DE2633850A1

DE2633850A1 - Magnetisches druckanzeigegeraet

Info

Publication number: DE2633850A1
Application number: DE19762633850
Authority: DE
Inventors: Bernard F Silverwater
Original assignee: Pall Corp
Current assignee: Pall Corp
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1976-07-28
Publication date: 1977-02-24
Also published as: CA1075979A; SE7608818L; NL184644B; FR2320541A1; JPS5221881A; FR2320541B1; ZA764753B; NL7608773A; BE845011A; DE2633850C2; BR7605173A; IT1073723B; MX148590A; GB1525350A; AU1658676A; NL184644C; US4026153A; JPS57186837U

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. P. WiRTH · Dr. V. SCHM!ED-KOWARZIK Dipl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD · Dr. D. GUDEL

281134 6 FRANKFURT/M.

TELEFON (0611)

287014 GR ESCHENHEIMER STR.39

Gu/ki Ref.: 2-217 West

26. Juli 1976

PALL CORPORATION

30 Sea Cliff Avenue

Glen Cove, New York 11542

USA

Magnetisches Druckanzeigegerät

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Druckanzeigegerät,.

In jedem System, in dem ein Fluid, beispielsweise ein Hydraulikfluid oder dergleichen, durch ein Filter geleitet wird, werden herkömmlicherweise Einrichtungen angebracht, die eine Anzeige abgeben, wenn das Filterelement beladen bzw. verbraucht ist und ersetzt werden muß. Weil der Druckverlust über den Filter proportional zur Ansammlung von

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Verunreinigungen am Filter ansteigt, kann eine geeignete Anzeige durch ein Anzeigegerät erreicht werden, das betätigt wird, wenn der Druckabfall am Filter einen vorbestimmten Wert erreicht. Viele Typen derartiger Geräte sind erhältlich, bei denen die Anzeigemittel mechanisch, elektrisch oder auf andere Art und Weise betätigt werden.

Eine einfache und sehr erfolgreiche Type eines Anzeigegerätes ist der magnetische Druckanzeiger gemäß US-PS 2,942,572, der auf die Anmelderin zurückgeht. Bei diesem Gerät ist ein erstes magnetisches Mittel so angeordnet, daß ein zweites magnetisches Mittel angezogen wird, so lange die beiden Mittel einen Abstand kleiner als ein vorbestimmter Wert voneinander einnehmen. Das zweite magnetische Element wird in einer Anzeigelage vorgespannt, sofern dieser Abstand überschritten wird. Das erste Magnetelement wird mit einem Kolben bewegt, der auf Druckschwankungen anspricht. Das erste magnetische Element wird normalerweise auf das zweite magnetische Element hin vorgespannt, und zwar mit einer vorbestimmten Kraft. Das zweite magnetische Element ist auch mit einem Kolben beweglich. Während es am ersten magnetischen Element über die magnetische Anziehungskraft anliegt, wenn der erwähnte Abstand klein genug ist, wird es normalerweise in eine Richtung weg vom ersten magnetischen Element vorgespannt, und zwar mittels einer Kraft, die die magnetische Anziehungskraft übersteigt, wenn die beiden magnetischen Elemente um mehr als den vorbestimmten Abstand voneinander entfernt werden.

Ein besonderer Vorteil dieses magnetisch arbeitenden Anzeigegerätes liegt darin, daß das Abdichten des zweiten magnetischen Elementes vom fluiden System leicht möglich ist, so daß Lecks wirksam beim Anzeigegerät verhindert werden. Das zweite magnetische Element kann auf Änderungen in den magnetischen Kräften ansprechen, die durch die Wand übermittelt werden,

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die es vom fluiden System abdichten. Die Größe der magnetischen Anziehungskraft verglichen mit der durch eine Feder bewirkten Vorspannungskraft bestimmt den vorbestimmten Druckabfall bzw. die vorbestimmte Druckdifferenz, bei der die Einrichtung betätigt wird. Die Einrichtung kann also so angeordnet werden, daß sie bei jeder beliebigen Druckdifferenz durch einfache Einstellung dieser Kräfte betätigt wird.

In der herkömmlichen Form steht das zweite magnetische Element dieser Einrichtung nach der Betätigung aus dem Gehäuse vor. Bei einer anderen Ausführungsform gibt das zweite magnetische Element bei Betätigung ein elektrisches Signal ab. In beiden Fällen kann die Einrichtung wieder zurückgestellt werden, wozu lediglich das zweite magnetische Element zurück zum ersten magnetischen Element bewegt werden muß, und zwar in eine Lage, in der die Magnetkraft wieder stärker ist als die vorspannende Federkraft.

Abänderungen und Verbesserungen eines derartigen magnetischen

Druckdifferenzanzeigegerätes nach der erwähnten US-PS 2 942

sind in den US-PS«en 3 077 176, 3 209 721, 3 140 690, 3 785 und 3 815 542 beschrieben.

Es ist in hydraulischen Systemen und ähnlichen fluiden Systemen mit geschlossenem Kreislauf oft erwünscht, das Fluid entweder vor oder hinter dem Druckanzeigegerät, welches betätigt wird, zu untersuchen, um den Zustand des Fluids zu bestimmen. Diese Untersuchung ermöglicht die Bestimmung, wann das Fluid beispielsweise erneuert werden muß.

