SE1000215A1

SE1000215A1 - Mätnål med backventilsfunktion

Info

Publication number: SE1000215A1
Application number: SE1000215A
Authority: SE
Inventors: Daniel Jilderos
Original assignee: Tour & Andersson Ab
Priority date: 2010-03-08
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2011-09-09
Also published as: US20120320944A1; JP5345251B2; SG182449A1; HK1174381A1; RU2550715C2; KR101717808B1; CN102792137A; JP2013520678A; EP2545353A4; KR20130045253A; SE534669C2; RU2012133168A; CA2788410A1; CN102792137B; EP2545353B1; US8528430B2; WO2011112133A1; EP2545353A1; CA2788410C

Description

15 20 25 mätslangssidan, det vill säga från det medium som ﬁnns inuti mätslangen/mätslangarna efter avslutad mätning, vilket inte ovarmämnda konstruktioner ger någon lösning till. Naturligtvis förutsätts att mätnipplama är så konstruerade att dessa inte läcker efter avslutad mätning, men det är inte problemet som den föreliggande uppfinningen behandlar. Vidare möjliggörs, i den nu föreliggande uppﬁnningen, genomspolning av mätsystemet innan mätning påbörjas vilket är en viktig egenskap för att få bort luft ur systemet samt fór att nollpunktskalibrera anslutet mätinstrument. Detta sker genom att en backventil i öppet läge är kortsluten och vätska genomspolar den kompletta mätnålen baklänges, när två mätnålar används i par, vilket de gör vid mätning och detta ger inte ovannämnda konstruktioner någon lösning till.

Med uppfinningen i fråga har ett antal fördelar relativt befintliga konstruktioner erhållits i samband med att en mätning avslutas: - en direkt avstängning mellan mätslang och mätsond sker i det ögonblick som mätsonden tas bort från mätnippeln -inget läckage från det medium som finns i måtslangen uppstår -ingen risk för arbetsskada på grund av ett ofrivilligt läckage från mätsonden - en generellt förbättrad arbetsmiljö vid mätningsprocessen och i lokalen genom att allt läckage är eliminerat - den kompletta mätnålens backventilsfunktion kortsluts vid genomspolning vilket ger säkrare mätresultat - den kompletta mätnålen är direkt förberedd för ny mätning Den konstruktiva utfornmingen hos den föreliggande uppﬁnningen är beskriven i detalj nedan. Dessutom för uppﬁnningen teknikens ståndpunkt på området vidare i olika hänseenden. Detta förverkligas i föreliggande uppfinning genom att en anordning av det nedan beskrivna slaget i huvudsak är så beskaffad, som framgår i den kärmetecknande delen av patentkravet l. 10 15 20 25 Ytterligare kännetecken av och fördelar med uppfinningen framgår av följande beskrivning under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ett föredraget, dock ej begränsande utförandeexempel av uppﬁnningen.

I detalj föreställer i diametrala, delvis schematiska genomskärningar eller perspektivvyer: - Fig. 1 ett ﬂuidsystem där den kompletta mätnålen ingår .

- Fig.2 en sammanställning på ett utförandeexempel av en komplett mätnål enligt uppﬁnningen.

- Fig.3 en mätnål monterad på en mätnippel med öppen kommunikation mellan mätsond/mätnippel och mätinstrumentet.

Fig.1 visar ett exempel på hur två mätnålar komplett 1 är monterade på en mätnippel 3 som i sin tur ingår i en ventil 2 eller rörledning och i figuren visas även schematiskt att det från mätnålen komplett utgår mätslangar 5 som i sin andra ända är anslutna till ett mätinstrument 4.

För att mäta tryck eller temperatur i ett rörsystem eller i en behållare eller liknande monteras den kompletta mätnålen l på en mätnippel 3 och f°ar på så vis, via en mätsond 10, kontakt med mediet som ska mätas. Mediet får då ﬂödesmässig kontakt med mätinstrumentet 4 via mätsonden 10, ett mätnålshus 6 och vidare via mätslangen 5.

Fig.2 visar en mätnål komplett i en snittvy.

Den kompletta mätnålen l består av mätnålshuset 6, med en slangnippel 7, för anslutning av mätslangen 5, en backventil 8, mätsonden 10, en returfjäder 13 och en låsbricka 15 med en returfjäder 16.

