DE2428787A1 - Druckmesser fuer aggressive medien - Google Patents

Druckmesser fuer aggressive medien

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DE2428787A1
DE2428787A1 DE19742428787 DE2428787A DE2428787A1 DE 2428787 A1 DE2428787 A1 DE 2428787A1 DE 19742428787 DE19742428787 DE 19742428787 DE 2428787 A DE2428787 A DE 2428787A DE 2428787 A1 DE2428787 A1 DE 2428787A1
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DE19742428787
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Jurij M Brodkin
Olga I Dmitrotschenko
Albert J Jurowskij
Arkadij M Lipschiz
Wladimir A Rasin
Gennadij S Selenko
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GNII TEPLOENERGETITSCHESKOWO P
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GNII TEPLOENERGETITSCHESKOWO P
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    • G—PHYSICS
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    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
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    • G01L19/0627—Protection against aggressive medium in general
    • G01L19/0645—Protection against aggressive medium in general using isolation membranes, specially adapted for protection
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    • G01L7/02—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges
    • G01L7/06—Measuring the steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by mechanical or fluid pressure-sensitive elements in the form of elastically-deformable gauges of the bellows type
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    • G01L9/0041—Transmitting or indicating the displacement of flexible diaphragms
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Description

ι" L L ;"_ ·-: ϊ ' Vi
Gosudarstwennyj nautschno-issledowatelskij institut teploenergetitseheskowo priborostrojenija, Moskau / UdSSR
14. Juni BZ/Hu P 53 861
DRUCKMESSER FÜR AGGRESSIVE ÜEEDIEU
Die Erfindung bezieht sloh auf das Gablet des Gerätebaues, insbesondere auf Druckmesser fur aggressive Medien, wie Salzsäure, Schwefelsaure, Alkalien u. a. nu
Bekannt ist ein Druckmesser fur aggressive Modlen, der ein in Gehäuse befestigtes elastisches Element, das gegen Druck empfindlich ist und einen luftdichten Hohlraum besitzt, eine Grundplatte mit an Ihr befestigter Membran, die zusammen mit der Grundplatte einen luftdichten Membranhohlraum bildet, ein Eaplllarrohr das die beiden luftdichten Hohlräume verbindet, wobei
die beiden Hohlräume sowie das Kaplllarrohr mit einer inkompres—
'.. M sowie ..
slbien Flüssigkeit gefüllt sind, eine Hebe!vorrichtung enthalt,
die mit dem gegen Druck empfindlichen Element zusammenwirkt (siehe den Katalog und die Bulletins der Firma Taylor für Druckgeber aus
der Serie
Der bekannte Druckmesser vwfct erhöhte Temperaturfühler und
Au pert/em
ungenügende Vlbrationsfestigkeit auf. <clas Ausgangsslgnal> beeinflußt bei ihm die Montage^-rlage des Kapillarrohrs und der Grundplatte mit der Membran < >.
