DE2749689A1

DE2749689A1 - Differenzdruck-anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE2749689A1
Application number: DE19772749689
Authority: DE
Inventors: Nils O Rosaen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-09-08
Filing date: 1977-11-07
Publication date: 1979-07-26
Also published as: JPS5441784A; GB1545173A; FR2402864B1; IT1113810B; SE433004B; US4139466A; CA1083893A; FR2402864A1; SE7712318L

Description

BLUMBACH · WESER · BtzRGEN · KRAMER

ZWIRNER - HIRSCH . BREHM 2 7 A 96 β 9

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN U

Patcntconsult Radeckeslraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme PatPntconsull Patentconsult Sonnenberger Slraße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186 237 Telegramme Patentconsult

Nils 0. Rosaen

Bridge Way

W. Bloomfield (Pebble Creek)

Michigan 48033, U.S.A.

Differenzdruck-Anzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen, die auf Druck ansprechen und insbesondere auf eine solche, die auf den Druckunterschied anspricht, der an einem Filterelement auftritt, um ein außen sichtbares Signal verfügbar zu machen, wenn die Druckdifferenz einen vorbestimmten Betrag überschreitet.

Es sind eine Vielzahl von Vorrichtungen bekannt geworden, die auf einen Differenzdruck, der an einem Filterelement auftritt, ansprechen, um das Vorhandensein eines verschmutzten oder verstopften Filterelements anzuzeigen. Verschiedene dieser vorbekannten Vorrichtungen benutzen einen Kolben, der innerhalb einer Bohrung in dem Gehäuse axial verschiebbar angeordnet ist, wobei der Filtereinlaßdruck mit dem einen axialen Ende des Kolbens in Verbindung steht, während der Filterauslaßdruck mit dem anderen axialen Ende verbunden ist.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. naf. · P. Hirsch Dipl.-Ing. . H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nal. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. ■ P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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Üblicherweise sind diese vorbekannten Kolben drehbar festgehalten und arbeiten mit einem verdrillten und flachen länglichen Teil zusammen, so daß das Teil Drehungen ausführt, wenn der Kolben längs der Bohrung sich bewegt. Eine Anzeigenadel ist an einem Ende des verdrillten Teiles befestigt und macht eine außen sichtbare Anzeige der Axialstellung des Kolbens verfügbar und damit des Ausmaßes der Verstopfung des Filterelements. Die vorbekannten Vorrichtungen machen somit eine fortlaufende Darstellung des Ausmaßes der Filterverstopfung möglich. Wenn die Filterverstopfung einen vorbestimmten Betrag überschreitet, wird das Filterelement ausgetauscht. Während diese vorbekannten Differenzdruckanzeiger im Betrieb als zufriedenstellend empfunden wurden, sind solche Vorrichtungen verhältnismäßig teuer in der Herstellung und Wartung. Darüber hinaus ist für manche Anwendungsfälle von Druckmittel-Filterung ein sichtbares Signal nur angebracht, wenn das Druckdifferential am Filterelement einen vorbestimmten Betrag überschreitet, ohne daß eine fortlaufende sichtbare Darstellung des Differenzdruckes und damit des Ausmaßes der Filterverschmutzung erforderlich ist.

Die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung überwindet diese oben aufgeführten Nachteile der vorbekannten Anzeigevorrichtungen, indem sie einen einfachen und wenig kostenaufwendigen Differenzdruckanzeiger verfügbar macht, der ein außen sichtbares Signal abgibt, nur in dem Fall, daß der Differenzdruck über dem Filterelement einen vorbestimmten Betrag überschreitet.

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Kurz gesagt umfasst die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse mit einer darin ausgebildeten Kammer. Ein drehbar festgehaltener Kolben kommt abdichtend mit den Wän den der Kammer in Berührung und ist in der Kammer zwischen einer ersten oder äußeren Stellung und einer zweiten oder inneren Axialstellung axial bewegbar. Federeinrichtungen, wie eine Schraubfeder, drängen den Kolben in seine erste Axialstellung.

Das Gehäuse ist an dem Filterkörper angebracht, so daß der Filterauslaßdruck mit dem inneren Ende des Kolbens in Verbindung steht, während der Filtereinlaßdruck mit dem äußeren axialen Ende des Kolbens verbunden ist. Wenn ein Druckdifferential zwischen dem Filtereinlaß und dem Auslaß einen vorbestimmten Wert überschreitet, wird der Kolben axial gegen die Kraft der Federeinrichtung von seiner ersten in seine zweite Axialstellung an dem offenen Ende der Kammer verschoben.

