DE29721664U1 - Differential pressure gauge - Google Patents
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Description
Tiedtke - Bühling - Kinne, POB 2019 18, D 80019 - München Vertreter beim EPA * Tiedtke - Bühling - Kinne, POB 2019 18, D 80019 - Munich Representative at the EPO *
Dipl.-Ing. H. Tiedtke * Dipl.-Chem. G. Bühling * Dipl.-Ing. R. Kinne * Dipl.-Ing. B. Pellmann * Dipl.-Ing. K. Grams * Dipl.-Biol. Dr. A. Link Dipl.-Ing. A. Vollnhals * Dipl.-Ing. T. Leson * Dipl.-Ing. H. Trösch * Dipl.-Ing. Dr. G. Chivarov * Dipl.-Ing. M. Grill * Dipl.-Ing. A. Kühn * Bavariaring 4, 80336 München Dipl.-Ing. H. Tiedtke * Dipl.-Chem. G. Bühling * Dipl.-Ing. R. Kinne * Dipl.-Ing. B. Pellmann * Dipl.-Ing. K. Grams * Dipl.-Biol. Dr. A. Link Dipl.-Ing. A. Vollnhals * Dipl.-Ing. T. Leson * Dipl.-Ing. H. Trösch * Dipl.-Ing. Dr. G. Chivarov * Dipl.-Ing. M. Grill * Dipl.-Ing. A. Kühn * Bavariaring 4, 80336 Munich
08. Dezember 1997 DE 2097508 December 1997 DE 20975
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„Differenzdruckmanometer""Differential pressure gauge"
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BeschreibungDescription
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kolbendifferenzdruckmanometer mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a piston differential pressure gauge with the features according to the preamble of claim 1.
Differenzdruckmanometer sind Meßgeräte zur Überwachung von Differenzdrücken, beispielsweise an Filteranlagen in Rohrleitungssystemen, Ventilen oder Kühlern im Bereich der Chemie, sowie bei der Gas-, Wasser- und Luftversorgung bzw. bei deren Aufbereitung.Differential pressure gauges are measuring devices for monitoring differential pressures, for example in filter systems in pipe systems, valves or coolers in the chemical industry, as well as in gas, water and air supplies or in their treatment.
Aus dem Stand der Technik ist ein Kolbendifferenzdruckmanometer dieser Gattung bekannt, wie er beispielsweise von der Firma MID-WEST vertrieben wird.A piston differential pressure gauge of this type is known from the state of the art, as sold, for example, by the company MID-WEST.
Dieser Differenzdruckmanometer besteht im wesentlichen aus einem Magnetkolbenmeßwerk sowie einer Analoganzeige, welche in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Ein Differenzdruck-Meßwert wird bei diesem bekannten Manometer anhand des Verschiebewegs eines druckbeaufschlagten Freikolbens bestimmt, der innerhalb einer Führungshülse oder Büchse axial verschiebbar gelagert und mittels einer Bereichsfeder gegen einen an einer Stirnsseite der Führungshülse angeordneten Nullanschlag vorgespannt ist. Der Verschiebeweg des Kolbens ergibt sich aus der Differenz zwischen einem Hoch- und einem Niederdruck, welche die Stirnseiten des Freikolbens beaufschlagen, der Größe der Stirnflächen des Freikolbens, der .Federkonstante der Bereichsfeder und dem Reibwert des Freikolbens.This differential pressure gauge essentially consists of a magnetic piston measuring mechanism and an analog display, which are housed in a common housing. A differential pressure measurement value is determined in this known pressure gauge based on the displacement path of a pressurized free piston, which is mounted so that it can move axially within a guide sleeve or bushing and is preloaded by means of a range spring against a zero stop arranged on one end face of the guide sleeve. The displacement path of the piston results from the difference between a high and a low pressure, which act on the end faces of the free piston, the size of the end faces of the free piston, the spring constant of the range spring and the friction coefficient of the free piston.
Die Übertragung des Kolbenwegs auf die Analog- bzw. Skalenanzeige erfolgt magnetisch. Hierfür ist an einem Zeigerwerk ein Ringmagnet angebracht, der dem Freikolben bei dessen Bewegungen folgt, der ebenfalls aus einem magnetischen Material besteht oder vorzugsweise einen Keramikmagneten integral aufweist. Hierdurch kann jede Stellung des KolbensThe piston travel is transmitted to the analogue or scale display magnetically. For this purpose, a ring magnet is attached to a pointer mechanism that follows the free piston as it moves. The free piston is also made of a magnetic material or preferably has an integral ceramic magnet. This allows any position of the piston to be
einer bestimmten Stellung des Zeigers zugeordnet und entsprechend die Skalierung vorgenommen werden. Darüber hinaus ermöglicht diese Übertragungsart per Magnet eine vollständige Trennung von Meßwerk und Anzeigewerk und verhindert somit jegliche Leckage an Druckmedium nach außen.a specific position of the pointer and the scaling can be carried out accordingly. In addition, this type of transmission using a magnet enables a complete separation of the measuring mechanism and the display mechanism and thus prevents any leakage of pressure medium to the outside.
