EP1186779A1 - Device for testing the valve sealing in a gas pipe - Google Patents
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- EP1186779A1 EP1186779A1 EP01120473A EP01120473A EP1186779A1 EP 1186779 A1 EP1186779 A1 EP 1186779A1 EP 01120473 A EP01120473 A EP 01120473A EP 01120473 A EP01120473 A EP 01120473A EP 1186779 A1 EP1186779 A1 EP 1186779A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/0009—Special features
- F04B43/0027—Special features without valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
- F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
Definitions
- the invention relates to a device for checking the Tightness in a gas section, the test volume of at least two valves against one or more gas supply lines and gas discharge is complete with a diaphragm pump to build up pressure in the test volume, the input side via a Shut-off valve with a gas supply line and on the outlet side with is connected to the test volume, and with a pressure switch, which measures the outlet pressure prevailing in the test volume and when a preset pressure value is exceeded Signal indicating the tightness of the test volume.
- test device is, for example, by DE 44 25 225 A1 has become known.
- This known test device is used to test the tightness of two main valves in a gas section, their test volume from the two main valves against a gas supply line and gas evacuation is complete and reworking the pressure build-up method.
- a mechanically complex Diaphragm pump turns the gas in before the first main valve a test volume is pumped and at a higher test pressure compressed.
- the pump power is set so that this test pressure can only be achieved if the Leakage between the two main valves below a predetermined one Limit remains. If the test pressure is reached, reports an integrated pressure switch this to the electronics further.
- a double safety solenoid valve is known from DE 198 26 076 C1 known, in which the test volume between the two Main valves is very small.
- test volume is the mechanical known from DE 44 25 225 A1 complex oversized diaphragm pump.
- Diaphragm pump one of the valve body of the shut-off valve or whose actuator has driven membrane, one of which (lower) membrane space between gas supply and test volume provided and via the shut-off valve from the test volume is lockable.
- the advantage achieved by the invention is that the pumping effect to build up pressure in a small test volume is reduced to a single pumping stroke of the membrane. Compared with the previously usual mechanically complex Membrane pumps result in considerable mechanical savings.
- the test pressure in the test volume is generated in that the volume between the Valves reduced and so the gas enclosed therein the test pressure is compressed.
- valve seat of the shut-off valve centrally in the lower diaphragm space under the membrane to one from the lower membrane space Through hole that removes the test volume is arranged around.
- the lower one Membrane space via a check valve with the gas supply line connected.
- this measure allows filling of the lower membrane space with gas and prevents on the other hand the escape of gas from the lower membrane space when Pressure build-up.
- the check valve can, for example, as a flap valve provided in the lower membrane space is formed be that relative to one in the lower membrane space the negative pressure prevailing for the gas supply line opens and at a Overpressure closes.
- the lower one Membrane space via a throttle with the gas supply line connected.
- This throttle point must be significantly smaller than that cable cross-section leading from the lower membrane space to the test volume his.
- the membrane moves during the pumping process only so far down until the one built up in the lower membrane space Gas pressure in equilibrium with the closing force of the Shutoff valve is.
- the compressed gas must pass through the throttle at the inlet side flow out. This measure is in the test volume a constant outlet pressure, which is only from the Closing force of the closing spring of the shut-off valve depends on reached.
- the other (upper) membrane space can either be with the atmosphere be connected so that on the associated membrane side Atmospheric pressure works. Or the upper membrane space is in preferred embodiments connected to the gas supply line and therefore with that in the gas supply line Input pressure applied. This results in an additional one Closing force by which the closing force of the shut-off valve can be interpreted lower.
- the membrane is with the valve body of the shut-off valve or its Actuator coupled to movement.
- the membrane can e.g. on the valve body of the shut-off valve or on its control element be attached or by one in the lower diaphragm space provided spring in contact with the valve body of the shut-off valve or its actuator can be held.
- the shut-off valve as a solenoid valve with a solenoid armature formed as a valve body or as an actuator, so that the diaphragm pump reduced to an inexpensive magnet system is.
