DE2315124C2 - Sicherheitsdruckmeßgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsdruckmeßgerät, bestehend aus einem Gehäuse mitbruchsichererTrennwand, in dem das Meßelement mit Druckmediums-

65 anschluß und das mit diesem verbundene Meßwerk angeordnet ist, wobei die Rückwand des Gehäuses mit Sicherheitseinrichtungen, wie Sollbruchstellen, Aufdrückverschlü.ssen od. dgl. versehen ist.

Druckmeßgeräte, bei denen der Druck des zu messenden Mediums mit Hufe von Druckmeßelementen durch Umwandlung in mechanische Größen wie Kraft, Weg, Dehnung usw. gemessen wird, können aufgrund' ihrer mechanischen Beanspruchung für den Benutzer eine potentielle Gefahrenquelle darstellen, wenn nicht besondere Maßnahmen zur Entschärfung der gefährdenden Momente getroffen werden.

Beispielsweise können durch Defekte an den Druckmeßelementen (z. B. Bourdonfeder bei Manometern etc.) insbesondere bei gasförmigen Medien schlagartig Energien freiwerden, die die Druckmeßelemente umhüllenden Teile wie z. B. Gehäuse, Anzeigevorrichtungen usw. so beschleunigen, daß in der Nähe befindliche Personen erheblich verletzt werden können.

Bekannte Gegenmaßnahmen sind neben der Verwendung von geeigneten Materialien für die Meßelemente umhüllenden Bauteile ΐ. B. die Anordnung einer bruchsicheren Trennwand zwischen Meßelement und Anzeige, um den Ablesenden zu schützen, sowie in Ergänzung dazu Sicherheitseinrichtungen im Bereich der Gehäuserückwand, wie ausblasbare Gehäuserückwandteile oder Sollbruchstellen im Bereich der Rückwand,um eine Druckentlastung im Gehäuse zu erhalten.

Diese Maßnahmen sind allerdings nicht ausreichend.

So werden z. B. die Auswirkungen durch Meßelementdefekte bei Überlastung in Geräten mit Flüssigkeitsiüilung hiermit nicht sicher beherrscht.

Für diese Fälle sind im Prinzip zwei Lösungsvorschläge bekannt. Der erste Lösungsvorschlag besteht darin, ein Sicherheitsventil einzusetzen, das bei einem bestimmten Druck öffnet und damit einen weiteren Energieaufwand im Gerät verhindert. Die dabei freiwerdende Energie kann außerhalb der Geräte einfach abgeführt werden. Diese Lösung ist relativ aufwendig und infolge der Kompliziertheit der Ventile sehr störanfällig.

Der zweite Lösungsvorschlag sieht eine Sollbruchstelle vor, bei der eine Membran durch den Überdruck zum Platzen gebracht werden kann. Auch die Herstellung dieser Berstmembranen ist aufwendig und hinsichtlich ihrer Funktion nicht hinreichend sicher, da solche Membranen nicht mit einer solchen Genauigkeit hergestellt werden können, daß sich bei jeder Membran reproduzierbare Aufreißwerte ergeben.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsdruckmeßgerät ausgehend von denen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem reproduzierbare bei Erreichen bestimmter Druckgrenzwerte mit einfachen Mitteln ein schlagartiger Überdruckaufbau im Gehäuse vermeidbar ist und dadurch die rückwärtigen Sicherheitseinrichtungen am Gehäuse nicht mehr explosionsartig geöffnet werden.

Diese Aufgabe ist mit einem Sicherheitsmanometer nach der Erfindung dadurch gelöst, daß am Druckmediumsanschluß innerhalb des Gehäuses eine unter Krafteinwirkung zu öffnende,miteiner Druckmediumszufuhrleitung in Verbindung stehende Sollbruchstelle angeordnet ist.

Durch diese Lösung erfolgt also das Öffnen der Sollbruchstelle nicht mehr druckabhängig, sondern die beispielsweise als Membran, Röhrchen oder dergl. ausgebildete Sollbruchstelle wird mittelbar durch eine über im Kraftübertragungselement, das mit dem beweglichen

Teil des Meßelements verbunden ist, wirksam werdende druckabhängige Kraft belastet und aufgerissen. Diese Kraft kann im einfachsten Fall z. B. vom Meßelement selbst erzeugt werden und durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann die erforderliche Öffnungskraft und damit die Öffnung über die Hebelanlenkung in Abhängigkeit vom Druck in weiten Grenzen eingestellt werden. Damit erhält man sehr definierte Verhältnisse und außerdem ist diese Anordnung wenig störanfällig.

