DE2159598C2 - Vorrichtung zur Bestimmung unterschiedlicher Drücke von Fluiden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine so Vorrichtung zur Bestimmung unterschiedlicher Drücke von Fluiden, bestehend aus zwei mit jeweils einer Ausnehmung versehenen und unter randseitigem Einklemmen einer Membran gegeneinander gespannten Gehäuseteilen sowie einer Anzeigeeinrichtung, wobei jede der durch die Membran abgeteilten Kammern ein Widerlager für die Membran aufweist sowie mit zumindest einer durch die Wandung geführten Anschlußbohrung versehen Ist, wobei ferner eine von der Membran verstellbare Welle für einen auf einer Skala verstellbaren Zeiger <,o abdichtend aus einem der Gehäuseteile herausgeführt ist.

Bei einer bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (ATM Z 12 33-10, DK 531.787.2, Lieferung 283, August 1959, Selten 165 bis 168) Ist die kreisrunde Membran zentral mit einer Bohrung versehen, In die über Halteplatten mittels Schraubverbindung und Abdeckung ein auf einen Waagebalken der Anzeigeeinrichtung arbeitender Stellstift befestigt 1st. Daraus ergibt sich ein komplizierter und damit störanfälliger Aufbau. Es treten Abdichtungsprobleme im zentralen Bereich der Membran auf. Montage und der Austausch der Membran zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen sind umständlich.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (US-PS 15 68 140) ist die Membran ein metallisches Bauteil mit zentrischen Wellungen. Auch bei dieser Ausführungsform ist zentral in der Membran ein Stellstift angeordnet. Es treten somit die gleichen Probleme wie bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu gestalten, daß ein direkt an die Membran angeschlossener und in dieser gelagerter Stellstift nicht mehr erforderlich ist. Damit soll eine gattungsgemäße Vorrichtung geschaffen werden, die sich durch vereinfachten Aufbau auszeichnet und auf einfache Weise unterschiedlichen Betriebsbedingungen anpaßbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß in einer durch die Membran abgeteilten Kammer eine starre mittels zumindest einer Feder am zugeordneten Kammerboden abgestützte und gegen die Membran gedrückte biegesieife Scheibe angeoidnet sowie in der zugeordneten Kammer eine die Verstellung der Scheibe umfangsseitig begrenzende Schulter als Widerlager vorgesehen ist, und daß ferner die Welle über die Scheibe vsrstellbar ist.

Die erreichten Vorteile sind vor allem in dem einfachen und funktionssicheren Aufbau zu sehen. Es ist lediglich erforderlich, die Membran zwischen den Gehäuseteilen einzuspannen. Auf zentral in der Membran angeordnete Stellslifte mit komplizierter Halterung und Abdichtung kann vollkommen verzichtet werden. Durch einfachen Austausch der Membran läßt sich eine Anpassung an unterschiedliche Drücke und Druckunterschiede herbeiführen. Wegen des einfachen Aufbaues lassen sich diese Maßnahmen auch von Hilfskräften durchführen.

Weitere Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert: es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Linie I-I nach der Fig. 3,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Art und Weise, wie die Vorrichtung mit einer vom Fluidum durchströmten Leitung verbunden wird, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anzeigeeinrichtung und

Fig. 4 eine schematische Teilansicht der Hebel der Anzeigeeinrichtung.