Derartige Untersuchungen sind möglich, wenn eine Öffnung hierfür in der fluiden Leitung vorgesehen ist. Dies erfordert, daß die Leitung an der Öffnung leicht zugänglich ist. Weil hydraulische Systeme und ähnliche fluide Systeme normalerweise vollständig verdeckt angeordnet sind, bedeutet dies,

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daß eine Zweigleitung oder Bypassleitung zum Ort der Probenentnahme geführt werden muß. Dies kann jedoch nachteilig sein, insbesondere bei Flugzeugen, wo nicht viel Raum zur Verfügung steht und die Anzahl zugänglicher Stellen stark begrenzt ist.

Ein magnetisches Anzeigegerät für Druckunterschiede befindet sich normalerweise an einer zugänglichen Stelle, weil das Gerät nach der Betätigung abgelesen werden muß. Es muß dann wieder zurückgestellt werden. Weil das Anzeigeelement vollständig von der fluiden Leitung abgedichtet ist und das Anzeigeglied, welches die Druckdifferenz anzeigt, in fluider Verbindung mit zwei Abschnitten der fluiden Leitung steht, beispielsweise der stromaufgelegenen Seite eines Filters und der stromabgelegenen Seite eines Filters, oder einer anderen Einrichtung, an der der Druckabfall gemessen werden muß, bietet das Druckanzeigegerät eine ideale Stelle für die Probenentnahme des Fluides.

Erfindungsgemäß sind eine oder zwei Öffnungen zur Probenentnahme im Gehäuse für ein magnetisches Druckdifferenz-Anzeigegerät der in den vorstehend erwähnten Patenten beschriebenen Typen vorgesehen, um ein Fluid in der Leitung entnehmen zu können, und zwar entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Gerätes, wie dies gewünscht wird. Dadurch befindet sich die Öffnung für die Probenentnahme an einer zugänglichen Stelle. Es brauchen keine speziellen öffnungen für die Probenentnahme vorgesehen zu werden und auch keine Leitungen im fluiden System, woraus sich wiederum Abdichtprobleme ergeben würden. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird wenig Platz benötigt, weil ein und dieselbe Stelle sowohl für die Anzeige einer Druckdifferenz wie auch für die Probenentnahme verwendet werden kann.

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Erfindungsgemäß ist ein magnetisches Anzeigegerät für einen Differenzdruck mit einer Einrichtung zur Probenentnahme vorgesehen, wodurch das Fluid des Systemes entweder stromauf oder stromab des Anzeigegerätes abgezogen werden kann, und zwar ohne die Anzeige des Gerätes zu beeinträchtigen. Die Einrichtung zur Probenentnahme umfaßt einen Verschlußstopfen für die Probenentnahme, über den ein beliebiger Betrag des Fluides unter dem Druck des Systems bei beliebiger Ausrichtung des Anzeigegerätes im Betriebszustand entnommen werden kann. Gleichzeitig bleibt die Bewegung der Anzeigeeinrichtung in ihrer normalen Anzeigelage bei oder nach der Probenentnahme möglich.

Der Ausdruck "magnetisch" umfaßt im Rahmen der Anmeldungsunterlagen sowohl Materialien, die permanent magnetisch sind, wie auch Materialien, die von Magneten angezogen werden, und zwar unabhängig davon, ob sie permanent oder zeitweise dabei magnetisiert werden.

Der magnetische Druckanzeiger nach der Erfindung umfaßt ein Gehäuse und in dem Gehäuse ein erstes Magnetelement, welches sich unter Abstand von einem zweiten Magnetelement befindet und dieses anzieht oder abstößt. Das zweite Magnetelement kann auch ein Anker sein. Wesentlich ist es, daß beide Magnetelemente oder das erste Magnetelement und der Anker sich innerhalb ihrer gegenseitigen magnetischen Kraftfelder befinden. Das zweite Magnetelement wird normalerweise in einer ersten Lage gehalten. Erste Vorspannmittel sind vorgesehen, um das erste Magnetelement auf das zweite Magnetelement oder den Anker hin oder von ihm weg vorzuspannen. Zweite Vorspannmittel sind vorgesehen, um das zweite Magnetelement aus der ersten Lage in eine Anzeigelage zu bringen, falls der Abstand zwischen den beiden Magnetelementen sich ändert.

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Das erste Magnetelement kann mit einem ersten Kolben bewegt werden oder ist ein erster Kolben. Der Kolben ist abhängig von Druckänderungen beweglich. Er wird normalerweise auf das zweite Magnetelement oder den Anker zu oder von ihm weg vorgespannt, und zwar mit einer vorbestimmten Kraft.

Das Gehäuse hat wenigstens zwei Anschlüsse für fluide Leitungen zum Anschluß beispielsweise an verschiedene Teile des fluiden Systems, wobei der Druckunterschied zwischen diesen Teilen vom Anzeigegerät nachgewiesen werden soll. Einer der Anschlüsse führt zu einer Seite des ersten Kolbens und der andere Anschluß zur anderen Seite des ersten Kolbens. Der erste Kolben kann vom zweiten Magnetelement oder Anker abhängig vom Leitungsdruck in den beiden Leitungsverbindungen weg bewegt oder darauf zu bewegt werden. Wenigstens eine öffnung für die Probenentnahme ist im Gehäuse vorgesehen, und zwar in Strömungsverbindung mit einer der beiden Leitungsverbindungen für das Fluid. Falls erwünscht, können zwei Öffnungen zur Probenentnahme vorgesehen sein, und zwar eine in Strömungsverbinduhg mit einer der Leitungsverbindungen und die zweite in Strömungsverbindung mit der anderen Leitungsverbindung für das Fluid.

