DE2215455A1

DE2215455A1 - Automatisches Ventil für unter Gasdruck stehende Leitungen und Anwendung auf Wellenleiter

Info

Publication number: DE2215455A1
Application number: DE19722215455
Authority: DE
Inventors: Jacques; Duret Jean; Lyon; Cartet Roger; Bendayan (Frankreich)
Original assignee: Cables de Lyon SA
Current assignee: Cables de Lyon SA
Priority date: 1971-03-30
Filing date: 1972-03-29
Publication date: 1972-11-30
Also published as: SU406380A3; FR2131045A5; GB1378677A; IT954564B; CA967451A

Description

DR. MÜLLER-BORS DIPL-PHYS. DR. MANiTZ DiPL-CHEM. DK. DEUFEL

DIPL-ING. FiNSTERWALD DJPL.-ING, GRÄMKOW «Ail C /CC

PATENTANWÄLTE '

den 29 * März 1972 We/Sv - G 2509

OAHLES EE LYOH-ALSAGIEH]SE-GEOi¹S¹EOI DELOEB 170, Avenue Jean-Jaurds«, 69 - LIOH 7 Frankreich

Automatisches Ventil für unter Gasdruck stehende Leitungen und Anwendung auf Wellenleiter

Die Erfindung betrifft ein automatisches Ventil für unter Gasdruck stehende Leitungen, und insbesondere dessen Anwendung auf Leitungen, welche Wellenleiter darstellen.

Es ist bekannt, daß die Wellenleiter entweder aus glatten metallischen Bohren bestehen, die im Inneren isoliert sein können, was jedoch nicht unbedingt der 3PaIl sein muß, oder aus einem mit einer sehr kurzen Schrittweite eng aneinander gewickelten isolierten Draht bestehen, wobei die Anordnung von metallischen oder dielektrischen Abschirmungen umgeben ist. Im Inneren der Anordnung wird ein geeignetes gasförmiges Fluid gehalten, beispielsweise trockene Luft oder Sticks stoff. ' '

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Das Interesse an Wellenleitern beruht auf der Möglichkeit-, gleichzeitig eine beträchtliche Anzahl von Fernmeldeverbindungen über große Entfernungen zu übertragen, beispielsweise 100 000 und darüber, wobei sehr hohe Frequenzen im Gigahertz-Bereich verwendet werden.

Unter diesen Bedingungen kommt der Wartung einer solchen Leitung eine fundamentale Bedeutung zu. Die bei der Anwendung unter Umständen auftretenden Störungen entsprechen nämlich der Leistung einer solchen Leitung. Es erscheint somit zweckmäßig, für derartige Leitungen einen mechanischen Schutz vorzusehen und sie durch möglichst tiefes Eingraben in den Boden einer Gefahr zu entziehen.

Dennoch bleiben diese Leitungen der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt, denn bereits leichte Fabrikationsfehler oder unbeabsichtigte mechanische Störungen, die· auch im Boden auftreten können, bergen die Gefahr in sich, daß ein Leck für das gasförmige Fluid hervorgerufen wird und/oder daß Wasser oder Flüssigkeiten in das Innere der Wellenleiter gelangen können. In schwerwiegenden Fällen kann ein beachtlicher Abschnitt der Leitung in Mitleidenschaft gezogen und unbrauchbar werden. Wenn die Leitung sehr lang ist, kann es darüberhinaus äußerst schwierig sein, die Dichtigkeit der Leitung zu überwachen und einen eventuell aufgetretenen Fehler zu lokalisieren»

Die Erfindung hat ein Ventil zur Aufgabe, welches ohne Veränderung der freien Gaszirkulation, die zur Aufrechterhaltung des Druckes in den Leitungen notwendig ist, die Auswirkungen des unbeabsichtigten Eindringens von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit zu begrenzen; sie soll in gleicher Weise ermöglichen, eine Dichtigkeitskontrolle der Leitung zu bewirken und eventuell aufgetretene Fehler zu lokalisieren.

