist drei unterschiedliche dicke Abschnitte auf. Der Aussendurchmesser des obersten, dünnsten Stutzenabschnitts 31b ist kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 7, so dass sich dort zwischen 60 Stutzen und Rohr ein Ringspalt ergibt. Der Mantel des Rohres 7 ist im Bereich des unteren Endes dieses Ringspaltes mit Durchgangslöchern 7a versehen. Der mittlere Abschnitt 31c des Stutzens ist mit einem Aussengewinde versehen und in ein entsprechendes Innengewinde des Rohres 7 eingeschraubt. Der unteres ste, dickste Abschnitt 31d befindet sich im Innern des Mantels 25 und liegt mit einer Ringfläche am Flansch 21 an und ist durch einen Dichtungsring 32 abgedichtet. An der unteren Endfläche des Abschnittes 31d ist eine Rille vorhanden, in die ein Dich-

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tungsring 33 eingesetzt ist. Der Mantel 25 ist auf gegenüberlie- zieht den Fühler 91 gegen den als Auflage dienenden Vergeuden Seiten mit je einer Gewindebohrung versehen, in die schlusskörper 83. In dem die kreisringförmigen Abschnitte 83e, eine Lagerbuchse 34 bzw. 35 eingeschraubt ist. Die beiden La- 91e umschliessenden Ringspalt ist ein Dichtungsring 86 einge-gebuchsen sind mittels Dichtungsringen 36 abgedichtet und auf setzt. Die Hülse 82 der Verschlusskörper 83 und der Fühlerab-ihren einander zugewandten Innenseiten mit Sackbohrungen 5 schnitt 91c sind ferner mit einem flexiblen Schrumpfschlauch 87 versehen. In den beiden Buchsen wird ein ein Schwenklager überzogen. Durch den Dichtungsring 86 und den Schrumpfbildender Bolzen 40 gehalten. Auf diesem ist eine Ventilklappe schlauch 87 wird gewährleistet, dass kein Wasser in das Innere 41 axial unverschiebbar, aber schwimmend drehbar, d.h. mit der Hülse 82 gelangen kann. Die Rotationssymmetrieachse 90 relativ grossem radialem Spiel, gelagert. Die Klappe 41 wird des Fühlers fällt im übrigen mit der Längsachse der ja auch durch eine Feder 42 mit einem Drehmoment beaufschlagt und 10 weitgehend rotationssymmetrischen, restlichen Sondenteile und gegen die Endfläche des Abschnittes 3 ld gedrückt, so dass sie in der Längsachse des Stutzens zusammen.