Das Kraftübertragungselement wird dabei so bemessen, bzw. derart einstellbar ausgebildet, daß die Membrane bereits aufgerissen wird, ehe sich ein gefährlicher Überdruck überhaupt aufbauen und nach Zerstörung der Sollbruchstelle zu einer explosionsartigen Störung des Gehäuses oder explosionsartigen Öffnung der Gehäuserückseite im Bereich dort angeordneter Sollbrucnstellen führen kann.

Vorteilhaft kann also das Manometer weiter derart ausgebildet werden, daß das als Zugstange ausgebildete Kraftübertragungselement in seiner Länge verstellbar ist.

Zwecks einfacher Verbindung des EnJes des Kraftübertragungselementes mit der Sollbruchstelle bzw. Membran ist diese fest mit einem Aufreißhebel versehen, an dem das mit dem Meßelement verbundene Kraftübertragungselerr.ent beweglich angesetzt ist.

Vorteilhaft erfolgt der Ansatz des mit dem Meßelement verbundenen Kraftübertragungselementes derart, daß der Aufreißhebel mit einer Ausnehmung versehen ist, an der das mit dem Meßelement verbundene Kraftübertragungselement über dessen Länge frei beweglich angesetzt ist.

Das sich dadurch ergebende Spiel ist etwas giößer als der Anzeigebereich des Druckmeßgerätes, denn es muß ja dafür gesorgt werden, daß die normale Anzeige über den ganzen Meßbereich unbehindert von der erfindungsgemäßen Sicherheitsanordnung erfolgen kann.

Der Spielbereich des Kraftübertragungselementes nuß nicht unbedingt an der Sollbruchstelle bzw. deren Aufreißhebel vorgesehen werden, sondern dieses Spiel kann auch an der Befestigungsstelle des Kraftübertragungselementes am Ende des Meßelementes, wofür also hauptsächlich die meistens verwendete Bourdonfeder in Frage kommt,berücksichtigt werden.

Das Übor'.ugungselement kann als Zugstange ausgebildet sein. An Stelle einer Zugstange kann aber beispielsweise auch ein dehnungsfester Zugstrang angeordnet werden, der sich erst nach Durchfahren des Meßbereiches straff spannt und bei weiterer Eclastung die Membran aufreißt.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß an der einen oder anderen Verbindungsstelle kein Spiel vorgesehen werden muß, da dieses Spiel im Zugstrang selbst durch entsprechende Längenbemessung berücksichtigt werden kann.

An Stelle der Membran kann auch ein an bevorzugter Stelle abknickbares Röhrchen vorgesehen werden, an dessen freiem Ende das Kraftübertragungsende angreift.

Mit gleicher Wirkung könnte natürlich eine Membran auch durchstoßen werden, wobei das Durchstoßelement über einen zusätzlichen kleinen Hebel mit dem Kraftübertragungselement in Verbindung steht, um eine gute geeignete Kraftübertragung zu erhalten.

Das erwähnte Röhrchen könnte auch durch die durch das Klaftübertragungselement wirksam werdende Kraft abgedreht oder aufgerissen werden, wobei sowohl am Röhrchen oder an einer Membran Aufreißerleichterungen vorgesehen sein können, wie sie bzw. an Konservendosen bekannt sind. Die Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Das erfindungsgemäße Sicherheitsdruckmeßgerät wird nachfolgend an Hand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In dieser Darstellung zeigt

Fig. i teilweise in Schnitt und Ansicht das Meßelement in Form einer Bourdonfeder und

Fig. 2 in Ansicht den Aufreißhebel,
ίο In den Figuren ist auf eine Darstellung des umgebenden Manometergehäuses und des Meßwerkes verzichtet, da diese allgemein bekannt sind. Femer ist in der Darstellung lediglich eine Membran dargestellt, ohne daß damit die erwähnten möglichen und auch äquivalenten !5 Varianten ausgeschlossen sein sollen.

An einem Manometermeßglied, bestehend aus einem sogenannten Federträger als Druckmediumsanschluß 1, einer Bourdonfeder als Meßelement 2 sowie einem sogenannten Endstück 3, ist am Federträger eine Sollbruchstelle 4 in Form einer Membran so angebracht, daß sie eine Bohrung zum Druckkanal bzw. zur Druckmediumszufuhrleitung 5 verschließt. Mit dieser Membran verbunden ist ein Aufreißhebel 6, der über ein in seiner Länge einstellbares und als Zugstange ausgebildetes Kraftübertragungselement 7 vom Endstück 3 der Bourdonfeder her angelenkt wird. Wandert infolge von Druckbeaufschlagung das Federendstück 3 z. B. in die durch den Pfeil 8 angedeutete Richtung, so wird abhängig von der eingestellten Länge der Zug-3c stange von einem bestimmten Punkt an auf den Aufreißhebel 6 eine Kraft ausgeübt, die die Membran an der Befestigungsstelle des Aufreißhebels 6 zum Aufreißen bringt.

