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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur pneumatischen oder hydraulischen Druckmessung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei Heizungsanlagen in großen Gebäudekomplexen, wie z.B. in Büro- oder Wohngebäuden oder in Flughafengebäuden werden die einzelnen Heizkreisläufe über Strangregulierventile versorgt, um die Wärmemenge, die jedem Strang zur Verfügung steht, dem Bedarf optimal anzupassen.
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Die Anforderungen gehen immer weiter dahin, dass die in den einzelnen Heizkreisläufen fließende Wassermenge bzw. Wärmemenge erfasst werden muss, um eine optimale Regelung der einzelnen Heizkreisläufe zu ermöglichen. Eine Möglichkeit, diese Messgrößen zu erfassen, besteht darin, bekannte Strömungssensoren in die Kreisläufe einzubauen. Hierfür können zum Beispiel Differenzdrucksensoren eingesetzt werden, die es ermöglichen, über die Druckdifferenz und den Strömungsbeiwert KV den Volumenstrom an Wasser zu bestimmen.
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Dafür werden in der Regel zwei Messstellen, vor und nach einem hydraulischen Widerstand, benötigt. Nachteil dieses Systems ist, dass zwei Messstellen angeschlossen werden müssen und der Einbau der Systeme nur möglich ist, wenn kein Fluidfluss vorhanden ist. Das Drucklosmachen verursacht dabei hohe Kosten. Zusätzlich werden Absperrventile für jede Messstelle benötigt. Ein rascher Sensoreinbau und -ausbau ist daher nicht möglich, insbesondere wenn ein und derselbe Sensor an verschiedenen Messstellen zum Einsatz kommen soll.
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Aus der
EP 0 314 125 A2 ist ein Sensor mit einem Verbindungsteil zu einer Druckleitung bekannt. Im Verbindungsteil ist ein federbelasteter Schließkörper vorgesehen, der nur geöffnet ist, wenn der Sensor richtig im Verbindungsteil positioniert ist. Die Federmechanismus ist jedoch fehleranfällig.
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Die
DE 101 14 576 C2 zeigt eine Möglichkeit zum Auswechseln eines Sensorgehäuses gegen ein anderes Sensorgehäuse an einer Rohrleitung. Die Nachteile dieser bekannten Konstruktion bestehen einerseits darin, dass das System vor dem Austausch des Sensorgehäuses drucklos gemacht werden muss und andererseits das während des Betriebs immer ein Sensorgehäuse samt Differenzdrucksensor an der Rohrleitung verbleiben muss.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Möglichkeiten zum Austausch von Druckmessgeräten an druckführenden Strängen sind entweder mit dem Drucklosmachen des Systems bzw. des Strangs verbunden und oft nur mit sehr komplizierten Arbeitsschritten und Werkzeugen möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur pneumatischen oder hydraulischen Druckmessung anzugeben, bei dem der Differenzdrucksensor mit dem Fluid unter Druck verbunden werden kann, ohne dass der Differenzdrucksensors dabei beschädigt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Hierfür wird eine Wechselarmatur an einem Strangregulierventil angegeben. Dabei erfolgt die Druckdifferenzmessung an einem Strangregulierventil mittels Adaption eines portablen Druckdifferenzsensors in eine, am Ventil dauerhaft verbleibende, Aufnahme.
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Die Erfindung betrifft ein Druckmessgerät mit einem zylindrischen Messgerätegehäuse sowie einem stirnseitig angeordneten paddelförmigen Differenzdrucksensor und einem Gehäuseblock mit einer zylindrischen Ausnehmung. Der Gehäuseblock umfasst zwei für einen Druckzufluss und Druckabfluss vorgesehene Druckkanäle, durch die der Innenraum der Ausnehmung mit der Umgebung verbunden ist. Die Druckkanäle sind beispielsweise mit dem Fluid vor bzw. hinter einem Strangregulierventil verbunden. Das Druckmessgerät ist lösbar mit dem Gehäuseblock verbindbar bzw. lösbar in die Ausnehmung des Gehäuseblocks eingeschoben. Ist das Druckmessgerät mit dem Gehäuseblock verbunden, ist es zumindest teilweise in die Ausnehmung des Gehäuseblocks eingeschoben. Das Druckmessgerät ist innerhalb des Gehäuseblocks verdrehbar angeordnet. Zudem ist das Druckmessgerät in einer ersten Position axial beweglich und in einer zweiten Position axial fixiert. Durch das Verdrehen des Druckmessgeräts werden die mit einem unter Druck stehenden Fluid gefüllten Druckkanäle synchron und langsam geöffnet. Der paddelförmige Differenzdrucksensor wird über das in den Druckkanälen befindliche Fluid somit ebenfalls synchron und langsam mit Druck beaufschlagt. Eine einseitige Überlastung der Druckmesszelle bzw. der Differenzdruckmesser wird vermieden.
