DE2452562A1

DE2452562A1 - Pressostat

Info

Publication number: DE2452562A1
Application number: DE19742452562
Authority: DE
Inventors: Asger Kraemer
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1974-11-06
Publication date: 1976-05-20
Also published as: FR2290592B1; SE418776B; JPS5759611B2; SE7512394L; JPS5169177A; DK500275A; GB1531265A; FR2290592A1; DE2452562B2

Description

Die Erfindiong "bezieht sich auf einen Pressostaten mit einem an einer Anlage anzuschließenden Arbeitselement, das eine durch einen Arbeitsbalg o. dgl. definierte Druckfläche hat, einer dem Druck im Arbeitselement entgegenwirkenden Feder und einem in Abhängigkeit von einer Verlagerung der Druckfläche des Arbeitselements ansprechenden Schaltglied, wobei der Arbeitsbalg in einem geschlossenen Schutzraum angeordnet ist, der mit einer durch einen insbesondere zum Arbeitsbalg konzentrischen Zusatzbalg o. dgl. definierten Druckfläche auf das Schaltglied wirkt und in dem ein unterhalb des Umgebungsdrucks liegender Druck herrscht.

Ein derartiger Thermostat ist aus DT-AS 2 125 809 bekannt. Er hat die Aufgabe, beim Überschreiten eines Druckgrenzwerts im Arbeitselement das Schaltglied zu betätigen, beispielsweise um die Anlage abzuschalten und dadurch einen infolge des Überdrucks auftretenden Schaden zu verhindern. Mit Hilfe des Schutzraums ist ferner sichergestellt, daß das Schaltglied auch dann betätigt wird, wenn der Pressostat irgendeinen Schaden nimmt, sei es, daß das Arbeitselement leck wird, sei es, daß der Schutzraum leck wird.

Es sind auch Pressostaten bekannt, die ein Schaltglied betätigen, insbesondere um eine Anlage abzuschalten, wenn ein vorgegebener unterer Grenzwert unterschritten wird. Ein Fehler an einem solchen Pressostaten bildet - im Gegensatz zu einem bei Überdruck ansprechenden Pressostaten - keine direkte Gefahrenquelle.

609821/0036

Der Erfindung liegt die Aufgabe üugiunde, einen Pressostaten anzugeben, der nicht nur beim Unterschreiten eines unteren Druckgrenzwertes, sondern auch sehr bald nach Eintritt eines Schadens am Pressostaten schaltet.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs beschriebenen Thermostaten, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die wirksame Druckfläche des Schutzraums kleiner ist als die wirksame Druckfläche des Arbeitselements und vom Druck im Schutzraum in Richtung der Federkraft belastet ist.

Der Unterdruck im Schutzraum ergibt eine temperaturunabhängige, konstante Kraft, die sich beim Brechen des Arbeitsbalges oder des Zusatzbalges plötzlich erhöht und dadurch die Federkraft verstärkt, wodurch der Pressostat schaltet, obwohl der Druck in der Anlage den unteren Grenzwert nicht unterschritten hat. Auf diese Weise kann ein Fehler dieses Pressostaten recht bald festgestellt werden. Insbesondere bei Fernbedienungsanlagen mit nur gelegentlicher Inspektion ist dies von Vorteil. Aber auch in anderen Fällen ist das rasche Erkennen des Fehlers von Vorteil, beispielsweise dort, wo es störend wäre, wenn durch ein Leck im Pressostaten ein Teil der Anlagenfüllung nach außen dringen könnte.