Ein spulenförmig gestalteter Anzeiger ist drehbar auf dem Gehäuse so montiert, daß das eine Ende des Anzeigers außerhalb des Gehäuses sichtbar ist. Eine Feder drängt den Zeiger von einer ersten zu einer zweiten Drehlage, Der Kolben kommt mit dem Zeiger in Berührung und hält ihn in seiner ersten Stellung, wenn der Kolben sich in seiner Ausgangslage befindet. Umgekehrt, wenn ein Differenzdruck zwischen dem Filtereinlaß und dem Auslaß einen vorbestimmten Wert überschreitet, bewegt sich der Kolben in seine zweite Lage und entläßt den Zeiger, der sich wiederum in seine

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zweite Drehlage bewegt.

Es ist daraus zu ersehen, daß die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine einfache und wenig kostenaufwendige Einrichtung zur sichtbaren Anzeige verfügbar macht für den Fall, daß der Druck über dem Filterelement einen vorbestimmten Wert überschreitet. Während die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht fortlaufend das Druckdifferential über dem Filterelement darstellt und damit das Ausmaß der Verschmutzung des Filterelements, so ist für viele Anwendungsfälle beim Filter solch eine fortlaufende Darstellung unnötig.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen beziehen sich die Bezugszeichen auf gleiche Teile in den verschienen Ansichten. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung, die an einem Filtergehäuse

befestigt ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1

in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine Draufsicht etwa längs der Linie 3-3 in Fig. 1

in vergrößertem Maßstab;
Fig. k eine Teilschnittansicht der Anzeigeeinrichtung der vorliegenden Erfindung; und

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Fig. 5 eine Draufsicht etwa längs der Linie 5-5 in Fig. 4,

In den Fig. 1 und 2 ist die Anzeigevorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung befestigt an einer Filtervorrichtung 12 dargestellt. Die Filtervorrichtung 12 kann von herkömmlicher Gestaltung sein und umfasst einen Körper 14 mit einem Einlaß 16 und einem Auslaß 18. Das Filterelement 20 ist in Betriebsstellung zwischen dem Einlaß 16 und dem Auslaß 18 angeordnet und bildet somit eine Einlaßkammer 22, die zum Einlaß 16 hin offen ist und eine ringförmige Auslaßkammer 24, die zum Auslaß 18 hin öffnet.

In den Fig. 2 und 4 ist die Anzeigeeinrichtung 10 gemäß der Erfindung dargestellt und umfasst ein Gehäuse 26 mit einem inneren Teil 28 und einem äußeren Teil 30. Die Gehäuseteile 28 und 30 befinden sich in axialer Fluchtung und sind an dem Filterkörper 14 mit Hilfe von Schrauben 32 und geeigneten Abdichtungen 33 befestigt, so daß die Innenfläche 34 des ersten Teiles 28 flach gegen den Filterkörper 14 aufliegt. Eine Ringkammer 36 ist in dem Gehäuseteil 28 ausgebildet, mit einem axialen Ende, das zu dem zweiten Gehäuseteil 30 hin öffnet.

Ein scheibenförmig gestalteter Kolben 40 ist mit einem Stempel 42 versehen und innerhalb der Ringkammer 36 angeordnet, so daß der Stempel 42 von einer axialen Bohrung 44 im Boden 46 der Kammer 36 aufgenommen wird. Eine zweite Stange 48 ist ebenfalls axial am Kolben 40 befestigt und geht durch diesen hindurch in

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einer Stellung mit radialem Abstand vom Stempel 42. Das eine Ende 49 der Stange 48 wird von einer Bohrung 50 im Boden 46 der ringförmigen Kammer 36 aufgenommen.

Der Kolben 40 ist zwischen einer äußeren oder ersten Axialstellung (dargestellt in Fig. 2) und einer inneren oder zweiten Axialstellung (dargestellt in Fig. 4) bewegbar, aber im Bezug auf Drehung festgehalten durch die Stange 48. Eine Schraubenfeder 52 ist um den Stempel 42 angeordnet in einem Teil 53 der Bohrung 44 mit vergrößertem Durchmesser und drängt den Kolben 40 in seine äußere oder erste Axialstellung, während ein Dichtungsring 54 um den Kolben 40 eine Abdichtung zwischen dem Kolben 40 und der Ringkammer 36 bewirkt. Auf diese Art und Weise teilt der Kolben 40 die Ringkammer 39 in eine innere Kammer 56 und eine äußere Kammer 58.