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Durch die einfache Steck- und Drehfunktion des Druckmessgeräts in den Gehäuseblock ist eine werkzeuglose Montage möglich. Besonders bei sehr unübersichtlichem oder beengtem Platz ist dies handliche Montagemöglichkeit vom großen Vorteil. Da der Sensor auch nicht im Gehäuseblock verbleiben muss, kann er jederzeit einfach und schnell durch eine Drehziehbewegung entnommen und an eine andere Messstelle per Steckdrehbewegung montiert werden. Diese portable Lösung ist insbesondere bei teuren Druckmessgeräten vom Vorteil, da diese nicht im Gehäuseblock verbleiben müssen und können dadurch an anderen Messstellen erneut zum Einsatz kommen. Die Spannungsversorgung des Druckmessgeräts kann als Verbindung über eine Schnittstelle zu einer externen Einrichtung ausgebildet sein oder als interne Einrichtung in Form von Batterien, Akkumulatoren oder ähnlichem. Die Schnittstelle dient auch zur Signalübertragung an eine externe Steuer- und/oder Auswerteelektronik.
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Als Differenzdrucksensor kommt bevorzug eine Sensorplatine mit einer Siliziummembran in Frage, die, von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt, sich gemäß des Druckunterschieds verschieden stark in eine Richtung auslenkt, was elektrisch erfasst und ausgewertet werden kann.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gehäuseblock am Boden der Ausnehmung eine zylindrische Vertiefung aufweist. Diese dient zur Aufnahme des paddelförmigen Differenzdrucksensors. Die Innenwand der Vertiefung weist eine kreisrunde oder ovale Innenkontur auf. Der Innendurchmesser der kreisrunden Vertiefung entspricht der Längsabmessung des paddelförmigen Differenzdrucksensors. Weist die Innenwand der Vertiefung jedoch bevorzugt eine ovale Innenkontur auf, so ist der Innendurchmesser ein Minimalinnendurchmesser, d.h. der Durchmesser an der engsten Stelle der ovalen Innenkontur entspricht der Längsabmessung des paddelförmigen Differenzdrucksensors. Dadurch liegt der paddelförmige Differenzdrucksensor mit seiner Breitseite an der Innenwand dichtend an. Die Vertiefung ist vorzugsweise so hoch wie der paddelförmige Differenzdrucksensor. Der paddelförmige Differenzdrucksensor liegt im eingebauten Zustand dichtend am Boden der Vertiefung an.
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Bei einer kreisrunden Vertiefung liegt der paddelförmige Differenzdrucksensor immer dichtend an der Innenwand der Vertiefung an. Von oben her wird die Vertiefung beispielsweise direkt vom Boden des Messgerätegehäuses abgedichtet. Hierdurch entstehen in der Vertiefung zwei hermetisch dicht voneinander getrennte Kammern.
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Beim Verdrehen des Druckmessgeräts werden die unter Druck stehenden Druckkanäle synchron und langsam geöffnet und die Kammern mit Fluid gefüllt. Der paddelförmige Differenzdrucksensor wird von beiden Seiten her synchron und langsam mit Druck beaufschlagt. Es liegt der Betriebszustand „Messen“ vor.
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Bei einer ovalen Innenkontur der Innenwand der Vertiefung liegt der paddelförmige Differenzdrucksensor jedoch nur auf Höhe des Minimalinnendurchmessers dichtend an der Wand der Vertiefung an. Nur dann sind zwei hermetisch dicht voneinander getrennte Kammern in der Vertiefung vorhanden. Durch Verdrehen des Druckmessgeräts werden die unter Druck stehenden Druckkanäle synchron und langsam geöffnet und die Vertiefung mit Fluid gefüllt. Gleichzeitig wird der paddelförmige Differenzdrucksensor verdreht und wird mit seiner Breitseite dichtend an der Innenwand der Vertiefung auf Höhe des Minimalinnendurchmessers in Stellung gebracht. Sobald der paddelförmige Differenzdrucksensor dichtend an der Innenwand anliegt, werden dadurch zwei hermetisch dicht voneinander getrennte Kammern gebildet. Es liegt der Betriebszustand „Messen“ vor.
