DE3323324C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Rohrtrenners in Abhängigkeit einer an einer Vergleichsstelle vorgegebenen Druckdifferenz - Google Patents

Abstract

Zum Anpassen des Anpreßdruckes an die in der Abflußleitung (11) gegebenen Druckverhältnisse werden bei der Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums in die Zuflußleitung (10) die Drücke in der Zuflußleitung (10) und in der Abflußleitung (11) miteinander verglichen. Dem Druck in der Abflußleitung (11) wird dabei ein konstanter Sicherheitswert hinzugerechnet. Bei Überschreiten des so ermittelten Gesamtdruckes wird der Durchfluß freigegeben. Zu diesem Zweck weist die Einrichtung einen Rohrtrenner (2) auf, welchem eine Druckvergleichsvorrichtung (4) zugeordnet ist. Dieser besitzt zwei einander gegenüberliegende gleichgroße Vergleichsflächen (423, 425), die steuermäßig mit dem Rohrtrenner (2) in Verbindung stehen. Eine der beiden Vergleichsflächen (423) ist durch das Medium der Zuflußleitung (10) und die entgegengesetzt angeordnete Vergleichsfläche (425) durch das Medium der Abflußleitung (11) sowie eine Druckfeder (44) beaufschlagt. Dabei ist die Stellkraft der Druckfeder (44) unabhängig von den örtlich gegebenen Druckverhältnissen auf einen konstanten Sicherheitswert festgelegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Rohrtrenners in Abhängigkeit einer an einer Vergleichsstelle vorgegebenen Druckdifferenz, die sich durch Vergleich der Drücke von Zuflußseite und Abflußseite ergibt, bei welchem bei Erreichen der vorgegebenen Druckdifferenz der Durchfluß durch den Rohrtrenner freigegeben und bei Unterschreiten dieser Druckdifferenz der Durchfluß wieder unterbrochen wird, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Ein solches Verfahren und eine derartige Vorrichtung zum Steuern eines Rohrlrenners sind bekannt (CH-PS 28 383). Ist auf der Abflußseite des Rohrtrenners der Verbraucher, z. B. ein Entnahmeventil, abgesperrt, so besitzt das Medium auf der Abflußseite des Rohrtrenners den gleichen statischen Druck wie auf der Zuflußseite. Der vorgegebene Sicherheitswert in der Druckvergleichsvorrichtung ist unterschritten, wodurch diese den Rohrtrenner in die Belüftungsstellung bringt und in dieser hält.

Wird nun das Entnahmeventil geöffnet, so bewirkt dies auf der Abflußseite einen Druckabfall, wobei die Druckdifferenz zwischen Zuflußseite und Abflußseite des Rohrtrenners den vorgegebenen Sicherheitswert in der Druckvergleichsvorrichtung überschreitet. Der Rohrtrenner wird von der Druckvergleichsvorrichiung deshalb in seine Durchflußstellung gebracht. Bei kleinen Entnahmemengen baut sich jedoch durch das nachflie-

ßende Medium nach dem Öffnen des Rohrtrenners erneut ein Druck auf, der nur wenig niedriger ist als der Druck auf der Zuflußseite. Der Sicherheitswert wird folglich wieder unterschritten, und der Rohrtrenner kehrt erneut in seine Belüfterstellung zurück. Wird weiterhin Medium entnommen, so kann sich erneut eine Druckdifferenz einstellen, die zum Öffnen des Rohrtrenners führt, und der geschilderte Vorgang wiederholt sich, was zu unliebsamen Schaltschwingungen im Rohrtrenner führt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe auch bei geringen Entnahmemengen eine sichere Steuerung des Rohrtrenners ohne die Gefahr instabiler Betriebsverhältnisse möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die für die Freigabe des Durchflusses erforderliche Druckdifferenz durch die inganggesetzte Strömung für die Dauer des Durchflusses aufrechterhalten wird und erst durch die Beendigung des Durchflusses wieder abgebaut wird.

Für die Dauer des Durchflusses ist somit die Vergleichsstelle von der Abflußseite des Rohrtrenners abgekoppelt, so daß etwaige dort auftretende Druckschwankungen nicht zu labilen Funktionsverhältnissen führen. Die funktionsmäßige Verbindung zwischen Vergleichsstelle und Abflußseite wird erst wieder hergestellt, wenn der Durchfluß durch den Rohrtrenner unterbrochen wird, weil abflußseitig z. B. das Entnahmeventil geschlossen wird. Hierdurch wird ein erneutes Freigeben des Durchflusses ermöglicht, wenn das Einnahmeventil anschließend wieder geöffnet wird.

