DE4240975C2 - Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Mischblocks sowie Adapter und Leitungssystem zur Verwendung in einem solchen Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Mischblocks, der zur Einleitung eines brennbaren Gasgemi­ sches in eine Brennkammer dient und der hauptsächlich in soge­ nannten TEM-Anlagen verwendet wird, in denen Werkstücke ther­ misch entgratet werden. Ein solcher Mischblock weist einen Ge­ mischauslaß und zwei Gaseinlässe auf, von denen sich vor dem Ge­ mischauslaß vereinigende Kanäle ausgehen, in denen jeweils ein insbesondere hydraulisch betätigbares, während einer Betätigung geschlossenes Sitzventil angeordnet ist. Während des Betriebs wird zunächst bei offenen Sitzventilen an einem Gaseinlaß Sauer­ stoff und am anderen Gaseinlaß ein brennbares Gas dem Mischblock zugeführt. Das Gasgemisch gelangt durch den Gemischauslaß in die Brennkammer. Dann werden die Sitzventile geschlossen. Durch eine am Mischblock angebaute Zündkerze wird das Gasgemisch gezündet und verbrennt. Die dabei entstehenden hohen Temperaturen schmelzen die Grate an den Werkstücken weg.

An den Mischblock werden hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Aus ihm darf kein Gas austreten, da sonst die Gefahr besteht, daß an der Anlage außerhalb der Brennkammer ein zündfähiges Gas­ gemisch entsteht und eine Explosion herbeiführt. Jeder Misch­ block wird deshalb periodisch auf Dichtheit überprüft und über­ holt. Nach einer Prüfvorschrift, die zur Betriebsanleitung einer TEM-Anlage gehört, sind in einem ersten Prüfschritt die Sitzven­ tile betätigt, also geschlossen. Vom Gemischauslaß her wird mit einem Prüfgas, das nicht brennbar und ungiftig ist, z. B. CO2, im Mischblock ein Druck zwischen 35 und 60 bar aufgebaut. Mit einem Dichtheitsprüfer kann nun an den Gaseinlässen geprüft werden, ob die Ventile dicht schließen. Durch Einsprühen des Mischblocks mit Seifenwasser kann überprüft werden, ob der Mischblock zwi­ schen den Ventilen und dem Gemischauslaß dicht ist. In einem zweiten Schritt verbleibt der Prüfgasanschluß weiterhin am Ge­ mischauslaß. Es werden jedoch die Gaseinlässe mit Verschlußstop­ fen abgedichtet und die Sitzventile geöffnet. Jetzt soll festge­ stellt werden, ob die Führungsbohrungen für die Ventilkörper und der Mischblock hinter den Sitzventilen dicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruches 1, so zu verbes­ sern, daß für Anlagen, in denen ein Mischblock eingesetzt ist, die Sicherheit noch erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 von ei­ nem Gaseinlaß her bei betätigtem, diesem Gaseinlaß zugeordneten Sitzventil mit einem Prüfgas ein Druck im Mischblock aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird.

Die Erfindung fußt auf der Überlegung, daß ein Mischblock mög­ lichst wirklichkeitsnah geprüft werden sollte, und auf der Er­ kenntnis, daß nach der bekannten Prüfvorschrift in einem wichti­ gen Betriebszustand keine Prüfung des Mischblocks stattfindet. Erst bei einer Prüfung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Mischblock bei betätigten Sitzventilen auch hinter diesen auf Dichtheit geprüft. Bisher fand eine Dichtheitsprüfung bei betätigten Sitzventilen nur vor diesen zwischen ihnen und dem Gemischauslaß statt. Tatsächlich hat es sich gezeigt, daß bei betätigten Sitzventilen hinter diesen Lecks festgestellt werden, die bei einer Prüfung nach der bisherigen Vorschrift nicht ent­ deckt worden sind. Der Mischblock ist nämlich bei nichtbetätig­ ten, offenen Ventilen nicht den bei betätigten, geschlossenen Ventilen auftretenden Kräften ausgesetzt, die den Mischblock verspannen und kleine Risse im Material zu Lecks aufweiten kön­ nen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann man den Unteransprüchen 2 bis 6 entnehmen.

