DE2429137B2 - Auf Druckdifferenzen ansprechender Geber für wärmetechnische Kenngrößen - Google Patents
Auf Druckdifferenzen ansprechender Geber für wärmetechnische KenngrößenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen auf Druckdifferenzen ansprechenden Geber der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 bezeichneten Gattung.
Bei einem bekannten Geber dieser Gattung (GB 90 294) ist der Halter als schmaler hochstehender
Träger ausgebildet und an seinem Fußende mittels einer Schraube auf einem Wandteil der Mediumkammer
aufgesetzt, wobei der von diesem umschlossene Kammerteil gleichzeitig die Druckkammer bildet. Der
Halter trägt am oberen Ende des Trägers die Düse des Düsen-Prallplatten-Systems und an einem seitlich vom
Träger stehenden kurzen Wandteil das Wellrohr und die Nullstelleinrichtung, wobei alle Systeme indirekt über
Zwischenglieder mit dem oberen Hebelarm des doppelarmigen Hebels zusammenwirken. Damit sind
diese Systeme zunächst den Temperaturschwankungen des zu überwachenden Mediums und der Umgebungstemperatur
ausgesetzt, die zu Deformationen einzelner C mente und zu deren gegenseitiger Verschiebung und
damit zu Meßfehlern führen können. Da Düse, Wellrohr und Nullstelleinrichtung unterschiedlich fest am Halter
bzw. an der Druckkammer montiert sind, ergeben sich weitere Fehlerquellen. Auch können sich so Vibrationen
der nicht ausgewuchteten Massen ungünstig auf die Meßgenauigkeit auswirken. Die große Zahl der
notwendigen Einzelteile und ihre gegenseitige Anordnung erschweren die Eichung und die Wartung des
Gebers.
Für weitere bekannte Geber fDE-OS 19 01 434 bzw.
US 34 11 363), die im Prinzip ähnlich aufgebaut sind,
gelten ebenfalls die vorstehend aufgezeigten Nachteile.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ausgehend von einem Geber der eingangs erwähnten Gattung einen
Geber zu schaffen, der von Temperaturschwankungen im Medium und der Außenluft und von irgendwelchen
auf ihn einwirkenden Außenkräften, wie z. B. Vibrationen, optimal unabhängig ist und einfach aufgebaut und
zu warten ist
ίο Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt
Beim Gegenstand der Erfindung wird durch die is beiden bügeiförmigen Bleche zusammen mit den sie
verbindenden Querbolzen ein formsteifer Rahmen gebildet, an dem die einzelnen Meß- und Steuereinheiten
befestigt sind. Dieses formsteife Gerüst brldet eine gesonderte Baugruppe, die diese empfindlicheil Einheiten
trägt und die an einer aus dem Druckkammergehäuse
vorstehenden Buchse mitteis eines die Buchse mit allseitiger Umfangsklemmung kraftschlüssig umfassenden
Klotzes lösbar befestigt ist Durch einfaches Lösen dieser Klemmung und der Spindel der Nullstelleinrichiung
kann die gesamte Baugruppe abgenommen werden, ohne daß die an das Drucksystem angeschlossenen
Teile mit abgebaut werden müssen. In wärmetechnischer Hinsicht ergibt sich als weiterer Vorzug, daß die
Trennflächen der mechanisch festen Klemmverbindung Sperren oder Bremsen für den Wärmeübergang
darstellen.
Das hat eine optimale Verbesserung der Unabhängigkeit gegenüber Temperaturänderungen sowie gegenüber
der Einwirkung äußerer Kräfte und Schwingungen zur Folge. Weiter ist die Wartung wesentlich vereinfacht
und damit auch die laufende Meßgenauigkeit sichergestellt. Die Verwendung in den verschiedensten
Meß-, Regel- und Steuersystemen ist damit möglich.
Im folgenden wird ein Aucführuiigsbeispiel eines auf
Druckdifferenzen ansprechenden Gebers für wärmetechnische Kenngrößen gemäß de/ Erfindung an Hand
der Zeichnung beschrieben; darin zeigt
Fig. 1 den Geber für wärmetechnische Kenngrößen im Längsschnitt,
« F i g. 2 den Schnitt H-II gemäß F i g. 1, F i g. 3 den Schnitt III-III gemäß F i g. 1, F i g. 4 den Schnitt IV-IV gemäß F i g. 1, und F i g. 5 den Schnitt V-V gemäß F i g. 1.