- a measure of the pressure build-up in the test volume is the differential pressure between the pump outlet pressure p a and the pump inlet pressure p e .
- the pressure monitor is therefore preferably a differential pressure monitor which measures the difference between the inlet pressure prevailing in the gas supply line and the outlet pressure prevailing in the test volume and, when a preset differential pressure value is exceeded, emits a signal indicating the tightness of the test volume.
- the test device designated overall by 1 in FIG. 1 serves to test the tightness of two main valves 2, 3 in a gas section, the test volume 4 of which is closed by the two main valves 2, 3 against a gas supply line 5 and a gas discharge line 6 .
- the test device 1 works according to the pressure build-up method, ie, with the main valves 2, 3 closed, a pressure is first built up in the test volume 4. If this pressure does not drop below a certain limit value within a predetermined period of time, both main valves 2, 3 are tight.
- the pressure build-up in the test volume 1 takes place with a flexible membrane 7 , which is clamped between a membrane plate 8 and a spring 9 .
- the membrane 7 preferably consists of NBR and separates a lower membrane space 10 from an upper membrane space 11 .
- the lower membrane chamber 10 is connected to the gas supply line 5 via a line section 12 and a pneumatic diode in the form of a flutter valve 13 or another check valve, to which the upper membrane chamber 11 is also connected via a further line section 14 going out from the line section 12.
- the valve seat 16 of a shut-off valve 17 which connects the lower diaphragm space 10 to the test volume 4 or shuts it off, is located centrally below the diaphragm 7 around a through bore 15 leading from the lower diaphragm space 10 to the test volume 4.
- the valve plate of the shut-off valve 17 cooperating with the valve seat 16 is formed by a cylindrical extension 7 ' on the membrane 7, which can be lifted off the valve seat 16 by a magnetic drive in the form of a magnet armature 18 and a magnet coil 19 against the action of a closing spring 20 .
- the diaphragm 7 and the diaphragm plate 8 are always held in contact with the magnet armature 18 by the spring 9 and are therefore coupled to it in motion.
- a differential pressure switch 21 is connected on the input side to the line section 12 and on the output side to the line section 22 , which connects the through hole 15 to the test volume 4.
- the closing spring 20 presses the cylindrical extension 7 'onto the valve seat 16 via the membrane 7, so that it seals the inlet pressure p e of the gas supply line 5 present in the lower membrane chamber 10 tightly against the through bore 15 or the test volume 4 closes.
- the solenoid 19 is energized, the magnet armature 18 moves upward against the force of the closing spring 20 and the shut-off valve 17 opens.
- the membrane armature 7 is also raised with the magnet armature 18, and due to the pressure drop in the lower membrane space 10 associated with the increase in volume of the lower membrane space 10, the flutter valve 13 opens until the inlet pressure p e prevails in the lower membrane space 10.
- a measure of the pressure build-up in the test volume 4 is the difference between the outlet pressure p a and the inlet pressure p e , which is tapped with the aid of the differential pressure monitor 21.
- the differential pressure switch 21 is acted upon on its p + side by the outlet pressure p a prevailing in the test volume 4 and on its p - side by the inlet pressure p e . If the output pressure p a falls below the switching threshold of the differential pressure switch 21 within a predetermined time, one of the two main valves 2, 3 is leaking.
- An internal or external evaluation electronics controls the time sequences and evaluates the signal of the differential pressure switch 21.
- the compression volume is 5.4 cm 3 .
- the test volume 4 and the volume of the differential pressure switch 21 can be assumed to be 12 cm 3 in total.
- the volume of the differential pressure switch 21 will increase by 2 cm 3 .
- this is compressed to 14 cm 3 .
- p * V / T const
- an inlet pressure p e of 10 mbar results in an outlet pressure p a in the test volume 4 of 370 mbar or a pressure increase of 270 mbar. If this differential pressure drops to, for example, 100 mbar, this means that there is a leakage of approximately 3 cm 3 .
- the minimum test time must therefore be less than 0.22 s to ensure a limit of 50 l / h.
- Fig. 2 the flap valve controlled by the membrane movement is replaced by a bore 23 acting as a throttle point.
