DE102014115515B3

DE102014115515B3 - Vorrichtung zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung eines Differenzdruckmessaufnehmers

Info

Publication number: DE102014115515B3
Application number: DE102014115515.7A
Authority: DE
Inventors: Volker Frey; Kurt Ständecke
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-03-24
Anticipated expiration: 2034-10-25
Also published as: WO2016062444A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung eines Druckmessaufnehmers (1), umfassend einen Schraubstock (6) mit einem ersten und einem zweiten Backenpaar (7, 8), wobei das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) jeweils eine erste und eine zweite Backe (9, 10, 11, 12) aufweist, die gegeneinander beweglich gelagert sind, und wobei jede Backe (9, 10, 11, 12) mindestens eine Öffnung (13) aufweist, die Druckluft zum Durchführen der Dichtheitsprüfung des Druckmessaufnehmers (1) bereitstellt, wobei jedes der Backenpaare (7, 8) geeignet ist, um einen der Prozessanschlussflansche (2, 3) einzuspannen, so dass unter Krafteinwirkung der Backenpaare (7, 8) die mindestens eine Öffnung (13) der jeweiligen Backe (9, 10, 11, 12) mit einer Öffnung (16) des jeweiligen Prozessanschlussflansches (2, 3) druckdicht verschlossen ist, und die Kammern des Druckmessaufnehmers (1) unter Belastung der Bolzen (5) mit Druckluft beaufschlagbar sind, wobei das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) in Richtung des mindestens einen Bolzens (5) beweglich gegeneinander gelagert sind, so dass bei einem Zerbersten des mindestens einen Bolzens (5) aufgrund der Beaufschlagung mit Druckluft in dem Druckmessaufnehmer (1), das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) gegeneinander verschoben werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung eines Differenzdruckmessaufnehmers.
Die Anmelderin produziert und vertreibt Druckmessgeräte zur Prozessautomatisierung, wie zum Beispiel Druckmessgeräte der Produktserie Deltabar S und Deltabar M. Solche Druckmessgeräte weisen in der Regel einen Differenzdruckmessaufnehmer auf. Der Differenzdruckmessaufnehmer umfasst eine Messzelle, ein die Messzelle umschließendes Messzellengehäuse und zwei Prozessanschlussflansche. Die Prozessanschlussflansche sind mittels lösbarer Schrauben-Muttern-Verbindungen gegeneinander gespannt, so dass sie eine Lage einnehmen, in welcher sie das Messzellengehäuse zwischen sich einspannen und auf diese Weise innerhalb des Differenzdruckmessaufnehmers zwei Kammern erzeugen, die durch die Messzelle druckdicht getrennt sind. Die Schrauben-Muttern-Verbindungen weisen jeweils einen Bolzen auf, welcher die Prozessanschlussflansche durchdringt.
Solche Differenzdruckmessaufnehmer müssen hohen Druckbelastungen bis zu mehreren 100 bar standhalten. Aus Sicherheitsgründen muss jeder Differenzdruckmessaufnehmer bei hohen Druckbelastungen auf Dichtheit geprüft werden. Eine gängige Methode solch ein Druckmessgerät auf Dichtheit zu prüfen, ist die folgende Methode: Das Druckmessgerät wird in einem Schraubstock eingespannt. Der Schraubstock weist ein erstes und ein zweites Backenpaar auf, wobei das erste und das zweite Backenpaar jeweils eine erste und eine zweite Backe aufweisen, die gegeneinander beweglich gelagert sind. Jede Backe weist mindestens eine Öffnung auf, die Druckluft zum Durchführen der Dichtheitsprüfung des Differenzdruckmessaufnehmers bereitstell. Jedes der Backenpaare ist dazu geeignet, einen Prozessanschlussflansch einzuspannen, so dass unter Krafteinwirkung der Backenpaare die mindestens eine Öffnung der jeweiligen Backe mit einer Öffnung des Prozessanschlussflansches druckdicht verschlossen ist und die Kammern des Differenzdruckmessaufnehmers unter Belastung der Bolzen mit Druckluft beaufschlagbar sind.
