DE3519837A1 - Pipe length to which high pressure can be applied and which has a pressure measuring point - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a pipe length having a pressure measuring point, in particular for pressures of between 100 and 1000 bar and media which can attack or encrust the inner wall of the pipe length. It is proposed to provide a pipe length with an inner wall (1) which serves as a seal and as a wearing part and is made from an elastic material. The inner wall (1) is surrounded on a segment by a metallic cylindrical ring (10) whose wall strength is dimensioned such that said ring is elastically deformed when the internal pressure to be measured is applied to the pipe length. The cylindrical ring (10) has one or more measuring devices (15, 16) preferably strain gauges, for measuring its deformation. The inner wall (1) or cylindrical ring (10) with measuring devices (15, 16) are surrounded by a housing (4, 7, 12) which absorbs all external forces and, apart from in the region of the cylindrical ring (10), the internal pressure, but does not prevent the expansions of the cylindrical ring (10). The pipe length is provided at both ends with connecting flanges (5, 8). <IMAGE>

Description

Mit hohem Druck beaufschlagbares Rohrstück mit Druck-Pipe section that can be subjected to high pressure with pressure

meßstelle Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rohrstück mit Druckmeßstelle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.measuring point The present invention relates to a pipe section with a pressure measuring point according to the preamble of claim 1.

Bei vielen technischen Vorgängen ist es nötig, den Druck in einer Rohrleitung zu bestimmen. Es sind daher viele Meßanordnungen bekannt, bei denen ein Rohrstück mit einer Druckmeßstelle, beispielsweise einer Abzweigung zum Anschluß eines Manometers, vorhanden ist.-Bei. sehr hohen Drücken, beispielsweise zwischen 100 und 1000 bar ist dabei zu beachten, daß ein sicherer Einschluß des Mediums gewährleistet bleibt, ohne daß die Meßgenauigkeit leidet. Ferner gibt es Anwendungsfälle, bei denen der Druck in einem strömenden Medium gemessen werden soll, wobei das Medium eventuell zur Druckmessung verwendete Membranen und dergleichen angreift, abträgt oder verkrustet, was zu Meßfehlern und später zur Zerstörung des Meßsystems führen kann. Ein solcher Anwendungsfall tritt beispielsweise bei Hochdruckleitungen für Zement-Wasser-Suspension mit Drücken bis 800 bar auf.For many technical processes it is necessary to print in a To determine the pipeline. There are therefore many measuring arrangements are known in which a pipe section with a pressure measuring point, for example a junction for connection of a pressure gauge, is available. very high pressures, for example between 100 and 1000 bar, care must be taken to ensure that the medium is safely enclosed remains without the measurement accuracy suffering. There are also use cases for which the pressure in a flowing medium is to be measured, the medium any membranes and the like used for pressure measurement attacks, removes or encrusted, which leads to measurement errors and later to the destruction of the measuring system can. Such an application occurs, for example, in high-pressure lines Cement-water suspension with pressures up to 800 bar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Druckmeßgerät, welches eine zuverlässige Druckmessung in einer Rohrleitung auch für die oben genannten schwierigen Anwendungsfälle ermöglicht und dabei lange Standzeiten erreicht.The object of the present invention is a pressure measuring device which a reliable pressure measurement in a pipeline also for the above difficult applications while achieving a long service life.

Ferner soll ein eventueller Verschleiß nicht das ganze Meßsystem betreffen, sondern lediglich ein leicht auswechselbares Verschleißteil. Das Meßgerät soll dabei robust und möglichst platzsparend sein.Furthermore, any wear and tear should not affect the entire measuring system, but only an easily replaceable wear part. The measuring device should thereby be robust and as space-saving as possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Rohrstück mit Druckmeßstelle gemäß dem Anspruch 1 vorgeschlagen. Durch die Verwendung einer Innenwand aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, entstehen in dem Meßabschnitt keinerlei Toträume, in denen sich Ablagerungen und Verkrustungen bilden könnten. Auch der Einfluß der Abtragung eines Teilsder Innenwand kann bei der Messung vernachlässigt werden. Im übrigen ist die Innenwand bei Bedarf oder nach einer vorgegebenen Standzeit leicht auswechselbar.To solve this problem, a pipe section with a pressure measuring point according to proposed to claim 1. By using an inner wall made of elastic Material such as B. rubber, there are no dead spaces in the measuring section, in which could build up deposits and incrustations. Also the influence of the erosion part of the inner wall can be neglected in the measurement. Furthermore the inner wall can be easily exchanged if necessary or after a specified idle time.