Eine sehr platzsparende Ausführungsform ergibt sich, wenn der Zusatzbalg konzentrisch innerhalb des Arbeitsbalges angeordnet ist und sich sein Boden auf dem Boden des Arbeitsbalges abzustützen vermag. Der Unterdruck im Schutzraum zieht die beiden sich direkt oder indirekt aufeinander abstützenden Böden gegeneinander.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Pressostat in Kombination mit einem an derselben Anlage anzuschließenden zweiten Pressostaten gleichen Aufbaus verwendet, bei dem aber die wirksame Druckfläche des Schutzraums größer ist als die wirksame Druckfläche des Arbeitselements und vom Druck im Schutzraum entgegen der Federkraft belastet ist, wobei der erste Pressostat beim Unterschreiten eines unteren Druckgrenzwerts und der zweite Pressostat beim Überschreiten eines oberen Druckgrenzwerts der Anlage schaltet. Auf diese Weise ergibt sich eine

6 0 9821/0038

Anlage, die nur innerhalb des vorgeschriebenen Druckarbeitsbereichs und auch nur dann, wenn die überwachenden Pressostaten in Ordnung sind, betrieben werden kann.

Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß die wirksamen Druckflächen mindestens eines der beiden Pressostaten mit Bezug auf den zu überwachenden Druckbereich so bemessen sind, daß bei unter Umgebungsdruck stehendem Schutzraum die dem Normalbetrieb entsprechende Stellung nur mittels eines Anlagendrucks aufrechtzuhalten ist, der jenseits des Druckgrenzwerts des anderen Pressostaten liegt. Damit ist sichergestellt, daß die Anlage nicht trotz eines Schadens des einen Pressostaten in Betrieb bleibt, weil zufälligerweise der Anlagendruck noch genügend groß oder genügend klein ist, um den Pressostaten in seiner normalen Betriebsstellung zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, in welchem der Abschnitt einer Kesselwand mit zwei Pressostaten für die obere und untere Druckgrenze veranschaulicht ist.

In eine Wand 1 eines Kessels 2 einer Anlage, die ein unter Druck stehendes Medium enthält, ist ein erster Pressostat 3 und ein zweiter Pressostat 4 eingesetzt.

Der Pressostat 3 besitzt ein Gehäuse 5 mit einem durch die Wand 1 hindurchgeführten Stutzen 6, auf den eine Mutter 7 aufgeschraubt ist. Im Stutzen ist eine Verbindungsbohrung 8 vorgesehen, die zum Arbeitselement 9 führt. Das Arbeitselement ist durch das Gehäuse 5, einen fest damit verbundenen Deckel 10, einen Arbeitsbalg 11 und einen zugehörigen Boden 12 begrenzt. Der Boden 12 wirkt über ein Ausgangsstellglied 13 auf einen um einen Drehpunkt 14 schwenkbaren Hebel 15, der im Gegensinn durch eine Sollwertfeder 1-6 belastet ist, die sich an einem gehäusefesten, vorzugsweise verstellbaren Widerlager 17 abstützt. Das freie Ende des Hebels 15 wirkt auf einen Mikroschalter 18 mit in der Ruhestellung offenem Kontakt. Zwischen den Deckel 10

6 0 9 8 2 1 / 0 0 3 6

und den Boden 12 ist konzentrisch zum Arbeitsbalg 11, aber innerhalb davon, ein Zusatzbalg 19 mit einem zwischen dem Boden 12 und dem Ausgangsstellglied 13 angeordneten Boden 19a vorgesehen. Zwischen beiden Bälgen befindet sich ein Raum 20, in welchem normalerweise ein unterhalb des Umgebungsdrucks liegender Druck herrscht, wodurch die beiden Böden 12 und 19a gegeneinander gezogen werden.

Für das Arbeitselement 9 ergibt sich eine wirksame Druckfläche D1 j, für den Schutzraum 20 eine kleinere, durch die Differenz der Flächen der Böden 12 und 19a gebildete wirksame Druckfläche D2. Im Normalbetrieb steht die auf die Druckfläche D1 vom Druck im Arbeitselement 9 ausgeübte Kraft im Gleichgewicht mit der Kraft der Feder 16 plus der kostanten, temperaturunabhängigen, vergleichsweise kleinen Kraft, die infolge des unter·dem atmosphärischen Druck liegenden Drucks im Schutzraum 20 auf die Druckfläche D2 ausgeübt wird, plus der Kraft, die vom atmosphärischen Druck auf die äußere Oberseite des Bodens 19a ausgeübt xdLrcL Im Noraalbetrieb ergibt· sich eine Gleichgewichtslage, bei der der Stößel des Mikrοschalters 18 eingedrückt und damit der Schaltkontakt.geschlossen ist. Sinkt der Druck im Kessel 2 unter einen vorgegebenen Wert, öffnet der Mikroachalter 18 und sefest die gesamte Anlage außer Betriebe

