JP5345251B2 - 逆止弁の機能を有する測定ニードル - Google Patents

Description

本発明は、流体システム、例えば、加熱システムまたは冷却システムにおける、例えば、圧力または温度を測定する装置に関し、この装置は、測定ニップル、例えば、容器または配管の弁または測定ニップルに取り付けられ、この装置は、測定ホースと関連する測定ニードルが測定ニップルから取り外されるときに、測定を終えることによる意図しない流出または漏れが生じないように保障する。

測定ニップルを通じた加熱システムまたは冷却システム内の加圧された媒体からの漏れは問題とはならない。測定ニップルは、長時間の作動時間後にも、完全な機能をする代替設計を有する。

測定を終えることにより加圧された媒体から外部への意図しない漏れが生じる問題を解決するための多くの構造が存在する。このような解決策のうち一つの例は、イギリス特許出願公開第２，０１９，５３３号明細書に開示されており、図１によると、スプリング荷重ボール１５が出口２８を塞ぎ、測定が完了した後に内部の過剰圧力及びこれによる媒体が漏れず、また、操作者が媒体に連結されたチャンネル２９を機械的に閉めることを忘れてしまった場合にも漏れないようになっている。また、米国特許第４，６３８，６６８号明細書は、カップリングを開示しており、測定ホースの連結端部が測定ニップル２に取り付けられるとき、加圧された媒体から測定ホース３２(図２参照)への連通が開放され、これと関連して、この連通は、加圧媒体から測定ホース３２まで開放される。以後、測定ホースが取り外されるとき、この連通が再び加圧側で閉鎖される。

以下、本発明においては、測定ホースの側面から漏れ、即ち、上述した構造がいかなる解決策も提供できなかった、測定終了後に測定ホースの内部に設けられた媒体からの漏れが生じないように保障される。当然、測定ニップルは、測定終了後に漏れないように構成されるはずであるが、これは、本発明において扱おうとする問題ではない。さらに、本発明において、測定システムを通じた流れは、測定が開始される前に、連結された測定機器を零点調整できるようにし、これは、システムから空気を除去するための重要な特徴となる。これは、２つの測定ニードルが測定中に対で用いられるとき、開位置にある逆止弁が不十分になることと、測定ニードルを通じて流体が後方に流れることとによってなされ、これに対しては、上述した構成はいかなる解決策も提示することができない。

本発明に関し、測定の完了と関連して、既存の構造に比べた以下の多くの利点が得られる。
−プローブが測定ニップルから取り外されると、測定ホースとプローブとの間の直接的な遮断が瞬時に生じる。
−測定ホースに設けられた媒体から漏れが生じない。
−プローブからの意図しない漏れによって引き起こされる作業者の傷害に対するリスクがない。
−全ての漏れが取り除かれるため、測定プロセスによる作業環境及び室内における作業環境が全体的に改善される。
−測定ニードルの逆止弁の機能が流れで不十分になり、これを通じてさらに信頼性のある測定結果を与える。
−測定ニードルが新たな測定のために直ちに用意される。

本発明の構造的な設計は、下記に詳細に説明される。さらに、本発明は、様々な側面で従来技術をさらにリードする。これは、請求項１の特徴部から明らかになる方式で下記の装置により本発明において実現される。

本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照する下記の詳細から明らかになり、そのような添付の図面は、本願発明の非制限的な好ましい実施例を示す。
詳細には、部分的かつ概略的な断面図または斜視図で示す。

測定ニードルが含まれた流体システムである。 本発明による測定ニードルの実施形態の詳細図である。 プローブ／測定ニップルと測定機器との間の開放連通を有する測定ニップル上の測定ニードルである。

図１は、２つの測定ニードル１が、弁２または配管に含まれる測定ニップル３にどのように取り付けられるのかを示し、また、図面においては、他の端部において測定機器４に連結された測定ホース５が測定ニードルからどのように延びるのかを示している。配管または容器等において圧力または温度を測定するために、測定ニードル１が、測定ニップル３に取り付けられ、プローブ１０を介して、測定される媒体と連結される。その後、その媒体は、プローブ１０及び測定ニードルハウジング６を介して、さらに測定ホース５を介して、測定機器４に流動接触される。

図２は、測定ニードルの断面を示している。測定ニードル１は、測定ホース５との連結のためのホースニップル７を有する測定ニードルハウジング６と、逆止弁８と、プローブ１０と、リセットスプリング１３と、リセットスプリング１６を有するロックワッシャー１５とを備えている。