Der eigentliche Meßabschnitt besteht aus einem metallischen Zylinderring, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß er bei Beaufschlagung des Rohrstückes mit dem zu messenden Innendruck elastisch, nicht aber plastisch, verformt wird. Die Aufweitung des Zylinderringes, die direkt proportional dem Innendruck in der Rohrleitung ist, wird durch geeignete Meßvorrichtungen, beispielsweise Dehnungsmeßstreifen oder Wegaufnehmer gemessen und angezeigt. Zur Aufnahme aller äußeren Kräfte, welche die Druckmessung nicht beeinflussen sollen, und zum Schutz gegen ein Austreten des Mediums unter hohem Druck ist das bisher beschriebene System von einem Gehäuse umgeben, welches die Dehnung des Zylinderringes jedoch nicht behindern oder beeinflussen darf.The actual measuring section consists of a metallic cylinder ring, whose wall thickness is dimensioned so that when the pipe section is acted upon it with the internal pressure to be measured is elastically, but not plastically, deformed. the Expansion of the cylinder ring, which is directly proportional to the internal pressure in the pipeline is, is by suitable measuring devices, such as strain gauges or Displacement transducer measured and displayed. To absorb all external forces that the Pressure measurement should not affect, and to protect against leakage of the medium under high pressure, the system described so far is surrounded by a housing, which, however, do not hinder or influence the expansion of the cylinder ring allowed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt und werden auch anhand der Zeichnung näher erläutert.Advantageous refinements of the invention are set out in the subclaims and are also explained in more detail with reference to the drawing.

So ist es besonders einfach und vorteilhaft die Meßvorrichtung aus Dehnungsmeßstreifen zu bilden, wobei zur Kompensation von thermischen Dehnungen die Dehnungsmeßstreifen als Meßvollbrücke geschaltet sein können,-wobei mindestens zwei axial und zwei in Umfangsrichtung messende Aufnehmer vorhanden sind, wobei die thermische Dehnung durch die Meßwerte der axial messenden Aufnehmer eliminiert werden kann.So it is particularly easy and advantageous to take the measuring device off Form strain gauges, to compensate for thermal expansions the strain gauges can be connected as a full measuring bridge, -which at least two axially and two in the circumferential direction measuring transducers are available, wherein the thermal expansion due to the Measured values of the axially measuring transducers can be eliminated.

Weitere Einzelheiten werden anhand der Zeichnung, die einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rohrstück mit Druckmeßstelle mit seinen wesentlichen Teilen zeigt, näher beschrieben.Further details are given with reference to the drawing, which is a longitudinal section by an inventive pipe section with pressure measuring point with its essential Share shows, described in more detail.

Ein elastisches Rohr 1 mit Kragen 2, 3 an beiden Enden bildet die Innenwand des erfindungsgemäßen Meßsystems.An elastic tube 1 with collar 2, 3 at both ends forms the Inner wall of the measuring system according to the invention.

Umgeben wird dieses elastische Rohr von einem entsprechend den mechanischen Belastungen ausgelegten Gehäuse 4, 12, 7, welches an beiden Enden in Flanschen 5, 8 endet. In diese Flansche 5 bzw. 8 sind in entsprechende Aussparungen 6 bzw. 9 die Kragen 2, 3 des elastischen Innenrohres 1 eingelassen, so daß dichte Verbindungen zu Nachbarflanschen hergestellt werden können. Im mittleren Bereich des beschriebenen Rohrstückes weist das Gehäuse 4, 12, 7 einen gewissen Abstand zum Innenrohr 1 auf, so daß ein Hohlraum 14 zwischen Innenrohr 1 und dem darüberliegenden Gehäuseteil 12 auf einem Teilstück der Rohrleitung entsteht. Auf diesem Teilstück ist ein metallischer Zylinderring 10 um die Innenwand 1 angeordnet, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß er bei Beaufschlagung des Rohrstückes mit dem zu messenden Innendruck elastisch verformt wird.This elastic tube is surrounded by a mechanical tube Loads designed housing 4, 12, 7, which at both ends in flanges 5, 8 ends. In these flanges 5 and 8 are in corresponding recesses 6 and 9, respectively the collar 2, 3 of the elastic inner tube 1 let in, so that tight connections can be made to neighboring flanges. In the middle of the described Pipe section, the housing 4, 12, 7 has a certain distance from the inner pipe 1, so that a cavity 14 between the inner tube 1 and the overlying housing part 12 arises on a section of the pipeline. On this section is a metallic one Cylinder ring 10 arranged around the inner wall 1, the wall thickness of which is so dimensioned that it is elastic when the pipe section is subjected to the internal pressure to be measured is deformed.