Der maßgebliche Teil der Vorrichtung zur Bestimmung der unterschiedlichen Drücke von Fluiden Ist im Schnitt im unteren Teil der Fig. 1 gezeigt. Diese Vorrichtung weist zwei starre Gehäuseteile 1, 2 auf, die fest miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels Schrauben, die nicht In der Zeichnung dargestellt sind. Die beiden Gehäuseteile bilden miteinander einen Raum, in welchem eine dehnbare Membran 3 untergebracht ist, beispielsweise aus Kunstgummi, deren Umfangsrand dichtend zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 eingeklemmt Ist. Die Membran 3 teilt den durch die beiden Gehäuseteile 1 und 2 gebildeten Raum in zwei voneinander Isolierte Kammern 4 und 5 auf. Im Gehäuseteil 1 1st eine Anschlußbohrung 6 vorgesehen, deren eines Ende in die Kammer mündet und deren anderes Ende in eine Gewindebohrung 7 ausmündet. Ähnlich Ist auch im Gehäuseteil 2 eine Anschlußbohrung 8 angeordnet, deren eines Ende In die Kammer 5 mündet, während Ihr anderes Ende In einer Gewindebohrung 9 endet. In die

Gewindebohrungen 7 und 9 können zwei Röhrchen 10 und 11 (Fig. 2) eingeschraubt werden, weiche an eine Leitung 12 angeschlossen sind, durch weiche eine Flüssigkeit oder ein Gas strömt. Es ist zu bemerken, daß in der Leitung 12 an einer zwischen den An-ichlußslellen der kleinen Röhrchen 10 und 11 liegenden Zwischenstelle, ein Drosselventil oder eine ähnüche Einrichtung !3 angeordnet ist. Es muß ferner hervorgehoben werden, daß die an die Membran 3 anschließenden Wandungen der Kammern 4, 5 in den Gehäuseteilen 1 und 2 stumpfkegelig ausgebildet sind, wie deutlich aus der Fig. 1 ersichtlich ist. Dadurch ist für die Membran 3 eine lange Lebensdauer gewährleistet, wenn sie an eine; oder an der anderen Seite durch die Wirkung des Drucks der Flüssigkeit durchgebogen wird, da an den Gehäuseteilen 1 und 2 keine scharfen Kanten vorhanden sind, welche die Membrane beschädigen könnten und auch weil keine örtlich begrenzten erheblichen Verformungen an der Membran 3 auftreten können, wie es dagegen der Fall wäre, wenn der Querschnitt der Kammern 4, 5 rechtwinklig ausgebildet wäre. In der Kammer 4 ist eine biegesteife Scheibe 14 angeordnet, die mittels dreier Federn 15, die in Abstand voneinander angeordnet sind, gegen die Membran 3 gedrückt wird; von diesen Federn 15 sind nur zwei in der Zeichnung dargestellt. Diese drei Federn 15 beaufschlagen gleichmäßig die Scheibe 14 und verhindern eine Schrägstellung der Scheibe 14 nach der einen oder nach der anderen Seite. Es ist wichtig hervorzuheben, daß die Scheibe 14 keine scharfen Kanten aufweist und kreisrund ausgebildet ist. Für die Scheibe 14 ist ein starres Widerlager 16 vorgesehen, das sich längs des gesamten Umfargs der Scheibe 14 erstreckt und auf dem die Scheibe 14 aufliegt, wenn sie in Richtung auf das Widerlager 16 verstellt wird, also im Falle gemäß der Fig. 1, nach rechts. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Widerlager aus einer ringförmigen Schulter 16, die im Gehäuseteil 1 vorgesehen ist. Dadurch wird erreicht, daß die Vorrichtung nicht mehr beschädigt werden kann, auch nicht wenn starke Druckunterschiede zwischen den Kammern 4, 5 auftreten. Wenn die Kammer 5 mit einem hohen Druck beaufschlagt wird oder falls der Druck in der Kammer 5 viel höher als der in der Kammer 4 ist, wird die Membran 3 nach rechts so lange verstellt, bis sich die Scheibe 14 an der Schulter 16 abstützt, welche zusammen mit der Scheibe 14 den durch die in der Kammer 5 befindliche Flüssigkeit auf die Membran 3 ausgeübten Druck auffängt, wobei die Membran 3 nicht beschädigt wird, da sie mit ihrer gesamten Oberfläche auf der Scheibe 14 und auf der stumpfkegeligen Wandung des Gehäuseteils 1 aufliegt.