« F i g. 2 den Schnitt H-II gemäß F i g. 1, F i g. 3 den Schnitt III-III gemäß F i g. 1, F i g. 4 den Schnitt IV-IV gemäß F i g. 1, und F i g. 5 den Schnitt V-V gemäß F i g. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Druckdifferenzengeber weist ein Druckkammergehäuse 1 mit einer in diesem
eingeschweißten Buchse 2 auf. In die Bohrung 3 der B'xhse 2 ist ins Gehäuse 1 ein Hebelarm 4 eines
zweiarmigen Hebels 5 frei eingesteckt. Der andere Hebelarm 6 des Hebels 5 befindet sich außerhalb des
Druckkammergehäuses 1. Der Hebel 5 ist an einer Membran 7 gelagert, die die Bohrung 3 der Buchse 2
überdeckt und am Rand durchgehend mit der Buchse 2 druckfest verbunden ist. Er geht durch die Membran 7
hindurch und ist mit dieser druckfest verbunden.
Zwei jeweils mit ihrem einen Ende am Hebelarm 6 und mit dem anderen an der Buchse 2 befestigte
elastische Zungen 8 beschränken die Kippbewegung des Hebels 5 auf nur eine Ebene, nämlich die Zeichenebene.
Der Hebelarm 4 stützt sich seitlich über einen Stift 10 ab, der in einem Druckstück U sitzt. Die biegesteifen
Zentren zweier am Rand durchgehend mit dem Druckkammergehäuse 1 druckfest verschweißten Membranen
9 und 9' sind durch dieses Druckstück U starr
miteinander verbunden.
Ein die Druckkammer bildender, von den Membranen 7, 9 und 9' begrenzter Hohlraum 12 ist mit einer
Fllüssigkeit, z. B. Polyäthylensiloxan, gefüllt. Die Membranen
9 und 9' sind gegenüber den Wandteilen 13 und 14, die sie und damit auch das Druckkammergehäuse 1
mit Abstand umgeben, mit Fluorplastenringen 15 abgedichtet und schließen zusammen zwei getrennte
Mediumkammem 16 und 17 ein, an denen über Anschlüsse 18 und 19 die Drücke des zu überwachenden
Mediums anliegen.
Der Hebelarm 6 ist außerhalb des Druckkammergehäuses 1 mit einem von einem Querbolzen 21
getragenen Düsen-Prallplatten-System 20, einem an einem anderen Querbolzen 23 angebrachten Wellrohr
22 und einer an einem dritten Querbolzen 25 angebauten Nullstelieinrichtung 24 gekoppelt. Die
Querbolzen 21, 23 und 25 sind zwischen zwei bügelartigen Blechen 26 befestigt, die je aus einem in
F i g. 1 vertikalen Steg 27 und zwei Schenkeln 28 und 29 bestehen und so ein formsteifes Gerüst bilden.
Nach Fig.2 sind die bügelartigen Blecne 26 an
gegenüberliegenden Seiten eines geschlitzten Klotzes
30 angesetzt, der an der Buchse 2 mittels einer Schraube
31 mit allseitiger Umfassung festgeklemmt ist. Der Klotz 30 (Fig. 1) sitzt so an der Buchse 2, daß die
bügelartigen Bleche 26 parallel zur Kippebene des Hebels 5 ausgerichtet sind, wobei ihre Stege 27 ebenfalls
parallel zum Hebel 5 verlaufen. In jedem Steg 27 ist ein Langloch 32 zur Aufnahme des das Wellrohr 22
tragenden Querbolzens 23 vorgesehen, der in den Langlöchern zur Eichung des Gebers verstellbar ist.
