Differenzdruck-Geber für Regel- und Steuerzwecke, insbesondere für
hohe Drücke Die Erfindung betrifft einen Differenzdruck-Geber für Regel- und Steuerzwecke,
z. B. zur Wasserstandsregelung, Mengenregelung u. dgl. Bekanntlich wird die an einer
Staustelle entstehende Druckdifferenz in der Regelungstechnik als Maß für die durchströmende
Menge benutzt. Bei Wasserstandsregelungen wird der Differenzdruck zwischen einer
konstanten und einer veränderlichen Wassersäule als Regelwert benutzt.Differential pressure transmitter for regulation and control purposes, in particular for
high pressures The invention relates to a differential pressure transmitter for regulation and control purposes,
z. B. for water level control, volume control and the like
The resulting pressure difference in the control technology as a measure of the flow through
Lot used. In the case of water level controls, the differential pressure between a
constant and a variable water column used as a control value.
Bei bekannten mit Membranen oder Federdehnkörpem arbeitenden Differenzdruck-Gebern
entstehen Schwierigkeiten, wenn diese für relativ hohe Absolutdrücke, z. B. von
40 atü, benutzt werden sollen. Es ist dann erforderlich, den Hub einer Membran oder
eines Federdehnkörpers auf ein Stellglied zu übertragen, das durch eine, Stopfbuchse
oder eine sonstige Ab-
dichtung aus einem druckdichten Raum herausgeführt
werden muß. Die dadurch entstehende Reibung vermindert die Empfindlichkeit solcher
Geber sehr erheblich, so daß sehr große Regelabweichungen auftreten.In known differential pressure transducers working with membranes or spring expansion bodies, difficulties arise when they are used for relatively high absolute pressures, e.g. B. from 40 atmospheres should be used. It is then necessary to transmit the stroke of a membrane or Federdehnkörpers to an actuator by, stuffing box or other seal waste must be led out of a pressure-tight space. The resulting friction reduces the sensitivity of such transmitters very considerably, so that very large system deviations occur.
Der Erlindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sehr empfindlichen,
für hohe Absolutdrücke geeigneten Diff erenzdruck-Geber zu schaffen, dessen Ansprechbereich
in weiten Grenzen einstellbar ist.The invention is based on the task of finding a very sensitive,
create a suitable differential pressure transmitter for high absolute pressures, its response range
is adjustable within wide limits.
Die Erfindung geht von einem bekannten Differenzdruck-Geber für hohe
Dräcke mit einem druckfesten Gehäuse aus, dessen Innenraum durch einen Federrohrkörper
in einen Raum für den Unterdruck und einen Raum für den überdruck geteilt ist. Bei
einern solchen Differenzdruck-Geber ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Federrohrkörper
an seinem freien Ende einen Magneten trägt, mit dessen Hilfe die Bewegung
des Federrohrkörpers auf einen außerhalb des Gehäuses befindlichen, mit einem Kraftschalter
verbundenen und senkrecht zur Gehäusewand beweglichen Anker magnetisch übertragbar
ist. Magnetische Durchführungen aus einem Druckraum heraus sind an sich bekannt,
soweit es sich um Bewegungen handelt, die parallel zu der zwischen Magnet und Anker
liegenden Wandung des Druckraumes verlaufen. Nach der Erfindung wird eine magnetische
Durchführung bei Differenzdruck-Gebem jedoch so ausgebildet, daß sich sowohl der
Magnet als auch der Anker senkrecht zu der trennenden Wand bewegen, so daß zwischen
Mangnet und Anker veränderliche Magnetkräfte wirksam sind. In einfachster Weise
läßt sich die Erfindung dadurch verwirklichen, daß an einem den Anker tragenden
Schalthebel eine Feder mit einstellbarer Verspannung angreift, die der Kraft des
Magneten entgegenwirkt, derart daß beim Überwiegen der Federkraft vom Schalthebel
ein elektrischer Schalter (Mikroschalter) betätigt wird. Wenn man dafür sorgt, daß
der Ankerhub bei dem Schaltvorgang sehr klein bleibt, läßt sich auf diese Weise
,eine empfindliche Schwarzweißregelung durchführen. Man kann aber auch die veränderliche
Magnetkraft über den Anker auf einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen
Meßwertwandler zur Einwirkung bringen und mit den daraus abgeleiteten Werten kontinuierlich
regeln.The invention is based on a known differential pressure transmitter for high pressures with a pressure-resistant housing, the interior of which is divided by a spring tube body into a space for the negative pressure and a space for the positive pressure. In such a differential pressure transmitter, the invention provides that the spring tube body carries a magnet at its free end, with the help of which the movement of the spring tube body can be magnetically transmitted to an armature located outside the housing, connected to a power switch and movable perpendicular to the housing wall. Magnetic feedthroughs out of a pressure space are known per se, insofar as they are movements that run parallel to the wall of the pressure space located between the magnet and the armature. According to the invention, however, a magnetic leadthrough in differential pressure transmitters is designed so that both the magnet and the armature move perpendicular to the separating wall, so that variable magnetic forces are effective between the magnet and the armature. In the simplest way, the invention can be realized in that a spring with adjustable tension acts on a switching lever carrying the armature, which counteracts the force of the magnet, so that when the spring force predominates, an electrical switch (microswitch) is actuated by the switching lever. If it is ensured that the armature stroke remains very small during the switching process, a sensitive black and white control can be carried out in this way. However, the variable magnetic force can also be brought into action via the armature on an electrical, pneumatic or hydraulic transducer and continuously regulated with the values derived therefrom.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in zweckmäßiger konstruktiver
Ausbildung ist in Abb. 1 und 2 dargestellt.An embodiment of the invention in an expedient structural embodiment is shown in Fig. 1 and 2 shown.
