DE19802771A1 - Kombiniertes Mano-Thermometer - Google Patents
Kombiniertes Mano-ThermometerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kombiniertes Mano-Thermometer zur
Druck- und Temperaturüberwachung eines zur Energieübertragung
verwendeten fluidischen Mittels, insbesondere bei Fernwärme
systemen, bestehend aus einem in das Übertragungssystem ein
führbaren Fühler- oder Sensorteil und außerhalb des Über
tragungssystems angeordneten Meß- und Anzeigesystem.
Die Energieversorgung und Übertragung mit Fernwärme dient der
besseren Energieverwertung, um beispielsweise die Abwärme von
Kraftwerken zu nutzen, welche oftmals durch Kühltürme an die
Luft oder an Flüsse nutzlos oder sogar schädlich abgegeben
werden. Die Übertragung der Wärme erfolgt in der Regel durch
den Wärmeträger Wasser in flüssiger oder dampfförmiger Phase.
Das Übertragungsmedium wird hierzu über weite Strecken durch
Rohre transportiert, welche zur Vermeidung von Energieverlus
ten eine gute Wärmeisolierung aufweisen. Zur Kontrolle und
Überwachung der Wärmeübertragung ist es erforderlich, den
Druck und die Temperatur des Wärmeübertragers fortlaufend zu
messen, ohne das Wärmeübertragungssystem negativ zu beeinflus
sen. Das Übertragungsmedium weist beispielsweise einen Druck
von etwa 25 bar bei einer Temperatur von 200°C auf. Jede
Sonde oder jeder Sensor, der zur Ermittlung der Druck- und
Temperaturwerte in das System eingeführt werden muß, stellt
eine Störung des Systems dar, welche auf ein Minimum zu
reduzieren ist. Hierzu gehört in erster Linie das Verhindern
einer Wärmebrücke, aber auch die Minimierung des Strömungs
widerstandes der Meßsonde.
Zur gleichzeitigen Messung hoher Drucke und hoher Temperaturen
sind bereits Meßgeräte bekannt, welche überwiegend Systeme mit
einer erforderlichen eigenen Energieversorgung verwenden.
So sind beispielsweise Vorrichtungen zur Messung von Drücken
in einem hydraulischen System bekannt, welche eine vorzugs
weise piezoresistive Druckmeßzelle aufweisen, die sich in
einem mit einem Trennfluid gefüllten und mittels einer Trenn
membran vom zu messendem Medium getrennten von einem Druckge
häuse umgebenen Druckraum befindet. Ein solches System benö
tigt eine elektrische Energieversorgung und ist kompliziert
aufgebaut und für einen Dauerbetrieb, vorzugsweise im Feld
wenig geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein robustes,
mechanisches Meßgerät für hohe Drücke und hohe Temperaturen
zur Verfügung zu stellen, welches im Dauerbetrieb und auch im
Feld einsetzbar ist, keine eigene Energieversorgung benötigt
und das zu messende System nur geringfügig beeinflußt.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin,
daß bei dem eingangs aufgeführten Mano-Thermometer das
Fühler- oder Sensorteil eine durch einen Thermoinnenfühler
und/oder seine Halterung betätigbare Verschiebehülse aufweist,
welche mit einem teilweise mit Luft gefüllten Kanal verbunden
ist, der zur Übertragung des Druckes zur Druckmeßdose des
Manometers führt, wobei die Verschiebehülse von einer gut
wärmeleitenden und mit entsprechenden Öffnungen versehene
Schutzhülse umgeben ist.
Die Luftfüllung bewirkt eine Dämpfung bei auftretenden Druck
spitzen oder Druckschwingungen, ohne die Enddrucke zu verfäl
schen, so daß das Meßwerk geschont und geschützt wird und ein
Flattern der Zeiger bei auftretenden kurzen Druckschwankungen
vermieden wird.
Das Meß- und Anzeigesystem ist außerhalb des Übertragungs
systems angeordnet, wobei das Anzeigesystem bzw. Meßwerk zum
Übertragungssystem einen Isolierbund aufweist.
In einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich zwischen
dem Anschlußstutzen und dem Isolierbund ein Einschraubgewinde
zur druckdichten Einführung des Fühler- oder Sensorteils in
das Übertragungssystem.
Damit ist gewährleistet, daß zu dem unter hohem Druck und
hohen Temperaturen stehenden System eine druckdichte und
thermisch isolierte Durchführung gegeben ist.
Der Temperatursensor ist als Bimetallwendel ausgebildet,
welche innerhalb des rohrförmigen Thermoinnenfühlers angeord
net und über eine Thermoachse mit dem Meßwerk mechanisch
verbunden ist.
Der rohrförmige Innenfühler ist in Weiterbildung der Erfindung
von einem den Meßstoff führenden Raum umgeben, welches im
Bereich des Meßwerkes mit einer Kanalbohrung verbunden ist,
in der sich Luft als druckübertragendes Dämpfungsmittel
befindet.
Nach der Erfindung ist das Manometer vorzugsweise als Bourdon-
Rohrfeder-Manometer ausgebildet ist, welches eine geschlos
sene, kreis- oder spiralförmig gebogene federnde Metallröhre
aufweist, die bei Änderung des Druckunterschiedes zwischen
Außendruck und Innendruck in der Röhre ihren Krümmungsradius
ändert, dessen Bewegung auf ein Zeigerwerk übertragen wird.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Schutzhülse an ihrer
Stirnseite eine durch ein mechanisches Filter gesicherte
Öffnung auf, so daß mechanische Teilchen im Wärmeübertragungs
mittel nicht in das Meßsystem eindringen können.
Die Verschiebehülse ist nach der Erfindung als Schiebeventil
des fluidischen Systems im kombinierten Meßgerät ausgebildet,
wobei innenseitig zwischen der äußeren Schutzhülse und dem
systemseitigen Ende der Verschiebehülse eine Schließfeder an
geordnet ist, welche im offenen Zustand der Verschiebehülse
gegen den Innenfühler unter Feder-Druck steht. Die Schutzhülse
weist innenseitig einen ringförmigen Anschlag mit einem
Dichtungselement auf, so daß der fluidische Teil des Meßsys
tems mittels der Feder absperrbar ist. Wird der Innenfühler
bei der Demontage aus dem System herausgezogen, entspannt sich
die Feder dadurch und die Verschiebehülse wird geschlossen,
so daß das Rohr mit seinem Wärmeübertragungsmittel nach außen
abgedichtet ist und das Meßsystem demontiert werden kann.
Das Gerätegehäuse weist vorteilhaft einen Schraubflansch mit
Dichtungselement zur Verbindung mit dem außerhalb der Rohrlei
tung liegenden Schutzhülse auf.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, in der ein Aus
führungsbeispiel dargestellt ist, näher beschrieben. Hierbei
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Meßgerätes
im Betriebszustand, welches mit einem Rohr
verbunden ist, das mit einem Wärmeübertra
gungsmittel gefüllt ist, im Längsschnitt, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Meßgerätes
im demontierten Zustand.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das ein Wärmemittel
führende Rohr 1, welches mit dem Meßgerät 2 nach der Erfindung
verbunden ist. Das Meßwerk des Meßgerätes 2 besteht aus einem
Gehäuse 3, welches zur Frontseite eine Sichtscheibe 4 auf
weist, hinter der zwei Zeiger 5 und 6 vor einem Zifferblatt
7 angeordnet sind. Das Druckmeßsystem der Bourdon-Rohrfeder
8 ist über die Kanalbohrung 9 druckmäßig mit der Rohrfeder 8
und dem Innenfühler 10 verbunden. Über eine mechanische
Übersetzung 11 wird die Krümmungsänderung der Bourdon-Rohr
feder 8 auf den Zeiger 5 zur Druckanzeige übertragen. Der
Innenfühler 10 ist als Rohr ausgebildet und umgibt die Thermo
achse 12 an deren vorderen Ende eine Bimetallwendel 13 derar
tig spiralförmig angeordnet ist, daß bei einer Temperaturände
rung sich die Bimetallwendel 13 ausdehnt und ein Drehmoment
auf die Thermoachse ausübt, welches auf den Zeiger 6 über
tragen wird. Im Betriebszustand gibt die Schiebehülse 15
gegen den Druck ihrer Feder 16 die Öffnung 14 frei, so daß das
im Rohr 1 befindliche Strömungsmittel bzw. Wärmeübertragungs
mittel 17 durch die in der Schutzhülse 19 befindliche Öffnung
18 und weiter durch die Öffnung 14 strömen kann und seine
Temperatur über den Innenfühler 10 auf die Bimetallwendel 13
überträgt. Das Rohr des Innenfühlers 10 ist derartig ausgebil
det, daß zwischen dem Gehäuse und seiner Rohrwandung ein
ausreichendes Spiel vorhanden ist, so daß das Wärme
übertragungsmedium bis zur Kanalbohrung 9 dringen kann. In der
Kanalbohrung 9 befinden sich Luftblasen, welche jedoch wegen
ihrer Kompressibilität auf das Drucksystem beim plötzlichen
Auftreten von Druckspitzen dämpfend wirken, so daß ein Flat
tern des Druckzeigers gedämpft oder vermieden wird.
