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Differenzdruckwandler zur Druckmessung eines nicht in ein Messgerät einführbaren Mediums, insbesondere für Kernreaktoren
Es sind bereits Differenzdruckwandler bekannt, die nach zwei verschiedenen Messprinzipien arbeiten.
Das im allgemeinen zuverlässiger und genauer arbeitende Messprinzip ist das Kraftvergleichsverfahren.
Z. B. wird bei einem pneumatischen Wirkdruckwandler über eine beiderseits beaufschlagte Membrane die Druckdifferenz auf einenWaagebalkenübertragen, der durchSteuerluft übereinenRückfUhrbalg im Gleichgewicht gehalten wird. Bei Änderungen des Wirkdruckes ändert sich die Lage des als Prallplatte ausgebildeten Waagebalkens zu einer luftdurchströmten DUse, wodurch die Regelung erfolgt. Andere Geräte besitzen eine Tauchspule, deren Strom einen Elektromagnet erregt, der die Kraft zum Auswiegen des Vergleichssystems erzeugt.
Die Geräte nach dem zweiten Messprinzip arbeiten nach dem Ausschlagverfahren. Hiebei wird z. B. die Lageveränderung einer federgefesselten Membrane in ein Regelsignal verwandelt. Alle diese Geräte weisen einen relativ komplizierten Aufbau auf.
Die Erfindung betrifft einen Differenzdruckwand1er zurDruckmessung eines nicht in ein Messgerät einführbaren Mediums, z. B. eines radioaktiv verseuchten Kühlmediums in einem Kernreaktor, bei dem der Druck des Mediums über eine Membrane und weitere mechanische Glieder auf den Druck eines Messgases weitergeleitet wird.
Erfindungsgemäss Ist die vom nicht ins Messgerät einführbaren Medium beaufschlagte Membran in an sich bekannter Weise mittels einer Stange starr mit einer gleichachsig angeordneten zweitel1Membran verbunden, wobei die erste Membran auf der zweiten Seite in einem mit Schutzgas gefüllten Raum liegt, der über eine durch ein kegelige oder kugeliges starr auf der Stange befestigtes Zwischenstück regelbare Zulaufblende mit dem Raum auf der einen Seite der zweitenMembran in Verbindung steht, der wiederum mit dem Messgerät verbunden ist, während der Raum auf der zweiten Seite der zweiten Membran ebenfalls mit dem Messgerät in Verbindung steht und mit dem Messgas beaufschlagbar ist.
Der erfindungsgemässe Differenzdruckwandler ist speziell für die Anwendung in Kernreaktoren oder an sonst schwer zu erreichenden. Stellen geeignet. Gerade von der Reaktortechnik her ergeben sich sehr schar fe Forderungen. So müssen wegen der auftretenden Radioaktivität die Teile eine maximale Lebensdauer besitzen und ihr Einbau bzw. Ausbau muss durch einfache fembediente Hilfsmittel möglich sein. Da die Wandler meistens zum Sicherheitskreislauf gehörige Teile sind, kommt ihnen besondere Bedeutung zu.
Meistens wird nicht eine Absolutmessung gefordert, sondern eine Relativmessung. Deshalb wurde das er-
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werden und ohne drehbewegliche Teile eine genaue Übertragung des Messwertes ermöglicht ist, wobei nach dem Kraftvergleichssystem gearbeitet wird.
Bevorzugte Ausführungsformen werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, u. zw. zeigt Fig. 1 konstruktive Einzelheiten und Fig. 2 mehr schematisch die Schaltung des erfindungsgemässen Differenzdruckwandlers. Gemäss der Zeichnung ist eine Membran l auf einem Balg 3 befestigt und durch Boh-
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Messgerät einfülubaie radioaktive Kühlmedtum K einesDurch eine Bohrung 10 ist die zweite Seite der Membran 1 mit einem radioaktiv sauberen Sperrgas S beaufschlagt, dessen voller Druck Ps in einem Raum 17 ansteht und das durch eine Zulaufblende 16 mit dem DruckPS auf die eine Seite einer gleichartigen auf einem Balg 9 befestigten zweiten Membran 2 und zugleich durch eine Bohrung 15 mit angeschlossener Rohrleitung 20 zu einem Messgerät 21 strömt. Von dort strömt das Sperrgas S über eine auf eine feste Öffnung eingestellte Ablaufblende 19 ab.