Für eine Eichung der Nullage der Anzeige bzw. des Kolbens ist eine Stellschraube vorgesehen, mittels welcher der Nullanschlag axial innerhalb der Führungshülse verstellbar ist. Des weiteren ist das bekannte Differenzdruckmanometer wahlweise mit einem oder zwei Reed-Kontakten als unabhängige Schalter ausgerüstet, die als Schalt- oder Alarmkontakte genutzt werden können und ebenfalls magnetisch durch den Kolben betätigt werden.An adjusting screw is provided for calibrating the zero position of the display or the piston, by means of which the zero stop can be adjusted axially within the guide sleeve. Furthermore, the well-known differential pressure gauge is optionally equipped with one or two reed contacts as independent switches, which can be used as switching or alarm contacts and are also magnetically actuated by the piston.
Das vorstehend beschriebene Differenzdruckmanometer ist wie eingangs bereits ausgeführt wurde, in Integralbauweise ausgeführt, um hierdurch eine kompakte sowie fluiddichte Einheit auszubilden. Zwar kann hierdurch eine hohe Funktionsfähigkeit gewährleistet werden; indessen sind nachträgliche Konfigurationsänderungen wie z.B. Austausch des Druckbereiches, Änderung der Skalierung oder Nachrüstung mit zusätzlichen elektrischen Komponenten usw. nur schwer oder gar nicht möglich.As already mentioned, the differential pressure gauge described above is designed in an integral design in order to form a compact and fluid-tight unit. Although this can ensure a high level of functionality, subsequent configuration changes such as replacing the pressure range, changing the scale or retrofitting with additional electrical components, etc. are difficult or even impossible.
Angesichts dieses Stands der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flexibleres und mit zusätzlichen Gerätekomponeten nachrüstbares Differenzdruckmanometer zu schaffen.In view of this state of the art, the object of the present invention is to create a more flexible differential pressure gauge that can be retrofitted with additional device components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Differenzdruckmanometer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a differential pressure gauge having the features of claim 1.
Das erfindungsgemäße Differenzdruckmanometer besteht demzufolge im wesentlichen aus einem Anzeigeteil und einer Meßzelle, die eine Führungsbüchse hat, in der ein beidseitig druckbeaufschlagbarer Freikolben gelagert ist, dessenThe differential pressure gauge according to the invention therefore consists essentially of a display part and a measuring cell, which has a guide bush in which a free piston is mounted that can be pressurized on both sides and whose
Axialbewegung vorzugsweise über ein Magnetfeld vom Anzeigeteil erfaßbar ist. Die Meßzelle sowie das Anzeigeteil sind dabei modulartig als separate Bauteile ausgebildet und miteinander verbindbar. Durch beliebige Kombination von Anzeigeteil und Meßzelle kann somit das erfindungsgemäße Manometer an jede Druckverhältnisse angepaßt, bzw. mit zusätzlichen elektronischen Elementen nachgerüstet werden.Axial movement can preferably be detected by the display part via a magnetic field. The measuring cell and the display part are designed as separate components in a modular manner and can be connected to one another. By combining the display part and the measuring cell in any way, the pressure gauge according to the invention can be adapted to any pressure conditions or retrofitted with additional electronic elements.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the remaining subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below using a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines Differenzdruckmanometers gemäß der vorliegenden Erfindung,Fig. 1 shows the principle of a differential pressure gauge according to the present invention,
Fig. 2a bis 2c die Vorder-, Seitenschnitt- und teilweise aufgebrochene Hinteransicht des Differenzdruckmanometers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ausgerüstet mit einer Reedkontakt-Baugruppe,Fig. 2a to 2c show the front, side section and partially broken rear view of the differential pressure gauge according to a preferred embodiment of the invention, equipped with a reed contact assembly,
Fig. 3a und 3b die Vorder- und Seitenschnittansicht des erfindungsgemäßen Differenzdruckmanometers in Standardausführung,Fig. 3a and 3b show the front and side sectional view of the differential pressure gauge according to the invention in standard design,
Fig. 4 die Seitenschnittansicht des Differenzdruckmanometers mit zusätzlichem Schleppzeiger,Fig. 4 the side sectional view of the differential pressure gauge with additional drag pointer,
Fig. 5a und 5b die Vorder- und Seitenschnittansicht des Differenzdruckmanometers mit zusätzlichem Frontring undFig. 5a and 5b the front and side sectional view of the differential pressure gauge with additional front ring and
Fig. 6 den Querschnitt einer Meßzelle gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 6 shows the cross section of a measuring cell according to the preferred embodiment of the invention.
Gemäß der Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße Differenzdruckmanometer in dessen Basis- bzw. Standardausführung im wesentlichen aus einem Anzeigeteil A und einer Meßzelle M die separat als baulich getrennte Einheiten bzw. als Module ausgebildet sind.According to Fig. 1, the differential pressure gauge according to the invention in its basic or standard version essentially consists of a display part A and a measuring cell M, which are designed separately as structurally separate units or as modules.
