DE3439153C2

DE3439153C2 - Piston with seal arrangement of a flow rate tester

Info

Publication number: DE3439153C2
Application number: DE3439153A
Authority: DE
Inventors: Charles D Erickson
Original assignee: Smith Meter Inc
Current assignee: Smith Meter Inc
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1984-10-25
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2004-10-26
Also published as: JPH0458888B2; GB2149125B; GB2196742B; GB2149125A; JPS60173418A; GB8427074D0; GB2196742A; DE3439153A1; GB8723292D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben mit Dichtungsan ordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Kolben mit Dichtungsanordnung ist aus der US-PS 43 72 147 bekannt.The invention relates to a piston with gasket order according to the preamble of claim 1. Such Piston with sealing arrangement is from US-PS 43 72 147 known.

Die vorgenannte Druckschrift beschreibt ein Strömungsge schwindigkeits-Prüfgerät, das eine Einrichtung zur Überwa chung der Unverletztheit der Kolbendichtungsanordnung ent hält. Diese Überwachungseinrichtung umfaßt eine Fluidlei tung, die den ringförmigen Raum zwischen den Dichtungsringen mit einem äußeren Druckmeßgerät verbindet und die als eine Schlauchleitung ausgebildet ist, die eine in der Zylinder achse angeordnete Kolbenstange wendelförmig umgibt und mit einem im Kolben ausgebildeten Kanal verbunden ist, der in den genannten Ringraum mündet. Bei der Bewegung des Kolbens führt diese Schlauchleitung eine Bewegung aus, die der einer Schraubenfeder vergleichbar ist, die zusammengedrückt bzw. gestreckt wird. Da eine solche Schlauchleitung nicht völlig frei von Federkräften ist, wird der Kolben bei seiner Bewe gung einer lageabhängigen Federkraft ausgesetzt, die in beson derer Weise berücksichtigt werden muß, wenn der Kolben Teil einer Fluidströmungsprüfvorrichtung ist, wie sie in der ge nannten Druckschrift beschrieben ist.The aforementioned publication describes a flow ge speed tester, which is a device for monitoring Ensuring the intactness of the piston seal arrangement holds. This monitoring device comprises a fluid line tion that the annular space between the sealing rings connects with an external pressure gauge and which as a Hose line is formed, one in the cylinder Axially arranged piston rod surrounds helically and with a channel formed in the piston is connected, which in said annulus opens. When the piston moves this hose conduit performs a movement that one Coil spring is comparable, which is compressed or is stretched. Because such a hose line is not completely is free of spring forces, the piston is moving exposed to a position-dependent spring force, which in particular which must be taken into account when the piston part a fluid flow tester as in the ge called publication is described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolben mit Dichtungsanordnung und zugehöriger Überwachungseinrichtung anzugeben, die keine vom Kolbenhub abhängigen Einflüsse auf die Kolbenbewegung ausübt.The invention has for its object a piston Sealing arrangement and associated monitoring device to indicate that no influences dependent on the piston stroke exerts the piston movement.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Eine Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unter anspruchs. This object is solved by the features of claim 1. An embodiment of the invention is the subject of the sub demanding

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind keine Federkräfte zu berücksichtigen, die von der Überwachungseinrichtung aus gehen könnten. Somit ist das damit ausgerüstete Strömungsge schwindigkeits-Prüfgerät frei von nachteiligen Einflüssen, die von der Überwachungseinrichtung ausgehen könnten.In the arrangement according to the invention there are no spring forces to be taken into account by the monitoring facility could go. Thus, the flow ge equipped with it speed tester free from adverse influences could originate from the monitoring device.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher er läutert. Es zeigt:The invention is described below with reference to an in the drawings illustrated embodiment he closer purifies. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Strö mungsgeschwindigkeits-Prüfgeräts mit Dichtungs-Überwachungseinrichtung nach der Erfindung, und Fig. 1 is a side view, partly in section, of a flow rate tester with seal monitoring device according to the invention, and

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung, die Einzel heiten der Erfindung zeigt. Fig. 2 is an enlarged sectional view showing individual units of the invention.

Fig. 1 zeigt ein Strömungsgeschwindigkeits-Prüfgerät, das eine Einlaßleitung 1 und eine Auslaßleitung 11 enthält, die mit dem Gehäuse 2 und einer Bypassleitung 3 in Verbindung stehen. Ein Bypaßventil 4 ist in der Bypassleitung 3 angeordnet und wird von einem Ventilantrieb 5 betätigt. Fig. 1 shows a flow rate tester, which includes an inlet line 1 and an outlet line 11 , which are connected to the housing 2 and a bypass line 3 . A bypass valve 4 is arranged in the bypass line 3 and is actuated by a valve drive 5 .