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Solange der paddelförmige Differenzdrucksensor nicht dichtend an der Innenwand anliegt, wird der paddelförmige Differenzdrucksensor vom Fluid umspült. Das Fluid fließt vom Druckkanal für Zulauf durch die Vertiefung wieder über den Druckkanal für Ablauf hinaus. Es liegt der Betriebszustand „Spülen bzw. Entlüften“ vor. Die ovale Innenkontur hat daher den Vorteil, dass außer dem Betriebszustand „Messen“ auch der Betriebszustand „Spülen bzw. Entlüften“ erreicht wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ordnet zwischen Messgerätegehäuse und paddelförmigen Differenzdrucksensor einen zylinderförmigen Dichtkörper an.
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Der Durchmesser des Dichtkörpers entspricht der Längsabmessung des paddelförmigen Differenzdrucksensors. Damit entspricht er auch dem Durchmesser bzw. dem Minimalinnendurchmesser der Innenkontur der Vertiefung. Der Dichtkörper ist vorzugsweise teilweise in die Vertiefung eingeschoben.
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In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in der Ausnehmung des Gehäuseblocks ein hülsenförmiger Halterungskörper angeordnet. Der Halterungskörper dient zur Halterung des Druckmessgeräts. Dabei weist der Halterungskörper stirnseitig eine kreisrunde Öffnung auf. Durch diese Öffnung wird der paddelförmige Differenzdrucksensor und gegebenenfalls teilweise der Dichtkörper durchgeführt. Der Halterungskörper wird mit dem Druckmessgerät zusammen verdreht, wodurch der paddelförmige Differenzdrucksensor seine Position innerhalb der Vertiefung verändert.
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Der Durchmesser der Öffnung entspricht der Längsabmessung des paddelförmigen Differenzdrucksensors. Er entspricht somit auch dem Durchmesser bzw. dem Minimalinnendurchmesser der Innenkontur der Vertiefung.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Halterungskörper stirnseitig mehrere Kanalanschlüsse aufweist. Diese Kanalanschlüsse dienen zur Einstellung unterschiedlicher Betriebszustände, beispielsweise Montage, Entlüften oder Messen. Dabei sind je zwei Kanalanschlüsse einander zugeordnet, einer für den Zulauf und der anderen für den Ablauf des Fluids und liegen sich vorzugsweise gegenüber. Die Kanalanschlüsse reichen dabei von der Öffnung im Boden des Halterungskörpers bis mindestens auf Höhe der Druckkanäle im Gehäuseblock. Die Kanalanschlüsse sind vorzugsweise als Nuten stirnseitig in den Boden des Halterungskörpers eingebracht. Diese können unterschiedlich breit ausgestaltet sein, um eine bessere visuelle Unterscheidung der Betriebszustände zu erreichen.
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Durch Verdrehen des Halterungskörpers wird die Position der Kanalanschlüsse im Halterungskörper zu den Druckkanälen im Gehäuseblock verändert. Die unter Druck stehenden Druckkanäle werden über die Kanalanschlüsse entweder synchron und langsam geöffnet oder geschlossen. Im geöffneten Zustand fließt das Fluid in die Vertiefung. Durch die gleichzeitige Verdrehung des Druckmessgeräts wird auch die Position des paddelförmigen Differenzdrucksensors in der Vertiefung verändert, was insbesondere bei einer ovalen Innenkontur der Vertiefung von Bedeutung ist. Wird der Betriebszustand „Messen“ eingestellt, liegt der paddelförmige Differenzdrucksensor dichtend an der Innenwand der Vertiefung an und bildet zwei Kammern, wodurch der Druck auf beiden Seiten am Differenzdrucksensor anliegt. Wird der Betriebszustand „Spülen bzw. Entlüften“ eingestellt, wird der Differenzdrucksensor vom Fluid umspült, sofern die zylindrische Vertiefung eine Innenwand mit einer ovalen Innenkontur aufweist. Liegen die Anschlusskanäle nicht über den Druckkanälen - sie sind also geschlossen -, kann das Druckmessgerät auch im laufenden Betrieb und unter Druck ein- bzw. ausgebaut werden.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Halterungskörper und dem Gehäuseblock eine Dichtmatte unverdrehbar angeordnet.
