DE2360276A1

DE2360276A1 - Differenzdruckumformer

Info

Publication number: DE2360276A1
Application number: DE2360276A
Authority: DE
Inventors: Joachim Klaemt
Original assignee: JC Eckardt AG
Current assignee: JC Eckardt AG
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-04
Publication date: 1975-06-12

Description

J.G. EckardtAG Stuttgart, den 3. Dezember

7000 Stuttgart 50 A-ITr. 391

Pragstraße 80-82

Betr.: Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung Anm.: J.G. Eckardt AG

Dif f eren zdruckumformer

Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckumformer mit einer in einem Druckmeßkammergehäuse angeordneten und beidseitig mit Druck beaufschlagbaren Meiämembran, deren Ausschlag von einem Biegebalken mit Dehnungsmeßstreifen aufgenommen und in elektrische Werte umgewandelt wird.

Differenzdruckumformer dieser Art sind bekannt. Sie weisen den Nachteil auf, daß die Meßmembran bei Druckdifferenzen, die größer als der Arbeitsbereich sind, sehr leicht überdehnt werden kann, so daß sowohl die Meßmembran als auch die Bieg'ebalken und die Dehnungsmeßstreifen so weit verformt werden, daß sie unbrauchbar sind. Abhilfe konnte bishör nur dadurch geschaffen werden, daß vor dem Anschluß solcher Differenzdruckumformer genau auf die Höhe der anzulegenden Drücke ge-

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achtet wurde. Trotzdem konnte der Ausfall der■Differenzdruckumformer bei nicht vorhersehbaren Druckanstiegen nicht vermieden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und einen Differenzdruckumformer zu schaffen., der auch bei Überlast nicht zerstört wird.

Die Erfindung, besteht darin, daß das Druckmeßkammergehäuse an einer Überlastmembran beweglich aufgehängt ist, die einen Druckraum in zwei über Anschlußöffnungen mit den von den zu messenden Drücken beaufschlagten Druckkammern verbundene Kompensation sdruckkammern unterteilt, von denen jede .mit einem an die Meßmembran angrenzenden Eaum verbunden ist,und daß an dem Druckmeßkammergehäuse Verschlußeinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils einer Anschlußöffnung zugeordnet sind und diese bei außerhalb des Arbeitsbereiches liegenden Druckdifferenzen verschließt. Durch die Erfindung ist das Druckmeßkammergehäuse selbst als Ventilkörper eines beidseitig wirkenden Rückschlagventiles ausgebildet, das in der Art eines Druckschalters bei zu hohen Druckunterschieden wirksam wird und dadurch dafür sorgt, daß sich in den Kompensationsdruckkammern und damit in den Räumen vor der Meßmembran ein Kompensationsdruck ausbilden kann, der wesentlich höher ist als der an seiner zugeordneten äußeren Druckkammer anliegende Druck, so daß die Meßmembran nicht überdehnt werden kann.

Die erfindungsgemäße Überlastsicherung- kann in sehr einfacher Weise verwirklicht werden, wenn der Abstand der Verschlußeinrichtungen von den Anschlußöffnungen und die Federcharakteristik der Überlastmembran so aufeinander abgestimmt sind, daß erst bei Überschreiten des Meßbereiches einseitig ein Abschluß der An-

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schlußöffnung eintritt. In einfacher Weise können dann als Verschlußeinrichtungen O-Ringe vorgesehen sein, die auf beiden Stirnflächen eines zylindrischen Druckmeßkammergehäuses angeordnet sind. Die Anschlußöffnungen können bei einer solchen Ausführungsform in ebenen Seitenwänden von zylindrischen Kompensationsdruckkammern münden, wobei sich dann auch noch der Vorteil ergibt, daß die Durchmesser der Kompensationsdruckkammern und des Druckmeßkammergehäuses so aufeinander abgestimmt werden können, daß der zwischen ihnen bestehende Ringspalt als Dämpfungsdrossel wirkt. Dadurch werden unerwünschte Schwingungen der Einrichtung verhindert.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Äusführungsbeispieles dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