ihrer Schliess-Stellung am Ring 33 anliegt und den Stutzen 31 Der elastisch deformierbare Dehnungsmessstreifen-Träger unten abschliesst. Der Dichtungsring 33 ist derart in den Stutzen 84 kann beispielsweise aus Stahl bestehen und ist, wie bereits 31 eingesetzt, dass er auch dann nicht herunterfällt, wenn die erwähnt, bandförmig, wobei seine Breite wesentlich grösser ist Klappe 41 nach unten in ihre Öffnungs-Stellung geklappt ist. 15 als seine Dicke. Die letztere ist in der Figur 6 in übertriebener Der Abschnitt 31d ist ferner mit einer radialen, abgestuften Grösse dargestellt und beträgt beispielsweise etwa 0,1 bis 0,3 Bohrung 31e versehen, die in die Längsöffnung 31a mündet und mm. Die Breite kann dann etwa 8 bis 15 mm betragen. Der deren innerster, engster Abschnitt mit einem Gewinde versehen Dehnungsmessstreifen-Träger 84 ist im übrigen derart angeord-ist. In der Bohrung 3 le ist ein Rückschlagsventil 44 mit einem net, dass die Symmetrieachse seines gespannten, frei durch den Gehäuse 45 eingesetzt, das einen abgestuften Mantel und einen 20 Innenraum der Hülse 82 verlaufenden Teiles mit der Symme-Deckel mit einer Durchgangsbohrung aufweist. Der Gehäuse- trieachse 90 zusammenfällt. Auf den beiden Breitseiten des mantel begrenzt einen Durchgang, dessen der Öffnung 31a zu- Trägers 84 sind zwei Paare sich gegenüberliegender Dehnungsgewandter Abschnitt enger ist als der dem Deckel zugewandte messstreifen 95 bzw. 96 befestigt, etwa aufgeleimt. Die Deh-Abschnitt. Zwischen diesen beiden Abschnitten ist ein teilweise nungsmessstreifen 95,96 bestehen aus einer isolierenden Hülle konischer Übergang, der zusammen mit einem eingesetzten 25 und einem in dieser angeordneten, elektrisch leitenden oder Dichtungsring einen Ventilsitz 46 bildet. Im Gehäuse 45 ist ein halbleitenden Element, das bei Dehnungen in einer vorgegebe-rotationssymmetrischer Ventil-Verschlusskörper 47 angeord- nen Richtung seinen elektrischen Widerstand ändert. Die beinet, der einen in die Öffnung 31a hineinragenden zylindrischen den Dehnungsmessstreifen 95 verlaufen dabei in der Längsrich-Endabschnitt 47a mit verrundetem Ende, eine an diesen an- tung des Trägers 84, d.h. sie sind so angeordnet, dass ihr elektri-schliessende, konische Erweiterung 47b und einen zylindri- 30 scher Widerstand bei einer Längsdehnung des Trägers 84 grösschen, dem Gehäusedeckel zugewandten Endabschnitt 47c auf- ser wird. Die beiden andern Dehnungsmessstreifen 96 sind quer weist, dessen Durchmesser grösser ist als derjenige des Endab- zum Träger 84 und zur Symmetrieachse 90 angeordnet. Die schnittes 47a. Der Endabschnitt 47a dient, wie noch erläutert beiden Dehnungsmessstreifen 96 ändern ihren Widerstand bei wird, als Tastteil und ist im übrigen dünner als der von ihm Längenänderungen des Trägers 84 nicht. Dagegen wird ihr Wi-durchdrungene Abschnitt des Durchganges des Ventils, so dass 35 derstand grösser, wenn sich der Träger 84 quer zur Symmetrieein freier Ringspalt vorhanden bleibt. achse 90 dehnt, was bei Temperaturänderungen der Fall sein Der Aufbau der Halterung 81 und des von ihr gehaltenen kann. Die vier Dehnungsmessstreifen sind durch elektrische Fühlers 91 ist in der Figur 6 ersichtlich. Die Halterung 81 weist Leiter 97, die durch den hohlen Schaft 62 hindurch verlaufen, eine zylindrische Hülse 82 auf, die am oberen Ende mit einer mit einem in der Figur 1 ersichtlichen, elektrischen Messgerät Gewindebohrung 82a versehen ist, in die der hohlzylindrische 40 100 verbunden, das etwa auf dem Boden 1 stehen kann.

Stab 65 dicht eingeschraubt ist. Unterhalb der Gewindebohrung Die elektrische Schaltung der Dehnungsmessstreifen und

82a befindet sich ein zylindrischer Hohlraum, der am untern des elektrischen Messgerätes 100 ist vereinfacht in der Figur 7

Ende der Hülse 82 durch einen eingeleimten Verschlusskörper dargestellt. Die vier Dehnungsmessstreifen bilden eine Brük-

83 dicht abgeschlossen ist. Der letztere weist eine sich annä- kenschaltung, wobei sich die Brückenzweige mit den beiden hernd bis zum oberen Ende des Hohlraumes erstreckende La- 45 Dehnungsmessstreifen 95, die ihren Widerstand bei Längenän-

sche 83a auf, die an ihrem oberen Ende mit einer Nase 83b derungen des Trägers 84 ändern, gegenüberliegen. Die Brük-

versehen ist. Die letztere bildet eine ebene Auflagefläche 83c. kenschaltung wird aus einer Wechselspannungsquelle 102 ge-

An der Nase 83b ist das eine Ende eines bandförmigen, im spiesen. Die Messpunkte der Brückenschaltung sind mit den

