NO171130B - Apparat for maaling av gasstettheten av forbindelser mellom hullegemer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et apparat for måling av gasstettheten

av forbindelser mellom hullegemer under anvendelse av to ringformede elastiske tetningslegemer, som er anordnet i avstand til hverandre og hvis diameter kan økes ved aksial trykkbelastning, idet tetningslegemene befinner seg på begge sider av det målested som skal overvåkes og mellom seg danner et målerom.

For å fjerne utettheter i forbindelser mellom hullegemer,

f.eks. mellom to rør er det vanlig å underkaste forbindelsesstedet for en lekkasjeundersøkelse eller''--måling. Derved blir et undersøkelsesmiddel som står under trykk ledet til undersøkel-seseller målestedet og trykket blir målt. En trykksenkning viser en utetthet.

Ifølge en annen målemetode er det kjent å lede en gass gjennom

to rørstykker som er forbundet med hverandre. Derved blir gasstrykket utøvet fra innsiden ved hjelp av et avsperringsverktøy.

En slik metode og et verktøy for gjennomføring av fremgangs-måten er f.eks. beskrevet i DE-OS 30 30 665. Dette skrift viser to i avstand til hverandre anordnede ringformede tetninger av fjærende ettergivende materiale, som kan sammenpresses aksi-elt ved hjelp av to stempler som hver har tilordnet en av tetningene. Derved oppnås at tetningene legger seg mot de indre rørvegger på de med hverandre forbundne rørstykker og således danner et målekammer i hvilket målegassen f.eks. helium ledes inn under trykk. På utsiden av prøvekammeret er det i området ved målestedet tilkoblet måleinstrumenter med hvilke eventuelt utstrømmende gassmengder kan registreres. De kjente utførelser har den ulempe at de nødvendiggjør betydelige mengder målemiddel for målemetoden. Det gassformede målemiddel må ved anvendelsen av de kjente apparater frembringes i store mengder og komprimeres. Store gassmengder i forbindelse med høytrykk medfører imidlertid betydelige faremomenter, ikke bare i området ved selve prøveapparatet men allerede i fremstillings-apparatet og ved tilførselsledningen som fører fra dette til måleapparatet.

Den oppgave som ligger til grunn for oppfinnelsen er å tilveie-bringe et apparat av den art som er angitt i innledningen til krav 1, som er slik utformet at mengden av nødvendig gassformet målemiddel kan reduseres i betydelig grad slik at de faremomenter som fremkommer på grunn av måletrykk kan gjøres betydelig mindre. Til løsning av denne oppgave foreslås å oppdele det ved målestedet dannede målerom i to konsentriske kamre med variabel størrelse, idet det ytre kan fylles med et gassformet målemiddel og det indre med et inkompressibelt trykkmiddel.

Ytterligere trekk til fordelaktig utforming av oppfinnelsens gjenstand er angitt i underkravene.

Ved anvendelsen av meget lave, gassformede målemiddelmengder

er det oppnådd en betydelig forbedring av sikkerheten mot ar-beidsulykker. Det består videre den mulighet for å øke størrel-sen på måletrykket vesentlig, dvs. langt over 1000 bar, da den store trykkøkning kan frembringes inne i måleapparatet og således også bidra til økningen av sikkerheten også i området ved den separate energidanner og dens tilførselsledninger til måleapparatet. I og med at apparatet kan drives med vesentlig mindre energidannere fremkommer en ytterligere henholdsvis ekstra forbedring av sikkerheten og den er også forbundet med en økonomisk fordel på grunn av det lave forbruk av helium henholdsvis blandinger av helium og andre gasser.

På tegningens figurer er det skjematisk fremstilt to utførelses-eksempler for oppfinnelsens gjenstand og disse eksempler er i det følgende nærmere forklart.

Tegningen viser:

Fig. 1 anordningen av et måleapparat ved sømstedet mellom to rør, sett i et lengdesnitt,

fig. 2 et måleapparat ifølge fig. 1, som i tillegg har en inne i apparatet anordnet trykkforsterker,

fig. 3 oppriss av et tetningslegeme i betydelig forstørret fremstilling,

fig. 4 et snitt A-B gjennom tetningslegemet ifølge fig. 3,

fig. 5 et illustrerende riss av tetningslegemet på fig. 3 og 4,

fig. 6 oppriss av et tetningslegeme med i tverrsnitt koniske armeringselementer, og

fig. 7 snittet C-D gjennom tetningsleg"emet ifølge fig. 6.