In der Zeichnung ist ein Teil einer Trennwand 1 gezeigt, die auf .beiden Seiten mit Druckräumen 2,3 versehen ist, die Jeweils nach außen hin durch je eine Trennmembran 4 abgeschlossen sind. Diese beiden Druckkammern 2,3 stehen über Anschlußöffnungen 5»6 jeweils mit je einem Kompensktionsdruckraum 7»8 in Verbindung, die gegeneinander durch eine Überlastmembran abgedichtet sind, die fest zwischen den Wandteilen la und 1b der Trennwand 1 gehalten ist. Die Überlastmembran, die an ihrem äußeren Umfang in der Trennwand 1 geschalten ist, ist an ihrem inneren Umfang dicht mit einem Druckmeßkammergehäuse 10 verbunden, dessen Inneres wiederum durch eine Meßmembran.11 in zwei Räume 12,13 unterteilt ist, die jeweils über die öffnungen 14,15 mit den zugeordneten Kompensationsdruckkammern 7 bzw. verbunden sind. Die Druckkammern 2 bzw. 3 und die mit ihnen verbundenen Druckräume sind mit Flüssigkeit gefüllt, so daß die Differenz der auf beide Seiten der Trennwand 1 wirkenden Drücke durch ihre Einwirkung auf die Trennmembranen 4 und des damit"..-·

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verbundenen Druckanstieges in einem der Räume 12 oder 13 auch eine Auslenkung der Meßmembran 11 bewirkt. Diese Auslenkung wird von einem Biegebalken 16 aufgenommen, der über einen Stößelteil fest an der Membran 11 anliegt.

Sowohl die Kompensationsdruckkammern 7 und 8 als auch das Druckmeßkammergehäuse 10 sind zylindrisch ausgebildet und an den Stirnflächen des Druckmeßkammergehäuses sind Absätze 18 angearbeitet, durch die jeweils ein O-Ring 19 auf beiden Seiten des Druckmeßkammergehäuses 10 gehalten ist. Die Anschlußöffnungen 5 und 6 münden in ebene Seitenflächen 20, 21 der Kompensationsdruckkammern 7» 8 und die O-Ringe 19 sind so bemessen, daß sie bei einem Auswandern des Druckmeßkammergehäuses 10 um die Größe des Abstandes a zwischen den O-Ringen 19 und den Seitenflächen 20 bzw. 21 an den Seitenflächen anliegen und somit die Anschluß-Öffnungen 5 bzw. 6 verschließen.

Auf dem Biegebalken 16 sind in nicht näher dargestellter Weise Dehnungsmeßstreifen aufgebracht, die über die Anschlußkabel an eine elektrische Meßeinrichtung angeschlossen sind. Jeder Ausschlag der Meßmembran 11 infolge einer Druckänderung in den Räumen 12 und 13» die durch die Änderung des Druckes in den Druckkammern 2, 3 bewirkt wird, bewirkt also auch eine Auslenkung des Biegebalkens 16 und damit wegen der Dehnung der Meßstreifen auch die Änderung eines elektrischen Signales, das weiterverarbeitet werden kann.

Während bei den bisher bekannten Differenzdruckumformern die Räume 12 und 13 unmittelbar mit den zu messenden Drücken beaufschlagt waren, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die zu messenden Druckdifferenzen sowohl auf die Uberlastmembran 9 als auch auf die Meßmembran 11 einwirken. Die Überlastmembran 9 ist so dimensioniert, daß sie stabil genug ist, um im Arbeitsbereich des Differenzdruckumformers,

