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Sicherheitsdruckfühler Die Erfindung betrifft einen Druckregler oder
Druckbegrenzer mit einem durch einen Sicherheitsdruckfühler betätigharen Schaltmechanismus,
in welchem Druckfühler Messfederrohre oder Membranen angeordnet sind, und der von
ihnen eingeschlossene Raum-evakuiert ist, so dass ein Schaltglied sowohl bei Erreichen
des eingestellten Drucks als auch bei einem Leck des Druck fühlers betätigt wird.
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Bei Druckreglern bzw. Druckbegrenzern besteht ein sicherheitstechnisch
wichtiges Problem darin, die Funktionsfähigkeit und die Dichtheit des Druckfühlers
während des Betriebs ständig zuverlässig überwachen zu können. Bei den bekannten
Druckreglern bzw. Druckbegrenzern sind Sicherheitsdruckfühler entwickelt worden,
die entweder Messfederrohre oder Membranen enthalten. In der DT-OS 2 125 809, DT-OS
2 133 216 und in der DT-OS 2 228 761 sind Sicherheitsdruckfühler mit ineinander
angeordneten Mess federrohren beschrieben.
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Das eine Messfederrohr umgibt das andere Messfederrohr. Der hierdurch
entstandene Zwischenraum ist evakuiert. Infolge dieser Anordnung kann nur das innere
Messfederrohr mit Druck beaufschlagt werden. Da die Oberfläche des inneren essfdvrrohrs
immer kleiner ist als die Oberfläche des äusseren !.essfederrohrs kann dieser Sicheiheitsdruckfühler
nur bei ansteigt gendem Druck oder Leckwerden eines der Messfederrohre funktionieren.
In der DT-AS 2 036 571 ist ein Sicherheitsdruckfü1er
mit Membranen
beschrieben. Die Membranen haben ein Plächenverhältnis, so dass die Sicherheitsfunktion
nur bei ansteigendem Druck bzw. bei einem .Leck in der ersten Membrane erfolgt.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile der bekannten Sicherheitsdruckfühler
zu beseitigen. Mit der Erfindung wird ein Sicherheitsdruckfühler konzipiert, der
je nach Wahl des Flächenverhäitnisses der Messfederrohre oder Membranen bei ansteigendem
Druck oder bei fallendem Druck seine Sicherheitsfunktion erfüllt.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mindestens zwei Messfederrohre
oder Membranen räumlich auseinander, auf der gleichen Achse angeordnet sind, wobei
das Flächenverhältnis der Messfederrohre oder Membranen untereinander frei wählbar
ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1, 2, 3 und 4 einen Sicherheitsdruckfühler indexAusführungsform
mit Messfederrohren; Fig. 5 und 6 einen Sicherheitsdruckfühler in der Ausführungsform
mit Membranen.
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Gemäss Fig. 1 besteht der Sicherheitsaruckfühler aus dem unteren Gehäuse
2 und dem oberen Gehäuse 3. Am unteren Gehäuse 2 ist ein Gewinde 1 vorgesehen, mit
welchem der Sicherheitsdruckfühler an dem zu überwachenden System angeschlossen
wird. Die beiden Gehäuseteile 2 und 3 werden miteinander fest verschraubt.
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Das Gehäuseteil 3 hat an seinem oberen Ende ein Gewinde 3a zur Verbindung
des Sicherheitsdruckfühlers mit dem eigentlichen Druckregler bzw. Druckbegrenzer.
Tm Gehäuse sind das druckbeaufschlägte Messfederrohr 8 und das Sicherheitsfederrohr
9 untergebracht. Diese beiden Federrohre 8, 9 sind um einen Stössel
5,
dessen beiden Enden mit Platten 4, 6 verbunden sind, in der Weise angeordnet, dass
die zugekehrten Enden der Federrohre druckdicht am besonders geformten Zwischenring
10 und die beiden abgekehrten Enden der Federrohre druckdicht an den Platten 4 und
6 befestigt sind. Der von den beiden Federrohren 8, 9 umschlossene Innenraum 11
ist evakuiert. Die Oberfläche des Messfederrohrs 8 ist kleiner als die Oberfläche
des Sicherheitsfederrohres 9. Dies bedeutet, dass der Sicherheitsdruckfühler der
Fig. 1 bei ansteigendem Druck, d.h. bei Ueberschreiten eines Schwellwertes oder
eines Lecks entweder im einen oder anderen Federrohr, seine Schaltfunktion ausübt.
Dies geschieht in der Weise, dass der Druck aus dem zu überwachenden System, was
in der Fig. 1 nicht besonders dargestellt ist, im Raume 12 ansteigt und somit die
gesamte Anordnung 4, 5, 6, 8, 9 nach oben bewegt. In der oberen Platte 6 dieser
Anordnung ist ein -Schaltstift 7 befestigt, welcher durch seine Bewegung in Richtung
des Pfeils S einen nicht dargestellten Schaitmechanismus betätigt. Ein solcher Schaltmechanismus
ist allgemein bekannt und wird daher nicht mehr erklärt. Sollte im Laufe der Betriebsjahre
ein Leck in dem einen oder anderen Federrohr 8 oder 9 auftreten, entsteht im Raum
11 ein Druckanstieg, welcher sich auf die grössere Oberfläche des Sicherheitsfederrohres
9 auswirkt, so dass der Schaltstift 7 den Schaltmechanismus in Pfeilrichtuny S betätigt
und Alarm auslöst.
