DE2039312B2 - Differenzdruck-umformersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Differenzdruck-Umformersystem, mit einer durch ein Membransystem in zwei Druckräume unterteilten Druckkapsel sowie einem Umformer zur Erzeugung eines Signals entsprechend der durch eine Druckdifferenz zwischen beiden Druckräumen bewirkten Auslenkung des Membransystems.

Bei einem bekannten Differenzdruck-Umformersystem der vorstehend genannten Art wird die durch eine Druckdifferenz zwischen beiden Druckräumen bewirkte Auslenkung des Membransystems als Translationsbewegung mittels einer Schubstange aus der Druckkapsel herausgeführt. An der Durchführungsstelle der Verbindungs-Schubstange durch die Druckkapsel ist somit eine verhältnismäßig aufwendige Abdichtung erforderlich. Besonders bei hohem statischem Druck in der Druckkapsel erweist sich die Herstellung einer über längere Betriebszeit zuverlässigen Abdichtung an der Durchführungsstelle als schwierig. Ergibt sich andererseits an dieser Durch-

fllhrungsstelle eine gewisse Lockströmung, so beein- Das Membransystem % besteht aus zwei gewellten

trftchtlgt dies die Genauigkeit des Differenzdrutk- Membranen 2, und 2₈ mit gleichen wirksamen FlIi-

Umformersystems. chen, ferner aus einem die mittleren Teile der Mem-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bran verbindenden Verbindungsteil 2„ sowie aus

unter Vermeidung dieser Mängel ein Differenzdruck- 5 einer ortsfesten Anschlagplatte 2₄ zur Begrenzung der

Umformersystem der eingangs genannten Art zu Membranauslenkung. Die Membranen Z₁ und 2₈ sind

schaffen, das sich durch einen einfachen konstruk- beispielsweise durch Verschweißen an den beiden

liven Aufbau und eine genaue Funktion auch bei Seiten der Anschlagplatte 2₄ befestigt. Der Raum

hohem statischen Druck auszeichnet. zwischen den Membranen 2₁ und 2_? einerseits und

Diese Aufgabe wird eritndungsgemäß dadurch ge- ίο der Anschlagplatte 2₄ andererseits ist mit Flüssiglöst, daß ein in die Druckkapsel hineinragendes, nach keit 2_n, beispielsweise Silikonöl, gefüllt,
innen geschlossenes und nach außen hin offenes In die Hochdruckkammer 11 der Druckkapsel 1 Rohr als ein auf Biegung beanspruchter Bauteil einer- ragt ein Biegerohr 3 hinein, das nach innen geschlosseils druckdicht an der Druckkapsel befestigt und an- sen und nach außen hin offen ist. Sein offenes Ende dererseits im Bereich seines geschlossenen Endes mit 15 ist druckdicht an der Druckkapsel 1 befestigt, wähdem Membransystem kraftscchlüssig verbunden ist. rend sein geschlossenes Ende über einen Teil 4 mit

Die Verwendung von Biegerohren als Übertra- dem Verbindungsteil 2_S des Membransystems 2 kraftgungselemente in Umformern ist zwar bei Servo- schlüssig verbunden ist. Das Biegerohr 3 wird somit ventilen an sich bereits bekannt. Dort ist jedoch das entsprechend den Auslenkungen des Membran-Biegerohr am einen Ende unmittelbar mit dem An- »0 systems 2 auf Biegung beansprucht,
ker eines elektromagnetischen Systems und am an- In das Biegerohr 3 ragt ein Düsenrohr 5 hinein, deren Ende mit dem Steuerelement eines Strömungs- dessen Düse 51 im Bereich des geschlossenen Endes mitlelverstärkers verbunden. Das Problem, die Aus- des Biegerohres 3 angeordnet ist und mit der Wanlenkung einer zwischen zwei Druckräumen angeord- dung des Biegerohres 3 eine zum Umformer gehöneten Membran durchführungsfrei aus der Druck- 25 rende Düsen-Prallplatlen-Anordnung bildet. Das Dükapsel nach außen zu führen, stellt sich somit bei senrohr 5 wird von einem ortsfesten Teil 52 getradiesem bekannten Servoventil überhaupt nicht. gen. Es ist weiterhin ein Steuerrelais 6, ein Aus-