Das zweite magnetische Element ist mit einer Kugel beweglich oder ist eine Kugel oder ein zweiter Kolben. Es wird über magnetische Anziehungskraft zum ersten Magnetelement oder zum Anker hingezogen, wenn es sich nahe genug daran befindet. Normalerweise wird es in einer Richtung hinweg vom ersten Magnetelement oder Anker vorgespannt, und zwar über eine Kraft, die die magnetische Anziehungskraft vom ersten Magnetelement oder Anker übersteigen kann, falls ein vorbestimmter Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetelement oder Anker besteht.

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Das erste und das zweite Magnetelement sind jeweils beweglich. Sie können Magnete sein oder von Magneten angezogen werden«, Der Anker ist stationär bzw. gehäusefest und befindet sich dazwischen, wobei er die Magnetelemente auf vorbestimmtem Abstand hält, der wenigstens der Abstandsdimension des Ankers entspricht. Der Anker kann ein Magnet sein oder kann von Magneten angezogen werden, so daß wenigstens eines der Magnetelemente zum Anker gezogen wird. Das andere Magnetelement kann zum Anker gezogen werden oder zu einem anderen Magnetelement. Es kann auch vom Anker oder vom anderen Magnetelement abgestoßen werden.

Wenigstens eines der beiden Magnetelemente und der Anker sind ein Magnet. Es wird bevorzugt, wenn zwei dieser Elemente in beliebiger Kombination Magnete sind. Falls es gewünscht wird, können alle drei Elemente Magnete sein. Drei Magnete sind jedoch nicht immer so vorteilhaft wie zwei Magnete. Der Anker kann auch aus nicht magnetischem Material bestehen.

Wenn der Anker ein Magnet ist und das erste und zweite Magnetelement lediglich vom Anker angezogen v/erden, funktioniert die Einrichtung, weil das erste Magnetelement das magnetische Feld zwischen dem Anker und dem zweiten Magnetelement ändert, wenn es sich vom Anker hinweg oder auf den Anker zu bewegt.

Der Anker (keeper) dient normalerweise als Trennwand zwischen dem ersten und zweiten Magnetelement. Er verhindert eine fluide Verbindung zwischen den Räumen, in denen sich die Magnetelemente bewegen. Der Anker kann ein Stück sein, welches zwischen diesen Räumen eingepaßt ist. Er kann auch ein einstückiges Teil des Gehäuses sein, welches die Räume ausbildet. Wenn die Räume Bohrungen sind, die herkömmlicherweise koaxial zueinander verlaufen, kann der Anker die beiden Teile der Bohrung voneinander abdichten und trennen. Dadurch wird ein Paar von Sackbohrungen ausgebildet, in denen sich

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die beiden Magnetmittel oder Magnetelemente bewegen.

Das erste Magnetelement kann hin und her bewegt werden, und zwar abhängig von Änderungen im fluiden Druck, der an den einander entgegengesetzten Enden entweder des Magnetelementes oder des Elementes anliegt, an oder in dem es getragen wird. Es kann also eine beliebige von mehreren Formen annehmen. Es kann beispielsweise ein Kolben oder einen Teil eines Kolbens ein, wie dies zeichnerisch dargestellt ist, oder es kann ein Zylinder sein. Der Druck wird dann an die Enden des Kolbens an einander entgegengesetzten Enden des Zylinders angelegt. Es kann auch die Form eines Kolbens oder eines Teils eines Kolbens mit großer Oberfläche sein, beispielsweise eine biegsame Scheibe oder eine Membran, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 077 176 geschildert ist, oder ein Faltenbalg.

Das zweite Magnetelement kann so angeordnet sein, daß es sich kolbenartig hin und her bewegt, oder wie ein Ball dreht, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 815 542 gezeigt ist. Es kann auch die Form eines Kolbens haben. Es kann so angeordnet sein, daß es aus dem Gehäuse des Anzeigegerätes vorsteht, um eine visuelle Anzeige zu geben. Es kann auch so angeordnet sein, daß es einen Schalter betätigt, wie dies die US-PS 3 077 854 beschreibt, oder es kann ein Anzeigeelement bewegen, beispielsweise einen Zeiger oder magnetische Fasern, und zwar direkt oder magnetisch. Das zweite Magnetelement kann auch eine Kugel sein, es kann in einer Kugel getragen werden oder auch an einer Kugel.

Die Vorspannmittel für den ersten und den zweiten Kolben können Federn sein, beispielsweise eine Spulenfeder, eine Fingerfeder, eine wellenförmige Feder, eine konische Feder oder eine ringförmige Scheibenfeder, beispielsweise eine Tellerfeder. Die Vorspannmittel können auch ein dritter Magnet

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sein, wie dies die US-PS 3 140 690 beschreibt. In diesem Fall kann eine Feder eingeschlossen oder weggelassen werden.

