-
Sicherhe itsdruckfühler Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Sicherheitsdruckfühler eines Druckreglers oder -begrenzers mit einem durch ein Messfederrohr
betätigten Schaltmechanismus, welcher sowohl bei Erreichen de; eingestellten Druckes
als auch bei einem Leck des DruckfMhlers, einen Stromkreis umschaltet.
-
Bei derartigen Druckreglern oder -begrenzern besteht ein sicherheitstechnisch
wichtiges Problem darin, die Bunktionsfähigkeit und Dichtheit des Druckfühlers während
des Betriebes ständig zuverlässig überwachen zu können.
-
Bisher bekannte Druckregler oder -begrenzer enthalten als Druckfühler
vornehmlich ein mit dem Me-ssdruck beaufschlagtes Federrohr (Messfederrohr), dessen
sich ausbildende Kraft zu einem Kräftevergleich in'einem vorgespannten Hebelsystem
herangezogen wird.
-
Dabei wirkt die dem eingestellten Schaltpunkt entsprechende Kraft
einer Feder auf das Hebelsystem derart ein, dass die sich ausbildende Kraft des
Messfederrohres bei Erreichen des dem eingestellten Schaltpunkt entsprechenden Druckes
überwiegt, so dass das Hebelsystem über einen Kontakt den Stromkreis umschaltet.
-
Diese bekannten Systeme weisen den Nachteil auf, dass ein Leck im
eofederrohr des Druckfühlers wahrend des Betriebes nicht erfasst werden kann und
daher gefährliche Zustände in
der zu überwachenden Anlage entstehen
können. Bei normalem Betriebsdruck und kleine leck ist es zudem bei diesen bekannten
Systemen möglich, dass das Medium kontinuierlich unbemerkt in kleinen Mengen ausfliesst,
ohne dass der Stromkreis geschaltet wird.
-
Erreicht das Leck eine gewisse Grösse, so ist der wirksame Druck im
Messfederrohr kleiner als in der zu überwachenden Anlage, so dass unter Umständen
ein Umschalten des Stromkreises bei eingestelltem Wert überhaupt nicht erfolgen
kann.
-
Gemäss der Erfindung wird dieser Nachteil der bekannten Druckfühleranordnungen
dadurch vermieden, dass ein Sicherheitsfederrohr das Messfederrohr umschliesst und
der Ringraum zwischen diesen vollkommen dicht abgeschlossen ist.
-
Nach einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist der zwischen
dem Messfederrohr und dem Sicherheitsfederrohr bestehende Ringraum unter Atmosphärendruck
vollkommen dicht abgeschlossen.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung, eine zeiten Ausführungsvariante,
wird der zwischen dem Mess- und Sicherheitsfederrohr bestehende, dicht abgeschlossene
Ringraum evakuiert.
-
Die bei dieser Weiterbildung durch den Atmosphärendruck auf die Kreisfläche
des Bederrohrdeckels ausgeübte Kraft wird bei federelastischen Federrohren durch
deren Eigenfederung, bei gummielastischen Federrohren von einer auf den Federrohrdeckel
wirkenden Stützfeder aufgenommen, wobei diese ausserhalb, im Ringraum oder innerhalb
des Messfederrohres angeordnet sein kann.
-
Im Falle eines auftretenden Lecks im Messfederrohr wird sich nach
diesen erfindungsgemässen Anordnungen der in diesem iIcrschende Messdruck auch auf
den Ringraum zwischen dem Messw
und Sicherheitsfederrohr erstrecken,
so dass durch die nun zusätzlich mit dem Messdruck beaufschlagte Ringfläche das
Krüftegleichgewicht gestört wird, wodurch der Kontakt den Stromkreis umschaltet.
Die gleiche Sicherheitsfunktion wird nach der zweiten erfindungsgemässen Weiterbildung
ausgeführt, wenn im aussenliegenden Sicherheitsfederrohr ein Beck auftritt, wodurch
der vorher evakuierte Ringraum den atmosphärischen Druck annimmt, so dass sich die
Eigenfederung oder im Falle der zusätzlichen Stützfeder diese entspannt und durch
Störung des Kräftegleiehgewichts der Kontakt umschaltet. Diese erfindungsgemässe
Weiterbildung besitzt somit den Vorteil, dass sowohl das innenliegende Messfederrohr,
als auch das aussenliegende Sicherheitsfederrohr auf ein Beck überwacht wird.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die prinzipielle Anordnung des Schaltmechanismus
eines Druckreglers oder -begrenzers mit einem Schnitt des erfindungsgemässen Sicherheitsdruckfühlers
der ersten Ausführungsvariante, und Fig. 2 einen Schnitt des Sicherheitsdruckfühlers
gemäss der zweiten Ausführungsvariante.
-
In Fig. 1 ist der Schaltmechanismus bekannter Druckregler oder -begrenzer
schematisch dargestellt, so'dass auf die Funktion nur kurz eingegangen wird. In
einem Gehäuse 1 ist das durch die Einstellfeder 2 mittels der Einstellschraube 3
vorgespannte Hebelsystem 4 mit seinen Anschlägen 5 und 5' angeordnet, welches den
Schaltkontakt 6 betätigt. Die vom Sicherheitsdruckfühler durch den Gewindebolzen
7 auf das Hebelsystem 4 ausgeübte Kraft wird zu einem Kräftevergleich herangezogen.
