DE102006048976A1

DE102006048976A1 - Feuchtigkeitsdetektionsanordnung

Info

Publication number: DE102006048976A1
Application number: DE200610048976
Authority: DE
Inventors: Paul T. Elk River Street
Original assignee: Tescom Corp
Current assignee: Tescom Corp
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2007-05-10
Also published as: KR20070042903A; JP2007114199A; KR101401094B1; JP4959285B2; CN1982885B; CN1982885A; FR2892177A1; US7181953B1; FR2892177B1

Abstract

Die Feuchtigkeitsdetektionsanordnung umfasst einen Feuchtigkeitsdetektor mit einer Sonde, die in einer Gehäusebohrung verläuft, um Fluidströmung mit der Sonde in Kontakt zu bringen und durch eine Öffnung der Gehäusebohrung austreten zu lassen. Ein Druckregler ist am Gehäuse angebracht, wobei sich sein Ausgang zur Gehäusebohrung öffnet. Der Regler umfasst eine Kappe, die die Reglerbohrung gegenüber dem Ausgang verschließt, um eine Hauptkammer bereitzustellen, und er hat einen Eingang und einen Kolben, der in der Reglerbohrung verläuft, um die Fluidströmung vom Eingang zum Ausgang zu regeln. Der Reglerausgang ist eine Öffnung zur Begrenzung der Fluidströmung von der Reglerbohrung zur Gehäusebohrung. Der vergrößerte Reglerkopf und die Öffnung des Ausgangs in Richtung auf den Kopf stellen eine Regelkammer in der Reglerbohrung bereit, wobei der darin anstehende Druck die Bewegung des Kolbens zwischen den Positionen der Sperrung und der Freigabe der Fluidströmung regelt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine Feuchtigkeitsmessanordnung bzw. -detektionsanordnung zur Verwendung für die Messung von Feuchtigkeit in Gasen, die in Behältern enthalten sind, wie z. B. in Flaschen oder Zylindern oder Tanks, die Gas unter hohem Druck enthalten.
Bei vielen Anwendungen ist es erforderlich, den Feuchtigkeitsgehalt in Flaschen (Zylindern) mit Gas oder anderen Fluidquellen unter hohem Druck zu messen. Genauere Messungen des Feuchtigkeitsgehalts werden bei oder im Bereich des atmosphärischen Drucks und bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit erreicht. Es ist weiter wünschenswert, dass ein minimales Gasvolumen aus der Flasche oder dem Zylinder strömt, wenn die Messung erfolgt, und dass die Feuchtigkeitsmesseinrichtung einfach zu transportieren ist, sodass minimale Bewegungsvorgänge der Flaschen oder sonstigen Behälter erforderlich sind, und zwar insbesondere, wenn eine Anzahl von Flaschen in einem Trägergestell gelagert ist.

Im für Snelson erteilten US-Patent 3,498,116 wird ein Druckregler in Strömungsverbindung mit einer Feuchtigkeitsmesseinrichtung offenbart, während das für May erteilte US-Patent 6,657,198 einen Regler in einem System zur Feuchtigkeitsmessung in einer Erdgas-Pipeline offenbart. Das für Mayeaux erteilte US-Patent 4,589,971 offenbart einen Druckregler und eine Analyseeinrichtung zur Feuchtigkeitsmessung.

Diese Erfindung ist erfolgt, um Verbesserungen an Feuchtigkeitsmessanordnungen vorzunehmen, und zwar insbesondere an Einrichtungen, die mit Druckgaszylindern verbunden sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zum Messen von Feuchtigkeit bzw. Feuchte in einem Gas verläuft bei einer Feuchtigkeitsmesseinrichtung bzw. einem Feuchtigkeitsdetektor die Sonde in einer Gehäusebohrung, wobei ein Druckregler bzw. eine -steuerungseinrichtung am Gehäuse angebracht ist und so angeschlossen werden kann, dass er bzw. sie sich in Strömungsverbindung mit Fluidquellen unter hohem Druck befindet. Im Gehäuse gibt es eine ringförmige Aussparung, die die Sonde umgibt, wobei das Fluid aus der ringförmigen Aussparung durch die Öffnung der Gehäusebohrung entweicht, während das Fluid aus dem Druckregler durch eine zweite Öffnung zur ringförmigen Aussparung strömt.

Ein Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung neuer und neuartiger Mittel zur Strömungsverbindung einer mit Druck beaufschlagten Fluidquelle, um bei der Strömung Kontakt mit einer Feuchtigkeitsmesssonde herzustellen und das Fluid, das mit der Sonde Kontakt hatte, entweichen zu lassen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung einer neuen und neuartigen Feuchtigkeitsmessvorrichtung mit relativer kleiner Konstruktionsweise zum Messen des Feuchtigkeitsgehalts eines Fluids unter relativ geringem Druck, das durch einen Regler aus einer Fluidquelle unter hohem Druck abgelassen wird. In Erweiterung des zuletzt genannten Gegenstands ist ein weiterer Gegenstand die Bereitstellung einer neuen und neuartigen Vorrichtung, die eine genaue Messung des Feuchtigkeitsgehalts von Gas bereitstellen kann, wobei zur Erzielung der Messung nur eine geringe Gasmenge verwendet wird. Ein weiterer Gegenstand der Erfin dung ist die Bereitstellung neuer und neuartiger Mittel in einer Feuchtigkeitsmessanordnung, die auf einfache Weise die Einstellung des Bereichs der Fluidströmung durch die Anordnung ermöglichen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der Feuchtigkeitsmessanordnung.
2 ist ein vergrößerter Teilabschnitt von 1.
3 ist ein vergrößerter Teilabschnitt von 2.
4 ist eine Ansicht eines Teilabschnitts der zweiten Ausführungsform der Feuchtigkeitsmessanordnung.
