DE3240231C1

DE3240231C1 - Pressostat

Info

Publication number: DE3240231C1
Application number: DE3240231A
Authority: DE
Inventors: Hans 6836 Oftersheim Bösing; Mario 7515 Linkenheim-Hochstetten Gemma; Guglielmo Rossi
Original assignee: Ranco Inc 43201 Columbus Ohio; Ranco Inc
Current assignee: Ranco Inc of Delaware
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-03-01
Also published as: FR2535519A3; GB2130437B; GB2130437A; FR2535519B3; US4821626A; GB8329013D0; IT8323306V0; JPS5988844U; JPH0243066Y2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pressostaten mit einem durch sein Gehäuse und eine Arbeitsmembran oder dgl. mit einer Druckfläche für ein Ausgangsstellglied begrenzten Arbeitsdruckraum, mit wenigstens einer dem Druck im Arbeitsdruckraum entgegenwirkenden Feder, mit einem bei Überschreiten eines Druckgrenzwertes im Arbeitsdruckraum ansprechenden Schaltglied und mit einem zum Arbeitsdruckraum konzentrischen, durch das Gehäuse, die Arbeitsmembran und eine Schutzmembran oder dgl. mit einer Druckfläche für das Ausgangsstellglied begrenzten geschlossenen Schutzraum,

Ein derartiger Pressostat ist beispielsweise durch die DE-AS 21 25 809 bekanntgeworden, wobei statt einer Arbeitsmembran und einer Schutzmembran ein Arbeitsbalg und ein Zusatzbalg Verwendung finden und der Druck im geschlossenen Schutzraum unterhalb des Umgebungsdrucks liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pressostaten der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welchem auf konstruktiv einfache und sichere Weise sichergestellt ist, daß bei einem Schaden an der Arbeitsmembran das Schaltglied bereits bei einem wesentlich unter dem Arbeitsdruckgrenzwert

liegenden Druckgrenzwert anspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine erste, dem Druck im Arbeitsdruekraum entgegenwirkende Feder außerhalb des Arbeitsdruckraums und des Schutzraums und eine zweite, dem Druck im Arbeitsdruckraum entgegenwirkende Feder innerhalb des Arbeitsdruckraums angeordnet ist und daß die Druckflächen der beiden Membranen über ein mit einer der Druckflächen fest verbundenes Zwischenglied lösbar miteinander in Verbindung stehen.

Bei einem Bruch der Arbeitsmembran entfällt sofort die Wirkung der innerhalb des Arbeitsdruckraums angeordneten Feder, und der Druckgrenzwert für das Ansprechen des Schaltglieds verringert sich um einen Faktor, der wenigstens dem Verhältnis der Summe der Federkräfte beider Federn zur Federkraft der ersten Feder außerhalb des Arbeitsdruckraums und des Schutzräums entspricht.

Zweckmäßig ist die erste Feder eine Tellerfeder und die zweite Feder eine Zugfeder. Eine Einstellung der Summe der Federkräfte und des Verhältnisses der Federkräfte zueinander läßt sich damit auf einfache Weise an der außerhalb des Arbeitsdruckraums und des Schutzraums befindlichen ersten Feder vornehmen.

Vorteilhaft ist die Federkraft der zweiten Feder größer als die der ersten Feder. Damit wird eine über den Faktor 2 hinausgehende Verringerung des Druckgrenzwertes gegenüber dem Arbeitsdruckgrenzwert beim Brechen der Arbeitsmembran erreicht.

Weiter ist die wirksame Druckfläche der Schutzmembran vorteilhaft größer als die der Arbeitsmembran. Hiermit wird eine weitere Vergrößerung des Faktors, um den sich der Druckgrenzwert bei Brechen der Arbeitsmembran gegenüber dem Arbeitsdruckgrenzwert verschiebt, proportional dem Verhältnis der wirksamen Druckflächen der Schutzmembran und der Arbeitsmembran erreicht.

Schließlich ist der Schutzraum zweckmäßig mit einem Schutzgas, z. B. N2, unter Atmosphärendruck gefüllt. Durch das Schutzgas wird verhindert, daß in dem Schutzraum Wasserdampf vorhanden ist, der bei Temperaturänderungen die Schaltgenauigkeit des Pressostaten ungünstig beeinflussen würde. Weiter ermöglicht das Schutzgas eine Dichtheitsprüfung ohne Zerstörung der Bauteile.

Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pressostaten im Längsschnitt.

Der in F i g. 1 dargestellte Pressostat weist ein Gehäuse 1 und ein in dem Gehäuse 1 angeordnetes Schaltglied 2 in Form eines Schnappschalters auf. Das Schaltglied 2 wird durch ein Ausgangsstellglied 3 betätigt. Ein Arbeitsdruckraum 4 des Pressostaten ist durch das Gehäuse 1 sowie durch eine Arbeitsmembran 5 mit einer wirksamen Druckfläche Ai begrenzt. Konzentrisch zu dem- Arbeitsdruckraum 4 ist ein geschlossener Schutzraum 6 vorgesehen, der durch das Gehäuse 1, die Arbeitsmembran 5 und eine Schutzmembran 7 mit einer wirksamen Druckfläche A₂ begrenzt ist. Der Schutzraum 6 ist mit einem Schutzgas, beispielsweise N₂, unter Atmosphärendruck gefüllt.

Ein Zwischenglied 8 ist mit der Druckfläche der Arbeitsmembran 5 fest verbunden und stellt eine lösbare Verbindung zur Druckfläche der Schutzmembran 7 dar. Die Druckflächen arbeiten auf das Ausgangsstellglied 3 zur Betätigung des Schaltglieds 2.