Mätnålshuset 6 är alternativt tillverkat av plast eller en metallegering och har i sin bakre del 19 relativt slangnippeln 7 ett hålrum 20 som dimensionsmässigt är 10 15 20 25 samordnat med backventilens 8 ytterdimensioner. Hålrummet 20 har dessutom ett urtag 14 i sin övre del och urtaget 14 mynnar ut mot omgivningen. I mätnålshusets 6 främre del finns ett företrädesvis cylindriskt upptaget hålrum 25 som går från slangnippeln 7 till hålrummet 20 och där hålrurnmet 25 således mynnar i slangnippeln 7.

Backventilen 8 beskrivs av olika delar, en undre del 17 och en övre del 18, sammanbundna med en centrumdel 21 med en företrädesvis mindre diameter jämfört med de båda delarna 17 respektive 18. Centrumdelen 21 har även ett eller ﬂera upptagna hål 26 företrädesvis vinkelrätt mot backventilens 8 längdaxel. Utvändigt är de båda delarna 17 och 18 försedda med tätningar 9 på respektive periferiyta. Den övre delen 18 har två tätningar placerade på sina yttre delar utav periferiytan, medan den undre delen 17 endast är försedd med en utvändig tätning placerad på ett utprovat läge på periferiytan. Dessutom har de båda delarna 17 och 18 vardera ett invändigt tätningselement företrädesvis en tätning 22 som företrädesvis är placerad i delarnas nedre parti.

I hålrummets 20 övre del och ovanför backventilen 8 ﬁnns returíjädem 13 monterad och i denna zon ﬁnns också urtaget 14 ut mot omgivningen.

Hålrummets 20 övre del innefattar också en invändig stoppklack 32 som utgör ett stopp för backventilen 8 och därmed anger det övre gränsläget för backventilen. Hålrummets övre del 20, vari returﬁädern 13 är monterad, är inte i kontakt med ﬂuiden.

Mätsonden 10 är fast monterad i mätnålshusets 6 övre del och fixeras på ett lämpligt sätt till exempel gjuts fast eller fixeras med en insexskruv 23 som pressar mätsondens bakre, företrädesvis utkragade del 24 mot mätnålshuset och mätsonden är dessutom företrädesvis centrerad relativt backventilen 8.

Mätsonden är rörforinad och försedd med två öppningar 11 och 12. Öppningen 11 är belägen i sondens ﬁrämre del, nära sondens ände, medan öppningen 12 är 10 15 20 25 placerad på ett utprovat avstånd upp på mätsonden 10. Mätsonden har en längd utanför, eller nedanför mätnålshuset 6 som är avpassad till de normalt i handeln förekommande mätnipplarna så att öppningen 11 alltid kommer in till det medium som skall kännas av tryck- eller temperaturrnässigt när mätnålen komplett är monterad på eller mot mätnippeln 3.

Innan den kompletta mätnålen 1 ansluts på mätnippeln 3, men då mätsonden 10 har passerat tätningselementet i mätnippeln 3, och innan backventilen 8 kommer i fysisk kontakt med mätnippeln 3, får mätsonden kontakt med mediet som då fyller mätsonden samt centrumdelen 21 hos backventilen 8. I detta läge är fortfarande backventilen 8 i sitt ursprungsläge och därmed tätar tätningama 9, på den övre delen 18, mot hålrummets 20 övre del samt mot hålrummet 25, och därmed också mot mätslangen 5. Även tätningen 9, på den nedre delen 17, tätar i detta läge mot ett yttre läckage. De inre tätningama 22 tätar mellan mätsonden 10 och backventilen 8.

På mätnålshusets 6 och dess nedre del 31 finns den tjäderbelastade låsbrickan 15 med returﬁädern 16 monterad vars montage och funktion beskrivs nedan.

Fig.2b och 2c visar ett exempel på utformning av låsbrickan 15 och infästning mot mätnålshusets 6 nedre del 31.

På mätnålshusets 6 nedre del 31 finns låsbrickan 15 och i anslutning till den returfjädern 16 för fastlåsning av den kompletta mätnålen 1 på mätnippeln 3 i samband med att en mätning genomförs. Låsbrickan har företrädesvis en öppning 30 vilken tillsammans med backventilen 8 och mätnippeln 3 bildar två eller ﬂera lägen lör låsning respektive frikoppling av den kompletta mätnålen 1 till eller från mätnippeln 3.