So wird es als günstig angesehen, wenn gemäß Anspruch 2 bei be­ tätigten Sitzventilen von beiden Gaseinlässen her gleichzeitig ein Druck aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird. Erst wenn dabei ein Leck beobachtet wird, erscheint es zur genaueren Loka­ lisierung des Lecks vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 3 von den Gaseinlässen her einzeln ein Druck aufgebaut und auf Dichtheit geprüft wird. Hier wird also zunächst an einem Gaseinlaß ein Druck aufgebaut, die Dichtheit geprüft und dann der Druck wieder abgebaut. Am anderen Gaseinlaß geschieht danach dasselbe.

Gemäß Anspruch 4 wird vorteilhafterweise wie bei der bekannten Prüfvorschrift bei geschlossenen Sitzventilen zusätzlich auch vom Gemischauslaß mit Prüfgas ein Druck im Mischblock aufgebaut und die Dichtheit geprüft. Um die Sitzventile selbst zu prüfen ist dies an sich nicht mehr notwendig, da die Güte der durch die Sitzventile erreichten Abdichtung auch von den Gaseinlässen her geprüft werden kann. Jedoch können durch eine Prüfung vom Ge­ mischauslaß her noch Lecks entdeckt werden, die sich vor den Sitzventilen im Mischblock befinden.

Wenn gemäß Anspruch 5 vom Gemischauslaß und von wenigstens einem Gaseinlaß her einzeln ein Druck aufgebaut wird und die Dichtheit geprüft wird, kann festgestellt werden, ob die Sitzventile im geschlossenen Zustand dicht sind.

In einem Betriebszustand des Mischblocks sind die Sitzventile offen. Deshalb wird vorteilhafterweise gemäß Anspruch 6 auch bei offenen Sitzventilen eine Dichtheitsprüfung gemacht.

Die Erfindung betrifft auch einen Adapter zur Verwendung in ei­ nem Verfahren nach einem vorhergehenden Anspruch und zum Verbin­ den einer mit einer Prüfgasquelle verbindbaren Leitung mit einem in einem Gaseinlaß des Mischblocks befestigten Anschlußstück. Der Adapter ist gemäß Anspruch 7 so ausgebildet, daß er einer­ seits mit einer Überwurfmutter am Anschlußstück verschraubbar ist und daß er andererseits einen Nippel aufweist, auf den eine Schlaucharmatur auf schraubbar ist. Der Nippel kann ein handels­ üblicher Schmiernippel sein. Ebenso können handelsübliche Schmierschläuche als Prüfgasleitungen verwendet werden. Diese halten den Prüfdruck aus, da die Schmierdrücke, auf die sie ausgelegt sind, im selben Druckbereich liegen.

Die Erfindung betrifft schließlich auch noch ein Leitungssystem zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. Das Leitungssystem ist gemäß Anspruch 9 so ausgebildet, daß zwischen einer Prüfgasquelle und den beiden Gaseinlässen ein T- Stück angeordnet ist, an das zwei zu den beiden Gaseinlässen führende Leitungen angeschlossen sind und von dem eine dritte Leitung zur Prüfgasquelle führt. Damit diese dritte Leitung auch ohne weiteres über einen Adapter an den Gemischauslaß angeschlossen werden kann, ist der Anschluß am T-Stück für die dritte Leitung gleich dem am Adapter.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Adapters und ein Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen Leitungssystems werden nun anhand von Zeichnun­ gen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen schematisch gezeichneten Mischblock,

Fig. 2 das beispielhaft dargestellte Leitungssystem und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen Mischblock ohne Ventile im Bereich eines Gaseinlasses mit einer Prüfleitung, die über den beispielhaft dargestellten Adapter an den Gas­ einlaß angeschlossen ist.

