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Druckwächter Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckwächter, insbesondere
auf einen Uberdrucksicherheitswachter, mit einem vom zu überwachenden Druck beaufschlagten
Druck/Weg Umformglied, welchem ein Schaltglied zugeordnet ist.
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Derartige Druckwächter werden vornehmlich in Kompressor-und Pumpenanlagen
als Druckregler zur automatischen Steuerung eingesetzt.
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Sie werden aber auch als Überdrucksicherheitswächter in Kälteanlagen
oder Dampferzeugungseinrichtungen verwendet.
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In beiden Fällen haben sie die Aufgabe, bei gefährlichem ueberdruck
die Abschaltung der Anlage herbeizuführen, wobei die betriebsmäßige automatische
Steuerung der Anlage durch andere Druckwächter oder sonstige Xegelschalter durchgeführt
wird.
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Verständlicherweise müssen bei Druckwächtern, die als Sicherheitsschalter
dienen, ganz besonders hohe .knforderungen an die Funktionszuverlässigkeit gestellt
werden In dieser hinsicht kann die Bedingung gestellt werden daß ein Sicherheitsdruckwächter
auf jeden Fall auch dann eine Ausschaltung an der Anlage vornehmen muß, wenn seine
eigene Druckmeßeinrichtung z. B. durch einen Schadensfall ausfällt. Dies kann insbesondere
dann der Ball sein, wenn das Druck/Weg-Umformglied der Druckmeßeinrichtung durch
einen Materialfehler undicht wird.
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Es sind Druckwächter bekannt, die aus einem das Schaltglied enthaltenden
Geräteteil, einem druckmittelseitigen Geräteteil und einer zwischen diesen beiden
Geräteteilen dicht eingespannten Membran als Druck/Weg-Umformglied bestehen.
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Wenn dort die Membran undicht wird, z. Bo einreißt, fällt die Druck/Weg-Umformung
teilweise oder völlig aus und wird also bei Überdruck keine Ausschaltung der Anlage
mehr vorgenommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckwächter zu schaffen,
der auch bei Ausfall seines Druck/Weg-Umformgliedes infolge Undichtigkeit noch mit
Sicherheit eine Ausschaltung bewirkt.
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Ausgehend von einem Druckwächter der eingangs genannten Art, wird
dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem normal wirkenden Druck/Weg-Umformglied
auf der Wegseite eine Drucknitelvleckverluste am ersten Umformglied auffangende
Druckkammer mit einem zweiten Druck/Weg-Umformglied nachgeschaltet ist, welchem
ebenfalls ein Schaltglied zugeordnet ist.
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Den beiden Druck/Weg-Umformgliedern kann jeweils ein getrenntes Schaltglied
zugeordnet werden, wobei dem zweiten Umformglied eine um soviel schwächere Gegendruck-
oder i?tjckstellfeder zugeordnet werden kann, daß dieses Sicherheits-Umformglied
bereits bei wesentlich geringeren Drücken eine Ausschaltung bewirkt und damit auf
die Schadhaftigkeit des Druckwächters fruhzel-t;ig aufmerksam macht.
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Bevorzugt wird der Erfindung zufolge jedoch vorgesehen, daß die beiden
Druck/Weg-Umformglieder mechanisch miteinander verbunden sind und auf dasselbe Schaltglied
und dieselbe Rückstellfeder einwirken Um auch in diesem Fall die zusätzliche Aufgabe
zu lösen, daß nämlich im Schadensfalle bereits eine frühzeitige Stillsetzung der
Anlage vorgenommen wird, wird der Erfindung zufolge die wirksame Druckfläche des
zweiten Umformgliedes größer als die des ersten Umformgliedes gefehlt.
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Fur Druckwächter, welche in bekannter Weise aus einem das Schaltglied
aufnehmenden Geräteteil und einem druckmittelseitigen Geräteteil zusammengebaut
sind, vrird der Erfindung zufolge vorgesehen, daß beide zu zu Druck/Weg-Umformglieder
und ihre zugehörigen Druckkammern dem drackmittelseitigen Geräteteil konstruktiv
zugeordnet sind0 Diese Maßnahme erlaubt es, die bekannten Druckwächter lediglich
durch Austausch ihres drucknittelseitigen Geräteteiles noch nachträglich mit der
Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung auszurüsten, während der Schaltglied-Geräteteil
unverändert belassen werden kann.
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Die Erfindung kann auf zahlreiche Arten praktisch verwirklicht werden.
Sm können als Druck/Weg-Umformglieder eigenelastische Dellermembranen, oder durch
eine Rückstellfeder belastete schlaffe Membranen aus Gummi, Kunststoff od dgl.,
oder Wellrohrbalgen, oder Kolben verwendet werden. Als Schaltglied können je nachdem,
ob die Anlage elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch gesteuert wird, ein elektrischer
Schalter oder pneumatische oder hydraulische Ventile oder Schieber verwendet werden.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise und in Gegenüberstellung
zu einem bekannten Druckwächter anhand der Zeichnung nälier beschrieben, in der
zeigen
Figo 1 einen bekannten Druckwächter und Fig. 2 einen Druckvrächter
nach der Erfindung, Bei dem Druckwächter nach Fig. 1 ist zwischen einem Ge-Gehäuseteil
1 und einem Anschlußflansch 2 mit einem Druckmittelanschlußstutzen 3 eine membran
4 als Druck/Weg-Umformglied dicht eingespannt. Auf der Wegseite oder oberhalb der
Membran 4 liegt der Membranteller 5 mit Stößel, der teils im Gehäuseteil 1 und teils
in einer Einstellmutter 6 längsbeweglich geführt ist0 Über die Einstellmutter 6
kann die Vorspannung der Gegenfeder 7 eingestellt werden, die zur Betätigung des
Druckwächters von dem in Pfeilrichtung 8 wirkenden Druck überwunden werden muß.
