DE4307428A1 - - Google Patents
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
- G01F1/42—Orifices or nozzles
Description
Die Erfindung betrifft Durchflußmeßvorrichtungen und
insbesondere Durchflußmeßvorrichtungen, welche Blenden bzw.
Blendenplatten und Differentialdruck als Basis der Durchfluß
messung verwenden.
Pipelines bzw. Rohrleitungen werden dazu verwendet,
Fluide zu transportieren, beispielsweise Produktionsfluide von
Öl- und Gasbohrlöchern. Da die Messung dieser Fluide wichtig
ist, werden Blenden in spezielle Ausrüstungen oder Anschlußein
richtungen eingebaut, die in-line mit Rohrleitungsabschnitten
eingebaut werden. Gewisse Anschlußeinrichtungen können Bewegung
einer Blende bzw. Blendenplatte in den Durchflußstrom und aus
diesem heraus ermöglichen, ohne den Durchfluß durch die Rohr
leitung zu unterbrechen. Andere Anschlußeinrichtungen ermögli
chen es den Blendenplatten, nur durch Unterbrechung des Durch
flusses in die Rohrleitung hinein und aus dieser heraus bewegt
zu werden.
Die Verwendung von Blendenmessung für Durchfluß ist
seit alten Zeiten bekannt. Die Basis der Blendenmessung besteht
darin, eine Platte in einer Durchflußleitung anzuordnen, wobei
die Platte eine Öffnung hat, die kleiner als die Öffnung der
Durchflußleitung ist. Durch Feststellen des stromaufwärtigen
und des stromabwärtigen Drucks auf jeder Seite der Platte und
durch Berechnen des Unterschieds zwischen dem stromaufwärtigen
und dem stromabwärtigen Druck kann man die Durchflußrate in der
Rohrleitung ableiten.
Die Genauigkeit der Messung, die durch die Blende ge
geben ist, hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich des
Verhältnisses des Blendenloches zum Durchmesser des Rohres, der
Länge geradlinigen Verlaufes des stromaufwärtigen und des
stromabwärtigen Rohrleitungsabschnitts oder Rohrabschnitts auf
jeder Seite der Blende, der Exzentrizität des Blendenloches in
der Rohrleitung oder dem Rohr und dergleichen. Die Standards
zum Gewährleisten der Genauigkeit sind gegeben durch ANSI Stan
dard ANSI/API 2530, die für Durchflußmessung vollständig ange
messen sind.
Dennoch hat es eine Reihe von Treffen gegeben, um die
API/AGA-Standards beträchtlich zu revidieren, die eine Revision
darstellen würden von Manual of Petroleum Measurement Stan
dards, Kapitel 14, "Natural Gas Fluids Measurement", welches
Abschnitt 3, "Concentric, Square-edged Orifice Meters" umfaßt.
Der revidierte Abschnitt 3 kann eine neueste Unterlage werden
und würde dann eine Revision des ANSI-Standards ANSI/API 2530
bilden, d. h.: AGA Report No. 3.
Diese neuen Anforderungen werden wahrscheinlich durch
gewisse Gesellschaften angenommen, obwohl sich zusätzliche Ko
sten ergeben durch die mechanische Änderungen, die den Anforde
rungen zugeordnet sind. Die neuen Anforderungen fordern stärke
re Kontrolle der Zentrierung (Konzentrizität oder Exzentrizi
tät) der Blendenplatten, die in irgendeine Haltevorrichtung
eingebaut werden. Jedoch erfordern die meisten Blendenplatten
haltevorrichtungen, die keine Flansche haben, in gewisser Weise
eine Kombination aus Platte, Dichtung und Tragvorrichtung. Die
üblichste Dichtung dieser Art ist eine elastomere Dichtung, die
rund um die Blende oder Blendenplatte angeordnet wird. Diese
Art von Dichtung kann der stärkeren Kontrolle der Zentrierung,
die durch die neuen Revisionen mit Bezug auf eingebaute Gebilde
gefordert wird, möglicherweise nicht genügen. Dies ergibt sich
als Folge von Formungstoleranzen.
Es besteht daher ein Bedürfnis für eine Kombination
aus Blende (Blendenplatte) und Dichtung, die größere Kontrolle
der Konzentrizität beim Einbau ermöglicht, während dennoch die
gegenwärtigen üblichen und im Gebrauch befindlichen Dichtungs
aspekte angewendet werden können. Eine früher eingereichte An
meldung Serial No. 629, 130 vom 18. Dezember 1990 befaßt sich
mit diesem Problem und löst dieses, wie es in den Fig. 1
bis 10 dargestellt und in der nachstehenden Beschreibung be
schrieben ist.
Zusätzlich besteht auch ein Bedürfnis, die Platten
trageinrichtung richtig zu zentrieren, welche die Blendenplatte
hält, um deren Anordnung in dem Fließdurchgang der Blendenan
schlußeinrichtung zu kontrollieren, so daß größere Steuerung
oder Kontrolle der Konzentrizität der Blendenplatte in dem
Durchgang gewährleistet ist, während im wesentlichen gegenwär
tige Ausführungen für Anschlußeinrichtungen verwendet werden,
um den Plattenträger in die Anschlußeinrichtung einzuführen.
