DE2833207C2 - Anordnung zur Steuerung eines Druckregulierungssystems bei Berstdruckprüfungen von Prüflingen, insbesondere Kunststoffrohrabschnitten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Steuerung eines Druckregulierungssystems für Berstdruckprüfungen von Prüflingen, insbesondere Kunststoffrohrabschnitten, unter Verwendung eines Druckmanometers, mehrerer von einer elektronischen Steue rung steuerbarer Magnetventile, mindestens eines Speichers und einer Pumpe.

Durch die deutsche Offenlegungsschrift DE-OS 25 22 179 ist eine Prüfeinrichtung für Mehxdruckventile bekanntgeworden, bei der die pneumatischen Drücke hinsichtlich ihrer Stärke und Zeitdauer über Magnetventile von einem Elektronikteil einstellbar sind. Bei dieser bekannten Anordnung soll die Einhaltung unterschiedlicher Prüfvorschriften bei unterschiedlichen

ίο Ventilen festgestellt werden.

Durch die Veröffentlichung »Industrial Laboratory Vol. 41, No. 1, Seite 141, 142 ist ferner eine elektrische Schaltungsanordnung mit Relais und zugeordneten Kontakten bekanntgeworden, mit Hilfe derer bestimm te obere und untere, von einem Druck-Meßwertwandler zum Zwecke der Stabilisierung des Druckes festgelegten Druck-Grenzwerte überwacht werden. Bei dieser bekannten Anordnung wird abwechselnd der Druck erhöht und anschließend der Druck wieder verringert.

Zwischen dem Druckanstieg und dem Druckabfall soll eine bestimmte Zeit liegen. Im vorliegenden Falle handelt es sich nicht um eine sogenannte Berstdruckprüfung, sondern um eine sich zyklisch wiederholende Druckprüfung.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckregulierungssystem für Berstdruckprüfungen von Prüflingen. Bei solchen, bekannten Druckregulierungssystemen, insbesondere zur Prüfung von Kunststoffrohrabschnitten, hat sich gezeigt, daß bei der kontinuier- liehen Zunahme des Druckes im Verhältnis zur Zeit (vergleiche Fig. la) das Mediumvoiumen im Prüfling exponentiell zunimmt (vergleiche Fig. Ib). Dies bedeutet, daß der Prüfling dementsprechend durch den exponentiell zunehmenden Druck auch nicht gleichmä- Big ansteigend belastet wird. Hierdurch wird eine genaue Wertung des Dauerprüfungsergebnisses erschwert bzw. abgefälscht. Bei den bekannten Regulierungssystemen ist ein lineares Ansteigen des Druckes im Prüfling durch ledigliches Zuführen von Medium nicht erreichbar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Druckregulierungssystciti zu bilden, das in einfacher Weise und mit ausreichender Sicherheit einen nahezu linearen Druckanstieg in einem Prüfling durch entsprechendes Zuführen von Medium gewährleistet (vergleiche F i g. I c).

Dies wird dadurch erreicht, daß als Druckmanometer ein einerseits über ein den Druckanstieg im Prüfling glättender Speicher für das Prüfdruckmedium sowohl mit einem Ausgang einer einen jeweils geringen, im zeitlichen Verlauf annähernd linearen Druckanstieg in gleichmäßigen, jeweils kleinen von einer elektronischen Steuerung bestimmten Zeitabschnitten erzeugenden Pumpe, als auch mit dem Prüfling in Verbindung stehender Differenzdruckmanometer vorgesehen ist, welcher andererseits mit einem jeweils den vorgegebenen Druckanstieg am Differenzdruckmanometer ausgleichenden Aggregat verbunden ist und welcher nach Erreichen des je Zeitabschnitt 7U erzeugenden Druck anstieges über die elektronische Steuerung die genannte Pumpe abschaltet, die zu Anfang des nächsten Zeitabschnittes selbsttätig wieder eingeschaltet wird.