På mätnålshusets 6 nedre del 31 finns företrädesvis ett spår 28 där låsbrickans 15 övre styrarm 33 kan löpa vinkelrätt mot backventilens 8 axiella längdriktning 10 15 20 25 samt företrädesvis ett urtag 29 vari returtjädern 16 är monterad. Returijädern är inspänd mellan låsbrickan 15 och urtagets 29 botten. Låsbrickan 15 hålls på plats genom att backventilens 8 nedre, företrädesvis cylindriska del 27, når igenom låsbrickans öppning 30 och låsbrickan 15 utgör i sin tur ett nedre stopp för backventilen 8, eftersom den undre delen 17 på backventilen har en större dimension än öppningen 30 hos låsbrickan.

Fig.3 visar en mätnål komplett monterad på en mätnippel.

När den kompletta mätnålen 1 monteras på mätnippeln 3, förflyttas backventilen 8 i mätnålshuset 6 axiellt i riktning mot returﬁädern 13 som därvid pressas samman till dess backventilen 8 når sitt övre läge mot stoppklacken 32. I detta läge har backventilen 8 och dess övre del 18 förﬂyttats så långt bak i hålrummet 20 att centrumdelen 21 hos backventilen kommit i ett läge mitt för hålrurnmet 25 och i detta läge tätar tätningarna 9, på den övre delen 18, mot den övre delen av hålrummet 20 och tätningen 9, på den nedre delen 17, mot den nedre delen av hålrummet 20. Således sker en tätning på ömse sidor om hålrummets 25 anslutning mot hålrummet 20. När backventilen 8 är i detta övre läge är kommunikationen öppen från mediet via mätsonden 10 och dess öppningar 11 och 12 upp till backventilen 8 och dess centrumdel 21 och vidare via hål/hålen 26 i backventilen 8, genom hålrummet 25 och via mätslangen 5 till mätinstrumentet 4. I detta läge föreligger samma statiska övertryck som mediet har, hela vägen fram till mätinstrumentet 4. När kommunikationen i detta läge är öppen medges, genom backventilens 8 konstruktion, genomspolning av den kompletta mätnålen i båda riktningarna. Detta är en fördel då den kompletta mätnålen vid mätning jobbar i par med annan likadan mätnål, och då spolas ﬂuidet, på grund tryckskillnaden över ventilen 2 i riktning från högtryckssidan till lågtryckssidan, varvid den ena mätnålen genomspolas baklänges. I detta arbetsläge genomspolas mätsystemet och eventuell luft försvinner från mätslangar och mätinstrument varigenom instrumentets nollpunktskalibrering 10 15 20 25 säkerställs med ett säkrare mätresultat som följd.

För att underlätta anslutning av den kompletta mätnålen 1 på mätnippeln 3, finns urtaget 14 som eliminerar risk för komprimerad luft i utrymmet ovanför backventilen 8 där returfjädern 13 är placerad.

När den kompletta mätnålen 1 monteras på mätnippeln 3 trycker returﬁ ädem 16 ut låsbrickan 15 och den kompletta mätnålen 1 låses fast på mätnippeln 3. Detta möjliggörs av att en dimensionsskillnad ﬁnns mellan backventilens 8 nedre cylindriska del 27 och mätnippeln 3, där företrädesvis den nedre delen 27 har större diameter än mätnippeln, och då backventilen 8, vid inkoppling av den kompletta mätnålen 1 på mätnippeln 3, lämnar sitt utgångsläge och ﬂyttas i riktning mot returíjädern 13, då mätnippeln trycks in i mätnålshusets nedre del 31, hamnar mätnippeln, med sin mindre diameter, mitt for låsbrickans öppning 30. Genom låsbrickans 15 utformning av öppningen 30 möjliggörs fór returﬁädern 16 att trycka ut låsbrickan 15 och därmed låsa fast den kompletta mätnålen 1 på mätnippeln 3. Därmed hålls den kompletta mätnålen l på plats relativt mätnippeln 3.

Det övertryck som uppstår i mätslangen 5 under mätíörfarandet leder normalt till att mätslangen 5 expanderar om inte denna är av ett oﬂexibelt material, vilket i det fallet medför ökade kostnader för mätslangen 5 och ett opraktiskt montagearbete. Med en komplett mätnål enligt dagens teknik kommer det att uppstå ett läckage ﬁån mätslangen, via mätsonden, i samband med det att mätsonden demonteras från mätnippeln.