Prinzipiell hat die Meßzelle M eine Führungsbüchse 1, in der ein Freikolben 2 axial verschiebbar gelagert ist. Der Kolben 2 ist dabei an seiner einen Stirnseite mittels einer Spiralfeder oder Bereichsfeder 3 vorgespannt, die sich an einem Anschlußstück 4 abstützt, das in die Führungsbüchse 1 stirnseitig (linke Seite gemäß der Fig. 1) eingeschweißt ist und das ferner für das Anschließen der Meßzelle an eine Niederdruckleitung (nicht gezeigt) dient. Des weiteren stellt dieses Anschlußstuck 4 den linken Anschlag des Kolbens 2 dar, der die maximale Aus1enkungsbewegung des Kolbens 2 markiert. Zusätzlich ist an dem linken Anschlußstück eine hülsenförmige Federführung 6 befestigt, die auch als Distanzelement zwischen dem Kolben 2 und dem Anschlußstück 4 funktioniert, so daß der Anschlagpunkt durch entsprechendes werksseitiges Kürzen der Federführung 6 einstellbar ist.In principle, the measuring cell M has a guide bush 1 in which a free piston 2 is mounted so that it can move axially. The piston 2 is pre-tensioned on one end face by means of a spiral spring or range spring 3, which is supported on a connecting piece 4 that is welded into the guide bush 1 on the end face (left side according to Fig. 1) and that is also used to connect the measuring cell to a low-pressure line (not shown). Furthermore, this connecting piece 4 represents the left stop of the piston 2, which marks the maximum deflection movement of the piston 2. In addition, a sleeve-shaped spring guide 6 is attached to the left connecting piece, which also functions as a spacer element between the piston 2 and the connecting piece 4, so that the stop point can be adjusted by shortening the spring guide 6 accordingly at the factory.
An der gegenüberliegenden Stirnseite der Führungsbüchse 1 (rechte Seite gemäß der Fig. 1) ist ebenfalls ein Anschlußstück 5 gleichen Aufbaus in dieses eingeschweißt, gegen die der Kolben 2 durch die Feder 3 gedrückt wird. Dieses rechte Anschlußstück dient somit zum einen für das Anschließen der Meßzelle M an eine Hochdruckleitung (nicht gezeigt) und zum anderen als Nullanschlag des Kolbens 2.On the opposite end of the guide bush 1 (right side according to Fig. 1) a connector 5 of the same design is welded into it, against which the piston 2 is pressed by the spring 3. This right connector is thus used on the one hand for connecting the measuring cell M to a high-pressure line (not shown) and on the other hand as a zero stop for the piston 2.
Der Kolben 2 besteht entweder aus einem magnetischen Material oder besitzt eine magnetische Ringhülse .53, durch den das nachstehend beschriebene Anzeigeteil A betätigbar ist. Dieses hat ein Skalen- oder Zifferblatt 7, an dem eine Anzeigenadel 8 drehbar gelagert ist. Die Anzeigenadel 8 hat dabei in deren Lagerungsbereich einen Ringmagneten, der mit dem Magneten desThe piston 2 is either made of a magnetic material or has a magnetic ring sleeve .53, through which the display part A described below can be operated. This has a scale or dial 7 on which a display needle 8 is rotatably mounted. The display needle 8 has a ring magnet in its bearing area, which is connected to the magnet of the
Kolbens 2 zusammenwirkt, derart, daß sie der Kolbenbewegung folgen kann. Zusätzlich ist das Anzeigeteil A mit einem oder mehreren Reedkontakten ausgerüstet, die ebenfalls vom Magneten des Freikolbens 2 betätigbar sind mit einstellbaren Schaltpunkten innerhalb des Bewegungsbereichs des Kolbens 2.Piston 2 cooperates in such a way that it can follow the piston movement. In addition, the display part A is equipped with one or more reed contacts, which can also be actuated by the magnet of the free piston 2 with adjustable switching points within the range of movement of the piston 2.
Prinzipiell wird nunmehr der Freikolben 2 über die beiden stirnseitigen Anschlußstücke 4 und 5, in denen jeweils axiale Durchgangsbohrungen 10, 11 ausgebildet sind, an seinen Stirnseiten mit einem Nieder- und einem Hochdruck beaufschlagt, wodurch dieser entsprechend der Druckdifferenz sowie des Kolbenflächenverhältnisses gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder 3 verschoben wird und dabei die Anzeigenadel 8 magnetisch mitnimmt. Die Axialverschiebung des Kolbens 2 kann somit auf dem Skalenblatt 7 angezeigt werden, dessen Skalierung auf die Konfiguration der Meßzelle M abgestimmt ist und somit ein exaktes Ablesen der Druckdifferenz erlaubt.In principle, the free piston 2 is now subjected to a low and a high pressure on its front sides via the two front-side connecting pieces 4 and 5, in which axial through-holes 10, 11 are formed, whereby it is displaced according to the pressure difference and the piston area ratio against the preload force of the spiral spring 3 and magnetically takes the indicator needle 8 with it. The axial displacement of the piston 2 can thus be displayed on the scale 7, the scale of which is matched to the configuration of the measuring cell M and thus allows an exact reading of the pressure difference.
In den Fig. 2a bis 2c wird nunmehr der erfindungsgemäße konstruktive Aufbau des Differenzdruckmanometers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt.The structural design of the differential pressure gauge according to the invention according to a preferred embodiment is now shown in Figs. 2a to 2c.