Die Abkopplung der Vergleichsstelle von der Abflußseite des Rohrtrenners kann auf verschiedene Weise erfolgen. In einfacher Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zu diesem Zweck die Vergleichsstelle für die Dauer des Durchflusses von der Abflußseite des Rohrtrenners getrennt und beim Stoppen des Durchflusses die Verbindung zwischen Vergleichsstelle und Abflußseite wiederhergestellt Alternativ und in bevorzugter Weise wird der abflußseitige Druck für die Dauer des Durchflusses an der Vergleichsstelle reduziert und nach Stoppen des Durchflusses an der Vergleichsstelle wiederaufgebaut.

Zur Durchführung des Verfahrens ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung zwischen der Abflußleitung und der ihr zugewandten Vergleichsfläche der Druckvergleichsvorrichtung eine Abkopplungsvorrichtung angeordnet, die bei verhindertem Durchfluß des Mediums durch den Rohrtrenner für eine Druckfortpflanzung von der Abflußleitung zur Druckvergleichsvorrichtung sorgt und die bei freigegebenem Durchfluß des Mediums durch den Rohrtrenner eine Aufrechterhaltung der für die Freigabe des Durchflusses erforderlichen Druckdifferenz an der Druckvergleichsvorrichtung gewährleistet. Eine solche Abkopplungsvorrichtung kann verschieden ausgebildet sein. Gemäß einer einfachen Ausführung ist die Abkopplungsvorrichtung als ein vom Rückflußverhinderer angetriebener Schieber ausgebildet, welcher in der Schließstellung des

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Druckvergleichsvorrichtung führende Verbindungsleitung freigibt und in der Durchflußstellung des Rückflußverhinderers das an dessen Gehäuse angeschlossene Ende der Verbindungsleitung abdeckt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß die Abkopplungsvorrichtung parallel zum Rückflußverhinderer geschaltet ist und einen Neben-Rückflußverhinderer enthält der eingangsseitig über eine Steuerleitung mit dem Medium in einer Verbindungsleitung zwischen Rohrtrenner und Rückflußverhinderer in Verbindung steht und ausgangsseitig vom Neben-Rückflußverhinderer eine Injektionsdüse aufweist, welche in einen Saugraum mündet welcher der der Abflußleitung zugewandten Vergleichsfläche der Druckvergleichsvorrichtung zugeordnet ist und mit der Abflußleitung ebenfalls in Verbin-

dung steht Vorzugsweise weist der Neben-Rückflußverhinderer als Verschlußorgan eine Kugel auf, weiche in einer gegenüber der Steuerleitung erweiterten Kammer angeordnet ist wobei zweckmäßigerweise die Kugel durch eine Druckfeder entgegen dem strömenden Medium beaufschlagt ist und die Druckfeder an einer in eine Injektionsdüse übergehende konische Wand der Kammer abgestützt ist

Eine solche Vorrichtung besitzt große Vorteile bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten. Ein normaler Rückflußverhinderer hat nämlich einen relativ großen Strömungswiderstand, um eine Beeinträchtigung der Arbeit der Druckvergleichsvorrichtung durch einen beim Fließen des Mediums auf der Abflußseite der Vorrichtung entstehenden Druckanstieg zu vermeiden und um so ein sicheres Arbeiten zu gewährleisten. Dies bedeutet aber, daß der Rückflußverhinderer bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten bereits dann seine Schließstellung einnimmt, wenn der geforderte Druckunterschied zwischen der Zuflußleitung und der Abfluß-

leitung noch überschritten wird. Abhilfe schafft hier der Neben-Rückflußverhinderer. Selbst wenn der Haupt-Rückflußverhinderer bereits geschlossen hat, ist ein Fließen des Mediums durch den Neben-Rückflußverhinderer möglich. Diese Ausführung der Abkopplungs-

Vorrichtung arbeitet nach Art einer Injektionspumpe und bewirkt durch das fließende Medium eine Druckreduzierung in dem sie umgebenden Saugraum und in der hiermit kommunizierenden Druckkammer der Druckvergleichsvorrichtung, wodurch die Injektionspumpe ei-

ne Abkopplung dieser Druckkammer bewirkt, solange das Medium durch die Injektionspumpe hindurchfließt Der Druckabfall im Haupt-Rückflußverhinderer kann somit herabgesetzt werden, wodurch die Durchflußleistung erhöht wird.

Um zu gewährleisten, daß der Rückflußverhinderer früher als die Druckvergleichsvorrichtung anspricht, ist in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß der Rückflußverhinderer in Schließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt ist, welche - bezogen auf die dem Medium ausgesetzte Fläche — die Kraft der Druckfeder im Steuerventil übersteigt.

Zur Erzielung einer kompakten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Abkcpplungsvorrichtung zweckmäßigerweise integrierter Bestandteil

des Rohrtrenners.