Hierdurch ist es einfach unter Verwendung für sich bekannter Geräte und Einrichtungen möglich, eine Anordnung zu bilden, die in einer Weise steuerbar ist. einen Prüfling bei Berstdruckprtifungen gleichmäßig ansteigend stärker zu belasten. Die Verwendung des Differenzdruckmanometers vereinfacht den Ausgleich

des Druckanstieges und damit die Verbesserung der gewünschten Linearität des Druckanstieges, Durch die weitere Verwendung einer elektronischen Steuerung kann der gleichmäßige Druckanstieg in Abhängigkeit gemessener und gespeicherter Werte, welche miteinander in Vergleich gesetzt werden, vorgenommen werden, was auch das Erreichen der gewünschten Linearität des Druckanstieges verbessert

Gemäß einer weiteren Aasbildung der Erfindung ist parallel zum nifferenzdruckmanometer eine von der elektronischen Steuerung gesteuertes Druckausgleichsventil geschaltet, welches wie ein den Druck ausgleichendes Aggregat steuerbar ist

Auf diese Weise kann mit nur einer Pumpe und einem Druckausgleichsventil ein jeweils gleichmäßiges Ansteigen des Druckes im Prüfling gesteuert werden.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist als ein den Druck ausgleichendes Aggregat eine elektronisch steuerbare Pumpe bzw. ein elektronisch steuerbares, ein Druckgefäß öffnendes Ventil vorgesehen.

Auf diese Weise ist es auch möglich, ohne Beeinflussung der Druckverhältnisse, die auf den einen Zugang zum Differenzdruckmanometer einwirken, den Druckausgleich am zweiten Zugang zum Differenzdruckmanometer vorzunehmen.

In der F i g. 1 sind drei Diagramme a, b und c zur Verdeutlichung des Druckverhaltens im Prüfling, ohne Angabe von Bezugswerten, bei bekannten Anordnungen im Vergleich zu der vorliegenden, erfindungsgemäßen Anordnung aufgezeigt

In der Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es sind nur die für das Verständnis wichtigen Einzelheiten dargestellt. Aus diesem Grunde sind auch die einzelnen Einrichtungen symbolisiert wiedergegeben.

in den Fig.3 und 4 sind Ausführungsvarianten für den Druckausgleich am Differenzdruckmanometer gezeigt

Zur Erläuterung des Unterschiedes zwischen dem Stand der Tt-chnik und der vorliegenden Erfindung sind in der Fig. 1 drei Diagramme a, b und c gezeigt Im Diagramm a ist der Druck in Abhängigkeit der Zeit t aufgezeichnet Es geht aus diesem Diagramm hervor, wie bei bekannten Anordnungen zu Anfang einer Berstdruckprüfung der Druck im Prüfling je Zeiteinheit nur geringfügig und nach Erreichen eines bestimmten Druckes sehr steil ansteigt Aus dem Diagramm b, in dem der Druck in Abhängigkeit des Volumens dargestellt ist, geht hervor, daß der Druck im Prüfling mit zunehmendem Volumen im allgemeinen exponential steigt Aus dem Diagramm c geht hervor, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung im Gegensatz zu Fig.a, bei der eine herkömmliche Technik angewendet wird, durch die Anwendung der vorliegenden erfindungsgemäßen Steuerung des Druckanstieges je Zeiteinheit bei entsprechend gewählter kleinen Druckanstiege bei vielen Zeitabschnitten der Druckanstieg im Verhältnis zur Zeit nahezu linear ist.

Nachfolgend werden jetzt anhand der F i g. 2 bis 4 die Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben. Dabei geht aus der F i g. 2 hervor, daß nach Öffnen des Magnetventils Vi und Wirksamschalten der Luft-/Wasser-Pumpe 1 mittels der den Prüfvorgang bei Einschalten einleitenden, elektronisehen Steuerung über den Eingang fund den Ausgang 2 der Pumpe 1 Medium zugeführt wird. Dieses Medium wird sowohl über die Aufgänge 12,13, 14 des Speichers 3, dem Prüfling 4, als auch gleichzeitig über den Zugang Z 2, dem Differenzdruckmanometer 5 und über den Zugang Zi, dem Schleppzeigermanomcter 6 zugeführt. Die Mediumzuführung erfolgt jeweils so, daß der Druck entsprechend der in Fig. Ic gezeigten Kurve innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes jeweils um den gleichen, geringen Betrag, beispielsweise 0,1 bar, erhöht wird.