Nachteilig an der bekannten Dichtheitsprüfung ist, dass die Backen des Schraubstocks die Bolzen während der Dichtheitsprüfung mechanisch unterstützen. Daher versagen ggf. die Bolzen erst bei einem höheren Innendruck als bei einer Dichtheitsprüfung ohne Backen bzw. Schraubstock.
DE 195 24 377 A1 beschreibt eine Prüfpumpe zur Druckerzeugung beim Prüfen von Druckmessgeräten mit einem Niederdruck- und einem Hochdruckzylinder, die gemeinsam zwischen einem Stirnflansch und einem Rückflansch parallel zueinander angeordnet sind. Im Rückflansch sind wenigstens ein Anschluss für ein zu prüfendes Druckmessgerät und wenigstens ein Anschluss für ein Referenzgerät vorgesehen. Um den Aufwand zum Füllen des Mediums zu verringern, ist ein Absperrventil im Rückflansch im Zuge eines zu einem Anschluss führenden Kanals angeordnet und mit einem außerhalb des Rückflanschs betätigbaren Einstellelement versehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung für eine Dichtheitsprüfung anzugeben, bei der die Bolzen mechanisch belastet werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste Backenpaar und das zweite Backenpaar in Richtung der Bolzen beweglich gegeneinander gelagert sind, so dass bei einem Zerbersten des mindestens einen Bolzens aufgrund der Beaufschlagung mit Druckluft in dem Differenzdruckmessaufnehmer das erste und das zweite Backenpaar gegeneinander verschoben werden.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden lediglich die Bolzen während der Dichtheitsprüfung belastet. Sollte einer der Bolzen zerbersten, führt der Überdruck im Inneren des Differenzdruckmessaufnehmers dazu, dass die Prozessanschlussflansche auseinander gedrückt werden. Da die Backenpaare beweglich zueinander angeordnet sind, werden die Backenpaare ebenfalls auseinander gedrückt. Da die Backenpaare ebenfalls auseinander gedrückt werden, können sie die Bolzen nicht mechanisch stabilisieren.
Alternativ zu einem Schraubstock mit zwei Backenpaaren ist auch eine Vorrichtung mit zwei Schraubstöcken mit jeweils einem Backenpaar möglich, die in Richtung des mindestens einen Bolzens beweglich gelagert sind. Solch eine Vorrichtung hat den wirtschaftlichen Vorteil, dass Schraubstöcke zum Einsatz kommen, die nur die halbe Spannkraft aufweisen, um die Prozessanschlussflansche druckdicht einzuspannen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist mindestens eine Schiene vorgesehen, die parallel zu dem mindestens einen Bolzen angeordnet ist. Das erste und das zweite Backenpaar sind beweglich auf der mindestens einen Schiene angeordnet.
Auf der Schiene werden das erste und das zweite Backenpaar geführt auseinander bewegt. Die sich bewegenden Backenpaare können auf diese Weise niemanden verletzen oder Sachschaden anrichten.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist mindestens eine Schiene vorgesehen, die parallel zu dem mindestens einen Bolzen angeordnet ist. Das erste Backenpaar ist fest mit der mindestens einen Schiene verbunden, und das zweite Backenpaar ist beweglich auf der mindestens einen Schiene angeordnet.
Bewegt sich nur ein Backenpaar auf der Schiene, dann wird die frei werdende kinetische Energie auf lediglich ein Backenpaar übertragen, wodurch sich das Verletzungsrisiko bzw. das Risiko einen Sachschaden zu verursachen reduziert.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1: eine skizzierte Seitenansicht eines Differenzdruckmessaufnehmers der Produktserie Deltabar,
2: eine Vorderansicht eines skizzierten Längsschnitts eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 entsprechend 1,
3: eine Seitenansicht eines skizzierten Längsschnitts eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 entsprechend 1, und
4: eine skizzierte Seitenansicht einer erfindungsmäßigen Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Differenzdruckmessaufnehmers entsprechend 1.