Die Öffnung der Verschiebehülse 15 erfolgt durch das Rohr des
Innenfühlers 10 gegen den Druck ihrer Feder 16. Diese stößt
einerseits gegen einen inneren Bund 20 der Innenwandung des
Gehäuses 19 und andererseits gegen einen Bördelrand 21 der
Verschiebehülse 15. Im Betriebs- oder Meßzustand ist die
Bohrung 14 durch die Verschiebehülse 15 geöffnet, wobei die
Feder 16 zwischen Bund 20 und Bördelrand 21 gespannt ist. Wird
das Rohr des Innenfühlers 10 durch Herausdrehen des Gehäuses
3 über das Gewinde 22 gelöst, sorgt die Spannung der Feder 16
für eine Schließung der Bohrung 14 und ein Anpressen der
Verschiebehülse 15 an die Dichtung 23. Vor dem Gewinde 22 des
Gehäuses 3 befindet sich eine weitere Dichtung 24, welche
bewirkt, daß das fluidische System der Meßvorrichtung bei der
Demontage solange nach außen abgedichtet bleibt, bis die
Öffnung 14 geschlossen ist.
Durch die Verwendung einer Verschiebehülse 15 ergibt sich die
Möglichkeit den Strömungswiderstand im Rohr 1 gegen das
Wärmeübertragungsmittel 17 auf ein Minimum zu reduzieren, da
herkömmliche Ventile voluminös ausgebildet sind.
Da das Meß- und Anzeigesystem nach der Erfindung außerhalb des
Übertragungssystems angeordnet ist, ist zu diesem ein ther
mischer Isolierbund 25 vorgesehen.
Zwischen dem Isolierbund 25 und dem im Rohr 17 befindlichen
Fühler- oder Sensorteil ist eine Schweißverbindung 26 zur
druckdichten Einführung des Fühler- oder Sensorteils in das
Übertragungssystem mit Hilfe eines Stutzens 27 mit innerer
Schraubverbindung 28 vorhanden.
Die Fig. 2 zeigt das demontierte Meß- und Anzeigesystem,
teilweise im Schnitt, bestehend aus dem Meßwerk 3 mit An
schlußgewinde 22, dem Isolierbund 25 mit Gewinde 29 für den
Eingriff in die Schraubverbindung 28. Im demontierten Zustand
ist die Verschiebehülse 15 geschlossen, wie der Figur entnom
men werden kann.