Um eine definierte Lage dieses Zylinderringes 10 zu schaffen, kann dieser mit dem angrenzenden Gehäuseteil 7 verbunden sein, was jedoch nicht zwingend nötig ist. Zu dem anderen benachbarten Gehäuseteil 4 oder zu beiden benachbarten Gehäuseteilen 4, 7 sollte ansonsten ein kleiner Spalt 11 bestehen, der dem Zylinderring 10 gewisse Wärmedehnungen und andere nicht meßbedingte Verschiebungen ohne Behinderung ermöglicht, der jedoch nicht so groß ist, daß die Innenwand 1 durch den hohen Druck in den Spalt 11 gedrückt werden kann. Eine solche Dehnfuge 11 kann auch hochdruckdicht ausgeführt werden zum Schutz gegen Verschmutzung des Meßsystems bei Versagen oder Austausch des elastischen Innenrohres 1.In order to create a defined position of this cylinder ring 10, can this be connected to the adjacent housing part 7, but this is not mandatory is necessary. To the other adjacent housing part 4 or to both adjacent ones Housing parts 4, 7 should otherwise have a small gap 11 that the cylinder ring 10 certain thermal expansions and other non-measurement-related displacements without hindrance allows, which is not so large that the inner wall 1 through the high Pressure can be pressed into the gap 11. Such an expansion joint 11 can also be high-pressure tight are carried out to protect against contamination of the measuring system in the event of failure or Replacing the elastic inner tube 1.

Der Zylinderring 10 weist einen oder mehrere Dehnungsmeßaufnehmer 15, 16 auf, welche die Dehnung des Zylinderringes durch Innendruck messen und über elektrische Leitungen 17 zu einem Meßgerät 19 weiterleiten. Die Zuleitungen 17 sollten aus Sicherheitsgründen in einer dichten Durchführung 18 durch das Gehäuse 12 geführt sein. Es können vorzugsweise vier Dehnungsmeßaufnehmer, die als Meßbrücke geschaltet sind, verwendet werden. Auch zwei oder mehr solche Meßaufnehmersysteme können aus Redundanzgründen vorgesehen werden -Das Gehäuse 4, 12, 7 kann aus zwei Ro;,rleitungsteilstücken 4, 7 mit zugehörigen Flanschen. 5, 8 gebildet werden, wobei im Bereich der eigentlichen Meßstelle eine Manschette 12 durch geeignete Schweißverbindungen 13 oder dergleichen aufgesetzt ist. Durch entsprechende Dimensionierung der Wanddicken und des Zylinderringes 10 können Druckmessungen in weiten Druckbereichen durchgeführt werden. Durch geeignete Wahl des Innenrohres 1 können auch schwierige Anwendungsfälle mit verschiedenen Medien beherrscht werden.The cylinder ring 10 has one or more strain gauges 15, 16, which measure the elongation of the cylinder ring due to internal pressure and about Forward electrical lines 17 to a measuring device 19. The leads 17 should guided through the housing 12 in a tight bushing 18 for safety reasons be. There can preferably be four strain gauges connected as a measuring bridge are to be used. Two or more such measuring transducer systems can also be selected from For reasons of redundancy, the housing 4, 12, 7 can be made up of two pipe sections 4, 7 with associated flanges. 5, 8 are formed, being in the area of the actual Measuring point a cuff 12 through suitable welded connections 13 or the like is put on. By appropriately dimensioning the wall thicknesses and the cylinder ring 10 pressure measurements can be carried out in wide pressure ranges. Through suitable Choice of the inner tube 1 can also be difficult applications with different Media are mastered.