- This bore 23 is significantly smaller than the through bore 15 leading to the test volume 4.
- the membrane 7 initially moves only so far down until the pressure built up in the lower membrane space 10 is in equilibrium with the closing force of the closing spring 20.
- a part of the compressed gas must first flow out of the lower membrane space 10 via the bore 23 on the inlet side.
- a constant outlet pressure p a which only depends on the closing force of the closing spring 20, is thus always achieved in the test volume 4.
- the test volume (4) of at least two valves (2, 3) against one or more gas supply lines (5) and gas discharge lines (6) is closed, with a diaphragm pump to build up pressure in Test volume (4), which is connected on the inlet side via a shut-off valve (17) to a gas supply line (5) and on the outlet side to the test volume (4), and with a pressure switch that measures the outlet pressure (p a ) prevailing in the test volume (4) and If a preset pressure value is exceeded, a signal indicating the tightness of the test volume (4) is emitted, the diaphragm pump has a diaphragm (7) driven by the valve body of the shut-off valve (17) or its control element, one (lower) diaphragm space (10) of which between the gas supply line ( 5) and test volume (4) are provided and can be shut off from the test volume (4) via the shut-off valve (17).
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Dichtheit in einer Gasstrecke, deren Prüfvolumen von mindestens zwei Ventilen gegen eine oder mehrere Gaszuleitungen und Gasableitungen abgeschlossen ist, mit einer Membranpumpe zum Druckaufbau im Prüfvolumen, die eingangsseitig über ein Absperrventil mit einer Gaszuleitung und ausgangsseitig mit dem Prüfvolumen verbunden ist, und mit einem Druckwächter, der den im Prüfvolumen herrschenden Ausgangsdruck mißt und bei Überschreiten eines voreingestellten Druckwertes ein den Dichtheitszustand des Prüfvolumens anzeigendes Signal abgibt. The invention relates to a device for checking the Tightness in a gas section, the test volume of at least two valves against one or more gas supply lines and gas discharge is complete with a diaphragm pump to build up pressure in the test volume, the input side via a Shut-off valve with a gas supply line and on the outlet side with is connected to the test volume, and with a pressure switch, which measures the outlet pressure prevailing in the test volume and when a preset pressure value is exceeded Signal indicating the tightness of the test volume.
Eine derartige Prüfvorrichtung ist beispielsweise durch die DE 44 25 225 A1 bekanntgeworden.Such a test device is, for example, by DE 44 25 225 A1 has become known.
Diese bekannte Prüfvorrichtung dient zum Prüfen der Dichtheit von zwei Hauptventilen in einer Gasstrecke, deren Prüfvolumen von den beiden Hauptventilen gegen eine Gaszuleitung und eine Gasableitung abgeschlossen ist, und arbeitet nach der Druckaufbaumethode. Mit Hilfe einer mechanisch aufwendigen Membranpumpe wird das Gas vor dem ersten Hauptventil in ein Prüfvolumen gepumpt und dabei auf einen höheren Prüfdruck komprimiert. Die Pumpleistung ist so eingestellt, daß dieser Prüfdruck nur dann erreicht werden kann, wenn die Leckage zwischen den beiden Hauptventilen unter einem vorgegebenen Grenzwert bleibt. Wird der Prüfdruck erreicht, meldet ein integrierter Druckwächter dies an die Elektronik weiter.This known test device is used to test the tightness of two main valves in a gas section, their test volume from the two main valves against a gas supply line and gas evacuation is complete and reworking the pressure build-up method. With the help of a mechanically complex Diaphragm pump turns the gas in before the first main valve a test volume is pumped and at a higher test pressure compressed. The pump power is set so that this test pressure can only be achieved if the Leakage between the two main valves below a predetermined one Limit remains. If the test pressure is reached, reports an integrated pressure switch this to the electronics further.