Die vorliegende Erfindung offenbart die Verwendung
der obigen Blendenplatte in ihrer Plattentrageinrichtung, die
in den Körper oder das Gehäuse einer Blendenanschlußeinrichtung
eingeführt ist, während die Ausrichtung der Plattentrageinrich
tung in der Blendenanschlußeinrichtung bewirkt wird. Die Tiefe
der Öffnung, die gewöhnlich beim Stand der Technik für die Ba
sis der Plattentrageinrichtung verfügbar ist, ist beträchtlich
vergrößert und Ansätze sind an der Plattentrageinrichtung vor
gesehen. Ein Kolbenstift oder Plungerstift ist weiterhin in ei
ner Öffnung im oberen Teil der Plattentrageinrichtung angeord
net. Ansätze sind auf jeder Seite der Blendenanschlußeinrich
tung den Ansätzen der Plattentrageinrichtung gegenüber vorgese
hen, um die Plattentrageinrichtung in der Blendenanschlußein
richtung mittig anzuordnen. Zusätzlich ist ein Anschlag in der
Blendenanschlußeinrichtung vorgesehen für das Einsetzen in die
Bodenöffnung der Plattentrageinrichtung.
Für ein weiteres Verständnis der Natur und der Zwecke
der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die nachste
hend angegebenen Zeichnungen, in denen gleichen Teilen gleiche
Bezugszeichen gegeben sind und in denen:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Blendenan
schlußeinrichtung ist;
Fig. 2 eine Vorderansicht einer Plattentrageinrich
tung zur Verwendung in einer Blendenanschlußeinrichtung ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht ist nach den Schnitt
linien 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 eine Vorderansicht der Blendenplatte und der
Dichtung ist;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht ist nach den Schnitt
linien 5-5 der Fig. 4;
Fig. 6 eine Einzelheit der Blendenplatte und der
Dichtung zeigt;
Fig. 7 eine Einzelheit der Blendenplatte und der
Dichtung in Kombination mit einer Plattentrageinrichtung zeigt;
Fig. 8 eine auseinandergezogene Ansicht einer Blen
denplatte und einer abgewandelten Dichtung zeigt;
Fig. 9 eine vordere Querschnittsansicht einer Blen
denplatte und einer abgewandelten Dichtung ist mit Traglagern;
Fig. 10 eine seitliche Querschnittsansicht der Fig. 9
ist nach den Schnittlinien 10-10 der Fig. 9;
Fig. 11 eine Vorderansicht der bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung einer Plattentrageinrich
tung zur Verwendung in einer Blendenanschlußeinrichtung der be
vorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 12 eine Querschnittsansicht der bevorzugten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung ist nach den Schnittli
nien 12-12 der Fig. 11;
Fig. 13 eine seitliche Querschnittsansicht einer
Blendenanschlußeinrichtung der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist, wobei eine Plattentrageinrichtung
in ihrer Position gezeigt ist;
Fig. 14 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
nach den Schnittlinien 14-14 der Fig. 13;
Fig. 15 eine Einzelheiten zeigende Ansicht der Plat
tentrageinrichtung der bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung ist, wobei die Öffnung an der Basis der Plat
tentrageinrichtung gezeigt ist;
Fig. 16 eine Einzelheiten zeigende Ansicht des An
schlages der Blendenanschlußeinrichtung der bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 17 eine abgewandelte, Einzelheiten zeigende An
sicht der Plattentrageinrichtung der vorliegenden Erfindung
ist, wobei eine unterschiedliche Öffnung an der Basis der Plat
tentrageinrichtung gezeigt ist;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht der Öffnung an der
Basis der Plattentrageinrichtung der abgewandelten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung ist nach den Schnittlinien 18-
18 der Fig. 17; und
Fig. 19 eine Seitenansicht eines Ventilträgers der
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Blendenplat
tentrageinrichtung und eine Blendenanschlußeinrichtung und ein
Verfahren zum Zentrieren der Blendenplatte und Trageinrichtung
in einer Blendenanschlußeinrichtung.
Fig. 1 stellt eine Blendenanschlußeinrichtung 12 dar.
Wie dargestellt, umfaßt die Blendenanschlußeinrichtung 12 Flan
sche 14, die dazu verwendet werden, die Anschlußeinrichtung 12
mit Abschnitten der Rohrleitung (nicht dargestellt) zu verbol
zen. Alternativ kann die Blendenanschlußeinrichtung 12 Schweiß
kegel (nicht dargestellt) umfassen und kann direkt in die Rohr
leitung geschweißt sein, oder eine Kombination eines Flansches
und eines Schweißkegels kann verwendet werden, um die Anschluß
einrichtung in der Rohrleitung anzuordnen.
Die Anschlußeinrichtung 12 umfaßt weiterhin einen
Körper oder ein Gehäuse 16 und einen Oberteil 18. Der Körper 16
umfaßt eine untere Kammer 20, die sich mit Fluid 34 aus dem In
neren der Rohrleitung in Fluidverbindung befindet, und der
Oberteil 18 umschließt eine obere Kammer 22. Ein Ventilsitz 24
und eine Ventilsitzdichtung 26 sind mittels Ventilsitzschrauben
28 mit dem Oberteil 18 verbunden. Eine Öffnung 30 bestimmt eine
Öffnung durch den Ventilsitz 24 und die Ventilsitzdichtung 26
und sie ermöglicht das Fließen von Fluiden durch sie hindurch.
Der Ventilsitz 24 ist als eine allgemein rechteckige
Platte dargestellt, die eine untere Basis oder Fläche hat, wel
che im wesentlichen eine ebene Fläche darstellt. Der Ventilsitz
24 kann aus legiertem Eisen oder aus anderem Material herge
stellt sein. Die Ventilsitzdichtung 26 kann aus einem Dich
tungsmaterial, wie Graphitasbest, hergestellt sein und die Ven
tilsitzschrauben 28 können aus chemisch behandeltem Stahl oder
einer Legierung hergestellt sein.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Blendenplattentra
geinrichtung 32 in Verbindung mit dem Rohrleitungsfluid 34 an
geordnet. Die Blendenplattentrageinrichtung 32 kann in der An
schlußeinrichtung 12 gehoben und gesenkt werden durch Betätigen
eines unteren Antriebs 36, der eine Zahnradwelle und Ritzel
aufweist, und eines oberen Antriebs 38, der ebenfalls eine
Zahnradwelle und Ritzel aufweist.