Der in Fig. 1 dargestellte Mischblock 10 besitzt eine im we­ sentlichen quaderförmige, längliche Form mit zwei Stirnseiten 11 und 12. An der einen Stirnseite 11 befindet sich der Gemischaus­ laß 13. Von der anderen Stirnseite 12 aus sind in den Mischblock zwei Sackbohrungen 14 und 15 eingebracht, in die ein Ventilsitz 16 eines Sitzventils 21 bzw. 22 mit Preßpassung eingeschoben ist. In jeder Bohrung 14 und 15 ist als Schließkörper ein Stößel 17 geführt, der an der Stirnseite 12 aus dem Mischblock 10 her­ austritt und diesen überragt. Durch einen Dichtring 18 zwischen dem Stößel 17 und der Sackbohrung 14 bzw. 15 ist die Bohrung nach außen abgedichtet.

Stößelseitig des Ventilsitzes 16 mündet in jede Sackbohrung 14 bzw. 15 eine Querbohrung 19 bzw. 20, die in der schematischen Darstellung nach Fig. 1 in der von den Achsen der beiden Sack­ bohrungen 14 und 15 aufgespannten Ebene, in Wirklichkeit jedoch senkrecht zu dieser Ebene verlaufen. Jede Querbohrung 19 bzw. 20 bildet einen Gaseinlaß, wobei über die eine Querbohrung Sauer­ stoff und über die andere Querbohrung ein brennbares Gas dem Mischblock zugeführt werden können.

Auf der dem Stößel 17 abgewandten Seite jedes Ventilsitzes 16 geht von der Sackbohrung 14 ein Kanal 24 und von der Sackbohrung 15 ein Kanal 25 aus. Die beiden Kanäle 24 und 25 vereinigen sich im Abstand vor dem Gemischauslaß 13 zu einem einzigen Kanal 26, in den eine Zündkerze 27 hineinragt, mit der bei geschlossenen Sitzventilen 21 und 22 das Gasgemisch im Kanal 26 und in der Brennkammer gezündet wird.

Die Sitzventile 21 und 22 sind hydraulisch von zwei Zylindern betätigbar, die in einem Rahmen 28 befestigt sind, der in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist und der mit zwei Federn in zwei Nuten 29 am Mischblock 10 eingehängt ist. Die Nuten 29 verlaufen senkrecht zu der von den Achsen der beiden Sackbohrungen 14 und 15 aufgespannten Ebene und befinden sich zwischen den Gaseinläs­ sen 19 und 20 und der Stirnseite 12 jeweils seitlich einer Sack­ bohrung 14 bzw. 15. Bei geschlossenen Sitzventilen drücken die Stößel 17 mit einer bestimmten Kraft gegen die Ventilsitze 16. Nach dem Naturgesetz "Actio" ist gleich "Reactio" wird mit der­ selben Kraft in den Nuten 29 am Mischblock gezogen, so daß der Mischblock im Bereich der Sackbohrungen 14 und 15, der Querboh­ rungen 19 und 20 und der Nuten 29 stark gespannt ist.

Auch bei der Prüfung auf Dichtheit ist ein Rahmen 28 mit zwei Betätigungszylindern für die Sitzventile 21 und 22 vorhanden, wobei der Rahmen 28 und der Mischblock 10 wie im Betrieb in ei­ ner TEM-Anlage und wie in Fig. 1 dargestellt ineinander grei­ fen. Bei den periodisch stattfindenden Prüfungen wird zunächst geprüft, ob die Sitzventile 21 und 22 noch in Ordnung sind. Dazu wird bei geschlossenen Ventilen vom Gemischauslaß 13 her mit dem Prüfgas ein Druck im Mischblock 10 aufgebaut und z. B. mit einem Schwebekörper-Dichtheitsprüfer bekannter Art geprüft, ob an den Gaseinlässen Gas austritt. Ist ein Ventil nicht mehr dicht, so wird der entsprechende Ventilsitz eventuell auch der Stößel aus­ getauscht.

