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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Strömungsreguliereinrichtungen,
insbesondere auf Einrichtungen, die für einen Einsatz in Gasversorgungsleitungen
geeignet sind.
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Strömungsreguliereinrichtungen werden in Gasversorgungsleitungen eingebaut,
um den Gasdruchfluß unter einen vorbestimmten oberen Grenzwert zu halten. Falls
z.B. in einer Gasversorgungsleitung ein Leck entsteht, steigt der Gasdurchfluß durch
die Leitung bzw. das Rohr über das normale Maß an, und zwar kontinuierlich, wenn
der Leitungs- bzw.
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Rohrbruch sich vergrößert. Das Entweichen des Gases würde augenscheinlich
eine gefährliche Situation hervorrufen, falls keine Strömungsreguliereinrichtungen
vorhanden wären, die in den Gasversorgungsleitungen angeordnet sind und die Gasversorgungsleitung
im wesentlichen absperren, wenn der Gasfluß durch die Leitung einen vorbestimmten
oberen Wert überschreitet. Gewöhnlich schließen die Reguliereinrichtungen die Versorgungsleitung
nicht vollständig, sondern erlauben einen kleinen Gasfluß durch die Leitung. Wenn
die Bruchstelle in der Versorgungsleitung beseitigt bzw. instandgesetzt worden ist,
kann sich stromab der Reguliereinrichtung ein Gasdruck aufbauen. Nach Erzielung
von im wesentlichen gleichen Gasdrücken stromab und stromauf der Einrichtung öffnet
diese wieder die Versorgungsleitung. Eine derartige Einrichtung arbeitet deshalb
automatisch und muß nicht wieder manuell in die Durchflußstellung geschaltet werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Strörnungsreguliereinrichtung,
die sich insbesondere für den Einsatz in Niederdruck-Gasversorgungsleitungen eignet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Strömungsreguliereinrichtung gelöst,
die gekennzeichnet ist durch einen festen ringförmigen Sitz, der einen ersten Durchgang
für eine Fluidströmung definiert und der mit einer in dem ersten Durchgang angeordneten
Kugel vorbestimmten Gewichts zusammenwirkt, wobei die Kugel von der Fluidströmung
mitgenommen wird, wenn diese eine vorbestimmte obere Grenze überschreitet, bis sie
in Anlage an den ringförmigen Sitz gebracht ist und den ersten Durchgang verschließt,
und der einen zweiten Durchgang aufweist, der mit dem ersten Durchgang stromauf
und stromab des Sitzes in Verbindual,6 steht und eine ständige Leckströmung durch
den Sitz erlaubt.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele,
die in den anliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt sind, näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Strömungsreguliereinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 die Einrichtung in Fig. 1 in einer Gasversorgungsleitung
bzw. einem Gasversorgungsrohr eingesetzt, letzteres im Schnitt, und
Fig.
3 die Einrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsform einer Gasversorgungsleitung
bzw. eines Gasversorgungsrohres eingesetzt, letzteres wiederum im Schnitt.
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Die Strömungsreguliereinrichtung 1 weist eine im wesentlichen zylindrische
Hülse 2 auf, die mit einem Fluidströmungsdurchgang 3 versehen ist und deren Innenoberfläche
im Bereich eines Teilabschnittes einen ringförmigen Wulst bzw. Rücken aufweist,
der einen Sitz 4 bildet. In der Hülse 2 ist eine Kugel 5 mit einem vorbestimmten
Gewicht angeordnet. Die Kugel 5 wird durch einen Stift 6 in der Hülse gehalten,
der sich quer durch die Hülse 2 hindurch erstreckt und in zwei diametral angeordneten
Bohrungen 7 der Hülse 2 sitzt. Die Kugel 5 wirkt mit dem Sitz 4 derart zusammen,
daß der Durchgang 3 verschließbar ist.
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In dem Sitz 4 sind zwei weitere Durchgänge 8 vorgesehen, die sowohl
stromauf als auch stromab des Sitzes 4 mit dem Durchgang 3 in Verbindung stehen.
Auf diese Weise kann stets Fluid in dem Durchgang 3 durch den Sitz 4 hindurchströmen,
und zwar unabhängig davon, ob der Durchgang 3 durch Anlage der Kugel 5 an dem Sitz
4 verschlossen ist oder nicht.
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Die Hülse 2 ist auch mit einem ringförmigen Aussenflansch 9 versehen,
der dazu dient, die Einrichtung in eine Gasversorgungsleitung, z.B.