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Die Dichtmatte ist hutförmig ausgebildet und vorzugsweise aus einem Elastomer. Mit ihrer zylinderförmigen Dichtmattenvertiefung greift sie in die zylindrische Vertiefung des Gehäuseblocks. Die Dichtmatte weist zudem zwei Durchgangsöffnungen auf, die direkt über den Druckkanälen liegen. Die Innenwand der Dichtmattenvertiefung weist eine kreisrunde oder ovale Innenkontur auf. Der Minimalinnendurchmesser der Innenkontur entspricht der Längsabmessung des paddelförmigen Differenzdrucksensors. Die zylindrische Vertiefung im Gehäuseblock ist dann aufgrund der Dichtmatte im Durchmesser größer als die Längsabmessung des paddelförmigen Differenzdrucksensors.
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Die Dichtmatte ermöglicht außerdem eine individuelle Anpassung an die Breite und Höhe des verwendeten paddelförmigen Differenzdrucksensors, des Dichtkörpers und der Vertiefung im Gehäuseblock, ohne Änderungen am Druckmessgerät oder Gehäuseblock vornehmen zu müssen.
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Durch einen einzelnen weiteren Kanalanschluss, dem kein zweiter korrespondierender Kanalanschluss zugewiesen ist und bei einer zylindrischen Vertiefung mit einer ovalen Innenkontur kann ein gesonderter Betriebszustand „Kalibrierung“ eingestellt werden. Beim Verdrehen des Messgerätegehäuses mit dem Halterungskörper wird dann über diesen Kanalanschluss nur ein Druckkanal geöffnet. Da der paddelförmige Differenzdrucksensor nicht dichtend an der Wand anliegt - der paddelförmige Differenzdrucksensor wird vom Fluid umspült - kann der Sensor kalibriert werden.
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Der Halterungskörper und der Gehäuseblock werden im Spritz- oder Druckgussverfahren hergestellt, können aber auch aus Edelstahl gefräst sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung im Zusammenhang mit Figuren anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Druckmessung in perspektivischer Darstellung.
- 2 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung zur Druckmessung in Explosionsdarstellung.
- 3a-d zeigen die erfindungsgemäße Anordnung zur Druckmessung für den Betriebszustand Montage.
- 4a-d zeigen die erfindungsgemäße Anordnung zur Druckmessung für den Betriebszustand Messen.
- 5a-d zeigen die erfindungsgemäße Anordnung zur Druckmessung für den Betriebszustand Entlüften.
- 6a-d zeigen eine Anordnung zur Druckmessung für den Betriebszustand Kalibrieren.
- 7a und 7b zeigen die Dichtmatte in Draufsicht und im Schnitt
- 8 zeigt das Druckmessgerät mit einem paddelförmigen Differenzdrucksensor in perspektivischer Darstellung.
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In den nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben, gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Druckmessung 1. Dabei ist ein Druckmessgerät 20 in einen Halterungskörper 40 lösbar eingeschoben. Der Halterungskörper ist wiederum in einem Gehäuseblock 60 angeordnet. Zusätzlich sind ein Druckkanal für den Zufluss (nicht dargestellt) und ein Druckkanal für den Abfluss 64b des Fluids angebracht.
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Der Gehäuseblock 60 samt Halterungskörper 40 ist fest an der an der Messstelle montiert, beispielsweise an einem Strangregulierventil (nicht dargestellt). Wie in den 3a-d weiter unten näher erläutert wird, kann das Druckmessgerät 20 im Betriebszustand „Montage“ während das System betrieben und der Strang unter Druck steht gefahrlos in den Halterungskörper 40 ein- bzw. ausgebaut werden. Insbesondere teure Druckdifferenzsensoren müssen nicht im/am System verbleiben und können für mehrere Messstellen verwendet werden.