Ein spulenförmig gestalteter Zeiger 60 ist drehbar um sein Mittelteil 62 in dem zweiten Gehäuseteil 30 etwa koaxial zum Kolben montiert. Die Anzeige 60 umfasst an einem Ende ein Teil 64 mit einem vergrößerten Durchmesser, das sichtbar außen am Gehäuse 26 angeordnet ist und ein inneres, mit einem vergrößerten Durchmesser versehenes Teil 66 an dem anderen Ende, das in der äußeren Ringkammer 58 gehalten ist.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, ist an dem zweiten Gehäuseteil 30

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eine Feder 68 an einem Ende durch eine Schraube 69 befestigt und an ihrem anderen Ende an einem Stift 71» der radial im Abstand von der Drehachse des Anzeigers 60 angeordnet ist. Die Feder 68 befindet sich im Sp annung s zu stand und drängt den Zeiger 60 -von einer ersten in eine zweite Drehstellung (in Fig. 5 dargestellt). An dem zweiten Gehäuseteil 30 ist ein Stift 100 befestigt und sitzt gleitbar in einem Bogenschlitz 102 im Boden 104 des mit vergrößertem Durchmesser versehenen Teils 64 des Zeigers 60, um die Drehung des Anzeigers 60 auf etwa 90° zu begrenzen.

Das andere axiale Ende der Stange 48, die durch den Kolben 40 verläuft, bildet ein Anschlagteil 70, das in eine Öffnung 72 in dem Spulenteil 66 einrastet und aufgenommen v/ird, wenn der Kolben 40 sich in seiner ersten oder äußeren Axialstellung befindet und hält den Anzeiger in seiner ersten Drehlage. Umgekehrt, wenn der Kolben 40 sich in die zweite oder innere Axialstellung bewegt, gibt das Anschlagteil 70 das Spulenteil 66 frei, so daß der Anzeiger 60 von seiner ersten in seine zv/eite Drehlage sich bewegen kann, aufgrund der Wirkung der Feder 68. Geeignete Markierungen 74 und 75 auf dem Gehäuseteil 30 in Zusammenwirkung mit der Markierung 77 auf dem Anzeigeteil 64 stellen eine sichtbare Anzeige der Drehlage des Zeigers 60 her.

Ein Fluidumsdurchgang 76 in dem Filterkörper 14 verbindet die innere Kammer 56 mit dem Fluidumsauslaß 18 über die Bohrung 44

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in dem Gehäuseteil 28 und einen Schlitz oder eine Abflachung 43 im Stempel 42. Geeignete Dichtungen 80 stellen eine fluidumsdichte Verbindung zwischen den Durchgängen 76 und 44 her. In gleicher Weise ist ein Fluidumsdurchgang 81 in dem Gehäuseteil 28 verbunden mit dem Filtereinlaß 16 über den Durchgang 82 in dem Filterkörper 14. Das andere Ende des Durchganges 81 ist verbunden mit der äußeren Ringkammer 58 über die Querbohrung Durch diese Verbindungen wird das innere axiale Ende des Kolbens 40 dem äußeren Fluidumsdruck ausgesetzt, während umgekehrt das äußere axiale Ende des Kolbens 40 dem inneren Fluidumsdruck ausgesetzt wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 5 wird die Betriebsweise der Anzeigeeinrichtung 10 der vorliegenden Erfindung wie folgt erläutert: Angenommen, das Filterelement 20 ist verhältnismäßig sauber, so ist der Differenzdruck über dem Filterelement 20 und daher der Differenzdruck zwischen der Filtereinlaßkammer 22 und der Auslaßkammer 24 verhältnismäßig gering. In gleicher Weise ist der unterschiedliche Fluidumsdruck zwischen der Ringkammer 56 und 58 in der Anzeigeeinrichtung 10 verhältnismäßig gering, so daß die Schraubenfeder 52 den Kolben in seine äußere oder erste Axiallage (Fig. 2) drängt. Als Ergebnis ist das Kolbenanschlagglied 70 in der Anzeigeausnehmung 72 angeordnet, die den Anzeiger 60 in seiner ersten Drehlage gegen die Wirkung der Feder 68 hält. Die Anordnung der Markierungen 74 und 77 (Fig. 3) stellen eine visuelle Anzeige dieses Zustands her.

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Wenn das Filterelement 20 Verunreinigungen aus dem Fluidum entfernt, wird es fortschreitend mehr verstopft und ein Druckdifferential über dem Filterelement 20 wird in bekannter Weise aufgebaut. In gleicher V/eise wird die Druckdifferenz zwischen den Fluidumskammern 56 und 58 fortschreitend größer, wodurch der Kolben 40 nach links gegen die Wirkung der Schraubenfeder 52 verschoben wird.

Bei einem vorbestimmten Maß von Verschmutzung des Filterelements 20, wie es durch das vorbestimmte Druckdifferential über dem Filterelement 20 bestimmt wird, bewegt sich der Kolben 40 in seine zweite oder innere Axialstellung, wie Fig. 4 zeigt. Dabei bewegt sich das Anschlagteil 70 aus dem Eingriff mit der Ausnehmung 72, wodurch der Anzeiger 60 freigegeben wird. Dann dreht die Feder 68 den Anzeiger 60 in seine zv/eite Drehlage, wie durch die Anordnung der Markierungen 77 und 75 (Fig. 4) gezeigt ist. Das zeigt an, daß das Filterelement 20 ausgewechselt oder gesäubert werden muß.