-
Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Ausbildung des Sicherheitsclruckfühlers
der ersten Ausführungsvariante erläutert,
bei welchem das Messfederrohr
13 gegen ein auftretendes Leck gesichert ist.
-
Das Druckfühlergehäuse 8 besitzt ausführungsgemäss auf der Oberseite
einen durchbohrten Gewindenippel 9,mit welchem der Druckfühler im Gehäuse 1 des
Druckreglers oder -begrenzers montiert wird.
-
Auf der Unterseite wird das Druckfühlergehäuse 8 von einer Bodenplatte
10 abgeschlossen, welche beispielsweise durch Schrauben 11 befestigt ist. Die Bodenplatte
10 weist auf der Oberseite eine ringförmige Rippe 12 auf, an welcher das innenliegende
Messfederrohr 13 und das dieses umschliessende Sicherheitsfederrohr 14 zentriert
werden. Der zwischen den ederrohren 13, 14 entstehende Ringraum 15 wird durch den
Federrohrdeckel 16 und die ringförmige Rippe 12 vollkommen dicht, beispielsweise
durch Verlöten, Verschweissen oder Verkleben der Federrohrverbindungsstellen 17,abgeschlossen.
Der'dicht abgeschlossene Ringraum 15 steht dabei unter Atmosphärendruck.
-
Die Bodenplatte 10 besitzt weiterhin eine Bohrung 18, durch welche
über den Anschlussnippel 19 der Druckraum 20 des Messfederrohres 13 mit einem nicht
dargestellten, zu überwachenden Beitungssystem in Verbindung steht. Der Gewindebolzen
7 des Federrohrdeckels 16 dient der Kraftübertragung auf das Hebelsystem 4 des Schaltmechanismus.
-
Im normalen Betriebsfall wird somit lediglich die Kreisfläche 21 des
Federrohrdeckels 16 mit dem Messdruck beaufschlagt. Bei Auftreten eines Lecks im
Messfederrohr 13 wird sich der Messdruck auch auf den vorher unter Atmosphärendruck
stehenden Ringraum 15 erstrecken, wodurch die Ringfläche 22 zusätzlich mit dem Messdruck
beaufschlagt wird, so dass durch Zunahme der Kraft Uber den Gewindebolzen 7 der
Schaltmechanismus den Kontakt 6 betätigt. Hierdurch wird der Leckfehler durch eine
nicht gezeichnete Alarmanlage optisch oder akustisch angegeben.
-
In Fig. 2 ist- die Weiterbildung des erfindungsgemässen Druck
fühlers
der zweiten Ausführungsvariante mit evakuiertem Ringraum erläutert, bei welchem
das aussenliegende Sicherheitsfederrohr 14 zusätzlich überwacht wird.
-
Der Uebersichtlichkeit halber ist da's DruckfUhlergehäuso in der Zeichnung
der Fig. 2 weggelassen. Gleichartige Komponenten haben die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 1.
-
Der Gesamtaufbau des Sicherheitsdruckfühlers ist ähnlich wie in Fig.
1 dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, dass gemäss dieser Weiterbildung der
dichtabgeschlossene Ringraum 15 zwischen dem Messfederrohr 13 und dem Sicherheitsfederrohr
14 über einen Pumpstutzen 23, beispielsweise im Federrohrdeckel 16 angeordnet, evakuiert
wird. 1 Die durch den Atmosphärendruck'auf die Ereisfläche 24 des Federrohrdeckels
16 sich auswirkende Kraft wird bei Mess- und Sicherheitsfederrohren 13, 14 aus hartem
Material durch deren Eigenfederung oder bei solchen aus weichem Material, wie in
Fig. 2 dargestellt, durch eine beispielsweise am Rand 25 des Federrohrdeckels 16
angeordnete Stützfeder 26 aufgenommen.
-
Bei einem auftretenden Leck im Sicherheitsfederrohr 14 wird der vorher
evakuierte Ringraum 15 den Atmosphärendruck annehmen, so dass sich bei Federrohren
13, 14 aus federelastischem Material deren Eigenfederung, oder bei solchen aus gummielastischem
Material die Stützfeder 26 entspannt.
-
Dadurch wird eine Störung des Kräftegleichgewichts im Schaltmechanismus
bewirkt, welche die nicht gezeichnete optische oder akustische Alarmeinrichtiutng
über den Kontakt 6 betätigt.
-
Bei einem Leck im Messfederrohr 13 wird sich der Messdruck auch auf
den vorher evakuierten Ringraum 15 erstrecken, so dass die Ringfläche 22 zusätzlich
mit dem Messdruck beaufschlagt wird und durch Zunahme der Kraft, sowie der wirksam
werdenden
Entspannung der Eigenfederung der Federrohre 13, 14 bzw. der Stützfeder 26 über
den Schaltmechanismus die.Betätigung des Kontaktes 6 erfolgt.
-
Anstelle des Schaltmechanismus mit Kontakt 6 können auch induktive,
kapazitive oder pneumatische Systeme treten, welche mit entsprechenden Steuerorganen
oder Signalgebern verbunden sind.