DE3520073C2

DE3520073C2 -

Info

Publication number: DE3520073C2
Application number: DE19853520073
Authority: DE
Inventors: Lothar 6082 Moerfelden De Kemmler
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1989-07-13
Also published as: DE3520073A1

Description

Die Erfindung betrifft ein gattungsgemäßes Differenzdruck- Anzeigegerät nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Insbeson dere handelt es sich bei der Erfindung um ein Gerät für pneumatische Regelungsanlagen, mit deren Hilfe ein pneuma tisches Stellglied wahlweise von Hand oder durch einen automatischen Regler verstellt werden soll, wobei dem Gerät der Ausgangsdruck eines Handfernstellers und der Ausgangs druck eines selbsttätigen Reglers zugeführt werden können.The invention relates to a generic differential pressure Display device according to the preamble of claim 1. In particular whose the invention is a device for pneumatic control systems, with the help of which a pneuma table actuator either by hand or by a automatic controller should be adjusted, the device the output pressure of a manual remote control and the output pressure of an automatic controller can be supplied.

Bei der Umschaltung von automatischem auf Handbetrieb und umgekehrt soll sich das Stellglied nicht bewegen, es soll vielmehr möglichst stoßfrei umgeschaltet werden. Um diese stoßfreie Umschaltung zu gewährleisten, wird im Ausgang des Handfernstellers und des Reglers der gleiche Ausgangsdruck hergestellt. Die Druckgleichheit kann z. B. durch ein Doppel manometer gemessen werden, dessen eines Druckmeßwerk mit dem Reglerausgang verbunden ist und dessen anderes Druckmeßwerk den Druck des Handfernstellers mißt. Stimmen beide Manometer überein, kann stoßfrei umgeschaltet werden.When switching from automatic to manual mode and conversely, the actuator should not move, it should rather be switched as smoothly as possible. Around To ensure bumpless switching, is in the output of the Manual remote control and the regulator the same output pressure produced. The pressure equality can e.g. B. by a double manometer can be measured, one of the pressure measuring units with the Controller output is connected and its other pressure measuring device measures the pressure of the remote control. Both pressure gauges are correct match, can be switched bumpless.

Da es lediglich darauf ankommt, eine Ungleichheit der beiden Drücke anzuzeigen, wird das Doppelmanometer meist durch einfache Ungleichheitsanzeiger ersetzt. Diese Ungleich heitsanzeiger sind häufig als Kugellibelle ausgebildet. Dabei bewegt sich in einem Glasrohr mit einem Spiel von wenigen Tausendstel Millimeter eine Kugel nach einer Seite, wenn auf der anderen Seite Überdruck herrscht und umgekehrt. Außer den Druckkräften wirken auf die Kugel noch andere auf die Mitte der Libelle gerichtete Kräfte ein, welche die Libellenablesung einigermaßen unabhängig von den Erdan ziehungskräften machen sollen, die bei nicht genau waagerech tem Einbau des Instrumentes entstehen. Man kann z. B. das Glasrohr nach unten krümmen, dann fällt die Kugel immer auf die tiefste Stelle des gekrümmten Glasrohres. Es ist auch bekannt, die Kugel aus magnetischem Werkstoff herzustellen und sie mit Hilfe eines außerhalb des Glasrohres angeordneten Magneten auf eine in der Mitte des Glasrohres liegende Vorzugslage zu ziehen. Weiterhin ist aus dem DE-GM 19 63 985 bekannt, eine derartige Kugel mit zwei Schraubenfedern in einer Mittellage festzuhalten.Since the only thing that matters is an inequality of The double manometer is usually used to display both pressures replaced by simple inequality indicators. This unequal Level indicators are often designed as a bubble level. It moves in a glass tube with a play of a few thousandths of a millimeter a ball to one side, if there is overpressure on the other side and vice versa. In addition to the compressive forces, others act on the ball the center of the dragonfly, which the Dragonfly reading somewhat independent of Erdan drawing forces that are not exactly horizontal installation of the instrument. You can e.g. B. that Bend the glass tube down, then the ball always catches the eye the lowest point of the curved glass tube. It is also known to manufacture the ball from magnetic material and placed them outside of the glass tube with the help of a Magnets on one in the middle of the glass tube Preferred location. Furthermore, DE-GM 19 63 985 known such a ball with two coil springs in to hold onto a middle layer.