測定ニードルハウジング６は、プラスチックまたは金属合金で代替的に構成され、ホースニップル７に対し、その後方部分１９にキャビティ２０が設けられ、キャビティ２０は、逆止弁８の外部寸法と寸法的に一致している。また、キャビティ２０の上部にリセス１４が設けられ、リセス１４は外部まで延びている。測定ニードルハウジング６の前方部分において、ホースニップル７からキャビティ２０まで延びる円筒状のキャビティ２５が好ましく存在し、その結果、キャビティ２５はホースニップル７内を延びている。

逆止弁８は、異なる部分である下部部分１７及び上部部分１８により描かれており、好ましくは下部部分１７及び上部部分１８のそれぞれと比べて小さな径を有する中心部分２１に、下部部分１７及び上部部分１８が連結されている。また、中心部分２１には、好ましくは逆止弁８の長手方向の軸線に垂直な一つ以上の孔２６が設けられる。下部部分１７及び上部部分１８の外周には、それぞれの外周上にガスケット９が設けられている。上部部分１８には、その外周上に２つのガスケットが設けられる一方、下部部分１７には、外周上の承認された位置に配置された外部ガスケットのみが設けられている。さらに、下部部分１７及び上部部分１８にはそれぞれ、内部ガスケット部材が設けられ、好ましくは、下部部分１７及び上部部分１８の下部領域に位置するガスケット２２である。

キャビティ２０の上部及び逆止弁８の上方において、リセットスプリング１３が取り付けられ、この領域において、リセス１４が外部に向かって設けられている。キャビティの上部部分は、内部ストップラグ３２も含み、この内部ストップラグ３２は、逆止弁８のためのストップラグであり、結果的に逆止弁のための上限位置を構成する。リセットスプリングが取り付けられたキャビティ２０の上部部分は、流体と接触しない。

プローブ１０は、測定ニードルハウジング６の上部部分に適切な方式で固定されて取り付けられ、例えば、射出成形されるか、または測定ニードルハウジングに対してプローブの後方を、好ましくは、持ち送り部分２４を押すソケットヘッドキャップスクリュー２３によって固定され、プローブは、好ましくは逆止弁８に対して中心に位置される。プローブは管状であり、２つの開口１１、１２が設けられている。開口１１は、プローブの端部部分の近くでプローブの前方部分に位置する一方、開口１２は、プローブ１０の上方の検討された距離に位置する。プローブは、測定ニードルハウジング６の外部すなわち下方に長さを有し、一般的な市販された既存のニップルに適しており、それによって、測定ニードルが測定ニップル３に、または測定ニップル３に対して取り付けられるとき、開口１１は、圧力または温度感知される媒体に常に到達するであろう。

測定ニードル１が測定ニップル３に連結される前であるが、プローブ１０が測定ニップルにおいてシール部材を通過するとき、また、逆止弁８が測定ニップル３に物理的に接触する前に、プローブは、プローブを満たす媒体及び逆止弁８の中心部分２１と接触する。この位置において、逆止弁８は、未だその初期位置にあり、これによってガスケット９は、上部部分１８上において、キャビティ２０の上部部分及びキャビティ２５に対して、さらに測定ホース５に対してシールする。また、ガスケット９は、下部部分１７上で、外部漏れに対してこの位置においてシールする。内部ガスケット２２は、プローブ１０と逆止弁８との間をシールする。

測定ニードルハウジング６及びその下部部分３１上において、リセットスプリング１６が取り付けられた状態でスプリング荷重のロックワッシャー１５が位置し、その取付け及び機能については後述する。

図２ｂ及び図２ｃは、ロックワッシャー１５の設計及び測定ニードルハウジング６の下部部分３１に対する取付けの例を示している。測定ニードルハウジング６の下部部分３１上にロックワッシャー１５が位置し、また、これに関連して測定が行われるとき、リセットスプリング１６が測定ニードル１を測定ニップル３にロックする。ロックワッシャーには、好ましくは開口３０が設けられ、開口３０は、逆止弁８及び測定ニップル３とともに、測定ニードル１を測定ニップル３にロックするか、または、それから離脱するための２以上の位置を構成する。測定ニードルハウジング６の下部部分３１上には、好ましくは溝２８が存在し、ロックワッシャー１５の上部ステアリングアーム３３が、逆止弁の、好ましくはリセットスプリング１６が取り付けられたリセス２９の軸線長手方向に対して垂直にスライドする。リセットスプリングは、ロックワッシャー１５とリセス２９の底部との間に固定されている。ロックワッシャー１５はその位置に固定され、それによって、逆止弁８の下部、好ましくは円筒状部分２７がロックワッシャーの開口３０を通じて到達し、さらに、逆止弁上の下部部分１７がロックワッシャーの開口３０より大きな寸法を有するため、ロックワッシャーは、逆止弁８のための下部ストップラグを構成する。