Um Lecks am Mischblock 10 selbst zu entdecken, wird dieser mit Seifenwasser eingesprüht. Dort wo Prüfgas austritt, bilden sich Blasen, anhand derer ein eventuelles Leck lokalisiert werden kann. Dabei wird zunächst nur ein Leck entdeckt, das von den Kanälen 24, 25 oder 26, also von einem Bereich vor den Ventil­ sitzen 16 zwischen diesen und dem Gemischauslaß 13 ausgeht.

Zusätzlich wird nun erfindungsgemäß bei geschlossenen Ventilen 21 und 22 auch von den Gaseinlässen 19 und 20 her mit dem Prüf­ gas ein Druck erzeugt. Auf diese Weise können Lecks entdeckt werden, die im Bereich hinter dem Ventilsitz von den Sackbohrun­ gen 14, 15 oder den Querbohrungen 19, 20 ausgehen. Es hat sich gezeigt, daß der Bereich der Nuten 29 eine Schwachstelle des Mischblocks 10 darstellt. An dieser Stelle konnten an mehreren Mischblöcken Lecks festgestellt werden, wenn bei geschlossenen Ventilen von den Gaseinlässen her ein Druck aufgebaut wurde. Ist bei geschlossenen Ventilen von den Gaseinlässen her ein Druck aufgebaut, so können auch die Ventile geprüft werden, wenn man am Gemischauslaß 13 mit einem Dichtheitsprüfer prüft, ob Gas austritt.

Schließlich wird der Mischblock 10 noch bei offenen Ventilen überprüft. Dazu gibt es drei Möglichkeiten. Einmal kann von den Gaseinlässen her ein Druck aufgebaut werden, während der Ge­ mischauslaß mit einem Verschlußstopfen verschlossen ist. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Gaseinlässe zu verschlie­ ßen und vom Gemischauslaß einen Druck aufzubauen. Schließlich kann auch gleichzeitig sowohl von den Gaseinlässen als auch vom Gemischauslaß ein Druck aufgebaut werden, wobei jedoch dazu ein umfangreiches Leitungssystem nötig ist. Bevorzugt wird die erste Möglichkeit, für die ein Leitungssystem nach Fig. 2 genügt.

Dort erkennt man eine Gasflasche 30, an die ein Schlauch 31 an­ geschlossen ist. Der Schlauch 31 führt zu einem T-Stück 32, mit dem zwei weitere Schläuche 33 und 34 verbunden sind, die an die Gaseinlässe 19 und 20 angeschlossen werden können. Für alle Schläuche 31, 33, 34 besitzt das T-Stück 32 die gleichen Schraubnippel 35. Ein solcher Schraubnippel 35 befindet sich auch an einem in den Figuren nicht näher dargestellten und an der Stirnseite 11 an den Mischblock 10 anschraubbaren Adapter, über den ein Schlauch an den Gemischauslaß 13 angeschlossen wer­ den kann. Um von diesem Gemischauslaß her einen Druck im Misch­ block aufzubauen, ist es deshalb nur notwendig, den Schlauch 31 vom T-Stück 32 zu lösen und an den entsprechenden Schraubnippel des Adapters für den Gemischauslaß 13 anzuschrauben.

