DE2429137C3 - Auf Druckdifferenzen ansprechender Geber für wärmetechnische Kenngrößen - Google Patents

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 Elemente 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 (DE-OS 19 01 434 bzw. US 34 11 36J), die im Prinzip ahnlich 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

Ό 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 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 bildet eine gesonderte Baugruppe, die diese empfindlichen Einheiten trägt und die an einer aus dem Druckkammergehäuse vorstehenden Buchse mittels eines die Buchse mit allseitiger Umfangsklemmung kraftschlüssig umfassenden Klotzes lösbar befestigt ist. Durch einfaches Lösen dieser Klemmung und der Spindel der Nullstelleinrichtung 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 Ausführungsbeispiel eines auf Druckdifferenzen ansprechenden Gebers für wärmetechnische Kenngrößen gemäß der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben; darin zeigt

Fig. 1 den Geber für wärmetechnische Kenngrößen im Längsschnitt,
Fig. 2 den Schnitt II-ll gemäß F ig. 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 F i g. 1 dargestellte Druckdifferenzengeber weist ein Druckkammergehäuse 1 mit einer in diesem eingeschweißten Buchse 2 auf. In die Bohrung 3 der Buchse 2 ist ins Gehäuse I 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 11 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 Flüssigkeit, z. B. Polyäthylensiloxan, gefüllt. Die Membranen 9 und 9' sind gegenüber den Wandieilen 13 und 14, die sie und damit auch das Druckkainmergehäuse 1 mit Abstand umgeben, mit Fluorplastenringen 15 abgedichtet und schließen zusammen zwei getrennte Mediumkammern 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 Nullstelleinrichtung 24 gekoppelt. Die Querbolzen 21, 23 und 25 sind zwischen zwei bügelartigen Blechen 26 befestigt, die je au«, einem in Fig. 1 vertikalen Sieg 27 und zwei Schenkeln 28 und 29 bestehen und so ein formsteifes Gerüst bilden.

Nach Fig.2 sind die bügelartigen Bleche 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 nähert 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 i g. 1) ist auf einer Platte 54 montiert die am Wandieil 13 der Mediumkammer 16 befestigt ist. Der pneumatische Verstärker 51 weist Anschlüsse (in F i g. 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 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 €2, 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 Mediumkammern 16 und 17 sind Verschlußschrauben 64 bzw. 65 zum Ablassen des Kondensats bzw. zur Entlüftung vorgesehen, wobei die Verschlußschrauben 65 mit Nadelventilen 66 versehen sind.

Die Funktion des Druckdifferenzgebers läßt sich, wie folgt, erläutern:

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 Wellrohr 22 das 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

^o 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 gegeben ist.

Dabei läuft die Prallplatte 34 der Anschlagschraube 35 im Hebel 5 nach und nähen 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 ic bei 5 zwei entgegengesetzte Momente zu dessen Kippachse: das eine aus der zu überwachenden Differenz der Drücke in den Kammern 16 und 17, dis andere aus dem Druck im Wellrohr 22. Bei Gleichheit der wirkenden Momente tritt der Druck im Wellrohr 22 bzw. am Geberausgang als Maß für die zu überwachende Druckdifferenz auf.

Die Eichung des Gebers auf den Normal- oder Solländerungsbereich des pneumatischen Ausgangssignals hin erfolgt durch Verstellen des Wellrohrs 22

clic Kippachsc des doppelanuigen Hebels 5. Zu diesem Zweck hai man die Hefestigungsschraubcn am Querbol/cn 25 und den Gewindeeinsatz. 41 zu lockern. Dann können der King 42 und der Qucrbolzcn 2.3 längs des Hebelarms f> ungehindert in eine neue Stellung gebt adit und erneut festgestellt werden.

Indem man das Wellrohr 22 durch ein Wcllror einer anderen wirksamen !-"lache ersetzt, kann ma llinstellbercich für den pneumatischen Geber w> hcnd verändern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1 Auf Druckdifferenzen ansprechender Geber für wärmetechnische Kenngrößen, bei dem ein doppelarmiger Hebel mit seinem unleren 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 Haker 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. 2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (2) am Druckkammergehäuse (1) angeschweißt ist.
3. 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. 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.