Aus der DE 198 26 076 C1 ist ein Doppelsicherheitsmagnetventil bekannt, bei dem das Prüfvolumen zwischen den beiden Hauptventilen sehr klein ist. Für ein solch kleines Prüfvolumen ist die aus der DE 44 25 225 A1 bekannte mechanisch aufwendige Membranpumpe überdimensioniert.A double safety solenoid valve is known from DE 198 26 076 C1 known, in which the test volume between the two Main valves is very small. For such a small test volume is the mechanical known from DE 44 25 225 A1 complex oversized diaphragm pump.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auf möglichst einfache Art und Weise in einem kleinen Prüfvolumen ein höherer Druck erzeugt werden kann.It is therefore the object of the invention to provide a test device of the type mentioned in such a way that on as simple as possible in a small test volume a higher pressure can be generated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membranpumpe eine vom Ventilkörper des Absperrventils oder dessen Stellelement angetriebene Membran aufweist, deren einer (unterer) Membranraum zwischen Gaszuleitung und Prüfvolumen vorgesehen und über das Absperrventil vom Prüfvolumen absperrbar ist.This object is achieved in that the Diaphragm pump one of the valve body of the shut-off valve or whose actuator has driven membrane, one of which (lower) membrane space between gas supply and test volume provided and via the shut-off valve from the test volume is lockable.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß zum Druckaufbau in einem kleinen Prüfvolumen die Pumpwirkung auf einen einzigen Pumphub der Membran reduziert ist. Verglichen mit der bisher üblichen mechanisch aufwendigen Membranpumpe ergeben sich erhebliche mechanische Einsparungen. Der Prüfdruck im Prüfvolumen wird dadurch erzeugt, daß durch einen einzigen Membranhub das Volumen zwischen den Ventilen reduziert und so das darin eingeschlossene Gas auf den Prüfdruck komprimiert wird.The advantage achieved by the invention is that the pumping effect to build up pressure in a small test volume is reduced to a single pumping stroke of the membrane. Compared with the previously usual mechanically complex Membrane pumps result in considerable mechanical savings. The test pressure in the test volume is generated in that the volume between the Valves reduced and so the gas enclosed therein the test pressure is compressed.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist der Ventilsitz des Absperrventils im unteren Membranraum zentrisch unter der Membran um eine aus dem unteren Membranraum zum Prüfvolumen abführende Durchgangsbohrung herum angeordnet. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Absperrventil ohne zusätzlichen Aufwand in die Membranpumpe integriert werden kann. Diese Integration der verschiedenen Funktionselemente ermöglicht eine preiswerte und kompakte Prüfvorrichtung.In preferred embodiments of the invention, the valve seat of the shut-off valve centrally in the lower diaphragm space under the membrane to one from the lower membrane space Through hole that removes the test volume is arranged around. This measure has the advantage that the shut-off valve without additional effort can be integrated into the diaphragm pump can. This integration of the different functional elements enables an inexpensive and compact test device.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der untere Membranraum über ein Rückschlagventil mit der Gaszuleitung verbunden. Diese Maßnahme erlaubt einerseits das Befüllen des unteren Membranraums mit Gas und verhindert andererseits das Entweichen von Gas aus dem unteren Membranraum beim Druckaufbau. Das Rückschlagventil kann beispielsweise als ein im unteren Membranraum vorgesehenes Flatterventil ausgebildet sein, das bei einem im unteren Membranraum relativ zur Gaszuleitung herrschenden Unterdruck öffnet und bei einem Überdruck schließt. In a first embodiment of the invention, the lower one Membrane space via a check valve with the gas supply line connected. On the one hand, this measure allows filling of the lower membrane space with gas and prevents on the other hand the escape of gas from the lower membrane space when Pressure build-up. The check valve can, for example, as a flap valve provided in the lower membrane space is formed be that relative to one in the lower membrane space the negative pressure prevailing for the gas supply line opens and at a Overpressure closes.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der untere Membranraum über eine Drosselstelle mit der Gaszuleitung verbunden. Diese Drosselstelle muß deutlich kleiner als der vom unteren Membranraum zum Prüfvolumen abführende Leitungsquerschnitt sein. Beim Pumpvorgang bewegt sich die Membran nur so weit nach unten, bis der im unteren Membranraum aufgebaute Gasdruck im Gleichgewicht mit der Schließkraft des Absperrventils steht. Um den Raum vollständig zu schließen, muß das komprimierte Gas über die Drosselstelle an der Eingangsseite abströmen. Durch diese Maßnahme wird im Prüfvolumen ein konstanter Ausgangsdruck, der lediglich von der Schließkraft der Schließfeder des Absperrventils abhängt, erreicht.In a second embodiment of the invention, the lower one Membrane space via a throttle with the gas supply line connected. This throttle point must be significantly smaller than that cable cross-section leading from the lower membrane space to the test volume his. The membrane moves during the pumping process only so far down until the one built up in the lower membrane space Gas pressure in equilibrium with the closing force of the Shutoff valve is. To completely close the room, the compressed gas must pass through the throttle at the inlet side flow out. This measure is in the test volume a constant outlet pressure, which is only from the Closing force of the closing spring of the shut-off valve depends on reached.