Andererseits, falls der hohe Druck in der Kammer 4 auftritt, und dieser viel höher als derjenige in der Kammer 5 ist, wird die Membran 3 gegen das Gehäuseteil 2 gedrängt, wie in der Fig. 1 gezeigt, und auch in diesem Falle tritt keine Beschädigung ein. Von der Mitte der Scheibe 14 steht ein Ansatz 17 ab, und zwar mit einer derartigen Länge, daß sein freies Ende an dem Kammerboden des Gehäuseteils 1 anliegt, wenn sich der Randbereich der Scheibe 14 an der Schulter 16 abstützt: mit anderen Worten, auch der Ansatz 17 trägt zum Wider- _m stand gegen einen in der Kammer 5 auftretenden Überdruck bei, wenn derselbe denjenigen In der Kammer 4 wesentlich übersteigt. Am Ansatz 17 ist an einem Ende ein Schwenkhebel 18 angelenkt, dessen anderes Ende auf eine längliche Welle 19 aufgekellt Ist, welche durch eine im Gehäuseteil 1 vorgesehene Bohrung geführt ist. Zwischen dem Gehäuseteil 1 und der Welle 19 sind Dichtungen, beispielsweise O-Ringe votgesehen, welche das Austreten von Flüssigkeit aus der Kammer 4 der Vorrichtung verhindern. Es ist offensichtlich, daß die Ausbildung der Welle 19 beliebig sein kann, beispielsweise kann sie aus einem Rohr bestehen. Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung mit einem Gehäuse 20 auf, an welchem drei Platten befestigt sind, die mit 21, 22 und 23 bezeichnet sind. Ferner ist im Gehäuse 2G eine Skala 24 mit einer Teilung angeordnet, auf welcher die von der Vorrichtung ermittelten Differenzdrücke abgelesen werden können. Zwischen den Platten 21 und 22 ist ein Stift 25 eingesetzt, auf welchem ein Zeiger 26 aufgekeilt ist, dessen freies Ende über der Skala 24 verstellbar ist. Zwischen dem Zeiger 26 und einem starren Stift 27 ist eine Feder 28 angeordnet, die den Zeiger 26 nach den Fig. 3 und 4 im Sinne des Uhrzeigers zu verstellen trachtet. Auf dem Zeiger 26 ist in der Zwischenstellung zwischen dem Stift 25 und der Stelle, an welcher der Zeiger 26 mit der Feder 28 verbunden ist, das Ende eines Profilhebels 29 abgestützt, der auf der Welle 19 aufgekeilt ist; es ergibt sich daraus, daß wenn die Welle 19 aufgrund der Verstellungen der Membran 3 verdreht wird, auch der Profilhebel 29 und mit diesem der Zeiger 26 verdreht wird. Mit der Platte 23 ist über einen Zapfen 30, ein Zeiger 31 verbunden, welcher frei um die Achse des Zapfens 30 drehbar ist, wobei diese Drehung des Zeigers 31 auch von Hand geschehen kann. Mit dem Zeiger 31 ist ein Mikroschalter 32 verbunden, der mit einem Steuerhebel 33 versehen ist, von welchem eine kleine starre Stange 34 absteht, die neben dem Zeiger 26 auf der dem Profilhebel 29 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Der Mikroschalter 32 ist in an sich bekannter Art mit einem Signalgerät und Steuergerät verbunden, die nicht in den Zeichnungen aufgezeigt sind. Angenommen in der Leitung 12 sei eine Strömung vorhanden und daß an diese Leitung 12, vor und nach dem Drosselventil 13, die Röhrchen 10 und 11 angeschlossen seien und diese ihrerseits an die Gewindebohrungen 7 und 9 der Gehäuseteile 1 und 2 angeschlossen sind, so kann durch starke Drucksteigerungen in einer der beiden Kammern 4, 5 gegenüber dem Druck in der anderen Kammer keine Beschädigung der Membran 3 auftreten, auch nicht in dem Fall, daß die Druckflüssigkeit nur in eine der Kammern 4 bzw. 5 gelangt. Bei normalen Betriebsverhältnissen nimmt die dehnbare Membran 3 eine Gleichgewichtslage ein, die durch die statischen Druckunterschiede in den Kammern 4 und 5 herbeigeführt wird. Falls in der Leitung 12 eine Strömungsänderung auftritt, entsteht ein Unterschied im statischen Druck mit dem Ergebnis, daß die Membran 3 nach der einen oder der anderen Seite gemäß Fig. 1 verstellt wird und die Drehung des kleinen Schwenkhebels 18 bewirkt, der Welle 19, des Profilhebels 29 und des Zeigers 26, der die Stange 34 beaufschlagt und den Steuerhebel 33 des Mikroschalters 32 verstellt, der in einer vorgegebenen Stellung durch Betätigung von Hand über den Zeiger 31 eingestellt ist. Je nach Bedarf wird der Mikroschalter 32 geöffnet oder geschlossen und steuert ein akustisches oder optisches Signal, oder die Verstellung von Steuerorganen, welche die Strömung in der Leitung 12 überwachen, oder es wird das Anhalten oder Anlassen von Maschinen oder Hilfsaggregaten ausgelöst. Es ist offensichtlich, daß die Gehäuseteile 1 und 2 so ausgebildet sein müssen, daß sie dem höchsten statischen Druck widerstehen, der in die Kammern 4 und 5 eingespeist wird. Es ist auch offensichtlich, daß die Membran 3 auch aus Werkstoffen mit geringem mechanischen Widerstand gefertigt sein kann, beispielsweise Gummi.