Die Öffnung zur Probenentnahme kann an einem beliebigen Teil des Gehäuses oder eines Gehäuseteils vorgesehen sein, in dem das erste und/oder das zweite Magnetelement sich befinden. Die Öffnung steht in Strömungsverbindung mit einer der Leitungsverbindungen, die zu beiden Seiten des ersten Magnetelementes führen. Zwei Öffnungen für Probenentnahmen können vorgesehen sein, und zwar eine in Strömungsverbindung mit einer Leitungsverbindung und eine in Strömungsverbindung mit einer anderen Leitungsverbindung. Eine oder mehrere Durchgangsbohrungen können in das Gehäuse gebohrt oder geschnitten sein oder auch geformt sein, wobei die Leitungsverbindung für das Fluid an einem Ende angezapft wird. Oder es wird eine dahin führende Leitung angezapft, die sich zur Außenseite des Gehäuses am anderen Ende erstreckt.

Diese Können nur teilweise eingedreht oder ausgeschnitten sein, so daß der verbleibende Teil ausgeschlagen wird, um beliebig viele Öffnungen bezüglich beliebig vielen fluiden Leitungen, die angezapft werden sollen, zu öffnen.

Die offenen Öffnungen werden durch Probenstopfen abgeschlossen, die entfernt werden, wenn die Leitung angezapft v/erden soll. Bezüglich der Stopfen können beliebige Konstruktionen verwendet werden, die leicht lösbar am Gehäuse befestigbar sind, beispielsweise durch Gewinde, einen Bajonettverschluß, durch Klammern oder durch einen Stift.

Die Öffnung für die Probenentnahme kann auch mit einem Probenventil versehen sein, beispielsweise einem Kugelventil, einem Tellerventil, einem Schirmventil oder einem Kolbenventil. Eine bevorzugte Form eines solchen Ventils wird zeichnerisch dargestellt.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Druckanzeigegerät nach der Erfindung, wobei der Stopfen und die Öffnung für die Probenentnahme vom Gehäuse vorstehen, in dem sich die Anzeigeeinrichtung befindet;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt längs der Linie 2-2 von Fig.

Das Druckanzeigegerät enthält ein erstes Magnetelement 1 und ein zweites Magnetelement 2, die koaxial an einander entgegengesetzten Seiten einer Trennwand oder eines Ankers aus magnetischem Material innerhalb eines Gehäuses 4 montiert sind. Das Gehäuse kann aus magnetischem oder nicht magnetischem Material bestehen. Die Magnetelemente 1 und 2 sind nahe an der Wand oder dem Anker 3 positioniert, wobei ihre Magnetpole einander entgegengesetzt sind, so daß beide Magnetelemente auf die Wand durch die sich ergebende magnetische Anziehungskraft zwischen den Elementen hingezogen werden. Die Magnetelemente 1 und 2 bestehen vorzugsweise aus permanent magnetischem Material, beispielsweise Alnico VI, Alnico VIII, keramisch-magnetischem Material oder dergleichen. Das Magnetelement 2 kann aber auch aus geeignetem magnetischen Material bestehen, beispielsweise Eisen. Die Wand 3 ist aus geeignetem magnetischen Material geformt, beispielsweise Eisen. Sie kann aber auch aus nicht magnetischem Material bestehen.

Das Magnetelement 1 ist in einem Kolben 5 montiert. Beide Teile werden gleitend in einer zylindrischen Bohrung 6 im Gehäuse 4 gehalten. Sie werden auf die Wand oder den Anker 3 über Vorspannmittel 7 gedruckt, die bei der gezeichneten Ausführungsform als Spulenfeder ausgebildet sind.

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Der Kolben 5 und das Magnetelement 1 können auch einstückig aus Magnetmaterial sein. Um zu verhindern, daß das Fluid aus der Kammer 8 am Außenende der Bohrung 6 in den Raum 9 am Innenende strömt, ist eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen der Bohrung 6 und dem Kolben 5 mittels eines O-Ringes 10 und eines Ringes 11 aus Polytetrafluoräthylen oder einem anderen geeigneten Material für eine Unterlegscheibe vorgesehen. Die Abdichtung kann auch durch enge Toleranzen zwischen Kolben und Bohrung bewirkt werden, wobei dann die Abdichtringe entfallen. Die Spulenfeder 7 wird nach dem gewünschten Betätigungsdruck ausgewählt, so daß der Kolben 5 von der Wand 3 in der Bohrung 6 sich weg bewegen kann, wenn der Druck an diesem Ende des Kolbens 5 den Druck am anderen Ende um einen Betrag übersteigt, der dem Betätigungs-Differentialdruck entspricht.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Druckanzeigegerät so angeordnet, daß der Druckabfall an einer den Druck beeinflussenden Komponente, beispielsweise einem Filter, gemessen wird. Diese Komponente ist nicht dargestellt, entspricht jedoch der Anordnung nach der USrPS 2 942 572. Ein unter Druck stehendes Fluid wird also an die Komponente, beispielsweise einen Filter, über eine nicht gezeigte Einlaßleitung zugeführt und tritt an der anderen Seite der Komponente durch eine nicht gezeigte Auslaßleitung aus. Die Bohrung 12· in der Kappe 17 steht in Strömungsverbindung mit der Filtereinlaßleitung an der stromaufgelegenen Seite des Filters. Über sie wird der Flüssigkeitsdruck in der Einlaßleitung über eine Umfangsrille 14 und eine Bohrung 15 im Gehäuse 4 zum Raum 9 an der Innenseite des Kolbens 5 geleitet, während die Kammer 8 am anderen Ende des Kolbens 5 in einer Druckverbindung mit der Auslaßleitung an der stromabgelegenen Seite des Filters über die Bohrung 13 steht. Die Druckdifferenz zwischen der.Einlaßleitung und der Auslaßleitung ist ein Maß für den Druckabfall an dieser Komponente und damit auch für das Verstopfen des Filters oder der den

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Druck beeinflussenden Komponente. Die unterschiedlichen Drücke werden somit den entgegengesetzten Seiten des Kolbens 14 mitgeteilt.