Der andere (obere) Membranraum kann entweder mit der Atmosphäre verbunden sein, so daß auf die zugehörige Membranseite Atmosphärendruck wirkt. Oder der obere Membranraum ist in bevorzugten Ausführungsformen an die Gaszuleitung angeschlossen und daher mit dem in der Gaszuleitung herrschenden Eingangsdruck beaufschlagt. Dies resultiert in einer zusätzlichen Schließkraft, um die die Schließkraft des Absperrventils geringer ausgelegt werden kann.The other (upper) membrane space can either be with the atmosphere be connected so that on the associated membrane side Atmospheric pressure works. Or the upper membrane space is in preferred embodiments connected to the gas supply line and therefore with that in the gas supply line Input pressure applied. This results in an additional one Closing force by which the closing force of the shut-off valve can be interpreted lower.
Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Membran mit dem Ventilkörper des Absperrventils oder dessen Stellelement bewegungsgekoppelt. Dazu kann die Membran z.B. am Ventilkörper des Absperrventils oder an dessen Stellelement befestigt sein oder durch eine im unteren Membanraum vorgesehene Feder in Anlage an den Ventilkörper des Absperrventils oder dessen Stellelement gehalten sein. Vorzugsweise ist das Absperrventil als Magnetventil mit einem Magnetanker als Ventilkörper bzw. als Stellelement ausgebildet, so daß die Membranpumpe auf ein preiswertes Magnetsystem reduziert ist.In preferred embodiments of the invention, the membrane is with the valve body of the shut-off valve or its Actuator coupled to movement. For this purpose the membrane can e.g. on the valve body of the shut-off valve or on its control element be attached or by one in the lower diaphragm space provided spring in contact with the valve body of the shut-off valve or its actuator can be held. Preferably is the shut-off valve as a solenoid valve with a solenoid armature formed as a valve body or as an actuator, so that the diaphragm pump reduced to an inexpensive magnet system is.
Ein Maß für den Druckaufbau im Prüfvolumen ist der Differenzdruck zwischen dem pumpenausgangsseitigen Druck pa und dem pumpeneingangsseitigen Druck pe. Vorzugsweise ist der Druckwächter daher ein Differenzdruckwächter, der die Differenz zwischen dem in der Gaszuleitung herrschenden Eingangsdruck und dem im Prüfvolumen herrschenden Ausgangsdruck mißt und bei Überschreiten eines voreingestellten Differenzdruckwertes ein den Dichtheitszustand des Prüfvolumens anzeigendes Signal abgibt.A measure of the pressure build-up in the test volume is the differential pressure between the pump outlet pressure p a and the pump inlet pressure p e . The pressure monitor is therefore preferably a differential pressure monitor which measures the difference between the inlet pressure prevailing in the gas supply line and the outlet pressure prevailing in the test volume and, when a preset differential pressure value is exceeded, emits a signal indicating the tightness of the test volume.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsform sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention result from the description and the drawing. Likewise, the above mentioned and the features listed further according to the invention individually for themselves or for several in any Combinations are used. The shown and The embodiment described are not intended to be final Understand enumeration, but rather have exemplary Character for the description of the invention.