Die erfindungsgemäße Lösung besitzt gegenüber gleichsbalg7 sowie eine Feder 8 vorgesehen. Das

dem eingangs erläuterten bekannten Differenzdruck- Steuerrelais 6 wird von einer Luftquelle mit Luft

Umformersystem den wesentlichen Vorteil, daß die 30 versorgt und führt dem Düsenrohr 5 über ein Rohr

Auslenkung des Membransystems mittels des Biege- 53 Luft zu, die durch die Düse 51 am Ende des Dü-

rohres durchführungsfrei aus der Druckkapsel her- senrohres 5 austritt. Das Steuerrelais 6 führt ferner

ausgeführt wird, so daß auch bei einem hohen statt- über eine Leitung 71 dem Ausgleichsbalg 7 Luft zu,

sehen Druck in der Druckkapsel keinerlei Dichtungs- deren Druck dem Austrittsluftdruck an der Düse 51

Probleme auftreten. Das erfindungsgemäße Differenz- 35 entspricht. Durch den Ausgleichsbalg 7 erfolgt somit

druck-Umformersystem zeichnet sich damit durch eine Nachführung des Düsenrohres 5 in Richtung des

einen einfachen konstruktiven Aufbau und eine hohe Pfeiles a.

Genauigkeit aus. Die Wirkungsweise des Differenzdruck-Umformer-Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in systems gemäß Fig. 1 ist folgendermaßen:
der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt 40 Wirkt eine Druckdifferenz auf das Membransy-

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfin- stern 2, so wird es in Richtung des Pfeilesa so weit

dungsgemäßen Differenzdruck-Umformersystems, ausgelenkt, bis die von der Biegesteifigkeit des Biege-

F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, rohres 3 und von der Elastizität des Membran-

Fig. 3 ein Detail des Umformersystems gemäß systems 2 herrührende Reaktionskraft der Druckdif-

F i g. 2, 45 ferenz das Gleichgewicht hält. Wird bei dieser Aus-

F i g. 4 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der lenkung des Biegerohres 3 der Abstand D zwischen

Funktion der Ausführung gemäß F ig. 2, der Düse 51 und der Innenwand des Biegerohres 3

Fig. 5 A, 5B und 6 weitere Ausführungsbeispiele verringert, so erhöht sich der Druck an der Düse 51.

des erfindungsgemäßen Umformersystems, Infolgedessen wird dem Ausgleichsbalg 7 vom Steuer-

Fig. 7 ein Detail des Umformersystems gemäß 50 relais 6 her ein erhöhter Druck zugeführt, so daß der

F i g. 6, Ausgleichsbalg 7 das Düsenrohr 5 in Richtung des

F i g. 8 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der Pfeiles α nachführt. Ist die Verstärkung des Steuer-Funktion der Ausführung gemäß F i g. 6, relais 6 ausreichend groß, so entspricht die Bewe-

F i g. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er- gung der Düse 51 der Auslenkung des Biegerohres 3.

findung, 55 Beim Erreichen der Gleichgewichtslage ist der Luft-

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel eines Umformers, druck des Steuerrelais 6 proportional zur Auslenkung

Fig. 11 und 12 Diagramme zur Erläuterung der des Biegerohres 3 und damit auch proportional zur

Funktion des Umformers gemäß Fig. 10, Auslenkung des Membransystems 2. Auf diese Weise

Fig. 13 ein Umformersystem mit dem Umformer wird der Differenzdruck der Kammern 11 und 12

gemäß F i g. 10, 60 der Druckkapsel 1 in ein äußeres Drucksignal um-

Fig. 14 und 15 einige Details des Ausführungs- gewandelt,

beispieles der Fi g. 13. Da die Auslenkungen des Membransystems 2 ver-

Eine Druckkapsel 1 enthält eine Hochdruckkam- hältnismäßig klein sind, kann die Federkonstante des

mer 11 (Druck P_n) und eine Niedrigdruckkammer 12 Biegerohres 3 relativ groß gewählt werden (beispiels-