Der gleich© Effekt tritt Bin_s \f®rm der Arbeitsbalg 11 oder eine zugehörige Lötstelle bricht» Dann wirkt auch auf die Druckfläche D2 der Kesseldrucko Infolgedessen steigt die in Richtung der Feder wirksame Kraft an, der Boden 12 bewegt sich nach unten und der Mikrpschalter 18 öffnet»

Wenn d©r Zusatzbalg 19 teicht, wirkt auf die gesamt© Oberseite des gemeinsamen Bodens 12 der atmosphärische Bnicko Auch in diesem Fall ist die in Richtung der Feder 16 wirkend© Kraft so groß, daß der Mikroschalter 18 abgeschaltet wird»

Lediglich wenn im Kessel 2 ein sehr hoher Druck herrschen könnt© es geschehen, daß die erstrebte Abschaltung nicht aofort erfolgts, sondern ergt, wenn der Druck im Kessel 2_P allerdings noch innerhalb des normalen Arbeitsbereichs, etwas abgesunken

609821/0036

ist. Dies ist in der Regel zulässig. Ausschließen kann man diesen Fall aber dadurch, daß man die Größenverhältnisse der Druckflächen D1 und D2 mit Bezug auf den zu überwachenden Druckbereich so wählt, daß der Druck, der notwendig wäre, um bei einem Brechen des Zusatzbalges 19 ein Ansprechen des Pressostaten 3 zu verhindern, eine solche Größe hat, daß bei ihm zwangsläufig schon der andere Pressostat 4 angesprochen hätte.

Dieser Pressostat 4 hat wiederum ein Gehäuse 21 mit einem Stutzen 22, der mit einer Mutter 23 versehen ist, sowie eine Verbindungsbohrung 24 aufweist, die zu einem Arbeitselement führt. Letzteres ist durch das Gehäuse 21, einen fest damit verbundenen Deckel 26, einen Arbeitsbalg 27 und dessen Boden begrenzt. Ein Schutzraum 29 wird durch das Gehäuse 21 mit dessen Flansch 30, einen Zusatzbalg 31 und den zugehörigen Boden 32 begrenzt. Letzterer ist mit einem Ausgangsstellglied 33 fest verbunden, das auf dem Boden 28 lediglich aufsitzt. Dieses Ausgangsstellglied 33 wirkt auf einen um einen Drehpunkt 34 schwenkbaren Hebel 35, auf den im Gegensinn eine Sollwertfeder 36 wirkt, die sich an einem verstellbaren Widerlager 37 abstützt. Der Hebel betätigt einen Mikroschalter 38, der einen im Ruhezustand geschlossenen Kontakt hat und mit dem Mikroschalter 18 in Reihe liegt.

Hier ist dem Arbeitselement 25 eine Druckfläche D3 und dem Schutzraum eine wesentlich größere Druckfläche D4 zugeordnet. Im Normalbetrieb steht die Kraft, die vom Druck im Arbeitselement 25 auf die Druckfläche D3 ausgeübt wird, plus die Kraft, die vom unter dem Umgebungsdruck liegenden Druck im Schutzraum 29 auf die Differenz der Druckflächen D4 - D3 ausgeübt wird, im Gleichgewicht mit der Kraft, welche durch die Feder 36 ausgeübt wird und mit der Kraft, welche der Umgebungsdruck auf die Druckfläche D4 ausübt. Sobald der Druck im Kessel 2 einen vorgegebenen Druckgrenzwert überschreitet, schaltet der Mikroschalter 38 die Stromzufuhr zur Anlage ab.

