DE2302395A1 - Ventil fuer leckdetektor - Google Patents

Description

Ventil v/eist eine ringförmige Aussparung in der Stirnseite , auf, die mit der üu3sren Passage in Verbindung steht und zusammen mit dieser ein grooes Probenaufnahraevolunien bildet. Die mittlere Passage bildet ein kleines Probenaufnahmovolumcn. "Bs sind Einrichtungen vorgesehen, mit denen das erstgenannte Ventil geöffnet und dann geschlossen wird, um beide Probenaufnahmevolumen mit Probengas zu füllen, während die beiden Ventile in der Auslaßkammer geschlossen sind. Die Betriebskonstruktion sorgt dann dafür, daß das eine Ventil geöffnet wird, um das kleine Probenaufnahmevolumen freizugeben, so daß es an einen Leckdetektor weitergeleitßt werdsn kann. Y/enn das kleine Volumen nicht genügend Leckgas enthält, um eine Anzeige des Leckdetektors hervorzurufen, wird das dritte Ventil geöffnet, so daß das große Probensufnahmevolumen zum Leckdetektor freigegeben wird*

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft Probenventilanordnungen zum Nachweis von Lecks in Prüflingen.

Beim Prüfen auf Lecks ist es üblich, eine Seite eines Prüflings einem Prüfgas auszusetzen, gewöhnlich Helium, und ein Vakuum in einer Leitung auf der anderen Seite des Prüflings zu erzeugen. Die Vakuumleitung wird dann für einen Leckdetektor freigegeben, der so ausgelegt ist, daß er ein Signal liefert, das die Heliummenge anzaigt, die durch den Prüfling hindurchgetreten ist. In der Hauptanmeldung ist vorgeschlagen worden, Ventile so anzuordnen, daß wenigstens zwei feste Gasvolumen unterschiedlicher Größe eingeschlossen werden können_s und die Ventile so betätigbar zu machen, daß wahlweise zunächst das klein^x-β der festen Volumen und dann das größere der festen Volumen zum Leckdetektor strömen kann.

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Der Zweck dieser Anordnung ist es, zunächst das kleinere Gasvolumen dem Leckdetektor zuzuführen, und wenn i:ein Leck angezeigt wird, anschließend das größere Gasvolumen dem Leckdetekt or zuzuführen. Der Hauptzweck dieser Arbeitsweise ist es, den empfindlichen Leckdetektor dagegen zu schützen, einer übergroßen Menge Prüfgas ausgesetzt zu werden, beispielsweise Helium, wenn ein grobes Leck vorhanden ist, und gleichzeitig in der Lage zu sein, ein feines Leck nachzuweisen. In der Hauptanmeldung v/ird vorgeschlagen, zwei Gasvolumen unterschiedlicher Größe dadurch aufzunehmen, daß drei Ventile vorgesehen werden, die im geschlossenen Zustand zwischen sich wenigstens zwei feste Gasvolumina unterschiedlicher Größe einschließen, oder zwei Ventilkonstruktionen parallel zueinander anzuordnen, von denen eine ein größeres Saramelvolumen hat als die andere. Beide Vorschläge arbeiten befriedigend, es ist jedoch erwünscht, den Aufbau einfacher, kleiner und störungssicherer zu machen.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Ventilanordnung verfügbar zu machen, durch die zwei feste Prüfgasvolumizia unterschiedlicher Größe in einer einfachen, kompakten Konstruktion aufgenommen werden können, die störungssicher ist, und die so angeordnet ist, daß das kleine Probenvolumen als erstes zum Leckdetektor freigegeben wird, und wenn kein Leck angezeigt wird, das größere Volumen zum Leckdetektor freizugeben.