Nach der Säuberung oder Auswechslung des Filterelements 20 kehrt die Druckdifferenz über den Fluidumkammern 56 und 58 wieder zu ihrem verhältnismäßig geringem Wert zurück. Danach bringt eine Drehung von Hand das Anzeigeteil 64 von seiner zweiten in seine erste Drehlage wieder zurück und das Anschlagteil 70 kommt in Eingriff mit der Ausnehmung 72, wodurch der Kolben 40 nach rechts

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in seine erste oder äußere Axialstellung geschoben wird. Die Betriebsweise der Anzeigeeinrichtung-10 gemäß der Erfindung kann sich dann wie oben erläutert wiederholen.

Es ist somit zu ersehen, daß der Druckdifferenzanzeiger 10 der vorliegenden Erfindung eine neuartige und kostengünstige Anzeigeeinrichtung zur Verwendung bei Filtervorrichtungen verfügbar macht, um das Vorhandensein eines verschmutzten Filterelements anzuzeigen. Obgleich die Filtervorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung nicht eine kontinuierliche Sichtbarmachung des Verschmutzungsgrades des Filterelements verfügbar macht, sondern vielmehr nur ein visuelles Signal gibt, wenn ein vorbestimmter Verschmutzungsgrad des Filterelements vorhanden ist, so ist für viele Anwendungsfälle dieses letzte Signal vollständig ausreichend.

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Claims

BLUMBACH · VVlZSER EJRGEN · KRAMER PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Patentconsult RadedcestraOe 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patenlconsull Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult Nils 0. Rosäen Bridge Way W. Bloomfield (Pebble Creek) Michigan 48033, U.S.A. Patentansprüche

1. Differenzdruckanzeigevorrichtung mit einem Gehäuse, in dem eine Kammer ausgebildet ist, in der ein Kolben axial verschiebbar angeordnet ist und die Kammer in eine innere und äußere Kammer unterteilt,
gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung, die den Kolben in eine erste Lage drängt, durch eine Verbindung, die einen ersten Fluidumsdruck zur inneren Kammer leitet, durch eine Verbindung, die einen zweiten Fluidumsdruck zur äußeren Kammer leitet, durch eine außen sichtbare Anzeigeeinrichtung, die auf dem Gehäuse sitzt und zwischen einer und zweiten Stellung bewegbar ist, durch eine Federeinrichtung, die die Anzeigerichtung von ihrer ersten in ihre zweite Stellung drängt und durch eine Halteeinrichtung, die auf dem Kolbensitz und die Anzeigerichtung in ihrer ersten Lage hält, wenn der Kolben sich in seiner ersten Stellung befindet, wobei die Halteeinrichtung die Anzeigeeinrichtung freigibt, wenn der Kolben sich in seine zweite Stellung bewegt.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · P. Hirsch Dipl.-Ing. · H. P. Rrehm Dipl.-Chem. Or. phil. nat. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. ■ P.Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirnor Dipl.-Ing. Dipl.-W-Ing.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Filtereinrichtung, die einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Fluidumsdruck dem Fluidumsauslaßdruck, und daß der zweite Fluidurasdruck dem Fluidumseinlaßdruck entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Drehlage bewebar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben eine Drehhalteeinrichtung hat, die von einer Ausnehmung in der Anzeigeeinrichtung aufgenommen wird, wenn diese in ihrer ersten Drehlage sich befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehanschlagglied verschiebbar in einer Bohrung im Gehäuse sitzt«

6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung ein spulenartig gestaltetes Teil

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umfaßt, welches ein Ende mit vergrößertem Durchmesser aufweist, das außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und daß das andere Ende mit vergrößertem Durchmesser innerhalb der äußeren Fluidumskammer sich befindet und in diesem Teil die Ausnehmung ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzung der Drehlage der Anzeigeeinrichtung zwischen einer ersten und zweiten Drehposition vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung aus einer Feder besteht, die an einem Ende an dem Gehäuse und an ihrem anderen Ende an dem innenliegenden Teil mit vergrößertem Durchmesser des spulenartig gestalteten Gliedes befestigt ist.

9. Erfindung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagglied und die Drehhalteeinrichtung einen länglichen Stift umfasst, der sich axial durch den Kolben erstreckt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Federeinrichtung eine Feder umfasst, die an dem einen Ende am Gehäuse und am anderen Ende an der Anzeigeeinrichtung befestigt ist.

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