Prinzipiell ist der Anmeldegegenstand von der speziellen Ausbildung des Rohrtrenriers unabhängig. Unter »Rohrtrenner« im Sinne der vorliegenden Erfindung soll dabei jede Vorrichtung zum Absperren und Belüften einer Rohrleitung verstanden werden, selbst wenn !■-—--= Unterbrechung der Rohrleitung durch einen Luft-

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spalt erzeugt werden kann.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werdtn nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im schematischen Querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes mit einer als Schieber ausgebildeten AbkoDDlunesvorrichtune:

F i g. 2 im schematischen Querschnitt eine andere Ausführung der erfinderischen Vorrichtung, bei welcher die Abkopplungsvorrichtung als Injektionspumpe ausgebildet ist; und

F i g. 3 im schematischen Querschnitt eine Abwandlung der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung mit einer in den Rohrtrenner integrierten Abkopplungsvorrichtung.

Die Erfindung wird zunächst am Beispiel der in F i g. 2 gezeigten Vorrichtung zum Verhindern des Rückflusses eines Mediums aus einer Abflußleitung 11 in eine Zuflußleitung 10 erläutert. Wesentlicher Bestandteil dieser Vorrichtung ist ein an sich bekannter Rohrtrenner 2, dessen spezielle Ausbildung für die vorliegende Erfindung prinzipiell ohne Belang ist.

Der in F i g. 2 gezeigte Rohrtrenner 2 besitzt ein Gehäuse 80, das außerhalb des Durchflußweges des Mediums an seinem der Zuflußleitung 10 zugewandten Ende eine Druckkammer 81 aufnimmt. Die Druckkammer 81 steht mit der Zuflußleitung 10 über eine von dieser abzweigende Vergleichsleitung 40, über ein Steuerventil 9 und eine in der Druckkammer 81 endende Steuerleitung 810 in Verbindung. Die Druckkammer 81 wird außer durch die Gehäusewandung durch einen Kolben 82 begrenzt, der dichtend an der Gehäusewandung und an einem an die Zuflußleitung 10 angeschlossenen Zulaufstutzen 800 geführt wird. Mit dem Kolben 82 ist eine im Zulaufstutzen 800 geführte Antriebshülse 820 verbunden, deren dem Zulaufstutzen 800 abgewandtes Ende verschlossen ist und eine radial über die Antriebshülse 820 hinausragende Dichtung 821 trägt. An ihrem der Dichtung 821 zugewandten Ende besitzt die Antriebshülse 820 auf ihrem Umfang ein oder mehrere öffnungen 822, die durch ein auf der Antriebshülse 820 verschiebbar gelagertes Verschlußorgan 83 verschlossen werden können. Hierzu wird das Verschlußorgan 83 mit Hilfe einer sich am Kolben 82 abstützenden Druckfeder 84 beaufschlagt welche das Verschlußorgan 83 gegen die Dichtung 821 drückt. Das Verschlußorgan 83 besitzt eine Ausbauchung 830, welche eine Kammer 831 umschließt Durch diese kann das Medium fließen, wenn das Verschlußorgan 83 von der Dichtung 821 abgehoben ist

Zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11 ist ein Rückflußverhinderer 5 angeordnet Er besitzt gemäß der in F i g. 2 gezeigten Ausführung einen in einem Gehäuse 50 gelagerten und geführten Rückschlagkegel 51, der durch eine Feder 52 in Richtung zum Rohrtrenner 2 beaufschlagt ist

Eine zum Rückflußverhinderer 5 führende Verbindungsleitung 14 ist von einer Dichtung 801 umgeben, mit welcher das Ende der Ausbauchung 830 des Verschlußorganes 83 zusammenarbeiten kann.

Das Gehäuse 80 wird durch einen Stützring 85 in zwei Kammern 802 und 803 unterteilt Am Stützring 85 stützt sich eine Rückstellfeder 86 für den Kolben 82 ab. Die Kammer 802 nimmt in der gezeigten Belüfterstellung das Verschlußorgan 83 auf. Auf der Unterseite der Kammer 803, die eine Belüftungsöffnung 23 aufweist befindet sich ein Ablaufstutzen 24, der oberhalb eines Auffangtrichters 25 endet

Das erwähnte Steuerventil 9 ist gemäß Fig.2 als Schieberventil ausgebildet und besitzt in einem Gehäuse 90 zwei Kolben 91 und 92 mit je zwei Ringdichtungen 910 und 911 bzw. 920 und 921 zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 90. Die Kolben 91 und 92 sind untereinander und mit einer Membran 45 einer Druckvergleichsvorrichtung 4 mit Hilfe einer Kolbenstange 93 verbunden. Von der Vergleichsleitung 40 zweigt eine Zweigleitung 400 ab. Diese ist so angeordnet und bemessen, daß sie unabhängig von der Arbeitsstellung der beiden Kolben 91 und 92 stets zwischen den beiden ' Kolben 91 und 92 in das Gehäuse 90 mündet. In das Gehäuse 90 mündet ferner eine Entlastungsleitung 94 in ι der Weise, daß in der gezeigten Endstellung der Kolben 91 und 92 die Zweigleitung 400 mit der Entlastungsleitung 94 in Verbindung steht, während die Zweigleitung 400 in der anderen Endstellung der Kolben 91 und 92 mit der Steuerleitung 810 in Verbindung steht. Die Steuerleitung 810 besitzt eine vergrößerte Mündung 811, die in der gezeigten Endstellung des Kolbens 92 eine Ver- : bindung zwischen Steuerleitung 810 und einer Entlastungsleitung 95 bewirkt, während diese Verbindung in der anderen Endstellung des Kolbens 92 unterbrochen j ist Die Entlastungsleitung 94 endet über einem Auffangtrichter 940, während die Entlastungsleitung 95 über einem Auffangtrichter 950 endet. Die Auffangtrichter 940 und 950 können dabei zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefaßt werden.