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Gegenstand der Erfindung ist ein automatisches Ventil zur Unterbrechung der Verbindung zwischen zwei Abschnitten einer unter Gasdruck stehenden Leitung beim Eindringen einer Flüssigkeit aus einem Abschnitt in den anderen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantel vorgesehen ist, . . welcher durch eine vertikale Wand in zwei Abteile unterteilt ist, die Jeweils mit den Abschnitten in Verbindung stehen, welchen sie zugeordnet sind und untereinander durch eine kalibrierte Durchgangsöffnung verbunden sind, die auf der einen Seite in eine öffnung mündet, die einer Schließeinrichtung gegenübersteht, welche über eine Verbindungseinrichtung mit einem Schwimmer steuerbar ist, und zwar bei einer Ansammlung von Flüssigkeit in der entsprechenden Kammer.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schließeinrichtung ein Ventil ist, dessen Sitz die kalibrierte Durchgangsöffnung aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Verbindungseinrichtung ein Gelenk aufweist, welches mit einer Feder ausgestattet ist, die das beschleunigte Schließen mit einer Kraft gewährleistet die auf die Drücke abgestimmt ist, mit.welchen in der Leitung zu rechnen ist.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Verbindungseinrichtung mit einer Meldeeinrichtung verbunden, ist.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß jedes Abteil mit einer Druckentnahmeeinrichtung ausgestattet ist.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Druckentnahmeeinrichtungen mit einer pneumatischen Differentialeinrichtung verbunden sind. '

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Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß jedes Abteil an seinem unteren Ende mit einer Entleerungseinrichtung ausgestattet ist.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Leitungen Abschnitte von Wellenleitern sind, die unter Gasdruck stehen, wobei die Abschnitte untereinander durch eine Verbindung miteinander verbunden sind, welche im Inneren eine Membran aufweist, die für den Durchgang von Fluid dicht ist, jedoch für elektrische Wellen durchlässig ist, welche durch die Leitung übertragen werden.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben^ in dieser zeigte

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung,"

Fig. 2 eine Detailansicht im Schnitt und im Aufriß, und zwar einer bevorzugten Ausführungsform einer Schließvor- * richtung, welche ein Ventil und Verbindungsvorichtungen darstellt und · ,

]?ig. 3 eine leilansicht im Profil entlang dem Schnitt XX der Verbindungseinrichtung gemäß lig. 2,

In der Fig. 1 ist bei 1 ein unter Gasdruck stehender Wellenleiter dargestellt, welcher durch Abschnitte wie 10 und 10' gebildet ist, deren Enden durch Membranen wie 11 und 11^! an der Stelle einer Verbindung 12 abgeschlossen sind.

Das automatische Ventil, dessen Anordnung bei 2 dargestellt ist, ist aus einem Mantel 20 gebildet, der in vertikaler Richtung durch eine Wand 3 in Abteile 21 und 21· unterteilt ist, die durch zwei Abzweigungen 22 und 22' jeweils mit den Abschnitten 10 und 10^f in Verbindung stehen, denen sie zugeordnet sind, wobei die zwei Abteile untereinander durch eine kalibrierte Verbindung 30 miteinander in Verbindung stehen, die auf der einen Seite über eine öffnung 31 in das Abteil und auf der anderen Seite über eine öffnung 31' in das andere Abteil 21' mündet. .

Da· die beiden Abteile im übrigen identisch ausgebildet sind, wird nachfolgend nur das Abteil 21 näher beschrieben, wobei dieselben Bezugszahlen mit einem Apostroph jeweils identische Elemente in dem Abteilwag-21' bezeichnen.

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In dem Abteil 21 ist die öffnung 31 gegenüber von einem Schließorgan 4- angeordnet, welches mit dem Schwimmer 6 in Beziehung steht, und zwar über eine Verbindungseinrichtung 5· Dieselbe Verbindungseinrichtung steht ebenfalls mit einer Anzeigeeinrichtung 7 im Verbindung.

Das Abteil 21 umfaßt im übrigen eine Entleerungseinrichtung 22 und eine zusätzliche Abzweigeinrichtung 81, welchezur Druckentnahme dient, wobei diese letztere Einrichtung mit einer pneumatischen Differentialeinrichtung 80 verbunden ist, die ihrerseits wiederum mit einer zusätzlichen Abzweigung 81 zur Druckentnahme von dem Abteil 21' verbunden ist.

Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende: wenn beispielsweise Wasser eindringt, und zwar in den Leitungsabschnitt 10, so gelangt das eindringende Wasser in das Abteil 21, und zwar über die Abzweigung 22. Es sammelt sich im unteren Seil und übt auf den Schwimmer 6 einen Druck aus. Die Verbindungseinrichtung, welche den Schwimmer mit der Schließeinrichtung 4 verbindet, betätigt dieselbe in der Weise, daß die öffnung 31 abgedichtet wird und daß die Verbindung des Abteils 21 mit dem Abteil 21' unterbrochen ist. Dieses letztere befindet sich dann gegen das Eindringen von Wasser geschützt, welches vom Abschnitt 10 kommt. ·

Wenn in umgekehrter Weise das Eindringen am Abschnitt 10' erfolgt, so wird durch die Schließeinrichtung 4' des Abteils 21' die öffnung 21' geschlossen, so daß auf diese Weise der Abschnitt 10 geschützt wird.

Schließlich iäb die Verbindungs einrichtung 5 ebenso mit einer Anzeigeeinrichtung 7 verbunden, welche einen Alarm gibt und den Wassereintritt lokalisiert, wobei über klassische bekannte und in der Zeichnung nicht dargestellte Fernübertragungselemente eine Fernanzeige erfolgen kann.

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Wenn im übrigen die Leitungen dazu vorgesehen sind, unter Gasdruck genalten zu werden, so können dann, wenn einfach in einem oder mehreren Leitungsabschnitten leichte Leckverluste aufgrund von Konstruktionsfehlern oder andere Leckverluste durch eine unbeabsichtigte Ursache auftreten, die nicht notwendigerweise mit einem Eindringen von !flüssigkeit verbunden sein muß, diese Leckverluste die Ursache einer abnormalen Gasströmung von einem Abschnitt zum anderen sein, welche ermittelt und überwacht werden kann.

Wenn somit beispielsweise ein Gasleck im Abschnitt 10* besteht, so gibt der Abschnitt 10 Gas an den Abschnitt 10· über das Ventil 12 ab. Die Gasströmung über die kalibrierte öffnung 50 bewirkt dann einen Druckverlust, welcher an die pneumatische Differentialeinrichtung 80 über die zusätzlichen Abzweigungen zur Druckentnahme 81 und 81!. übertragen wird.

Wenn hingegen das Leck im Abschnitt 10 besteht, so wird Gas vom Abschnitt 10' in den Abschnitt 10 strömen, wobei die Gasströmung über dieselbe kalibrierte öffnung .0 dann einen Druckverlust in der umgekehrten Richtung-bewirkt.

Die pneumatische Differentialeinrichtung, welche eine beliebige bekannte Einrichtung wie ein Manometer oder ein Druckschalter sein kann, ermöglicht es dann, Informationen über die Strömungsrichtung des Gases von einem Abschnitt über den kalibrierten Ventildurchgang zum anderen, über die Stärke und über den Ort zu erhalten. Es kann auch eine IPernübertragungseinrichtung betätigt werden.

Es ist somit ersichtlic h; daß ein solches Ventil dazu in der Lage ist, einen Richtungsschutz der verschiedenen aufeinanderfolgenden Abschnitte eines Wellenleiters zu bilden, wenn beispielsweise Flüssigkeiten in das Innere eindringen oder wenn

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einfache Leckverluste auftreten, wobei außerdem eine Richtunssinformation geliefert wird, aus der zu entnehmen ist, in welcher Richtung' die durch einen Fehler hervorgerufene Gasströmung erfolgt und somit die Fehlerlokalisation erleichtert.

Natürlich lassen sich die oben im Zusammenhang mit Wellenleitern beschriebenen Einrichtungen auch auf andere Leitungsarten anwenden, welche dazu bestimmt sind, daß sie unter einem Gasdruck stehen oder sogar ein Gas leiten.