(DruckPJ. Der mittlere Teil eines Membransystems 2 65 weise 20 kg/mm). Für das Biegerohr 3 kann daher

wird in Richtung eines Pfeiles α durch eine Kraft be- eine verhältnismäßig große Wandstärke gewählt wer-

wegt, die proportional zur Differenz zwischen dem den. so daß es durch den statischen Druck nur wenig

hohen Druck P_n und dem niedrigen Druck P₁ ist. beeinflußt wird. Stellt man beispielsweise das Biege-

rohr 3 aus rostfreiem Stahl her, mit einem äußeren kapsel 101. Die Auslenkung <5₂ des oberen Endes des

Durchmesser von 8 mm, einem inneren Durchmesser Stabes 103 läßt sich durch die Gleichung ausdrücken: von 6 mm und einer Länge von 70 mm, so beträgt

die Auslenkung des freien Endes des Biegerohres 3 / 3 Z₁ \

bei Belastung mit einem statischen Druck von 5 ^a ⁼ (—- · ~ 1)<Ί· (1)

400 kg/cm² nur ± 1 · 10~³ mm, was gleichbedeutend \² '2 /
mit ± 0,2 % seines Hubes von 0,5 mm im Betrieb

ist; der durch den statischen Druck verursachte Feh- Somit ist auch S₂ proportional zur Druckdifferenz,

ler ist daher sehr klein. Durch geeignete Wahl des Verhältnisses von I₁ zu /,

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 enthält 10 kann man erreichen, daß die Bewegung der Platte

die Druckkapsel 101 eine Hochdruckkammer 111 105 die Auslenkung des Membransystems 102 mit

(Einlaß 113) und eine Niedrigdruckkammer 112 einer gewünschten Vergrößerung darstellt.

(Einlaß 114). Zwischen beiden Kammern ist das Vergrößert sich der Strömungsdruck an der Düse

Membransystem 102 angeordnet. In dem Biegerohr 106 (durch die oben erwähnte Annäherung der Platte

104 ist ein die Auslenkung des geschlossenen Endes 15 105), so vergrößert sich damit der Ausgangsluftdruck des Biegerohres übertragender Stab 103 vorgesehen, des Steuerrelais 108 und damit die vom Ausgleichsder am inneren Ende mit dem Biegerohr 104 fest balg 107 ausgeübte Kraft; der Ausgleichsbalg 107 beverbunden ist. Dieses Ende des Biegerohres 104 ist wegt somit die Düse 106 gleichfalls in Richtung des außerdem mit dem Teil 102₃ des Membransystems Pfeiles Ci₁. Das Rohr 104' wirkt als Rückführfeder. 102 verbunden. Im Bereich außerhalb der Druck- 20 Ist der Verstärkungsfaktor des Steuerrelais 108 gekapsel 101 ist der Stab 103 von einem Rohr 104' nügend groß, so entspricht die Auslenkung der Düse umgeben. Dieses äußere Rohr 104' und das Biege- 106 der Auslenkung (5, der Platte 105. Bei linearer rohr 104 sind über einen zur Befestigung an der Biegekennlinie des Rohres 104' ist im Gleichge-Druckkapsel 101 dienenden Flansch einstückig mit- wichtszustand der Ausgangsluftdruck des Steuerrelais einander ausgebildet. Das äußere Rohr 104', das den 25 108 proportional zur Druckdifferenz in der Druck-Auslenkungsstab 103 mit Spiel umgibt, bildet eine kapsel 101. Da das Biegerohr 104 als Rückführfeder Rückführfeder für den Ausgleichsbalg 107. Am obe- für das Membransystem 102 und das Rohr 104' als ren Ende des Auslenkungsstabes 103 ist eine Platte Rückführfeder für den Ausgleichsbalg 107 wirkt,

105 befestigt, der eine am freien Ende des Rohres wird bei Schwankungen der Umgebungstemperatur 104' vorgesehene Düse 106 gegenüberliegt. Ein 30 eine weitgehende Kompensation des Temperaturfeh-Steuerrelais 108 wird aus einer (nicht dargestellten) lers erreicht.

