DD274489A1 - Einrichtung zur daempfung von druckschwankungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Daempfung von Druckschwankungen an einem Manometer, bestehend aus zwei durch eine Drosselstelle voneinander getrennten und mit einem Daempfungsmittel gefuellten Kammern. Aufgabe dieser Einrichtung ist es, Druckstoesse und Druckveraenderungen in druckfuehrenden Leitungen zu daempfen, um stabilisierte Anzeigewerte zu erhalten. Erreicht wird die Aufgabe dadurch, dass zwischen einer fluessigkeitsfuehrenden Druckleitung und einem an sich bekannten Manometer ein Manometerstutzen mit einem Zwischenstueck versehen wird, in dem zwei durch eine Drosselstelle voneinander getrennte und mit Daempfungsmittel gefuellte Kammern angeordnet sind und die Kammern in Richtung Manometer mittels der Membran des Manometers und die Kammer gegenueber dem Manometerstutzen mittels einer Membran geringer Rueckstelleigenschaft fluessigkeitsdicht verschlossen ist. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Dämpfung von Druckschwankungen an einem Manometer, bestehend aus zwei durch eine Drosselstelle voneinander getrennten und mit einem Dämpfungsmittel, vorzugsweise hochviskoses Silikonöl, gefüllten Kammern. Manometer dieser Ausführung finden in den unterschiedlichsten Industriezweigen Anwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Einrichtungen zur Dämpfung von Druckschwankungen an Manometern sind allgemein bekannt und dienen in der Regel dazu, auftretende Druckstöße in einer Druckleitung auszugleichen, um die Anzeige des Manometers, unabhängig von Druckstößen in der druckführenden Leitung, zu stabilisieren. Diese Aufgabe wird nach der DE-GM 7805281 z. B. dadurch gelöst, daß ein Manometer aus einem flüssigkeitsgefüllten hermetisch abgeschlossenem Gehäuse besteht, in dem der gesamte Anzeigemechanismus des Manometers in einer entsprechenden Dämpfungsflüssigkeit getaucht ist. Mit dieser Ausbildung ist es möglich, den Anzeigemechanismus des Manometers vor bzw, bei Vibrationseinwirkungen zu schützen, vermeidet aber nicht die Störanfälligkeit des Manometers gegen auftretende Turbulenzen bzw. Druckstöße in der zu messenden Flüssigkeit, so daß es im Dauerbetrieb zu häufigen Ausfällen des Manometers kommt. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde nach der DD 127 365 eine Vorrichtung geschaffen, die die in der zu messenden Flüssigkeit auftretenden Druckstöße abbaut. Diese Vorrichtung besteht aus einer Drossel und einem mit Membran und Feder versehenen separatem Ausgleichsgefäß, wobei die Drossel, das Ausgleichsgefäß und das Manometer über Rohrleitungen miteinander verbunden sind. Bei auftretenden Druckschwankungen wird über die Drossel die Membran im Ausgleichsbehälter bewegt und die an der Membran angeordnete Feder drückt die Membran wieder in die Nullstellung zurück. Durch diese Vorrichtung wird erreicht, daß am Manometer ein gleichmäßiger gedämpfter Druck anliegt, d. h. Druckschwankungen, die in der Flüssigkeit auftreten, ausreichend gedämpft werden, so daß diese Maßnahme wesentlich zur Verminderung der Störanfälligkeit der Manometer beiträgt. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist jedoch, daß die Vorrichtung nach der DD 127365 auf Grund ihres Aufbaues nur für Laborzwecke geeignet ist und infolge des größeren Platzbedarfs und ihres hohen Kostenaufwandes nicht für eiqe breite industriemäßige Nutzung zur Anwendung kommen kann.

Da die bisher bekannten Vorrichtungen zur Dämpfung von Druckschwankungen an Manometern nicht die gestellten Forderungen für die industriemäßige Anwendung unter Berücksichtigung einer geringen Störanfälligkeit und eher gesicherten Anzeigegenauigkeit erfüllten, wurde Jurch die DD 254648 eine Vorrichtung zur Dämpfung von Druckschwankui: gen an Manometern beschrieben, bei der zwischen einer flüssigkeitsführenden Druckleitung und einem an sich bekann en Manometer ein Manometerstutzen vorgesehen ist, der aus zwei durch eine Drosselstelle voneinander getrennten und vorzugsweise mit hochviskosem Silikonöl gefüllten Kammern besteht. Die mit der flüssigkeitsführenden Druckleitung verbundene kammer ist mit einem Kolben versehen und die mit dem Manometer verbundene Kammer steht mit der Membran des Manometers direkt in Verbindung und wird mit dieser Membran verschlossen. Beim Auftreten von Druckschwankungen verändert sich die Lage des Kolbens entweder nach oben oder nach unten und damit verändert sich auch das Volumen des Silikonöls in den jeweiligen Kammern. Durch die Trägheit beim Überfließen des Silikonöls und infolge der Drosselstelle zwischen den Kammern wird die Druckschwankung vor der Membran des Manometers gedämpft, so daß ein stabilisierter Anzeigewert des Manometers erreicht wird. Diese Vorrichtung ist in ihrer Herstellung billig und ermöglicht auch die industriemäßige Anwendung in Großanlagen mit geringem Platzbedarf und kostengünstigen Aufwendungen.