Um zu verhindern, daß durch das zuströmende Fluid an der stromaufgelegenen Seite des Filters mitgeführter Schmutz die Bohrung 15 und/oder die Bohrung 6 und den Raum 9 verstopft, wodurch möglicherweise die Bewegung des Kolbens behindert würde, ist ein geeignetes ringförmiges Filterelement 16, beispielsweise aus gesintertem Drahtgewebe, über die Außenseite des Gehäuses 4 und quer über das innere Ende der Bohrung 12 in der Strömungsleitung zur Rille 14 eingesetzt.

Für eine leichte Montage des Kolbens 5 ist das offene Ende der Bohrung 6 mittels der Kappe 17 geschlossen. Die Basis der Feder 7 wird von der Kappe gegen eine Anlagefläche des Kolbens 5 gedrückt. Die Kappe ist ständig mit dem Gehäuse 4 verbunden. Die Feder kann auch vom Gehäuse, in dem das Anzeigeelement sich befindet, gehalten werden. In diesem Fall kann die Kappe entfallen.

In das Gehäuse 4 sind zwei Bohrungen 19 und 20 für die Probenentnahme eingelassen. Die Bohrung 19 am Innenende steht in einer Stremungsverbindung mit einer Bohrung 21, die sich parallel zur Bohrung 6 erstreckt und in die Rille 24 öffnet, die ihrer seits in einer Strömungsverbindung mit der Einlaßleitung stromauf des Filters 16 über die Bohrung 12 steht. Die Bohrung 19 hat ein Innengewinde 22, in die eine Abschlußschraube 23 für die Probe eingeschraubt ist. Die Abschlußschraube ermöglicht es, Fluid von der stromauf befindlichen Leitung über die Bohrung 19 abzuziehen. In der Zeichnung ist die Bohrung 20 geschlossen und wird nicht benutzt.

Die AbSchlußschraube 23 hat eine Mittelbohrung 30. Das Innenende der Bohrung 30 hat einen Teil 31 mit einem verringerten

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Durchmesser mit einem Eintrittsteil 32 am Auslaß 33. Gegen die Innenfläche des Eintrittsteiles wird eine Spulenfeder oder Druckfeder 34 gedrückt, die als Rückschlagventil eine Kugel am anderen Ende trägt. Eine Einschnürung 36 in der Leitung ergibt einen Ventilsitz 37, gegen den die Kugel 35 normalerweise leckdicht mittels der Feder 34 gedrückt wird. Dadurch wird die Mittelöffnung 30 der At»Schlußschraube 23 abgedichtet.

An der anderen Seite der Einschnürung 36 in der Leitung 30 ist eine Spulenfeder 38 eingesetzt, die auch als Druckfeder ausgebildet ist. Sie trägt ein Ventilbetätigungselement 40. Das Betätigungselement hat einen Kopf 41, der einen Schlitz und einen Schaft 43 aufweist. Das Kopfende der Feder 38 liegt an der Innenfläche des Kopfes 41 am Schlitz 44 des Schaftes 43 an. Eine Bewegung des Betätigungselementes 40 gegen die Feder 38 durch die Leitung 36 derart, daß das Ende des Schaftes 43 sich an der Kugel 35 anlegt, bewegt die Kugel nach innen, und zwar vom Ventilsitz 37 hinweg, wodurch die Leitungen 36 und 30 geöffnet werden und einen fluiden Strom aus der Bohrung 21 ausbilden. Das Betätigungsglied 40 wird jedoch normalerweise in der inaktiven Lage über die Feder 38 gehalten, die in den Figuren dargestellt ist, so daß das Ventil geschlossen bleibt.

Die Abschlußschraube hat eine Kappe 45 mit einem Gewindeschaft 46, der in das Innengewinde 47 am äußeren Ende der Mittelöffnung 30 eingeschraubt ist. Eine Dichtung 48 mit einem V-Ring oder einem O-Ring ist zwischen der Kappe 45 und dem Einlaßende 49 der Leitung eingesetzt, wodurch das Außenende der Leitung 30 abgedichtet wird, wenn die Abschlußschraube dicht nach unten auf die Gewindegänge geschraubt worden ist. Die AbSchlußschraube ist somit an zwei Stellen abgedichtet, nämlich am Ventil 35 und an der Kappe 45.

Wird die Kappe entfernt, so wird das Betätigungsglied 40 zugänglich. Durch Einsetzen eines hohlen, konischen Paßstücks

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50, welches gestrichelt eingezeichnet ist, in das Einlaßende 49 der Leitung 30 am Innengewinde der Leitung wird die Kante der konischen Spitze 51 in Kontakt mit dem Umfang des Kopfes 41 am Betätigungsglied 40 für das Ventil gebracht. Wird die Spitze 51 des Hohlkonus 50 weiterhin nach innen bewegt, so wird das Betätigungsglied 40 nach innen geschoben. Schließlich berührt der Schaft 43 das Ventil 45 und öffnet das Ventil, indem die Kugel nach innen bewegt wird. Das Fluid strömt dann über den Schlitz 42 in das Innere des Konus und strömt aus der Abschlußschraube .23 aus. Der Betrag der nach innen gerichteten Bewegung des Hohlkonus 50 bestimmt den Betrag der Öffnung des Ventils, und zwar entsprechend der nach innen gerichteten Bewegung des Ventilbetätigungsgliedes. Es kann also jeder gewünschte Öffnungsgrad erhalten werden, nämlich für einen langsamen oder auch schnellen Fluidstrom, und um ein vorbestimmtes Volumen des Fluids zu entnehmen, wie dies gerade gewünscht wird. Nach der Probenentnahme kann der Hohlkonus entfernt werden,und die Kappe 45 wird wieder aufgeschraubt.