In der Fig. 2 sind durch J die innere Ohr endverbindung eines Ventils 12, ein Abteil 21 und durch 4 die Anordnung seiner Schließeinrichtung dargestellt, welche ein Ventil bildet, dessen Arbeitsweise die folgende ist:

Die Wand ist von einer zylindrischen öffnung 30 durchdrungen, in welcher ein Ansatz 4-1 einer Befestigungseinrichtung 4-2 zur Anlage kommt, und zwar durch einen Satz von Schrauben wie 4-3. Diese Anordnung ist durch einen dazwischenliegenden Dichtungs-'ring 32 abgedichtet. Die Hülse 4-2 weist eine zentrale öffnung auf, die mit einem Gewinde 44- versehen ist, in das ein Sitz 33 eingeschraubt ist, und zwar derart, daß er durch eine dazwischenliegende Dichtscheibe 34- abgedichtet ist. Der Sitz 33 weist eine kalibrierte axiale Bohrung auf, die in eine öffnung 31 mündet. Die Hülse 4-2 ist auf der anderen Seite mit einem Ansatz ausgestattet, der mit einer zylindrischen freien Durchgangsöffnung 4-5 und mit einem Gewinde 46 versehen ist, in welches ein Führungsring 4-7 einer Ventilnadel 48 eingeschraubt ist, die in zwei selbstschmierenden Ringen 35 und 36 gleitet.

In der Fig. 3 und in der Fig. 2 sind durch das Bezugszeichen die Anordnung der Verbindungseinrichtungen zwischen dem Schwimmer 6 einerseits und der Schließeinrichtung und der Anzeigeeinrichtung 7 andererseits bezeichnet.

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Diese Anordnung besteht aus einem festen Teil, welches eine Hülse 50 aufweist, die an der zylindrischen Manschette 49 des Kinges 47 durch eine Feststellschraube 37 befestigt ist. An dieser Hülse sind ein oberer Bügel 52, welcher eine feste Achse 53 trägt, und ein unterer Bügel 62 befestigt, der eine feste Achse 63 trägt.

Um die Achse 53 ist das Langloch 54 angeordnet, in welchem eine obere Pleuelstange 35> gleitet und sich dreht₅ welch® an ihrem oberen !Teil einen Ansatz 56 und an ihrem unteren Teil die mit einer öffnung versehenen Wangen 57-aufweist.

Um die Achse 63 ist das Langloch 64 angeordnet, in welchem eine untere Pleuelstange gleitet und sich dreht, die an. ihrem unteren Ende eine Achse 66 und an ihrem oberen Teil einen abgeflachten Bereich 67 aufweist« . .

An dem Ansatz 56 sind zwei Schrauben 58 und 59 angebracht, welche Jaweils zwei Federn 68 und 69 tragen, die in die Achse 66 eingehakt sind.

Die Wangen des Bügels 57 und des Teils 67 sind durch eine Achse 90 mit den Wangen eines Gabelbügels 91 vereinigt, der in Querrichtung an einem Bade mit einer Gewindebohrung versehen ist, in welche das mit Gewinde versehene Ende der ■Ventilnadel 48 eingeschraubt ist, und am anderen Ende mit einer weiteren Gewindebohrung 93 ausgestattet ist, in welche eine Manschette 71 eingeschraubt ist.

In die Manschette 71 ist ein Finger 72 eingeschraubt, der mit einer Antriebswelle 73 einer Gabel 74 einer Pleuelstange 75 ausgestattet ist, welche um eine feste Welle 76 schwenkt, die durch die Anzeigevorrichtung 7 getragen wird, deren Einzelheiten in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

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Andererseits ist der Schwimmer 6 mit einem Gewindestift 60 versehen, der seinerseits an den unteren Teil der Pleuelstange 65 angeschweißt ist.

Die Arbeitsweise der in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Vorrichtung ist folgendet Venn sich eine Flüssigkeitsansammlung im unteren Teil des Abteils 21 bildet, wird der Schwimmer einem Druck unterworfen, der von unten nach oben gerichtet ist.. Dieser Druck wird auf die bewegliche Achse 90 übertragen, und zwar gemäß einem Drehmoment um den festen Punkt 63, wobei dann, wenn dieses Drehmoment größer ist als das durch die Federn 58 und 59 ausgeübte Gegenmoment, die bewegliche Achse 90 sich entlang der Richtung nach rechts bewegt, welche durch die Führungshülse 47 der Ventilnadel 48 festgelegt ist. Die untere Pleuelstange dreht sich dann um den festen Punkt 63, gegen den sich das Langloch 64 verschiebt, und symmetrisch dazu dreht sich die obere Pleuelstange 55 um den festen Punkt 53 > gegenüber welchem sich das Langloch 54-verschiebt.

