DE2947372C2

DE2947372C2 - Zylinder-Kolben-Anordnung als Differenzdruckindikator

Info

Publication number: DE2947372C2
Application number: DE19792947372
Authority: DE
Inventors: Willi 5628 Heiligenhaus Gall; Helmut 4300 Essen Lachmann
Original assignee: Dr H Tiefenbach & Co 4300 Essen De GmbH
Current assignee: Dr H Tiefenbach & Co 4300 Essen De GmbH
Priority date: 1979-11-24
Filing date: 1979-11-24
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE2947372A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinder-Kolben-Anordnung als Differenzdruckindikato,, insbesondere für Erdgas- oder Erdölpipelines, mit einem im Querschnitt vorzugsweise kreisförmigen, allseitig geschlossenen Zylinder, einem in dem Zylinder laufenden Kolben und einem zwischen dem Zylinder und dem Kolben wirksamen Dichtungselement, wobei durch den Kolben im Zylinder eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer gebildet ist. die erste Druckkammer mit einem ersten Druckmitielanschluß und die zweite Druckkammer mit einem zweiten Druckmittelanschluß verbunden ist und der Kolben mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist.

Zylinder-Kolben-Anordnungen der in Rede stehenden Art sind der Anmeldcrin aus der Praxis als Differenzdruckindikator insbesondere für Erdgaspipelincs bekannt. Erdgaspipelines, aber auch Erdölpipelines sowie Pipelines zum Transport anderer Gase bzw. Flüssigkeiten, im folgenden allgemein als Druckmitlei bezeichnet, sind so aufgebaut, daß sie tcilstreckenweise abgeschottet werden können, um bei Undichtigkeiten bzw. Rohrbrüchen Reparaturen vornehmen zu können. Zu: Abschottung sind in die entsprechende Pipeline in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen Kugelhähnc od. dgl. eingebaut. In Reihe zu diesen Kugelhähnen sind in der Pipeline jeweils Drosselstellen eingebaut. Zur Einleitung von Sicherheitsmaßnahmen bei Undichtigkeiten h/w. bei Rohrbrüchen ist jeder Drossclslellc eine /vlindcr-Kolben-Anordnung der in Rede stehenden Art parallel geschaltet. Parallel geschaltet bedeutet, daß dr;r erste Druckmittclanschluß der /.ylindcr-Kolbcn-Anordnung an die Pipeline an der Seite der DrossclMcllc ,1'!geschlossen ist. an tier das Druckmittel zulauft, und (l,ii! der /weite Druckmitlclanschluß der /.vlindcr-Kol-

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h'i ben-Anordnung an die Pipeline an der Seite der Drosselstelle angeschlossen ist, an der das Druckmittel abläuft.

Normalerweise steht am ersten Druckmittelanschluß der zuvor angesprochenen Zylinder-Kolben-Anordnung ein nur geringfügig höherer Druck an als an deren zweiten Druckmittelanschluß. Der Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung befindet sich dann in seiner normalen Endstellung. Tritt nun in der Pipeline ablaufseitig ein Rohrbruch auf, so fällt dort a^r Druck schlagartig ab. Mit ihm sinkt der Druck am zweiten Druckmittelanschluß der Zylinder-Kolben-Anordnung. Der Druck am ersten Druckmittelanschluß bleibt zunächst noch erhalten, da ja zwischen beiden Druckmittelanschlüssen in der Pipeline die Drosselstelle angeordnet ist Die Druckdifferenz am Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung bewirkt nun, daß sich der Kolben aus seiner normalen Endstellung wegbewegt. Diese Bewegung wird über die Betätigungseinrichtung übertragen und zur automatischen Betätigung des entsprechenden Kugelhahnes (oder eines Ventils) bzw. zur Auslösung eines Alarms od. dgl. ausgenutzt

Wesentlich für die Funktionsweise der zuvor beschriebenen Zylinder-Kolben-Anordnung ist, daß die erste Druckkammer von der zweiten Druckkammer zuverlässig abgeschottet ist Dazu ist zwischen dem Zylinder und dem Kolben ein Dichtungselement wirksam. Bei der der Anmelderin aus der Praxis bekannten Zylinder-Kolben-Anordnung, von der die Erfindung ausgeht, ist dieses Dichtungselement in einer Nut am oder im Kolben angeordnet, wird also gemeinsam mit dem Kolben relativ zum Zylinder bewegt.