1
Rohr
2
Meßgerät
3
Gehäuse des Meßwerkes
4
Sichtscheibe
5
Zeiger (Druck)
6
Zeiger (Temperatur)
7
Zifferblatt
8
Bourdon-Rohrfeder
9
Kanalbohrung
10
Innenfühler
11
mechanische Übersetzung
12
Thermoachse
13
Bimetallwendel
14
Öffnung
15
Verschiebehülse
16
Feder der Verschiebhülse
17
Strömungsmittel
18
Öffnung im Gehäuse
19
Gehäuse-Schutzhülse
20
innerer Bund
21
Bördelrand
22
Gewinde
23
Dichtung
24
Dichtung
25
Isolierbund
26
Schweißverbindung
27
Anschlußstutzen
28
innere Schraubverbindung
29
Gewinde
Claims (11)
1. Kombiniertes Mano-Thermometer zur Druck- und Temperatur
überwachung eines zur Energieübertragung verwendeten
fluidischen Mittels, insbesondere bei Fernwärmesystemen,
bestehend aus einem in das Übertragungssystem einführ
baren Fühler- oder Sensorteil und außerhalb des Über
tragungssystems angeordneten Meß- und Anzeigesystem,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fühler- oder Sensorteil
eine durch einen Thermoinnenfühler (10) und/oder seine
Halterung betätigbare Verschiebehülse (15) aufweist,
welche mit einem teilweise mit Luft gefüllten Kanal (9)
fluidisch verbunden ist, der zur Übertragung des Druckes
zur Druckmeßdose (Bourdon-Rohrfeder 8) des Manometers
führt, wobei die Verschiebehülse (15) von einer gut
wärmeleitenden und mit entsprechenden Öffnungen (18)
versehene Schutzhülse des Gehäuses (19) umgeben ist.
2. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Meß- und Anzeigesystem (2)
außerhalb des Übertragungssystems (1) angeordnet ist und
zu diesem einen thermischen Isolierbund (25) aufweist.
3. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen dem Isolierbund (25) und
einem Anschlußstutzen (27) ein Einschraubgewinde (22, 28)
zur druckdichten Einführung des Fühler- oder Sensorteils
in das Übertragungssystem (1) befindet.
4. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einschraubstut
zen (27) und dem Rohr (1) eine Schweißverbindung zur
druckdichten Einführung des Fühler- oder Sensorteils in
das Übertragungssystem befindet.
5. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1 oder einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Temperatursensor als Bimetallwendel (13) aus
gebildet ist, welche sich in dem Innenfühler (10) befin
det und innerhalb der Verschiebehülse (15) angeordnet
und über eine Thermoachse mit dem Übertragungswerk
mechanisch verbunden ist.
6. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der rohrförmige Innenfühler (10) von
einem den Meßstoff führenden Raum umgeben ist, welcher
im Bereich des Meßwerkes mit einer Kanalbohrung (9)
verbunden ist, in der sich Luft als druckübertragendes
Dämpfungsmittel befindet.
7. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1 oder einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Manometer als Bourdon-Rohrfeder-Manometer (8)
ausgebildet ist.
8. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1 oder einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzhülse (19) an ihrer Stirnseite eine durch
ein mechanisches Filter gesicherte Öffnung (18) auf
weist.
9. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1 oder einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebehülse (15) als Schiebeventil des flui
dischen Systems des kombinierten Meßgerätes ausgebildet
ist, wobei innenseitig zwischen der äußeren Schutzhülse
(19) und dem systemseitigen Ende der Verschiebehülse
(15) eine Schließfeder (16) angeordnet ist, welche im
offenen Zustand der Verschiebehülse (15) gegen den
Innenfühler unter Feder-Druck steht.
10. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1 oder einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Isolierbund (25) innenseitig einen ringförmigen
Anschlag mit einem Dichtungselement (23) aufweist, so
daß der fluidische Teil des Meßsystems mittels der Feder
(16) absperrbar ist.
11. Kombiniertes Mano-Thermometer nach Anspruch 1 oder einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse des Meßwerkes (3) einen Schraubflansch
mit Dichtungselement (24) zur dichtenden Verbindung mit
dem außerhalb des Rohres (1) liegenden Isolierbund (25)
aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998102771 DE19802771A1 (de) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Kombiniertes Mano-Thermometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998102771 DE19802771A1 (de) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Kombiniertes Mano-Thermometer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19802771A1 true DE19802771A1 (de) | 1999-07-29 |
Family
ID=7855643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998102771 Withdrawn DE19802771A1 (de) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Kombiniertes Mano-Thermometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19802771A1 (de) |
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-
1998
- 1998-01-26 DE DE1998102771 patent/DE19802771A1/de not_active Withdrawn
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