Druckluftquelle gespeist und führt Luft einerseits Fig. 5A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der

über eine Leitung 10S₁ der Düse 106 und anderer- Erfindung, das weitgehend der Anordnung gemäß

seits über eine Leitung 108₂ dem Ausgleichsbalg 107 F i g. 2 entspricht. Soweit für gleiche Bauteile diesel-

zu. Der Ausgleichsbalg 107 versucht, das Ende des 35 ben Bezugszeichen vorgesehen sind, erübrigt sich eine

Rohres 104' nach links (Pfeil a_s) zu drücken, so daß gesonderte Beschreibung. Der Auslenkungsstab 103

die Düse 106 von der Platte 105 entfernt wird. Wie und das Biegerohr 104 sind hier zusammen mit Öl

Fig. 3 zeigt, kann der Ausgleichsbalg 107, der den 115 innerhalb des Membransystems 102 angeordnet.

Hauptbestandteil der Nachführeinrichtung bildet, in Das untere Ende des Auslenkungsstabes 103 ist mit

seiner Winkellage gegenüber dem äußeren Rohr 104' 40 dem mittleren Teil 102₃ des Membransystems 102

verstellt werden. Da sich mit dem Winkel θ die auf verbunden. Durch diese Anordnung wird eine wei-

die Düse 106 wirkende Kraft des Ausgleichsbalges tere Stabilisierung der Eigenschaften erreicht.

107 ändert, läßt sich auf diese Weise der Meßbereich Das Ausführungsbeispiel der F i g. 5 B unterschei-

einstellen. det sich von dem der Fig. 5A durch einen anderen

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles ge- 45 äußeren Umformer. Der Umformer wird hier durch

maß F ig. 2 ist folgendermaßen: ein induktives System gebildet. Ein beweglicher

Durch eine Druckdifferenz in der Druckkapsel 101 Eisenkern 105 Λ eines Differential-Transformators wird das Membransystem 102 und damit auch das 106 A ist mit dem freien Ende des Auslenkungssta-Biegerohr 104 so weit in Richtung des Pfeiles a., aus- bes 103 verbunden. Der Differential-Transformator gelenkt, bis die vom Biegerohr 104 und vom Mem- 50 106A erzeugt ein elektrisches Signal entsprechend bransystem 102 ausgeübte elastische Reaktionskraft der Bewegung,des Eisenkernes 105 A.
der Druckdifferenz das Gleichgewicht hält. Das Zur Nachführung dient gleichfalls ein induktives obere Ende des Auslenkungsstabes 103 wird im System, enthaltend einen ortsfesten Magneten 107 Λ Biegerohr 104 nach links (in Richtung des Pfeiles α,) und eine mit dem Rohr 104' verbundene bewegliche ausgelenkt, so daß sich die Platte 105 der Düse 106 53 Spule. Ein elektrischer Verstärker 108 Λ entspricht nähert und deren Strömungsdruck vergrößert. Fig. 4 in seiner prinzipiellen Funktion dem Steuerrelais 108 veranschaulicht schematisch diese Verformung. Die (gemäß Fig. 5A). Wird die Bewegung des Memstrichpunktierte Linie b_x zeigt die Mittellinie des Sta- bransystems durch einen elastischen Stab aus der bes 103 im nicht verformten Zustand. /, ist die wirk- Druckkapsel nach außen geführt, so kann dieser Stab same Länge des Stabes 103 (von der Verbindung des 60 zugleich als Rückführfeder für die Nachführeinrich-StabeslO3 mit dem Membransystem 102 bis zur tung verwendet werden. F i g. 6 zeigt ein solches AusDüse 106); Z₂ ist die Länge des Biegerohres 104. Im führungsbeispiel. Soweit es hinsichtlich seines AufBereich kleiner Auslenkungen des Membransystems baues im Bereich der Druckkapsel mit der Ausfüh- 102 verläuft die Biegekennlinie des Biegerohres 104 rung gemäß den Fig. 5A und 5B übereinstimmt, eretwa linear. Die Auslenkung des mittleren Teiles 65 übrigt sich eine gesonderte Beschreibung. Gleiche 102 des Membransystems 102 und infolgedessen die Teile sind mit entsprechenden Bezugszeichen (unter Auslenkung Λ, des unteren Endes des Stabes 103 ist Ersatz der 1 in der ersten Ziffernstelle durch eine 2) nronortional zur Druckdifferenz in der Druck- bezeichnet.