5 ist eine Ansicht eines Teilabschnitts der dritten Ausführungsform der Feuchtigkeitsmessanordnung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf 1 und 2 der Zeichnungen umfasst die erste Ausführungsform der Feuchtigkeitsmessanordnung bzw. -detektionsanordnung eine generell als 10 bezeichnete konventionelle Feuchtigkeitsmesseinrichtung bzw. einen -detektor (Sensor) mit einer lang gestreckten Sonde 11 zum Erkennen und Messen des Feuchtigkeitsgehalts eines Fluids, die bei der Strömung Kontakt mit der Sonde und ihrer Umgebung hat. Die Sonde verläuft in der Bohrung B des Gehäuses H, wobei die Gehäusebohrung eine zentrale Achse C-C hat und in Axialrichtung längs verläuft. Die Messeinrichtung hat einen Gewindeabschnitt 17, der in einen Endabschnitt 13 der Gehäusebohrung eingeschraubt ist, während das gegenüberliegende Ende der Bohrung B eine Ausgangsöffnung 14 mit kleinem Durchmesser bereitstellt. Ein axial verlaufender Zwischenabschnitt 16 der Gehäusebohrung stellt in Verbindung mit der Sonde eine in Axialrichtung längs verlaufende ringförmige Aussparung 15 bereit, die sich durch einen kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt 16A der Gehäusebohrung zur Ausgangsöffnung 14 öffnet. Die Sonde hat einen Endabschnitt 11B eng neben dem kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt 16A. Die Querfläche der ringförmigen Aussparung ist wesentlich breiter als die entsprechende Fläche der Öffnung.
Der axial verlaufende Zwischenabschnitt der Aussparung 15 öffnet sich zu einer Gewindeöffnung 35 des Gehäuses, in die einen Endabschnitt 19 des Reglerkörpers 18 eines generell als 20 bezeichneten Druckreglers eingeschraubt ist. Die Gewindeöffnung 35 öffnet sich zur Aussparung 15 enger neben dem Gewindeabschnitt 13 des Gehäuses als neben der Öffnung 14, wobei die Aussparung axial in entgegengesetzten Axialrichtungen von der Öffnung 35 weg auf axial entgegengesetzten Seiten der Öffnung 35 verläuft, um die Verteilung von Fluid zu ermöglichen, das durch die Öffnung 35 um die Sonde herum fließt, während sie zur Ausgangsöffnung strömt. Die Sonde verläuft an der Gehäuseöffnung axial viel enger als der Mindestaxialabstand der Gewindeöffnung 35 von der Gehäuseöffnung 35, und somit öffnet sich die Öffnung 35 direkt zum axialen Zwischenabschnitt 11A der Sonde. Der Durchmesser der Gehäuseöffnung ist um ein Vielfaches kleiner als der Durchmesser des Zwischenabschnitts 16 der Gehäusebohrung. Der Endabschnitt 19 des Reglerkörpers hat sowohl innen als auch außen ein Gewinde und bildet den Ausgangsendabschnitt des Druckreglers. Wie ersichtlich ist, sind die Sonde, die ringförmige Aussparung 15 und der Gehäuseabschnitt 16 jeweils in Axialrichtung lang gestreckt, und sie haben in vorteilhafter Weise axiale Dimensionen, die um ein Vielfaches größer sind als ihre Durchmesser.
Der Körper des Druckreglers hat eine Bohrung E, die in Axialrichtung dadurch verläuft und einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt 12 hat, der sich zur Gehäuseöffnung 35 öffnet. Eine Kappe K hat einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt 31, der in den Endabschnitt 37 der Reglerkörperbohrung eingeschraubt ist, die in Axialrichtung dem Gewindeabschnitt 19 gegenüberliegt. Die Kappe hat eine Bohrung F, die in Axialrichtung dadurch verläuft, wobei die Bohrung einen Reglereingang und einen Bohrungsabschnitt 34 mit daran angebrachtem Filter 23 umfasst. Die Bohrung F hat einen Bohrungsabschnitt 34, der sich zu einem Bohrungsabschnitt 24 mit reduziertem Durchmesser öffnet, und einen Bohrungsabschnitt 28 mit größerem Durchmesser, der sich an einem Ende zum Bohrungsabschnitt 24 öffnet, um eine ringförmige Schulter 39 bereitzustellen, die einen Ventilsitz und ein in Axialrichtung gegenüberliegendes Ende umfasst, das sich zur Hauptkammer 25 des Reglerkörpers öffnet. Die Hauptkammer ist teilweise durch die Bohrungsabschnitte 38, 42 des Reglerkörpers definiert. Der Bohrungsabschnitt 42 öffnet sich zum Bohrungsabschnitt 37 und zum Bohrungsabschnitt 38 mit geringfügig kleinerem Durchmesser, der sich wiederum zur größeren Basis eines kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitts 40 öffnet. Die kleinere Basis des Abschnitts 40 öffnet sich zu einem Bohrungsabschnitt 41, der sich wiederum zu einem mit Innengewinde versehenen Teil des Gehäuseendabschnitts 19 öffnet, der einen Reglerausgang bereitstellt.