Die Druckvergleichsvorrichtung 4 befindet sich zwischen der erwähnten ersten Vergleichsleitung 40, die — bezogen auf die Durchflußrichtung durch den Rohrtrenner 2 — vor dem Rohrtrenner 2 in die Zuflußleitung 10 einmündet, und einer zweiten Vergleichsleitung 41. die nach dem Rohrtrenner 2 und dem diesem zugeordneten Rückflußverhinderer 5 in die Abflußleitung 11 einmündet.

Die erwähnte Membran 45 unterteilt das Gehäuse 43 in zwei Druckkammern 431 und 432. Die Membran 45 t ist durch eine sich an der Stirnseite des Gehäuses 43 .' abstützende Druckfeder 44 beaufschlagt, deren Stellkraft auf einen konstanten Sicherheitswert festgelegt ist. Diese Druckfeder 44 ist deshalb so bemessen, daß der , von ihr auf den Kolben 92 ausgeübte Druck die zwischen der Zuflußleitung 10 und der Abflußleitung 11 gewünschte oder gesetzlich vorgegebene Druckdifferenz als Sicherheitswert erzeugt. Sowie dieses Druckgleichgewicht verloren geht, bewirkt dies eine Bewegung der Membran 45 in der entsprechenden Hubrichtung. Mit der die Druckfeder 44 aufnehmenden Druckkammer 432 des Gehäuses 43 ist über die Vergleichsleitung 41 die Abflußleitung 11 verbunden, während die in bezug auf die Membran 45 gegenüberliegende Druckkammer 431 des Gehäuses 43 mit der Vergleichsleitung 40 verbunden ist

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die der Druckkammer 432 zugewandte Seite der Membran 45 eine erste Vergleichsfläche 423 der Druck-Vergleichsvorrichtung 4. Die zum Druckvergleich benötigte gleichgroße zweite Vergleichsfläche 425 wird aus der der Druckkammer 431 zugewandten Seite der Membran 45 gebildet
Gemäß Fig. 2 ist zwischen der Abflußleitung 11 und der der Abflußleitung 11 zugewandten Seite der Druckvergleichsvorrichtung 4 eine Abkopplungsvorrichtung 7 angeordnet Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführung der Abkopplungsvorrichtung 7 wird in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des fließenden Mediums ein Unterdruck erzeugt mit welchem die der Abflußleitung 11 zugewandten Seite der Druckvergleichsvorrichtung 4 beaufschlagt wird.

Wie Fig. 2 zeigt ist die Abkopplungsvorrichtung 7 zwischen der Abflußleitung 11 und der der Abflußleitung 11 zugewandten Vergleichsfläche 423 der Druckvergleichsvorrichtung 4 parallel zum Rückflußverhinderer 5 angeordnet. Sie weist eine Steuerleitung 70 auf. die auf der einen Seite in die Verbindungsleitung 14 zwi-

sehen Rohrtrenner 2 und Rückflußverhinderer 5 und auf der anderen Seite in die Abflußleitung 11 einmündet. In der Steuerleitung 70 befindet sich ein Neben-Rückflußverhinderer 53 und ein Saugraum 71.

Der Neben-Rückflußverhinderer 53 weist als Verschlußorgan eine Kugel 54 auf, welche in einer gegenüber der Steuerleitung 70 erweiterten Kammer 55 angeordnet ist. Die Kugel 54 ist durch eine Druckfeder 56 beaufschlagt, welche, wenn die Steuerleitung 70 vom Medium nicht durchflossen wird, in Anlage an einer in die Steuerleitung 70 übergehenden konischen Wand 550 der Kammer 55 gehalten wird. Die Druckfeder 56 ihrerseits stützt sich an einer in eine Injektionsdüse 710 übergehenden konischen Wand 551 der Kammer 55 ab. Die die Kugel 54 aufnehmende Kammer 55 wird somit durch den Saugraum 71 begrenzt.

Im Abstand ist vor der Injektionsdüse 710 der im Vergleich zur Injektionsdüse 710 einen größeren Durchmesser aufweisende Beginn 700 der Steuerleitung 70 angeordnet. Dieser Beginn 700 der Steuerleitung 70 und die Injektionsdüse 710 bilden im wesentlichen eine Injektionspumpe, welche vom Saugraum 71 umgeben ist. Dieser Saugraum 71 ist über die Vergleichsleitung 41 mit der Druckvergleichsvorrichtung 4 verbunden.