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2 zeigt eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Druckmessung 1. Das Druckmessgerät 20 weist ein zylinderförmiges Messgerätegehäuse 21 auf, an dem zwei Flügel 22a und 22b angebracht sind. An der Unterseite des Messgerätegehäuses befindet sich ein zylindrischer Dichtkörper 23 (8) und ein paddelförmiger Differenzdrucksensor 24. Als Differenzdrucksensor 24 kommt bevorzug eine Sensorplatine mit einer Siliziummembran in Frage, die, von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt, sich gemäß des Druckunterschieds verschieden stark in eine Richtung auslenkt, was elektrisch erfasst und ausgewertet werden kann. Der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 ist quaderförmig ausgebildet und passt sich in seiner Breitseite 27 (8) der zylindrischen Form des Dichtkörpers 23 (8) an. Der Durchmesser des zylindrischen Dichtkörpers 23 (8) entspricht der Längsabmessung 26 (8) des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24.
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Der Halterungskörper 40 ist hülsenförmig ausgestaltet und weist eine Ausnehmung 46 auf, in die das Druckmessgerät 20 eingeschoben wird. Zusätzlich ist eine Aufnahme für eine Dichtung 44 in Form einer umlaufenden Nut in die Aussenkontur des Halterungskörpers 40 eingebracht. Zentral im Boden der Unterseite des Halterungsköpers 40 ist eine Öffnung 43 (4b) angebracht. Diese Öffnung 43 ( 4b) entspricht dem Durchmesser des Dichtkörpers 23 (8) und somit auch der Längsabmessung 26 (8) des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24. Dadurch kann sowohl der Dichtkörper 23 als auch der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 durch die Öffnung 43 geschoben werden. Die Flügel 22a und 22b greifen im eingeschobenen Zustand in die Flügelfixierung 41 ein und ermöglichen dadurch eine synchrone Verdrehung von Druckmessgerät 20 und Halterungskörper 40 im Gehäuseblock 60. Zusätzlich ist in die Aussenkontur des Halterungskörpers 40 eine Fixierungsführung 42 in Form einer nicht ganz umlaufenden Nut eingebracht. Über in die Fixierungsöffnungen (61a, 61b) angebrachte Halterungselemente, Stifte oder dergleichen (nicht dargestellt) wird der Halterungskörper 40 einerseits im Gehäuseblock 60 gehalten und andererseits gezielt in der Fixierungsführung 42 geführt. Zusätzlich sind in der Stirnseite 45 (4d) des Halterungskörpers 40 Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b (4b, 4d) in Form von Nuten angebracht, wobei jeweils ein Kanalanschluss einen korrespondierenden auf der gegenüberliegenden Seite besitzt. Je zwei korrespondierende Kanalanschlüsse verbinden somit paarweise die Öffnung 43 (4b) mit den Durchgangsöffnungen 82a, 82b (4b), sofern die Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b (4b, 4d) entsprechend über den Durchgangsöffnungen 82a, 82b (4b) durch verdrehen platziert wurden.
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Der zylindrische Dichtkörper 23 (8) kann auch fest am Halterungskörper 40 angeordnet oder durch den Halterungskörper 40 selbst gebildet werden. In diesem Fall muss der Dichtkörper entsprechend mittig unterbrochen sein, um den paddelförmigen Differenzdrucksensor 24 durchschieben zu können.
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Der Gehäuseblock 60 weist einen Druckkanal für Zufluss 64a (4d) und einen Druckkanal für Abfluss 64b auf, über das das Fluid, beispielsweise Wasser, ins Gehäuseinnere geführt wird. Der Gehäuseblock 60 weist eine Gehäuseausnehmung 62 auf, in die der Halterungskörper 40 eingeschoben wird. Im Gehäuseblockboden 63 (4d) befindet sich eine Vertiefung 65 (4d) zur Aufnahme des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24 und gegebenenfalls des Dichtkörpers 23. Die Vertiefung 65 (4d) ist zylinderförmig und die Wand der Vertiefung 65 (4d) ist vorzugsweise ovalförmig ausgebildet.
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Zur besseren Abdichtung zwischen Gehäuseblockboden 63 (4d) und der Stirnseite 45 (4d) des Halterungskörpers 40 ist eine hutförmige Dichtmatte 60 angeordnet. Die Dichtmatte 60 ist nicht verdrehbar. Dabei liegt die zylinderförmig ausgebildete Dichtmattenvertiefung in der Vertiefung 65 (4d) des Gehäuseblocks 60. Die Durchgangsöffnung 82a, 82b (4d) sitzen entsprechend über den Druckkanälen 64a, 64b (4d). Die Dichtmattenvertiefung weist einen Hohlraum 90 zur Aufnahme des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24 und des Dichtkörpers 23 auf und ist bevorzugt mit einer ovalen Innenkontur 81 versehen. Der Minimalinnendurchmesser der ovalen Innenkontur 81 entspricht der Längsabmessung 26 (8) des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24.