Erdgas- oder Erdölpipelines finden auch und insbesondere in Gebieten mit sehr niedrigen Umgebungstemperaturen, beispielsweise in Alaska oder in Sibirien Anwendung. Bei der Verwendung der bekannten Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem in einer Nut am oder im Kolben angeordneten Dichtungselement bei derartigen Erdgas- oder Erdölpipe'<nes in Gebieten mit sehr niedrigen Umgebungstemperaturen hat es sich gezeigt, daß diese bekannte Zylinder-Kolben-Anordnung nicht zuverlässig genug arbeitet.Tatsächlich treten nämlich oft Leckagen zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer auf.

Im übrigen ist eine Zylinder-Kolben-Anordnung als Differenzdruckindikator bekannt (vgl. die DE-OS 26 11 999), die in ihren wesentlichen Merkmalen der Zylinder-Kolben-Anordnung, von der die Erfindung ausgeht, gleicht, die jedoch mit einer Doppellippendichtung verschen ist und damit für sehr große Druckunterschiede auf beiden Seiten des Kolbens bestimmt und geeignet ist. Die Doppellippendichtung ist hier am Kolben der Zylinder-Kolben-Anordnung angeordnet. Diese Tatsachen sprechen dafür, daß diese Zylinder-Kolben-Anordnung als Differenzdruckindikator nicht bei Erdgas- oder Erdölpipelines eingesetzt wird, da dort gerade nur geringe Differenzdrücke nachgewiesen bzw. angezeigt werden müssen.

Schließlich ist ein Differenzdruckmesser zum Anzeigen der Abweichungen des Druckes in einem Behälter, insbesondere in einem Kraftfahr/eugrcifen. bekannt (vgl. die I)I-C)S 24 I I "50¹J). Bei diesem Diffcrcnzdruckmesscr ist einerseits eine Mcßstrccke. andererseits eine Anzeigestrecke vorgesehen. Dieser Differcn/.druckmcsser arbeitet auch als Zylinder-Kolben-Anordnung. wobei im Bereich der Meßstrcckc am Kolben ein zwei Druckkammer voneinander trennendes Dichiungsel·:-

ment vorgesehen isu Lediglich im Bereich der Meßstrecke ist ein Dichtungselement an einer Buchse vorgesehen, das der Abdichtung und Führung eines stangenartigen Anzeigeelementes dient.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, die der Anmelderin aus der Praxis bekannte, eingangs erläuterte Zylinder-Kolben-Anordnung so auszugestalten und weiterzubilden, daß auch bei tiefen und tiefsten Temperaturen das Auftreten von Leckagen zwischen den beiden Druckkammern sicher verhindert wird.

Die erfindungsgemäße Zylinder-Kolben-Anordnung, bei der die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement aus einem Rundschnurring una einem Gleitring zusammengesetzt und in einer Nut im oder am Zylinder angeordnet ist und daß der Rundschnurring außen und der Gleitring innen angeordnet ist. Nach bevorzugter Lehre der Erfindung besteht hierbei der Rundschnurring aus Fluorsilikon und der Gleitring aus ggf. glasfaserverstärktem und ggf. mit Bronze oder Kohlenstoff versetztem Polyfluoräthylen.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß d'-r Grund für die bei der bekannten Zylinder-Kolben-Anordnung auftretenden Leckagen in der Anordnung des Dichtungselementes zu suchen ist. Dabei ist erkannt worden, daß die bei tiefen Temperaturen auftretende Kontraktion des Dichtungselementes dazu führt, daß die Flächenpressung an der Innenseite des Zylinders abnimmt. Dies aber ist die kritischste Stelle der Abdichtung zwischen der ersten Druckkammer und der zweiten Druckkammer. Erfindungsgemäß ist nun weiter erkannt worden, daß beim Zusammensetzen des Dichtungselementes aus einem Rundschnurring und einem Gleitring und bei Anordnung des Dichtungselementes in einer Nut im oder am Zylinder bei tiefen Temperaturen die Flächenpressung am Kolben, der ja hier relativ zu dem Dichtungselement am Zylinder bewegt wird, erhalten bleibt, ja sogar noch ansteigt. Dies hat seinen Grund darin, daß die Kontraktion des Dichtungsele*nentes bei tiefen Temperaturen zu einer Erhöhung der Flächenpressung zwischen dem Dichtungselement und dem Kolben führt. Selbstverständlich muß dabei der Rundschnurring außen und der Gleitring innen angeordnet sein, da ansonsten der Rundschnurring natürlich durch Reibung extrem schnell verschleißen würde.