(ο

Am freien Ende des Auslenkungsstabes 203 ist eine schlußring 306 beweglich, der mittels einer Halterung Platte 205 angebracht, die mit einer Düse 206 zusam- 361 mit dem Auslenkungsstab 203 fest verbunden ist. menwirkt, die an einer von der Druckkapsel 201 ge- Eine zylindrische Halterung 307, die an der Drucktragenen Halterung 204 α befestigt ist. Ein Aus- kapsel 201 befestigt ist, umschließt den Stab 203 und gleichsbalg 207 ist zwischen dem äußeren Rohr 204' 5 trügt am oberen Ende einen Brückenteil 371, über und dem Auslenkungsstab 203 angeordnet. Durch den das induktive System 305 mit der Halterung 307 Drehen des Ausgleichsbalges 207 um die Achse des verbunden ist.

Stabes 203 kann der Meßbereich geändert werden. Bei einer Auslenkung des Membransystems 202

Die Wirkungsweise dieses Differenzdruck- Umfor- verschiebt sich der Kurzschlußring 306 zwischen den

mersystems ist folgendermaßen: i° Spulen 354 und 355, so daß sich das Ausgangssignal

Wird bei einer Druckdifferenz in der Druckkapsel des induktiven Differential-Systems 305 entsprechend

201 das Membransystem 202 nach rechts (Pfeil a₄) ändert.

ausgelenkt, so bewegt sich das äußere Ende des Fig. 10 zeigt die Ausführung eines Umformers

Stabes 203 nach links, so daß sich die Platte 205 der zur Umwandlung der Auslenkung des Membran-Düse 206 nähert und sich deren Strömungsdruck ver- 15 systems in ein Luftdrucksignal. Fi g. 13 veranschaugrößert. Infolgedessen wird über das Steuerrelais licht ein Differenzdruck-Umformersystem mit dem 208 der Ausgleichsbalg 207 verstärkt beaufschlagt, so Umformer gemäß F i g. 10.

daß hierdurch die Platte 205 wieder etwas von der Auf einer Basis 401 sind ein Balg 402 und eine

Düse206 entfernt wird (Pfeil a₂). Fig. 8 zeigt den Blattfeder 403 angeordnet. Die Basis 401 besitzt Sei-Zustand, in dem das obere Ende des Stabes 203 20 tenwände 411, 412 und einen zentralen Schenkel durch den Ausgleichsbalg 207 weggedrückt ist. 413. Das feste Ende des Ausgleichbalges 402 ist mit

Wird eine Druckdifferenz Δ P an das Membran- einer Seitenwand 411 verbunden, während das eine system 202 gelegt und hierdurch das untere Ende des Ende der Blattfeder 403 am Schenkel 413 angebracht Stabes 203 um χ ausgelenkt, bezeichnet man ferner ist. In der Nähe des festen Endes der Blattfeder 403 die wirksame Fläche des Membransystems 202 als A₀ 25 ist in dieser ein Loch 431 vorgesehen, durch das der und die Federkonstante des Biegerohres 204 als K_s, Balg 402 bis zum mittleren Bereich der Basis 401 hinso besteht folgende Beziehung: durchgreift. Eine Düse 404 ist am freien Ende der

Blattfeder 403 angebracht. Gegenüber der Düse 404

^) ρ. A₀ = K_s ■ χ. (2) i^st eine Klappe 405 vorgesehen. Ein Steuerrelais 406

30 führt Druckluft der Düse 404 zu; ein dem Düsen-

Bezeichnet man die Auslenkung des oberen Endes druck entsprechender, verstärkter Luftdruck gelangt des Stabes 203 durch den Ausgleichsbalg 207 als y, vom Steuerrelais 406 zum Balg 402 und bildet zuden Luftdruck im Balg 207 mit P, die wirksame Balg- gleich das Ausgangssignal des Umformers, fläche mit A_n und die Federkonstante des Stabes 203 Ein L-förmiger Stab 407, der als starrer Körper be-

mit K_f,, so besteht die Beziehung 35 trachtet werden kann, ist so angeordnet, daß seine