Querschnitt rechteckigen, Dehnungsmessstreifen-Trägers 84 Eingängen eines Differentialverstärkers 103 verbunden. Das befestigt, etwa angeleimt. Das andere Ende des Trägers 84 ist 50 Ausgangssignal des Differentialverstärkers wird durch einen an einem zylindrischen Verbindungsbolzen 85 befestigt, der Gleichrichter 104 gleichgerichtet und dann einem Schreiber 101

verschiebbar in einer Bohrung 83d des Verschlusskörpers 83 zugeführt, der den Messwert anzeigt und registriert. Ferner ist geführt ist. Der Verbindungsbolzen 85 ist koaxial zur Rotations- noch eine Batterie 105 oder ein Netzteil für die Stromversor-

symmetrieachse 90 des Fühlers 91 und sein dem Träger 84 ab- gung vorhanden.

gewandtes Ende ist fest mit dem Fühler 91 verbunden, nämlich 55 Im folgenden soll nun die Verwendung und Arbeitsweise in eine Sackbohrung des Fühlers eingelötet. Der Fühler 91 ist des Durchflussmessers erläutert werden.

länglich und weist an seinem freien Ende einen kugelförmigen- Wenn der Durchflussmesser gemäss der Figur 1 angeordnet Kopf 91a auf. Der rotationssymmetrische, im wesentlichen zy- ist und der Fühler 91 in die Leitung 2 hineinragt, so dass sich der lindrische Schaft 91b weist in der Nähe seines dem Kopf 91a Kopf 91a des Fühlers 91 auf der Längsachse der Leitung 2 abgewandten Endes einen dickeren Abschnitt 91c auf, der den 60 befindet, wird der Fühler durch das in der Richtung des Pfeils 3 gleichen Durchmesser hat wie die Hülse 82 und der ihm zuge- rechtwinklig zur Symmetrieachse 90 strömende Wasser mit ei-wandte Abschnitt des Verschlusskörpers 83. Der äusserste, dem ner nach links gerichteten Kraft beaufschlagt. Der auf dem ring-Verschlusskörper zugewandte kreisringförmige Endabschnitt förmigen Abschnitt 83e der Halterung 81 aufliegende Fühler 91 91d ist jedoch dünner als der Abschnitt 91c und liegt mit einer wird dadurch etwas nach links gekippt, wodurch der Dehnungsebenen Ringfläche auf einer ebenen Ringfläche des den glei- 65 messstreifen-Träger 84 in seiner Längsrichtung gedehnt wird, chen Durchmesser aufweisenden Endabschnittes 83e des Ver- Dadurch wird der Widerstand der Dehnungsmessstreifen 95 schlusskörpers auf. Der elastisch deformierbare Dehnungsmess- vergrössert. Diese Widerstandsänderung wird mittels des Messstreifen-Träger 84 steht unter elastischer Verspannung und gerätes 100 erfasst, angezeigt und registriert. Die Widerstands-

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änderung ist natürlich um so grösser, je grösser die Strömungsgeschwindigkeit ist. Bei bekannten Querschnittsabmessungen der Leitung 2 kann man also aus dem gemessenen Widerstand mittels einer Eichkurve oder auf rechnerischem Weg den momentanen Durchfluss pro Zeiteinheit bestimmen. Der während 5 eines gewissen Zeitintervalls erfolgende Wasserverbrauch kann durch Integration oder Mittelung der registrierten Messwerte bestimmt werden.

Der Zusammenhang zwischen der Durchflussmenge und dem Kippwinkel des Fühlers und damit auch der Widerstands- 10 änderung der Dehnungsmessstreifen ist nicht linear. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, das elektrische Messgerät derart zu konzipieren, dass die Anzeige linear ist. Man kann hiezu die Messwerte beispielsweise von der analogen in die digitale Darstellung umwandeln und sie dann mit einem Rechner verar- 15 beiten. Die Anzeige und Registrierung der Messwerte kann in diesem Fall natürlich digital erfolgen. Der Rechner kann dann zusätzlich auch noch den gesamten Wasserverbrauch während eines bestimmten oder wählbaren Zeitintervalles ermitteln. Da der Zusammenhang zwischen Widerstandsänderung und 20