Es zeigt:
- Fig. 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, bei der der untere Membranraum über ein Flatterventil mit der Gaszuleitung verbunden ist; und
- Fig. 2
- ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, bei der der untere Membranraum über eine Drosselstelle mit der Gaszuleitung verbunden ist.
- Fig. 1
- a first embodiment of the test device according to the invention, in which the lower membrane space is connected to the gas supply line via a flap valve; and
- Fig. 2
- a second embodiment of the test device according to the invention, in which the lower membrane space is connected to the gas supply line via a throttle point.
Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Prüfvorrichtung
dient zum Prüfen der Dichtheit von zwei Hauptventilen 2, 3
in einer Gasstrecke, deren Prüfvolumen 4 von den beiden
Hauptventilen 2, 3 gegen eine Gaszuleitung 5 und eine Gasableitung
6 abgeschlossen ist. Die Prüfvorrichtung 1 arbeitet
nach der Druckaufbaumethode, d.h., bei geschlossenen Hauptventilen
2, 3 wird zunächst im Prüfvolumen 4 ein Druck aufgebaut.
Wenn dieser Druck innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne
nicht unter einen bestimmten Grenzwert abfällt, sind
beide Hauptventile 2, 3 dicht.The test device designated overall by 1 in FIG. 1 serves to test the tightness of two
Der Druckaufbau im Prüfvolumen 1 erfolgt mit einer flexiblen
Membran 7, die zwischen einem Membranteller 8 und einer Feder
9 eingespannt ist. Die Membran 7 besteht vorzugsweise
aus NBR und trennt einen unteren Membranraum 10 von einem
oberen Membranraum 11 ab. Der untere Membranraum 10 ist über
einen Leitungsabschnitt 12 und eine pneumatische Diode in
Form eines Flatterventils 13 oder eines anderen Rückschlagventils
an die Gaszuleitung 5 angeschlossen, an die auch der
obere Membranraum 11 über einen vom Leitungsabschnitt 12 abgehenden
weiteren Leitungsabschnitt 14 angeschlossen ist.
Zentrisch unter der Membran 7 befindet sich um eine aus dem
unteren Membranraum 10 zum Prüfvolumen 4 abführende Durchgangsbohrung
15 herum der Ventilsitz 16 eines Absperrventils
17, welches den unteren Membranraum 10 mit dem Prüfvolumen 4
verbindet oder von diesem absperrt. Der mit dem Ventilsitz
16 zusammenwirkende Ventilteller des Absperrventils 17 ist
durch einen zylindrischen Ansatz 7' an der Membran 7 gebildet,
der durch einen Magnetantrieb in Form eines Magnetankers
18 und einer Magnetspule 19 gegen die Wirkung einer
Schließfeder 20 vom Ventilsitz 16 abgehoben werden kann. Die
Membran 7 und der Membranteller 8 sind durch die Feder 9
stets in Anlage an den Magnetanker 18 gehalten und daher mit
diesem bewegungsgekoppelt. Ein Differenzdruckwächter 21 ist
eingangsseitig an den Leitungsabschnitt 12 und ausgangsseitig
an den Leitungsabschnitt 22 angeschlossen, der die
Durchgangsbohrung 15 mit dem Prüfvolumen 4 verbindet.The pressure build-up in the
In der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsposition der Prüfvorrichtung
1 drückt die Schließfeder 20 über die Membran 7 den zylindrischen
Ansatz 7' auf den Ventilsitz 16, so daß dieser
den im unteren Membranraum 10 anstehenden Eingangsdruck pe
der Gaszuleitung 5 dicht gegen die Durchgangsbohrung 15 bzw.
das Prüfvolumen 4 abschließt. Wird die Magnetspule 19 bestromt,
so bewegt sich der Magnetanker 18 gegen die Kraft
der Schließfeder 20 nach oben, und das Absperrventil 17 öffnet.