Außer der Abhängigkeit von der Einbaulage ist bei den Kugellibellen nach dem Stand der Technik auch nachteilig, daß sie wegen der engen Fassung der Kugel im Glasrohr schmutz empfindlich sind. Die Kugeln haben einen Durchmesser von ca. 3 mm, der Spalt zwischen Kugel und Rohr ist etwa 10 µm breit. Ist die Betriebsluft nicht sehr gut gereinigt, dann kann es dazu kommen, daß die Kugel wegen Öl- oder Staubabla gerungen mit einer Mächtigkeit von mehr als 10 µm im Glasrohr nicht mehr einwandfrei rollen kann, so daß ihre von außen abgelesene Stellung den Benutzer falsch über das Ungleich gewicht informiert. Zudem muß die Spalttoleranz relativ klein sein, damit bei den praktisch auftretenden Differenzdrücken im Zustand der Ungleichheit nicht zuviel Luft neben der Kugel entweder vom Handfernsteller in den Regler oder umgekehrt geleitet wird. Bei einem Differenzdruck von z. B. 1 bar zwischen Handfernsteller und Regler fließen etwa 100 Liter Luft je Stunde durch den Spalt. Wird diese Durchflußgröße wesentlich überschritten, dann kann es zu Störungen im Reglerbetrieb kommen.In addition to the dependency on the installation position, the Ball levels according to the prior art also disadvantageous that they dirty because of the tight fitting of the ball in the glass tube are sensitive. The balls have a diameter of approx. 3 mm, the gap between ball and tube is about 10 µm wide. If the operating air is not cleaned very well, then It can happen that the ball due to oil or dust drainage wrestled with a thickness of more than 10 µm in the glass tube can no longer roll properly, so their from the outside position read the user wrong about the unequal weight informed. In addition, the gap tolerance must be relatively small be so with the practically occurring differential pressures not too much air next to the ball in the state of inequality either from the handheld remote control to the controller or vice versa is directed. At a differential pressure of z. B. 1 bar about 100 liters flow between the remote control and the controller Air per hour through the gap. Will this flow size significantly exceeded, then it can lead to disturbances in the Controller operation come.

Aus der DE-PS 12 08 510 ist ein elektropneumatischer bzw. -hydraulischer Kraftschalter bekannt, bei dem ein drehbar gelagerter zweiarmiger Hebel an einem Ende durch einen Elektromagneten bewegt und der Abstand des Hebels gegenüber entsprechenden Düsen verändert wird. Durch diese Abstandsän derung treten bekannterweise Druckänderungen in den mit den Düsen verbundenen Leitungen auf. Aufgrund der Rückwirkung der Hebelstellung auf die Drücke in den Leitungen und der relativ steifen Lagerung des Hebels in der Abdichtungsebene ist aber eine kinematische Umkehr der bekannten Lehre zur Differenz druckmessung mit hinreichender Genauigkeit nicht möglich.From DE-PS 12 08 510 an electropneumatic or -hydraulic power switch known in which a rotatable supported two-armed lever at one end by one Electromagnet moves and the distance of the lever opposite corresponding nozzles is changed. Through this distance As is well known, changes in pressure occur with the Lines connected to nozzles. Due to the retroactive effect of Lever position on the pressures in the lines and the relative stiff bearing of the lever in the sealing plane is a kinematic reversal of the known doctrine of difference pressure measurement with sufficient accuracy not possible.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungs gemäßes Differenzdruck-Anzeigegerät zu schaffen, das die genannten Nachteile der bekannten Geräte vermeidet und insbesondere eine stoßfreie Umschaltung der Anlage von Handbetrieb auf automatischen Betrieb und umgekehrt ermög licht.The invention is therefore based on the object, a genus to create appropriate differential pressure indicator that the avoids disadvantages of the known devices and in particular a bumpless switchover of the system from Manual operation on automatic operation and vice versa possible light.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the in the mark of the features listed solved.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei wird die Anzeigezunge, die an sich aus beliebigen, elastisch federnden Material bestehen kann, bevorzugt als dünne, elastisch federnde Blechzunge ausgebildet. Particularly advantageous embodiments of the invention result from the subclaims. The Display tongue, which in itself from any, resilient Material can exist, preferably as a thin, elastic resilient sheet metal tongue formed.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß bereits bei einem Strahldurchmesser von ca. 200 µm die Reaktionskräfte hinreichend groß sind, um eine Druckdifferenz von 1% zwischen den beiden Luftstrahlen deutlich anzuzeigen. Bei einer Druckdifferenz von 1 bar zwischen den beiden Luftstrah len fließen durch ihren kleinen Strahlquerschnitt nur ca. 30 Liter Luft je Stunde. Wegen dieses geringen Durchflusses und wegen der runden Strahlform ist die Anordnung schmutzun empfindlicher als eine Kugellibelle mit einem Spalt von 10 µm Breite und ca. 10 mm Länge.The invention ensures that even one Beam diameter of approx. 200 µm the reaction forces are sufficiently large to have a pressure difference of 1% between the two air jets. At a pressure difference of 1 bar between the two air jets len flow through their small beam cross section only about 30 Liters of air per hour. Because of this low flow and because of the round jet shape, the arrangement is dirty more sensitive than a bubble level with a gap of 10 µm Width and about 10 mm in length.