Die obere Kammer 22 ist gegenüber der Umgebung mit
tels einer Dichtungsstange 40 und einer Dichtungsstangendich
tung 42 abgedichtet, die mit einer Klemmstange 44 und Klemm
stangenschrauben 46 gehalten sind.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Blendenplatten
trageinrichtung 32 parallele Zahnstangen 47, 48 auf, die mit
dem unteren Antrieb 36 und dem oberen Antrieb 38 zusammenwirken
können. Eine Blendenplatte 50, die gewöhnlich ein mittleres
Loch 52 hat, wie es am besten aus den Fig. 4, 5, 7, 8, 9, 10
und 14 ersichtlich ist, ist innerhalb der Zahnstangen 47, 48
angeordnet. Die Blendenplattentrageinrichtung 32 hat eine Öff
nung 51, um in dieser die Blendenplatte 50 aufzunehmen.
Der Blendenplattenträger 32 hat einen inneren Umfang
54 für die Öffnung 51, der allgemein kreisförmige Gestalt hat,
jedoch Ansätze oder Vorsprünge 56 aufweist, die in die Öffnung
51 vorragen. Die Ansätze 56 können allgemein trapezförmige Ge
stalt haben mit schrägen Seiten 58 und einer Innenfläche 60.
Wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich, hat die Blen
denplatte 50 allgemein kreisförmige Gestalt mit einem Außenum
fang 62. Dies ist ein "Universal"-Plattenstandard, jedoch kann
die Erfindung mit irgendeiner Platte verwendet werden. Bei
spielsweise kann die Platte 50 Verlängerungen haben, die nicht
universell sind, um in Nuten eines Plattenhalters zu passen.
Die Blendenplatte 50 ist vorzugsweise aus Metall ge
bildet, und die Blendenplattentrageinrichtung 32 ist ebenfalls
vorzugsweise aus Metall gebildet einschließlich der Ansätze
oder Vorsprünge 56.
Wie am besten aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich,
ist die Blendenplatte 50 gewöhnlich von einer elastomeren Dich
tung 64, beispielsweise aus Kautschuk, umgeben. Die Kautschuk
dichtung 64 umfaßt einen Schlitz 66 in dem Inneren der Kau
tschukdichtung 64, welcher derart gestaltet und dimensioniert
ist, daß der Umfang 62 in dem Schlitz 66 aufgenommen wird, der
art, daß der Außenumfang 62 sich gegen den Innenumfang 68 der
Dichtung 64 legt. Die Seiten 70 der Platte 50 sind an ihren ex
tremen Außenflächen unmittelbar neben dem Umfang 62 durch die
Innenseiten 72 der Dichtung 64 umgeben. Die Dichtung 64 ist
derart gestaltet, daß ihre beiden Außenseitenflächen 74 eine
Dichtung mit den Innenflächen der Anschlußeinrichtung 12 bil
den. Nuten oder Vertiefungen 76, welche Seiten 77 haben, sind
durch Formung oder durch Einschneiden in das Äußere der Dich
tung 64 gebildet, um einen Abschnitt oder Spitzen 78 des Außen
umfangs 62 der Blendenplatte 50 freizulegen. Solche Seiten 77
können schräg verlaufen. Siehe Fig. 6. Die Nuten oder Vertie
fungen 76 entsprechen in ihrer Gestalt und Abmessung und der
Anzahl sowie dem Abstand derart, daß sie zu den Ansätzen oder
Vorsprüngen 56 passen. Die Spitzen 78, die durch die Böden 80
der Dichtung 64 vorragen, legen sich gegen das Ende 60 des In
nenumfangs 54 der Ansätze oder Vorsprünge 56. Die Blendenplatte
50 und die Dichtung 64, die an der ersteren angebracht ist,
sind derart dimensioniert, daß sie stramm in die Öffnung 51
passen derart, daß die Spitzen 78 sich gegen die Enden 60 der
Ansätze 56 legen, wodurch genaues Zentrieren der Blendenplatte
50 und demgemäß des Loches 52 in der Blendenplattentrageinrich
tung 32 ermöglicht ist.
Die Dichtungseinrichtung 64 kann aus irgendeinem ela
stomeren Material gebildet sein, wie beispielsweise aus Kau
tschuk. Ein solches elastomeres Material kann auf die Blenden
platte 50 vulkanisiert sein oder es kann mit Formpassung rund
um die Blendenplatte 50 angeordnet werden, wie es zweckentspre
chend ist in Abhängigkeit von der Größe. Alternativ gibt es,
wie in Fig. 8 dargestellt, gewisse Dichtungsmaterialien, die
nicht gut vulkanisierbar sind und die keine guten elastischen
Eigenschaften haben, wie beispielsweise Kunststoffe, beispiels
weise teflonartige Materialien, und Metall.