Diese Aufgabe wird mit einer einzigen Ventilanordnung erreicht, die aus einem Körper besteht, der eine EinlaßkEHffiier und eine Auslaßkammer bildet, die durch eine Trennwand getrennt sind. Die \'and weist eine durch diese führende Mittelpassage auf sowie eine zweite, ebenfalls

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hindurchführende Passage außerhalb der ersten. In der Einlaßkammer ist ein Ventil angeordnet, das so gegen die Trennwand sitzt, daß eine Seite beider Passagen geschlossen wird. In dar Auslaßkaminer ist ein zweites Ventil angeordnet, das so gegen die Trennwand sitzt, daß die andere Seite der Mittelpassage geschlossen v:ird, und in der Ausla3kammer ist ein drittes Ventil angeordnet, mit der die andere Seite der äußeren Passage geschlossen wird. In der bevorzugten /usfiihrungsform hat das erstgenannte Ventil eine ringförmige Aussparung in der Stirnseite, die mit der äußeren Passage in Verbindung steht, so daß ein festes Sammelvolumen gebildet wird, das erheblich größer ist als das von der MittsL-passage gebildete. Betätigungseinrichtungen sind vorgesehen, um zunächst das erste Ventil zu öffnen und dann zu schließen, so daß das Probengas in beiden festen Volumina gefangen wird. Anschließend öffnet der Betätigungsmechanismus das zweite Ventil, so daß das gesammelte kleine Volumen zur Auslaßkammer und von dort zu einem Leckdetektor freigegeben wird. Unter der Annahme, daß vom kleinen Volumen kein Leck nachgewiesen wird, öffnet die fortgeführte Bewegung des Betätigungsmechanismus das dritte Ventil, so daß das große gesammelte Probenvolumen zur Auslaßkammer und von dort zum Leckdetektor freigegeben wird.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Ventil nach Fig. mit dem Luftzylinder-Antrieb; und

Fig, 3 einen Schnitt entsprechend der Linie 3-3 in Fig.

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Die Ventilanordnung besteht aus einem Hauptkörpor 1 mit einer Trennwand 2, die den Körper in eine !.iinlaßkammer und eine Auslaßkarainer 4 aufteilt. Die Zinlaßkammer ist von einer Endkappe 5 abgeschlossen, uni die Auslaßkammor mit einer Sndkappe 6, die mit Schrauben 7 εη Ort und Stelle gehalten werden. Vorzugsweise wird die Ventilanordnung in Verbindung nit dem Nachweis von Lecks verwendet. Die Sinlaßkammer 3 ist mit einem Einl&ßrohr versehen, und die Auslaßkainmer.mit einem Auslaßrohr Bei der bevorzugten Verwendung sind das Einlaß- und das Auslaß-Rohr mit einem üblichen Leckdetektorsystem verbunden. Insbesondere ist Rohr 9 mit einer Seite des Prüflings und der zugehörigen Vakuumpumpe- verbunden. Die andere Seite des Prüflings wird Helium ausgesetzt, und wenn ein Leck vorhanden ist, wird Helium im Einlaßrohr 9 vorhanden sein. Das Auslaßrohr 10 ist mit einem üblichen Leckdetektor und der zugehörigen Vakuumpumpe verbunden.

Die Trennwand 2 ist mit einer durchführenden mittleren Passage 12 und einer radial außerhalb dieser liegenden größeren Passage 13 versehen. Die Einlaßkammer 3 ist mit einem Ventil 14 mit einem O-Ring 15 versehen, der ein Ende der Passage 12 dicht abschlisst, und einem O-Ring 16, der dicht die Passage 13 abschließt. Die Oberseite des Ventils 14 weist eine ringförmige Aussparung auf, die zusammen mit der Passage 13 ein Probensammelvolumen bildet, das mehrfach größer ist als das von Passage gebildete. Beispielsweise ist das von Passage 13 und Aussparung 17 gebildete Volumen vorzugsweise 100 bis 1000 mal größer als das Volumen der Passage 12. lirsichtlich kann das größere Volumen auch dadurch gebildet werden, daß die Passage 13 erheblich größer als dargestellt ausgeführt wird und die Aussparung 17 vermieden wird, oder die Aussparung 17 kann vergrößert und die Passage

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verkleinert werden. Vorzugsweise wird jedoch die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion verwendet. Die Auslaßkammer 4 ist mit einem Ventil 20 versehen, das einen O-Ring 21 aufweist, der das obere Ende der Passage dicht, abschließt. Ein weiteres Ventil 22 umgibt des Ventil 20 und ist mit O-Ringen 23 und 24 versehen, die das obere Ende der Passage 13 abdichten.