F i g. 2 zeigt die soeben in ihrem Aufbau beschriebene Vorrichtung in der Absperr- und Belüftungsstellung. In dieser Stellung befinden sich sowohl der Rohrtrenner 2 als auch der Rückflußverhinderer 5 in ihrer Schließstellung. In dieser Stellung ist die Differenz zwischen den Drücken in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 geringer als der durch die Druckfeder 44 festgelegte Sicherheitswert. Die Druckkammer 431 der Druckvergleichivorrichtung 4 steht mit der Entlastungsleitung 94 und die Druckkammer 81 des Rohrtrenners 2 steht mit der Entlastungsleitung 95 in Verbindung, so daß beide Druckkammern 431 und 81 entlastet sind.

Verändert sich das Druckverhältnis in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 in der Weise, daß der auf die Vergleichsfläche 425 der Druckvergleichsvorrichtung 4 einwirkende Druck den auf die Vergleichsfläche 423 einwirkenden Druck des Mediums um mehr als den Sicherheitswert überwiegt, so beginnt das auf die Vergleichsfläche 425 einwirkende Medium, die Membran 45 gegen die Druckfeder 44 zu verschieben. Die Membran 45 nimmt hierbei über die Kolbenstange 93 die beiden Kolben 91 und 92 mit, wobei durch eine Öffnung 900 im Gehäuse 90 ein Druckausgleich erfolgt Hierdurch werden die Verbindungen zwischen der Vergleichsleitung 40 und der Entlastungsleitung 94 sowie zwischen der Steuerleitung 810 und der Entlastungsleitung 95 unterbrochen, während die Verbindung zwischen der Vergleichsleitung 40 und der in die Druckkammer 81 führenden Steuerleitung 810 freigegeben wird. Der hierdurch beaufschlagte Kolben 82 des Rohrtrenners 2 nimmt über die Antriebshülse 820 das sich unter Einwirkung der Druckfeder 84 an der Dichtung 821 abstützende Verschlußorgan 83 mit, bis dieses auf die Dichtung 801 aufläuft

Hierdurch ist eine Belüftung durch die Belüftungsöffnung 23 nicht mehr möglich. Bei der weiteren Bewegung von Kolben 82 und Antriebshülse 820 wird das Verschlußorgan 83 von der Dichtung 821 abgehoben, so daß die öffnungen) 822 freigegeben wird (werden). Das Medium kann somit durch den Rohrtrenner 2 und den Rückflußverhinderer 5 fließen, wobei die Abkopplungsvorrichtung 7 die Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4 von der Abflußleitung 11 abkoppelt. Dies geschieht wie folgt:

Befindet sich der Rohrtrenner 2 in seiner Durchflußstellung, so fließt das Medium nicht nur durch den Rückflußverhinderer 5, sondern durchströmt auch die durch den Neben-Rückflußverhinderer 53 gegen Rückfließen des Mediums abgesicherte Steuerleitung 70. Durch die Injektionsdüse 710 wird bei strömendem Medium im Saugraum 71 ein Unterdruck erzeugt, mit welchem die Druckvergleichsvorrichtung 4 beaufschlagt wird, so daß

ίο dort eine Druckreduzierung bewirkt wird. Selbst bei geringen Entnahmemengen und kleinen Fließgeschwindigkeiten des Mediums kann somit in der Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4 kein Druckanstieg auftreten, was ein Schließen des Rohrtrenners 2 zur Folge haben würde.

Bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten überwindet die Feder 52 den Druck des vom Rohrtrenner 2 zuströmenden Mediums und bringt den Rückschlagkegel 51 in seine Schließstellung. Hierdurch fließt das Medium nur noch durch den Neben-Rückflußverhinderer 53 und die Injektionsdüse 710, wodurch sich dort die Strömungsgeschwindigkeit erhöht und dadurch auch bei derartigen geringen Entnahmemengen dafür Sorge trägt, daß der Rohrtrenner 2 in seiner Durchflußstellung verbleibt.

Erst dann, wenn die Entnahmemenge noch weiter absinkt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Injektionsdüse 710 unter einen durch die Konstruktion vorgegebenen Wert abfällt, steigt der Druck im Saugraum 71 wieder an. Wenn die durch die Druckfeder 44 vorgegebene Druckdifferenz zwischen der Zuflußleitung 10 und der Abflußleitung 11 unterschritten wird, bewirkt die Druckvergleichsvorrichtung 4 wieder ein Rückführen des Rohrtrenners 2 in seine Schließ- und Belüftungsstellung.