Ein Kolben P hat einen Kopf 27 mit vergrößertem Durchmesser in der Kammer 25, die in fluiddichter Verbindung mit dem Körperbohrungsabschnitt 38 ist, sowie einen Kopf 29 mit reduziertem Durchmesser, der in einem Kappenbohrungsabschnitt 28 verläuft, und einen in Axialrichtung lang gestreckten Schaft 48, der an einem Ende mit dem Kopf mit vergrößertem Durchmesser und an dem in Axialrichtung gegenüberliegenden Ende mit dem Kopf mit reduziertem Durchmesser verbunden ist. Der Kopf mit reduziertem Durchmesser hat eine Querschnittsfläche, die um ein Vielfaches kleiner ist als die entsprechende Querschnittsfläche des Kopfs mit vergrößertem Durchmesser, wobei der Kopf mit reduziertem Durchmesser einen maximalen Durchmesser hat, der um ein Vielfaches kleiner ist als der maximale Durchmesser des vergrößerten Kolbenkopfes. Der Kolben umfasst ein Ventilelement 30, das durch den Kopf mit reduziertem Durchmesser angebracht ist, und er hat einen kegelstumpfförmigen Teil mit einem kleineren Basisabschnitt, der um eine kurze Distanz im Bohrungsabschnitt 24 verlaufen und an der Verbindung der Kappenbohrungsabschnitte 24, 28 gegen den Ventilsitz stoßen kann, um die Fluidströmung aus dem Reglereingang und durch den Kolben zu blockieren. Das heißt, dass der Kolbenabschnitt, an dem das Ventilelement zur Bewegung mit dem Kolben angebracht ist, einen kleineren Durchmesser hat als der Bohrungsabschnitt 28, um eine Kappenaussparung 43 bereitzustellen, zu der sich die Querbohrung 33 des Kolbens im Kolbenkopf mit reduziertem Durchmesser öffnet. Die Querbohrung 32 öffnet sich wiederum zu einem axialen Kolbenbohrungsabschnitt 44. Der Bohrungsabschnitt 44 öffnet sich dann zum Bohrungsabschnitt 33, der sich durch den vergrößerten Kolbenkopf zu dem Teil des Körperbohrungsabschnitts öffnet, der in Axialrichtung dem Kopf mit redu ziertem Durchmesser gegenüberliegt, sowie zum kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt 40 des Körpers. Der Bohrungsabschnitt 38 hat eine axiale Länge, die die Kolbenbewegung von der Schulter 39 weg zu einem maximalen Strömungszustand des Kolbens (Kolbenposition) ermöglicht, während die an der Verbindung der Bohrungsabschnitte 38, 40 gebildete ringförmige Schulter 45 die Kolbenbewegung in Axialrichtung weg von der Schulter 39 in den maximalen Strömungszustand begrenzt. Eine Fluiddichtung 51 ist am Kolbenschaft angebracht, und sie befindet sich sowohl in der Position des Reglerkolbens mit maximaler Fluidströmung als auch in der Position des Reglerkolbens mit Sperrung der Fluidströmung in fluiddichtem Eingriff mit dem Kappenbohrungsabschnitt 28. Die Fluiddichtung ist am Endabschnitt des Schafts neben der Querbohrung, aber in Axialrichtung gegenüber der Querbohrung 32 des Ventilelements angebracht.
Eine Belüftungsöffnung 52 öffnet sich zur Hauptkammer 25 in Axialrichtung zwischen dem vergrößerten Kolbenkopf und der abschließenden Querfläche des Kappenendabschnitts 31, der teilweise die Hauptkammer definiert, sodass Luft in Axialrichtung zwischen dem Kappenendabschnitt 31 und dem vergrößertem Kopfabschnitt frei in die Kammer 25 und aus ihr heraus strömen kann, während sich der Kolben in Axialrichtung zwischen dem Zustand des Reglers mit maximaler freier Fluidströmung und dessen Schließposition mit der Blockierung der Fluidströmung in Axialrichtung durch den Regler bewegt.
Ein Verbindungsstück 47 ist entfernbar in den Ausgangsabschnitt 19 des Reglerkörpers eingeschraubt und hat eine Öffnung 58 mit kleinem Durchmesser, die den Druckreglerausgang bereitstellt, der den Strömungsdurchsatz des vom Regler abgelassenen Fluids begrenzt. In vorteilhafter Weise hat die Regleröffnung 58 einen viel kleineren Durchmesser als die Gehäusebohrung 14. Das Verbindungsstück kann durch ein Verbindungsstück mit einer Öffnung eines unterschiedlichen Durchmessers ausgetauscht werden, um unterschiedliche Druckbereiche des Fluids im Zylinder oder in der anderen Fluidquelle 50 unter hohem Druck zu ermöglichen. Der Reglereingang kann über ein geeignetes Anschlussstück 49 angeschlossen sein, das in vorteilhafter Weise ein (nicht dargestelltes) Ein/Aus-Ventil zu einer konventionellen Quelle 50 von Fluid unter hohem Druck umfasst, wie z. B. einer Flasche, einem Gaszylinder oder einer anderen geeigneten Quelle.
Die Reglerkörperbohrung, die Kappenbohrung, die Verbindungsöffnung und die Kolbenbohrungsabschnitte 33, 42 haben eine zentrale Achse X-X, die generell senkrecht zur zentralen Achse C-C des Gehäuses verläuft.
Wenn der Reglereingang nicht mit Fluid unter Druck beaufschlagt wird, kann der Kolben in seiner die Fluidströmung sperrenden Position sein oder in der Position seines Reglers mit maximaler Strömung oder in einer in Axialrichtung dazwischen liegenden Position. Bei Beaufschlagung des Reglereingangs 22 mit Fluid unter hohem Druck von der Quelle 50, wobei der Kolben in seiner das Fluid sperrenden Position ist, zwingt das mit Druck beaufschlagte Fluid, indem es gegen den kleineren Basisabschnitt des Ventilelements drückt, zu dem sich der Bohrungsabschnitt 24 öffnet, den Kolben zur Bewegung weg von der Kappe aus der in 2 wiedergegebenen Position (aus seiner das Fluid sperrenden Position). Daran anschließend strömt Fluid vom Reglereingang durch einen Fluidströmungspfad Y, der den Durchlauf des Bohrungsabschnitts 24 einschließt, in die Aussparung 43 und anschließend durch den Kolben zum kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt 40 und dem Bohrungsabschnitt 41, um die Regleröffnung 58 zur Gehäuseaussparung 15 zu durchlaufen und die Sonde 11 zu umströmen und danach durch die Gehäuseöffnung 14 auszutreten.