Ein druckfestes Gehäuse 1, das unten durch ein Bodenteill'
abgeschlossen ist, kann durch eine Anschlußleitung2 an einen Meßdruck angeschlossen
werden. Am Bodenteil l' ist ein Federdehnkörper 3
abdichtend befestigt, dessen
Hubende auf einer Abschlußplatte 4 einen tellerartigen Magneten 5 trägt.
Durch einen im Bodenteil l' angebrachten Kanal 6,
der in einem Anschlußstutzen
6' an der Stirnseite des Bodenteils l' mündet, kann der Innenraum
7 des Federdehnkörpers 3 an den zweiten Meßdruck angeschlossen werden.
Von außen wirkt auf den Federdehnkörper 3 der im Raum 8 wirkende erste
Meßdruck, so daß der Hub des Federdehnkörpers 3 von der Differenz zwischen
innerem und außerern Meßdruck abhängig ist. Zur Unterdrückung des Nullpunktes ist
im Inneren des Federdehnkörpers, 3 eine an der Abschlußplatte 4 anliegende
Wendelfeder 9
vorgesehen, die sich auf eine das BodenteilT durchdringende
Einstellschraube 10 abstätzt. Die Abdichtung der Einstellschraube
10 erfolgt durch eine Hutimitter 11. Am Bodenteil Y ist ferner ein
Hubbegrenzungsrohr 12 zentrisch angebracht, das beim Zusammendrücken des Federdehnkörpers
3 als Endanschlag für die Abschlußplatte 4 dient.
Der Magnet
5 liegt bei außen entlastetem Federdehnkörper 3 an dem nicht magnetischen
Wandungsteil 13 des Gehäuses 1 an. Dem Magneten 5 gegenüber,
durch das Wendungsteil 13 getrennt, ist ein Magnetanker 14 angeordnet, der
von einem bei 15
gelagerten Schalthebel 16 getragen wird (Abb. 2).
Das Lager 15 befindet sich an einem Winkelstück 17, an dem über dem
Schalthebel 16 ein Mikroschalter 18
befestigt ist. Das Schaltglied
18' des Mikroschalters 18
liegt bei einem kurzen Hebelarm auf dem Schalthebel
16 auf, so daß bei dem kleinen Schaltweg des Mikroschalters 18 der
am längeren Hebelarm sitzende Magaetanker 14 nur einen sehr geringen Hubweg auszuführen
braucht. Am Schalthebel 16 greift eine Zugfeder 19 an, deren Vorspannung
durch eine Schraube 20 einstellbar ist. Die Schraube 20 ist an einem mit dem Winkelstück
17 verschraubten Galgen 21 angebracht.A pressure-resistant housing 1, which is closed off at the bottom by a base part, can be connected to a measuring pressure by a connection line 2. A spring elastic body 3 is sealingly attached to the bottom part 1 ', the stroke end of which carries a plate-like magnet 5 on an end plate 4. By the bottom portion l 'attached channel 6 in a connection piece 6' l opens at the end face of the bottom part ', the interior of the can 7 Federdehnkörpers 3 are connected to the second measuring pressure. The first measuring pressure acting in the space 8 acts on the elastic spring element 3 from the outside, so that the stroke of the elastic spring element 3 is dependent on the difference between the internal and external measuring pressure. In order to suppress the zero point, a helical spring 9 which rests on the end plate 4 and which is etched onto an adjusting screw 10 penetrating the base part T is provided in the interior of the elastic spring body 3. The adjustment screw 10 is sealed by a hat emitter 11. A stroke limiting tube 12 is also centrally attached to the base part Y and serves as an end stop for the end plate 4 when the elastic spring element 3 is compressed. The magnet 5 rests against the non-magnetic wall part 13 of the housing 1 when the elastic spring body 3 is relieved from the outside. Opposite the magnet 5 , separated by the turning part 13 , a magnet armature 14 is arranged, which is carried by a switching lever 16 mounted at 15 (Fig. 2). The bearing 15 is located on an angle piece 17 to which a microswitch 18 is attached above the switching lever 16. The switching element 18 'of the microswitch 18 rests on the switching lever 16 with a short lever arm, so that with the small switching path of the microswitch 18 the magaetanker 14 sitting on the longer lever arm only needs to carry out a very short stroke path. A tension spring 19 acts on the shift lever 16 , the preload of which can be adjusted by means of a screw 20. The screw 20 is attached to a gallows 21 screwed to the angle piece 17.