In solchen Situationen kann, wie in Fig. 8 darge
stellt, die Dichtung 64 aus zwei Teilen 90 und 92 gebildet
sein, deren jeder einen inneren Bereich hat zum Aufnehmen der
Blendenplatte 50. Jede Seite würde weiterhin Nuten oder Ausneh
mungen 96 haben, die in den Außenumfang 68 jeder Seite ge
schnitten sind und durch welche Teile des Umfangs 62 vorragen
würden zwecks Zusammenarbeitens mit den Ansätzen oder Vorsprün
gen 56. Demgemäß entsprechen die Nuten oder Ausnehmungen 96
ähnlich wie die Nuten oder Ausnehmungen 76 nicht nur einander
sondern entsprechen auch in ihrer Gestalt, Abmessung, Anzahl
und Abstand derart, daß sie zu den Ansätzen oder Vorsprüngen 56
passen. Die Seiten 90, 92 werden beispielsweise mittels Klemmen
100 miteinander gekoppelt, die an mit der Seite 92 im Eingriff
stehenden Verlängerungen 102 an den Umfang 98 der Seite 90 be
festigt sind.
Als eine andere Alternative und, wie es in den Figu
ren 9 und 10 dargestellt ist, können die Spitzen 78 der Blen
denplatte 50 sich gegen Kugellager 110 legen, die in einem Loch
oder einer abgewandelten Nut 112 einer Dichtung 114 angeordnet
sind. Unter solchen Umständen haben die Nuten oder Löcher 112
im wesentlichen vertikale Seiten 116 anstelle der schrägen Sei
ten 77 der Dichtung 64. Vertikale Seiten 116 unterstützen das
Halten der Kugellager 110 in ihrer Lage. Die Dichtung 114 hat
Dichtungsseiten 118 zum Bilden einer Dichtung mit den Innenflä
chen der Anschlußeinrichtung 12. Da Kugellager 110 mit sehr
kleinen Toleranzen hergestellt werden können, werden bei dieser
Ausführung die Konzentrizitätsanforderungen an die Blenden
platte 50 noch erfüllt. Weiterhin umfaßt in diesem Fall der
Blendenplattenträger 32 keine Ansätze 56, sondern umfaßt einen
eng bzw. genau gebohrten Innendurchmesser 120 einer solchen To
leranz, daß das Kugellager 110 eine Metall-Zwischen- oder
Grenzfläche zwischen dem Außenumfang 62 der Blendenplatte und
dem Innendurchmesser 121 des Blendenplattenträgers schaffen
kann.
Die grundsätzlichen Prinzipien des Anordnens der
Blendenplatte in dem Plattenträger werden vorzugsweise angewen
det bei der bevorzugten und den abgewandelten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die nachstehend beschrieben werden.
Fig. 13 zeigt eine Anschlußeinrichtung 120, die Flan
sche 140 umfaßt, die dazu verwendet werden, die Anschlußein
richtung 120 mit Abschnitten der Rohrleitung (nicht darge
stellt) zu verbolzen. Alternativ kann die Blendenanschlußein
richtung 120 Schweißkegel (nicht dargestellt) umfassen und kann
direkt in die Rohrleitung geschweißt werden, oder es kann eine
Kombination aus einem Flansch und einem Schweißkegel verwendet
werden, um die Anschlußeinrichtung in der Rohrleitung anzuord
nen. Die Blendenanschlußeinrichtung 120 umfaßt weiterhin einen
Körper 160 und einen Oberteil 180. Der Körper 160 umschließt
eine untere Kammer 200, die sich mit dem Fluid 34 aus dem Inne
ren der Rohrleitung in Fluidverbindung befindet, und der Ober
teil 180 umschließt eine obere Kammer 220. Ein Ventilsitz 24
und eine Ventilsitzdichtung 26 der in Fig. 1 dargestellten Art
können mit dem Oberteil 108 verbunden werden mit Schrauben, wie
beispielsweise den Ventilsitzschrauben 28. Eine Öffnung 30
würde vorgesehen sein, um eine Öffnung durch den Ventilsitz 24
und die Ventilsitzdichtung 26 hindurch zu bilden, was das Flie
ßen von Fluiden durch diese hindurch und die Blendenplatte hin
durch ermöglichen würde, wie es bei der Ausführung gemäß Fig. 1
der Fall ist.
Wie in Fig. 13 dargestellt, ist eine Blendenplatten
trageinrichtung 320 in Verbindung mit dem Rohrleitungsfluid 34
angeordnet. Die Blendenplattentrageinrichtung 320 kann inner
halb der Blendenanschlußeinrichtung 120 gehoben und gesenkt
werden durch Betätigen eines unteren Antriebs 36 und eines obe
ren Antriebs 38 wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
Die obere Kammer 220 kann gemäß Fig. 1 gegenüber der
Umgebung abgedichtet werden mit einer Dichtungsstange wie einer
Dichtungsstange 40 und einer Dichtungsstangendichtung 42, die
mit einer Klemmstange 44 und Klemmstangenschrauben 46 gehalten
sind.
Wie in Fig. 11 dargestellt, weist die Blendenplatten
trageinrichtung 320 parallele Führungen 47, 48 auf, die mit dem
unteren Antrieb 36 und dem oberen Antrieb 38 zusammenwirken
können. Die Konstruktion der und die Konstruktionsmaterialien
für die Blendenplatte 50 und die Blendenplattentrageinrichtung
320 entsprechen der Beschreibung der Blendenplatte 50 und der
Blendenplattentrageinrichtung 32 und der abgewandelten Ausfüh
rungsform, wie sie anhand der Fig. 1 bis 10 beschrieben
sind, mit der Ausnahme, daß die Blendenplattentrageinrichtung
320 sich von der Blendenplattentrageinrichtung 32 unterschei
det, wie es nachstehend beschrieben wird.