Durchflussmenge natürlich auch von der Durchlassquerschnitts-fläche der Leitung 2 abhängig ist, kann man Einstell- oder Eingabeelemente vorsehen, um den Durchmesser der Leitung 2 in den Rechner einzugeben, so dass für jeden Leitungsdurchmesser immer gerade der Durchflusswert angezeigt wird. 25

Die quer zur Längsachse des Dehnungsmessstreifen-Trägers 84 und Fühler 91 verlaufenden Dehnungsmessstreifen 96 ändern ihren Widerstand bei Längenänderungen des Trägers 84, wie bereits erwähnt, nicht. Sie gewährleisten jedoch, dass Temperaturänderungen des Trägers 84 die Messung nicht beeinflus- 30 sen. Im übrigen gewährleistet die Anordnung und Schaltung der Dehnungsmessstreifen auch, dass Biegungen des Trägers die Messung nicht beeinflussen.

Die Durchflussmessvorrichtung ist ja insbesondere für vorübergehende Messungen vorgesehen, bei der sie nur während 35 begrenzter Zeitintervalle in eine Leitung eingesetzt wird. Nun sollen daher noch der Aus- und Einbau der Sonde 51 und die Wirkungsweise der Schleuse 6 erläutert werden.

In der Leitung 2 ist ein Überdruck von einigen Bar vorhanden. Wenn sich die Sonde 51 in der in der Figur 1 dargestellten 40 Stellung befindet, liegt die am unteren, freien Ende der Hülse 71 vorhandene Konusfläche 71b an der Konusfläche der Erweiterung 27b des Stutzens 27 an. Sie wird dabei durch die mittels der Mutter 5e erzeugte Druckkraft so stark angepresst, dass sich ein wenigstens einigermassen dichter Abschluss ergibt. Ferner 45 schliesst die Hülse 71 mit den darin eingesetzten Dichtungsringen 74 die Öffnung 31a der Hülse 31 dicht ab und zwar oberhalb der Stelle, bei der der Durchgang des Ventils 44 in die Öffnung 31a mündet.

Wenn die sich in der in der Figur 1 dargestellten Lage befin- 50 dende Sonde 51 nun ausgebaut werden soll, wird zunächst die elektrische Verbindung zwischen der Sonde 51 und dem Messgerät 100 unterbrochen. Das die Leiter 97 enthaltende Verbindungskabel 97 ist zur Ermöglichung der Trennung mit einem Stecker versehen. Anschliessend wird der obere Stab 63 des 55 Schaftes 62 verdreht, so dass der vorher gesperrte Durchgang im Kolben 69 geöffnet wird. Nun kann der Schaft 62 nach oben gezogen werden, bis sich der Fühler 91 vollständig innerhalb der Hülse 71 befindet, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Der Schaft 62 wird nun in dieser Stellung wieder arretiert. Daraufhin 60 wird die Mutter 55 gedreht und die Führung 57 dadurch mitsamt dem Schaft 62 nach oben gezogen. Wenn sich die Hülse 71 vollständig oberhalb der unteren Endfläche der Hülse 31 befindet, gelangt die Ventilklappe 41 in ihre in der Figur 4 mit vollen Linien gezeichnete Schliess-Stellung, in der ihre der Leitung 2 65 abgewandte Seite an dem einen Absperr-Sitz bildenden Dichtungsring 33 anliegt. Die Ventilklappe 41 schliesst dann die Hülse 31 an ihrem unteren Ende ab. Sie wird dabei durch die

Feder 42 und vorallem durch den Druck des Wassers dicht gegen den Dichtungsring 33 gepresst. Der Innenraum des Rohres 7 ist nämlich dracklos, weil ja die Hülse 71 die Öffnung 31a dicht abschliesst. Beim Verschieben der Hülse 71 allenfalls in Rohr 7 gelangendes Wasser kann durch die Durchgangslöcher 7a in den umgebenden Boden austreten.