Das Winkelstück 17 ist mit dem vertikalen Schenkel 22 eines
Winkelträgers verschraubt, dessen waagerechter Schenkel 23 außer dem druckfesten
Gehäuse 1
auch die dafür erforderlichen Anschlußverschraubungen 24,
25, 25' trägt. Der Winkelträger 22, 23 ist durch eine Haube
26 abgedeckt. Durch Einstellen der Vorspannung der Wendelfeder
9 kann man erreichen, daß der Federdehnkörper 3 seine Formänderung
beginnt, wenn der Druck im kaum 8 um einen von der Vorspannung der Feder
9 abhängigen Betrag großer geworden ist als der Druck im Raum 7. Andererseits
kann man die Vorspannung der Feder 19 so einstellen, daß sie von der
auf den Anker 14 ausgeübten Magnetkraft bei größter Annäherung des Magneten
5
überwunden wird. Sobald der Magnet 5 beim Zusammendrücken des Federdehnkörpers
3 mitgenommen und vom Wandteil 13 entfernt wird, läßt die Magnetkraft
am Anker 14 nach, so daß bei einem bestimmten Hubweg des Magneten 5 die,
Kraft der Feder 19
überwiegt und den Steuerhebel 16 unter Betätigung
des Mikroschalters 18 nach oben zieht. Der zur Auslösung dieses Vorganges
erforderliche Hubweg des Magneten 5 hängt von der Einstellung der Feder
19
ab, so daß durch die Einstellung der Federn 9 und 19
die Auslösung
des Schaltvorganges mit großer Genauigkeit einem bestimmten Differenzdruck zugeordnet
werden kann.The angle piece 17 is screwed to the vertical leg 22 of an angle support, the horizontal leg 23 of which, in addition to the pressure-resistant housing 1, also carries the screw connections 24, 25, 25 'required for this. The angle bracket 22, 23 is covered by a hood 26 . By adjusting the bias of the helical spring 9 one can achieve that the elastic spring body 3 begins its change in shape when the pressure in barely 8 by an amount dependent on the bias of the spring 9 has become greater than the pressure in space 7. On the other hand , you can adjust the bias Adjust the spring 19 so that it is overcome by the magnetic force exerted on the armature 14 when the magnet 5 comes closest. As soon as the magnet 5 is carried along when the elastic spring body 3 is compressed and removed from the wall part 13 , the magnetic force on the armature 14 decreases, so that at a certain stroke of the magnet 5 , the force of the spring 19 predominates and the control lever 16 is actuated by the microswitch 18 pulls up. The travel of the magnet 5 required to initiate this process depends on the setting of the spring 19 , so that by setting the springs 9 and 19, the initiation of the switching process can be assigned to a specific differential pressure with great accuracy.
Bei Verminderung des Differenzdruckes nähert sich, der Magnet
5 dem Wandungsteil 13 wieder und zieht den Anker 14, der ja nur einen
sehr kleinen Schaltweg ausgeführt hatte, wieder gegen die Wirkung der Feder
19 nach unten. Dabei wird durch den Schalthebel 16 der Schaltvorgang
am Mikroschalter 18
wieder rückgängig gemacht.When the differential pressure is reduced, the magnet 5 approaches the wall part 13 again and pulls the armature 14, which had only carried out a very small switching path, back down against the action of the spring 19 . The switching process on the microswitch 18 is reversed by the switching lever 16.
An Stelle der geschilderten Kraftschalteranordnung 16, 18, 19
kann ein Meßwertwandler vom Anker 14 gesteuert werden. Beispielsweise kann der Anker
14 an der Zunge eines Düsenkraftschalters oder eines; induktiven Systems angebracht
sein.Instead of the force switch arrangement 16, 18, 19 described , a transducer can be controlled by the armature 14. For example, the armature 14 on the tongue of a nozzle force switch or a; inductive system.