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also inddem Bereich., in dem die Meßmembran 11 und der Biegebalken 16 noch einwandfrei arbeiten, ein Anlegen der O-Ringe 19 an einer der beiden Seitenflächen 20 oder 21 zu verhindern. Im Arbeitsbereich arbeitet.die neue Einrichtung daher ebenso exakt wie die bisher bekannten Differenzdruckumformer. Überschreitet die Druckdifferenz in den Räumen vor den beiden Trennmembranen 4 jedoch den Arbeitsbereich, dann wird die Überlastmembran 9 nach einer der beiden Seiten so weit ausgelenkt, daß sich einer der beiden O-Ringe 19 an eine der Seitenflächen 20 und 21 anlegt. Wird beispielsweise der Druck in der Druckkammer 2 so hoch, daß sich der O-Ring 19 an die Seitenwand 21 anlegt, dann ist damit die Anschlußöffnung 6 zu der Druckkammer 3 abgeschlossen. In dem verbleibenden Raum in der Kompensationsdruckkammer 8 und in dem Raum 13 baut sich daher ein Kompensationsdruck auf, der groß genug ist, um ein weiteres Überdehnen ie der Meßmembran 11 zu verhindern. Die neue Ausgestaltung wirkt somit in einwandfreier Weise als eine Überlastsicherung. Wird die Druckdifferenz wieder geringer, so hebt sich der O-Ring 19 von der Seitenwand 21 ab und die Einrichtung arbeitet wieder wie bekannt. Zu dieser Funktion ist es notwendig, daß der Abstand a zwischen den O-Ringen 19 und den Seitenwänden 20 bzw. 21 mit der Federcharakteristik der Überlastmembran 9 abgestimmt wird, so daß ein Anliegen tatsächlich erst dann erfolgt, wenn der Arbeitsbereich der Meßeinrichtung überschritten wird.

Das Druckmeßkammergehäuse 10 ist mit den Drosselöffnungen 14 und versehen, durch die Flüssigkeit von und zu den Kompensationsdruckräumen 7 und 8 strömen kann. Bei plötzlich eintretender überlastung auf einer Seite des Differenzdruckumformers bewirken die Drosselöffnungen 14 und 15, daß in den Druckmeßkammern 12 und der Druck nur verzögert ansteigt und die Heßmembranen vor Zerstörung geschützt sind. Ein Druckstoss trifft zeitlich verzögert in die Meßkammer ein.

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Claims

Patent- und Schutzansprüche

Differenzdruckumformer mit einer in einem Druckmeßkammergehäuse angeordneten und beidseitig mit Druck beaufschlagbaren Meßmembran, deren Ausschlag von einem Biegebalken mit Dehnungsmeßstreifen aufgenommen und in elektrische Werte umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßkammergehäuse (10) an einer Überlastmembran (9) beweglich aufgehängt ist, die einen Druckraum in zwei über Anschlußöffnungen (5>6) mit den zu messenden Drücken beaufschlagten Druckkammern (2,3) verbundene Kompensationsdruckkammern (7>8) unterteilt, von denen jede mit einem an die Meßmemb.ran (11) angrenzenden Raum (12 bzw. 13) verbunden ist, und daß an dem Druckmeßkammergehäuse (10) 'Verschlußeinrichtungen (19) vorgesehen sind, die jeweils einer Anschlußöffnung (5i6) zu-' geordnet sind und diese bei außerhalb des Arbeitsbereiches liegenden Druckdifferenzen verschließen.

2. Differenzdruckumfqrmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Verschlußeinrichtungen (19) von den Anschlußöffnungen (5 bzw. 6) und die Federcharakteristik der Überlastmembran (9) so aufeinander abgestimmt sind, daß erst bei Überschreiten des Meßbereiches einseitig ein Abschluß der Anschlußöffnung eintritt.

3. Differenzdruckumformer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verschlußeinrichtungen O-Ringe (19) vorgesehen sind, die auf beiden Stirnflächen eines zylindrischen Druckmeßkammergehäuses (10) angeordnet sind.

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Differenzdruckumformer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die,Stirnflächen mit Absätzen (18) zum Halten der O-Hinge (19) ausgestattet sind.

5. Differenzdruckumformer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnungen (5,6) in ebenen Seitenwänden (20,21) von zylindrischen Komprensationsdruckkammern (7»8) münden.

6. Differenzdruckumformer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Kompensationsdruckkammern (7,8): und des Druckmeßkammergehäuses (10) so aufeinander abgestimmt sind, daß der zwischen ihnen bestehende Kingspalt als Dämpfungsdrossel dient.

7. Differenzdruckumformer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßkammer 12 und 13 über Drosselöffnungen 14, 15 mit den Kompensationsdruckkainmern 7 und 8 verbunden sind.

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