Wie in Fig. 11 dargestellt, ist eine Öffnung 400 in
der Plattentrageinrichtung 320 gebildet. Vorzugsweise erstreckt
sich die Öffnung 400 von der Basis 410 der Plattentrageinrich
tung 320 zum Inneren der Plattentrageinrichtung 320. Vorzugs
weise erstreckt sich eine solche Öffnung über etwa 5 % bis 25%,
und vorzugsweise über 7% bis 18% der Gesamtlänge der Plat
tentrageinrichtung 320 (gemessen von der Basis 410 zum Oberende
420) in das Innere der Plattentrageinrichtung 320. Es würde ty
pisch ein Materialstück 430 vorhanden sein, welches sich von
dem Oberende 440 der Öffnung 400 zum Außenumfang 450 des Loches
51 erstreckt. Die Länge des Materials 430 vom Oberende 440 zu
dem Außenumfang 450 würde annähernd 2% bis 10% und vorzugs
weise 3% bis 7% der Länge des Plattenträgers 320 von der Ba
sis 410 zum Oberende 420 betragen. Vorzugsweise sollte die Öff
nung 400 eine Tiefe haben, die so groß ist, wie es zweckent
sprechend vernünftig ist, um im Abschnitt 430 noch ausreichende
mechanische Festigkeit zu belassen, um eine Verformung oder
Verzerrung des Plattenträgers 320 zu vermeiden und um ein Gie
ßen zu ermöglichen. Diese Tiefe, die so groß wie möglich sein
sollte, ergibt eine geringe Möglichkeit der Bewegung der Mitte
der Öffnung 50 mit Bezug auf die Mitte des Anschlußeinrich
tungsdurchganges 460 der Anschlußeinrichtung 420. Wie am besten
in Fig. 15 dargestellt, hat die Öffnung 400 schräge Seiten 402,
404, die in einer ebenen Innenfläche 406 des Oberendes 440 en
den.
Wie in den Fig. 17 und 18 dargestellt, hat ein al
ternatives Loch 401 Seiten 403, 405 und Lagerflansche 407, 409.
Die Flansche 407, 409 ragen von den Seiten 403, 405 in Richtung
gegen die Mitte der Öffnung 401 vor. Die Seiten 403, 405 ver
laufen schräg in Richtung gegen die Innenfläche 406 des Oberen
des 440.
Die Plattentrageinrichtung 320 hat weiterhin zwei An
sätze 470, 480, die in den Seiten der Plattentrageinrichtung
320 nahe den Zahnstangen 47, 48 gebildet bzw. gegossen sind.
Die Ansätze 470, 480 sind derart bearbeitet, daß sie sich im
wesentlichen über die Breite der Zahnstangen 47, 48 hinaus er
strecken, und sie sind an ihren Oberenden 490, 500 geglättet
derart, daß sie mit dem Oberende 420 im wesentlichen coplanar
sind. Die Ansätze 470, 480 sind abgerundet, um ihre Berührungs
fläche zu verkleinern. Dies vermeidet ein Festsitzen oder Fest
fressen wegen der engen Toleranz der Bearbeitung. Wie in Fig.
14 dargestellt, können die Seiten 472, 482 der abgerundeten An
sätze 470, 480 geringfügig eben sein.
Die Ansätze 470, 480 sind im wesentlichen am Oberende
der Plattentrageinrichtung 320 an gegenüberliegenden Enden an
geordnet, um größere Winkelverschiebung von der Mitte des Lo
ches 51 zu ermöglichen. Dies ermöglicht eine größere Toleranz
für Fremdmaterial und andere Versetzungen, die eine Winkelver
schiebung der Mitte des Loches 51 bewirken würden, weil die
geometrischen Verhältnisse der Abstände der Ansätze 470, 480
von der Mitte des Loches 51 viel größer sind als Einstellungen
im wesentlichen horizontal coplanar mit der Mitte des Loches 51
wie beim Stand der Technik.
Eine Öffnung 510 ist in der oberen Fläche 420 des
Plattenträgers 320 durch Bearbeitung oder andere zweckentspre
chende Mittel gebildet. Die Öffnung 510 hat vorzugsweise eine
Größe derart, daß sie für das Einsetzen eines Federplungers
oder Federkolbens geeignet ist, beispielsweise solche, wie sie
von der Reid Tool Supply Company hergestellt werden, die feder
belastete Stifte sind. Solche Stifte schaffen eine positive Fe
derspannung. Es wird auf die Fig. 13 und 14 verwiesen, in
denen Federkolben 520 dargestellt sind, in denen federbelastete
Stifte 522 vorgesehen sind. Typische Standardkatalognummern für
Federkolben sind SLS1-11 oder STS1-11 im Katalog der Reid Tool
Supply Company (siehe Seite 70). Metallurgien bewirken Änderun
gen mit dem Service oder Betrieb des Blendensystems. Das Stift-
Federkolbengebilde 520 wird typisch verwendet, um die Platten
trägereinrichtung 320 in ihrer Position in der Anschlußeinrich
tung 120 zu halten, wie es nachstehend diskutiert wird.
Gemäß den Fig. 13 und 14 muß die Blendenanschluß
einrichtung 120 gegenüber der Konfiguration in Fig. 1 geändert
werden, um größere Anordnung oder Einstellung der Mitte des Lo
ches 51 in genauer Weise in dem Durchgang 460 zu haben.
Ein Loch 602, welches eine Schulter 608 umfaßt, ist
in der Basis 600 der Blendenanschlußeinrichtung 120 gebildet.
Ein Positionierungsanschlagstift 604 hat eine Basis 606, um
sich an die Schulter 608 anzupassen. Die Basis 606 ist an der
Basis in dem Loch 602 angeschweißt oder auf andere Weise durch
zweckentsprechende Mittel angebracht, um den Anschlagstift 604
an der Basis 600 anzubringen. Der Anschlagstift 604 umfaßt
Schultern 610 annähernd auf der Hälfte der Länge des Anschlag
stiftes 604. Der Anschlagstift 604 ist im wesentlichen rund.