Die beiden Membranen 1, 2 sind zueinander gleichachsig angeordnet und durch eine Stange 11 starr
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hängig reguliert.
Die zweite Seite der zweiten Membran 2 ist durch ein Messgas M, dessen Druck PM zugleich beim Messgerät 21 ansteht und dort einstellbar Ist, durch eine Bohrung 14 in einem Abschlussstück 13 beaufschlagbar. Das Abschlussstück 13 ist mit einem Gewinde 12 in den Wandlerkörper 7 eingeschraubt und schliesst einen Raum 18 vor der Membran 2 ab. Als Messgas M verwendet man vorzugsweise das gleiche Gas wie als Sperrgas S.
DieArt der verwendeten Membranen 1, 2 ist belanglos ; statt der dargestellten Balgmembranen können auch Tellennembranen oder ähnliche verwendet werden. Beim erfindungsgemässen Wandler muss stets der
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wodurch die Sicherheitsforderung erfülltdass bei einer Undichtigkeit kein verseuchtes Kühlgas nach aussen strömen kann.
Der Druckwandler arbeitet, wie bereits gesagt, nach dem Kraftvergleich-System. Die Kraft, die durch den Differerzdruck zwischen dem KUhlgas Kund dem Sperrgas S auf die Membran 1 ausgeübt wird, ist gleich der Kraft, die das als Messgas M wirkende Sperrgas auf die zweite Membran 2 ausübt, die mit der Membran 1 starr verbunden ist. Das Messgas M wird über eine veränderliche Zulaufblende 16 geregelt und durch eine konstante Ablaufblende 19 gedrosselt. Der Gegendruck hinter der Ablaufblende 19 wird dem Druck vorderBlende entgegengeschaltet. Dabei braucht dieser Druck nicht konstant gehalten zu werden. Im Wandler selbst ist nur die veränderliche Zulaufblende 16 eingebaut, während sich die Ablaufblende 19 ausserhalb des Wandlers in der Rohrleitung 20 befindet.
Die Differenz der Drücke vor und hinter der Ablaufblende 19 wird mit einem üblichen Messgerät 21 gemessen und ist proportional der Druckdifferenz von Kühlgas zu Sperrgas.
Die Messgenauigkeit dieses Differenzdruckwandlers wird erhöht, wenn die Membran 2 eine kleinere Fläche als die Membran 1 aufweist. Hiedurch wird eine Verstärkerwirkung hervorgerufen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Differenzdruckwandler zur Druckmessung eines nicht in einMessgerät einführbaren Mediums, z. B. eines radioaktiv verseuchten Kühlmediums in einem Kernreaktor, bei dem der Druck des Mediums über eine Membran und weitere mechanische Glieder auf den Druck eines Messgases weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die vom nicht ins Messgerät einführbaren Medium beaufschlagte Membran l) in an sich bekannter Weise mittels einer Stange (11) starr mit einer gleichachsig angeordneten zweiten Membran (2) verbunden ist, wobei die erste Membran (1) auf der zweiten Seite in einem mit Schutzgas gefüllten Raum (17) liegt, der über eine durch ein kegeliges oder kugeliges starr auf der Stange (11) befestigtes Zwischenstück regelbare Zulaufblende (16)
mit dem Raum auf der einen Seite der zweiten Membran (2) in Verbindung steht, der wiederum mit dem Messgerät (21) verbunden ist, während der Raum auf der zweiten Seite der zweiten Membran (2) ebenfalls mit dem Messgerät (21) in Verbindungsteht undmit dem Messgas beaufschlagbar ist.