Die in den Figuren gezeigte Vorrichtung kann leicht abgeändert werden, um zwei Abschlußschrauben zur Probeentnahme aufzuweisen, und zwar einen, um das Fluid stromauf, und einen, um das Fluid stromab zu entnehmen. Dies wird dadurch getan, daß die Öffnung 20 geöffnet wird und eine AbSchlußschraube dort eingesetzt wird, die mit derjenigen Abschlußschraube übereinstimmt, die in den Figuren für die Probeentnahme an den stromab gelegenen Bohrungen 13 und 12 vorgesehen ist. Das Innenende der Bohrung 20 steht in Strömungsverbindung über die Bohrung 25, die ihrerseits in die Bohrung 6 an der Kammer 8 öffnet.

Alternativ kann die Abschlußschraube 23 in die Bohrung 20 anstatt in die Bohrung 19 eingesetzt werden, wodurch die Bohrung 19 geschlossen wird. Es wird dann das Fluid lediglich stromab entnommen.

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Es kann also das Fluid stromauf oder stromab oder stromauf und stromab entnommen werden, wie dies beschrieben wurde.

Die Wand bzw. der Anker 3 ist ein einstückiges Teil des Gehäuses 4. Sie kann auch druckdicht in das obere Ende der zweiten Bohrung 76 des Gehäuses 4 eingepreßt sein. Die Bohrung 76 erstreckt sich koaxial mit der Bohrung 6. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Mit einem schürzenartigen Ende 77 des magnetischen Elementes 2 ist eine Kappe 79 über eine ringförmige Schürze 78 verbunden, die - sich über das Innere des zylindrischen Vorsprungs 80 des Gehäuses 4 erstreckt, wodurch die Bohrung 76 darin definiert wird. Die Schürze 78 ist auf die Kappe auf geformt. Innerhalb einer ringförmigen Aufnahme 81 im Gehäuse 4, die den Vorsprung 80 umgibt, befindet sich ein zweites Vorspannmittel 82, welches bei der gezeigten Ausführungsform eine Kompressions-Spulenfeder ist, die sich von der Innenfläche der Kappe 79 innerhalb des Flansches 83 zum Gehäuse an der Basis, des Einschnitts 81 erstreckt und die Kappe und das magnetische Element 2, mit dem sie verbunden ist, von der Wand 3 weg drückt. Die Feder ist so ausgewählt, daß sie in gespannter Lage gehalten wird, während das Magnetelement 2 gegen die Wand 3 über die Zugkraft zwischen den Magnetelementen 1 und 2 gehalten wird, oder zwischen dem Element 2 und dem Anker 3. Diese Anziehungskraft zwischen den Elementen reicht aus, so lange die aneinander anliegenden Pole der magnetischen Elemente 1 und 2 um weniger als einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind, beispielsweise 1/16 Zoll (= 1,59 mm). Wenn das Magnetelement 1 vom Element 2 weg bewegt wird, so daß deren benachbarte Pole um mehr als 1/16 Zoll voneinander entfernt werden,^: so ist die Kraft der Feder 82 stärker als die sich ergebende und schwächer gewordene magnetische Anziehungskraft, so daß die Kappe 79 und das Element 2 von der Wand 3 weg bewegt werden.

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Um zu verhindern, daß die Kappe 79 und das Magnetelement 2 vollständig bei einer Betätigung aus der Bohrung 76 ausgedrückt werden, ist das offene Ende des ringförmigen Einschnitts 81 mittels einer ringförmigen Abdeckung 86 abgedeckt, die dort von einer Abdeckplatte 87 gehalten wird, die dicht mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Der Innenumfang der Abdeckung liegt eng an der Kappe 79 an, berührt diese jedoch nicht. Der Flansch 83, der die Feder 82 hält, berührt die Abdeckung 86, sofern die Kappe von der Feder nach außen gedrückt wird, wodurch verhindert wird, daß die Kappe weiter nach außen gedrückt wird als dies strichpunktiert in Fig. 2 angedeutet ist.

Ein herkömmliches Bimetallelement 60 ist mit dem Deckel 86 über Schweißstellen 61 verschweißt. Das Element erstreckt sich ringsum die Kappe 79. Es besteht vorzugsweise aus zwei gebogenen inneren und äußeren Streifen 62, 63, die miteinander beispielsweise verschweißt sind oder sonst wie geeignet verbunden sind. Beide Streifen sind so angeordnet, daß sie sich mit abnehmenden Temperaturen zusammenziehen und nach innen biegen. Bei normalen Temperaturen hat das Element 60 einen Mindestradius,der größer als der des Flansches 83 ist. Dadurch kann die Kappe 79 durch die Öffnung zwischen diesen Elementen bei Betätigung bewegt werden. Fallen die Temperaturen jedoch unter einen vorbestimmten Wert, bei dem beispielsweise das zu filternde Fluid beträchtlicher viskoser wird, beispielsweise von 17° C auf 0° C, so schnürt sich das Element nach innen zusammen, so daß der innere Streifen 62 sich über die Fläche der Abdeckung 79 gerade über und innerhalb des Flansches 83 erstreckt. Dadurch wird der Flansch ergriffen und eine Betätigung des Druckanzeigegerätes verhindert.