1 zeigt eine skizzierte Seitenansicht eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 der Produktserie Deltabar. Der Differenzdruckmessaufnehmer 1 setzt sich aus einem ersten und zweiten Prozessanschlussflansch 2, 3, sowie einem Elektronikgehäuse 17 zusammen. Mittels einer lösbaren Schrauben-Muttern-Verbindung 4 sind der erste und zweite Prozessanschlussflansch 2, 3 gegeneinander gespannt. Zur Herstellung der lösbaren Schrauben-Muttern-Verbindung 4 durchdringen vier Bolzen 5 der jeweiligen Schrauben-Muttern-Verbindung 4 den ersten und zweiten Prozessanschlussflansch 2, 3. Der erste und zweite Prozessanschlussflansch 2, 3 weisen jeweils zwei Öffnungen 16 auf, die jeweils einander gegenüber angeordnet sind.
2 zeigt eine Vorderansicht eines skizzierten Längsschnitts eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 entsprechend 1. Der Differenzdruckmessaufnehmer 1 setzt sich aus einer keramischen Messzelle 18 und einem die Messzelle 18 umschließenden Messzellengehäuse 21 zusammen. Die lösbaren Schrauben-Muttern-Verbindung 4 spannen den ersten und zweiten Prozessanschlussflansch 2, 3 so gegeneinander, dass sie eine Lage einnehmen, in welcher sie das Messzellengehäuse 21 zwischen sich einspannen. Dabei stützen sich der erste und zweite Prozessanschlussflansch 2, 3 unter Einschluss von ringförmigen Dichtungen 23 sowohl an dem Messzellengehäuse 21 als auch an der keramischen Messzelle 18 ab.
Zur Erfassung eines Messwerts ist es notwendig, dass die Messzelle 18 mit einem Messraum (nicht dargestellt), in dessen Inneren sich das Messmedium befindet, und damit mit dem Messmedium selbst, in räumlicher Verbindung steht. Diese räumliche Verbindung ist über eine nichtdargestellte Verbindungsleitung hergestellt, welche an ihrem einen Ende an der den Messraum umschließenden Wandung und an dem anderen Ende an einem der Prozessanschlussflansche 2, 3 angeschlossen ist.
Ein zylindrisches Zwischenstück 22 stellt die räumliche Verbindung zwischen dem Messzellengehäuse 21 und dem Elektronikgehäuse 17 her. Im Innern des Zwischenstücks 22 sind die elektrischen Leitungen (nicht dargestellt) angeordnet, über welche die Messzelle 18 mit der im Innern des Elektronikgehäuses 17 befindlichen elektronischen Schaltung in elektrischer Verbindung (nicht dargestellt) steht.
Zum Messen des Differenzdrucks ist es notwendig, die Messzelle 18 mit zwei Drücken zu beaufschlagen. Aus diesem Grund besitzt der Differenzdruckmessaufnehmer 1 zwei gegenüberliegende Prozessanschlussflansche 2, 3, die beide spiegelbildlich aufgebaut und angeordnet sind.