図３は、測定ニップルに取り付けられた測定ニードルを示している。測定ニードル１が測定ニップル３に取り付けられるとき、逆止弁８は、リセットスプリング１３に対抗して軸方向に測定ニードルハウジング６内において移動され、それによって、リセットスプリング１３は、逆止弁８がストップラグ３２に対抗して上部の位置に到達するまで圧縮される。この位置において、逆止弁８とその上部部分１８は、逆止弁の中心部分２１がキャビティ２５の前方にある位置に到達するまでキャビティ２０において後方にさらに動き、この位置において、上部部分１９上でガスケット９は、キャビティ２０の上部部分に対して、またキャビティ２５の連結部の両側上で、ガスケット９がキャビティ２０に対してシールする。逆止弁８がこの上部位置にあるとき、媒体からプローブ１０及びその開口１１、１２を介して逆止弁８及び中心部分２１まで、さらに逆止弁８内のロック２６を介して、キャビティ２５を経て、また測定ホース５を介して測定機器４まで連通が開放される。この位置において、媒体の過剰圧力と同様な静的過剰圧力が測定機器４までの全体経路内に存在する。このような位置における連通が開放されると、逆止弁８の構成によって測定ニードルを通じた両方向に流れが許容される。これは、測定中に測定ニードルが類似した他の測定ニードルと対をなして作動されるため有利であり、また、高圧側から低圧側の方向に弁２にかけられた圧力差に起因して流体が流され、それによって一つの測定ニードルが後方に流される。このような作業位置において、測定システムは流され、できる限り測定ホースと測定機器から空気がなくなり、従って、測定機器の零点補正が確保されて、さらに一定な測定結果が誘導される。

測定ニップル３における測定ニードル１の連結を容易にするためにリセス１４が設けられ、これにより、リセットスプリング１３が配置される逆止弁８の上方の空間に圧縮空気が存在するリスクを除去する。

測定ニードル１が測定ニップル３に取り付けられると、リセットスプリング１６はロックワッシャー１５を外方に押し、測定ニードル１は、測定ニップル３にロックされる。これは、逆止弁８の円筒状の下部部分２７と測定ニップル３との間の寸法差が存在することによって可能となり、好ましくは、下部部分２７は測定ニップルより大きな径を有し、測定ニップル３における測定ニードル１の連結中に、逆止弁８が初期位置から離れてリセットスプリング１３の方向に動くとき、測定ニップルが測定ニードルハウジングの下部部分３１内に押されるとき、測定ニップルは、そのより小さな径で、ロックワッシャーの開口３０の正面に到着する。ロックワッシャー１５における開口３０の設計によって、リセットスプリング１６がロックワッシャー１５を外側に押すことができ、従って、測定ニードル１が測定ニップル３にロックされる。従って、測定ニードル１が測定ニップル３に対して相対的な位置に固定される。

測定手順のうち、測定ホース５において発生する過剰圧力は、可撓性のある材料でなければ、測定ホース５の膨脹を引き起こし、この場合、測定ホース５のコスト増加及び非実用的な組立作業を引き起こす。従来技術による測定ニードルの場合、測定ニップルからのプローブの取り外しと関連し、プローブを介して測定ホースから漏れが生じるであろう。従来技術による問題点は、測定ニップル３から取り外される間、膨脹した測定ホース内に存在する高い圧力の流体、またある場合は、高温の流体が、測定ニードルの開口１１から噴出され、操作者の健康にリスクが存在するという点である。

本発明による装置は、測定ホース５からの漏れのリスクを除去するが、これは、測定ニップル３から測定ニードル１を取り外す間、ロックワッシャー１５が測定ニードルハウジング６の下部部分３１の内側に押されて連結が解除されることによりなされる。この位置において、測定ニップル３は、ロックワッシャー１５に対して自由であり、このとき、測定ニードル１を測定ニップル３から取り外すことができ、これと関連して、リセットスプリング１３が逆止弁８を測定ニードルハウジング６内の初期位置に再び戻す。この位置において、逆止弁８によって、ロックワッシャーが逆止弁８の円筒状の下部部分２７の周りに係合し、これによって、逆止弁８が測定のために該当位置に固定される。