Im Betrieb wird fluider Druck in der Einlaßleitung über die Leitung 12 zum Raum 9 der zylindrischen Bohrung 6 weiter-

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gegeben, wodurch das magnetische Element 1 und der Kolben von der Wand 3 hinweg gegen die Kraft der Feder und den Druck von der Auslaßleitung gedrückt werden, der dem Raum 8 über die Öffnung 13 mitgeteilt wird. Wenn die Differenz zwischen Einlaßdruck und Auslaßdruck größer ist als die Kraft der Feder 7, so wird der Kolben 5 von der Wand 3 in die Bohrung weg gedrückt. Nachdem das Magnetelement 1 in eine Position mehr als etwa 1/16 Zoll weg vom Magnetelement 2 bewegt worden ist, ist die Anziehungskraft zwischen diesen Elementen kleiner als die Kraft der Feder 82. Das Magnetelement 2 wird also von der Viand 3 weg gedrückt, bis die Kappe 79 austritt und durch die Öffnung 64 hindurchtritt, so daß der Flansch 83 an der Innenfläche des Deckels 86 anliegt. Dort wird er mittels der Feder 82 in der in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichneten Lage festgehalten. Die Kappe 79 kann eine Signalfarbe haben, beispielsweise rot, orange oder gelb.

Die Kappe 79 in dieser Lage zeigt an, daß die Druckdifferenz größer als ein vorbestimmter Wert ist, bezüglich dessen die Feder 7 ausgewählt wurde. Die Feder 7 kann beispielsweise so angeordnet sein, daß das Magnetelement 1 von der Wand 3 weg gedrückt wird, sofern die Druckdifferenz einen Wert von 2,45 kp/cm übersteigt, worauf dann ein Signal abgegeben wird.

Wird das Magnetelement 2 nach innen gedrückt, während das Magnetelement 1 von der Wand 3 weg gedrückt wird, so wird das Magnetelement 2 nicht an die Wand oder den Anker 3 mittels einer Kraft angezogen, die größer als die Vorspannkraft der Feder 82 ist. Das Element kann in dieser Lage nur von Hand gehalten v/erden. Sobald die Hand weggezogen wird, kehrt *s MagnetEleneibin die Anzeigelage zurück, die in Fig. 2 gezeigt wird, und zwar unter der Einwirkung der Feder 82.

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Befindet sich jedoch das magnetische Element 1 in der normalen Lage, die in Fig. 2 gezeigt wird, so wird das Element dort gehalten und das Gerät kann unter der vorbestimmten Druckdifferenz neu betätigt werden.

Bei Temperaturen unter beispielsweise O⁰ C zieht sich das Thermostatelement 60 zusammen und bewegt die Innenfläche des Streifens 60 über die Kappe 79, um den Flansch 83 zu erfassen. Wenn jetzt der Kolben und das Magnetelement 2 sich unter einer Druckdifferenz, die die Vorspannkraft der Feder 7 übersteigt, von der Wand 3 hinweg zu bewegen suchen, und zwar weil die Viskosität des Fluids gewachsen ist, so legt sich die Innenkante des Streifens 60 am Flansch 83 an» wodurch eine Fehlanzeige, beispielsweise einer Filterverstopfung, vermieden wird.

Das Druckanzeigegerät kann auch derart verwendet werden, daß der Gesamtdruck über atmosphärischem Druck, anstatt einer Druckdifferenz angezeigt wird, in dem die Öffnung mit dem Raum 8 der Bohrung 6 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht wird. In ähnlicher Weise kann ein absoluter Druck dadurch angezeigt werden, daß die Öffnung 13 und der Raum der Bohrung 6 mit Vakuum verbunden werden.

Bei den zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen ziehen die magnetischen Elemente 1 und 2 sich an. Ihre Pole sind einander entgegengesetzt. Ein gleiches Resultat kann erhalten werden, wenn die Elemente 1 und 2 so angeordnet werden, daß sie sich abstoßen. Dann liegen gleichnamige Pole einander gegenüber. Dies erfordert eine lediglich geringfügige Abänderung der gezeigten Konstruktion, die dem Fachmann vertraut ist.

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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 kann das Magnetelement 1 umgedreht werden, so daß der Südpol dem Südpol des Magnetelementes 2 gegenüberliegt. Das Element wird so wieder eingesetzt, daß es sich am anderen Ende der Bohrung in seiner normalen Position befindet, wobei die Feder 7 sich an der entgegengesetzten Seite des Kolbens befindet, um diesen in die andere Richtung vorzuspannen. Die den Druck fühlenden Leitungsverbindungen 12 und 13 müssen auch umgedreht werden, so daß der Druck in der Auslaßleitung über die Bohrung 12 und der Druck in der Einlaßleitung über die Öffnung 13 gefühlt werden. Wird jetzt eine Druckdifferenz vom Kolben 1 über die Bohrung und die Öffnung 13 gefühlt, so will diese den Kolben zur Wand 3 drücken. Dadurch wird das Magnetelement 2 von der Wand 3 weg gedrückt und eventuell in eine Betätigungslage. Bei dieser Ausführungsform müssen beide Elemente 1 und 2 Magnete sein, wenn nicht die Wand 3 ein Magnet entgegengesetzter Polarität anstelle des Elementes 2^vist.