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Fig. 2 zeigt den gleichen Aufbau wie in der Fig. 1, nur mit dem Unterschied,
dass das Messfederrohr 8 eine grössere Fläche hat als das Sicherheitsfederrohr 9.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 betätigt seinen Schaltstift 7 in Richtung des
Pfeils S bei absinkendem Druck im Raum 12 oder bei Entstehung eines Lecks im einen
oder anderen Federrohr 8, 9 infolge der Auswirkung auf die grössere Oberfläche des
Messfederrohres 8.
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Die Fig. 3 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in den Fig.
1 und 2, nur mit dem Unterschied, dass die Federrohre 8, 9 nicht mehr über einem
Zwischenring in Verbindung stehen sondern mit ihren zugekehrten Enden direkt zusammengesetzt
sind. Der Druckraum 12 wird durch eine Hülse 13 gebildet, welche mit ihrem einen
Ende am unteren Gehäuseteil 2 druckdicht und mit ihrem anderen Ende an der Stossstelle
der beiden Federrohre 8, 9 ebenfalls druckdicht befestigt ist. Der Innenraum 11
ist ebenfalls, wie schon vorher erwähnt, evakuiert. Die Abpumpstelle zur Erzeugung
des Vakuums wird durch einen bekannten Kugelverschluss 14 abgedichtet. Dieses Ausführungsbeispiel
zeichnet sich aus durch vereinfachte Einzelteile, so dass die Herstellung wegen
der verwendeten einfachen Ziehteile eine wesentliche Verbilligung darstellt. Gemäss
Fig. 3 hat das Messfederrohr 8 eine kleinere Oberfläche als das Sicherheitsfederrohr
9. Daher funktioniert diese Ausführungsform bei ansteigendem Druck im Raum 12, der
durch das zu überwachende System entsteht, oder durch ein Leck in.den Federrohren
8 oder 9 durch ansteigenden Druck im Raum 11.
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Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches in seiner Herstellung
in gleicher Weise einfach und preiswert ist wie schon im Zusammenhang mit der Fig.
3 gesagt wurde.
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Die Fig. 4 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie in der Fig. 3
nur mit dem Unterschied, dass die Oberfläche des Messfederrohrs 8 grösser ist als
die Oberfläche des Sicherheitsfederrohrs 9 und beispielsweise durch eine Schweissstelle
24 mit dem Stössel 5 verbunden ist. Hierdurch spricht das Ausführungsbeispiel der
Fig. 4 bei fallendem Druck im Raum 12 oder-bei Entstehung eines Lecks in dem Federrohr
8 oder 9 an.
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Zusammenfassend kann über die Ausführungsformen der Fig.
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1 - 4 gesagt werden, dass durch die besondere Anordnung der
Federrohre
8, 9 und somit durch die freie Wahl ihres Flächenverhältnisses zueinander Sicherheitsdruckfühler
realisiert sind, welche bei steigendem Druck oder bei fallendem Druck ihre Sicherheitsfunktionen
ausüben.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. 5 zeigt einen Sicherheitsdruckfühler,
der anstelle der Federrohre Membranen 20 und 21 enthält. Dieses Ausführungsbeispiel
ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie die vorher diskutierten Beispiele.
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Für die gleichen Vorteile sind auch die gleichen Bezugsnummern verwendet
worden. Die Messmembrane 20 ist mit ihrem Rand druckdicht an Hülse 13 und Gehäuseunterteil
2 befestigt.
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Die Membrane drückt gegen den Stössel 5. Die Sicherheitsmembrane 21
ist mit ihrem Rand druckdicht am anderen Ende der Hülse 13 befestigt. Ihr Innenrand
ist am oberen Teil des Stössels 5 ebenfalls druckdicht befestigt. Eine Platte 22
stützt die Sicherheitsmembrane 21 ab. Diese Platte wird mittels der Mutter 23 in
ihre vorbestimmte Position gehalten.
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Da die Oberfläche der Messmembrane 20 kleiner ist als die Oberfläche
der Sicherheitsmembrane 21 wird der nicht dargestellte Schaltmechanismus durch den
Schaltstift 7 in Richtung des -Pfeils S betätigt, sobald der Druck im Raum 12, vom
nicht gezeichneten zum überwachenden System herkommend, ansteigt. Ebenfalls wird
der Schaltmechanismus durch den Schaltstift 7 betätigt, wenn in der Membrane 20
oder 21 ein Leck entsteht. Der Raum 11 ist evakuiert und über den Kugelverschluss
14 abgeschlossen.
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Die Fig. 6 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie in der Fig. 5,
lediglich mit dem Unterschied, dass die Messmembrane 20 eine grössere Oberfläche
bestitzt als die Sicherheitsmembrane 21 und beispielsweise durch die Schweissstelle24
mit dem Stössel 5 verbunden ist. Der Sicherheitsdruckfühler der Fig. 6 betätigt
daher den Schaltmechanismus in Richtung des Pfeils S nur wenn im Raum 12 der Druck
abfällt oder wenn in der Membrane 20 oder 21 ein Leck entsteht.
Zusammenfassend
wird noch darauf hingewiesen, dass die Membranausführung eine härtere Charakteristik
aufweist als die Federrohrausführung.