Bei dieser Verlagerung der beweglichen Achse 90 nach rechts nimmt das durch die Feder ausgeübte Gegenmoment ab, um in dem Augenblick zu Null zu werden, in welchem diese Achse mit den festen Punkten 53 unci. 63 fluchtet. Wenn diese Stellung überschritten ist, überlagert sich das durch die Federn ausgeübte Drehmoment in zunehmendem Maß dem durch den Schwimmer ausgeübten Drehmoment. Die Anordnung der Pleuelstangen ^ und 65 sowie der Achse 90 bildet dann eine Art verschiebbares Scharniergelenk, dessen Drehachse 90 eine beschleunigte Bewegung nach rechts ausführt, wobei die Gabel 91 mitgenommen wird. Die Gabel 91 drückt das Ende der Ventilnadel 48 kräftig gegen die öffnung 31 des Sitzes 33 > mit welchem sie ein Ventil bildet, dessen Schließen dann jeglichen Flüssigkeitsdurchgang über die Öffnung 30 der Wand 3 verhindert.

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Auf der anderen Seite zieht die Gabel 91 über die Manschette 71 den Finger 72 mit, dessen Achse 73 die Gabel 74- der Pleuelstange 75 um die feste Achse 76 schwenkt. Dabei, bewegt das Ende der Pleuelstange 75» welches der Gabel 7^ gegenüberlagt - und in der Figur nicht dargestellt ist - die nicht dargestellten Kontakte der Anzeige, bzw. Meldeeinrichtung 7> welche mit einer Fernübertragungsleitung verbunden sein können.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Automatisches Ventil zur Unterbrechung der Verbindung zwischen zwei Abschnitten einer unter Gasdruck stehenden Leitung beim Eindringen einer Flüssigkeit aus einem Abschnitt in den anderen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mantel vorgesehen ist, welcher durch eine vertikale Wand (3) in zwei Abteile (21, 21') unterteilt ist, die jeweils mit den Abschnitten in Verbindung stehen, welchen sie zugeordnet sind und untereinander durch eine kalibrierte Durchgangsöffnung (30) verbunden sind, die auf der einen Seite in eine öffnung (31) mündet, die einer Schließeinrichtung (4) gegenübersteht, welche über eine Verbindungseinrichtung (5) mit einem Schwimmer (6) steuerbar ist, und zwar bei einer Ansammlung von Flüssigkeit in der entsprechenden Kammer.

2. Automatisches Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließ einrichtung (4·) ein Ventil ist, dessen Sitz (33) die kalibrierte Durchgangsöffnung (31) aufweist.

3. Automatisches Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e kennz ei chnet, daß die Verbindungseinrichtung (5) eine Gelenkeinrichtung aufweist, welche mit den Schließvorgang beschleunigenden Federn (38, 39) ausgestattet ist.

4. Automatisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (73) aus einer Meldekontakteinrichtung besteht.

5· Automatisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet, daß jedes Abteil mit einer Druckabgriffseinrichtung (81) ausgestattet ist.

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6. Automatisches Ventil nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Druckabgriffseinrichtungen mit einer pneumatischen Differentialeinrichtung (80) ausgestattet sind.

7. Automatisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei ahnet, daß Jedes Abteil in seinem unteren Teil mit einer Entleerungseinrichtung (22) ausgestattet ist.

8. Automatisches Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen Abschnitte von Wellenleitern (10, 10') sind, die untereinander durch eine Verbindung (12) miteinander in Verbindung stehen, welche im Inneren eine Membran (11, 11') aufweist, die gegen Fluiddurchgang dicht ist, jedoch für elektrische Wellen durchlässig ist, welche durch das Fluid übertragen werden.

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