Wenn die Abkopplungsvorrichtung 7 einen Druckanstieg in der Druckkammer 432 ermöglicht, kehrt bei Unterschreiten des Sicherheitswertes (Kraft der Druckfeder 44) die Membran 45 in die in F i g. 2 gezeigte Stellung zurück. Über die Kolbenstange 93 werden die KoI-ben 91 und 92 verstellt so daß die Verbindung zwischen Vergleichsleitung 40 und Steuerleitung 810 wieder unterbrochen und die Verbindung zwischen der Vergleichsleitung 40 und der Entlastungsleitung 94 einerseits und zwischen der Steuerleitung 810 und der Entlastungsleitung 95 andererseits freigegeben wird, so daß die Druckkammern 431 und 81 entlastet werden und eine beschleunigte Rückkehr des Rohrtrenners 2 in seine Belüftungsstellung ermöglichen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die

so Druckvergleichsvorrichtung 4 außerhalb des Rohrtrenners 2 angeordnet Dies ist jedoch nicht Voraussetzung. Anhand der F i g. 3 wird eine Abwandlung der in F i g. 2 gezeigten Ausführung erörtert bei welcher die Druckvergleichsvorrichtung 4 in den Rohrtrenner 2 integriert ist

Der Kolben 82 des Rohrtrenners 2 ist hierbei Teil der Druckvergleichsvorrichtung 4, wobei die der Zuflußleitung 10 zugewandte Druckkammer 81 des Rohrtrenners 2 gleichzeitig eine der beiden Druckkammern der Druckvergleichsvorrichtung 4 bildet Diese Druckkammer 81 steht über eine oder mehrere öffnungen 401 — welche der in der F i g. 2 gezeigten Vergleichsleitung 40 entspricht — mit einer Vorkammer 804 in Verbindung, die ihrerseits mit der Zuflußleitung 10 verbunden ist.

Die den Durchfluß durch den Rohrtrenner 2 steuernden öffnungen 822 sind in diesem Fall an dem der Zuflußleitung 10 abgewandten Ende des Zulaufstutzen 800 angeordnet, welches Ende an seiner Stirnseite 806 ver-

schlossen ist und auf seinem Außenumfang eine Ringdichtung 805 aufweist. Zwischen dem Zulaufstutzen 800 und einer vom Stützring 85 getragenen Ringdichtung 850 wird ein hülsenartiges Verschlußorgan 87 geführt, das integrierter Bestandteil des Kolbens 82 ist. Die Kammer zwischen Stützring 85 und Kolben 82 bildet somit die andere Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4.

Das hülsenartige Verschlußorgan 87 weist zwischen dem Stützring 85 und seinem freien Ende eine ringartige Ausbauchung 870 auf, die derartig bemessen ist, daß in der Durchflußstellung des Rohrtrenners 2 die Ausbauchung 870 die Verbindung zwischen den Öffnungen 822 und einer Verschlußhülse 88 herstellt. Diese Verschlußhülse 88 wird auf einem in das Innere des Gehäuses 80 ragenden Auslaufstutzen 807 verschiebbar geführt und durch eine Druckfeder 89 in Richtung zum Zulaufstutzen 800 gegen einen am Auslaufstutzen 807 vorgesehenen Anschlag 808 gedrückt. An ihrem dem Zulaufstutzen 80 zugewandten Stirnende trägt die Verschlußhülse 88 einen Dichtring 801 zur Zusammenarbeit mit dem freien Stirnende des Verschlußorganes 87.

In der in F i g. 3 gezeigten Arbeitsstellung der Vorrichtung, in welcher das Medium den Rohrtrenner 2 nicht durchfließt, wirkt der Druck des in der Abflußleitung 11 befindlichen Mediums über die Steuerleitung 70, den Saugraum 71 und die Vergleichsleitung 41 voll auf den Kolben 82 ein. Die Druckfeder 860 legt bei dieser Ausführung den Sicherheitswert fest, der bestimmt, ab welcher Druckdifferenz der Rohrtrenner 2 seine Durchflußstellung einnehmen soll. Wird dieser Sicherheitswert durch die vorhandene Druckdifferenz zwischen der Zuflußleitung 10 (Druckkammer 81) und der Abflußleitung 11 (Druckkammer 432) überschritten, so verschiebt der Kolben 82 das Verschlußorgan 87, das hierdurch auf die Verschlußhülse 88 aufläuft und eine Belüftung über die Belüftungsöffnung 23 unterbindet Gleichzeitig gibt die Ausbauchung 870 die Verbindung zwischen der Zuflußleitung 10 und der Abflußleitung 11 frei, wobei der Rückflußverhinderer 5 und die Abkopplungsvorrichtung 7 in der zuvor bereits beschriebenen Weise arbeiten.

Die Rückkehr des Rohrtrenners 2 erfolgt dann in entsprechender Weise.