逆止弁８がその初期位置に再び到達すると、逆止弁８の上部部分１８に取り付けられた２つのガスケット９がキャビティ２５の各側面及びキャビティ２０の出口に位置し、これによって、キャビティ２５からリセットスプリング１３まで上方に、また逆止弁８及びその中心部分２１まで下方に密封され、キャビティを介して測定ホース５から逆止弁８への開放連通が結果的に閉鎖される。これによって、この位置における逆止弁８により、測定ホース５から外部への媒体の漏れが防止される。

測定ニードルの全般的な機能は、測定が行われるとき、逆止弁８がキャビティ２０内の位置に動くことであり、また、この位置で媒体から測定機器４までの全体経路が開放連通され、また、測定が行われた後、圧縮されたリセットスプリング１３が逆止弁８を初期位置まで後方に押し、このとき、逆止弁は、測定機器４及び測定ホース５のそれぞれからプローブ１０まで外側に連通を閉鎖し、これによって測定ホース５に封入された体積は漏れない。また、逆止弁８は、ガスケット部材キャリア及び流動チャンネルのような他の機能を有している。この装置によって、通常品質の測定ホースを用いる条件が形成されるが、これは、過剰圧力に起因して測定ホースにて発生する膨脹が測定ニードル／プローブからの漏れを誘導しないためであり、この漏れは、測定ニードルの従来の構成から引き起こされる。

１ 測定ニードル、２ 弁、３ 測定ニップル、４ 測定機器、５ 測定ホース、６ 測定ニードルハウジング、７ ホースニップル、８ 逆止弁、９ ガスケット、１０ プローブ、１１ 開口、１２ 開口、１３ リセットスプリング、１４ リセス、１５ ロックワッシャー、１６ リセットスプリング、１７ 下部部分、１８ 上部部分、１９ 後方部分、２０ キャビティ、２１ 中心部分、２２ ガスケット、２３ ソケットヘッドキャップスクリュー、２４ 持ち送り部分、２５ キャビティ、２６ 孔、２７ 下部部分、２８ 溝、２９ リセス、３０ ロックワッシャーの開口、３１ 測定ニードルハウジングの下部部分、３２ ストップラグ、３３ 上部ステアリングアーム。

Claims (11)