Fig. la og lb er et forstørret riss av prøveapparatet ifølge fig. 1, og

fig. 2a og 2b et forstørret riss av måleapparatet ifølge fig. 2.

Ved det viste utførelseseksempel griper endene på to rør 1 og

2 inn i en felles rørmuffe 3 med hvilken de er sammenskrudd og derved fremskaffer en gasstett rørforbindelse.

For å måle eller registrere om det gjennom de med hverandre

i inngrep stående gjengeganger mellom muffe og rørender kan trenge små gassmengder til det ytre er forbindelsesstedet inne-sluttet i et målehus 4, som på begge sider er. avtettet utad ved. hjelp av tilsvarende tetningselementer 5. Ved hjelp av et tet-tende mellomlegg 6 er målerommet delt opp i to målekamre 7 og 8. Via ledningen 9 og 10 kan eventuelle, gjennom skruforbind-elsen gjennomtredende gassmengder tilføres til et måleapparat 11.

Inne i rørene 1 og 2 er det anordnet et ifølge oppfinnelsen utformet måleapparat. Det består av en bærende apparataksel 20 for en membran 21 av et elastomert materiale. På begge sider er membranen begrenset av elastiske tetningslegemer 22 hvis diameter kan økes ved hjelp av aksiale krefter. Tetningslegemet 22 kan avstøtte seg på støtteringer 23 f.eks. av metall. Ved den øvre ende er bæreakslen 20 utstyrt med en avsatslignende krave 24 og ved den motsattliggende ende med en gjengetapp 25 for opptak av en spennmutter 26.

Den avsatsformede krage 24 har to bæreører 27 for bæretau 28, med hvilke apparatet er opphengt på bærekroker 29 til en ikke vist hevinnretning.

Bæreakselen 20 er utstyrt med kanaler 30 og 31 i hvilke det munner tilførselsledninger 32 og 33 for et inkompressibelt trykkmiddel, henholdsvis et gassformet målemiddel. Trykkene til de to elementer kan kontrolleres eller styres via måleapparatet 3 4 og 35. Kanalen 31 for det gassformede målemiddel er utstyrt med en tilslutning 3 6 for en ledning 37, som utstrekker seg gjennom trykkrommet 3 8 for det inkompressible trykkmiddel til omtrent i midten av membranen 21 og er i dette området ført gjennom membranen slik at det gassformede målemiddel kan føres direkte til området ved forbindelsesstedet til yttersiden av membranen og fyller opp det meget snevre skillerom 3 9 mellom membranens 21 ytterside og innerveggen av rørene 1 og 2.

Etter innføringen av måleapparatet i det indre rom av de med hverandre forbundene rørender blir det først over ledningen 3 2 og kanalen 3 0 ledet et inkompressibelt trykkmiddel, f.eks. vann, hydraulisk olje eller lignende inn i trykkammeret 38, som er ringrommet mellom membranen 21 og bæreakselen 20. Derved utøver membranen aksielle krefter på tetningslegemet 22, på fagområdet betegnet som "packer". Da tetningslegemets forskyv-barhet er stanset av kraven 24 på bæreakselen, henholdsvis spennmutteren 2 6 reagerer tetningslegemene med en diameter-økning og danner derved et målerom som av den i aksiell retning forløpende membran er oppdelt i to konsentriske kammere 3 8,39, som består av trykkmiddelkammeret 3 8 og det egentlige målekammer 39. Etter å ha nådd det ønskede væsketrykk, blir gassformet målemiddel tilført via ledningen 33, kanal 31 og den tilslut-tede ledning 37 til målekammeret 39, idet gasstrykket må være i hvert fall noe høyere enn trykket for det inkompressible trykkmiddel for å sikre at det fordeler seg en tilstrekkelig gass-mengde i ringrommet rundt membranen. Ved ikke tilstrekkelig tetthet ved forbindelsesstedet vil spor av gass tre inn i kam-rene 7 henholdsvis 8 i målehuset 4.