Längsrichtung mit der der Blattfeder 403 zusammen-

P · A_B = K_r ■ y. (3) fällt" Die Blattfeder 403 und der Stab 407 sind durch

eine Mutter 481 miteinander verbunden, die sich

Bezeichnet man weiterhin die wirksame Länge des durch Drehen einer Schraube 482 nach oben oder Stabes 203 mit L₁ und die Länge des Stabes 203 vom 40 unten verstellen läßt, wodurch die Verbindungsstelle scheinbaren Drehpunkt A bis "zur Verbindungsstelle entsprechend geändert wird. Das bewegliche Ende des mit dem Membransystem 202 mit L₀ (entsprechend Balges 402 steht mit dem Stab 407 an einer Stelle in 1/3 von L₁), so besteht die Beziehung Berührung, der der Einspannstelle A der Blattfeder

403 entspricht. Zur Einstellung der Null-Lage dient 45 eine Feder 491, deren Federkraft mittels einer

Schraube 492 einstellbar ist.

v*) Die Wirkungsweise dieses Umformers ist folgendermaßen:

Wird bei einer Auslenkung des (in F i g. 10 nicht

(4) nach P auf, 5° dargestellten) Membransystems die Platte 405 nach links bewegt, so vergrößert sich der Strömungsdruck an der Düse 404. Der hierdurch verstärkt beaufschlagte Balg 402 drückt infolgedessen das untere — 1 \ Ende des Stabes 407 nach rechts. Durch das hier·

55 durch auf die Blattfeder 403 ausgeübte Biegemotnen wird die Blattfeder 403 im Bereich zwischen der Ein spannstelle A und der Verbindungsstelle zwischei Blattfeder 403 und Stab 407 auf Biegung beanspruch

Der Ausgangsluftdruck P des Steuerrelais 208 ist so- und so weit verbogen, bis sich ein Gleichgewichts mit in der Gleichgewichtslage proportional zur 60 zustand einstellt.

Druckdifferenz A P in der Druckkapsel 201. Die F i g. 11 A und 11B zeigen die Verhältnisse be

Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das weit- Beanspruchung der Blattfeder 403 durch ein Biege gellend der Anordnung gemäß Fig. 6 entspricht; als moment. /,, ist die Länge der Blattfeder 403 von de Umformer ist jedoch ein induktives System 305 vor- Einspannstelle A bis zur Verbindung mit dem Sta gesehen. Es enthält einen Kern 353, bestehend aus 65 407. / ist die Länge der Blattfeder 403 von der Eir den Kernteilen 351 und 352. Auf dem Teil 352 sitzen spannstelle A bis zur Düse. Bezeichnet man die voi zwei Spulen 354,355. Im Spalt g zwischen den Spulen Balg 402 auf den Stab 407 ausgeübte Kraft mit J 354. 355 ist ein den Kernteil 352 umgreifender Kurz- die Auslenkung des freien Endes der Blattfeder mit;

ono «wo/οι

	P	L1 - Ln	X
		Gleichungen	y
Löst man die			(2) bis
so ergibt sich	AnAPK
		(L1
A	VL0

den Elastizitätsmodul der Blattfeder 403 mit E und das Flächenträgheitsmoment der Blattfeder 403 mit /, so ergibt sich folgende Beziehung zwischen P und y:

γ _

Z_n 2

EI

Die Auslenkung y ist daher proportional zur Kraft P.

Das auf die Blattfeder 403 wirkende Biegemoment ist in Fig. HB dargestellt. Das maximale Biegemoment PZ₁₁ wird an der Verbindungsstelle mit dem Stab 407 erzeugt. An der Einspannstelle A herrscht dagegen kein Biegemoment. Auf diese Einspannstelle der Blattfeder 403 wirkt nur eine Scherkraft. Indem man die Verbindungsstelle zwischen der Blattfeder 403 und dem Stab 407 durch Verstellen der Mutter 481 nach oben oder unten verlagert, wird der Meßbereich geändert. Fig. 12 zeigt die Beziehung zwischen Z₁ j und y für P = 2 kg, E — 18 · 10³ kg/mm², Z =70 mm, 7 = 4.23. Durch Änderung von Z₁₁ zwischen 16 und 43 mm läßt sich der Meßbereich zwischen 0 bis 0.2 und 0 bis 1.0 mm ändern. Der Nullpunkt verlagert sich bei einer Änderung des Meßbereiches nicht.