Dies ist durch die Grundplatte mit der Membran
und das Kapillarrohr bedingt, das mit einer inkompressiblen · Flüssigkeit gefüllt ist, bei welcher der temperaturbedingtβ Volumenzuwachs zu einem zusatzlichen Fehler des Meßumformers führt* Außerdem ruft der unausgeglichene Druck der Säule der lnkompressiblen Flüssigkeit auf das Element, das gegen Druck empfindlich 1st, bei in unterschiedlicher Hohe angeordnetem Fühlelement und Membran eine unerwünschte 2hderung des Ausgangssignals des Meßumformers hervor·
Die zwischen den beiden Hohlräumen bestehende Kapillarverbindung macht die Konstruktion des Meßumformers kompliziert, setzt seine Vibrationsfestigkeit und Zuverlässigkeit herab, erschwertem
(/ei die
Tarleren, Betrieb und Reparatur·
Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt,einen Druckmesser für aggressive Medien so zu vervollkommnen, daß in ihm
das gegen Druck empfindliche Element und die Membraneinheit in einer gemeinsamen Baugruppe vereinigt sind , was die biegsame
die
Kapillarverbindung 2v verzichten und hierdurch Vibrationsfestigkeit, Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit der Einrichtung erhohen. *es ermöglicht auf
. 40988:3/0341
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöstt daß im Druckmesser fur aggressive Medien» der eine Membran aus korrosionsfestem Material» die mit dem aggressiven Medium zusammenwirkt In der Grundplatte befestigt 1st und mit der Grundplatte einen Membranhohlraum bildet, sowie ein elastisches Element enthalt,
einem ■
das gegen Druck empfindlich, in Gehäuse angeordnet, mit-einer Hebelvorrichtung verbunden ist und einen Hohlraum besitzt, der mit dem Membranhohlraum durch eine öffnung in der Grundplatte ο In Verbindung steht , wobei die beiden Hohlräume mit einer Inkompresslblen !Flüssigkeit gefüllt sind, erfindungsgemäß die Grundplatte im Gehäuse befestigt 1st und das Gehäuse in zwei isolierte Kammern unterteilt, in einer deren sich die Membran befindet, wobei diese Kammer mit e lner Öffnung zur Zuführung des ag^esslven Mediums zur Membran versehen ist, wahrend sich in der anderen das elastische Element befindet, das gegen Druck empfindlich und an der in bezug auf die Membran entgegengesetzten Seite der Grundplatte befestigt ist·
Zweckmäßigermeise wird das Gehäuse zylindrisch mit einer
ci-a r in
inneren Ringausdrehung zur Anordnung der Grundplatte ausgeführt, die die Porm einer Scheibe besitzt, wobei die Befestigung der Grundplatte am Gehäuse mittels eines Deckels aus korrosionsfestem Material« der eine Öffnung aufweist, sowie einer Dichtung aus korrosionsfestem Material ausgeführt wird. Vorzugsweise wird die Dichtung am lußenremd
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2A2878? °
der Membran angeordnet*
Der Druckmesser for aggressive Medien, ausgeführt gemäß der vorliegenden Erfindung, besitzt eine erhöhte Meßgenauigkelt dank «ta
Verminderung des, !Temperaturfehlers durch Verringerung des Volumens
eine
das mit der inkompresslblen Flüssigkeit gefüllt ist, sowie er-
M der
honte Vlbrationsfestigkeit und Zuverlässigkeit dank Beseitigung de:
des elastischen Eiemtnies
biegsamen Kaplllarüerbindung zwischen dem Hohlraum^es Faltenbalgs und dem Membranhohlraum.
; Außerdem ist die beschriebene Konstruktion des Meßwandlers
bequem Im Betrieb vrnä gewährleistet leichte gegenseitige Austauschbarkelt der FaIt enbalg-Me oxirane inhalt mit der Grundplatte bei Veränderung der Bereiche des zu kontrollierenden Druckes oder bei Beschädigungen dieser Einheit·
Nachstehend wird die Beschreibung von konkreten Ausführungs— belspielen des Meßumformers fur aggressive Medien unter Bezugnahme auf die Zeichnungen angeführt; es zeigt:
Flg. 1 ^Druckmesser fur aggressive Medien mit einem gegen
Druck empfindlichen FaItenbalgelement, im Längsschnitt;
einen
Fig. 2 - Schnitt des Druckmesser3nach II-II in Fig. 1;
eine „
Flg· 3 - Ausfuhrungsvariantθ des Abschnitts A in Fig· 1. Gemäß Flg. 1 enthält der Druckmesser fur aggressive Medien eine Grundplatte 1 in Form einer Scheibe, eine Membran 2, die aus
korrosionsfestem Material - Tantal - ausgeführt ist sich in einem Abst.and von der Stirnfläche 3 der Grundplatte 1 dank einer zylln-
409883/03Λ1
drlschen Ausdrehung in derselben befindet und an der Grundplatte 1 am .Außenrand 4 der Membran 2 durch Sahweißen befestigt ist· in der anderen Saite der Scheibe 1st ein Vorsprung 5 vorhanden» an dem mit Hilfe ©ines Verfahrens, das die Dichtheit ge~
wahrleistet, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Leimen, ein elastisches Fühlelement - ein faltenbalg 6 - befestigt ist» Hohlräume 7 und 8, die von der 2%mbran 2 (Membranhohlraua) und dei Faltenbalg 6 bei deren Verbindung mit der Grundplatte 1 gebildet sind, stehen durch einen Kanal 9 miteinander in Verbindung
sind „ .
und mit einer lnkompressiblen Flüssigkeit 10 gefüllt, z.B. eine slliz!unorganische Flüssigkeit.