Wie in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab deutlich zeigt, isi der Aufreißhebel 6 mit einer Ausnehmung 9 versehen., über deren Länge sich das übergreifende Ende T der Zugstange frei bewegen kann. Erst bei Anlegen des Endes 7' an den Anschlag 6' und bei weiterer Kraftbeaufschlagung würde die Membran aufgerissen werden. Wie erwähnt, könnte an Stelle der Zugstange bzw. des Kraftübertragungselementes 7 auch ein dehnungsfester Zugstrang vorgesehen werden, der zunächst bei Normalbelastung etwas durchhängt bzw. spannungsfrei bleibt und der erst nach Durchfahren des Meßbereiches von einen bestimmten Belastungspunkt an unter Spannung kommt und dann die Membran aufreißt.

Ein solcher Zugstrang benötigt natürlich keine Befestigung mit einem bestimmten Spiel.

Die Länge der zweiteiligen Zugstange wird mittels zwei Schrauben 10 eingestellt. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß die beiden Teile der Zugstange schiebeartig ineinandergreifen und der mögliche Auszug durch einen Anschlag begrenzt wird. Auch in diesem Fall ist eine Spielberücksichtigung an den Befestigungspunkten der Zugstange nicht erforderlich.

An Stelle der Membran, und ohne daß eine entsprechend große Aufnahmeausnehmung vorgesehen werden muß, kann der Kanal 5' auch mit einem Röhrchen versehen werden, das eine bevorzugte Knickstelle aufweist und in diesem Fall aus geeignet spröden Material besieht, daß sich beim Abknicken eine Bruchöffnung ergibt.

Sowohl die dargestellte Membran 4 als auch das nicht dargestellte Röhrchen können, wie erwähnt, Aufreißerleichterungen haben.

Bei allen möglichen Ausführungsformen kann zwischen dem Ende des Kraftübertragungselementes 7

und der Sollbruchstelle am Hnde der DruckmediumszufuhrlcitungS'cin bspw. am Druckmediumsanschluß I schwenkbar befestigter Hebel mit für die Kraftübertragung günstigem Hebel verhältnis angeordnet werden, oder um bspw. Drehbewegungen für den Öffnungsvorgang an der jeweiligen Sollbruchstelle 7 erzeugen zu können.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel würde der Aufreißhebel 6 gewissermaßen als Öffnungswerkzeug für die Sollbruchstelle 4 dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsdruckmeßgerät, bestehend aus einem Gehäuse mit bruchsicherer Trennwand, in dem das Meßelement mit Druckmediumsanschluß und das mit diesem verbundene Meßwerk angeordnet ist, wobei die Rückwand des Gehäuses mit Sicherheitseinrichtungen, wie Sollbruchstellen, Aufdrückverschlüssen od. dgl. versehen ist, dadurch gekenn ze ichnet, daß am Druckmediumsanschluß (1) innerhalb des Gehäuses eine unter Krafteinwirkung zu öffnende, mit einer Druckmediumszufuhrleitung (5') in Verbindung stehende Sollbruchstelle (4) angeordnet ist.

2. Druckmeßgerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle als Membran, Röhrchen od. dgl. ausgebildet ist.

3. Druckmeßgerät nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (4) durch ein Kraftübertragungselement (7) mit dem beweglichen Teil des Meßefementes (Z) verbunden ist.

4. Druckmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß das Kraftübertragungselement (7) als in ihrer Länge verstellbare Zugstange ausgebildet ist.

5. Druckmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Membran au?sebildete Sollbruchstelle (4) mit einem Aufreißhebel (6) verbunden ist, an dem das mit dem Meßeiement (2) verbundene Kraftübertragungselement (7) beweglich angesetzt ist.

6. Druckmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufreißnebel (6) mit einer Ausnehmung (9) versehen ist, an der das mit dem Meßelement (2) verbundene Kraftübertragungselement (7) über deren Länge frei beweglich angesetzt ist.

7. Druckmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungselement als dehnungsfester Zugstrang ausgebildet und derart bemessen ist, daß er sich nach Durchlaufen des Meßbereiches straff spannt.

8. Druckmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daßdas Kraftübertragungselement (7) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Teile, von einem Anschlag begrenzt, schieherartig einander zugeordnet sind.

9. Druckmeßgerät nach jedem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende des Kraftübertragungselementes (7) und der Sollbruchstelle (4) bzw. deren Öffnungswerkzeug ein Hebel angeordnet ist.

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