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Der Maximalinnendurchmesser der ovalen Innenkontur 81 liegt auf der Achse der Durchgangsöffnungen 82a, 82b (4d). Die Achse der Kanalanschlüsse Messen 50a, 50b (4b) liegt senkrecht zur Achse der Längsseite 26 (8) des paddelförmige Differenzdrucksensors 24.
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3a-d zeigen die Anordnung zur Druckmessung 1 im Betriebszustand „Montage“. In dieser Position kann das Druckmessgerät 20 axial verschoben werden und ist somit lösbar in der Halterungsausnehmung 42 des Halterungskörpers 40 angeordnet. 3a zeigt die Frontansicht mit eingezeichneter Schnittlinie A-A auf Höhe der Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b (3b). Die Spannungsversorgung des Druckmessgeräts 20 kann als Verbindung über eine Schnittstelle 100 - wie beispielhaft in 3a dargestellt, jedoch für alle anderen Anwendungsbeispiele analog anwendbar - zu einer externen Einrichtung ausgebildet sein oder als interne Einrichtung in Form von Batterien, Akkumulatoren oder ähnlichem. Die Schnittstelle 100 dient auch zur Signalübertragung an eine externe Steuer- und/oder Auswerteelektronik. 3b zeigt diese Schnittebene in der Draufsicht. 3c zeigt die Draufsicht mit mittig eingezeichneter Schnittlinie E-E. 3d zeigt diese Schnittebene.
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In die Öffnung 43 ragt der Dichtkörper 23 des Druckmessgeräts 20. 3b zeigt anschaulich wie der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 - gestrichelt angedeutet, da in der Draufsicht nicht sichtbar - in Bezug zu den Kanalanschlüssen und der ovalen Innenkontur der zylindrischen Dichtmattenvertiefung steht. Die ovale Innenkontur 81 der zylindrischen Dichtmattenvertiefung ist in 3b in den sichtbaren Bereichen der Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b mit einer durchgezogenen Linie und in den nicht sichtbaren Bereichen dazwischen gepunktet eingezeichnet. Auch die unter der Stirnseite 45 (3d) des Halterungskörpers 40 liegenden Durchgangsöffnungen 82a, 82b der Dichtmatte 80 sind in 3b gestrichelt eingezeichnet.
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Die Durchgangsöffnungen 82a, 82b der Dichtmatte 80 liegen direkt über den Druckkanälen 64a, 64b. Diese sind jedoch durch die Stirnseite 45 des Halterungskörpers 40 verschlossen. In 3b ist dies dadurch zu erkennen, dass keine Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b über den Durchgangsöffnungen 82a, 82b liegen.
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In dieser Position des Halterungskörpers 40 und des Druckmessgeräts 20 im Gehäuseblock 60 ist ein Ein- und Ausbau des Druckmessgerätes 20 möglich, ohne dass der fluidführende Strang beispielsweise an einem Strangregulierventil drucklos bzw. abgestellt werden muss.
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4a-d zeigen die Anordnung zur Druckmessung 1 im Betriebszustand „Messen“, das durch Verdrehen des Druckmessgeräts 20 eingestellt wird. In dieser Position kann das Druckmessgerät 20 axial nicht mehr verschoben werden und ist somit unlösbar in der Halterungsausnehmung 46 des Halterungskörpers 40 angeordnet. 4a zeigt die Frontansicht mit eingezeichneter Schnittlinie D-D auf Höhe der Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b (4b). 4b zeigt diese Schnittebene in der Draufsicht. 4c zeigt die Draufsicht mit mittig eingezeichneter Schnittlinie H-H. 4d zeigt diese Schnittebene.