F i g. 1 zeigt eine andere Abwandlung der Vorrichtung, bei welcher die Druckvergleichsvorrichtung 4 ebenfalls in den Rohrtrenner 2 integriert ist

Der in F i g. 1 dargestellte Rohrtrenner 2 besitzt ein Gehäuse 20 mit einem hierin verschiebbar geführten Kolben 21, welcher durch eine Ringdichtung 210 gegenüber der Wand des Gehäuses 20 abgedichtet ist Auf seiner der Zufiußleitung 10 abgewandten Seite geht der Kolben 21 in ein Rohrstück 211 über, das sich in der Durchflußstellung des Rohrtrenners 2 bis in einen Rohrstutzen 22 an dem der Abflußleitung 11 zugewandten Ende des Gehäuses 20 erstreckt Im Rohrstutzen 22 ist eine Ringdichtung 220 vorgesehen, um das Rohrstück 211 in seiner in den Rohrstutzen 22 eingefahrenen Stellung nach außen hin abzudichten.

In der Belüfterstellung hat das Rohrstück 211 den Rohrstutzen 22 verlassen, so daß sich zwischen dem Rohrstück 211 und dem Rohrstutzen 22 ein Ringspalt bildet und eine in der Umfangswand des Gehäuses 20 vorgesehene Belüftungsöffnung 23 freigegeben wird. Im Bereich dieses Ringspaltes ist auf der Unterseite des Gehäuses 20 ein Ablaufstutzen 24 für Spritzwasser vorgesehen, welcher oberhalb eines Auffangtrichters 25 endet

Das Gehäuse 20 besitzt in Höhe des freien Endes des sich in seiner Belüfterstellung befindlichen Rohrstückes 211 einen Stützring 26 für eine Druckfeder 270, an deren anderem Ende sich der Kolben 21 abstützt Außerdem trägt das Gehäuse 20 an seiner der Zuflußleitung 10 zugewandten Stirnseite 200 eine Ventilstange 29 mit einem Verschlußelement 290, das in Art einer Gleitdichtung mit dem Innenumfang des Rohrstückes 211 zusammenarbeiten kann.

Der Stützring 26 trägt eine Ringdichtung 260, die sich dichtend am Rohrstück 211 anlegt. Die eine Druckkammer 432 der Druckvergleichsvorrichtung 4 wird durch den Raum zwischen Kolben 21 und Stützring 26 gebildet, während die andere Druckkammer 431 durch den mit der Zuflußleitung 10 in Verbindung stehenden Raum des Rohrtrenners 2 gebildet wird. Die Druckfeder 270 beaufschlagt den Kolben 21 mit dem vorgegebenen Sicherheitswert.

Die Arbeit dieser Vorrichtung entspricht jener der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung.

Auch bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführung ist eine Abkopplungsvorrichtung 7 vorgesehen, die jedoch anders ausgebildet ist als die in den F i g. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung.

Gemäß F i g. 1 ist die Abkopplungsvorrichtung 7 mit dem Rückflußverhinderer 5 verbunden. Die Abkopplungsvorrichtung 7 besteht im wesentlichen aus einem Schieber 510, der auf seinem Außenumfang zur Abdichtung gegenüber dem Gehäuse 50 zwei im Abstand zueinander angeordnete Ringdichtungen 511 und 512 aufweist. Die Vergleichsleitung 41 mündet an dem dem Rohrtrenner 2 abgewandten Ende des Gehäuses 50 in dieses ein.

In der Schließstellung des Rückschlagkegels 51 ist die Verbindung zwischen Rohrtrenner 2 und Abfiußleitung 11 unterbrochen, während die Verbindung zwischen Abflußleitung 11 und Vergleichsleitung 41 freigegeben ist. Die Druckvergleichsvorrichtung 4 kann somit die beiden Drücke in der Zuflußleitung 10 und in der Abflußleitung 11 miteinander vergleichen und bei Überschreiten einer den Sicherheitswert übersteigenden Druckdifferenz die Bewegung des Rohrtrenners 2 einleiten, um diesen in die Durchflußstellung zu bringen.

Durch den jetzt auf den Rückschlagkegel 51 einwirkenden Druck des den Rohrtrenner 2 durchfließenden Mediums wird der Rückschlagkegel 51 von seinem Sitz abgehoben. Die Ringdichtung 511 sperrt die Verbindung zwischen Rohrstutzen 22 und Vergleichsleitung 41 einerseits und mit der Ringdichtung 512 die Verbindung so zwischen Abflußleitung 11 und Vergleichsleitung 41 andererseits ab. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11 freigegeben, da das Medium zwischen Rückschlagkegel 51 und Schieber 510 hindurchfließen kann. Ein durch dieses nun ermöglichte Fließen des Mediums bewirkter Druckanstieg in der Abflußleitung 11 kann sich in der Vergleichsleitung 41 nicht auswirken, da durch den Schieber 510 die Verbindung zur Vergleichsleitung 41 unterbrochen ist Bei einem Ansteigen des Druckes in der Abflußleitung 11, beispielsweise durch Beendigung einer Entnahme, kehrt der Rückschlagkegel 51 in seine Schließstellung zurück. Hierbei versperrt er auf der einen Seite die Verbindung zwischen Rohrtrenner 2 und Abflußleitung 11, während er auf der anderen Seite die Verbindung zwischen Abfiußleitung 11 und Vergleichsleitung 41 wieder freigibt Die Druckvergleichsvorrichtung 4 ist somit wieder eingeschaltet worden für weitere Druckvergleiche.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß der Anmeldegegenstand in vielfältiger Weise abgewandelt werden
kann. Weitere Abwandlungen sind durch Austausch von
Merkmalen untereinander oder durch ihren Ersatz
durch Äquivalente sowie Kombinationen hiervon möglich und fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