In den Ausführungsformen nach den Ansprüchen 7 bis 10 ist dabei auch der Einfluß der Erdanziehung auf die Differenz druckanzeige nahezu aufgehoben, was bei Kugellibellen nicht möglich ist.In the embodiments according to claims 7 to 10 the influence of gravity on the difference pressure display almost eliminated, which is not the case with bubble levels is possible.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausfüh rungsformen beispielhaft veranschaulicht. Dabei zeigtIn the drawing, the invention is in various designs example illustrated. It shows

Fig. 1 ein Differenzdruck-Anzeigegerät gemäß einer einfachen Ausführungsform der Erfindung in einem Schnitt nach der Linie A-B von Fig. 3; Figure 1 shows a differential pressure display device according to a simple embodiment of the invention in a section along the line AB of Fig. 3.

Fig. 2 das gleiche Anzeigegerät in einem senkrecht zu Fig. 1 verlaufenden Schnitt nach der Linie C-D von Fig. 3; FIG. 2 shows the same display device in a section perpendicular to FIG. 1 along the line CD from FIG. 3;

Fig. 3 das Anzeigegerät nach Fig. 1 und 2 in Draufsicht mit Angabe der Schnittlinien von Fig. 1 und 2; FIG. 3 shows the display device of Figures 1 and 2 in plan view indicating the cutting lines of Fig. 1 and 2.

Fig. 4 ein Differenzdruck-Anzeigegerät mit einer Anzeigezunge mit Torsionsfedergelenk in einem der Fig. 2 entsprechenden Schnitt; und . Figure 4 is a differential pressure indicator having a display tongue with a torsion spring in the Figure 2 corresponding section. and

Fig. 5 ein Differenzdruck-Anzeigegerät mit einer Anzeigezunge mit Biegefedergelenk in einem ebenfalls der Fig. 2 entsprechenden Schnitt. Fig. 5 shows a differential pressure display device with a display tongue with flexible spring joint in a section also corresponding to FIG. 2.

Das beispielhaft gezeigte Differenzdruck-Anzeigegerät ist in einem Gehäuse 1 aus durchsichtigem Material untergebracht, das einen als Haltesockel dienenden Boden 2 hat. In dem Boden 2 ist das untere Ende einer dünnen, federnden Blechzunge 3 befestigt, die sich in dem Gehäuse 1 frei nach oben bis unter die durch sichtige Decke 4 des Gehäuses 1 erstreckt. Das obere, freie Ende der dünnen Blechzunge 3 ist etwas verdickt, z. B. indem sie zu einem Ring 5 gerollt ist.The differential pressure display device shown as an example is housed in a housing 1 made of transparent material, which has a base 2 serving as a holding base. In the bottom 2 , the lower end of a thin, resilient sheet metal tongue 3 is fastened, which extends freely upwards in the housing 1 to below the transparent cover 4 of the housing 1 . The upper, free end of the thin sheet metal tongue 3 is somewhat thickened, e.g. B. by being rolled into a ring 5 .

Beiderseits des oberen Teiles der Blechzunge 3 ragen eine in den Innenraum des durchsichtigen Gehäuses 1 zwei einander gegenüber liegende Luftstrahldüsen 7 und 8, deren Mündungen 7 a bzw. 8 a auf die beiden Breitseiten der Blechzunge 3 gerichtet sind. Die eine Luftstrahldüse, z. B. 7, wird von dem Handfernsteller der Regelleitstation mit Luft versorgt, während die andere Luft strahldüse, z. B. 8, dem Ausgang des Reglers zugeordnet ist.Both sides of the upper part of the sheet metal tongue 3 protrude into the interior of the transparent housing 1, two air jet nozzles 7 and 8 lying opposite one another, the orifices 7 a and 8 a of which are directed towards the two broad sides of the sheet metal tongue 3 . An air jet nozzle, e.g. B. 7 , is supplied by the manual remote control of the control center with air, while the other air jet nozzle, z. B. 8 , is assigned to the output of the controller.