Vorteilhafterweise sollte der Rundschnurring mit Vorspannung in die Nut eingesetzt sein. Durch die Vorspannung des Rundschnurringes wird erreicht, daß auch bei sehr tiefen Temperaturen und einer damit verbundenen erheblichen Kontraktion des Rundschnurringes dieser an den Innenwandungen der Nut in fester Anlage verbleibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung nochmals etwas näher erläutert, wobei die einzige

ίο Figur im Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zylinder-Kolben-Anordnung als Differenzdruckindikator zeigt.

Die in der Figur dargestellte Zylinder-Kolben-Anordnung 1 weist einen im Querschnitt kreisförmigen, allseitig geschlossenen Zylinder 2, einen in dem Zylinder 2 laufenden Kolben 3 und ein zwischen dem Zylinder 2 und dem Kolben 3 wirksames Dichtungselement 4 auf. Durch den Kolben 3 sind im Zylinder 2 eine erste Druckkammer 5 und eine zweite Druckkammer 6 gebildet. Die erste Druckkammer 5 ist mit einem ersten Druckmittelanschluß 7 verbunden, wäh^rend die zweite Druckkammer 6 mit einem zweiten Druckmittelanschluß 8 verbunden ist. Schließlich zeigt die Figur noch, daß der Kolben 3 mit einer Betätigungseinrichtung 9 verbunden ist, und zwar über eine Kolbenstange IC die über Abdichtungen 11 aus dem Zylinder 2 herausgeführt ist.

Das Dichtungselement 4 ist in einer Nut 12 im Zylinder 2 angeordnet und aus einem äußeren

J₀ Rundschnurring 13 und einem inneren Gleitring 14 zusammengesetzt. Dabei besteht der Rundsclmurring 13 aus Fluorsilikon und der Gleitring 14 aus Polyfluoräthylen. Aus der Figur andeutungsweise entnehmbar ist, daß der Rundschriurring 13 mit Vorspannung in die Nut 12 eingesetzt ist.

Die dargestellte Zylinder-Kolben-Anordnung 1 arbeitet auch bei tiefen Temperaturen einwandfrei, da die temperaturbedingte Kontraktion des Rundschnurringes 13 zu einer verstärkten Flächenpressung zwischen dem Gleitring 14 und dem Kolben 3 führt, so dab die Abdichtung zwischen der ersten Druckkammer 5 und der ^weiten Druckkammer 6 zu tiefen Temperaturen hin immer besser wird. Aufgrund der Vorspannung des Rundschnurringes 13 verliert dieser andererseits auch bei tiefen Temperaturen nicht den Kontakt zu den Innenwandungen der Nut 12, so daß auch hier stet·; eine sichere Abdichtung gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zylinder-Kolben-Anordnung als Differenzdruckindikator, insbesondere für Erdgas- oder Erdölpipelines, mit einem im Querschnitt Vorzugsweise kreisförmigen, allseilig geschlossenen Zylinder, einem, in dem Zylinder laufenden Kolben und einem zwischen dem Zylinder und dem Kolben wirksamen Dichtungselement, wobei durch den Kolben im Zylinder eine erste Druckkammer und eine zweite Druckkammer gebildet ist, die erste Druckkammer mit einem ersten DruckmittelanschluB und die zweite Druckkammer mit einem zweiten Druckmittelanschluß verbunden ist und der Kolben mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ^. ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (4) aus einem Rundschnurring (13) und einem Gleitring (14) zusammengesetzt und in einer Nut (12) im oder am Zylinder (2) angeordnet ist und daß der Rundschnurring (13) außen und der Gleitring ( Ά) innen angeordnet ist.

2. Zylinder-Kolben-Anordnung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundschnurring (13) aus Fluorsilikon und der GJeitring (14) aus ggf. glasfaserverstärktem und ggf. mit Bronze oder Kohlenstoff versetztem Polyfluoräthylen besteht.

3. Zylinder-Kolben-Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rundschnürring (13) mit Vorspannung in die Nut (12) eingesetzt ist.