Die Bewegung des Kolbens in Richtung auf die Schulter 45 ist durch den Druck des Fluids in der Regelkammer N (zwischen dem vergrößerten Kolbenkopf und dem Verbindungsstück) beschränkt, und dies erfolgt in Abhängigkeit vom Durchmesser der Verbindungsöffnung und dem Druck am Eingang. Da die Querfläche des Ventilelements und des mit Druck beaufschlagten Teils des Kolbens im Kappenbohrungsabschnitt 28 viel kleiner ist als die des vergrößerten Kolbenkopfs, ist unter normalen Strömungsbedingungen der Druck des Fluids in der Regelkammer N, die der axiale Teil der Reglerkörperbohrung in Axialrichtung zwischen axial nebeneinander liegenden Querflächen des Verbindungsstücks und des vergrößerten Kolbenkopfs ist, um ein Vielfaches geringer als der Druck am Reglereingang. Wenn der Reglereingang mit hohem Fluiddruck beaufschlagt wird, regelt der Fluiddruck in der Regelkammer die Axialbewegung des Kolbens in der Regelkammer zwischen der Reglerposition mit maximaler Strömung, der Sperrposition der Fluidströmung und Positionen dazwischen. Da das Fluid ferner durch die Verbindungsöffnung strömen muss, ist der Druck des Fluids in der Gehäuseaussparung 15 geringer als der Druck in der Regelkammer. Falls der Druck in der Regelkammer über den erwünschten Pegel ansteigt, bewirkt der Anstieg des Fluiddrucks in der Regelkammer, dass sich der Kolben in Richtung auf die Schulter 39 bewegt, wodurch das Ventilelement bewegt wird, um die Strömung des Fluids in den Bohrungsabschnitt 28 zu beschränken; und falls beim Betrieb der Fluiddruck in der Regelkammer unter den erwünschten Pegel fällt, bewegt sich der Kolben axial in Richtung auf das Verbindungsstück, um den Anstieg der Fluidströmung durch den Kolben zu ermöglichen. Dementsprechend wird der Strömungsdurchsatz durch die Messanordnung wegen der Bewegung des Kolbens in der Hauptkammer infolge von Druckänderungen in der Regelkammer unabhängig vom Eingangsdruck automatisch begrenzt, und eine Messung des Feuchtigkeitsgehalts im getesteten Gas wird erzielt.
Falls der Reglereingang nicht mit einem Fluid unter Druck beaufschlagt wird und der Kolben gegen die Schulter 45 stößt, baut sich bei der Beaufschlagung des Reglers mit unter Druck befindlichem Fluid wegen der Verbindungsöffnung, die den Strömungsdurchsatz einschränkt, Druck in der Regelkammer auf, um den Kolben in Richtung auf die Schulter 39 zu bewegen, bis die die Bewegung des Kolbens in Richtung auf die Schulter bewirkende Kraft die Kraft ausgleicht, die den Kolben von der Schulter 39 weg bewegt.
Mit Bezug auf 4 ist die generell mit 80 bezeichnete zweite Ausführungsform der Erfindung gleich der ersten Ausführungsform mit Ausnahme des Reglerkörpers und der Tatsache, dass kein Verbindungsstück enthalten ist. Stattdessen hat der Reglerkörper R der zweiten Ausführungsform einen Endabschnitt 71 mit Außengewinde, der in die Gewindeöffnung 35 des Gehäuses eingeschraubt ist. Weiter hat der Reglerkörper R eine Bohrung W, die in Axialrichtung dadurch verläuft und die der Bohrung E entspricht, wobei sich aber der Bohrungsabschnitt 38 durch einen kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt 72 öffnet, dessen kleinere Basis sich zu einem Ende einer Ausgangsöffnung 73 öffnet, die in dem Gewindeendabschnitt 71 verläuft, um sich in die Aussparung 15 zu öffnen. Die Öffnung 73 kann den gleichen Durchmesser wie die Öffnung 58 haben und den gleichen Funktionsumfang wie die Öffnung 58 der ersten Ausführungsform bereitstellen. Somit wird die Öffnung 73 im Reglerkörper R eingearbeitet, statt wie in der ersten Ausführungsform in einem entfernbaren Verbindungsstück enthalten zu sein.
Die größere Basis des Bohrungsabschnitt 72 öffnet sich zum Bohrungsabschnitt 38, um eine ringförmige Schulter bereitzustellen, die die Axialbewegung des Kolbens P in dessen Position mit maximaler Fluidströmung bereitzustellen. Die Regelkammer 75 der zweiten Ausführungsform verläuft axial zwischen dem vergrößerten Kopf 27 des Kolbens P und dem kleineren Basisende des kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitts, der sich zur Öffnung 73 öffnet.
In 5 entspricht die generell mit 90 bezeichnete dritte Ausführungsform der Erfindung der ersten Ausführungsform, wobei aber der Kopfabschnitt 90A des Kolbens T mit reduziertem Durchmesser kein Ventilelement 30 enthält, sondern stattdessen einen Endabschnitt 91 hat, der generell kegelstumpfförmig mit einer größeren Basis sein kann, die mit dem zylindrischen Kopfabschnitt 92 verbunden ist, durch den die Querbohrung 32 verläuft. Die Kolbenabschnitte 91, 92 des Kopfs mit reduziertem Durchmesser haben kleinere Durchmesser als der Bohrungsabschnitt 28, um eine Kappenaussparung 97 bereitzustellen, zu der sich die Querbohrung 33 des Kolbens im Kolbenkopf mit reduziertem Durchmesser öffnet. Die Querbohrung 32 öffnet sich wiederum zu einem axialen Kolbenbohrungsabschnitt 44, der im Kolbenschaft 48 verläuft. Der kegelstumpfförmige Abschnitt kann einen kleineren Basisabschnitt haben, der im Kappenbohrungsabschnitt 24 verlaufen kann und an der Verbindung der Bohrungsabschnitte 24, 28 gegen den Ventilsitz stoßen kann, um die Fluidströmung vom Bohrungsabschnitt 24 zur Aussparung 97 zu blockieren. Falls der Endabschnitt 91 eine unterschiedliche, z. B. eine konische, Form hat, ist dies eine Form zum Blockieren der Fluidströmung vom Bohrungsabschnitt 24 zur Aussparung, wenn der Kolben T in seiner die Fluidströmung sperrenden Position ist, die Fluidströmung aber zulässt, wenn sich der Kolben in seiner maximalen Strömungsregelposition befindet. Der Endabschnitt 91 liegt in Axialrichtung dem (nicht dargestellten) Kopf des Kolbens 90 mit vergrößertem Durchmesser gegenüber.