Das gezeigte Gerät ist so konstruiert, daß der höhere von den beiden gefühlten oder nachgewiesenen Drücken dem Kolben 1 über die Bohrung 12 mitgeteilt wird. Wenn die magnetischen Elemente einander abstoßen, so wird der höhere Druck dem Kolben 1 über die Öffnung 13 mitgeteilt.

Die Öffnungen für die Probenentnahme können auch in anders gearteten Gehäusen magnetischer Druckanzeigegeräte vorgesehen sein, wie diese beispielsweise in den US-PSen 2 942 572, 3 077 176, 3 14O 690, 3 785 332 und 3 815 542 gezeigt sind.

Wichtig für die Erfindung ist es somit, daß ein magnetisches Anzeigegerät für eine Druckdifferenz vorgeschlagen wird, mit der eine Druckdifferenz am Gerät nachgewiesen und angezeigt wird, die größer ist als ein vorbestimmter Wert in einem fluiden System. Die Öffnung zur Probenentnahme gestattet

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das Abziehen von Fluid zur Untersuchung, ohne daß der Betrieb des eigentlichen Anzeigegerätes dadurch gestört wird.

- Ansprüche -

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Claims

Gu/ki . Ref.: 2-217 West

26. Juli 1976 _pALL CORPORATION

30 Sea Cliff Avenue

Glen Cove, New York

11542

USA

Patent- bzw. Schutzansprüche

J Magnetisches Druckanzeigegerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse und in Kombination mit dem Gehäuse ein erstes Magnetelement, welches unter Abstand von einem zweiten Magnetelement oder einem Anker angeordnet ist und dieses oder diesen anzieht oder abstößt, solange beide Magnetelemente oder das erste Magnetelement und der Anker sich innerhalb ihrer gegenseitigen Magnetfelder befinden, einer durch erste Vorspannmittel, um das erste Magnetelement auf das zweite Magnetelement oder den Anker vorzuspannen oder von ihm weg vorzuspannen,_swobei das zweite Magnetelement normalerweise in einer ersten Lage gehalten wird, durch zweite Vorspannmittel, um das zweite Magnetelement von der ersten Lage in eine Anzeigelage zu bewegen, sofern der Abstand zwischen den beiden Magnetelementen sich ändert, wobei das erste Magnetelement in Abhängigkeit von Druckänderungen beweglich ist und normalerweise auf das zweite Magnetelement zu oder von ihm weg mittels einer vorbestimmten Kraft vorgespannt wird, und wobei das zweite Magnetelement normalerweise von den Vorspannmitteln in eine Richtung hinweg vom ersten Magnetelement vorgespannt wird, und zwar mittels einer Kraft, die die magnetische Anziehungskraft für das erste Magnetelement oder den Anker übersteigen kann, sofern die Magnetelemente einen vorbestimmten Abstand voneinander einnehmen, ferner durch wenigstens zwei Leitungsanschlüsse für das Fluid, von denen einer zu einer Seite des ersten Magnetelementes und der andere zur anderen Seite des ersten Magnetelementes führt, wobei der Druck in den Leitungsverbindungen das erste Magnetelement in einander entgegengesetzte

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Richtungen zu bewegen sucht, und durch wenigstens eine öffnung zur Probenentnahme, die in Strömungsverbindung mit einer der Leitungsverbindungen für das Fluid steht.

2. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetelement kolbenförmig

. ausgebildet ist und sich in einer Bohrung bewegt, in die die Ausnehmung sich öffnet.

3. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Magnetelement ein Kolben mit großer Oberfläche ist.

4. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der ersten und zweiten Vorspannmittel eine Feder ist.

5. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der ersten und zweiten Vorspannmittel ein Magnet ist.

6. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Öffnungen zur Probenentnahme vorgesehen sind, von denen eine in Strömungsverbindung mit einer der Leitungsanschlüsse für das Fluid steht und die andere in Strömungsverbindung mit der anderen der Leitungsverbindungen für das Fluid steht.

7. Druckanzeigegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitungsverbindung für das Fluid stromauf eines Filters und die andere Leitungsverbindung für das Fluid stromab des Filters angeordnet ist.

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8. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung zur Probenentnahme ein Ventil zum Ablassen des Fluids aus der Leitung aufweist.

9. Druckanzeigegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil durch einen Hohlkonus betätigt wird.

10. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bimetallelement vorgesehen ist, welches die Bewegung von wenigstens einem der beiden Magnetelemente bei Temperaturen unterhalb eines vorbestimmten Wertes verhindert.

11. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Magnetelement Magnete sind.

12. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste oder das zweite Magnetelement ein Magnet ist, und daß das andere Element aus einem magnetisierbaren Material besteht.

13. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Magnetelement von einer Wand voneinander getrennt sind, daß beide Magnetelemente aus magnetisierbarern Material bestehen, und daß die Wand ein Magnet ist.

14. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste oder zweite Magnetelement ein Magnet ist, und daß die Wand ein Magnet ist.

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15. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Magnetelement sich gegenseitig anziehen.

16. Druckanzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Magnetelement sich gegenseitig abstoßen.

Der Patentanwalt

Dr. D. Gudel

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