Måleapparatet ifølge oppfinnelsen er ikke bare på fremragende måte egnet for overprøving eller måling av skruforbindelser men på samme måte også for sveiseforbindelser. Ifølge fig.

2 er bæreakselen 20 utstyrt med en sentralt avtrappet boring

40 i hvilken et stempel 41 med differansetrykkflater 41a og 41b er forskyvbare i lengderetning. Stempelet 41 blir båret av en stempelstang 42 som rager ut fra. den øvre ende av bæreakselen 20 og ved den ende er utstyrt med en krave 43. Ved hjelp av stemplet 41 blir den sylindriske boring 40 oppdelt i et arbeidstrykkrom 44 for et inkompressibelt trykkmiddel og et gasstrykkrom 45, hvilke rom omgir stempelstangen 42.

I arbeidstrykkrommet 44 munner en tilførselskanal 4 6 for et inkompressibelt trykkmiddel, som tilføres over en separat ledning 47 utenfra til kanalen 46. Via et trykkmåleapparat 48 kan trykket i arbeidstrykkrommet overvåkes.

Gasstrykkrommet 4 5 får gassformet målemiddel over en grenkanal 31a fra kanalen 31. I kanalen 31 er det innsatt en tilbakeslagsventil 4 9 som forhindrer en tilbakestrømning av målemiddel ved en trykkøkning. Den øvre ende av stempelstangen 42 er avtettet ved hjelp av en vanlig stoppbøssinginnretning 50, slik at det fra gasstrykkrommet 45 ikke kan tre ut noe gass.

Ved innføring av det gassformede målemiddel i målekammeret

39 mellom membranens 21 ytterflate og innerveggene på rørendene 1 og 2 i området ved målestedet blir samtidig gasstrykkrommet 45 som er ringrommet mellom stempelstangen 42 og sylinderboring 40 fylt via ledningen 31a med gassformet målemiddel. Såsnart det via ledningen 47 og kanalen 46 er ført inkompressibelt trykkmiddel inn i arbeidstrykkrommet 44 og en grenseverdi er overskredet, blir stemplet 41 i det viste eksempel skjøvet oppover. Derved blir trykket til det gassformede målemiddel i trykkrommet 45 øket. Da den mot trykkrommet 44 vendte flate 41a på stemplet 41 er større enn stempelflaten 41b når det gassformede målemiddel et høyere trykk enn det inkompressible trykkmiddel i arbeidstrykkrommet 44. Således er det mulig i betydelig grad å øke driftssikkerheten og i tilsvarende grad målemiddeltrykket. Utad er arbeidstrykkrommet 44 hermetisk avtettet ved hjelp av en gjengepropp 51. Til fjerning av apparatet etter avsluttet måling blir først trykket i arbeidstrykkrommet 44 senket via tilførselskanalen 46 og ledningen 47. Trykket i gasstrykkrommet 45 skyver deretter stempelstangen 42 i retning av gjengeproppen 51 til kraven 43 ved den frie ende av stempelstangen 42 åpner tilbakeslags-ventilen 49 og således automatisk sørge for en gasstrykkavlast-ning. Deretter kan apparatet trekkes ut av røret 1.

Tetningslegemer 22 er med sine mot kraven 24 henholdsvis spenn-skruen 2 6 vendene ender utstyrt med lamellformede armeringselementer. De er innvulkanisert i materialet til tetningslegemet og ligger med deres radielt rettede deleflater 55a, 55b i tetningslegemets utgangssstilling umiddelbart mot hverandre. Ved en diameterøkning slik den er fremstilt med den stiplede strek 22a vandrer armeringselementene radielt utover og kommer derved til anlegg mot innerveggen på rørene 1 og 2. Samtidig forhindrer de at materiale til tetningslegemet kan bli presset mellom kraven 24, henholdsvis spennskrue 26 og den foran anbragte støttering 23, noe som ved gjenntatt benyttelse av måleapparatet etter hvert kan føre til ødeleggelse av tetningslegemet.