Selbstverständlich kann der Kolben der dritten Ausführungsform statt des Kolbens P im Reglerkörper der zweiten Ausführungsform verwendet werden. Ferner arbeitet die Vorrichtung unabhängig davon, ob die zweite Ausführungsform oder die dritte Ausführungsform oder eine Kombination des Reglerkörpers der zweiten Ausführungsform und des Kolbens der dritten Ausführungsform des Reglers in Verbindung mit einer Feuchtig keitsmesseinrichtung 10 und einem Gehäuse H verwendet wird, auf eine Weise, die mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurde.
Als ein Beispiel der Erfindung, aber ohne diesbezügliche Einschränkung, kann der Eingangsdruck von etwa 500 psi bis 3500 psi betragen, während der Druck in der Regelkammer zwischen dem Verbindungsstück und dem Kolben etwa 4 psi sein kann, und der Druck beim Durchlauf durch die Verbindungsströmung zur Aussparung 15 geringer und nahe am atmosphärischen Druck wäre. Beim vorstehenden Beispiel baut sich, falls die Gehäuseöffnung 14 blockiert ist, der Druck in der Umgebung der Gehäuseaussparung mit etwa 6 psi auf, und der Druck in der Regelkammer baut sich auf, wodurch sich der Kolben bewegt, um die weitere Strömung vom Bohrungsabschnitt 24 zum Bohrungsabschnitt 28 zu blockieren. Bei dieser Einrichtung gibt es einen relativen kurzen Strömungspfad, und ein geringes Gasvolumen muss durch die Einrichtung strömen, um eine Messung des Feuchtigkeitsgehalts zu erzielen. Infolgedessen muss relativ wenig Fluid durch die Anordnung strömen, um das Fluid in der Anordnung bei der anfänglichen Verwendung der Anordnung zu eliminieren, wenn sie mit einer Quelle verbunden ist, und um die Anordnung anschließend zu verwenden, wenn sie mit einer anderen Quelle verbunden ist. Durch den Wechsel des Verbindungsstücks des Reglers kann der Bereich der Fluidströmung geändert werden.

Claims

Feuchtigkeitsdetektionsanordnung mit einem Feuchtigkeitsdetektor mit einer in Axialrichtung lang gestreckten Sonde; einem Gehäuse mit einer dadurch verlaufenden Bohrung in Axialrichtung, die einen ersten Endabschnitt zur Anbringung des Feuchtigkeitsdetektor daran hat; einen lang gestreckten Zwischenabschnitt zur Aufnahme der Sonde; und einen zweiten Endabschnitt, der eine Ausgangsöffnung des Gehäuses bereitstellt; wobei die Sonde und der Zwischenabschnitt der Gehäusebohrung eine ringförmige Aussparung (Zwischenraum) vorsehen, die sich in der Öffnung des Gehäuses öffnet, das Gehäuse eine Regleröffnung hat, die sich zur Gehäuseaussparung öffnet; und einen am Gehäuse angebrachten Druckregler, wobei der Regler einen Reglerkörper mit einer dadurch verlaufenden Bohrung in Axialrichtung umfasst und wobei die Körperbohrung einen ersten Endabschnitt hat, der einen Ausgang bereitstellt, der sich durch die Regleröffnung zur Gehäuseaussparung öffnet, sowie einen axialen Zwischenabschnitt mit einem in Bezug auf den Durchmesser des ersten Endabschnitts der Bohrung größeren Durchmesser, und einen zweiten Endabschnitt und am Körper angebrachte erste Mittel zum Schließen des zweiten Endabschnitts des Körpers, wobei diese ersten Mittel einen Hochdruckeingang und einen Fluiddurchgang haben, die den Eingang mit dem Zwischenabschnitt der Körperbohrung strömungstechnisch verbindet, wobei der Fluiddurchgang einen ersten Bohrungsabschnitt umfasst, der koaxial mit dem ersten Endabschnitt der Körperbohrung ausgerichtet ist; sowie zweite Mittel, die im Zwischenabschnitt der Körperbohrung verlaufen, zur Steuerung der Fluidströmung vom Durchgang der ersten Mittel zum ersten Endabschnitt der Körperbohrung, um Fluid am Reglerausgang mit gesteuerten bzw. geregelten Druck bereitzustellen, der vom Druck des Fluids am Durchgang der ersten Mittel reduziert ist.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Gehäusebohrung eine zentrale Achse hat und der Reglerkörper eine zentrale Achse hat, die in im Wesentlichen rechten Winkeln zur Achse der Gehäusebohrung verläuft, und wobei die Sonde einen axialen Zwischenabschnitt hat und die Regleröffnung sich direkt zum axialen Zwischenabschnitt der Sonde öffnet.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Gehäuseöffnung mit einem Gewinde versehen ist und wobei der erste Endabschnitt des Reglerkörpers einen Endabschnitt mit Gewinde hat, der zur Anbringung des Druckreglers am Gehäuse in die Gehäuseöffnung einschraubbar ist, und wobei die zweiten Mittel ein Verbindungsstück mit einer dadurch verlaufenden Öffnung umfassen, sich zur Gehäuseöffnung oder zur Gehäuseaussparung öffnend, um dadurch Fluidströmung in die Gehäuseaussparung bereitzustellen, wobei das Verbindungsstück entfernbar am ersten Endabschnitt des Reglers angebracht ist, um in der Körperbohrung des Reglers zu verlaufen.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Aussparung axial in entgegengesetzten Richtungen von der Öffnung im Gehäuse weg zur Aussparung verläuft und wobei die zweiten Mittel ein Verbindungsstück mit einer dadurch verlaufenden Öffnung umfassen, sich zur Gehäuseöffnung oder zur Gehäuseaussparung öffnend, um dadurch Fluidströmung in die Gehäuseaussparung bereitzustellen, wobei das Verbindungsstück am Reglerkörper angebracht ist, um in der Körperbohrung des Reglers zu verlaufen und wobei die Öffnung des Verbindungsstücks einen kleineren Durchmesser hat als die Gehäuseöffnung.