10

15

20

25

30

40

45

50

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60

65

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern eines Rohrtrenners in Abhängigkeit einer an einer Vergleichsstelle vorgegebenen Druckdifferenz, die sich durch Vergleich der Drücke von Zuflußseite und Abflußseite ergibt, bei welchem bei Erreichen der vorgegebenen Druckdifferenz der Durchfluß durch den Rohrtrenner freigegeben und bei Unterschreiten dieser Druckdifferenz der Durchfluß wieder unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Freigabe des Durchflusses erforderliche Druckdifferenz durch die inganggesetzte Strömung für die Dauer des Durchflusses aufrechterhalten wird und erst durch die Beendigung des Durchflusses wieder abgebaut wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Dauer des Durchflusses die Vergleichsstelle von der Abflußseite des Rohrtrenners getrennt und beim Stoppen des Durchflusses die Verbindung zwischen Vergleichsstelle und Abflußseite des Rohrtrenners wiederhergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abflußseitige Druck für die Dauer des Durchflusses an der Vergleichsstelle reduziert und nach Stoppen des Durchflusses an der Vergleichsstelle wiederaufgebaut wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer dem Rohrtrenner zugeordneten Druckvergleichsvorrichtung, welche zwei einander gegenüberliegende Vergleichsflächen aufweist, von -denen eine durch das Medium der Zuflußleitung zum Rohrtrenner und die andere durch das Medium der Abflußleitung vom Rohrtrenner mit einem zusätzlichen Sicherheitswert beaufschlagt ist, sowie mit einem dem Rohrtrenner nachgeschalteten Rückflußverhinderer, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abflußleitung (11) und der ihr zugewandten Vergleichsfläche (423) der Druckvergleichsvorrichtung (4) eine Abkopplungsvorrichtung (7) angeordnet ist, die bei verhindertem Durchfluß des Mediums durch den Rohrtrenner (2) für eine Druckfortpflanzung von der Abflußleitung (11) zur Druckvergleichsvorrichtung (4) sorgt und die bei freigegebenem Durchfluß des Mediums durch den Rohrtrenner (2) eine Aufrechterhaltung der für die Freigabe des Durchflusses erforderlichen Druckdifferenz an der Druckvergleichsvorrichtung (4) gewährleistet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkopplungsvorrichtung (7) steuermäßig mit dem Rückflußverhinderer (5) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkopplungsvorrichtung (7) als ein vom Rückflußverhinderer (5) angetriebener Schieber (510) ausgebildet i?\, welcher in der Schließstellung des Rückflußverhinderers (5) eine von der Abflußleitung (11) zur Druckvergleichsvorrichtung (4) führende Vergleichsleitung (41) freigibt und in der Durchflußstellung des Rückflußverhinderers (5) das an dessen Gehäuse (50) angeschlossene Ende der Vergleichsleitung (41) abdeckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkopplungsvorrichtung (7) parallel zum Rückflußverhinderer (5) geschaltet ist und einen Neben-Rückflußverhinderer (53) enthält, der

eingangsseitig über eine Steuerleitung (70) mit dem Medium in einer Verbindungsleitung (14) zwischen Rohrtrenner (2) und Rückflußverhinderer (5) in Verbindung steht und ausgangsseitig eine Injektionsdüse (710) aufweist, welche in einen Saugraum (71) mündet, der seinerseits der der Abflußleitung (11) zugewandten Vergleichsfläche (423) der Druckvergleichsvorrichtung (4) zugeordnet ist und mit der Abflußleitung (11) ebenfalls in Verbindung steht

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Neben-Rückflußverhinderer (53) eine Kugel (54) als Verschlußorgan aufweist, welche in einer gegenüber der Steuerleitung (70) erweiterten Kammer (55) angeordnet ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (54) durch eine Druckfeder (56) entgegen dem strömenden Medium beaufschlagt ist, wobei die Druckfeder (56) sich an einer in die Injektionsdüse (710) übergehenden konischen Wand (551) der Kammer (55) abstützt

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, bei welcher der Sicherheitswert durch eine Druckfeder gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückflußverhinderer (5) in Schließrichtung mit einer Kraft beaufschlagt ist, welche — bezogen auf die dem Medium ausgesetzte Fläche — die Kraft der Druckfeder (44; 270; 860) der Druckvergleichsvorrichtung (4) übersteigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkopplungsvorrichtung (7) integrierter Bestandteil des Rohrtrenners (2) ist