Im Innenraum 6 des durchsichtigen Gehäuses 1, z. B. an der Innenfläche der Gehäusedecke 4, sind Markierungen oder Ver gleichsmarken 9 angebracht, welche eine Beurteilung der Lage des oberen Teils der Blechzunge 3 ermöglichen. Die Marken können aufgedruckt oder im Inneren des Gehäuses 1 eingepreßt sein. Zur Verhinderung von Parallaxe ist es zweckmäßig, entsprechende Marken 9 a auch auf der Außenfläche der Gehäusedecke 4 anzubrin gen. In the interior 6 of the transparent housing 1 , for. B. on the inner surface of the housing cover 4 , markings or Ver reference marks 9 are attached, which allow an assessment of the position of the upper part of the sheet metal tongue 3 . The marks can be printed or pressed into the interior of the housing 1 . To prevent parallax, it is appropriate to apply appropriate marks 9 a also on the outer surface of the housing cover 4 gene.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Anzeigegerätes ist folgende: Wenn beispielsweise der Druck in der mit dem Reglerausgang verbundenen Luftstrahldüse 8 größer ist als der mit dem Handfernsteller verbundenen Luftstrahldüse 7, dann wird die von beiden Seiten entsprechend ungleichmäßig beaufschlagte Federblechzunge 3 nach der Seite der Luftstrahldüse 7 hin, also in Fig. 1 und 3 nach links ausgebogen, wie dies in Fig. 1 durch die gestrichelt gezeichnete Linie 3′ angedeutet ist. In dieser Lage erkennt man gemäß Fig. 3, daß das obere Ende der Blechzunge 3 von der durch die Vergleichsmarke 9 vorgegebenen Stellung bei Druckgleichgewicht abweicht. Durch Verringerung des Differenz druckes kann die Blechzunge 3 wieder auf die das Druckgleich gewicht repräsentierende Nullstellung gebracht werden. In dieser Lage findet keine Luftströmung statt, so daß weder der Fernsteller noch der Regler eine Luftleistung erbringen müssen.The operation of the display device described above is as follows: For example, if the pressure in the connected to the regulator output air jet nozzle 8 is larger than the connected to the manual remote control air jet nozzle 7, then from both sides according to unevenly acted upon spring plate tongue 3 by the side of the air jet nozzle 7 through , as is indicated in FIG. 1 by the dashed line 3 'is thus in Fig. 1 and 3 are bent to the left. In this position it can be seen from FIG. 3 that the upper end of the sheet metal tongue 3 deviates from the position given by the reference mark 9 in the case of pressure equilibrium. By reducing the differential pressure, the plate tongue 3 can be brought back to the zero position representing the pressure equilibrium. No air flow takes place in this position, so that neither the remote control nor the controller have to provide air power.

Bei dem an sich sehr einfach ausgebildeten Anzeigegerät nach Fig. 1 bis 3 ist allerdings dessen Abhängigkeit von der Erdschwerkraft, die sich dann besonders störend bemerkbar machen kann, wenn die Blechzunge 3 zur Erhöhung ihrer Empfind lichkeit sehr dünn ausgeführt wird, nachteilig. Um diesen Nachteil ggf. zu beseitigen, wird der Blechzunge in Ausgestal tung der Erfindung eine besondere Form gegeben, welche den Einfluß der Erdschwerkraft nahezu unwirksam macht. Zu diesem Zweck kann die Blechzunge erfindungsgemäß so gestaltet werden, daß ihre Masse oberhalb eines Gelenks nahezu gleich ihrer Masse unterhalb des Gelenks ist. Ein solches Gelenk kann z. B. als Zapfen- oder Spitzenlager ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft ist es aber, das Gelenk entweder als Torsionsfe dergelenk oder als Biegefedergelenk auszugestalten, so daß es beim Stanzen der Anzeigezunge ohne weiteren Arbeitsaufwand entsteht. In the very simple trained display device according to FIGS. 1 to 3, however, its dependence on earth's gravity, which can be particularly disruptive when the sheet metal tongue 3 is made very thin to increase its sensitivity, disadvantageous. In order to possibly eliminate this disadvantage, the sheet metal tongue is given a special shape in the embodiment of the invention, which renders the influence of gravity almost ineffective. For this purpose, the sheet metal tongue can be designed according to the invention so that its mass above a joint is almost equal to its mass below the joint. Such a joint can, for. B. be designed as a journal or tip bearing. It is particularly advantageous, however, to design the joint either as a torsional spring joint or as a flexural spring joint, so that it is produced when the display tongue is punched without any additional work.

