DE60005552T2

DE60005552T2 - Schaltvorrichtung um einen fluidstrom nach wahl durch eine erste oder zweite behandlungsvorrichtung zu führen

Info

Publication number: DE60005552T2
Application number: DE60005552T
Authority: DE
Inventors: Alexander Peter PAS; Fred Greter
Original assignee: Indufil BV
Current assignee: Indufil BV
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: US6668860B1; WO2001029467A1; NL1013330C2; EP1230503B1; AU1311101A; EP1230503A1; DE60005552D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung, um einen Fluidstrom, zum Beispiel ein unter hohem Druck stehendes Gas, nach Wahl durch eine erste oder zweite Behandlungsvorrichtung zu führen, in der dieses Fluid einer Behandlung, wie etwa einer Filterung, Erwärmung, Abkühlung oder ähnlichem unterzogen wird, und die aufweist:

– einen Fluideinlaß, einen Fluidauslaß und zwei Verteilerventile, deren mit Kanälen versehene Ventilkörper an einem gemeinsamen Drehstift befestigt sind, wobei all dies in einer Weise gemacht ist, daß der Einlaß und der Auslaß der Schaltvorrichtung in einer Grenzposition des Drehstifts mit der ersten Behandlungsvorrichtung verbunden sind und der Einlaß und der Auslaß der Schaltvorrichtung in der anderen Grenzposition des Drehstifts mit der zweiten Behandlungsvorrichtung verbunden sind, und
– Sicherheitsventile, die in den Verbindungen zwischen den Verteilerventilen und den zwei Behandlungsvorrichtungen angeordnet sind.

Eine Schaltvorrichtung dieser Art ist aus GB-A-2236829 bekannt.
Eine Schaltvorrichtung wie in der Präambel angegeben kann zum Beispiel verwendet werden, um Erdgas, das unter hohem Druck (zum Beispiel 200 bar) steht, abwechselnd durch eines der zwei Filter laufen zu lassen. Während das eine Filter in Gebrauch ist, wird das andere Filter ersetzt und/oder zum Beispiel mit Stickstoff gereinigt. Wenn ein Verteilerventil, gewöhnlich ein Kugelventil, leckt, tritt Gas in das Filter ein, das zu dieser Zeit gereinigt oder ersetzt wird. Dies kann sehr gefährlich sein. Deshalb sind in den Verbindungen zwischen den Verteilerventilen und den zwei Behandlungsvorrichtungen Sicherheitsventile angeordnet.
Wenn ein Verteilerventil in die Richtung einer Behandlungsvorrichtung leckt, die nicht im Betrieb ist, wird das Leckgas von einem Sicherheitsventil gestoppt.
Gemäß der Erfindung sind zwei Sicherheitsventile in den Verbindungen zwischen den Verteilerventilen, die mit dem Einlaß und dem Auslaß und der ersten Behandlungsvorrichtung verbundenen sind, auf einem gemeinsamen Drehstift angeordnet, und die Ventilkörper der zwei Sicherheitsventile in den Verbindungen zwischen den Verteilerventilen, die mit dem Einlaß und dem Auslaß und der zweiten Behandlungsvorrichtung verbundenen sind, sind ebenso auf einem gemeinsamen Drehstift angeordnet.
Es ist wichtig, daß die Ventile während des Wechsels von einer Behandlungsvorrichtung zur anderen richtig geschaltet werden. Zu diesem Zweck erstreckt sich eine Druckausgleichsleitung mit mindestens einer Absperrvorrichtung zwischen den zwei Behandlungsvorrichtungen, und zu der Vorrichtung wird ein Schaltsystem zum Schalten der Verteilerventile und der Sicherheitsventile hinzugefügt, welches in einer derartigen Weise wirkt, daß es die Zuführung und den Ausfluß von Fluid zu und aus der Behandlungsvorrichtung auf die andere Behandlungsvorrichtung umschaltet, wobei die folgenden Schaltarbeitsgänge in Folge stattfinden:

– die Ventilkörper der Sicherheitsventile in den Zuführungs- und Ausflußleitungen der Behandlungsvorrichtung, die nicht in Betrieb ist, werden in die offene Stellung bewegt, in der die Ventilkörper der Sicherheitsventile in den Zuführungs- und Ausflußleitungen der Behandlungsvorrichtung für eine Drehung blockiert sind,
– die mindestens eine Absperrvorrichtung in der Druckausgleichsleitung wird geöffnet,
– die Ventilkörper der Verteilerventile werden in eine Position bewegt, in der die Behandlungsvorrichtung, die vorher nicht in Betrieb war, betätigt wird, und die Behandlungsvorrichtung wird deaktiviert, wobei die Behandlungsvor richtung, die gerade betätigt wurde, gegen Drehung blockiert wird,
– die mindestens eine Absperrvorrichtung in der Druckausgleichseinrichtung wird geschlossen, und die Ventilkörper der Sicherheitsventile in dem Einlaß und Auslaß der Behandlungsvorrichtung, die gerade deaktiviert wurde, werden in die geschlossene Stellung bewegt.

Auf diese Weise könnten die Ventile des Systems elektronisch geschaltet werden. Es ist jedoch sicherer, wenn das Schaltsystem die folgenden Teile enthält:

– eine kreisförmige Scheibe, die auf der gemeinsamen Achse der Verteilerventile angeordnet ist und die zwei Ausschnitte hat, welche die Form von Segmenten eines Kreises haben und über dessen Umfang aufeinander folgen,
– eine kreisförmige Scheibe, die auf den gemeinsamen Achsen jedes der Sicherheitsventile angeordnet ist und die einen Ausschnitt in der Form eines Segments eines Kreises auf dem Umfang hat, wobei der Radius der Kreissegmentausschnitte gleich dem der kreisförmigen Scheiben ist und wobei imaginäre Kreise um die Umfänge der nebeneinander angeordneten Scheiben einander in der Form und Größe eines Kreissegmentausschnitts überlappen.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die Figuren beschrieben, die eine beispielhafte Ausführungsform darstellen.
1 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung, teilweise im Schnitt.
2 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung. 3a, b, c, d zeigen verschiedene mit dem Umschalten des Fluidstroms von einer Behandlungsvorrichtung zu der anderen Behandlungsvorrichtung zusammenhängende Stadien.
Die dargestellte Schaltvorrichtung ist fähig, ein gasförmiges oder flüssiges Fluid über ein Einlaßverteiler-Kugelventil 1 nach Wunsch zu einer Behandlungsvorrichtung 2 oder einer Behandlungsvorrichtung 3 zu führen. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform weist jede der Behandlungsvorrichtungen 2 und 3 ein Filter 4 zum Filtern ei nes unter hohem Druck stehenden Gasstroms auf. Die Behandlungsvorrichtungen könnten zum Beispiel auch Heiz- oder Kühleinheiten aufweisen, und der Gasstrom könnte auch ein Flüssigkeitsstrom sein.
Das gefilterte Gas verläßt die Schaltvorrichtung über ein Auslaßverteiler-Kugelventil 5, das ebenso abwechselnd mit der Behandlungsvorrichtung 2 oder der Behandlungsvorrichtung 3 verbunden werden kann. Die Verbindungsleitung zwischen dem Einlaßverteiler-Kugelventil und der Behandlungsvorrichtung 2 ist mit 6 bezeichnet, die Verbindungsleitung zwischen dem Einlaßverteiler-Kugelventil 1 und der Behandlungsvorrichtung 3 ist mit 7 bezeichnet, Verbindungsleitung zwischen dem Auslaßverteiler-Kugelventil 5 und der Behandlungsvorrichtung 2 ist mit 8 bezeichnet, und die Verbindungsleitung zwischen dem Auslaßverteiler-Kugelventil 5 und der Behandlungsvorrichtung 3 ist mit 9 bezeichnet.
Das Einlaßverteiler-Kugelventil 1 und das Auslaßverteiler-Kugelventil 5 sind auf einem gemeinsamen Drehstift 10 montiert, der mit Hilfe eines Hebels um 90° gedreht werden kann.
In jeder der Leitungen 6, 7, 8 und 9 ist jeweils ein Sicherheitskugelventil 12, 13, 14, 15 montiert.