Wie insbesondere aus der Fig. 2b zu entnehmen ist, besteht das Anzeigeteil A aus einem Gehäuse 12 mit einem Gehäuseboden 14 und einer zylindrischen Schale bzw. einem Gehäusering 13 aus Aluminium-Zink-Druckguß, in die eine Sichtscheibe 15 vorzugsweise aus Acrylglas mittels eines Schnappverschlußes (siehe Fig. 3b) eingesetzt ist. Innenseitig am Gehäuseboden ist die Anzeigenadel 8 drehbar mittels eines Lagerzapfens 16 und einer Abstandshülse 17 gelagert, wobei die Lagerung durch eine am Gehäuseboden 14 über einen Distanzring 33 fixierte Abdeckplatte 18 verblendet ist.As can be seen in particular from Fig. 2b, the display part A consists of a housing 12 with a housing base 14 and a cylindrical shell or housing ring 13 made of aluminum-zinc die-cast, into which a viewing window 15 preferably made of acrylic glass is inserted by means of a snap fastener (see Fig. 3b). On the inside of the housing base the display needle 8 is rotatably mounted by means of a bearing pin 16 and a spacer sleeve 17, whereby the bearing is covered by a cover plate 18 fixed to the housing base 14 via a spacer ring 33.
Außenseitig am Gehäuseboden 14, d.h. auf der Hinterseite des Gehäusesl2 ist in diesen eine längs verlaufende Nut 19 eingefräst oder ausgeformt, die unterhalb des Lagerpunkts der Anzeigenadel 8 plaziert ist. Die Nut 19 weist dabei imOn the outside of the housing base 14, i.e. on the rear side of the housing 12, a longitudinal groove 19 is milled or formed into it, which is placed below the bearing point of the indicator needle 8. The groove 19 has
Querschnitt ein Kantenprofil auf entsprechend dem halben Querschnitt eines Sechskantprofils mit einer Kante als Nutengrund. Unterhalb der ausgefrästen Nut 19, d.h. auf der der Lagerung der Anzeigenadel 8 gegenüberliegenden Seite der Nut ist in den Gehäuseboden 14 eine Schraubenbohrung 20 eingearbeitet.Cross-section an edge profile corresponding to half the cross-section of a hexagonal profile with an edge as the groove base. Below the milled groove 19, i.e. on the side of the groove opposite the bearing of the indicator needle 8, a screw hole 20 is machined into the housing base 14.
Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, weist die Führungsbüchse 1 der Meß.zelle M an ihren Stirnseiten zwei Anschlußstücke 4, 5 auf, deren Außenquerschnitt jeweils einem Sechskantprofil entspricht, wie dies insbesondere in der Fig. 2c gezeigt ist. Die Schlüsselweite dieses Sechskantprofils ist die gleiche wie die des nutenseitigen halben Sechkantprofils im Gehäuseböden 14, bzw. geringfügig kleiner, so daß die Meßzelle M in die Nut 19 nahezu spielfrei an deren Anschlußstücken 4, 5 in Querschnittsansicht gemäß Fig. 2b zur Hälfte eingesetzt werden kann. Um die Meßzelle M in der Nut 19 zu fixieren, ist ein Klemmkeil 21 mittels einer Schlitzschraube 22 am Gehäuseboden 14 befestigt, die in die Schraubenbohrung 20 eingedreht wird. Der Klemmkeil 21 klemmt dabei die Meßzelle M im Bereich der Führungsbüchse 1 zwischen sich und dem Gehäuseboden 14 ein, wie dies in der Fig. 2b.gezeigt ist. Hierfür ist der Klemmkeil 21 vorzugsweise der äußeren Form der Führungsbüchse 1 angepaßt.As already mentioned at the beginning, the guide bushing 1 of the measuring cell M has two connecting pieces 4, 5 on its front sides, the external cross section of which corresponds to a hexagonal profile, as shown in particular in Fig. 2c. The width across flats of this hexagonal profile is the same as that of the half hexagonal profile on the groove side in the housing base 14, or slightly smaller, so that the measuring cell M can be inserted into the groove 19 with almost no play at its connecting pieces 4, 5 in the cross-sectional view according to Fig. 2b. In order to fix the measuring cell M in the groove 19, a clamping wedge 21 is attached to the housing base 14 by means of a slotted screw 22, which is screwed into the screw hole 20. The clamping wedge 21 clamps the measuring cell M in the area of the guide bush 1 between itself and the housing base 14, as shown in Fig. 2b. For this purpose, the clamping wedge 21 is preferably adapted to the external shape of the guide bush 1.
y
Bei der Ausführungsform des Differenzdruckmanometers gemäß der
Fig. 2a bis 2c ist eine zusätzliche Reedkontaktbaugruppe R als eine optionale Meßeinrichtung vorgesehen. Diese Baugruppe R
besteht aus einem Reedgehäuse 23 das mittels einer Schraube 24 am Gehäuseboden 14 des Anzeigeteils A befestigt ist. Das
Reedgehäuse 23 ist hierfür bodenseitig mit einer im Querschnitt teilsechskant-förmigen Nut 25 ausgebildet, die bei der Montage
des Reedgehäuses 23 am Gehäuseboden 14 des Anzeigeteils A teilweise die Meßzelle M .übergreift, welche somit quasi als
eine Zentrierung oder Positionierhilfe für das Reedgehäuse 23 dient.y
In the embodiment of the differential pressure gauge according to Fig. 2a to 2c, an additional reed contact assembly R is provided as an optional measuring device. This assembly R consists of a reed housing 23 which is fastened to the housing base 14 of the display part A by means of a screw 24. For this purpose, the reed housing 23 is designed on the base with a groove 25 which is partially hexagonal in cross section and which partially overlaps the measuring cell M when the reed housing 23 is mounted on the housing base 14 of the display part A, which thus serves as a centering or positioning aid for the reed housing 23.