Dagens teknik har den nackdelen att vätskan med det höga trycket och i vissa fall även höga temperaturen som funnits i den expanderade mätslangen sprutar ut från mätnålens hål ll vid borttagandet från mätnippeln 3, med fara för operatörens hälsa. 10 15 20 25 Anordningen enligt uppfinningen eliminerar denna läckagerisk från mätslangen 5 genom att man, vid bortkoppling av den kompletta mätnålen 1 från mätníppeln 3, först frikopplar låsbrickan 15 genom att pressa in den mot mätnålshusets 6 nedre del 31. I detta läge friläggs mätnippeln 3 relativt låsbrickan 15 varefter den kompletta mätnålen 1 kan avlägsnas från mätnippeln 3 och i samband därmed tvingar returijädern 13 tillbaka backventilen 8, till dess utgångsläge i mätnålshuset 6. Med backventilen 8 i detta läge kommer låsbrickan att greppa kring backventilens 8 nedre cylindriska del 27 och därmed ﬁxeras backventilen 8 i läge för kommande mätning.

När backventilen 8 återigen kommit till sitt utgångsläge kommer de båda tätningama 9 som är monterade på backventilens 8 övre del 18 att befinna sig på var sin sida om hålrummet 25 och dess utlopp i hålrummet 20 och därmed föreligger en täthet från hålrummet 25 såväl uppåt mot returfjädern 13 som nedåt mot backventilen 8 och dess centrumdel 21 och den öppna kommunikationen från mätslangen 5 via hålrummet 25 fram till backventilen 8 är därmed stängd. Med backventilen 8 i detta läge förhindras således mediet från mätslangen 5 att läcka ut till omgivningen.

Den sammantagna funktionen hos den kompletta mätnålen är att backventilen 8 förﬂyttas till ett läge i hålrummet 20 i samband med att en mätning utförs och att det i detta läge finns en öppen kommunikation från mediet hela vägen till mätinstrumentet 4 och att efter genomförd mätning kommer den komprimerade returfjädern 13 pressa tillbaks backventilen 8 till utgångsläget där backventilen stänger kommunikationen från mätinstrumentet 4 respektive från mätslangen 5 ut till mätsonden 10 och såldes kan den i slangen 5 inneslutna volymen inte 8 har dessutom andra funktioner såsom läcka ut. Backventilen tätningselementhållare och ﬂödeskanal. 10 Genom anordningen har det skapats förutsättning att använda mätslangar av normal kvalitet, eftersom den expansion som sker utav mätslangen på grund av övertryck, inte innebär ett läckage från mätnål/mätsond, vilket tidigare konstruktioner av kompletta mätnålar givit upphov till. 10 15 1=mätnå1 komplett 4=mätinstrument 7=slangnippel 1 0=mätsond 13=returﬁ äder 1 6=returﬁ äder l9=bakre del 22=tätning 25 =hålrum 28=spår 3 l=mätnålshusets nedre del 10 STYCKLISTA 2=ventil 5=mätslang 8=backventil l l=öppning 1 4=urtag l7=undre del 20=hålrurn 23=insexskruv 26=hål 29=urtag 32=stoppklack 3=mätnippel 6=mätnålshus 9=tätning l2=öppning 1 5=låsbricka l8=övre del 2 l=centrumdel 24=utkragning 27=nedre del 30=låsbrickans öppn. 33=övre styrarm

Claims

10 15 20 25 11 PATENTKRAV

1. Anordning som ingår i ett system för mätning av tryck och/eller temperatur hos en ﬂuid och där anordningen är en mätnål komplett (1), där mätnål komplett består av ett mätnålshus (6) med en slangnippel (7) fór anslutning av en mätslang (5) och där det i mätnålshuset (6) finns en backventil (8) en returfjäder ( 13), en mätsond (10) och en låsbricka (15), kännetecknad därav, att backventilen (8) förskjuts i ett hålrum (20) hos mätnålshuset (6) i samband med att mätnålen komplett monteras på en mätnippel (3) varvid det öppnas en kommunikation från ﬂuidet via en första öppning (11) i mätsonden (10), genom mätsonden och vidare via en andra öppning (12) i mätsonden till backventilen (8) och dess centrumdel (21) där centrumdelen har hål (26) ut till hålrummet (20) och vidare via ett hålrum (25) till slangnippeln (7) och slutligen vidare via mätslangen (5) fram till ett mätinstrument (4) och kommunikationen öppnas genom att backventilen (8) och dess övre del (18) förflyttas så långt bak i hålrummet (20) att centrumdelen (21) hos backventilen kommit i ett läge där det finns en öppen kommunikation med hå1rummet(25).