Ved en ytterligere utførelsesform for tetningslegemet i henhold til fig. 6 er det benyttet en kjeglestumplignende tverrsnitts-form for armeringselementene 60. De er innvulkanisert slik i materialet at det ved utgangstilstanden vil foreligge tyde-lig spalter 61 mellom dem, som ved en diameterøkning på tetningslegemet lukker seg og således sikrer en radiell bevegelse for dannelsen av en armeringsring.

Spesielt ved denne utførelsesform er det til tross for det betydelige aksielle trykk som virker på tetningslegemet ikke mulig at det elastomere materialet kan presses i aksialretning mellom 'deleplatene for armeringselementene 60.

Ved deres inn i materialet til tetningslegemet ragende ender har armeringselementene uregelmessige kanter 57 henholdsvis 63 for derved å oppnå den best mulige forbindelse med det elastomere materiale i tetningslegemet 22.

Claims (12)

1. Apparat for måling av gasstettheten av forbindelser mellom hullegemer under anvendelse av to ringformede elastiske tetningslegemer, som er anordnet i avstand til hverandre og hvis diameter kan økes ved aksial trykkbelastning, idet tetningslegemene befinner seg på begge sider av det målested som skal overvåkes og mellom seg danner et målerom, karakterisert ved at målerommet er oppdelt i to konsentriske kamre (38, 39) med varierbare størrelser, idet det ytre (39) er fyllbart med et gassformet målemiddel og det indre (38) med et inkompressibelt trykkmiddel.

2. Aparat ifølge krav 1, karakterisert ved at målerommets to kamre er adskilt fra hverandre ved hjelp av en membranlignende vegg (21) som forløper i deres lengderetning.

3. Apparat ifølge krav 1-2, karakterisert ved at tetningslegemene (22) har støtteringer (23) og med disse (23) samt den membranlignende vegg (21) er anordnet på en bærende apparataksel (20).

4. Apparat ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at apparatets aksel (20) ved den ene ende har et kraveformet anslag (24) og ved den motsattliggende ende (25) er utstyrt med en gjenge for påskruing av en mutter (26).

5. Apparat ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at apparatets aksel (20) er utstyrt med kanaler (30, 31) for tilførsel av det inkompressible trykkmiddel og det gassformede målemiddel, idet målemiddelet er tilførbart umiddelbart ved målestedet via en til dets tilførselskanal tilsluttbar ledning (37).

6. Apparat ifølge et av kravene 1-5,-karakterisert ved at det er utstyrt med en trykkforsterker for det gassformede målemiddel.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at det inne i apparat-akselen (20) er anordnet en, et arbeidstrykkrom (44) og et gasstrykkrom (45) dannende sylindrisk boring (40) med deri forskyvbart stempel (41) med differansetrykkflater (41a, 41b), hvis større trykkflate (41a) er påvirkbart av et inkompressibelt trykkmiddel og hvis mindre trykkflate (41b) er påvirkbart til komprimering av det gassformede målemiddel, som er tilførbart over en ledning (31a) til gasstrykkrommet (45) i den sylindriske boring (40).

8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at stempelet (41) er anordnet ved enden av en inn i den sylindriske boring ragende stang (42), hvis ytre ende er utstyrt med en krage (43) og åpning av en i en tilførselskanal for det gassformede målemiddel anordnet tilbakeslagsventil (49).

9. Apparat ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at de elastiske tetningslegemer (22) ved en endeflate er utstyrt med lamellformede armeringslementer (55, 60).

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert ved at armeringselementene (55) har radielt rettede, i utgangstilstand mot hverandre liggende flater (55a, 55b).

11. Apparat ifølge krav 9 eller 10, karakterisert ved at armeringselementene (60) har et i det vesentlige kjeglestumpformet tverrsnitt og er anordnet slik at det i utgangstilstand dannes spalter (61) mellom hosliggende elementer, som er lukkbare ved en diameter-økning for tetningslegemet.

12. Apparat ifølge et av kravene 9-11, karakterisert ved at armeringselementene (55, 60) består av stål og er innvulkanisert i det elastomere materiale til tetningslegemet.