Die Sicherheitskugelventile 12 und 14 sind auf einem gemeinsamen Drehstift 16 montiert, und die Sicherheitskugelventile 13, 15 sind auf einem gemeinsamen Drehstift 17 montiert. Die Stifte 16 und 17 können jeweils mit Hilfe eines Hebels 18 und 19 um 90° gedreht werden. Die Fluidzuführungsverbindung und die Fluidauslaßverbindung sind auf der gleichen Seite der Schaltvorrichtung angeordnet.
Die Behandlungsvorrichtungen 2 und 3 sind über eine Druckausgleichsleitung 20 miteinander verbunden. Diese Leitung 20 kann mit Hilfe von zwei Absperrvorrichtungen 21, 22 geöffnet und geschlossen werden. In der Mitte ist die Druckausgleichsleitung 20 mit einem Einlaß 23 für ein Reinigungsfluid, wie etwa Stickstoff, verbunden. Dieses Fluid kann verwendet werden, um die Druckausgleichsleitung zu reinigen. Jede der Behandlungsvorrichtungen 2, 3 hat eine Lüf tungsöffnung 24 und einen Ablaß 25. Das Reinigungsfluid wird über Ableitungen an die Filter 26, 27 zugeführt.
Eine kreisförmige Scheibe 28, 29, 30 ist auf jedem der gemeinsamen Stifte 10, 16, 17 montiert. Die Scheiben haben den gleichen Durchmesser. Die auf dem Drehstift 10 der Verteilerkugelventile 1 und 5 angeordnete Scheibe 28 ist auf ihrem Umfang mit zwei Ausschnitten 31, 32 versehen, welche die Form von Kreissegmenten haben, aufeinander folgen und einen Radius haben, der dem der Scheiben 28, 29, 30 entspricht. Die auf den Drehstiften 16, 17 der Sicherheitskugelventile 12, 14, 13, 15 angeordneten kreisförmigen Scheiben 29, 30 sind auf ihrem Umfang jeweils mit einem einzigen Ausschnitt 33 oder 34 versehen, der die Form eines Kreissegments hat. Diese Ausschnitte sind kongruent mit den Ausschnitten 31, 32. 3 zeigt, wie die Scheiben relativ zueinander positioniert sind und wie sie geschaltet werden können. Die Position der Kanäle in den verschiedenen Kugelventilen wird durch eine dicke T-förmige Linie angezeigt.
3a zeigt die Position der Kugelventile, in der zugeführtes Fluid durch die Kugelventile 1 und 13 in die Behandlungsvorrichtung 3 läuft und gefiltertes Fluid über die Kugelventile 15 und 5 zum Auslaß läuft. Wenn die Ventile 1, 5 lecken, ist es unmöglich, daß Fluid in die Behandlungsvorrichtung 2 fließt. Die Scheibe 29 kann gedreht werden, die Scheibe 28 wird von der Scheibe 29 gegen Drehung blockiert, und die Scheibe 30 wird von der Schiebe 28 gegen Drehung blockiert.
Das Drehen der Scheibe 29 mit Hilfe des Hebels 18 um 90° nach rechts, wie in 3b gezeigt, bewirkt, daß die Kreissegmentausschnitte 31, 33 entgegengesetzt zueinander zu liegen kommen, und das Blockieren der Drehung der Scheibe 28 wird beseitigt. Die Sicherheitskugelventile 12, 14 sind dann in der offenen Position. Immer noch fließt nur Fluid in die und aus der Behandlungsvorrichtung 3.
3c zeigt, daß die Verteilerkugelventile 1, 5 mit Hilfe der Hebel 11 ebenfalls um 90° gedreht wurden, mit dem Ergebnis, daß zugeführtes Fluid beginnt, zu dem Filter 2 zu strömen, und Fluid, das in dem Filter 2 gefiltert wurde, strömt zu dem Auslaß. Die Kreissegmentausschnitte 32, 34 der Scheiben 28, 30 liegen nun entgegengesetzt zueinander. Bevor die Ventile in ihre in 3c gezeigte Position bewegt werden, werden die Absperrvorrichtungen 21 und 22 in der Druckausgleichsleitung 20 geöffnet.
Schließlich zeigt 3d, wie die Sicherheitskugelventile 13, 15 mit Hilfe des Hebels 19 um 90° gedreht und in die geschlossene Stellung bewegt wurden. Das zu behandelnde Fluid strömt dann zu der Behandlungsvorrichtung 2, und wenn die Verteilerkugelventile 1, 5 lecken würden, wäre es für das Fluid unmöglich für das Fluid die andere Behandlungsvorrichtung 3 zu erreichen, während diese gereinigt oder ersetzt wird. Bevor die Ventile in die in 3d gezeigte Position geschaltet werden, wird die Druckausgleichsleitung 20 mit Hilfe der für diesen Zweck verwendeten Absperrvorrichtungen 21 und 22 geschlossen.
Eine Vielzahl von Varianten ist innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche möglich.