1. 流体の圧力及び／又は温度を測定するシステムに含まれる装置であって、該装置は測定ニードル（１）であり、該測定ニードルは、測定ホース（５）に連結するためのホースニップル（７）を有する測定ニードルハウジング（６）を含み、該測定ニードルハウジング（６）内に、逆止弁（８）と、一端が前記測定ニードルハウジング（６）に接続されると共に他端が前記逆止弁（８）に接続されて前記逆止弁（８）を押す第１のリセットスプリング（１３）と、プローブ（１０）と、前記測定ニードルハウジング（６）の下部部分（３１）に取り付けられて前記測定ニードル（１）を測定ニップル（３）に固定するロックワッシャー（１５）とが設けられた装置において、
   前記逆止弁（８）は、前記測定ニードルハウジング（６）の第１のキャビティ（２０）内に配置され、これに関連して前記測定ニードルが前記測定ニップル（３）に取り付けられて、前記プローブ（１０）内の第１開口（１１）を経て、前記プローブを通り、さらに前記プローブ（１０）内の第２開口（１２）を経て、前記逆止弁（８）内の中心部分（２１）に設けられた孔（２６）を通って前記第１のキャビティ（２０）を外方に向かい、さらに第２のキャビティ（２５）を介して前記ホースニップル（７）まで、さらに最終的に前記測定ホース（５）を介して測定機器（４）まで、流体から連通が開放され、前記第２のキャビティ（２５）との開放連通が設けられる位置に前記逆止弁内の前記中心部分（２１）が到達するまで、前記逆止弁（８）及びその上部部分（１８）が前記第１のキャビティ（２０）内において後方に移動することにより前記連通が開放されることを特徴とする装置。
2. 前記測定ニードル（１）が前記測定ニップル（３）から取り外されるとき、前記第１のリセットスプリング（１３）が前記逆止弁（８）の初期位置に前記逆止弁（８）を再び押すことで、前記逆止弁（８）の前記上部部分（１８）に取り付けられたガスケット（９）が前記第２のキャビティ（２５）の側面及び前記第１のキャビティ（２０）内の前記第２のキャビティ（２５）の出口に位置するため、前記測定ホース（５）及び前記第２のキャビティ（２５）からの連通が閉鎖され、これによって、前記第２のキャビティ（２５）から下方に前記逆止弁（８）の前記中心部分（２１）までだけでなく、前記第２のキャビティ（２５）から上方に前記第１のリセットスプリング（１３）まで密封して、前記プローブ（１０）の前記第１開口（１１）を外部に密封することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記測定ニードル（１）が前記測定ニップル（３）に取り付けられるとき、その瞬間、前記逆止弁（８）が前記第１のキャビティ（２０）内の後方位置に位置すると共に流体と前記測定機器（４）との間の連通が開放されることにより、流体の流れが前記ホースニップル（７）から前記第１開口（１１）に離れる方向に前記測定ニードル（１）を通過できるようにし、これは、対で連結された前記測定ニップル（３）に対する正常な測定手順によって、他の測定ニードル内における反対方向の流動と同時に前記測定ニードル（１）のうちの一つにおいて生じることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. 前記測定ニードルハウジング（６）には前記第１のキャビティ（２０）が設けられ、該第１のキャビティ（２０）は、前記逆止弁（８）及びその外周に設けられたガスケット（９）と寸法的に一致し、さらに前記第１のキャビティの上部部分には、外部まで延びる第１のリセス（１４）が設けられ、前記第１のキャビティの上部部分に設けられたストップラグ（３２）は、前記逆止弁（８）の上限位置／作業位置を与えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記測定ニードルハウジング（６）内の前記第１のキャビティ（２０）には第１のリセス（１４）が設けられ、該第１のリセス（１４）は、前記逆止弁がストップラグ（３２）に対抗してその上部位置まで上方に移動されるとき、前記逆止弁（８）の上方の空間に圧縮ガスが存在するリスクを除去することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 前記逆止弁（８）の前記上部部分（１８）と下部部分（１７）とは、該上部部分（１８）及び該下部部分（１７）のそれぞれに比べて特に小さい寸法を有する前記中心部分（２１）に連結され、該中心部分（２１）には、前記逆止弁（８）の長手方向軸線に垂直な複数の孔（２６）が設けられ、前記上部部分（１８）及び前記下部部分（１７）にはそれぞれ、それぞれの外周上のガスケット（９）と内部ガスケット部材（２２）とが設けられ、前記ガスケット（９）は前記第１のキャビティ（２０）に対してシールし、前記内部ガスケット部材（２２）は前記プローブ（１０）に対してシールすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
7. 前記ロックワッシャー（１５）は、溝（２８）内において前記測定ニードルハウジング（６）の下部部分（３１）に取り付けられ、前記ロックワッシャーには、可変断面を有する開口（３０）が設けられ、前記ロックワッシャーは第２のリセットスプリング（１６）と協力し、該第２のリセットスプリングは、前記ロックワッシャー（１５）と前記測定ニードルハウジング（６）の下部部分（３１）内の第２のリセス（２９）との間で収縮され、前記ロックワッシャー（１５）が前記逆止弁（８）の下部部分（２７）と係合する方式で開口（３０）が選択され、その結果、後続する測定のために前記逆止弁（８）がその位置に固定されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 接続手順において前記測定ニードル（１）を前記測定ニップル（３）に対して押し付けることによって、前記ロックワッシャー（１５）は、前記測定ニップル（３）に前記測定ニードル（１）も固定して、前記測定ニップルが前記測定ニードルハウジングの下部部分（３１）内に押されるとき、前記測定ニップルが前記逆止弁（８）に影響して、該逆止弁が作動位置から離れ、前記第１のリセットスプリング（１３）に対抗する方向に動き、その後、前記逆止弁の円筒状の下部部分（２７）よりも小さな径を有する前記測定ニップルが前記ロックワッシャーの開口（３０）に対抗するように位置し、これによって第２のリセットスプリング（１６）が前記ロックワッシャー（１５）を押し、結果的に、前記測定ニップル（３）に前記測定ニードル（１）をロックすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. 前記逆止弁が前記プローブ（１０）に対してシールして前記第１開口（１１）に対してもシールする前記測定ニップル（３）に取り付ける前に、流体から測定機器（４）までの連通がその瞬間に開放されるものの前記逆止弁（８）の下端部の位置が初期位置と同一になるように、前記第１のキャビティ（２０）の上部部分内の前記逆止弁（８）の上端部の位置が構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
10. 前記逆止弁（８）の上端部の位置は、前記第１のキャビティ（２０）の上端部カバーに対する内部ストップラグ（３２）によって決定され、前記逆止弁の下端部の位置は、前記ロックワッシャー（１５）によって決定されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
11. 前記逆止弁（８）は流体によって影響されず、前記逆止弁（８）の前記上部部分（１８）の外周に設けられたガスケット（９）が前記第１のキャビティ（２０）に対して常にシールすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。

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