3 zeigt eine Seitenansicht eines skizzierten Längsschnitts eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 entsprechend 1. In 3 ist der erste Prozessanschlussflansch 2 dargestellt, welcher an einer rückseitigen Stirnfläche anliegt, um die rückseitige Stirnfläche der Membran 19 mit dem ersten Mediendruck zu beaufschlagen. Hierzu weist der erste Prozessanschlussflansch 2 einen Kanal (nicht dargestellt) auf, der sich von der Öffnung 16 der ersten Prozessanschlussflansch 2 durch den ersten Prozessanschlussflansch 2 bis zu einer Öffnung erstreckt, die etwa auf einer Achse der Messzelle 18 liegt. Bei einem fertig montierten, betriebsbereiten Differenzdruckmessaufnehmer 1, ist auch auf der freien Stirnfläche ein zweiter Prozessanschlussflansch (nicht dargestellt) angeordnet, um die frontseitige Stirnfläche der Messzelle 18 mit einem zweiten Mediendruck zu beaufschlagen, wobei die beiden Prozessanschlussflansche 2, 3 mit vier Bolzen (siehe 1 Bezugszeichen 5), die durch Bohrungen 20 in den Prozessanschlussflanschen 2, 3 verlaufen, gegeneinander gespannt sind, um die Messzelle 18 mit auf den beiden Stirnflächen der Messzelle 18 angeordneten Prozessdichtungen zwischen sich eingespannt zu halten.
4 zeigt eine skizzierte Seitenansicht einer erfindungsmäßigen Vorrichtung zur Dichtheitsprüfung eines Differenzdruckmessaufnehmers 1 entsprechend 1. Die Vorrichtung umfasst ein erstes und ein zweites Backenpaar 7, 8. Das erste Backenpaar 7 weist eine erste und eine zweite Backe 9, 10 auf, die gegeneinander unter Krafteinwirkung beweglich angeordnet sind. Das zweite Backenpaar 8 weist eine erste und eine zweite Backe 11, 12 auf, die ebenfalls gegeneinander unter Krafteinwirkung beweglich angeordnet sind.
Jede der Backen 9, 10, 11, 12 weist zwei Öffnungen 13 auf, die Druckluft zum Durchführen der Dichtheitsprüfung bereitstellen. Der Differenzdruckmessaufnehmer 1 kann zur Durchführung der Dichtheitsprüfung zwischen den Backen 9, 10, 11, 12 der Backenpaare 7, 8 eingespannt werden. Der Differenzdruckmessaufnehmer 1 wird so eingespannt, dass die Öffnungen 16 der Prozessanschlussflansche 2, 3 und die Öffnungen 13 der Backen 9, 10, 11, 12 druckdicht verschlossen werden.
Eine erste und zweite Schiene 14, 15 gehen durch die erste Backe 9 des ersten Backenpaars 7 und durch die erste Backe 11 des zweiten Backenpaars 8. Die erste Backe 9 des ersten Backenpaars 7 ist fest mit der ersten und zweiten Schiene 14, 15 verbunden. Die erste Backe 11 des zweiten Backenpaars 8 ist beweglich auf der ersten und zweiten Schiene 14, 15 gelagert.
Zur Durchführung der Dichtheitsprüfung, wird der Differenzdruckmessaufnehmer 1 zwischen dem ersten und zweiten Backenpaar 7, 8 eingespannt. Dies geschieht, indem der erste Prozessanschlussflansch 2 zwischen der ersten und zweiten Backe 9, 10 des ersten Backenpaars 7 und der zweite Prozessanschlussflansch 3 zwischen der ersten und zweiten Backe 11, 12 des zweiten Backenpaars 8 unter Krafteinwirkung eingespannt werden. Dabei wird die Öffnung 16 des Differenzdruckmessaufnehmers 1 und die Öffnung der Backen 13 luftdicht bzw. druckdicht gegeneinander verschlossen.
Wird mittels der Öffnungen 13 der Backen 9, 10, 11, 12 der Differenzdruckmessaufnehmer 1 mit Druckluft beaufschlagt, und der Überdruck steigt im Inneren des Differenzdruckmessaufnehmer 1 an, bis eines der Bolzen 5 versagt, dann werden der erste und zweite Prozessanschlussflansch 2, 3 auseinander gedrückt. Dabei wird das zweite Backenpaar 8 von dem ersten Backenpaar 7 weg gedrückt. Durch das Wegbewegen des ersten Backenpaars 7 von dem zweiten Backenpaar 8 tragen das erste und zweite Backenpaar 7, 8 nicht zu einer mechanischen Unterstützung der Bolzen 5 bei.