Claims

Schaltvorrichtung, um einen Fluidstrom, zum Beispiel ein unter hohem Druck stehendes Gas, nach Wahl durch eine erste oder zweite Behandlungsvorrichtung zu führen, in der dieses Fluid einer Behandlung, wie etwa einer Filterung, Erwärmung, Abkühlung oder ähnlichem, unterzogen wird und die aufweist: – einen Fluideinlaß, einen Fluidauslaß und zwei Verteilerventile (1,5), deren mit Kanälen versehene Ventilkörper an einem gemeinsamen Drehstift (10) befestigt sind, wobei all dies in einer Weise gemacht ist, daß der Einlaß und der Auslaß der Schaltvorrichtung in einer Grenzposition des Drehstifts (10) mit der ersten Behandlungsvorrichtung (2) verbunden sind und der Einlaß und der Auslaß der Schaltvorrichtung in der anderen Grenzposition des Drehstifts mit der zweiten Behandlungsvorrichtung (3) verbunden sind, und – Sicherheitsventile (12, 13, 14, 15), die in den Verbindungen zwischen den Verteilerventilen (1, 5) und den zwei Behandlungsvorrichtungen (2, 3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper der zwei Sicherheitsventile (12, 14) in den Verbindungen (6, 8) zwischen den Verteilerventilen (1, 5), die mit dem Einlaß und dem Auslaß und der ersten Behandlungsvorrichtung (2) verbundenen sind, auf einem gemeinsamen Drehstift (16) angeordnet sind, und die Ventilkörper der zwei Sicherheitsventile (13, 15) in den Verbindungen (7, 9) zwischen den Verteilerventilen (1, 5), die mit dem Einlaß und dem Auslaß und der zweiten Behandlungsvorrichtung (3) verbundenen sind, ebenso auf einem gemeinsamen Drehstift (17) angeordnet sind.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Druckausgleichsleitung (20) mit mindestens einer Absperrvorrichtung (21, 22) zwischen den zwei Behandlungsvorrichtungen (2, 3) erstreckt und daß zu der Vorrichtung ein Schaltsystem zum Schalten der Verteilerventile und der Sicherheitsventile hinzugefügt wird, welches in einer derartigen Weise wirkt, daß es die Zuführung und den Ausfluß von Fluid zu und aus einer Behandlungsvorrichtung auf die andere Behandlungsvorrichtung umschaltet, wobei die folgenden Schaltarbeitsgänge in Folge stattfinden: – die Ventilkörper der Sicherheitsventile in den Zuführungs- und Ausflußleitungen der Behandlungsvorrichtung, die nicht in Betrieb ist, werden in die offene Stellung bewegt, in der die Ventilkörper der Sicherheitsventile in den Zuführungs- und Ausflußleitungen der Behandlungsvorrichtung gegen Drehung blockiert sind, – die mindestens eine Absperrvorrichtung in der Druckausgleichsleitung wird geöffnet, – die Ventilkörper der Verteilerventile werden in eine Position bewegt, in der die Behandlungsvorrichtung, die vorher nicht in Betrieb war, betätigt wird, und die Behandlungsvorrichtung wird deaktiviert, wobei die Behandlungsvorrichtung, die gerade betätigt wurde, gegen Drehung blockiert wird, – die mindestens eine Absperrvorrichtung in der Druckausgleichsleitung wird geschlossen, und die Ventilkörper der Sicherheitsventile in dem Einlaß und Auslaß der Behandlungsvorrichtung, die gerade deaktiviert wurde, werden in die geschlossene Stellung bewegt.
Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltsystem die folgenden Teile enthält. – eine kreisförmige Scheibe (28), die auf der gemeinsamen Achse der Verteilerventile angeordnet ist und die zwei Ausschnitte (31, 32) hat, welche die Form von Segmenten eines Kreises haben und über deren Umfang aufeinander folgen, – eine kreisförmige Scheibe (29, 30), die auf den gemeinsamen Achsen der Sicherheitsventile angeordnet ist und die einen Ausschnitt (33, 34) in der Form eines Segments eines Kreises auf dem Umfang hat, wobei der Radius der Kreissegmentausschnitte gleich dem der kreisförmigen Scheiben ist und wobei imaginäre Kreise um die Umfänge der nebeneinander angeordneten Scheiben einander in der Form und Größe eines Kreissegmentausschnitts überlappen.