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Claims (8)

Mit hohem Druck beaufschlagbares Rohrstück mit Druckme-ß-s teile Patentansprüche 1. Mit hohem Druck beaufschlagbares Rohrstück mit Druckmeßstelle, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Das Rohrstück weist eine zur Abdichtung und als Verschleißteil dienende Innenwand (1) aus einem elastischen Material auf, beispielsweise Gummi oder dergleichen.Pipe section that can be subjected to high pressure with pressure measuring parts patent claims 1. Pipe section that can be subjected to high pressure and has a pressure measuring point, marked by the following features: a) The pipe section has one for sealing and as a wear part serving inner wall (1) made of an elastic material, for example rubber or similar. b) Die Innenwand (1) ist auf einem Teilstück von einem metallischen Zylinderring (10) umgeben, dessen Wandstärke so bemessen ist, daß er bei Beaufschlagung des Rohrstückes mit dem zu messenden Innendruck elastisch verformt wird.b) The inner wall (1) is on a section of a metallic one Surrounding the cylinder ring (10), the wall thickness of which is dimensioned so that it is when it is acted upon of the pipe section is elastically deformed with the internal pressure to be measured. c) Der Zylinderring (10) weist eine oder mehrere Meßvorrichtungen (15, 16) zur Messung seiner Verformung auf.c) The cylinder ring (10) has one or more measuring devices (15, 16) to measure its deformation. d) Innenwand (1) bzw. Zylinderring (10) mit Meßvorrichtungen -(15, 16) sind von einem Gehäuse (4, 7, 12) umgeben, welches alle äußeren Kräfte und außer im Bereich des Zylinderringes (10) den Innendruck aufnimmt, aber die Dehnungen des Zylinderringes (10) nicht behindert.d) inner wall (1) or cylinder ring (10) with measuring devices - (15, 16) are surrounded by a housing (4, 7, 12) which absorbs all external forces and except absorbs the internal pressure in the area of the cylinder ring (10), but the expansions of the Cylinder ring (10) not obstructed. 2. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Meßvorrichtung (15, 16) aus Dehnungsmeßstreifen gebildet ist.2. Pipe section with pressure measuring point according to claim 1, d a d u r c h g e It is not indicated that the measuring device (15, 16) consists of strain gauges is formed. 3. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen mindestens eine Vollbrückenschaltung mit mindestens zwei axial und zwei radial messenden Aufnehmern bilden.3. pipe section with pressure measuring point according to claim 2, characterized in that that the strain gauges have at least one full bridge circuit with at least form two axially and two radially measuring transducers. 4. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderring (10) an einer Seite mit dem dort benachbarten Gehäuseteil (7) verbunden ist.4. pipe section with pressure measuring point according to claim 1, 2 or 3, characterized characterized in that the cylinder ring (10) on one side with the adjacent there Housing part (7) is connected. 5. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderring (10) auf der anderen Seite durch einen schmalen Schlitz (11) von dem dort benachbarten Gehäuseteil (4) getrennt ist.5. pipe section with pressure measuring point according to claim 4, characterized in that that the cylinder ring (10) on the other side through a narrow slot (11) is separated from the housing part (4) adjacent there. 6. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Zuleitungen (17) zu der (bzw. den) Meßvorrichtung(en) (15, 16) dicht (18) durch das umgebende Gehäuseteil (12) geführt sind.6. pipe section with pressure measuring point according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical leads (17) to the (or the) Measuring device (s) (15, 16) tightly (18) guided through the surrounding housing part (12) are. 7. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die elastische Innenwand (1) und das Gehäuse (4, 7, 12) an beiden Enden des Rohrstückes in Flansche (2, 3 bzw.7. pipe section with pressure measuring point according to one of the preceding claims, that the elastic inner wall (1) and the Housing (4, 7, 12) at both ends of the pipe section in flanges (2, 3 or 5, 8) übergehen, die einen dichten Anschluß an andere Rohrstücke ermöglichen.5, 8), which allow a tight connection to other pipe sections. 8. Rohrstück mit Druckmeßstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eventuelle Spalte bzw. der Schlitz (11) zwischen Zylinderring (10) und benachbarten Gehäuseteilen (4 bzw.8. pipe section with pressure measuring point according to one of the preceding claims, characterized in that any gaps or the slot (11) between the cylinder ring (10) and adjacent housing parts (4 or 7) mit einer Schutzschicht abgedeckt und/oder druckfest abgedichtet sind.7) covered with a protective layer and / or sealed pressure-tight are.