Mit dem Magnetanker 18 wird auch die Membran 7 angehoben,
und aufgrund des mit der Volumenvergrößerung des unteren
Membranraums 10 einhergehenden Druckabfalls im unteren
Membranraum 10 öffnet das Flattervenil 13, bis der Eingangsdruck
pe im unteren Membranraum 10 herrscht. Dieser ist über
die Durchgangsbohrung 15 und den Leitungsabschnitt 22 mit
dem Prüfvolumen 4 verbunden. Wenn nach einer kurzen Druckausgleichszeit
auch im Prüfvolumen 4 der Eingangsdruck pe
herrscht, wird durch Abschalten der Magnetspule 19 die auf
den Magnetanker 18 wirkende Magnetkraft abgebaut, so daß die
Schließfeder 20 die Membran 7 nach unten in die in Fig. 1
gezeigte Ausgangsposition bewegt. Dadurch trennt zuerst das
Flatterventil 13 die Verbindung zur Gaszuleitung 5 bzw. zum
Eingangsdruck pe ab. Dann wird durch die weitere Abwärtsbewegung
der Membran 7 das im unteren Membranraum 10 befindliche
Gas verdichtet und damit der Ausgangsdruck pa im Prüfvolumen
4 erhöht. In der Ausgangsposition, d.h. nach diesem
Pumpvorgang, ist das Prüfvolumen 4 vom unteren Membranraum
10 durch das Absperrventil 17 dicht abgeschlossen. In the starting position of the
Ein Maß für den Druckaufbau im Prüfvolumen 4 ist die Differenz
zwischen dem Ausgangsdruck pa und dem Eingangsdruck pe,
die mit Hilfe des Differenzdruckwächters 21 abgegriffen
wird. Der Differenzdruckwächter 21 ist auf seiner p+-Seite
mit dem im Prüfvolumen 4 herrschenden Ausgangsdruck pa und
auf seiner p--Seite mit dem Eingangsdruck pe beaufschlagt.
Fällt der Ausgangsdruck pa innerhalb einer vorbestimmten
Zeit unter die Schaltschwelle des Differenzdruckwächters 21,
ist eines der beiden Hauptventile 2, 3 undicht. Eine interne
oder externe Auswerteelektronik (nicht gezeigt) steuert die
Zeitabläufe und wertet das Signal des Differenzdruckwächters
21 aus.A measure of the pressure build-up in the
Ausgehend von einer Membranfläche von 27 cm2 und einem wirksamen
Membranhub von 2 mm, ergibt sich ein Kompressionsvolumen
von 5,4 cm3. Bei einem Doppelsicherheitsmagnetventil,
wie es aus der DE 198 26 076 C1 bekannt ist, können das
Prüfvolumen 4 und das Volumen des Differenzdruckwächters 21
insgesamt mit 12 cm3 angenommen werden. Durch die Druckerhöhung
wird sich das Volumen des Differenzdruckwächters 21 um
2 cm3 vergrößern. Ausgehend von einem Startvolumen von
17,4 cm3 wird dieses auf 14 cm3 komprimiert. Mit
p*V/T = const ergibt sich bei einem Eingangsdruck pe von
10 mbar ein Ausgangsdruck pa im Prüfvolumen 4 von 370 mbar
bzw. eine Druckerhöhung von 270 mbar. Fällt dieser Differenzdruck
auf z.B. 100 mbar ab, bedeutet dies, daß eine Lekkage
von ca. 3 cm3 vorhanden ist. Daher muß die Mindestprüfzeit
kleiner als 0,22 s sein, um einen Grenzwert von 50 l/h
sicherzustellen.Assuming a membrane area of 27 cm 2 and an effective membrane stroke of 2 mm, the compression volume is 5.4 cm 3 . In a double safety solenoid valve, as is known from DE 198 26 076 C1, the
In Fig. 2 ist das durch die Membranbewegung gesteuerte Flatterventil
durch eine als Drosselstelle wirkende Bohrung 23
ersetzt. Diese Bohrung 23 ist deutlich kleiner als die zum
Prüfvolumen 4 führende Durchgangsbohrung 15. Beim Pumpvorgang
bewegt sich die Membran 7 zunächst nur so weit nach unten,
bis der im unteren Membranraum 10 aufgebaute Druck im
Gleichgewicht mit der Schließkraft der Schließfeder 20
steht. Um das Absperrventil 17 vollständig zu schließen und
damit das Prüfvolumen 4 vom unteren Membranraum 10 abzutrennen,
muß zunächst ein Teil des komprimierten Gases aus dem
unteren Membranraum 10 über die Bohrung 23 an der Eingangsseite