Wenn die Hülse 71 durch Drehen der Mutter 55 oben aus der Hülse 31 herausgezogen worden ist, kann der Flansch 52 vom Flansch 8 gelöst und die ganze Sonde 51 nach oben aus dem Stutzen 5 herausgezogen werden. Der Flansch 8 kann dann, wie bereits erwähnt, mittels eines Deckels verschlossen werden. Des weitern kann die Vertiefung la mit einem Deckel verschlossen werden.

Wenn nun die Sonde 51 wieder durch den Stutzen 5 hindurch in die Leitung 2 eingeführt werden soll, wird analog in umgekehrter Weise vorgegangen. Dabei muss die Ventilklappe 41 mittels der Hülse 71 nach unten verschwenkt werden. Wenn dies entgegen dem Druck des Wassers erfolgen müsste, würden die Klappe und ihr Lager sehr stark beansprucht. Diese Beanspruchung wird nun durch das Ventil 44 verhindert. Bevor nämlich die Hülse 71 beim Abwärtsschieben die Klappe 41 erreicht, greift sie an dem als Tastteil dienenden Endabschnitt 47a des Ventil-Verschlusskörpers 47 an und drückt den Verschlusskörper 47 des Ventils 44 entgegen dem Wasserdruck von der Achse der Hülse 31 weg nach aussen. Dadurch wird das Ventil 44 geöffnet, so dass Wasser in die Hülse 31 einströmen kann. Dies hat zur Folge, dass nun auf beiden Seiten der Klappe 41 der gleiche Druck herrscht wie in der Leitung 2, so dass die Klappe 41 nur noch durch die Feder 42 belastet und durch Herunterschieben der Hülse 71 ohne grosse Beanspruchung geöffnet, d.h. in ihre in der Figur 1 mit vollen Linien und in der Figur 4 mit strichpunktierten Linien dargestellte Freigabe-Stellung verschwenkt werden kann.

Das Ventil 44 bildet also zusammen mit dem Innenraum des Mantels 25 einen Bypass, der die Klappe 41 in ihrer Schliess-Stellung überbrückt. Damit der Bypass seinen Zweck erfüllt und das Ventil 44 mit einer relativ kleinen Kraft geöffnet werden kann, soll die Querschnittsfläche des Ventildurchganges beim Ventilsitz 46 wesentlich kleiner sein als die Querschnittsfläche des durch die Klappe 41 absperrbaren, durch den Dichtungsring 33 gebildeten Absperrsitzes. Die Querschnittsfläche des Ventilsitzes 46 beträgt vorzugsweise höchstens 10% der Querschnittsfläche des von der Klappe 41 abgesperrten Sitzes.

Es sei vermerkt, dass nach dem öffnen des Ventils 44 der Wasserdruck an der Hülse 71 und am Fühler 91 angreift. Dies ist jedoch nicht weiter störend, da mittels der in das Gewinde des Führungsteils 58 eingreifenden Mutter 55 ohne weiteres eine ausreichende Kraft erzeugt werden kann, um die vom Druck des Wassers erzeugte Kraft zu überwinden.

Nach dem öffnen der Klappe 41 kann die Führung 57 weiter nach unten verschoben werden, bis sie an der konischen Erweiterung 27b der Öffnung des Stutzens 27 ansteht. Der letztere bildet also einen Anschlag. Wenn die Hülse 31 auf der konischen Erweiterung 27b des Stutzens 27 aufliegt, kann die Arretierung des Schaftes 62 durch Verdrehen des oberen Stabes 63 gelöst und der Fühler 91 in die Leitung 2 eingeschoben werden. Der hohle Stab 63 ist bei seiner Austrittsstelle aus der Führung 57 zweckmässigerweise mit einer Skalenteilung und/ oder mit Rasterungen versehen, so dass der Schaft 62 und der Fühler 91 bezüglich der Führung 57 mühelos in eine vorgegebene Stellung verschoben werden können. Wenn sich der Schaft 62 und der Fühler 91 in der gewünschten Stellung befinden,

kann der Schaft durch Verdrehen des Stabes 63 wieder arretiert und gegen Verschiebungen gesichert werden.