Für den Anschluß eines Schlauches 33 oder 34 wird ein spezieller Adapter 40 verwendet, der näher in Fig. 3 dargestellt ist. Aus dieser Figur ist auch ersichtlich, daß die Querbohrungen des Mischblocks 10, von denen in Fig. 3 die Querbohrung 19 darge­ stellt sei, mit einem Innengewinde versehen sind, um in sie ein Anschlußstück 41 einschrauben zu können, das zum Anschließen ei­ ner Leitung dient, über die dem Mischblock im Betrieb Sauerstoff oder Brenngas zugeführt wird und das zur Prüfung des Mischblocks 10 nicht entfernt werden muß. An dem Anschlußstück 41 ist mit einer Überwurfmutter 42 ein nippelartiges Übergangsstück 43 be­ festigt, das von seinem dem Anschlußstück 41 abgewandten Ende her mit einem Innengewinde versehen ist. In das Übergangsstück 43 ist ein Schraubnippel 44 eingeschraubt, der beidseitig eines Sechskants mit außen mit einem Gewinde versehenen Ansätzen ver­ sehen ist. Der eine Ansatz ist in das Übergangsstück 43 einge­ schraubt, während auf den anderen Ansatz eine Schlaucharmatur 45 aufgeschraubt ist, die aus einem Klemmring 46 und einer Über­ wurfmutter 47 besteht. Der Schraubnippel 44 ist dabei vorzugs­ weise ein handelsüblicher Schmiernippel, der normalerweise in Öffnungen von Geräten eingeschraubt ist, die der Versorgung mit Schmierfett dienen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Dichtheitsprüfung eines Mischblocks (10), der zur Einleitung eines brennbaren Gasgemisches in eine Brenn­ kammer dient und der einen Gemischauslaß (13) und zwei Gasein­ lässe (19, 20) aufweist, von denen sich vor dem Gemischauslaß (13) vereinigende Kanäle (24, 25) ausgehen, in denen jeweils ein insbesondere hydraulisch betätigbares, während einer Betätigung geschlossenes Sitzventil (21, 22) angeordnet ist, wobei mit ei­ nem Prüfgas ein Druck im Mischblock (10) aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Gaseinlaß (19, 20) her bei betätigtem, diesem Gaseinlaß (19, 20) zugeordneten Sitzventil (21, 22) mit einem Prüfgas ein Druck im Mischblock (10) aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei betätigten Sitzventilen (21, 22) von beiden Gaseinlässen (19, 20) her gleichzeitig ein Druck aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Feststellen einer Undichtigkeit von den Gaseinlässen (19, 20) her einzeln ein Druck aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei geschlossenen Sitzventilen (21, 22) vom Gemischauslaß (13) mit Prüfgas ein Druck im Mischblock (10) auf­ gebaut und die Dichtheit geprüft wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Gemischauslaß (13) und von wenigstens einem Gaseinlaß (19, 20) her einzeln ein Druck aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei offenen Sitzventilen (21, 22) von wenig­ stens einem Gaseinlaß (19, 20) und/oder vom Gemischauslaß (13) mit Prüfgas ein Druck im Mischblock (10) aufgebaut und die Dichtheit geprüft wird.

7. Adapter (40) zur Verwendung in einem Verfahren nach ei­ nem vorhergehenden Anspruch und zum Verbinden einer mit einer Prüfgasquelle (30) verbindbaren Leitung (33, 34) mit einem Gaseinlaß (19, 20) des Mischblocks (10), dadurch gekennzeichnet, daß er ein Übergangsstück (43), das mit einer Überwurfmutter (42) an einem im Gaseinlaß (19, 20) befestigten Anschlußstück (41) verschraubbar ist und einen an dem Übergangsstück (43) be­ festigbaren Nippel (44) aufweist, auf den eine Schlaucharmatur (45) aufschraubbar ist.

8. Adapter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nippel ein handelsüblicher Schmiernippel (44) ist.

9. Leitungssystem zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen einer Prüfgasquelle (30) und den beiden Gaseinlässen (19, 20) des Mischblocks (10) ein T-Stück (32) anordenbar ist, an das zwei zu den beiden Gaseinlässen (19, 20) führbare Leitungen (33, 34) angeschlossen sind, daß von einem Anschluß (35) des T-Stücks (32) eine dritte Leitung (31) zur Prüfgasquelle (30) führbar ist und daß der Anschluß (35) am T-Stück (32) für die dritte Leitung (31) gleich einem Anschluß an einem Adapter zum Anschließen der dritten Leitung (31) an den Gemischauslaß (13) des Mischblocks (10) ist.