Die Grundplatte 1 ist in einem Gehäuse 11 befestigt, das eine zylindrische Form mit einer Innenausdrehung 12 in der ITahe einer der Stirnflächen zur .anordnung der Grundplatte 1 besitzt·
Es ist ein Deckel 13 vorhanden, der an der Grundplatte 1 angeordnet ist und im Gehäuse 11 eine Kammer 14- zur Zuführung des zu kontrollierenden Druckes zur Membran 2 durch eine Öffnung 15 im Deckel 13 he^e^U Es ist ferner auch ein Deckel 16
vorhanden, der an der anderen Stirnflache des Gehäuses 11 angeord' net ist und eine zweite Kammer 17 grenzt, die mit der Atmosphäre durch eine Öffnung 18 In Verbindung steht« Die Kammer 14 ist von einem Dichtungsring 19 abgedichtet, der aus Fluoroplast besteht und am Außenrond 4 der Membran 2 liegt· Die Kammern 14 und
17 sind durch die Grundplatte 1 voneinander isoliert.
Der Dichtungsring kann auch, zwischen dar Grundplatte und
dem Deckel am Umfang der Grundplatte liegen* Jedoch, ist die Lage des Dichtungsringes 19 am. Außenrand 4- der Membran 2 vorzuziehen·
Aa der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 11 ist eine öffnung 20 vorgesehen, durch welche In die Kammer 17 das eine Ende eines Hebels 21 ragt, dessen anderes Ende sich außerhalb des Gehäuses 11 befindet·
ΏβΣ Hebel 21 geht durch eine Dlchtungsmeiabran 22 hindurch und ist mit ihr durch Schweißen luftdicht verbunden, wobei die eigentliche Membran 22 an Ihrem Außenwand an die Stirnfläche einer Hülse 23 angeschweißt ist, dio (durch Schweißen) am Gehäuse 11 in der öffnung 20 starr befestigt ist. Da3 Innere Ende des Hebels 21 ist durch eine Gewindeverbindung ölt der Stirnfläche des Paltenbalgs 6 verbunden, die von einer Hülse 24· gebildet ist, welche einen mit einem Außengewinde versehenen Tor sprung 25 aufweist.
Das andere, d.h. das Außenende des Hebels 21 1st mit der Stirnfläche eines Buckführungsfaltenbalgs 26 verbunden, der ano einem Kragstück 27 angebracht ist, das an die Hülse 23 angeschweißt ist.
Außerdem 1st an demselben Ende des Hebels 21 mit ihrem einen Ende eine zylindrlische Feder 28 befestigt, deren anderes
Ends an eine Mutter 29 angeschweißt ist, die sich auf einer Schraube 30 bewegt, die in dem Kragstück 27 angeordnet ist« Ferner ist an demselben Ende des Hebels 21 ein Schieber 31
angeordnet, der mit einer Düse 32 zusammenwirkt, die gleichfalls am Kragstack 27 befestigt ist· Die Düse 32steht durch einen Kanal 33 mit einem Eingang 34 eines pneumatischen Relais 35 in Verbindung } dem der Speisedruck aus einem Hauptleitungsnetz (in der Zeichnung nicht dargestellt) durch einen anderen Eingang
36 zugeführt wlrd# Der Ausgang 37 cLes pneumatischen Relais 35 (der gleichzeitig der Ausgang der Einrichtung ist ) steht mittels eines Kanals 38 mit dem inneren Hohlraum des Ruckführungsfaltenbalgs 26 und mit einem Registriergerät (in der Zeichnung nicht dargestellt) in Verbindung« Das Kragstück 27, das pneumatische Relais 35 und das äußere Ende des Hebels 21, die die
/eYl Hebelvorrichtung bilden, sind durch ein Mantel 39 geschützt·
Aus 51Ig♦ 2, die den Druckmesser im Schnitt nach Linie II-II der Pig· 1 darstellt, 1st zu ersehen, daß der Hebel 21 mit euer Traverse 40 versehen ist, an der mit ihren einen Enden biegsame Zugstangen 41 und 42 befestigt sind· Die Zugstangen 41 und 42
sind längs der Achse des Hebels 21 zu beiden Seiten der
Dichtungsmembran 22 angeordnet und befilnden sich in der Ebene, die zur Bewegungsebene des Hebels 21 senkrecht ist. In Pig» 3 ist eine andere Ausfuhrungsvariante der Membran
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2» wiedergegeben, die in diesem EaIl zweischichtig
i3t. Die eine Schicht 43 , die mit
dem aggressiven Medium, zusammenwirkt, besteht aus Tantal und ist korrosionsfest, wahrend die andere Schicht 44 aus aushartbarem Chromnickelstahl ausgeführt und zur Verbesserung der elastischen Eigenschaften der Membran 2* vorgesehen ist.