Das Ventil V2 ist in der Zuführung zum Prüfling 4 nur vorhanden, um den Austausch der Prüflinge zu ermöglichen und jeweils im Bedarfsfalle das Druckregulierungssystem an der entsprechenden Stelle abzusperren.

Wenn über die Pumpe 1 der Druck im Prüfling 4 um einen bestimmten Wert (vgl. Fig. Ic) erhöht worden ist, muß die Pumpe 1 von der elektronischen Steuerung wieder abgeschaltet werden. Die Bestimmung des Wertes erfolgt unter Zuhilfenahme des Differenzdruckmanometers 5.

Wie bereits vorstehend erwähnt erfolgt der Druckanstieg stufenweise, wie in F i g. Ic gf-..-iigt ist, um jeweils gleiche Werte innerhalb von gleichst Zeitabschnitten, um so den Druckanstieg im Prüfling linear zu erreichen. Der Differenzdruckmanometer 5 ist so einstellbar, daß der Druckunterschied zwischen dem Zugang Z2 und dem Zugang ZX jeweils nur einen bestimmten Wert haben kann. Erreicht der Druck am Zugang Z2 infolge der Mediumzuführung über die Pumpe 1 diesen Wert, so wird ein Steuerimpuls zur elektronischen Steuerung gegeben. Der Druck am Zugang Z 1 krjin den Druck am Zugang Z2 nie übersteigen, da jede Übersteigung des Dpjckwertes auf der Seite des Zuganges Zl über den Druck am Zugang Z 2 hinaus ein öffnen des Rückschlagventils 7 und damit einen Druckausgleich bewirken würde. Der vorgenannte Steuerimpuls zur elektronischen Steuerung ESf bewirkt daß die Luft-/ Wasser-Pumpe 1 abgeschaltet und d?.s Ventil V3 geöffnet wird, um einen Druckausgleich am Zugang Z1 zu erreichen. Ein Druckausgleich ist erreicht wsnn der Druck an den Zugängen Zl und Z2 wieder ausgeglichen ist In diesem Falle wird wiederum ein Steuerimpuls vom Differenzdruckmanometer zur elektronischen Steuerung ESt gegeben. Dieser Impuls bewirkt, daß die elektronische Steuerung ESt die Luft-/Wasser-Pumpe wieder einschaltet und gleichzeitig auch das Ventil V3 wieder schließt Es wiederholt sich jetzt der Vorgang der Zuführung von Medium zum Prüfling 4 und zum Zugang Z 2 des Differenzdruckmanometers 5. Am Zugang Z 3 des Schleppzeigermanometers wird der tatsächliche Druckwert im Prüfling 4 angezeigt. 1st der zuvor eingestellte Grenzwert am Zugang Z2 wiederum erreicht, so wird erneut ein Impuls zur elektronischen Steuerung ESt gegeben und es P^rfclgt eine Umschaltung in dem Sinne, daß die Luft-/Wasser-Pumpe 1 abgeschaltet und das Magnetventil V 3 geöffne r wird. Diese Vorgänge zur Steuerung des Druckanstieges im Prüfling erfolgen so lange, bis ein Bersten des Prüflings auftritt