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß durch die ständige Bewegung des Kolbens zwischen der Kammerinnenwand und der Kolbendichtung eine Leckage auftritt, mit der zwar die Dichtung des Kolbens geschmiert wird, die aber auch den Nachteil hat, daß über eine längere Betriebsdauer das Volumen des Dämpfungsmittels in den Kammern infolge der Leckage verringert wird. Mit der Verringerung des Volumens des Dämpfungsmittels in den Kammern des Manometerstutzens wird die Anzeigegenauigkeit des Manometers und die Dämpfungseigenschaften wesentlich verringert. Zur Aufrechterhaltung einer

funktionssicheren Betriebsweise dieser Vorrichtung ist daher eine regelmäßige Instandhaltung bzw. ein intervallmäßiges Nachfüllen von Dämpfungsmittel erforderlich. Ein weiterer Nachteil ist, daß auf Grund der Überwindung der Reibung des Kolbens die Anzeigegenauigkeit beeinträchtigt und das Toleranzfeld vergrößert wird.

Ziel der Eriindunfj

Ziel der Erfindung ist es, das Toleranzfeld der Anzeigegenauigkeit bei Manometern, die mit einer Einrichtung zur Dämpfung von Druckschwankungen arbeiten, einzuengen und eine wartungs eie Betriebsweise dieser Einrichtung bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebensdauer des Anzeigemechanismus des Manometers zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die konstruktive Ausbildung des Üämpfungssystems der Einrichtung den Anzeigefehler des Manometors, der infolge des Dämpfungssystems hervorgerufen wird, weitgehend auszuschließen und die Einrichtung so auszubilden, daß sie für die gesamte Betriebsdauer wartungsfrei bei schonender Betriebsweise des Anzeigemechanismus arbeitet.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß zwischen dem Manometerstutzen und dem Manometer ein Zwischenstück angeordnet ist, in dem die Mittels einer Drosselstelle verbundenen Kammern angeorr net sind und die Kammer, die gegenüber der druckführenden Leitung liegt, d. h. gegen den Manometerstutzen, mit einer Mernh ran geringer Rückstelleigenschaft, z. B. einer Membran aus PTFE, dicht verschlossen ist und die Kammer, die gegenüber dem auf das Zwischenstück aufgesetzten Manometer liegt, wie bekannt mit der Membran des Manometers dichtend direkt in Verbindung steht. Bei dieser Ausbildung ist der der Membran des Manometers gegenüberliegende Durchmssser der Kammer und der Durchmf ;er der Kammer der der flüssigkeitsführenden Druckleitung des Manometerstutzens gegenüberliegt, und der Durchmesser der druckführenden Leitung im Manometerstutzen, der an die Kammer des Zwischenstücks angrenzt, gleich oder größer dem Durchmesser der wirksamen Fläche der Membran des Manometers. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß das Volumen des Dämpfungsmittels, vorzugsweise Silikonöl, in den Kammern des Zwischenstücks sowie in der Düse erhalten bleibt, da durch die Abdichtung mittels Membranen eine Leckage oder ein anderweitiger Verlust von Dämpfungsmittel, wie z. B. Silikonöl, absolut vermieden wird. Durch die Bestimmung der Durchmesser der Kammern im Zwischenstück sowie des angrenzenden Durchmesse's der flüssigkeitsführenden Leitung des Manometers am Zwischenstück in Abhängigkeit der wirksamen Fläche der Membran des Manometers ist die Voraussetzung geschaffen, daß bei einer Druckerhöhung in der druckführenden Leitung nur eine minimale Verformung der die Kammern begrenzenden Membranen erfolgt. Infolge der geringen Verformung der Membran zwischen dem Zwischenstück und der druckführenden Leitung, d.h. dem Manometerstutzen, in Verbindung mit der vorgeschlagenen geringen Rückstelleigenschaft dieser Membran, wird der Anzeigefehler des Manometers so klein wie möglich gehalten, d. h., daß diese Manometer mit einem sehr geringen Toleranzfeld arbeiten können.Weiterhin wird infolge der geringen Verformung der Membranen gewährleistet, daß insbesondere die Membran des Manometers einer geringen mechanischen Belastung unterliegt, was sich positiv auf die Lebensdauer der Manometer auswirkt. Da durch die erfinderische Ausbildung der Einrichtung zur Dämpfung von Druckschwankungen das Dämpfungssystem ohne Verlust an Dämpfungsmitteln arbeitet und die Verformung der die Kammern verschließenden Membranen so gering wie möglich gehalten wurde, ist eine wartungsfreie Funktion der Einrichtung gewährleistet und durch die erreichte hohe Dämpfungseigenschaft eiae sehr schonende Betriebsweise des Anzeigemechanismus. Wenn gewünscht, kann als Dämpfungsmittel auch eine plastische Masse, z. B. eine Paste eingesetzt werden oder auch andere Flüssigkeiten, in deren Abhängigkeit dann der Durchmesser der Drosselstelle bestimmt werden muß, um den erforderlichen Dämpfungseffekt zu erreichen. Vorteilhaft erweist sich allerdings eine sehr hochviskose Flüssigkeit oder plastische Masse, da in diesem Fall der Durchmesser der Drosselstelle relativ groß ausgeführt werden kann, wss sich positiv auf die Anzeigegenauigkeit des Manometers und des Dämpfungssystems der Einrichtung auswirkt.

Ausführunysbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an einem speziellen Beispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung stellt einen Schnitt einer schematischen Darstellung einer Einrichtung, bestehend aus Zwischenstück, Manometerstutzen und angrenzendem Manometer, dar. Wie in der Zeichnung gezeigt, besteht die Einrichtung aus dem Manometer 9 (schematisch angedeutet), dem Zwischenstück 1 mit den Kammern 8 und 13 sowie der Drosselstelle 3, der Membran 7 und dem Manometerstutzen 2. Als Dämpfungsmittel wurde bei diesem Beispiel hochviskoses Silikonöl in den Kammern 8 und 13 sowie der Drosselstelle 3 eingefüllt. Bei der Montage der Einrichtung wird zwischen dem Manometerstutzen 2 und der Kammer 8 des Zwischenstücks 1 die Membran 7 mit einer geringen RUckstelleigenschaft, in diesem Fall eine Membran aus PTFE, angeordnet. Danach wird das Zwischenstück 1 mit der Mombran 7 und dem Manometerstutzen 2 mittels der Verschraubung 6 flüssigkeitsdicht verbunden. Anschließend wird das Manometer 9 mit seiner Membran 12 auf die Kammer 13 des Zwischenstücks 1 aufgesetzt und das Manometer 9 mit dem Zwischenstück 1 flüssigkeitsdicht mit Schrauben 11 verschraubt. Nach erfolgter Montage dieser Einrichtung erfolgt das Einfüllen des hochviskosen Silikonöls durch die Einfüllbohrung 5 über dio Kammer 8 und die Drosselstelle 3 in die Kammer 13, bis die Kammer 13 die Drosselstelle 3 und die Kammer 8 blasenfrei mit Silikonöl aufgefüllt sind. Nach Beendigung dieses Füllvorgangs wird die Einfüllbohrung 5 mittels einer Schraube, die mit einer Ringdichtung 4 versehen ist, flüssigkeitsdicht verschlossen.

Durch die oben beschriebene Ausbildung dieser Einrichtung und deren Montage ist die Voraussetzung geschaffen, daß das Gesamtsystem, bestehend aus Manometerstutzen 2, Zwischenstück 1 und Manometer 9, ohne Verlust von Dämpfungsmittel, i.i diesem Fall von hochviskosem Silikonöl, arbeitet. Die so montierte und beschriebene Einrichtung, die selbstverständlich auch in einer anderen Reihenfolge montiert werden kann, wird in die druckführende Leitung 14 des Anlagen- oder Rohrsystems eingeschraubt oder eingesetzt und durch entsprechende Mittel befestigt und mittels einer zugeordneten Dichtung 10 gegenüber der druckführenden Leitung 14 abgedichtet

Die Funktionsweise dieser Einrichtung ist wie folgt:

Auftretende Druckschwankungen, die aus kurzen Druckstößen, aus einer Druckerhöhung, einem Druckabfall oder aus einer Turbulenz nicht laminarer Strömung in der druckführenden Leitung 14 aus immer welchen Gründen auftreten können, wirken dirket über den Manometerstutzen 2 auf die Membran 7, die aus einem Material mit geringer Rückstelleigenschaft, in diesem Fall aus PTFE, hergestellt ist. Zum Beispiel bei einer Druckerhöhung im Anlagensystem wirkt der erhöhte Druck über den Manometerstutzen 2 auf die Membran 7, die infolge der Druckerhöhung eine entsprechend dem Druck positive Durchbiegung erfährt, in deren Folge Dämpfungsmittel aus der Kammer 8 über die Drosselstelle 3 in die Kammer 13 abfließt und auf die Membran 12 des Manometers 9 wirkt. Auf Grund der hohen Viskosität des Silikonöls und des Strömungswiderstandes in der Drosselstelle 3 zwischen den Kammern 8 und 13 wird die Druckveränderung sehr gedämpft auf die Membran 7 des Manometers 9 übertragen, so daß eine stabilisierte Manometerzahlanzeige gesichert wird. Besonders vorteilhaft wirkt sich diese Dämpfungseinrichtung bei kurzzeitigen Druckstößen aus, da durch die Dämpfungseinrichtung die Druckspitzen abgebaut werden, so daß auch in diesem Fall eine stabilisierte Manometerzahlanzeige gewährleistet ist. Gleichzeitig wird durch die Dämpfungseinrichtung die Voraussetzung geschaffen, daß der Anzeigemechanismus des Manometers 9 nicht stoßartig, sondern gleichförmig belastet wird, so daß die Lebensdauer der Manometer selbst sehr positiv beeinflußt wird. Bei einer Druckverringerung in der druckführenden Leitung erfolgt die oben beschriebene Funktionsweise umgekehrt, d. h., bei einer negativen Durchbiegung der Membran 7 tritt gedämpft Silikonöl von der Kammer 13 über die Drosseistelle 3 in die Kammer 8, wobei ebenfalls infolge der hohen Viskosität des Silikonöls und des Strömungswiderstandes in der Drosselstelle 3 die Anzeige gedämpft erfolgt, d. h. keine ruckartige Bewegung des Manr.meters 9 auftritt. Durch die Verwendung eines Materials mit geringer Rückstelleigenschaft, z. B. PTFE, für die Membran 7 und inlolge der Abhängigkeit des Durchmessers der Kammer 13, der der Membran 12 gegenüberliegt, und des Durchmessers der Kammer 8 sowie des Durchmessers des Manometerstutzens 2, der an die Kammer 8 sowie des Durchmessers des Manometerstutzens 2, der an die Kamme"· 8 angrenzt, zur wirksamen Fläche der Membran 12 ist eine empfindliche Manometereinstellung mit geringem Toleranzbereich gewährleistet, da einerseits nicht die federnde Wirkung der Membran 7 durch den Druck überwunden werden muß und durch die Zuordnung der Durchmesser zur wirksamen Fläche der Membran 12 gesichert ist, daß zur Betätigung der Membran 12 der geringste Kraftaufwand erforderlich ist, da die Kraft auf die gesamte wirksame Fläche der Membran 12 wirkt, so daß die Durchbiegung über die gesamte wirksame Fläche erfolgt und damit die Voraussetzung geschaffen ist, daß die geringste Durchbiegung der Membran 12 in Abhängigkeit des Drucks erreicht wird.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung besitzt eine hohe Betriebssicherheit, arbeitet in einem sehr geringen Toleranzfeld, ist wartungsfrei und zuverlässig. Mittels derartiger Eimichtungen ist es möglich, die Belastung des Anzeigemechanismus auf ein Minimum zu beschränken, d. h„ die Lebensdauer von handelsüblichen Manometern wesentlich zu erhöhen. Gleichzeitig ist es möglich, den Toleranzbereich der Anzeigegenauigkeit vcn handelsüblichen Manometern trotz einer angeordneten Einrichtung zur Dämpfung von Druckschwankungen wesentlich einzuschränken.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Dämpfung von Druckschwankungen an einem Manometer, bestehend aus zwei durch eine Drosselstelle voneinander getrennten und mit einem Dämpfungsmittel, vorzugsweise Silikonöl, gefüllten Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Manometerstutzen (2) und dem Manometer (9) ein Zwischenstück (1) angeordnet ist, in dem die mittels einer Drosselstelle (3) verbundenen Kammern (8), (12) vorgesehen sind, und daß die Kammer (8), die gegenüber der druckführendon Leitung (14) am Manometerstutzen (2) anliegt, mit einer Membran (7) geringer Rückstelleigenschaft, vorzugsweise aus PTFE, dicht verschlossen ist.

2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Membran (12) gegenüberliegende Durchmesser der Kammer (13) und der Durchmesser der Kammer (8) sowie der Durchmesser des Manometerstutzens (2), der an die Kc mmer (8) angrenzt, gleich oder größer sind als der Durchmesse,· der wirksamen Fläche der Membran (12).

3. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (8), (12) und die Bohrung der Drosselstelle (3) mit einer plastischen Masse, z. B. eine Paste, ausgefüllt sind.