Vorliegend befinden sich innerhalb des Reedgehäuses 23 zwei, in der Fig. 2c schematisch dargestellte Reedkontakte 25, 26, die längs der Meßzelle M axial verschiebbar am Reedgehäuse 23 gelagert sind und mittels zweier Stellschrauben 27, 28 unabhängig voneinander für ein Einstellen von Schaltpunkten betätigt werden können. Das Reedgehäuse 23 ist ferner mit einem Anschlußstutzen 29 ausgebildet, auf den ein elektrischer Kontaktstecker 30 aufgesteckt werden kann.In the present case, there are two reed contacts 25, 26 inside the reed housing 23, shown schematically in Fig. 2c, which are mounted on the reed housing 23 so that they can be moved axially along the measuring cell M and can be operated independently of one another by means of two adjusting screws 27, 28 to set switching points. The reed housing 23 is also designed with a connecting piece 29 onto which an electrical contact plug 30 can be plugged.
Zur Funktionsweise des vorstehend beschriebenen Differenzdruckmanometers wird folgendes ausgeführt:The following is stated about the functionality of the differential pressure gauge described above:
Für eine Montage des erfindungsgemäßen Differenzdruckmanometers, wird die Meßzelle M als separates Modul über deren Anschlußstücke 4, 5 , die mit Innengewinden versehen sind, an nicht gezeigte Hochdruck- und Niederdruckleitungen angeschlossen, wodurch der Freikolben 2 beidseitig druckbeaufschlagt werden kann. Anschließend wird das Anzeigeteil A als ein weiteres Modul auf die Meß.zelle M aufgesetzt, indem die Meßzelle M in die Nut 19 am Gehäuseboden 14 des Anzeigeteils A eingesetzt wird. Durch Verschieben des Anzeigeteils A längs der Meßzelle M, wobei diese in der Nut gleitet, kann die Nullstellung der Anzeigenadel 8 bezüglich des in Konstruktionslage liegenden Kolbens 2 einjustiert werden. Zusätzliche Justierschrauben, beispielsweise zur Verstellung des Nullanschlags in der Meßzelle M, wie sie im Stand der Technik vorgesehen sind, können somit entfallen.To assemble the differential pressure gauge according to the invention, the measuring cell M is connected as a separate module via its connectors 4, 5, which are provided with internal threads, to high-pressure and low-pressure lines (not shown), whereby the free piston 2 can be pressurized on both sides. The display part A is then placed on the measuring cell M as a further module by inserting the measuring cell M into the groove 19 on the housing base 14 of the display part A. By moving the display part A along the measuring cell M, whereby the latter slides in the groove, the zero position of the display needle 8 can be adjusted with respect to the piston 2 lying in the design position. Additional adjusting screws, for example for adjusting the zero stop in the measuring cell M, as provided in the prior art, can thus be omitted.
Alternativ hierzu kann aber auch die im Gehäuseboden 14 ausgebildete Nut 19 in deren Mittenabschnitt halbkreisförmig, entsprechend dem äußeren Querschnitt der Führungsbüchse 1 der Meßzelle M ausgebildet sein, wodurch die Meßzelle M bei deren Einsetzen in die Nut 19 in die richtige fixierte Position gebracht werden muß, damit der Nullpunkt der Anzeige stimmt. Anschließend wird das Gehäuse 12 des Anzeigeteils A an der Meßzelle M durch den Klemmkeil 21 fixiert.Alternatively, the groove 19 formed in the housing base 14 can also be semicircular in its central section, corresponding to the outer cross section of the guide bush 1 of the measuring cell M, whereby the measuring cell M must be brought into the correct fixed position when it is inserted into the groove 19 so that the zero point of the display is correct. The housing 12 of the display part A is then fixed to the measuring cell M by the clamping wedge 21.
Es liegt auf der Hand, daß durch diese modulare Aufteilung von Anzeigeteil A und Meßzelle M sowie die konstruktive Gestaltung der Verbindungsbereiche beider Module ein Austauschen des Anzeigeteils A entsprechend anderer zu messender Druckverhältnisse sowie ein Justieren der Nullstellung der Anzeigenadel 8 beliebig möglich ist, ohne daß die Meßzelle M aus dem zu messenden Druckkreis genommen werden muß. Auch lassen sich Meßzellen mit Kolben unterschiedlicher Kolbenflächen für unterschiedliche Drücke mit geeigneten Anzeigeteilen beliebig kombinieren, um so eine optimale Meßgerätekonfiguration zu erreichen.It is obvious that this modular division of display part A and measuring cell M as well as the structural design of the connecting areas of both modules makes it possible to exchange the display part A according to other pressure conditions to be measured and to adjust the zero position of the indicator needle 8 at will without having to remove the measuring cell M from the pressure circuit to be measured. Measuring cells with pistons of different piston areas for different pressures can also be combined as desired with suitable display parts in order to achieve an optimal measuring device configuration.