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att när mätnålen komplett (1) avlägsnas från mätnippeln (3) kommer returtjädern (13) att pressa backventilen (8) tillbaks till backventilens utgångsläge varvid kommunikationen från mätslangen (5) och hålrummet (25) stängs genom att tätningar (9) som är monterade på den övre delen (18) hos backventilen (8) kommer att befinna sig på var sin sida om hålrummet (25) och dess utlopp i hålrummet (20) och därmed föreligger en täthet från hålrurnmet (25) såväl uppåt mot returfjädern (13) som nedåt mot centrumdelen (21) hos backventilen (8) och således är det även tätt ut mot öppningen (l 1) hos mätsonden (10). 10 15 20 25 12

3. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att när mätnålen komplett (1) är i monterat läge på mätnippeln (3) medges en genomspolning av ﬂuidet genom den kompletta mätnålen (1) i riktning från slangnippeln (7) till öppningen (11) genom att backventilen (8) då beﬁnner sig i sitt bakre läge i hålrummet (20) och därvid är kommunikationen mellan ﬂuidet och mätinstrumentet (4) öppen, och detta sker hos den ena av de, vid normalt mätfórfarande, parvis till mätnipplarna (3) inkopplade kompletta mätnålarna (1) samtidigt som ﬂuidet i den andra mätnålen strömmar i motsatt riktning.

4. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att mätnålshuset (6) har hålrummet (20) som dimensionsmässigt är samordnat med backventilen (8) och dess yttre tätningar (9) dessutom har hålrummet ett urtag (14) i sin övre del ut mot omgivningen och en stoppklack (32) i hålrummets övre del där stoppklacken ger backventilen (8) dess övre gränsläge/arbetsläge.

5. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att hålrummet (20) i mätnålshuset (6) har urtaget (14) och att urtaget (14) eliminerar risk för komprimerad luft i utrymmet ovanför backventilen (8) när backventilen förﬂyttas upp till sitt övre läge, mot stoppklacken (32)

6. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att backventilen (8) har den övre delen (18) och en undre del (17) sammanbundna med centrumdelen (21) med en företrädesvis mindre dimension jämfört med de båda delarna (17) respektive (18), där centrumdelen (21) har ett antal hål (26) vinkelrätt mot backventilens (8) längdaxel, där delarna (17) respektive (18) är försedda med tätningama (9) på respektive periferiyta och ett invändigt tätningselement, en tätning (22), där de yttre tätningarna (9) tätar mot hålrummet (20) och de inre tätningarna (22) tätar mot mätsonden (1 O). 10 15 20 25 13

7. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att låsbrickan (15) är monterad på en nedre del (31) hos mätnålshuset (6) i ett spår (28) och där låsbrickan har en öppning (30) med varierande tvärsnitt, och låsbrickan samverkar med en returtj äder (16) där returt] ädern är inspänd mellan låsbrickan (15) och ett urtag (29) i mätnålshusets (6) nedre del (31) och där öppningen (3 0) har valts så att låsbrickan (15) greppar backventilens (8) nedre del (27) och därmed ñxerar backventilen (8) i läge för kommande mätning.

8. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att låsbrickan (15) även fixerar den kompletta mätnålen (1) på mätnippeln (3) genom att, vid anslutningsförfarandet trycks den kompletta mätnålen (1) mot mätnippeln (3) varvid mätnippeln påverkar backventilen (8) som lärnnar sitt utgångsläge och ﬂyttas i riktning mot returtj ädern (13), då mätnippeln trycks in i mätnålshusets nedre del (31), och då hamnar mätnippeln, som normalt har mindre diameter än backventilens nedre cylindriska del (27), mitt for låsbrickans öppning (30), varvid returﬁ ädern (16) trycker ut låsbrickan (15) som därmed låser fast den kompletta mätnålen (1) på mätnippeln (3).

9. Anordning enligt patentkrav l, kännetecknad därav, att backventilens (8) övre ändläge i hålrummets (20) övre del är så anpassat att kommunikationen från ﬂuidet till mätinstrumentet (4) då är öppen, medan backventilens (8) nedre ändläge är detsamma som utgångsläget, innan montaget på mätnippeln (3) i vilket backventilen då tätar mot mätsonden (10) och därmed även mot dess forsta öppning (1 1).

10. Anordning enligt patentkrav l, kännetecknad därav, att backventilens (8) övre ändläge bestäms av en, relativt hålrummets (20) övre gavel, invändig stoppklack (32) och backventilens nedre ändläge bestäms av låsbrickan (15). 14

11. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att returﬁädern (13) aldrig påverkas av ﬂuidet och detta genom att den yttre tätningen (9) på den övre delen (18) hos backventilen (8) alltid tätar mot hålrummet (20).