6098 21/0036

Der gleiche Effekt tritt ein, wenn der Arbeitsbalg 27 oder eine zugehörige Lötstelle bricht» Dann wirkt nämlich der Kesseldruck 2 auf die gesamte Druckfläche D4, wodurch das Ausgangsstellglied 33 nach oben bewegt wird.

Wenn der Zusatzbalg 31 bricht, wirkt zu beiden Seiten des Bodens 32 der atmosphärische Druck, so daß der Druck auf die Druckfläche D3 die Federkraft überwindet„

Auch hierbei könnte es sein, daß bei zu niedrigem Druck im Kessel 2 das Abschalten des Mikroschalters 38 nicht sofort erfolgt, sondern erst dann, wenn der Druck, noch innerhalb seines nor» malen Arbeitsbereichs, ansteigt» Dies ist in der Regel zulässig. Ausschließen kann man dies jedoch durch eine entsprechende Bemessung der Druckflächen D3 und D4 derart, daß dann, wenn der Druck im Arbeitselement 25 nicht mehr ausreichen sollte, bei gebrochenem Zusatzbalg 31 den Mikroschalter 38 zu betätigen, der andere Pressostat 3 wegen Unterschreiten des unteren Druckgrenzwerts bereits angesprochen hätte„

Der Pressostat 3 kann auch anders aufgebaut sein» Beispielsweise kann der Zusatzbalg 19 vom Deckel 3 nach oben gehen und der Boden dieses Zusatzbalges dort mit dem Ausgangsstellglied 13 verbunden sein. Es ist auch möglich, die Bälge durch Membranen zu ersetzen.

Statt der Böden 12 und 19a kann auch ein gemeinsamer Boden verwendet werden„

6 098 2 1/0036

Claims

Patentansprüche

f. 1.) Pressostat mit einem an einer Anlage anzuschließenden Arbeitselement, das eine durch einen Arbeitsbalg o. dgl. definierte Druckfläche hat, einer dem Druck im Arbeitselement entgegenwirkenden Feder und einem in Abhängigkeit von einer Verlagerung der Druckfläche des Arbeitselements ansprechenden Schaltglied, wobei der Arbeitsbalg in einem geschlossenen Schutzraum angeordnet ist, der mit einer durch einen insbesondere zum Arbeitsbalg konzentrischen Zusatzbalg o. dgl. definierten Druckfläche auf das Schaltglied wirkt und in dem ein unterhalb des Umgebungsdrucks liegender Druck herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Druckfläche (D2) des Schutzraums (20) kleiner ist als die wirksame Druckfläche (D1) des Arbeitselements (9) und vom Druck im Schutzraum in Richtung der Federkraft belastet ist.
2. Pressostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbalg (19) konzentrisch innerhalb des Arbeitsbalgs (11) angeordnet ist und sich sein Boden (19a) auf dem Boden (12) des Arbeitsbalgs abzustützen vermag.
3. Pressostat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Kombination mit einem an derselben Anlage anzuschließenden zweiten Pressostaten (4) gleichen Aufbaus, bei dem aber die wirksame Druckfläche (D4) des Schutzraums (29) größer ist als die wirksame Druckfläche (D3) des Arbeitselements (25) und vom Druck im Schutzraum entgegen der Federkraft belastet ist, wobei der erste Pressostat (3) beim Unterschreiten eines unteren Druckgrenzwerts und der zweite Pressostat (4) beim Überschreiten eines oberen Druckgrenzwerts der Anlage schaltet.
4. Pressostat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamenDruckflachen (D1, D2; D3, D4) mindestens eines der beiden Pressostaten (3, 4) mit Bezug auf den zu überwachenden

609 821/00 38

Druckbereich so bemessen sind, daß bei unter Umgebungsdruck stehendem Schutzraum (20, 29) die dem Normalbetrieb entsprechende Stellung nur mittels eines Anlagendrucks aufrechtzuhalten ist, der jenseits des Druckgrenzwerts des anderen Pressostaten liegt.

609821/0036