Weiterhin hat der Anschlagstift 604 einen verkleinerten Ab
schnitt 612, der sich jenseits der Schulter 610 erstreckt. Der
erstreckte Abschnitt 612 ist so dimensioniert, daß er in die
Öffnung 400 vorragt und letztlich mit den schrägen Wänden 402,
404 an deren oberen Enden in Berührung tritt und einen festen
Sitz in der Fläche 614 der Verlängerung 612 mit den schrägen
Wänden 402, 404 bildet.
Ansätze 700, 702 sind in den Seitenwänden 704, 706
des unteren Teils 160 der Blendenanschlußeinrichtung 120 gebil
det. Typisch sind die Ansätze 700, 702 durch Gießen gebildet
oder durch andere zweckentsprechende Mittel, wie beispielsweise
durch das Aufbauen des Bereiches mit Schweißmaterial an den
Wänden 704, 706, wonach dann die Ansätze 700, 702 maschinell
bearbeitet werden. Die Ansätze 700, 702 werden bearbeitet, so
daß sie annähernd einen Winkel von 45° haben, vorzugsweise mit
einem Satz von im wesentlichen ebenen Seiten 708, 710. Der Ab
stand der Ansätze 700, 702 ist derart, daß, wenn der Platten
träger 320 mit seiner Öffnung 400 auf dem Anschlag 604 auf
sitzt, im wesentlichen ebene Flächen 472, 482 der Ansätze 470,
480 sich gegenüber der ebenen Fläche 708 bzw. 710 der Ansätze
700 bzw. 702 befinden. Die oberen Endflächen 720, 722 der An
sätze 700, 702 haben eine Abschrägung, um mit der abgerundeten
Fläche 730 bzw. 732 zusammenzuwirken, um den Plattenträger 320
im Inneren 200 der Anschlußeinrichtung 120 zu zentrieren, wenn
die Zahnräder 36 mit den Zahnstangen 47, 48 in Eingriff treten.
Auf diese Weise bleibt der Plattenträger 320 während des Vor
ganges des Absenkens des Plattenträgers 320 durch die auf die
Zahnstangen 47, 48 wirkenden Zahnräder 36 auf diesen, bis die
Öffnung 400 sich auf den Anschlag 604 setzt. Wie oben erläu
tert, hat durch Schaffung der Ansätze 470, 480 und 700, 702 im
wesentlichen am Oberende des Plattenträgers 320 irgendwelches
Fremdmaterial innerhalb solcher Flächen eine kleine Verschie
bung der Mitte des Loches 51 mit Bezug auf die Mitte des Durch
ganges 460. Ein gewisses Ausmaß an Gleiten, insbesondere, wenn
die Anschlußeinrichtung 120 sich nicht in einer vertikalen Po
sition befindet, tritt zwischen der unteren Fläche 730, 732 des
Ansatzes 470 bzw. 480 auf, und die obere Fläche 720, 722 des
Ansatzes 700 bzw. 702, und dieses Gleiten führt zu einem Reini
gungsvorgang mit Bezug auf Fremdmaterialien und weiterhin zu
einem Minimieren des Gleitens, um die Abnutzung an den Ansätzen
470, 480 zu verhindern.
Wie weiterhin in Fig. 14 ersichtlich, sind Stifte
760, 770 jeweils gebildet in Löchern 780, 790 in den Seiten
704, 706 der Anschlußeinrichtung 120 oberhalb von Druckbohrun
gen oder Druckanzapfungen 761, 771. Die Stifte 760, 770 ragen
im wesentlichen vor zu annähernd der Mitte der Seiten der Plat
tentrageinrichtung 320. Diese unterstützen die Ausrichtung ins
besondere, um Bewegung der Plattentrageinrichtung 320 mit Bezug
auf die Blendenanschlußeinrichtung 120 zu behindern, die ein
Auflaufen der Ansätze 470, 480 auf den Ansätzen 700, 702 bewir
ken könnte, was zu Abnutzung führen würde. Wie in Fig. 19 dar
gestellt, ist ein Ventilträger 800 der gleiche wie der Ventil
träger, der in Fig. 1 dargestellt ist.
Der Ventilträger 800 in Fig. 19 hat eine Verlängerung
810 etwa in seiner Mitte und in seiner Position entsprechend
dem Kolbenstift oder Plungerstift 522 (Fig. 13). Wenn somit der
Plattenträger 320 sich in seiner Position befindet und mit dem
Fließdurchgang 460 ausgerichtet ist, legt sich die Verlängerung
810 gegen den Stift 522, wodurch der Plattenträger 320 in sei
ner Position weiter stabilisiert wird und Abnutzung an den An
sätzen 470, 480 vermieden wird.
Als Abwandlungen zu dem Ausrichtungsmechanismus könn
ten Seitenschrauben anstelle beispielsweise der Ansätze 700,
702 verwendet werden oder Zentrierung eingestellt werden über
einen Mechanismus zum Manipulieren des Stiftes 522. Jedoch ha
ben von Hand vorzunehmende Einstellungen die Schwierigkeit, daß
sie jedesmal erfolgen müßten, wenn die Ansätze 470, 480 bewegt
werden. Weiterhin könnte die Öffnung 400 von irgendeiner Abmes
sung sein, solange sie im wesentlichen nahe dem Loch 51 liegt.
Zusätzlich kann der Anschlag 604 horizontal anstelle von verti
kal ausgerichtet werden.