Die starre Sonde 51 kann also durch den Durchgang des Abzweigungs-Stutzens 5 hindurch in die unter Druck stehende Rohr-Leitung eingeführt und wieder aus dieser ausgebaut werden, ohne dass nennenswerte Wassermengen aus der Leitung

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ausströmen. Andererseits können aber auch kaum Verschmutzungen in die Leitung hineingelangen. Die Ausbildung des Stutzens 5, der Schleuse 6 und der Sonde 51 und die sich beim Ein-und Ausbau ergebenden Druckverhältnisse gewährleisten, dass auch kaum abgestandenes Wasser aus Bereichen oberhalb der Klappe 41 wieder in die Leitung zurückgelangen kann. Falls es als notwendig erachtet wird, kann der sich oberhalb der Klappe 41 befindende Teil des Abzweigungs-Stutzens 5 vor dem Einführen der Sonde jeweils noch ausgesaugt werden. Ferner kann der Stutzen natürlich ausgespült werden, indem man mit einem Stab, der das Ausströmen von Wasser ermöglicht, die Klappe 41 vor dem Einsetzen der Sonde ein wenig öffnet.

Man kann nun im Leitungsnetz, zu dem die Rohr-Leitung 2 gehört, bei verschiedenen wichtigen Leitungen oder Verzweigungen analog zum Abzweigungs-Stutzen 5 ausgebildete Abzweigungen mit Schleusen vorsehen. Wenn nun im Leitungsnetz Leckstellen gesucht werden müssen, kann man jeweils die Sonde 51 des Durchflussmessers vorübergehend in einen der Stutzen einsetzen und den Durchfluss erfassen. Auf diese Weise kann mit nur einem Durchflussmesser der Durchfluss an verschiedenen Stellen gemessen werden. Solche vorübergehende Durchflussmessungen sind nicht nur beim Suchen von Lecks, sondern auch dann zweckmässig, wenn geprüft werden soll, ob die Leitungen für die durch sie hindurchströmenden Wassermengen einen genügend grossen Querschnitt aufweisen.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Ventil-Verschlusskörper 47 bei entfernter Sonde lediglich durch den Druck des Wassers an den Ventilsitz angedrückt. Selbstverständlich könnte zusätzlich eine Feder vorgesehen werden, die den Ventil-Verschlusskörper gegen den Ventilsitz drückt.

Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der im Abzweigungs-Stutzen vorhandenen, zum Einführen der Sonde dienende Durchgang bei entfernter Sonde durch eine Ventilklappe abgeschlossen, die in der Schliess-Stellung in einer zur Längsrichtung des Abzweigungs-Stutzens 5 rechtwinklig verlaufenden Ebene liegt und deren Schwenkachse rechtwinklig zur Längs-s richtung des Durchganges und zur Symmetrieachse 90 verläuft. Dabei dient die schraubenlinienförmige Feder 42 als Rückstellelement für die Klappe. Es sei vorerst vermerkt, dass man statt einer schraubenlinienförmigen Feder natürlich auch einen geraden Torsionsdraht als Rückstellelement vorsehen könnte. Fer-lo ner könnte man statt der Klappe 41 als Absperrorgan auch einen zwei- oder mehrteiligen Schieber vorsehen, dessen Teile rechtwinklig zur Längsrichtung des Durchganges für die Sonde verschiebbar sind. Die Schieberteile könnten dann durch elastische Rückstellelemente gegeneinander gedrückt werden und i5 auf ihren oberen Seiten Erhöhungen mit Keil- oder Konusflächen aufweisen, so dass sie durch die Sonde voneinander weggedrückt werden könnten.

Es sei vermerkt, dass eine Schleuse aufweisende Abzweigungs-Stutzen nicht nur an Wasserleitungen angebracht werden 20 können. Es kann nämlich auch bei Ölleitungen oder in der Verfahrenstechnik zweckmässig sein, Leitungen mit analog ausgebildeten Abzweigungen und Schleusen zu versehen, die ermöglichen, mittels eines vorübergehend einsetzbaren Durchflussmessers den Durchfluss zu messen.