Das Gehäuse 2 umfaßt eine Einlaßsektion 6, einen Zylinder 9 und eine Abströmsektion 10, die axial hintereinander angeord net sind. Die Einlaßsektion 6 steht in fluidischer Verbindung mit der Einlaßleitung 1 und dem Zylinder 9. Die Abströmsektion 10 steht in fluidischer Verbindung mit dem Zylinder 9 und der Auslaßleitung 11. Der Innendurchmesser des Zylinders 9 ist im wesentlichen gleichförmig. Die Querschnittsflächen der Einlaß sektion 6 und der Abströmsektion 10 sind größer als die Quer schnittsfläche des Zylinders 9. The housing 2 comprises an inlet section 6 , a cylinder 9 and an outflow section 10 , which are axially arranged one behind the other. The inlet section 6 is in fluid communication with the inlet line 1 and the cylinder 9 . The outflow section 10 is in fluid communication with the cylinder 9 and the outlet line 11 . The inside diameter of the cylinder 9 is essentially uniform. The cross-sectional areas of the inlet section 6 and the outflow section 10 are larger than the cross-sectional area of the cylinder 9 .

Ein Kolben 7 ist beweglich innerhalb des Gehäuses 2 angeord net. Am Umfang des Kolbens 7 sind Dichtungsringe 28 und 29 in axialem Abstand angeordnet (siehe Fig. 2). Eine Kolbenstange 8 ist in der Mitte auf der Zuströmseite des Kolbens 7 befestigt. Die Stange 8 erstreckt sich durch ein Stangenlager in der Einlaßsektion 6 und ist mit einem hydraulischen Kolben 16 verbunden, der verschiebbar in einem hydraulischen Zylinder 17 angeordnet ist.A piston 7 is movable within the housing 2 angeord net. On the circumference of the piston 7 , sealing rings 28 and 29 are arranged at an axial distance (see FIG. 2). A piston rod 8 is fastened in the middle on the inflow side of the piston 7 . The rod 8 extends through a rod bearing in the inlet section 6 and is connected to a hydraulic piston 16 which is slidably arranged in a hydraulic cylinder 17 .

Mit dem Kolben 7 ist eine zweite Stange 19, nachfolgend Detektorstab bezeichnet, verbunden, die sich von der Einlaßsektion 6 durch ein Lager erstreckt. An seinem freien Ende trägt der Detektorstab 19 eine Detektormarke 21. Eine Detektoreinheit 22 ist mit Präzisionsdetektoren 23, 24 und 25 versehen, die den Vorbeilauf der Detektormarke 21 erfassen. Die Detektoren können optische Detektoren, wie beispielsweise Fotomikrosensoren, sein. Auch magnetische Detektoren sind einsetzbar, wenn die Detektormarke 21 entsprechend gestaltet ist. Alternativ kann ein linearer Wandler verwendet werden.Connected to the piston 7 is a second rod 19 , hereinafter referred to as the detector rod, which extends from the inlet section 6 through a bearing. At its free end, the detector rod 19 carries a detector mark 21 . A detector unit 22 is provided with precision detectors 23 , 24 and 25 which detect the passage of the detector mark 21 . The detectors can be optical detectors, such as photomicrosensors. Magnetic detectors can also be used if the detector mark 21 is designed accordingly. Alternatively, a linear converter can be used.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Kolbens 7 im Zylinder 9. Der Zylinder 9 ist an seinen beiden Enden leicht konisch ausgeführt, um das sanfte Eintreten des Kolbens 9 zu erleichtern. Der Kolben 7 trägt die Dichtungsringe 28 und 29, die gegen ein Abrutschen vom Kolben 7 durch Halteringe 36 gesichert sind. Ein ringförmiger Zwischenraum 32, der zwischen den Dichtungsringen 28 und 29 ausgebildet ist, steht in Fluidverbindung mit einem Kanal 58. Ein Volumenkompensator 37 steht in Fluidverbindung mit dem Kanal 58, um einen übermäßigen Druckaufbau in dem ringförmigen Zwischenraum 32 zu verhindern. Fig. 2 shows an enlarged view of the piston 7 in the cylinder 9. The cylinder 9 is slightly conical at both ends to facilitate the smooth entry of the piston 9 . The piston 7 carries the sealing rings 28 and 29 , which are secured against slipping off the piston 7 by retaining rings 36 . An annular space 32 formed between the sealing rings 28 and 29 is in fluid communication with a channel 58 . A volume compensator 37 is in fluid communication with the channel 58 to prevent excessive pressure build-up in the annular space 32 .