Innerhalb des Arbeitsdruckraums 4 ist eine dem

Druck P im Arbeitsdruckraum 4 entgegenwirkende Feder 9 in Form einer Zugfeder angeordnet, außerhalb des Arbeitsdruckraums 4 und des Schutzraums 6 ist eine dem Druck Pirn Arbeitsdruckraum 4 entgegenwirkende Feder 10 in Form einer Tellerfeder angeordnet. Die Feder 9 hat eine Federkraft Fi, die Feder 10 eine Federkraft F₂.

Im Normalbetrieb des Pressostaten wird im Arbeitsdruckraum 4 von einer entsprechenden Anlage der Druck P zugeführt. Sobald der Druck P multipliziert mit der wirksamen Druckfläche A\ der Arbeitsmembran 5 die Summe der dem Druck P entgegenwirkenden Federkräfte Fi + F₂ der Federn 9 und 10 überschreitet, wird über das Zwischenglied 8 und das Ausgangsstellglied 3 das Schaltglied 2 betätigt. Der hierfür erforderliche Druckgrenzwert sei mit P| bezeichnet.

Tritt ein Bruch in der Arbeitsmembran 5 auf, so wird sowohl die wirksame Druckfläche A\ der Arbeitsmembran 5 als auch die Kraft F_f der Feder 9 auf das Ausgangsstellglied 3 unwirksam, und der Druck P wirkt nunmehr auf die wirksame Druckfläche A₂ der Schutzmembran 7 entgegen der auf diese wirkenden Kraft F₂ der Feder 10. Ein Schalten des Schaltglieds 2 erfolgt nunmehr bei einem Druckgrenzwert P₂ der sich aus der Kraft F₂ dividiert durch die wirksame Druckfläche A₂ der Schutzmembran 7 ergibt. Das Schaltglied 2 'wird also bei Überschreiten des Druckgrenzwertes P₂ betätigt. Der Druckgrenzwert P₂ ergibt sich aus folgender Beziehung:

P₂ = P₁

Fx+F₁

Al

A₁

Aus dieser Beziehung ist ohne weiteres zu erkennen, daß der Druck P₂ bei einander gleichen Federkräften Fi und F₂ sowie einander gleichen wirksamen Druckflächen A\ und A% 50% des Druckgrenzwertes Pi beträgt Bei Vergrößerung der Federkraft Fi gegenüber der Federkraft F₂ verringert sich der Druckgrenzwert P₂ weiter gegenüber dem Druckgrenzwert Pj, ebenso bei Vergrößerung der wirksamen Druckfläche A₂ gegenüber der wirksamen Druckfläche A\.

Durch das Vorsehen der Feder 9 im Arbeitsdruckraum 4 und das Vorsehen der mit dieser in gleicher Richtung wirkenden Feder 10 außerhalb des Arbeitsdruckraums 4 und außerhalb des Schutzraums 6 ergibt sich somit insbesondere dann, wenn die Federkraft Fi der Feder 9 größer als die der Federkraft F₂ der Feder 10 gemacht wird, auf einfache und sichere Weise ein gegenüber dem Druckgrenzwert Pi im normalen Arbeitsbetrieb des Pressostaten verringerter Druckgrenzwert P₂ bei Bruch der Arbeitsmembran 5. Durch eine Vergrößerung des Verhältnisses zwischen den wirksamen Druckflächen A₂ und A\ der Schutzmembran 7 und der Arbeitsmembran 5 läßt sich diese Wirkung noch vergrößern. Die Ausbildung der Feder 10 als Tellerfeder ergibt die einfache Möglichkeit der Einstellung der Gesamtfederkraft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Pressostat mit einem durch sein Gehäuse (1) und eine Arbeitsmembran (5) oder dgl. mit einer Druckfläche (Ai) für ein Ausgangsstellglied (3) begrenzten Arbeitsdruckraum (4), mit wenigstens einer dem Druck (P) im Arbeitsdruckraum (4) entgegenwirkenden Feder, mit einem bei Überschreiten eines Druckgrenzwertes im Arbeitsdruck- to raum (4) ansprechenden Schaltglied (2) und mit einem zum Arbeitsdruckraum (4) konzentrischen, durch das Gehäuse (1), die Arbeitsmembran (5) und eine Schutzmembran (7) oder dgl. mit einer Druckfläche (A₂) für das Ausgangsstellglied (3) begrenzten geschlossenen Schutzraum (6), dadurch gekennzeichnet, daß eine erste dem Druck (P) im Arbeitsdruckraum (4) entgegenwirkende Feder (10) außerhalb des Arbeitsdruckraums (4) und des Schutzraumes (6) und eine zweite, dem Druck (P) im Arbeitsdruckraum (4) entgegenwirkende Feder (9) innerhalb des Arbeitsdruckraums (4) angeordnet ist, und daß die Druckflächen (A\, A₂) der beiden Membranen (5, 7) über ein mit einer der Druckflächen fest verbundenes Zwischenglied (8) lösbar miteinander in Verbindung stehen.

2. Pressostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (10) eine Tellerfeder und die zweite Feder (9) eine Zugfeder ist.

3. Pressostat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (Fi) der zweiten Feder (9) größer als die (F₂) der ersten Feder (10) ist.

4. Pressostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Druckfläche (A₂) der Schutzmembran (7) größer als die (Ai) der Arbeitsmembran (5) ist.

5. Pressostat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzraum (6) mit einem Schutzgas unter Atmo- " sphärendruck gefüllt ist.