Das Ausführjngsbeispiel nach Fig.2 enthält das Prinzip der Steuerung des gleichmäßigen Druckanstieges im Prüfling. Der Unterschied zwischen den in den F i g. 2 bis 4 gezeigten Beispielen besteht darin, daß der Druckanstieg am Zugang Z1 zum Differenzdruckmano meter in unterschiedlicher Weise steuerbar ist. Zu diesem Zweck sind die Brücken A und B in unterschiedlicher Weise beschältet Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird bei Öffnen des Magnetventils V3 das im Speicher 8 zwischengespei-

chertc Medium dem Zugang Z. 1 des Differenzdruckmanometers 5 zugeführt. Anderenfalls wird anstelle des Magnetventils V3, das entfällt, das Magnetventil V4 von der elektronischen Steuereinrichtung gesteuert. Dem Magnetventil V4 ist eine Drossel Dr 1 vorgeschaltet, um ein möglichst gleichmäßiges Ansteigen des Druckes im Speicher 8 sicherzustellen. Ist das Magnetventil V3 vorgesehen, so dient das Magnetventil V4 nur der Zuführung von Medium zum Zwischenspeicher 8, wozu es genügt, vor Durchführung des Versuches den Zwischenspeicher 8 entsprechend aufzufüllen. F.s besteht aber auch die Möglichkeit, den Druck im Speicher 8 in Abhängigkeit der elektronischen Steuerung über das Ventil V4 in bestimmten Grenzen zu halten, wozu über ein zusätzliches, nicht dargestelltes. Differenzdruckmanometer eine entsprechende Impulsgabe bei Erreichen des unteren und oberen Grenzwertes das Öffnen und Schließen des Magnetventils V4 durch die elektronische Steuerung möglich ist.

und zum Differenzdruckmanometer liegt, dient lediglich zur mechanischen Sicherung beim Entlüften der Prüfanlage im Falle nichtgebrochenem Prüfling. Dieses Ventil wird im vorliegenden Falle von Hand auf- und zugedreht. Das weiterhin vorhandene Handventil 10 dient ebenfalls zur Entlüftung der Prüfanlage.

Bleibt noch zu vermerken, daß über den Eingang E Betriebsdruckluft mit beispielsweise 6 bar und über den Eingang El Wasser zugeführt wird. Über den Ausgang A 1 erfolgt, wie bereits erwähnt, die Entlüftung.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 erfolgt der Druckausgleich am Zugang Z 1 zum Differenzdruckmanometer in anderer Weise, indem /wischen den Punkten A und Ii zusätzlich dir Luft /Wasserpumpe 11 für die Mediiim/iifiihi geschaltet wird Der Unterschied bc sieht darin, chill der Zwischenspeicher 8 mir zum Druckausgleich dient und die Zufuhr von Medium zu diesem Speichel 8 unter Verwendung einer Luft 7 Wasser-Pumpe Il erfolgt Dk Pumpe wird in Abhängigkeit der elektronischen Steuerung imci der bei Erreichen des oberen Gren/wcrlcs des Druckes am Zugang Zl /um Differen/druckmanomcici abgegebenen Impulses eingeschaltet und bei Erreichen des Druckausgleiches am Zugang Z 1 wieder abgeschaltet. Die Magnetventile V3 und V 4 sowie die Drossel DrI können dabei entfallen, aber zumindest ein Magnetventil, das Magnetventil V4 ist erforderlich, um sicherzustellen, daß im abgeschalteten Zustand der Pumpe nicht Betriebsdruckluft zum Zugang Zl des Differenzdruckmanometers gelangt. Das Auf- und Zusteuern dieses Magnetventils V4 erfolgt ebenfalls wie bei der Pumpe in Abhängigkeit der

to Impulse vom Differenzdruckmanometer durch die elektronische Steuerung.