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Der Betriebszustand „Messen“ wird erreicht, in dem das Druckmessgerät 20 samt Halterungskörper 40 synchron verdreht wird, bis die Kanalanschlüsse Messen 50a, 50b über den Durchgangsöffnungen 82a, 82b zum liegen kommen. Das Fluid fließt einerseits vom Druckkanal für Zufluss 64a durch die Durchgangsöffnung 82a über den Kanalanschluss Messen 50a in den Hohlraum 90 der Dichtmattenvertiefung und andererseits vom Druckkanal für Abfluss 64b durch die Durchgangsöffnung 82b über den Kanalanschluss Messen 50b in den Hohlraum 90 hinein. Da der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 mit seiner Breitseite 27 (8) dichtend an der Innenwand und mit seiner Unterseite dichtend an der Dichtmattenvertiefung anliegt sowie der Dichtkörper 23 die Öffnung 43 abdichtet, kann das Fluid nicht zwischen Druckkanal für Zufluss 64a und Druckkanal für Abfluss 64b weiterfließen. Die Dichtmattenvertiefung ist in zwei hermetisch dicht voneinander getrennte Kammern geteilt. Durch die synchrone Öffnung der Druckkanäle 64a, 64b wird der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 synchron und langsam von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt. Eine Zerstörung des Differenzdrucksensors 24 wird dadurch verhindert.
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5a-d zeigen die Anordnung zur Druckmessung 1 im Betriebszustand „Entlüften“, das durch Verdrehen des Druckmessgeräts 20 eingestellt wird. In dieser Position kann das Druckmessgerät 20 axial nicht mehr verschoben werden und ist somit unlösbar in der Halterungsausnehmung 46 des Halterungskörpers 40 angeordnet. 5a zeigt die Frontansicht mit eingezeichneter Schnittlinie B-B auf Höhe der Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b (5b). 5b zeigt diese Schnittebene in der Draufsicht. 5c zeigt die Draufsicht mit mittig eingezeichneter Schnittlinie F-F. 5d zeigt diese Schnittebene.
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Der Betriebszustand „Entlüften“ wird erreicht, in dem das Druckmessgerät 20 samt Halterungskörper 40 synchron verdreht wird, bis die Kanalanschlüsse Kalibrieren 51a, 51b über den Durchgangsöffnungen 82a, 82b liegen. Das Fluid fließt vom Druckkanal für Zufluss 64a durch die Durchgangsöffnung 82a über den Kanalanschluss Entlüften 51a in den Hohlraum 90 der Dichtmattenvertiefung. Da der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 mit seiner Breitseite 27 (8) nicht dichtend an der Innenwand der Dichtmattenvertiefung anliegt, kann das Fluid über den Kanalanschluss Entlüften 51b durch die Durchgangsöffnung 82b über den Druckkanal für Abfluss 64b weiterfliesen. Durch die synchrone langsame Öffnung des Druckkanäle 64a, 64b wird auch hier der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 geschont. Eine Zerstörung des Differenzdrucksensors 24 wird verhindert.
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Die Anordnung der Betriebszustände wird dabei in Reihe angeordnet, ausgehend vom Betriebszustand „Montage“. Bei einem ersten Verdrehen des Druckmessgeräts 20 mit dem Halterungskörper 40 wird zuerst der Betriebszustand „Entlüften“ und dann durch weiteres Verdrehen der Betriebszustand „Messen“ erreicht. Wobei der Betriebszustand „Entlüften“ nicht zwingend erforderlich ist.
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6a-d zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung zur Druckmessung 1. Im Unterschied zu den in 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsform wird hier noch der Betriebszustand „Kalibrieren“ ermöglicht. 6a zeigt die Frontansicht mit eingezeichneter Schnittlinie C-C auf Höhe der Kanalanschlüsse 50a, 50b, 51a, 51b (6b). 6b zeigt diese Schnittebene in der Draufsicht. 6c zeigt die Draufsicht mit mittig eingezeichneter Schnittlinie G-G. 6d zeigt diese Schnittebene.
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Der Betriebszustand „Kalibrieren“ wird durch einen einzelnen zusätzlichen Kanalanschluss Kalibrieren 52 zwischen Kanalanschluss Entlüften 51a (Zufluss) und Kanalanschluss Messen 50b (Abfluss) erreicht. Durch das gemeinsame Verdrehen des Druckmessgeräts 20 mit dem Halterungskörper 40 wird der Kanalanschluss Kalibrieren 52 beispielsweise über die Durchgangsöffnung 82a gebracht. Der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 liegt dabei nicht mit seinen Breitseiten 27 (8) dichtend an der ovalen Innenkontur (81) (7a) der Innenwand der Dichtmattenvertiefung an. Das Fluid fließt vom Druckkanal für Zufluss 64a über die Durchgangsöffnung 82a und dem Kanalanschluss Kalibrieren 52 in den Hohlraum 90 und umgibt den paddelförmigen Differenzdrucksensors 24 von allen Seiten. Da kein Kanalanschluss zur Verbindung des Hohlraums 90 mit der Durchgangsöffnung 82b bzw. zum Druckkanal für Abfluss 64b vorhanden ist, ermöglicht diese Einstellung eine Kalibrierung des Druckmessgeräts, da auf beiden Seiten des Differenzdrucksensors 24 der gleiche Druck anliegt.