Die Schichten 43 und 44 werden mit zusammenfallenden Profilen ausgeführt und beim Zusammenbau der Membran 2' aufelnandarpascend vereinigt·
Die zweischichtige Membran 2* kann auch aus einem zweischichtigen Band hergestellt werden, das beispielsweise durch Diffusionsschweißen erzeugt wurde«
Der Druckmesser für aggressive Medien arbeitet folgenderweise
Bei der Zuführung des pneumatischen Speisedruckes zum Eingang 36 (51Ig. 1) des pneumatischen Relais 35 1JEd bei mit der Atmosphäre in Verbindung ziehen/den Kammern 14 und 17 stellt sich am Ausgang 37 des Meßumformers der Anfangswert des Ausgangssignals ein, dessen genaue Größe durch die Lage des Schiebers 31 in bezog auf die Stirnkante der Düse 32 geregelt .wird. Die Hege lung erfolgt durch A*nderung der Spannung der Feder 28 bei Drehung der
Gangschraube 30* die die Mutter 29 verschiebt»
Der zu kontrollierende Druck des aggressiven Mediums wird der Kammer 14 durch die öffnung 15 im Deckel 13 zugeführt. Das aggressive Medium innerhalb der Kammer 14 kontaktiert nur mit dem
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Deckel 13, der Membran 2 und dem Dichtungsring 19· Der Deckel und die Membran 2 sind aus nichtrostenden Stoffen wie Hastelloy, Titan, Tantal, der dichtungsring 19 aus Fluoroplast hergestellt« Dadurch wird die Korrosionsfestigkeit des Meßumformers gewährleistet.
Der Druck des aggressiven MadjLums wird durch die Membran 2 unc die inkompressible Flüssigkeit 10 auf den Faltenbalg 6 übertragen, der diesen Druck in proportionale Kraft usraandelt, die den Hebel 21 um einen gewissen.Winkel ujt? die Drehachse schwenkt, die ^(/ersieh schneidenden Ebene der Dlchtungsmembran 22.™'t der Ebene, die durch die Achsen der zwei biegsamen Zugstangen 41 und 42 (Flg* 2) geht, gebildet wird. Hierbei nähert sich der Schieber 31 (Flg· 1) der Stirnkante der Düse 32 an, wodurch der pneumatische Druck in den Kanälen 33 tmd 38 sowie im Riickfiihrungsfaltenbalg 26 zunimmt*
Auf diese Welse wirken am Hebel 21 In bezug auf dia Drehachse desselben gegeneinander gerichtete Kräftemomente, die vom
VOlT)
Druck des aggressiven Mediums im Faltenbalg 6 und pneumatischen Druck Im Euckfuhrungsfaltenbalg 26 bestimmt werden· Bei Gleichheit der wirkenden Momente 1st der Druck im Faltenbalg 26 und folglich auch am Ausgang 37 des Meßumf oriaer>=s ein Maß des zu kontrollieren-
o den Druckes des aggressiven Mediums«
Der Druckmesser kann auch zur Messung der Differenz zweier Drucke verwendet werden· Hierbei wird der größere von diesen
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Drucken der Kammer 14-, der kleinere der ICammer 17 zugeführt, die für diesen Fall durch Dichtungsringe 4-5 und 46 abgedichtet 1st· Der Faltenbalg 6 wandelt die Differenz der zwei auf ;i>vn wirkenden Drucke in eine dieser Differenz proportionale Kraft um, die nach dem oben beschriebenen Schema und gemäß der erläuterten Wir—
ein
kungswelse in pneumatisches Ausgangssignal dos Meßumformers umgewandelt wird·