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gemäß Fig. 2, einzusetzen, wobei die Einrichtung 1 in Fig. 2 zwischen
zwei Rohrabschnitten lo und 11 angeordnet ist, die ein S-förmig gebogenes Verbindungsstück
12 bilden. Die Rohrabschnitte 10 und 11, die Einlaß- bzw. Auslaßabschnitte darstellen,
bestehen aus Kunststoff, z.B. aus Polyäthylen, und sind durch eine Verbindungshülse
13 miteinander verbunden. Die Hülse 13 wird während der Herstellung des Verbindungsstückes
12 in das Innere des Auslaßabschnittes 11 unter Erhitzung eingeschmolzen, wobei
sie über diesen Abschnitt etwas vorsteht. Die Hülse 13 wird auch in den Einlaßabschnitt
lo eingesetzt. Die Reguliereinrichtung 1 wird in den vorstehenden Teil der Hülse
13 eingesetzt, wobei der Flansch 9 an der Kante 14 der Hülse 3 anliegt. Der Flansch
9 liegt auch an einer Schulter 15 an, der im Einlaßabschnitt lo vorgesehen ist,
so daß die Einrichtung 1 in ihrer Lage festgeklemmt ist. Das Verbindungsstück 12
wird dadurch abgedichtet, daß die Hülse 13 in den Einißabschnitt lo unter Einwirkung
von Hitze eingeschmolzen bzw. an diesen angeschmolzen wird. 1 Beim Gebrauch befindet
sich die Einrichtung 1 in einer Gaszufuhrleitung wie oben beschrieben. Es muß darauf
geachtet werden, daß das Ventil im wesentlichen vertikal liegt, und zwar mit dem
Sitz 4 oberhalb der Kugel 5, so daß das Gas um die Kugel durch den Durchgang 3 nach
oben strömt.
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Normalerweise reicht die Gasströmung durch den Durchgang 3 nicht aus,
um die Kugel 5 zu bewegen, die unter dem Einfluß der Schwerkraft auf dem Stift 6
aufliegt. Sollte die Gasströmung jedoch zunehmen und einen vorbestimmten oberen
Wert relativ zu dem Gewicht der Kugel 5 erreichen, entsteht in der Umgebung der
Kugel 5 eine Gasströmungscharakteristik, derart, daß die aerodynamischen Kräfte
die Schwerkraft überwinden und die Kugel 5 von der Gasströmung mitgenommen wird.
Die Kugel 5 wird deshalb durch den Gasdruck gegen den Sitz 4 gedrückt und verschließt
den Durchgang 3, der durch den Sitz 4 definiert ist. Es besteht jedoch fortwährend
eine Leckströmung durch den Sitz 4 durch die Durchgänge 8.
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Sobald die Gasdrücke stromab und stromauf des Sitzes 4 wieder gleich
sind, kann die Kugel 5 vom Sitz 4 abheben bzw. nach unten fallen, wodurch der Durchgang
3 wieder geöffnet wird.
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In Fig. 3 ist die Strömungsreguliereinrichtung 1 in einer abgewandelten
Ausführungsform einer Gasversorgungs-Rohranordnung angeordnet, und zwar in einem
T-Verbindungsstück 16, das zwischen einer Gashauptleitung 17 und einer Gasversorgungsleitung
18 angeordnet ist, die z.B.
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zu einem Haus führt. Die Einrichtung 1 befindet sich in dem büchsenförmigen
Abschnitt 19 des T-Stückes 16, und zwar unmittelbar oberhalb der Auslaßöffnung 20
für das Gas aus der Hauptleitung 17.
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Wenn das T-Stück 16 und die Gashauptleitung 17 aus Kunststoff bestehen,
wird die Gashauptleitung 17 mittels eines Lochers durchstoßen, um die Auslaßöffnung
20 zu erzeugen. Gewöhnlich weist ein derartiger Locher ein scharfkantiges Rohr auf,
das an einem Ende verschlossen ist und das in den büchsenförmigen Abschnitt 19 des
T-Stückes 16 eingeschraubt wird, um die Hauptleitung 17 zu durchdringen und die
Gasauslaßöffnung zu erhalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung können jedoch die
Tätigkeiten der Durchbohrung der Hauptleitung 17 und des Einsetzens der Einrichtung
1 in den büchsenförmigen Abschnitt 19 des T-Stückes 16 durch Benutzung eines Werkzeuges
21 kombiniert werden (vgl. Fig. 3). Das Werkzeug 21 weist eine Basis 22 auf, die
mit zwei Rohrabschnitten 23 versehen ist, wobei die Abschnitte 23 so verscloben
werden können, daß sie sich mit einer Öffnung 24 decken, die in der Basis 22 gebildet
ist. Einer der Abschnitte 23 enthält einen Locher 25 ähnlich dem Locher der bekannten
Art, während der andere Abschnitt -vor dem Einsatz des Werkzeuges 21- als erstes
eine Strömungsreguliereinrichtung 1 entsprechend obiger Beschreibung und -später
während des Einsatzesein Absperrorgan 26 aufweist.