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten Mittel in Verbindung mit dem Reglerkörper eine Hauptkammer im Zwischenabschnitt der Körperbohrung bereitstellen, wobei der erste Endabschnitt der Körperbohrung einen kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt mit einer größeren Basis umfasst, die sich zur Hauptkammer öffnet, und mit einer kleineren Basis und einer Öffnung, wobei sich ein Ende zur kleineren Basis öffnet und ein entgegengesetztes Ende zur Aussparung oder zur Regleröffnung des Gehäuses öffnet.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 1, wobei die ersten Mittel in Verbindung mit dem Reglerkörper eine Hauptkammer im Zwischenabschnitt der Körperbohrung bereitstellen und wobei die zweiten Mittel ein Verbindungsstück mit einer dadurch verlaufenden Öffnung umfassen, sich zur Gehäuseöffnung oder zur Gehäuseaussparung öffnend, um dadurch Fluidströmung in die Gehäuseaussparung bereitzustellen, wobei das Verbindungsstück am Regler angebracht ist, um in der Körperbohrung des Reglers zu verlaufen, sowie Kolbenmittel zur Steuerung bzw. Regelung des Drucks des Fluids, das aus dem Bohrungsabschnitt des Durchgangs zur Öffnung des Verbindungsstücks strömt, wobei die Kolbenmittel zur axialen Bewegung in der Hauptkammer und im Bohrungsabschnitt des Durchgangs angebracht sind, um eine Steuer- bzw. Regelkammer in Axialrichtung zwischen dem Verbindungsstück und den Kolbenmitteln bereitzustellen, wobei die Kolbenmittel zur Bewegung zwischen einer Reglerposition mit maximaler Fluidströmung und einer die Fluidströmung sperrenden Position in der Körperbohrung verlaufen und sich zwischen dem Bohrungsabschnitt des Durchgangs und dem Verbindungsstück befinden, um in Verbindung mit dem Verbindungsstück eine Regelkammer zu bilden.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 6, wobei der Fluiddurchgang einen zweiten Bohrungsabschnitt umfasst, der den Eingang zum ersten Bohrungsabschnitt des Durchgangs strömungstechnisch verbindet und der sich zum ersten Bohrungsabschnitt des Durchgangs öffnet, um einen Ventilsitz zu bilden, wobei die Kolbenmittel einen Kopfabschnitt mit vergrößertem Durchmesser in fluiddichter Beziehung zum Reglerkörper umfassen, wobei sich die Regelkammer zu diesem öffnet, sowie in Axialrichtung entgegengesetzte Kopfmittel mit reduziertem Durchmesser, die im ersten Bohrungsabschnitt des Durchgangs verlaufen, um in der die Fluidströmung sperrenden Position der Kolbenmittel gegen den Ventilsitz zu stoßen, um die Fluidströmung vom zweiten Bohrungsabschnitt des Durchgangs zum ersten Bohrungsabschnitt des Durchgangs zu sperren, wobei die Kopfmittel mit reduziertem Durchmesser in Verbindung mit dem Reglerkörper eine Regleraussparung in Fluidverbindung mit dem Ventilsitz bereitstellen, wenn die Kolbenmittel nicht in ihrer die Fluidströmung sperrenden Position sind.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 7, wobei die Kolbenmittel einen Fluiddurchgang umfassen, der sich in der Reglerposition der Kolbenmittel mit maximaler Strömung und in der die Fluidströmung sperrenden Position durch die Kopfmittel mit reduziertem Durchmesser zur Regleraussparung und zur Regelkammer öffnet, und wobei der maximale Durchmesser der Kopfmittel mit reduziertem Durchmesser um ein Vielfaches kleiner ist als der maximale Durchmesser des Kopfabschnitts mit vergrößertem Durchmesser, wodurch der Fluiddruck in der Regelkammer die Axialbewegung der Kolbenmittel steuert bzw. regelt, wenn der Eingang mit hohem Druck beaufschlagt wird.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung mit einem Feuchtigkeitsdetektor mit einer in Axialrichtung lang gestreckten Sonde; einem Gehäuse mit einer dadurch verlaufenden Bohrung, wobei die Gehäusebohrung eine zentrale Achse und einen ersten Endabschnitt zur Anbringung des Feuchtigkeitsdetektors daran hat; einen lang gestreckten Zwischenabschnitt zur Aufnahme der Sonde und einen zweiten Endabschnitt, der eine Ausgangsöffnung des Gehäuses bereitstellt; wobei die Sonde und der Zwischenabschnitt der Gehäusebohrung eine ringförmige Gehäuseaussparung bilden, die sich zur Gehäuseöffnung öffnet, wobei das Gehäuse eine Regleröffnung hat, die sich zur Gehäuseaussparung öffnet; und einen am Gehäuse angebrachten Druckregler mit Hochdruckeingang; einen Ausgang; einen Fluidströmungspfad, der den Eingang mit dem Ausgang strömungstechnisch verbindet; und erste Mittel im Fluidströmungspfad zur Steuerung- bzw. Regelung des Drucks des Fluids das durch den Ausgang strömt, mit einer wesentlichen Verringerung in Bezug auf den Druck des Fluids am Eingang und auf ein im Wesentlichen atmosphärisches Niveau in der Gehäuseaussparung mit Fluidströmung durch die Gehäuseöffnung, wobei der Druckregler einen Reglerkörper mit dem Ausgang umfasst und am Gehäuse ange bracht ist, um die Öffnung des Ausgangs durch die Regleröffnung des Gehäuses zur Gehäuseaussparung zu veranlassen.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 9, wobei der Regler einen Reglerkörper mit einer axial dadurch verlaufenden Bohrung umfasst, zumindest teilweise den Fluidströmungspfad definierend, wobei die Bohrung des Reglerkörpers eine zentrale Achse hat, die zumindest annähernd rechtwinklig zur zentralen Achse der Gehäusebohrung verläuft, wobei die Körperbohrung einen ersten Endabschnitt hat, der sich zur Gehäuseaussparung öffnet.