Nach Fig.3 besteht das Düsen-Prallplatten-System
20 aus einer Düse 33 und einer Prallplatte 34, die am Querbolzen 21 angebaut sind. Die Prallplatte 34 liegt
stets an einer im oberen Bereich des Hebelarms 6 eingesetzten, verstellbaren Anschlagschraube 35 an, so
daß sie sich beim Kippen des Hebels 5 der Düse 33 nähen bzw. von dieser entfernt. Nach F i g. 4 ist das eine
AbschlußstücK 36 des Wellrohres 22 auf einer im Querbolzen 23 befestigten Buchse 37 frei aufgesteckt
und mit einem Gummiring 38 abgedichtet. Die Buchse 37 weist einen Kanal 39 auf, über welchen der
pneumatische Druck am Wellrohr 22 anliegt. Das andere Abschlußstück 40 des Wellrohres 22 ist mittels
eines Gewindeansatzes 41 in einen den Hebelarm 6 umfassenden Ring 42 eingeschraubt. Dabei berühren
sich die Stirnflächen des Ansatzes 41 und die zylindrische Fläche des Hebelarms 6, so daß der Ring 42
auf dem Hebelarm 6 festgestellt wird.
Nach Fig. 5 ist die Nullstelleinrichtung 24 mit einer
Leitspindel 43 versehen, die in eine Bohrung des Querbolzens 25 eingesteckt ist, an dem sie mit ihrem
Bund 44 anschlägt. Dieser Bund 44 liegt am Querbolzen 25 stets unter Einfluß einer Blattfeder 45 fest an, deren
eines Ende mittels einer Schraube 46 am Querbolzen 25 befestigt ist, während ihr anderes Ende in Richtung der
Anpreßkraft aufgebogen ist und in eine Eindrehung 47 in der zylindrischen Fläche der Leitspindel 43 eingreift.
Die Leitspindel 43 weist ein Gewinde auf, auf das eine mit einem Flansch 49 versehene Gewindebuchse 48
aufgeschraubt ist. Auf der Außenfläche dieses Flansches 49 ist eine Rille 50 vorgesehen, in der die Endwindung
einer zylindrischen Schraubenfeder 51 mit Übermaßpassung liegt. Das gegenüberliegende Ende der Feder
51 ist in der Bohrung einer mit dem Hebelarm 6 verbundenen Gewindebuchse 52 befestigt.
Ein pneumatischer Verstärker 53 (F ig. 1) ist auf einer Platte 54 montiert, die am Wandteil 13 der Mediumkammer
16 befestigt ist. Der pneumatische Verstärker 5? weist Anschlüsse (in Fig. 1 nicht gezeigt) für die
Hilfsluft und den Kanal des pneumatischen Ausgangssignals des Gebers auf. Ein Stutzen 55 am Verstärker 53,
ein Rohr 56 und ein Stutzen 57 am Querbolzen 23 dienen der Verbindung des Kanals für das pneumatische
Ausgangssignal des Verstärkers 53 mit dem Innenraum des Wellrohrs 22. Ein anderes Rohr 58 verbindet den
ίο Steuerkanal des pneumatischen Verstärkers 53 mit der Düse 33.
Der Geber ist mit einer Kappe 59 abgedeckt, in der ein den Zugang zur Nullstelleinrichtung 24 freigebendes
Loch 60 vorgesehen ist. Das Loch 60 ist mit einem zylindrischen Deckel 61 abgedeckt, der wiederum ein
Loch 62, das außermittig angeordnet ist, aufweist Der Deckel 61 sitzt auf einer Scheibe 63, auf der man ihn
verdrehen und so das Loch 60 zudecken kann.
In den Wandteilen 13 und 14 der Mediumkammem 16
und 17 sind Verschlußschrauben A bzw. 65 zum Ablassen des Kondensats bzw. zur Entiü.'amg vorgesehen,
wobei die Verschlußschrauben 65 mit Nadelventilen 66 versehen sind.
Die Funktion des Druckdifferenzgebers läßt sich, wie folgt, er! uitern:
Wenn der Hilfsluftdruck am pneumatischen Verstärker 53 anliegt und die zu überwachenden Drücke an den
Membranen 9 und 9' gleich groß sind, stellt sich am Ausgang des Gebers und im Weilrohr 22 das
M Ausgangssignal mit einem bestimmten Anfangswert ein, der durch Verstellung der Prallplatte 34 gegen die
Düsenbohrungskante der Düse 33 verändert werden kann.