25 Die Abzweigung mit der Schleuse ermöglicht aber nicht nur das Messen von Durchflüssen. Man kann nämlich ohne weiteres auch andere entsprechend ausgebildete Sonden durch die Abzweigung hindurch in die unter Druck stehende Rohr-Leitung einführen, um andere Messungen oder Untersuchungen durch-30 zuführen. Wenn beispielsweise kontrolliert werden soll, ob in der Leitung Ablagerungen vorhanden sind, kann man eine Sonde mit einer Lichtquelle und einem Spiegel in die Leitung einführen.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

629 598 2 PATENTANSPRÜCHE nen Haushalt ein Wasserzähler vorhanden. Ferner ist üblicher-

1. Einrichtung zur Durchführung einer Messung oder Un- weise bei der Speisestelle, bei der das Wasser in das Leitungs-tersuchung in einer ein Strömungsmittel führenden Leitung mit netz eingespiesen wird, ein Wasserzähler vorhanden, der den einer Leitung (2) und einer Sonde (51), wobei die Leitung (2) Gesamtverbrauch misst. Es kann nun beim Betrieb vorkommen, mit mindestens einer seitlichen Abzweigung (5) versehen ist, die 5 dass der bei der Speisestelle gemessene gesamte Wasservereinen zum Einführen und wieder Entfernen der Sonde (51) die- brauch grösser ist als die Summe der bei den Liegenschaften nenden Durchgang bildet, und wobei ein Absperrorgan (41) oder Haushaltungen gemessenen Verbrauchsmengen. In diesem vorhanden ist, das beim Einführen der Sonde (51) in den Fall muss dann das Personal des Wasserwerkes herausfinden, ob Durchgang durch diese geöffnet wird und beim Entfernen der irgendwo in einer Leitung ein Leck vorhanden ist oder ob VerSonde (51) selbsttätig in eine Schliessstellung gelangt, in der es 10 braucher Wasser beziehen, ohne dass die verbrauchte Menge den Durchgang dicht schliesst, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemessen und bezahlt wird.

das Absperrorgan (41) in der Schliessstellung überbrückender Bei öffentlichen Wasserversorgungsnetzen kommt es zudem

Bypass vorhanden ist, der ein auf der der Leitung (2) abgewand- vor, dass Verbraucher oder Verbrauchergruppen beanstanden, ten Seite des Absperrorganes angeordnetes Rückschlagventil dass der bei ihren Anschlüssen verfügbare Wasserdruck (44) aufweist, das beim Einführen der Sonde (51) durch diese 15 dauernd oder zeitweise nicht ausreichend sei. Das Personal des geöffnet wird, bevor die Sonde am Absperrorgan (41) angreift. Wasserwerkes muss dann abklären, ob diese Klagen berechtigt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, sind und ob eventuell Hauptzuleitungen zu gewissen Verbrau-dass das Absperrorgan (41) eine schwenkbar gelagerte Klappe chergruppen nicht genügend grosse Querschnitte aufweisen ist, deren Schwenkachse rechtwinklig zur Längsrichtung des oder ob Leitungen verstopft sind.

Durchganges verläuft und deren der Leitung (2) abgewandte 20 Die Abklärung der vorstehend angeführten Probleme ist für Seite in der Schliess-Stellung an einem Absperrsitz (33) des das Personal oft sehr schwierig und zeitraubend.