Das Ventil 14 in der Einlaßkamraer 3 wird normalerweise mit einer Feder 27 in der Schließstellung gehalten. Ein üblicher vakuumdichter Balgen 26 ist am unteren linde des Ventils 14 vakuumdicht mit einer Mutter 29 und einem O-Ring 30 befestigt. Das untere Ende des Balgens 26 ist mit O-Ring 31 abgedichtet. Das Ventil 14 wird dadurch nach unten bewegt, daß eine Stange 32 betätigt wird, die in den Boden des Ventils eingeschraubt ist, und sich vertikal in einem Lager 33 bewegen kann.

Das Ventil 20 in der Auslaßkammer 4 ist an einem Schraubverbinder 36 befestigt und wird mit einer Feder normalerweise geschlossen gehalten. Die Auslaßkammer ist dicht mit einem Vakuumbalgen 38 verschlossen. O_nB Ventil 20 wird mit einer in den Schraubverbinder 36 geschraubten Betätigungsstange 39 nach oben in die Offenstellung bewegt. Das untere Ende des Balgens 36 ist mit einem O-Ring 40 gegen den Verbinder 36 abgedichtet. Das obere Ende des Balgens 38 ist mit O-Ring abgedichtet. Das Ventil 22 wird mit einer Feder 44 in der normalerweise geschlossenen Stellung gehalten. Das obere Ende der Feder 44 stößt gegen einen Haltekragen 45, der mit einem dünnen Zylinder 46 in fester Stellung gehalten wird, der gegen das obere Ende des Balgens 38 stößt. Das untere Ende des Zylinders ist mit dem Kragen 45 verschweißt. Das untere JJnde des Ventils 20 weißt einen erweiterten Teil 47 auf,

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der mit loser Passung in einer Aussparung 48 in Ventil aufgenommen wird, so daß, wenn das Ventil 20 abhebt, Gas in Passage 12 nach oben um das Ventil 20 herum in die Auslaßkammer 4 durch eine Passage 49 im Ventil 22 entweichen kann. Das obere Ende der Aussparung 4€ bildet eine Schulter 50, an der der obere Rand des erweiterten unteren Teils des Ventils 20 anliegt, ua eine Aufwärtsüffnungsbewegune des Ventils 22 zu bewirken. Das obere, kleinere Ende des Ventils 20 wird mit Gleitsitz im oberen Ende des Ventils 22 aufgenommen. Das obere Lnde der Betätigungsstange 39 liegt in einem Lager 51. Der erweiterte Teil 47 des Ventils 20 weist eine nicht näher bezeichnete Horizontalbohrung auf, die mit den Bohrungen 49 ausgefluchtet wird, um eine Stange einzusetzten, wenn das Ventil 20 während der Montage an dem Verbinder 36 ,geschraubt wird.

Die Ventilanordnung wird vorzugsweise mit einer üblichen Arbeitszylinder-Kolben-Einheit 55 betätigt, die mit einem Haltearm 56 abgestützt wird, an dem sie mit einer Mutter 57 befestigt ist. Der Haltearm 56 ist mit Schrauben 58 am Ventilkörper 1 befestigt. Die Zylinder-Kolben-Einheit weist eine Treibstange 59 auf, die von einem Abstandskragen 60 umgeben ist. Das obere Ende der Stange 59 ist in das untere Ende eines zylindrischen Totgang-Verbinders 61 eingesetzt und wird mit einer Kontermutter 62 festgehalten. Zwei gegenüberliegende Seiten des Verbinders 61 enthalten Füiirungsschlitze 63. Das untere Ende der Betätigungsstange 32 sitzt verschiebbar im Verbinder 61 und wird mit einem Stift 64 innerhalb des Verbinders gehalten, der längs der Schlitze 63 verschiebbar ist. Ein nach innen gebogenes unteres Ende 6ε eines Betätigungsstabes 67 umgibt die Betätigungsstange 32 mit Spiel und kann am oberen Ende