Um das Differenzdruckmanometer nachträglich mit Reedkontakten auszurüsten, wird einfach an der Außenseite des Gehäusebodens 14 das Reedgehäuse 23 angesetzt, derart, daß die bisher freiliegende Seite der Meßzelle A.in die entsprechend geformte Nut 25 am Reedgehäuse 23 eingreift und damit die Reekontaktbaugruppe R positioniert. Durch Eindrehen der Schraube 24 in eine entsprechende Schraubenbohrung 31 am Gehäuseboden 14 wird schließlich das Reedgehäuse 23 am Anzeigeteil A fixiert. Die auf den magnetischen Kolben 2 ansprechenden Reedkontakte können darauf hin mittels der in das Reedgehäuse 23 eingedrehten Justierschrauben 27, 28 in Axialrichtung der Meßzelle M innerhalb des Bewegungsbereichs des Kolbens 2 positioniert.werden.In order to subsequently equip the differential pressure gauge with reed contacts, the reed housing 23 is simply attached to the outside of the housing base 14 in such a way that the previously exposed side of the measuring cell A engages in the correspondingly shaped groove 25 on the reed housing 23 and thus positions the reed contact assembly R. By screwing the screw 24 into a corresponding screw hole 31 on the housing base 14, the reed housing 23 is finally fixed to the display part A. The reed contacts responding to the magnetic piston 2 can then be positioned in the axial direction of the measuring cell M within the range of movement of the piston 2 by means of the adjusting screws 27, 28 screwed into the reed housing 23.
Die Fig. 3a und 3b zeigen das erfindungsgemäße Differenzdruckmanometer in Standardausführung, d.h. ohne die vorstehend beschriebene Reedkontaktbaugruppe R. In diesem Fall bleibt die Schraubenbohrung 31 am Gehäuse. 12 des Anzeigeteils A unbenutzt und somit die äußere Seite der Meßzelle M freiliegend. Der übrige Aufbau entspricht der vorstehend beschriebenen Ausführung, so daß an dieser Stelle auf die entsprechende Beschreibung verwiesen werden kann.Fig. 3a and 3b show the differential pressure gauge according to the invention in standard design, i.e. without the reed contact assembly R described above. In this case, the screw hole 31 on the housing 12 of the display part A remains unused and thus the outer side of the measuring cell M is exposed. The rest of the structure corresponds to the design described above, so that reference can be made to the corresponding description at this point.
Gemäß der Fig. 4 ist die einfache Sichtscheibe durch ein Abdeckglas 34 mit integriertem Schleppzeiger 35 ersetzt. DiesAccording to Fig. 4, the simple viewing window is replaced by a cover glass 34 with integrated drag pointer 35. This
ist ohne Schwierigkeit möglich, da die Sichtscheibe, wie vorstehend bereits angedeutet wurde mittels eines leicht lösbaren Schnappverschlusses 32 am Gehäuse 12 befestigt ist. Der Schleppzeiger 35 des neuen Abdeckglases 34 besteht aus einem Zeiger, an der eine in Richtung zur Anzeigenadel 8 vorstehende Mitnehmernadel 36 befestigt ist. Die Nabe des Schleppzeigers 35 sitzt drehbar mit geringer Reibung auf einem Zapfen, der das Abdeckglas 35 durchdringt und an seinem nach Außen ragenden Ende einen Drehknopf 37 aufweist, an dem der Schleppzeiger 35 aufgrund der geringen Reibung verstellt werden kann. Durch den Schleppzeiger 35 kann somit der Minimal- oder Maximalausschlag der Anzeigenadel 8 ermittelt werden.is possible without difficulty, since the viewing window, as already indicated above, is attached to the housing 12 by means of an easily removable snap fastener 32. The trailing pointer 35 of the new cover glass 34 consists of a pointer to which a driver needle 36 is attached, which protrudes in the direction of the indicator needle 8. The hub of the trailing pointer 35 is rotatably mounted with little friction on a pin which penetrates the cover glass 35 and has a rotary knob 37 on its outwardly projecting end, on which the trailing pointer 35 can be adjusted due to the low friction. The trailing pointer 35 can thus be used to determine the minimum or maximum deflection of the indicator needle 8.
Bei der Ausführungsform des Differenzdruckmanometers gemäß der Fig. 5a und 5b ist der Anzeigeteil A am äußeren Umfang der Schale 13 mit einem Frontring 38 als Befestigungselement für eine Wandmontage ausgerüstet, der in gleichmäßigem Umfangsabstand mit Bohrlöchern versehen ist, die zur Aufnahme von Montageschrauben (nicht weiter gezeigt) dienen.In the embodiment of the differential pressure gauge according to Fig. 5a and 5b, the display part A on the outer circumference of the shell 13 is equipped with a front ring 38 as a fastening element for wall mounting, which is provided with drill holes at equal circumferential distances which serve to accommodate mounting screws (not shown further).
Abschließend wird anhand der Fig. 6 die bevorzugte Konstruktion der in der Fig. 1 im Prinzip dargestellten Meßzelle M erläutert.Finally, the preferred construction of the measuring cell M shown in principle in Fig. 1 is explained using Fig. 6.
Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, hängt der meßbare Druckbereich des Differenzdruckmanometers bzw. der Meßzelle M zum einen von der verwendeten Vorspann- bzw. Bereichsfeder 3, zum anderen jedoch von dem Größenverhältnis der druckbeaufschlagten stirnseitigen Kölbenflachen ab. Da der Kolben 2 zur Verringerung einer Leckage zwischen der Niederdruck- und Hochdruckseite exakt, d.h möglichst spielfrei in der Führungsbüchse 1 gelagert sein muß und keine Kolbendichtungen quasi, als Distanzelemente verwendet werden sollen, ist dieses Größen- bzw. Flächenverhältnis entsprechend dem Durchmesser der Führungsbüchse 1 werksseitig festgelegt. Eine Änderung dieser Einstellung kann bisher nur durch einen kompletten Austausch des gesamten DifferenzdruckmanometersAs already mentioned at the beginning, the measurable pressure range of the differential pressure gauge or the measuring cell M depends on the one hand on the preload or range spring 3 used, but on the other hand on the size ratio of the pressurized front piston surfaces. Since the piston 2 must be mounted precisely, i.e. with as little play as possible, in the guide bush 1 in order to reduce leakage between the low-pressure and high-pressure sides, and no piston seals are to be used as spacers, this size or surface ratio is set at the factory according to the diameter of the guide bush 1. A change to this setting can only be made by completely replacing the entire differential pressure gauge.
entsprechend dem Stand der Technik oder nunmehr durch die Meßzelle M gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgen.according to the state of the art or now by the measuring cell M according to the embodiment of the invention described above.
Um das erfindungsgemäße Differenzdruckmanometer unter diesem Aspekt noch flexibler zu machen, weist die Meßzelle M einen neuartigen Aufbau auf/ wonach die Meßzelle M prinzipiell in axialer Richtung zweigeteilt ist, wobei ein zu einem ersten Abschnitt abnehmbarer zweiter Abschnitt mit einem zusätzlichen zweiten Kolben ausgestattet ist, der über eine Kolbenstange mit dem magnetischen Freikolben in Wirkeingriff ist.In order to make the differential pressure gauge according to the invention even more flexible in this respect, the measuring cell M has a novel structure, according to which the measuring cell M is basically divided into two in the axial direction, with a second section that can be removed to form a first section being equipped with an additional second piston that is in operative engagement with the magnetic free piston via a piston rod.
Wie aus der Fig. 6 zu entnehmen ist, hat die Meßzelle A ähnlich zu der in der Fig. 1 dargestellten Prinzipskizze eine Führungsbüchse 1, in der ein Kolben 2 vorzugsweise aus einem magnetischen Material oder mit einer magnetischen Ringhülse nahezu spielfrei gleitgelagert ist. Die eine Stirnseite (linke Seite gemäß der Fig. 6) des Kolbens 2 ist mit einer Spiraloder Bereichsfeder 3 in Kontakt, die sich an einem Anschlußstück 4 mit Innengewinde abstützt, das an der einen Stirnseite der Führungsbüchse 1 durch eine Schweiß- oder Schraubverbindung befestigt ist. Zur Stabilisierung der Spiralfeder 3 ist zusätzlich eine Führungshülse 6 vorgesehen, die an dem vorstehend genannten Anschlußstück 4 fixiert ist und innerhalb der Feder 3 in Richtung zum Kolben 2 in die Führungsbüchse 1 ragt. Die Länge der Führungshülse 6 bestimmt gleichzeitig den linken Anschlag, bzw. die Anschlagsposition des ausgelenkten Kolbens 2.As can be seen from Fig. 6, the measuring cell A has a guide bush 1, similar to the schematic diagram shown in Fig. 1, in which a piston 2, preferably made of a magnetic material or with a magnetic ring sleeve, is slide-mounted with almost no play. One end face (left side according to Fig. 6) of the piston 2 is in contact with a spiral or range spring 3, which is supported on a connector 4 with an internal thread, which is attached to one end face of the guide bush 1 by a weld or screw connection. To stabilize the spiral spring 3, a guide sleeve 6 is also provided, which is fixed to the above-mentioned connector 4 and projects into the guide bush 1 inside the spring 3 in the direction of the piston 2. The length of the guide sleeve 6 simultaneously determines the left stop, or the stop position, of the deflected piston 2.
Auf der dem Anschlußstück 4 gegenüberliegenden Stirnseite der Führungsbüchse 1 ist ein napfförmiger Anschlußflansch 40 in die Führungsbüchse 1 eingeschweißt, wobei zwischen dem Anschlußflansch 40 und dem Kolben 2 eine Distanzhülse 41 eingesetzt ist, gegen die der Kolben 2 durch die Vorspannkraft der Feder 3 gedrückt wird. Die Länge dieser Distanzhülse 41 bestimmt somit die Position des Nullanschlags des KolbensOn the front side of the guide bush 1 opposite the connecting piece 4, a cup-shaped connecting flange 40 is welded into the guide bush 1, with a spacer sleeve 41 being inserted between the connecting flange 40 and the piston 2, against which the piston 2 is pressed by the preload force of the spring 3. The length of this spacer sleeve 41 thus determines the position of the zero stop of the piston