Durchganges anliegt. Es wurde nun erkannt, dass man diese Probleme wesentlich

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- einfacher lösen könnte, wenn der Wasserdurchfluss nicht nur zeichnet, dass das Rückschlagventil (44) einen Ventilsitz (46) bei der Speisestelle und den Endverbrauchern, sondern auch bei und einen Ventil-Verschlusskörper (47) aufweist, dass der letz- 25 andern Stellen des Leitungsnetzes, etwa bei Abzweigungen ge-tere mit einem Tastteil (47a) versehen oder verbunden ist, der messen werden könnte. Es wäre nun natürlich möglich, an wich-auf der der Leitung (2) abgewandten Seite des sich in der tigen Verzweigungsstellen des Leitungsnetzes Durchflussmesser Schliess-Stellung befindenden Absperrorganes (41) in den oder -zähler dauernd einzubauen. Dies würde jedoch die Ko-Durchgang hineinragt, so dass der Ventil-Verschlusskörper (47) sten für die Herstellung des Wasserversorgungsnetzes beträcht-beim Einführen der Sonde (51) durch diese vom Ventilsitz (46) 30 lieh erhöhen, weil Durchflusszähler für die Messung von grossen abhebbar ist. Durchflüssen relativ teuer sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch Es wurde nun weiter erkannt, dass man die vorstehend gegekennzeichnet, dass die Abzweigung (5) einen Anschlag (27) nannten Probleme mittels eines Durchflussmessers lösen könnaufweist, um die maximale Einstecktiefe der Sonde (51) zu be- te, der in einfacher Weise vorübergehend in eine Leitung einge-grenzen. 35 führt werden kann. Damit die Wasserversorgung nicht gestört

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch wird, sollte der Ein- und Ausbau des Durchflussmessers, oder gekennzeichnet, dass die Sonde (51) einen Teil (71) aufweist, genau gesagt, mindestens einer Sonde des Durchflussmessers der bei eingesetzter Sonde (51) den Durchgang der Abzweigung auch dann möglich sein, wenn die Leitung unter Druck stehen-(5) dicht abschliesst, und zwar auf der der Leitung (2) abge- des Wasser enthält.

wandten Seite der durch das Absperrorgan (41) absperrbaren 40 Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 164 111 ist nun Stelle des Durchganges. bereits eine Einrichtung mit einer Halterung für die lösbare

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch Befestigung einer stabförmigen, durch die Elektrode eines ingekennzeichnet, dass die Sonde (51) Mittel (91) zur Messung duktiven Durchflussmessers gebildeten Sonde an einer Flüssig-des Durchflusses in der Leitung (2) aufweist. keits-Leitung bekannt. Die Halterung weist einen in die Leitung

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch 45 mündenden Durchgang auf, durch den die Sonde einführbar ist. gekennzeichnet, dass die Sonde (51) lösbar an der Abzweigung im Durchgang ist ein Absperrorgan angeordnet, das beim Ein-(5) befestigbare Befestigungsmittel (52), eine bezüglich dieser führen der Sonde durch diese geöffnet wird und den Durchgang Befestigungsmittel (52) drehbar gelagerte, aber axial unver- beim Herausnehmen der Sonde wieder schliesst. Das Absperr-schiebbare Mutter (55) und ein bezüglich der Befestigungsmit- organ ist dabei entweder durch einen elastisch deformierbaren tel (52) zum öffnen des Absperrorganes (41) in der Längsrich- so Gummilappen oder durch eine federbelastete Ventilkugel gebil-tung des Durchganges verschiebbares Organ (57) mit einem det, die in einer schräg zur Durchgangsachse angeordneten Füh-Aussengewinde (58b) aufweist, das mit der Mutter (5 5) in Ein- rungsbohrung verschiebbar geführt ist.

griff steht. Beim Einführen der Sonde wird das Absperrorgan durch

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, diese geöffnet, wobei das Öffnen entgegen dem Druck der Flüs-dass das mit dem Aussengewinde (58b) versehene Organ (57) 55 sigkeit in der Leitung erfolgt. Dadurch werden zum einen das eine Führung (5 8a) bildet, in der ein Schaft (62) axial verschieb- Absperrorgan, zum anderen die Sonde, insbesondere die Son-bar geführt ist, dass am einen Ende des Schaftes (62) ein zum denspitze stark beansprucht. Bei hohen Flüssigkeitsdrücken ist Einführen in die Leitung (2) bestimmter Fühler (91) angeordnet das Öffnen des Absperrorgans mittels der Sonde schwierig und ist und dass der Schaft (62) Arretiermittel (69) aufweist, so dass durch reine Handbeaufschlagung unter Umständen gar nicht er in verschiedenen Schiebestellungen arretierbar ist. 60 mehr möglich. Zudem besteht die Gefahr, dass die Sonde be schädigt wird.