Die Anfangsstellung der Prallplatte 34 zu der Düse 33 wird verändert, indem man die Feder 51 durch Drehen
an der Leitspindel 43 neu vorspannt. Durch Verstellen der Anschlagschraube 35 kann ein Kraftschluß zwischen
dem Hebelarm 4 und dem Stift 10 hergestellt werden.
Der größere der beiden zu überwachenden Drücke ■»ο liegt über den Anschluß 19 in der Mediumkammer 17 an
der ,Membran 9' an. Der kleinere der beiden Drücke wird über den Anschluß 18 in der Mediumkammer 16 an
der Membran 9 wirksam. Die Membranen 9 und 9' formen die entsprechenden Drücke in diesen proportions
nale Kräfte um, die über die gemeinsame Achse der Membranen 9, 9' und längs des Druckstückes 11
entgegengesetzt wirken. Die Resultierende — die Kräftedifferenz — überträgt sich über den Stift 10 auf
den Hebel 5, der dann um einen bestimmten Winkel zur so Kippachse kippt, wobei die Kippachse mit der
Schnittlinie der Ebene der abdichtenden Membran 7 und derjenigen der beiden elastischen Zungen 8
ge/reb'.n ist.
Dabei läuft die Prallplatte 34 der Anschlagschraube 35 im Hebel 5 nach jnd nähert sich der Stirn der Düse
33. Dann steigt der Druck im Steuerkanal des pneumatischen Verstärkers 53 bzw. derjenige am
Ausgang des Gebers und im Wellrohr 22 an.
So entstehen am Hebel 5 zwei entgegengeseizte
μ Momente zu dessen Kippachse: das eine aus der zu
überwachenden Differenz der Drücke in den Kammern 16 und 17, das andere aus dem Druck im Wellrohr 22.
Bei Gleichheit der wirkenden Momente tritt der Druck im Wellrohr 22 bzw. pm Geberausgang als Maß für die
<>5 zu überwachende Druckdifferenz auf.
Die Eichung des Gebers auf den Normal- oder Solländerungsbereich des pneumatischen Ausgangssignals
hin erfolgt durch Verstellen des Wellrohrs 22
gegen die Kippachse des doppelarmigen Hebels 5. Zu diesem Zweck hat man die Befestigungsschrauben am
Querbolzen 23 und den Gewindeansatz 41 zu lockern. Dann können der Ring 42 und der Querbol/.en 23 längs
des Hebelarms 6 ungehindert in eine neue Stellung gebracht und erneut festgestellt werden.
Indem man das Wellrohr 22 durch ein Wellrohr mit einer anderen wirksamen Fläche ersetzt, kann man den
Einstellbereich für den pneumatischen Geber weitgehend verändern.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Auf Druckdifferenzen ansprechender Geber für wärmeiechnische Kenngrößen, bei dem ein doppelarmiger
Hebel mit seinem unteren Arm in eine Druckkammer hineinragt, die unter dem Einfluß der
Kenngrößen steht und aus der der Hebel durch eine Membran druckdicht und in einer Ebene schwenkbar
herausgeführt ist, und bei dem der obere Arm des Hebels mit einem vom Steuerdruck eines
pneumatischen Verstärkers beaufschlagbaren Düsen-Prallplatten-System, mit einem vom Verstärkerausgangsdruck
beaufschlagbaren Wellrohr und mit einer Nullstelleinrichtung gekoppelt ist, die ihrerseits
gemeinsam von einem am Druckkammergehäuse befestigten Halter getragen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß der Halter aus zwei bügeiförmigen, durch Querbolzen (21, 23, 25)
fest miteinander verbundenen Blechen (26) besteht und durch einen geschlitzten Klotz (30) am oberen
Ende einer in das Druckkammergehäuse (1)
eingepaßten Buchse (2) festgeklemmt ist.
2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (2) am Druckkammergehäuse (1)
angeschweißt isL
3. Geber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsen-Prallplatten-System
(20), das Wellrohr (22) und die Nullstelleinrichtung (24) an je einem der Querbolzen (21, 23, 25)
angeordnet sind.
4. Geber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr
(22) über den Querbolzen (23) in einem Langloch (32) im Steg (27* der Bügel (26)
längsverstellbar ist.
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