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Die Anordnung der Betriebszustände wird dabei in Reihe angeordnet, ausgehend vom Betriebszustand „Montage“. Bei einem ersten Verdrehen des Druckmessgeräts 20 mit dem Halterungskörper 40 wird zuerst der Betriebszustand „Entlüften“ und dann durch weiteres Verdrehen der Betriebszustand „Kalibrieren“ und durch erneutes Weiterdrehen dann der Betriebszustand „Messen“ erreicht. Wobei der Betriebszustand „Kalibrieren“ und „Entlüften“ nicht zwingend erforderlich sind.
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7a und 7b zeigen die Dichtmatte 80 in einer Draufsicht und im Schnitt. Die Dichtmatte 80 ist hutförmig ausgebildet und weist zwei Durchgangsöffnungen 82a, 82b auf. Die Innenwand der Dichtmattenvertiefung weist eine ovale Innenkontur 81 auf. In 7a zeigt die senkrecht gestrichelte Linie den Minimalinnendurchmesser und die waagrechte Linie den Maximalinnendurchmesser der Dichtmattenvertiefung. Der Minimalinnendurchmesser entspricht der Längsabmessung 26 (8) des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24 (8). Ist der Minimalinnendurchmesser kleiner als der Maximalinnendurchmesser liegt eine ovale Innenkontur 81 der Innenwand vor. Der paddelförmige Differenzdrucksensor 24 (8) liegt bei einer ovalen Innenkontur 81 der Dichtmattenvertiefung mit seiner Breitseite 27 (8) nur auf Höhe des Minimalinnendurchmessers dichtend an der Wand an.
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8 zeigt das Druckmessgerät 20. Der Dichtkörper 23 ist an die Längsabmessung 26 des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24 angepasst. Die Breitseite 27 des paddelförmigen Differenzdrucksensors 24 ist wiederum an die zylindrische Aussenkontur des Dichtkörpers 23 angepasst.
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Diese Anordnung zur Druckmessung bietet eine einfache Ein-Hand-Montagemöglichkeit des Druckmessgeräts 20 ohne Werkzeug allein durch stecken und verdrehen. Durch Verriegeln des Druckmessgeräts 20 im Halterungskörper 40 im Gehäuseblock 60 wird ein herauslösen bzw. ein herausschieben beim Messen verhindert. Der Druckdifferenzsensor bzw. das Druckmessgerät 20 ist portabel. Befindet sich kein Druckmessgerät 20 im Halterungskörper 40, ist der Adapter trotzdem dicht. Es ist kein Fluidaustritt möglich, da der Halterungskörper 40 nur mit einem passendem Druckmessgerät 20 verdreht werden kann. Dabei ist ein Verdrehen zwischen ca. 20° und maximal 180° möglich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anordnung zur Druckmessung
- 20
- Druckmessgerät
- 21
- Messgerätegehäuse
- 22a, 22b
- Flügel
- 23
- Dichtkörper
- 24
- Paddelförmiger Differenzdrucksensor
- 25
- Aufnahme für Dichtung I
- 26
- Längsabmessung
- 27
- Breitseite
- 40
- Halterungskörper
- 41
- Flügelfixierung
- 42
- Fixierungsführung
- 43
- Öffnung
- 44
- Aufnahme für Dichtung II
- 45
- Stirnseite
- 46
- Halterungsausnehmung
- 50a, 50b
- Kanalanschluss Messen
- 51a, 51b
- Kanalanschluss Entlüften
- 52
- Kanalanschluss Kalibrieren
- 60
- Gehäuseblock
- 61a, 61b
- Fixierungsöffnung
- 62
- Gehäuseausnehmung
- 63
- Gehäuseblockboden
- 64a
- Druckkanal für Zufluss
- 64b
- Druckkanal für Abfluss
- 65
- Vertiefung
- 80
- Dichtmatte
- 81
- Ovale Innenkontur
- 82a
- , 82b Durchgangsöffnung
- 90
- Hohlraum
- 100
- Schnittstelle