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 10, wobei der Regler eine Kappe umfasst, die am Reglerkörper angebracht ist und die eine Bohrung hat, die zumindest teilweise den Fluidströmungspfad bildet und die sich zur Reglerkörperbohrung öffnet, um in Verbindung damit eine Hauptkammer zu bilden, wobei die Kappe einen Eingang hat, zu dem sich die Kappenbohrung öffnet; und wobei die ersten Mittel ein am ersten Bohrungsendabschnitt des Körpers angebrachtes Verbindungsstück umfassen und eine Ausgangsöffnung zur Gehäuseaussparung und in Richtung auf die Hauptkammer haben, sowie Kolbenmittel zur automatischen Steuerung bzw. Regelung des Drucks des Fluids, das von der Kappenbohrung zur Verbindungsöffnung strömt, wobei die Kolbenmittel zur Axialbewegung in der Hauptkammer und der Kappenbohrung angebracht sind, um eine Regelkammer in Axialrichtung zwischen dem Verbindungsstück und den Kolbenmitteln bereitzustellen, wobei der Fluidströmungspfad durch die Kappenbohrung und die Verbindungsöffnung verläuft.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 9, wobei der Reglerkörper eine Bohrung mit einer zentralen Achse umfasst, die in Axialrichtung durch den Reglerkörper verläuft, und wobei die Körperbohrung einen ersten Endabschnitt hat, der sich zur Gehäuseaussparung öffnet, und einen in Axialrichtung gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt, wobei der Druckregler eine am Reglerkörper angebrachte Kappe umfasst und einen Hochdruckeingang und eine Bohrung hat, sich zum Eingang und in Axialrichtung zum ersten Endabschnitt der Körperbohrung öffnend, und wobei die ersten Mittel Kolbenmittel zum Steuern bzw. Regeln der Fluidströmung von der Kappenbohrung zum ersten Endabschnitt der Körperbohrung umfassen, wobei die Kolbenmittel zwischen einer Reglerposition mit maximaler Fluidströmung und einer die Fluidströmung sperrenden Position beweglich sind, und wobei der Fluidströmungspfad zumindest teilweise durch die Kolbenmittel, die Körperbohrung und die Kappenbohrung definiert ist.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 12, wobei der zweite Endabschnitt der Körperbohrung einen Durchmesser hat, der um ein Vielfaches größer ist als der erste Endabschnitt der Körperbohrung, wobei die Kappenbohrung einen ersten Endabschnitt hat, der sich zum Eingang öffnet, und einen zweiten Endabschnitt, der sich zum zweiten Endabschnitt der Körperbohrung und zum ersten Endabschnitt der Kappenbohrung öffnet, um einen Ventilsitz zu bilden; wobei der zweite Endabschnitt der Kappenbohrung einen Durchmesser hat, der um ein Vielfaches kleiner ist als der Durchmesser des zweiten Endabschnitts der Körperbohrung, und wobei die Kolbenmittel einen Kopf mit vergrößertem Durchmesser haben, der in fluiddichter Verbindung mit dem zweiten Endabschnitt der Körperbohrung ist, sowie einen Kopf mit reduziertem Durchmesser, der im zweiten Abschnitt der Kappenbohrung verläuft, und einen Schaft, der in Axialrichtung zwischen dem Kolbenkopf mit vergrößertem Durchmesser und dem Kopf mit reduziertem Durchmesser verläuft und der in Axialrichtung zwischen dem Kopf mit reduziertem Durchmesser und dem Kopf mit vergrößertem Durchmesser sowohl in der Position der Kolbenmittel mit maximaler Fluidströmung als auch in der die Fluidströmung sperrenden Position in fluiddichter Verbindung mit dem zweiten Endabschnitt der Kappe ist.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 13, wobei der Kopf mit reduziertem Durchmesser einen kleineren Durchmesser hat als der zweite Bohrungsabschnitt der Kappe, um eine ringförmige Kappenaussparung zu bilden, und wobei er einen vom Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser entfernten Abschnitt umfasst, um in der die Fluidströmung sperrenden Position der Kolbenmittel gegen den Ventilsitz zu stoßen, um die Fluidströmung vom ersten Kappenbohrungsabschnitt zur Kappenaussparung zu blockieren, und wobei der Fluidströmungspfad einen Fluiddurchgang umfasst, der sich zur Kappenaussparung und durch den Kopf mit vergrößertem Durchmesser zur Körperbohrung zwischen dem Kopf mit vergrößertem Durchmesser und dem ersten Endabschnitt der Körperbohrung öffnet.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 13, wobei der Kopf mit reduziertem Durchmesser einen kleineren Durchmesser hat als der zweite Bohrungsabschnitt der Kappe, um eine ringförmige Kappenaussparung zu bilden, und wobei die Kolbenmittel ein Ventilelement umfassen, das am Kopf mit reduziertem Durchmesser angebracht ist, um in der die Fluidströmung sperrenden Position der Kolbenmittel gegen den Ventilsitz zu stoßen, um die Fluidströmung vom ersten Bohrungsabschnitt der Kappe zur Kappenaussparung zu blockieren, und wobei der Fluidströmungspfad einen Fluiddurchgang umfasst, der sich zur Kappenaussparung und durch den Kopf mit vergrößertem Durchmesser zur Körperbohrung zwischen dem Kopf mit vergrößertem Durchmesser und dem ersten Endabschnitt der Körperbohrung öffnet.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 15, wobei die ersten Mittel ein am ersten Endabschnitt der Körperbohrung angebrachtes Verbindungsstück umfassen, das in Verbindung mit dem Kopfabschnitt des Kolbens mit vergrößertem Durchmesser eine Regelkammer in der Körperbohrung zwischen dem Kopfabschnitt des Kolbens mit vergrößertem Durchmesser und dem Verbindungsstück bereitstellt, wobei das Verbindungsstück eine Ausgangsöffnung zur Regelkammer hat und im Durchmesser um ein Vielfaches kleiner ist als der Mindestdurchmesser der Regelkammer und der Durchmesser des Kopfs mit vergrößertem Durchmesser, und wobei der Fluidströmungspfad teilweise von der Öffnung des Verbindungsstücks definiert wird.