Muß ein elektrisches Ausgangs signal fortalert werden, so .wird der Druckmesser nach demselben Schema mit dem. einzigen Unterschied ausgeführt, daß anstatt des Elementes,Düse 32 - Schieber 31' beispielsweise ein induktiver Verschiebungsgeber, anstatt des Faltenbalgs 26 eine beliebige bekannte magnetisch-elektrische Einrichtung und anstatt des pneumatischen Relais 35 ein elaktr©nischer Verstarker verwendet wird. "Siaa derartiges Schema ist beispielsweise im Handbuch "Geratebau und Automatikmittel", Verlag "Maschlnostrojenige", Moskau, 1964, Buch I9 Band II, S· 4-38 beschrieben·
409883/0341

Claims (1)

  1. p...;.-■-:.·.·..::- 14. Juni 1974.
    ZEIL IVhI Π N'
    , ■ P 53 861
    PATEHTMSFBÜCHE
    <( 1«)Druckmesser fur aggressive Medien, der eine Membran aus korrosionsfestem Material, die mit dein aggressiven Medium zusam-
    und
    menwirkt ine/jier Grundplatte befestigt ist und mit der Grundplatte einen Membranhehlraum bildet ein elastisches Element enthält, das
    einen) __
    gegen Druck empfindlich, in Gehäuse angeordnet, mit einer Hebelvorrichtung verbunden 2s t und einen Hohlraum aufweist, der mit dem Membranhühlraum durch eine öffnung in der Grundplatte in Verbindung steht, wobei der gebildete gemeinsame Hohlraum mit einer ink&mpresslblen Flüssigkeit gefüllt ist, dadurch gekennzeichne t ,daß die Grundplatte (1) im Gehäuse
    (11) befestigt 1st und es in zwei isolierte Kammern (14, 17)
    unterteilt, in einer deren sich die Membran (2) befindet, W* ei
    diese Kammer (14) mit einer öffnung (15) zur Zuführung des aggressiven Mediums zur Membran (2) versehen ist, wahrend in der anderen Kammer sich das elastische Element befindet, das gegen Druck empfindlich und an der in bezug auf die Membran (2) entgegengesetzten Seite der Grundplatte (1) befestigt ist·
    für
    2· Druckmesser aggressive Medien nach Anspruch 1, d a —
    durch gekennzeichnet ,daß das Gehäuse (11) eine zylindrische Form hat und mit elnar inneren Blngausdrehung
    cUi-l'n
    (12) zur Anordnung der Grundplatte (1) versehen ist, die die Form einer Scheibe besitzt, wobei die Grundplatte
    4098-83/0341.
    (1) am Gehäuse (11) mittels eines Deckels (13) aus korrosionsfestem Material und einer Dichtung (19) aus korresionsfestern liaterlal befestigt ist.
    3· Druckmesser fur aggressive Medien nach Anspruch Z9 dadurch gekennzeichnet ,das sich die Dichtung (19) am Ecmd (4) der Membran (2) befindet*
    4098S3/0341
DE19742428787 1973-06-18 1974-06-14 Druckmesser fuer aggressive medien Pending DE2428787A1 (de)

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FR2601773B1 (fr) * 1986-07-21 1988-12-30 Commissariat Energie Atomique Capteur de pression pour fluides a haute temperature

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FI184174A (de) 1974-12-19
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FR2233616A1 (de) 1975-01-10
CS168383B1 (de) 1976-05-28

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