Im Betrieb wird die Blendenplatte 50 mit dem Platten
halter 320 zusammengefügt, wie es oben erläutert ist mit Bezug
auf das Zusammenfügen oder den Zusammenbau der Blendenplatte 50
mit dem Plattenhalter 32. Wenn dieser Zusammenbau vervollstän
digt ist, wird er in die Anschlußeinrichtung 21 eingeführt,
wenn die Zahnräder 38, 36 den Plattenträger 320 in Richtung ge
gen den Anschlag 604 absenken. Die Stifte 760, 770 schaffen ei
ne vorläufige Führung des Plattenträgers 320, um das Verhindern
von Abrieb der Ansätze 470, 480 und der Ansätze 700, 702 zu un
terstützen. Die unteren Abschnitte 730, 732 der Ansätze 470,
480 gelangen in vollständige oder teilweise Berührung mit dem
Ansatz 700 bzw. 702. Die oberen Flächen 720, 722 der Ansätze
700, 702 erleichtern das Gleiten der Ansätze 470, 480 jeweils
auf die oberen Flächen 720 bzw. 722, bis der im wesentlichen
ebene Abschnitt 472, 482 der Ansätze 470, 480 mit dem im we
sentlichen ebenen Abschnitt 708, 710 des Ansatzes 700 bzw. 702
in Berührung tritt. Wenn das Auflaufen der Ansätze 470, 480 auf
die Ansätze 700, 702 auftritt, tritt der Anschlag 604 in die
Öffnung 400 ein, so daß die Seitenwände 402, 404 mit der Fläche
614 sicher in Berührung treten, wenn der ebene Abschnitt 472,
482 jeweils die ebene Fläche 708 bzw. 710 berührt. Zu diesem
Zeitpunkt ist die Blendenplatte 50 mit Bezug auf den Durchgang
460 zentriert. Der Ventilträger 800 kann dann so angeordnet
werden, daß der mittlere Teil 810 sich gegen den Stift 522 legt
(in den Fig. 13 und 14 nicht dargestellt, jedoch im wesent
lichen identisch zur Darstellung in der Fig. 1), und das Blen
densystem kann dann in Betrieb genommen werden.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen dienen le
diglich als Beispiel und sie begrenzen nicht den Umfang der Er
findung oder deren Einzelheiten. Es ist zu bemerken, daß viele
andere Modifikation und Verbesserung zu der vorstehenden Offen
barung vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung
oder den erfinderischen Konzepten, die hier beschrieben sind,
abzuweichen. Da viele sich ändernde und unterschiedliche Aus
führungsformen innerhalb des Rahmens des erfinderischen Konzep
tes, wie es hier gelehrt worden ist, ausgeführt werden können,
einschließlich äquivalenter Gebilde oder Materialien, die da
nach in Betracht gezogen werden, und weil viele Modifikationen
mehr in den hier im einzelnen erläuterten Ausführungsformen in
Übereinstimmung mit Vorschriften des Gesetzes liegen können,
ist zu verstehen, daß die hier beschriebenen Einzelheiten le
diglich als erläuternd und nicht in begrenzendem Sinn zu inter
pretieren sind.
Gegenstände besonderen Interesses sind ferner folgen
de Merkmalsgruppen A bis K:
- A. Ein Blendenplattenhaltesystem zur Verwendung mit
einer Anschlußeinrichtung, die einen Durchgang hat und
eine Blendenplatte mit einem Außenumfang und
eine den Außenumfang umgebende Dichtung, umfassend:
eine rechteckig gestaltete Plattentrageinrichtung, die Mittel hat zum Einführen in die Anschlußeinrichtung sowie ein erstes Ende, ein zweites Ende, Seiten und eine innere Öffnung hat mit einer Größe zum Aufnehmen der Blen denplatte und der umgebenden Dichtung in ihr;
wobei das erste Ende eine Öffnung mit konischem Quer schnitt hat, die sich im wesentlichen in das Innere der Plattentrageinrichtung erstreckt und von der inneren Öff nung getrennt ist,
jede der Seiten einen Ansatz hat, der sich von der Ebene der Seite nach außen erstreckt, wobei der äußere Ab schnitt der Ansätze im wesentlichen nahe dem zweiten Ende liegt, und wobei
die Öffnung mit konischem Querschnitt und die Ansätze mit Teilen der Anschlußeinrichtung zusammenarbeiten, um die Blendenplatte in dem Anschlußstück zu zentrieren. - B. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe A, wobei das erste Ende die Basis der Platte, das zweite Ende das Oberende der Platte und der äußere Teil oder Abschnitt der obere Teil oder Abschnitt ist.
- C. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe B, wobei weiterhin umfaßt sind: eine erste Einrichtung an dem Ober ende zum Zusammenwirken mit der Anschlußeinrichtung, um die Blendenplatte in dem Durchgang zu zentrieren.
- D. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe C, wobei die genannte erste Einrichtung eine obere Öffnung in dem Oberende und einen in der Öffnung angeordneten Federkolben umfaßt.
- E. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe D, wobei der Federkolben einen Stift hat und so ausgerichtet ist, daß er von der oberen Öffnung vorragt.
- F. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe B, wobei jeder der Ansätze einen ebenen Abschnitt unter dem oberen Abschnitt umfaßt.
- G. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe B. wobei jeder der Ansätze einen unteren abgerundeten Abschnitt um faßt.
- H. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe B, wobei die Basisöffnung durch die Basis hindurch gebildet ist und schräge Wände hat.
- I. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe H, wobei jede der schrägen Wände einen Ansatz hat.