Das Umformersystem gemäß Fig. 13 besteht aus einem Unterteil B und einem Oberteil T, wobei der Oberteil T dem Umformer gemäß Fi g. 10 entspricht. Der Unterteil B enthält eine Druckkapsel 501 mit einer Hochdruckkammer 511 (Einlaß 513) und einer Niederdruckkammer 512 (Einlaß 514). In einem Membransystem 521 ist ein Biegerohr 523 und ein darin angeordneter, die Auslenkung des geschlossenen Endes des Biegerohres übertragender Stab 522 angeordnet. Das geschlossene Ende des Biegerohres 523 ist über ein Element 524 mit dem mittleren Teil 52I₃ des Membransystems 521 verbunden. Das obere Ende des Biegerohres 523 ist druckdicht mit der Druckkapsel 501 verbunden. Das äußere freie Ende des Stabes 522 reicht in den Oberteil T hinein und trägt die Prallplatte 503 des Umformers.

Im Oberteil T ist eine Basis 504 vorgesehen, die der Basis 401 in Fig. 10 entspricht. Eine Blattfeder 505 (entsprechend der Blattfeder403 in Fig. 10) ist an ihrem einen Ende an der Basis 504 befestigt. Das freie Ende der Blattfeder 505 trägt eine Düse 506, die der Prallplatte 503 gegenüberliegt. Ein L-förmiger Stab 507 ist durch eine Mutter 581 mit der Blattfeder 505 verbunden; die Verbindungsstelle läßt sich durch Drehen einer Schraube 582 nach oben oder unten verstellen. Ein Ausgleichsbalg 509, der von einem Steuerrelais 510 beaufschlagt wird, stützt sich einerseits an der Seitenwand 504_x der Basis 504 ab und greift andererseits etwa auf der Höhe der Einspannstelle A₁ der Blattfeder 505 am Stab 507 an.

ίο Die Funktion dieses Differenzdruck-Umformersystems dürfte an Hand der Beschreibung des Umformers gemäß Fig. 10 ohne weiteres verständlich sein. Die Prallplatte 503 könnte durch entsprechende Bearbeitung des oberen Endes des Stabes 522 hergestellt werden. Es erweist sich jedoch dann bei der Montage als schwierig, die genaue Winkellage der Prallplatte 503 gegenüber der Düse 506 einzuhalten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist daher zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten die Prallplatte 503 als gesonderter Teil ausgebildet und mit dem Stab 522 verschraubt. Die an der Prallplatte 503 angebrachte Schraube 531 wird in eine Gewindebohruug522a des Stabes 522 eingeschraubt und in der richtigen Winkellage mittels einer Kontermutter 522 b festgelegt. Das Verdrehen der Prallplatte 503 erfolgt mittels eines am Schraubenkopf 532 angreifenden Schraubenschlüssels.

In den F i g. 14 A und 14B sind die Prallplatte 503 und die damit verbundene Schraube 531 näher dargestellt, wobei Fig. 14B eine Ansicht in Richtung C gemäß F i g. 14 A zeigt.

Der Spalt zwischen der Prallplatte 503 und der Düse 506 ist zweckmäßig einstellbar, wie in den Fig. 15A und 15B im einzelnen dargestellt, wobei letztere Figur eine Schnittdarstellung gemäß der Linie Α-λ' in Fig. 15A ist. Im freien Ende der Blattfeder 505' ist eine Bohrung651 vorgesehen(Fig. 15B). Die Düse 506 enthält gegenüber der Prallplatte 503 eine Öffnung 661. Der Hülsenteil 662 dieser Düse ist im Umfangsbereich 621 mit Gewinde versehen. Im Flansch 663 ist eine zum Steuerrelais 510 führende Leitung 611 α ausgebildet. Die Lage der Düse 506 an der Blattfeder 505' (und damit die Relativlage gegenüber der Prallplatte 503) läßt sich mittels einer Mutter 613 a einstellen, die gegen eine Ringfeder 612 a wirkt und durch eine Kontermutter 613 ft gesichert werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Differenzdruck-Umformersystem, mit einer durch ein Membransystem in zwei Druckräume unterteilten Druckkapsel sowie einem Umformer zur Erzeugung eines Signals entsprechend der durch eine Druckdifferenz zwischen beiden Druckräumen bewirkten Auslenkung des Mem- ίο bransystems, dadurch gekennzeichnet, daß ein in die Druckkapsel (z. B. 1) hineinragendes, nach innen geschlossenes und nach außen hin offenes Rohr (z.B. 3) eis ein auf Biegung beanspruchter Bauteil einerseits druckdicht an der Druckkapsel (1) befestigt und andererseits im Bereich seines geschlossenen Endes mit dem Membransystem (2) kraftschlüssig verbunden ist.

2. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 1, bei dem das Membransystem aus zwei ao miteinander fest verbundenen Membranen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Membranen (2_J( 2„) des Membransystems eine ortsfeste Anschlagplatte (2₄) zur Begrenzung der Membranauslenkung vorgesehen ist und der Raum zwischen den Membranen (2,, 2_ä) einerseits und der Anschlagplatte (2₄) andererseits mit Flüssigkeit (2₅) gefüllt ist.

3. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Biegerohr (3) ein mit einer Düse (51) versehenes Rohr (5) hineinragt, dessen Düse (51) im Bereich des geschlossenen Endes des Biegerohres (3) angeordnet ist und mit der Wandung des Biegerohres (3) eine zum Umformer gehörende Düsen-Prallplatten-Anordnung bildet, daß ferner das Düsenrohr (5) zur Nachführung von dem in einem Ausgleichsbalg (7) herrschenden, von der Stellung der Düsen-Prallplatten-Anordnung abhängigen Druck beaufschlagt ist.

4. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Biegerohr (z. B. 104) ein die Auslenkung des geschlossenen Endes des Biegerohres übertragender Stab (ζ. B. 103) angeordnet ist, der im Bereich außerhalb der Druckkapsel (z. B. 101) von einem an der Druckkapsel (101) befestigten Rohr (ζ. Β. 104') mit Spiel umgeben ist:, daß ferner der Auslenkungsstab (103) und das äußere Rohr (104') die Bauelemente (z. B. 105, 106 bzw. 105A, 106A) des Umformers tragen und daß das äußere Rohr (104') durch eine Nachführeinrichtung (ζ. B. 107 bzw. 107A) beaufschlagt ist.

5. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (104') und das Biegerohr (104) über einen zur Befestigung an der Druckkapsel (101) dienenden Flansch einstückig miteinander ausgebildet sind.

6. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nachführeinrichtung (207) einerseits am äußeren Rohr (204') und andererseits an dem zugleich als Rückführfeder dienenden Auslenkungsstab (203) abstützt.

7. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführeinrichtung (107, 207) in ihrer Winkellage gegenüber dem äußeren Rohr (104', 204') verstellbar ist.

8. DilTerenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer durch ein induktives System (IQSA 106A; 305, 306) gebildet ist, von dem das eine Element (105/1; 306) am freien Ende des Auslenkungsstabes (103; 203) und das andere Element (106/4; 305) am freien Ende des äußeren Rohres (304'; 307) angebracht ist.

9. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Biegerohr (523) ein die Auslenkung des geschlossenen Endes des Biegerohres (523) übertragender Stab (522) angeordnet ist, der an seinem äußeren freien Ende das eine Element (Prallplatte 503) des Umformers trägt, während das andere Element (Düse 506) am freien Ende einer eingespannten Blattfeder (505) angeordnet ist, die über einen mit ihr kraftschlüssig verbundenen und zu ihr parallel angeordneten starren Stab (507) von einer Nachführeinrichtung (Balg 509) beaufschlagt ist, die an dem starren Stab (507) etwa auf der Höhe der Einspannstelle der Blattfeder angreift.

10. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Empfindlichkeit des Umformers die Lage der Verbindungsstelle zwischen der Blattfeder (505) und dem starren Stab (507) verstellbar ist.

11. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die am äußeren freien Ende des Auslenkungsstabes (522) angeordnete Prallplatte (503) gegenüber der Düse (506) einstellbar ist.

12. Differenzdruck-Umformersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen der Prallplatte (503) und der Düse (506) mittels einer an der Düse angebrachten, gegen eine Ringfeder (612α) wirkenden Mutter (613 a) einstellbar ist.