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Die Bewegung des Membrantellers 5 wird durch einen Mikroschalter 9
abgetastet, der bei Betätigung des Druckwächters den beweglichen Kontakt 10 unter
Öffnen des Stromkreises 11, 12 und unter Schließen des Stromkreises 11, 13 umschaltet0
w7enn bei dem Druckwächter nach Fig. 1 die Membran 4 infolge Undichtigkeit für eine
Druck/Weg-Umformung unwirksam wird, betinuiit auch bei Überdruck die Gegenfeder
7 die Lage des Membrantellers 5, so daß der Sicherheitsstromkreis 11, 12 nicht mehr
bei Oberdruck unterbrochen wird.
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Dieser Mangel ist bei dem in Figo 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
für einen erfindungsgemäßen Druckwächter behoben.
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Der das Schaltglied umfassende Geräteteil ist identisch mit dem nach
Bigo 1, und in Figo 2 sind für die entsprechenden Bauelemente dieselben Positionsziffern
verwendet.
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Der druckmittelseitige Geräteteil ist dagegen von Fig. 1 abweichend
ausgebildet. Die vom Druckmittel normalerweise beaufschlagte Membran 4' ist hier
zwischen dem Boden des etwa becherförmigen Anschlußflansches 2' und einem Zwischenring
14 eingespannt. Durch die becherförmige Ausbildung des Anschlußflansches 2' ist
auf der Rückseite oder Wegseite der Membran 4' ein besonderer Druckraum 15 geschaffen,
der nach oben hin durch eine zusätzliche, zwischen dem Gehäuseteil 1 und dem Zwischenring
14 eingespannte Membran 16 abgeschlossen ist. Die zweite Membran 16 ist etwas größer
als die Membran 4' ausgebildet. Auch der dieser Membran 16 zugeordnete Membranteller
17 ist größer ausgeführt als der Membranteller 6o Die beiden Membranteller 5 und
17 sind miteinander mechanisch verbunden.
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Bei intakter Membran 4' wirkt sich die zusätzliche Anordnung der zweiten
Membran 16 in keiner Weise aus. Der Schalter 9 wird in gleicher Weise wie in Fig.
1 durch die Membran 42 bzw. durch den Membranteller 5 entgegen der einstellbaren
Feder
7 betätigt, wenn der erforderliche Druck im System erreicht ist0 Die Membran 16
und der Membranteller 17 werden funktionslos bei diesen Vorgängen mitbewegt Wenn
nun im Schadensfalle die Membran 4' undicht wird, gelangt das Druckmittel in die
Kammer 15, in welcher sich ein Druck aufbaut, der über die Membran 16 den Schalter
9 betätigt Da die wirksame Fläche der Membran 16 gröBer als die der membran 4' ist,
wird hierdurch nicht nur die normale Funktion des bberdrucksicherheitsvvrächters
von einer neuen unbeschädigten Membran übernommen, sondern wird im Schadensfalle
eine Stillsetzung der Anlage bereits bei normalem Nenndruck vorgenommen und folglich
frühzeitig auf die Schadhaftigkeit des Druckwächters aufmerksam gemacht.
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Die unterschiedlichen wirksamen Flächen sind in der Zeichnung durch
die Durchmesserangaben 5' und 17' für ihre zugehörigen Membranteller veranschaulicht0
Infolge des Unterschiedes der wirksamen Flächen wird erreicht, daß bei einer bestimmten
Einstellung der Gegenfeder 7 auf einen bestimmten Ausschaltdruck bereits ein wesentlich
niedriger Betätigungsdruck die Feder 7 überwindet, sobald das Hauptbetätigungselement
schadhaft wird.
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Die beschriebene zusätzliche Sicherheitseinrichtung kann bei Druckwächtern
der in Fig. 1 gezeigten Art auch noch nachträglich vorgesehen werden, ohne daß eine
linderung des konstruktiven Aufbaus des Schaltglied-Geräteteiles erforderlich ist.
Die Sicherheitseinrichtung kann lediglich durch Austausch des druckmittelseitigen
Geräteteiles, insbesondere des Anschlußflansches 2, der Membranen und Membranteller,
erfolgen, ohne daß das aufnehmende Gehäuseteil 1 des Druckwächters geändert zu werden
braucht.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausfiihrungsbeispiel
beschränkt0 Die gleiche Sicherheitsanordnung ist auch möglich mittels hintereinandergeschalteter
Gleitkolben oder entsprechend ineinandergesetzter Wellrohrbalgen. Statt Gummi oder
Kunststoffmembranen können auch Metallmembranen verwendet werden0 Anstelle des Schalters
zur Unterbrechung elektrischer Stromkreise kann auch ein pneumatisches oder hydraulisches
Schaltglied treten, wenn die Steuerung der durch ueberdruck gefährdeten Anlage pneumatisch
oder hydraulxch erfolgen Sollo