In der Fig. 4 entfällt die Schaltung zwischen den Schaltungspunkten A und B vollständig und ist das ursprünglich vorgesehene Handventil 9 durch ein Magnetventil V5 ersetzt. Dieses Magnetventil V5 wird bei Erreichen des maximal vorgesehenen Druckanstieges am Zugang Zl des Differenzdruckmanometers 5 in Abhängigkeit des damit abgegebenen Impulses von der elektronischen Steuerung geöffnet und bei ausgegliche-

-w» f^£^* DruCkzüstsrjd sitj Ζϋ"2ίϊ** Z \ wiscier in A—hän⁰!™-keit des vom Differenzdruckmanometer gegebenen Impulses durch die elektronische Steuerung geschlossen. Bei diesem Druckausgleich wird das Medium vom Zwischenspeicher 3 geliefert. Voraussetzung für diese Art von Steuerung ist aber, daß die jeweils vorgegebenen Druckanstiege je Zeiteinheit entsprechend gering sind, und der Ausgleich ohne Fälschung der Werte am Zugang Z2 und Z3 sowie im Prüfling möglich ist.

Die e'vktronische Steuerung enthält einen zumindest in Abhängigkeit der an den Zugängen Zl und Z2 zum Differenzdruckmanometer auftretenden Werte gesteuerten Mikrocomputer. In diesem Mikrocomputer ist programmiert, welche Steuervergänge aufgrund der einzelnen empfangenen Steuerimpulse vorzunehmen

J5 sind

In Zusammenhang mit dem Speicher 8 in I ig. 2 und I ig. 3 ist noch zu erwähnen, daß die Glällung dann notwendig ist, wenn für die Druckerhöhung innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes um einen bestimmten

4» Wert, mehrere Pumpenstöße erforderlich sind. Wäre dies nicht der Fall, würde man nicht die in F ig. Ic gezeigte Treppenkiirvc erhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnunpen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung eines Druekregulierungssystems für Berstdruckpriifungen von Prüflingen, insbesondere Kunststoffrohrabschnitten unter Verwendung eines Druckmanometers, mehrerer von einer elektronischen Steuerung steuerbarer Magnetventile, mindestens eines Speichers und einer Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckmanometer ein einerseits über ein den Druckanstieg im Prüfling (4) glättender Speicher (3) für das Prüfdruckmedium sowohl mit einem Ausgang (2) einer einen jeweils geringen, im zeitlichen Verlauf annähernd linearen Druckanstieg in gleichmäßigen, jeweils kleinen, von einer elektronischen Steuerung bestimmten Zeitabschnitten erzeugenden Pumpe (1), als auch mit dem Prüfling (4) in Verbindung stehender Differenzdruckmanometer (5) vorgesehen ist, welcher andererseits mit einem jeweils dec vorgegebenen Druckanstieg am Differenzdruckmanometer (5) ausgleichenden Aggregat (V 3, 8 bzw. V3, 8, 11 bzw. VS) verbunden ist und welcher nach Erreichen des je Zeitabschnitt zu erzeugenden Druckanstieges über die elektronische Steuerung die genannte Pumpe (I.) abschaltet, die zu Anfang des nächsten Zeitabschnittes selbsttätig wieder eingeschaltet wird.

2. Anordnung zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Differenzdruckmanometer (5) ein von der elektronischen Steuerung gesteuertes üruckausgleichsventil (K5) geschaltet ist, welches wie ein den Druck ausgleichendes Aggregat steuerbar ist

3. Anordnung zur Steuerung ines Druckregulierungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ein den Druck ausgleichendes Aggregat eine elektronisch steuerbare Pumpe (11) bzw. ein elektronisch steuerbares, ein Druckgefäß (8) öffnendes Ventil (V3) vorgesehen ist.

4. Anordnung zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Differenzdruckmanometer (5) ein Rückschlagventil (7) zur Verhinderung des Überdruckes an einem Zugang (Zl) des Differenzdruckmanometers (5) geschaltet ist.

5. Anordnung zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum genannten Ventil (7) ein weiteres von Hand betätigbares Entlüftungsventil (9) für die Entlüftung nach beendetem Versuch geschaltet ist.

6. Anordnung zur Steuerung eines Druckregulierungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung einen zumindest in Abhängigkeit des an den Zugängen zum Differenzdruckmanometers (S) erreichten Wert steuerbaren Mikrocomputers enthält.