Gemäß der Fig. 6 bildet der Anschlußflansch 4 0 einen stirnseitig offenen Hohlraum 42, der von einem Kragen oder Flanschrand 43 umgeben wird, in den eine Anzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeter Durchgangsbohrungen gebohrt sind. An diesen Flanschrand.34 ist ein Anschlußstutzen 44 per nicht gezeigter Schrauben angeflanscht, der entsprechend dem vorstehend beschriebenen Anschlußflansch 40 einstückig aus einem von einem Flanschrand 45 umgebenen napfförmigen Bereich sowie einem Anschlußbereich 4 6 mit Innengewinde zur Montage an eine nicht gezeigte Hochdruckleitung besteht. Hierdurch bildet sich der Hohlraum 42 vollständig aus, der über die hohle Distanzhülse 41 Zugang zur Führungsbüchse. 1 bzw. zum Freikolben 2 hat. Dieser Hohlraum 42 ist dabei mittels einer Rollmembran 47 bzw. einem Faltenbalg unterteilt, die randseitig zwischen den beiden Flanschrändern 43, 45 dichtend eingeklemmt ist. In der Mitte der Rollmembran 47 ist ein Durchgangsloch ausgebildet, in die eine Montagehülse 48 mit einem randseitigen Teller oder Absatz 49 gesteckt und nach dem Niet-Prinzip durch einen Gegenteller 50 gleichen Radius an der Rollmembran 43 dichtend fixiert ist, der auf einen Stummel der durch die Membran 43 ragenden Montagehülse 48 gepreßt ist. Diese Montagehülse 4 8 bildet zusammen mit dem daran ausgebildeten bzw. befestigten Tellern 49, 50 den zweiten Kolben der erfindungsgemäßen Meßzelle M.According to Fig. 6, the connection flange 40 forms a cavity 42 that is open at the front and is surrounded by a collar or flange edge 43, into which a number of through holes evenly spaced in the circumferential direction are drilled. A connection piece 44 is flanged to this flange edge 34 using screws (not shown), which, like the connection flange 40 described above, is made in one piece from a cup-shaped area surrounded by a flange edge 45 and a connection area 46 with an internal thread for mounting on a high-pressure line (not shown). This completely forms the cavity 42, which has access to the guide bush 1 or the free piston 2 via the hollow spacer sleeve 41. This cavity 42 is divided by means of a rolling membrane 47 or a bellows, which is clamped in a sealing manner between the two flange edges 43, 45. In the middle of the rolling membrane 47, a through hole is formed, into which a mounting sleeve 48 with a plate or shoulder 49 on the edge is inserted and is fixed in a sealing manner to the rolling membrane 43 using the rivet principle by a counter plate 50 of the same radius, which is pressed onto a stub of the mounting sleeve 48 protruding through the membrane 43. This mounting sleeve 48, together with the plates 49, 50 formed or attached to it, forms the second piston of the measuring cell M according to the invention.
In die Montagehülse 48 ist die Kolbenstange 51 dichtend, vorzugsweise mittels eines Ö-Rings eingesetzt und an ihrem zum Anschlußbereich 4 6 aus der Montagehülse 48 ragenden Ende mittels einer Wellenmutter 52 fixiert. Die Kolbenstange 51 durchdringt ferner die Distanzhülse 41, die somit gleichzeitig als Axialführung für die Kolbenstange 51 dient und stößt endseitig an dem Freikolben 2 an. Die Länge der Kolbenstange läßt sich dabei mittels der .Wellenmutter 52 derart bestimmen, daß in Konstruktionslage des Freikolbens 2, in der er am Nullanschlag, d.h. an der Distanzhülse 41 anliegt, der zweite Kolben (Teller 50) an der gemäß der Fig. 6 rechten InnnseiteThe piston rod 51 is inserted into the assembly sleeve 48 in a sealing manner, preferably by means of an O-ring, and is fixed at its end protruding from the assembly sleeve 48 to the connection area 46 by means of a shaft nut 52. The piston rod 51 also penetrates the spacer sleeve 41, which thus simultaneously serves as an axial guide for the piston rod 51, and abuts the end of the free piston 2. The length of the piston rod can be determined by means of the shaft nut 52 in such a way that in the design position of the free piston 2, in which it rests against the zero stop, i.e. against the spacer sleeve 41, the second piston (plate 50) on the right inner side according to Fig. 6
des Hohlraums 42, d.h. am Anschlußstutzen 44 anliegt, wobei sich die Rollmembran 43 stark verwölbt.of the cavity 42, i.e. at the connecting piece 44, whereby the rolling membrane 43 is strongly warped.
Wird nunmehr das Differenzdruckmanometer beidseits mit einem Druck unterschiedlicher Höhe beaufschlagt, so wirkt an einer Seite des Freikolbens 2 die Federkraft sowie der Niederdruck unmittelbar auf die Kolbenfläche ein, während auf der Hochdruckseite des Differenzdruckmanometers der Hochdruck auf den zweiten Kolben, d.h. auf den Teller 50 einwirkt. Entsprechend dem Flächenverhältnis zwischen der. druckbeaufschlagten Fläche des Freikolbens 2 sowie der Fläche des Tellers 50 bewirkt eine resultierende Differenzkraft ein Verschieben des zweiten Kolbens 50 gemäß der Fig. 6 nach links, wobei der Freikolben 2 über die Kolbenstange 51 aus seiner Nullage bewegt wird. Die Rollmembran 43 verhindert dabei eine Leckage zwischen der Hochdruck- und Nierdruckseite des Differenzdruckmanometers.If the differential pressure gauge is now subjected to a pressure of different levels on both sides, the spring force and the low pressure act directly on the piston surface on one side of the free piston 2, while on the high pressure side of the differential pressure gauge the high pressure acts on the second piston, i.e. on the plate 50. In accordance with the area ratio between the pressurized surface of the free piston 2 and the surface of the plate 50, a resulting differential force causes the second piston 50 to move to the left as shown in Fig. 6, whereby the free piston 2 is moved from its zero position via the piston rod 51. The rolling diaphragm 43 prevents a leakage between the high pressure and low pressure sides of the differential pressure gauge.
Claims (16)
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1997
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
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