Bezugszeichenliste

1: Differenzdruckmessaufnehmer
2: Erster Prozessanschlussflansch
3: Zweiter Prozessanschlussflansch
4: Schrauben-Muttern-Verbindung
5: Bolzen
6: Schraubstock
7: Erstes Backenpaar
8: Zweites Backenpaar
9: Erste Backe des ersten Backenpaars
10: Zweite Backe des ersten Backenpaars
11: Erste Backe des zweiten Backenpaars
12: Zweite Backe des zweiten Backenpaars
13: Öffnung der Backe
14: Erste Schiene
15: Zweite Schiene
16: Öffnung des Prozessanschlussflanschs
17: Elektronikgehäuse
18: Messzelle
19: Membran
20: Bohrung
21: Messzellengehäuse
22: Zylindrisches Zwischenstück
23: Ringförmige Dichtungen
24: Kanal

Claims

Vorrichtung zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung eines Differenzdruckmessaufnehmers (1), wobei der Differenzdruckmessaufnehmer (1) eine Messzelle (18), ein die Messzelle (18) umschließendes Messzellengehäuse (2), und einen ersten und zweiten Prozessanschlussflansch (2, 3) umfasst, wobei der erste und zweite Prozessanschlussflansch (2, 3) mittels mindestens einer lösbaren Schrauben-Muttern-Verbindung (4) gegeneinander gespannt sind, so dass der erste und zweite Prozessanschlussflansch (2, 3) eine Lage einnehmen, in welcher sie das Messzellengehäuse zwischen sich einspannen, und auf diese Weise innerhalb des Differenzdruckmessaufnehmers (1) zwei Kammern erzeugen, die durch die Messzelle (18) druckdicht getrennt sind, und wobei die mindestens eine Schrauben-Muttern-Verbindung (4) einen Bolzen (5) aufweist, welcher den ersten und zweiten Prozessanschlussflansch (2, 3) durchdringt, umfassend mindestens einen Schraubstock (6) mit einem ersten und einem zweiten Backenpaar (7, 8), wobei das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) jeweils eine erste und eine zweite Backe (9, 10, 11, 12) aufweist, die gegeneinander beweglich gelagert sind, und wobei jede Backe (9, 10, 11, 12) mindestens eine Öffnung (13) aufweist, die Druckluft zum Durchführen der Dichtheitsprüfung des Differenzdruckmessaufnehmers (1) bereitstellt, wobei jedes der Backenpaare (7, 8) geeignet ist, um einen der Prozessanschlussflansche (2, 3) einzuspannen, so dass unter Krafteinwirkung der Backenpaare (7, 8) die mindestens eine Öffnung (13) der jeweiligen Backe (9, 10, 11, 12) mit einer Öffnung (16) des jeweiligen Prozessanschlussflansches (2, 3) druckdicht verschlossen ist, und die Kammern des Differenzdruckmessaufnehmers (1) unter Belastung der Bolzen (5) mit Druckluft beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) in Richtung des mindestens einen Bolzens (5) beweglich gegeneinander gelagert sind, so dass bei einem Zerbersten des mindestens einen Bolzens (5) aufgrund der Beaufschlagung mit Druckluft in dem Differenzdruckmessaufnehmer (1), das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) gegeneinander verschoben werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Schiene (14, 15) vorgesehen ist, die parallel zu dem mindestens einen Bolzen (5) angeordnet ist, und wobei das erste und das zweite Backenpaar (7, 8) beweglich auf der mindestens einen Schiene (14, 15) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Schiene (14, 15) vorgesehen ist, die parallel zu dem mindestens einen Bolzen (5) angeordnet ist, und wobei das erste Backenpaar (7) fest mit der mindestens einen Schiene (14, 15) verbunden ist, und das zweite Backenpaar (8) beweglich auf der mindestens einen Schiene (14, 15) angeordnet ist.