- J. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe H, wobei die Basisöffnung sich über eine Strecke zwischen 5% und 25% der Gesamtlänge der Plattentrageinrichtung erstreckt.
- K. Ein Blendenplattenhaltesystem nach Gruppe H, wobei die Basisöffnung sich über eine Länge zwischen 7% und 18% der Gesamtlänge der Plattentrageinrichtung erstreckt.
Claims (13)
1. Blendenanschlußeinrichtung zur Verwendung mit einer
Blendenplatte, die in einem Plattenträger angebracht ist, zum
Messen des Durchflusses in einem Rohr, in welchem Fluide flie
ßen können, umfassend:
eine Anschlußeinrichtung, die einen vergrößerten Teil zur Aufnahme des Plattenträgers sowie einen durchgehenden Durchgang und eine Basis hat;
eine Trageinrichtung, die in der Anschlußeinrichtung angeordnet ist, zum Einwirken auf den Plattenträger, um die Blendenplatte in dem Durchgang zu tragen;
eine Zentriereinrichtung zum seitlichen Zentrieren des Plattenträgers in dem Durchgang; und
eine Anschlageinrichtung, die unabhängig von der Zen triereinrichtung ist und dazu dient, den Plattenträger in dem Durchgang vertikal anzuordnen.
eine Anschlußeinrichtung, die einen vergrößerten Teil zur Aufnahme des Plattenträgers sowie einen durchgehenden Durchgang und eine Basis hat;
eine Trageinrichtung, die in der Anschlußeinrichtung angeordnet ist, zum Einwirken auf den Plattenträger, um die Blendenplatte in dem Durchgang zu tragen;
eine Zentriereinrichtung zum seitlichen Zentrieren des Plattenträgers in dem Durchgang; und
eine Anschlageinrichtung, die unabhängig von der Zen triereinrichtung ist und dazu dient, den Plattenträger in dem Durchgang vertikal anzuordnen.
2. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Zentriereinrichtung Ansätze umfaßt, die an dem vergrößerten
Teil angebracht sind und im wesentlichen gegenüber den Seiten
des Plattenträgers liegen, die dem Oberende des Plattenträgers
am nächsten liegen, wenn der Plattenträger in dem vergrößerten
Teil in seiner untersten Position angeordnet ist.
3. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 2, wobei je
der der Ansätze einen schrägen oberen Abschnitt umfaßt.
4. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 2, wobei je
der der Ansätze einen ebenen äußeren Abschnitt umfaßt.
5. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 2, wobei je
der der Ansätze einen schrägen unteren Abschnitt umfaßt.
6. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch l, wobei die
Anschlageinrichtung eine untere Öffnung umfaßt, in welcher ein
Anschlag aufgenommen ist, wodurch die Bewegung des Plattenträ
gers in dem vergrößerten Teil begrenzt ist.
7. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 6, wobei die
untere Öffnung in der Basis vorhanden ist und der Anschlag sich
von der Basis in den untersten Abschnitt des vergrößerten Teils
erstreckt.
8. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 6, wobei der
Anschlag einen ersten zylindrisch gestalteten Abschnitt umfaßt.
9. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 8, wobei der
Anschlag einen zweiten zylindrisch gestalteten Abschnitt um
faßt, der einen kleineren Durchmesser als die erste zylindri
sche Gestalt hat, wobei die zylindrisch gestalteten Abschnitte
nahe beieinander liegen.
10. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 1, wobei
weiterhin eine Stabilisierungseinrichtung vorgesehen ist zum
Halten des Plattenträgers in der Position, die durch die Zen
triereinrichtung und die Anschlageinrichtung bestimmt ist.
11. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 10, wobei
die Stabilisierungseinrichtung Stifte in der Seite der An
schlußeinrichtung umfaßt, die sich in den vergrößerten Teil er
strecken.
12. Blendenanschlußeinrichtung nach Anspruch 1, wobei
weiterhin ein Ventilträger vorgesehen ist, der mit der An
schlußeinrichtung verbunden ist und eine untere mittlere Ver
längerung hat, die sich in Richtung gegen die Anschlageinrich
tung erstreckt.
13. Blendeninstallation zum Messen des Durchflusses in
Rohren oder Rohrleitungen, in denen Fluide fließen können, um
fassend:
eine Blendenplatte, die einen Außenumfang hat;
eine den Außenumfang umgebende Dichtung;
eine Plattentrageinrichtung, die eine innere Öffnung hat mit einer Größe zum Aufnehmen der Blendenplatte und der um gebenden Dichtung;
eine Anschlußeinrichtung zum Halten der Platte, wobei die Anschlußeinrichtung einen Fließdurchgang hat; und
eine Positionseinrichtung, die der Plattentragein richtung und der Anschlußeinrichtung zugeordnet ist zwecks Zu sammenwirkens, um die Plattentrageinrichtung in dem Fließdurch gang mit engen Toleranzen zu positionieren.
eine Blendenplatte, die einen Außenumfang hat;
eine den Außenumfang umgebende Dichtung;
eine Plattentrageinrichtung, die eine innere Öffnung hat mit einer Größe zum Aufnehmen der Blendenplatte und der um gebenden Dichtung;
eine Anschlußeinrichtung zum Halten der Platte, wobei die Anschlußeinrichtung einen Fließdurchgang hat; und
eine Positionseinrichtung, die der Plattentragein richtung und der Anschlußeinrichtung zugeordnet ist zwecks Zu sammenwirkens, um die Plattentrageinrichtung in dem Fließdurch gang mit engen Toleranzen zu positionieren.
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US84923992A | 1992-03-10 | 1992-03-10 |
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