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung mit einem Feuchtigkeitsdetektor mit einer in Axialrichtung lang gestreckten Sonde; einem Gehäuse mit einer axialen Bohrung, die einen ersten Endabschnitt umfasst, an dem der Feuchtigkeitsdetektor am Gehäuse angebracht ist, einen lang gestreckten Zwischenabschnitt zur Aufnahme der Sonde darin und einen zweiten Endabschnitt, der eine Gehäuseöffnung bereitstellt, wobei die Sonde und der Zwischenabschnitt der Gehäusebohrung eine ring förmige Aussparung bereitstellen, die sich zur Gehäuseöffnung öffnet, wobei das Gehäuse eine Regleröffnung hat, die sich zur Gehäuseaussparung öffnet, und einen am Gehäuse angebrachten Druckregler, wobei der Regler einen Reglerkörper hat, der einen ersten Endabschnitt, einen axialen Zwischenabschnitt und einen in Axialrichtung entgegengesetzten zweiten Endabschnitt hat, und wobei eine axiale Bohrung durch den ersten Körperabschnitt, den Zwischenabschnitt und den zweiten Körperabschnitt verläuft, und wobei die Körperbohrung einen ersten Endabschnitt hat, der sich durch die Regleröffnung des Gehäuses zur Gehäuseaussparung öffnet, wobei ein axialer Zwischenabschnitt im Zwischenabschnitt des Körpers verläuft und einen größeren Durchmesser hat als der erste Endabschnitt und ein zweiter Endabschnitt der Körperbohrung; und mit einer am Körper angebrachten Kappe zum Schließen des zweiten Endabschnitts der Körperbohrung, die in Verbindung mit dem Körper eine Hauptkammer bildet, wobei die Kappe einen Hochdruckeingang und eine Bohrung hat, die den Eingang strömungstechnisch mit der Hauptkammer verbindet, sowie ein im ersten Endabschnitt der Körperbohrung angebrachtes Verbindungsstück mit einer Öffnung, die sich zur Gehäuseaussparung oder zum ersten Endabschnitt des Körpers öffnet, um dadurch Fluid zur Strömung in die Aussparung zu leiten; und mit einem Kolben, der zum Erstrecken in der Hauptkammer angebracht ist und der in Verbindung mit dem Verbindungsstück eine Regelkammer bildet, wobei der Kolben in Axialrichtung bewegbar ist, zwischen einer Position, die die maximale Regler-Fluidströmung von der Kappenbohrung zur Regelkammer ermöglicht, einer die Fluidströmung sperrenden Position und zwischen Positionen zwischen seiner sperrenden Position und der Maximalströmungs-Position und in Antwort auf den Fluiddruck in der Regelkammer, wobei Bewegung zwischen seinen Positionen erfolgt, wenn der Eingang mit hohem Fluiddruck beaufschlagt wird, um den Druck des durch die Gehäuseöffnung strömenden Fluids auf annähernd atmosphärischem Druck zu halten.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 17, wobei der Kolben einen Kopf mit vergrößertem Durchmesser hat, der in Axialrichtung in der Hauptkammer bewegbar ist und der in Bezug auf den Zwischenabschnitt der Körperbohrung fluiddicht ist, um in Verbindung mit dem Verbindungsstück und dem Reglerkörper die Regelkammer zu bilden, wobei die Kappen bohrung einen ersten Bohrungsabschnitt hat, der sich zum Eingang öffnet, sowie einen zweiten Bohrungsabschnitt mit einem in Bezug auf den ersten Bohrungsabschnitt größeren Durchmesser, der sich dahin öffnet, um einen Ventilsitz bereitzustellen, wobei sich der zweite Bohrungsabschnitt der Kappe zur Hauptkammer öffnet und wobei der Kolben in seiner die Fluidströmung sperrenden Position Mittel hat, die gegen den Ventilsitz stoßen können, um die Fluidströmung vom ersten Endabschnitt der Kappenbohrung zum zweiten Endabschnitt der Kappenbohrung zu blockieren.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 18, wobei der Kolbenkopf mit vergrößertem Durchmesser in fluiddichter Verbindung mit dem Zwischenabschnitt der Körperbohrung ist und einen Kopf mit reduziertem Durchmesser umfasst, der im zweiten Abschnitt der Kappenbohrung verläuft, sowie einen Schaft, der in Axialrichtung zwischen dem Kolbenkopf mit vergrößertem Durchmesser und dem Kopf mit reduziertem Durchmesser verläuft und der in Axialrichtung zwischen dem Kopf mit reduziertem Durchmesser und dem Kopf mit vergrößertem Durchmesser sowohl in der Kolbenposition mit maximaler Strömung als auch in der die Fluidströmung sperrenden Position in fluiddichter Verbindung mit dem zweiten Endabschnitt der Kappe ist, wobei der Kopf mit reduziertem Durchmesser einen kleineren Durchmesser hat als der zweite Kappenbohrungsabschnitt, um eine ringförmige Kappenaussparung bereitzustellen, und wobei der Kolben ein am Kopf mit reduziertem Durchmesser angebrachtes Ventilelement umfasst, um in der die Fluid-strömung sperrenden Position des Kolbens gegen den Ventilsitz zu stoßen, um die Fluidströmung vom ersten Kappenbohrungsabschnitt zur Kappenaussparung zu blockieren, und wobei der Kolben einen Fluiddurchgang umfasst, der sich zur Kappenaussparung und durch den Kopf mit vergrößertem Durchmesser zur Regelkammer öffnet.
Feuchtigkeitsdetektionsanordnung nach Anspruch 19, wobei die Reglerbohrung einen kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt mit einer größeren Basis umfasst, die sich zum Zwischenabschnitt der Reglerbohrung öffnet, um eine ringförmige Schulter bereitzustellen, die die Axialbewegung des Kolbens in seine Position mit maximaler Strömung begrenzt, und mit einer kleineren Basis, die sich zum ersten Endabschnitt der Reglerbohrung öffnet, wobei die Regelkammer zumindest teilweise durch den kegelstumpfförmigen Bohrungsabschnitt definiert ist.