Das in Fig. 4 dargestellte Anzeigegerät hat eine Blechzunge 3 a mit einem ausgeformten Torsionsfedergelenk 10, während das in Fig. 5 dargestellte Anzeigegerät eine Blechzunge 3 b hat, die ein Biegefedergelenk 11 umfaßt. Diese Gelenke 10 bzw. 11 werden von dem im Gehäuseboden 2 befestigten Halteteil 3 a′ bzw. 3 b′ getragen. Die Unterteilung der Blechzungen 3 a und 3 b in massengleiche Abschnitte oberhalb und unterhalb der Gelenke 10 bzw. 11 ist beispielsweise aus Fig. 4 bzw. 5 zu entnehmen. Beide Gelenkzonen sind sehr federweich gegen die sonstigen Bezirke der Anzeigezunge. Bei sonst gleicher Blechdicke der Anzeigezunge nach den Fig. 1 bis 5 hat die Erdschwerkraft auf die Anzeige der Anordnungen gemäß Fig. 4 bzw. Fig. 5 kaum einen Einfluß, jedenfalls ist derselbe um ein Vielfaches geringer als bei der Anordnung nach Fig. 1 bis 3.The display device shown in FIG. 4 has a sheet metal tongue 3 a with a shaped torsion spring joint 10 , while the display device shown in FIG. 5 has a sheet metal tongue 3 b , which comprises a flexible spring joint 11 . These joints 10 and 11 are supported by the holding part 3 a ' and 3 b' fastened in the housing base 2 . The subdivision of the sheet metal tongues 3 a and 3 b into sections of equal mass above and below the joints 10 and 11 can be seen, for example, from FIGS. 4 and 5. Both joint zones are very soft against the other areas of the display tongue. With an otherwise identical sheet metal thickness of the display tongue according to FIGS. 1 to 5, the earth's gravity on the display of the arrangements has shown in FIG. 4 or FIG. 5 hardly any influence in any case the same is several times less than in the arrangement of Fig. 1 to 3rd

Wenn gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ein in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Zapfenlager verwendet wird, so ist ein solches zwar sehr empfindlich, weil keine Richtkräfte vorhanden sind, aber es ist andererseits durch das Lager schmutzempfindlicher als das federgelenkige Lager nach den Fig. 4 oder 5.If, according to a further variant of the invention, a journal bearing, not shown in the drawing, is used, this is very sensitive because there are no straightening forces, but on the other hand it is more sensitive to dirt than the spring-articulated bearing according to FIG. 4 or 5.

Claims

1.Differential pressure display device for pneumatic control systems, in which the differential pressure is defined by the pressure difference between two pressure sources, the respective output pressure of which acts on one of two opposite sides of a display element which is movable relative to a scale and whose visually readable position is a measure of the differential pressure , characterized in that at each pressure source corresponding Luftlei stung each an air jet nozzle ( 7, 8 ) is connected; and that the two air jets generated by the air jet nozzles ( 7, 8 ) act on one of the sides of the display element ( 3 ) arranged in the common mouth of the air jet nozzles.

2. Display device according to claim 1, characterized in that the movable display element consists of a thin, resilient or spring-mounted display tongue ( 3 ), one of which, a fixed foot end in the bottom ( 2 ) of a housing ( 1 ) is attached and the other , free head end between the nozzle openings ( 7 a , 8 a) of the air jet nozzles ( 17 and 8 ) plays, which protrude from opposite sides into the housing ( 1 ) and act on the two opposite side surfaces of the display tongue ( 3 ), whose stops on the scale forming stationary comparison marks ( 9 ) of the housing ( 1 ) can be read.

3. Display device according to claim 1 or 2, characterized in that the housing ( 1 ) and its ceiling ( 4 ) consists at least partially of transparent material.

4. Display device according to claim 1 to 3, characterized in that the comparison marks ( 9 ) in the housing ( 1 ) above the end ( 5 ) of the resilient display tongue ( 3 ) on the inner surface of the housing cover ( 4 ) are arranged.

5. A display device according to claim 4, characterized net gekennzeich that are provided on the outer surface of the housing cover (4) via the fiducial marks (9) for the purpose of prevention of parallax corresponding marks (a 9).

6. Display device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the upper, free end of the thin, resilient display tongues ( 3 ) with a thickening ( 5 ) is provided.

7. Display device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the display tongue ( 3 ) is divided by a joint into two sections such that their mass above the joint is almost equal to their mass below the joint to the influence of gravity balance.

8. Display device according to claim 7, characterized in that the joint of the display tongue ( 3 ) is designed as a journal or tip bearing.

9. Display device according to claim 7, characterized in that the joint of the display tongue ( 3 a) is designed as a torsion spring joint ( 10 ) ( Fig. 4).

10. Display device according to claim 7, characterized in that the joint of the display tongue ( 3 b) is designed as a flexible spring joint ( 11 ) ( Fig. 5).