Gemäß der Erfindung ist der ringförmige Zwischenraum 32 mittels des Kanals 58 und über eine Leitung 59, die in dem Detektorstab 19 ausgebildet ist, fluidisch mit einem außerhalb gelegenen Drucksensor verbunden. According to the invention, the annular space 32 is fluidly connected to an outside pressure sensor by means of the channel 58 and via a line 59 which is formed in the detector rod 19 .

Die statische Methode zur Ermittlung des Dichtungszustandes an den Dichtungsringen 28 und 29 besteht darin, den Kolben 7 in den Zylinder 9 einzubringen und das Bypassventil 4 zu öffnen. Der Druck in den ringförmigen Zwischenraum 32 kann dann über eine längere Zeitdauer beobachtet werden. Diese Verfahrensweise ist insbesondere vorteilhaft, weil die minimale Zeitdauer eines Prüfzyklus 1/3 Sekunde oder weniger sein kann. Mit Hilfe der Erfindung wird der Zustand der Dichtungsringe 28 und 29 durch Beobachtung des Drucks in dem ringförmigen Zwischenraum 32 überwacht. Wenn kein Druckabfall stattfindet, wenn sich der Kolben 7 von einem Ende des Zylinders 9 zum anderen Ende bewegt, dann darf der dynamische Zustand der Dichtungsringe 28 und 29 als unbeschädigt gelten.The static method for determining the sealing condition on the sealing rings 28 and 29 consists in inserting the piston 7 into the cylinder 9 and opening the bypass valve 4 . The pressure in the annular space 32 can then be observed over a longer period of time. This procedure is particularly advantageous because the minimum duration of a test cycle can be 1/3 second or less. With the help of the invention, the condition of the sealing rings 28 and 29 is monitored by observing the pressure in the annular space 32 . If there is no pressure drop when the piston 7 moves from one end of the cylinder 9 to the other end, then the dynamic condition of the sealing rings 28 and 29 may be considered undamaged.

Zu dieser Druckprüfung kann ein Steuerkreis zur Steuerung des Strömungsgeschwindigkeits-Prüfgeräts herangezogen werden, der in Fig. 1 als Blockdiagramm dargestellt ist. Dieser Steuerkreis besteht aus einem Steuerkasten 53, einem Bedienfeld 56 und einem Drucker 75. der Steuerkasten 53 ist elektrisch mit dem Detektor 23 und der Dichtungsüberwachungseinrichtung verbunden. Das Steuerfeld 56 ist elektrisch mit den Detektoren 24 und 25 verbunden. Auf diese Weise kann die Detektorstange 19 auch dazu herangezogen werden, dem Hub des Kolbens entsprechende Zustände zu ermitteln.For this pressure test, a control circuit for controlling the flow velocity test device can be used, which is shown in FIG. 1 as a block diagram. This control circuit consists of a control box 53 , a control panel 56 and a printer 75 . the control box 53 is electrically connected to the detector 23 and the seal monitoring device. The control panel 56 is electrically connected to the detectors 24 and 25 . In this way, the detector rod 19 can also be used to determine conditions corresponding to the stroke of the piston.

Claims

1. Piston with a sealing arrangement of a flow rate tester, which consists of two axially spaced sealing rings which define an annular space between themselves and the piston and a surrounding wall of a piston of the tester receiving the piston, with a device for monitoring the Intactness of the sealing arrangement with a fluid line, which is connected at one end to said space and at the other end to a pressure monitoring device arranged outside the cylinder, characterized in that the fluid line ( 59 ) extends through a rod ( 19 ) which is parallel arranged to the axis of the cylinder ( 9 ) and with the piston ( 7 ) is connected ver.

2. Piston according to claim 1, characterized in that the rod ( 19 ) is at the same time part of a piston stroke detector device ( 21-25 ) containing a detector mark ( 21 ) attached to the rod ( 19 ) and several along the displacement path of the detector mark ( 21 ) arranged detectors ( 23 , 24 , 25 ).