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c.es Verbinders 61 anschlagen. Das obere Uncle des Stabes ist bei 69 nach innen gebogen und weist eine Bohrung mit ■übergroße auf, in der das obere T>nde der Betätigungsstange 39 aufgenommen ist. Dieses abgebogene Ende 69 ist fest, aber lösbar an dor Betätigungsstange 39 befestigt, beispielsweise mit einer Schraube 70, die durch eine Unterlegscheibe 71 führt und in die Betätigungsstange 39 eingeschraubt ist. Die Unterlegscheibe 71 ist an das obere Ende 69 des Stabes 67 angeschweißt.

Die Ventilanordnung arbeitet wie folgt. In der Zeichnung sind die Ventile 14, 20 und 22 in ihren neutralen oder geschlossenen Positionen dargestellt. Wie bereits ■ erwähnt, wird die Ventilanordnung vorzugsweise in Leckdetektorsystemen verwendet, wobei das Einlaßrohr mit einer Seite eines Prüflings und einer Vakuumpumpe verbunden ist, die im Rohr 9 ein Vakuum erzeugt. Zu diesen Zeitpunkt wird die andere Seite des Prüflings Heliumgas ausgesetzt. Wenn im Prüfling ein Leck vorhanden ist, tritt Helium im Rohr 9 und in der E±ala3-kammer 3 auf. Zu diesem Zeitpunkt wird die Luftbetriebene Zylinder-Kolben-Einheit 55 betätigt, um die Treibstange nach unten zu bewegen. Die Abwärtsbewegung der Stange sorgt dafür, daß der Verbinder 61 den Stift 64 ergreift und die Betätigungsstange 32 absenkt, um das Ventil zu öffnen, so daß das·Probengac in die Passagen 12 und 13 und die Aussparung 17 eindringt. Dann wird die Bewegung der Treibstange 59 umgekehrt. Die anfängliche Aufwärtsbewegung erlaubt es, das Ventil 14 mit der Feder 27 zu schließen, so daß die Gasprobe in Passage und dem von Passage 13 und Aussparung 17 gebildeten Volumen gefangen wird. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Stange 39 sorgt dafür, daß das obere Ende des Verbinders 61 am unteren Ende 68 des Betätigungsstabes