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Beim Gebrauch wird das Werkzeug 21 lösbar an dem büchsenförmigen Abschnitt
19 des T-Stückes 16 befestigt, derart, daß die Öffnung 24 sich mit der Bohrung des
büchsenförmigen Abschnittes 19 deckt und der Locher 25 durch die Öffnung 24 hindurch
bewegbar ist. Der Locher 25 wird dann betätigt, um die Austrittsöffnung 20 herzustellen,
und dann aus dem büchsenförmigen Stück wieder in den Abschnitt 23 zurückgezogen.
Die Abschnitte 23 werden dann ausgetauscht und die Einrichtung 1 aus der Bohrung
des Abschnittes 23 nach unten in den büchsenförmigen Abschnitt 19 bewegt, bis sie
unmittelbar über der neu geschnittenen Öffnung liegt. Die Einrichtung 1 wird mittels
eines Einsatzwerkzeuges in ihre Endlage gebracht, das in den Abschnitt 23 gestoßen
wird und mittels dem die Einrichtung 1 in dem Abschnitt 19 nach unten verschoben
wird.
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Anschließend wird das Absperrorgan 26, das vorzugsweise in Form eines
Pfropfens ausgebildet ist, in den Abschnitt 23 eingesetzt und in ähnlicher Weise
mittels des Werkzeuges 27 in den büchsenförmigen Abschnitt 19 getrieben. Der Pfropfen
26 wird in dem Abschnitt 19 oberhalb des T-Anschlusses an die Versorgungsleitung
19 gehalten, so daß in einem Notfall der Pfropfen 26 in dem Abschnitt 19 mittels
eines Steckschlüssels 28 weiter nach unten bewegt werden kann, um die Durchgänge
3 und 8 der Einrichtung 1 abzusperren bzw. abzudichten. Es werden also sowohl die
Einrichtung 1 als auch das Absperrorgan bzw der Pfropfen 26 in den büchsenförmigen
Abschnitt 19 eingedrückt bzw. eingeschoben.
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Nach dem Einsatz des Werkzeuges 21 kann dieses aus dem büchsenförmigen
Abschnitt 19 entfernt und das obere Ende des büchsenförmigen Abschnittes durch einen
nicht dargestellten Schraubdeckel verschlossen werden. Es wird darauf hingewiesen,
daß bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform die Einrichtung 1 ohne Entweichen
von Gas aus der Elauptleitung eingesetzt bzw. in ihre Endlage gebracht werden kann.
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Falls die Gashauptleitung 17 und das T-Stück 16 aus Metall bestehen,
wird das Werkzeug 21 nicht benutzt, da in diesem Falle die Ausgangsöffnung 20 eher
gebohrt als durch einenlocher ausgeschnitten werden muß. Es kann jedoch dennoch
ein Werkzeug ähnlich dem beschriebenen Werkzeug 21 vorgesehen sein, das anstatt
des Lochers 25 mit einem Bohrer versehen ist. In diesem Falle kann die Einrichtung
1 ebenfalls ohne Entweichen von Gas aus der Hauptleitung nach aussen eingesetzt
werden.
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Auch bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform arbeitet die Strömungsreguliereinrichtung
1 wie oben anhand der Fig. 1 und.2 beschrieben, d.h.
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unterbricht den Gasstrom von der Haupt leitung 17 zu der Versorgungsleitung
18, wenn die Gasdruckdifferenz zwischen der Hauptleitung 17 und der Versorgungsleitung
18 eine bestimmte Grenze überschreitet.
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Die oben beschriebene Reguliereinrichtung 1 eignet sich besonders
für einen Einsatz in Niederdruck-Gasversorgungsleitungen, da dann die Kugel 5 aus
einem leichten Material, z.B. Polytetrafluoäthylen oder anderen Kunststoffen hergestellt
werden kann, so daß nach Betätigung die Kugel 5 noch bei geringen Druckdifferenzen
in Schließstellung am Sitz 4 gehalten wird. Die Einrichtung 1 kann auch in Hochdruckleitungen
verwendet werden. In diesem Falle können die Kugel 5 aus einem dichteren Material,
z.B. Metall, und die Hülse 2 aus Metall oder Kunststoff bestehen.
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Die Reguliereinrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung weist mehrere
Vorteile gegenüber den herkömmlichen Einrichtungen auf, insbesondere den Vorteil,
daß die Mitführung der Kugel 5 und die nachfolgende Zusammenwirkung mit dem Sitz
4 durch Schmutz oder andere Unreinheiten im wesentlichen nicht beeinflußt werden.
Ferner besteht nur ein geringer Druckverlust. Schließlich sind die Reibungskräfte
und die Korrosion minimal, da keine Teile einen Gleitkontakt aufweisen.
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