Trotz seiner ausgezeichneten mechanischen Widerstandsfähigkeit und sicheren Arbeitens ist die beschriebene Vorrichtung ziemlich einfach und wirtschaftlich herstellbar sowie einfach und rascher als die bekannten Vorrichtungen zu benutzen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung unterschiedlicher Drücke von Fluiden, bestehend aus zwei mit jeweils > einer Ausnehmung versehenen und unter randseitigem Einklemmen einer Membran gegeneinander gespannten Gehäuseteilen und einer Anzeigeeinrichtung, wobei jede der durch die Membran abgeteilten Kammern ein Widerlager für die Membran aufweist sowie mit zumindest einer durch die Wandung geführten Anschlußbohrung versehen ist und eine von der Membran verstellbare Welle für einen auf einer Skala verstellbaren Zeiger abdichtend aus einem der Gehäuseteile herausgeführt ist, dadurch ge- if kennzeichnet, daß in einer durch die Membran (3) abgeteilten Kammer (4, 5) eine starre mittels zumindest einer Feder (15) am zugeordneten Kainmerboden abgestützte und gegen die Membran (3) gedrückte biegesteife Scheibe (14) angeordnet sowie in der zugeordneten Kammer (4) eine die Verstellung der Scheibe (14) umfangseitig begrenzende Schulter (16) als Widerlager vorgesehen ist, und daß ferner die Welle (19) über die Scheibe (14) verstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Kammern (4, 5) zwischen Membran (3) und Widerlager (16) einerseits und Membran (3) und Kammerboden andererseits stumpfkegelförmig ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (14) über mindestens drei in Abstand voneinander angeordnete Federn (15) am zugeordneten Kammerboden abgestützt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- is durch gekennzeichnet, daß die Scheibe (14) kreisförmig ausgebildet und umfangsseitig abgerundet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (14) auf der der Membran (3) abgewandten Seite mit einem Ansatz (17) versehen ist und der Ansatz (17) mit dem Kammerboden einen zusätzlichen Anschlag bildet sowie über einen Schwenkhebel (18) mit der Welle (19) unmittelbar gekuppelt ist.