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angreift. Durch diese Aufvärtsbev/egung wird zunächst das Ventil 2G angehoben, so daß das Probenvolumen in Passage 12 durch das Auslaßrohr 1C zum üblichen Leckdetektor strömt. \Jeiaxi der Leckdetektor kein Leck signalisiert, wird der Antriebsstange 59 erlaubt, ihre Aufvrärtsbewegung fortzusetzen, wodurch der erweiterte Teil 47 des Ventils 20 sich an die Schulter ZC anlegt und das Ventil 22 abhebt, so daß Probengas in dem von Passage 13 und Aussparung 17 gebildeten Volumen durch das Auslaßrohr 10 zum Leckdetektor strömt. Die Zylinder-Kolben-Antriebseinheit kann von Hand oder durch eine automatische Anlage gesteuert werden, die vom Leckdetektor gesteuert wird. In federn Falle ist ihr Zweck, den Leckdetektor gegen eine starke Keliumkonzentration zu schützen, die sich ergeben würde, wenn ein grobes Leck im Prüfling vorhanden ist und das durch Passage 13 und Aussparung 17 gebildete große Probenvolumen dem Leckdetektor zugeführt würde. Wenn also das kleine Probenvolumen in Passage 12 genügend Helium enthält, um zur Anzeige eines Lecks durch den Leckdetektor zu führen, ist es wichtig, daß die Aufwärtsbewegung des Ventils abgebrochen wird, ehe das Ventil 22 geöffnet wird. Die Ventilanordnung hat eingebaute Störsicherungen, indem es keine Möglichkeit gibt, das Ventil 14 zu öffnen, während die Ventile 20 und 22 offen sind. Es besteht also keine Möglichkeit dafür, daß eine unerwünschte küiitiiiuierliche Passage für das Leckgas vom Einlaßrohr 9 durch Auslaßrohr 10 und von dort zum Leckdetektor besteht. Falls der Luftdruck für den Zylinder oder sonst die Energie ausfällt, schließen alle Ventile aufgrund der Federn 27, 37 und 44.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Ventil für einen Leckdetektor nach Patent .,, (Patentanmeldung P 22 45 G22.6), bei dem Ventile so angeordnet sind, daß wenigstens zwei feste Gasvolumen unterschiedlicher Größe eingeschlossenwerden können und die Ventile so betätigbar sind, daß wahlweise zunächst das kleinere der festen Volumen und d£.nn das größere der festen Volumen zun Leckdetektor strömen kann, dadurch jp-ekennzeichnot, daß das Ventil aus einem Gehäuse besteht, das zwei Vontilkammern und eine Trennwand zwischen diesen beiden Kammern auf v/eist, diese Trennwand zwei hindurchführende Passagen aufweist, ein erstes Ventil in einer der beiden Kammern so gegen die Trennwand sitzt, daß eine Seite beider Passagen geschlossen wird, ein zweites Ventil in der anderen Kammer so gegen die Trennwand sitzt, daß die andere .Seite der einen Passage geschlossen wird, und ein drittes Ventil in der anderen Kammer gegen die Trennwand so sjtzt, daß die andere Seite der zweiten Passage geschlossen wird.

   2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ₁ daß das erste Ventil auf der Stirnseite eine Aussparung aufweist, die mit der zweiten Passage in Verbindung steht und zusammen mit dieser ein Probensammelvolumen bildet, das größer ist als das Volumen der ersten Passage.

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   3" Ventil nach Anspruch 1 odei· 2, dadurch gekennzeichnet. daß eine der beiden Passagen größer ist als die andere.

   4. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch /^kennzeichnet, daß die Kammer mit einoa Ventil eine Sinlaßl-innmer und die Kammer mit zwei Ventilen eine Ausla3kaminor bildet, die erste Passage aittig in der Trennwand angeordnet ist und die zweite Passage radial außerhalb der ersten Passage, das zweite Ventil die erste Passage abschließt und das dritte Ventil die zweite Passage, und daß das zweite Ventil verschiebbar in dem dritten Ventil enthalten ist, wobei Anschläge am dritten Ventil mit Anschlägen am zweiten Ventil derart in Eingriff kommen können, daß das dritte Ventil geöffnet wird, wenn die üffnungsbewegung des zweiten Ventils Über eine anfängliche Öffnungsbewegung des zweiten Ventils hinaus fortgeführt wird.

   5. Ventil nach Anspruch 4_# dadurch gekennzeichnet, daß an dem ersten Ventil eine Betätigungsstange befestigt ist, an dieser Betätigungsstange über eine Totgangsverbindung ein Verbinder angeschlossen ist, am zweiten Ventil eine zweite Betätigungsstange befestigt ist, mit dieser zweiten Betätigungsstange ein Betätigungsstab verbunden ist, und dieser Betätigungsstab mit dem Verbinder in Singriff kommen kann, wenn der Verbinder sich relativ zur ersten Betätigungsstange bewegt.

   6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle drei Ventile mit Federn in die Schließstellung gedrängt sind.

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   L e e r.s e i t e