abströmen. Somit wird im Prüfvolumen 4 stets ein konstanter
Ausgangsdruck pa, der lediglich von der Schließkraft
der Schließfeder 20 abhängt, erreicht.In Fig. 2 the flap valve controlled by the membrane movement is replaced by a
Bei einer Vorrichtung (1) zum Prüfen der Dichtheit in einer Gasstrecke, deren Prüfvolumen (4) von mindestens zwei Ventilen (2, 3) gegen eine oder mehrere Gaszuleitungen (5) und Gasableitungen (6) abgeschlossen ist, mit einer Membranpumpe zum Druckaufbau im Prüfvolumen (4), die eingangsseitig über ein Absperrventil (17) mit einer Gaszuleitung (5) und ausgangsseitig mit dem Prüfvolumen (4) verbunden ist, und mit einem Druckwächter, der den im Prüfvolumen (4) herrschenden Ausgangsdruck (pa) mißt und bei Überschreiten eines voreingestellten Druckwertes ein den Dichtheitszustand des Prüfvolumens (4) anzeigendes Signal abgibt, weist die Membranpumpe eine vom Ventilkörper des Absperrventils (17) oder dessen Stellelement angetriebene Membran (7) auf, deren einer (unterer) Membranraum (10) zwischen Gaszuleitung (5) und Prüfvolumen (4) vorgesehen und über das Absperrventil (17) vom Prüfvolumen (4) absperrbar ist. In einem kleinen Prüfvolumen kann so die Pumpwirkung auf einen einzigen Pumphub der Membran reduziert werden.In a device (1) for testing the tightness in a gas line, the test volume (4) of at least two valves (2, 3) against one or more gas supply lines (5) and gas discharge lines (6) is closed, with a diaphragm pump to build up pressure in Test volume (4), which is connected on the inlet side via a shut-off valve (17) to a gas supply line (5) and on the outlet side to the test volume (4), and with a pressure switch that measures the outlet pressure (p a ) prevailing in the test volume (4) and If a preset pressure value is exceeded, a signal indicating the tightness of the test volume (4) is emitted, the diaphragm pump has a diaphragm (7) driven by the valve body of the shut-off valve (17) or its control element, one (lower) diaphragm space (10) of which between the gas supply line ( 5) and test volume (4) are provided and can be shut off from the test volume (4) via the shut-off valve (17). In a small test volume, the pumping action can be reduced to a single pump stroke of the membrane.
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet, daß die Membranpumpe eine vom Ventilkörper des Absperrventils (17) oder dessen Stellelement angetriebene Membran (7) aufweist, deren einer (unterer) Membranraum (10) zwischen Gaszuleitung (5) und Prüfvolumen (4) vorgesehen und über das Absperrventil (17) vom Prüfvolumen (4) absperrbar ist.Device (1) for testing the tightness in a gas section, the test volume (4) of which is closed by at least two valves (2, 3) against one or more gas supply lines (5) and gas discharge lines (6), with a diaphragm pump to build up pressure in the test volume ( 4), which is connected on the inlet side via a shut-off valve (17) to a gas supply line (5) and on the outlet side to the test volume (4), and to a pressure switch that measures the outlet pressure (p a ) prevailing in the test volume (4) and when exceeded outputs a signal indicating the tightness of the test volume (4) of a preset pressure value,
characterized in that the diaphragm pump has a diaphragm (7) driven by the valve body of the shut-off valve (17) or its adjusting element, one (lower) diaphragm space (10) being provided between the gas feed line (5) and the test volume (4) and via the shut-off valve (17 ) can be shut off from the test volume (4).
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