DE4314843A1

DE4314843A1 - Differenzdrucktransmitter

Info

Publication number: DE4314843A1
Application number: DE19934314843
Authority: DE
Original assignee: Clean Autec Ges fur Umwelt &
Current assignee: Clean Autec Ges fur Umwelt &
Priority date: 1993-05-05
Filing date: 1993-05-05
Publication date: 1994-11-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Differenzdrucktransmitter zur Messung von Differenz-, Über- und Unterdruck und anschließende Umwandlung des Drucksignales über eine Induktionsspule mit elektrischer Meßbrücke in ein elektrisches Signal.

Derartige Differenzdruckmeßgeräte haben das Problem, daß aufgrund von Toleranzen in den mechanischen und elektrischen Komponenten auch dann, wenn der tatsächliche Differenzdruck gleich Null ist, ein geringes Drucksignal angezeigt wird. Deshalb müssen genaue Differenzdruckmeßgeräte zur Kompensation dieser Ungenauigkeit abgeglichen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Differenzdrucktransmitter mit dem in genauer und zuverlässiger Weise Differenzdruck gemessen werden kann und der in einfacher Weise abzugleichen ist, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die sich daran anschließenden Unteransprüche enthalten Gestaltungsmerkmale, welche vorteilhafte und förderliche Weiterbildung der Erfindung darstellen.

Der Differenzdrucktransmitter weist ein druckfestes und - dichtes Druckgehäuse mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckanschluß auf. In dem Druckgehäuse ist eine Kapselfeder angeordnet, die aus zwei zwischen sich ein Druckvolumen bildenden Kapselmembranen besteht. Bei einer Druckdifferenz zwischen Kapselfeder-Innenraum (Druckvolumen) und Kapselfeder-Außenraum (Druckgehäuse) wird die Kapselfeder gedehnt oder gestaucht. Diese Meßbewegung wird auf einen Ferritkern übertragen, der innerhalb einer in einem Wegaufnehmer festgelegten Induktionsspule verschiebbar ist. Die Induktionsspule ist Teil einer elektrischen Meßbrücke. Die Verstimmung dieser elektrischen Meßbrücke durch verschieben des Ferritkernes in der Induktionsspule liefert das der Druckdifferenz entsprechende elektrische Signal.

Der Ferritkern ist innerhalb eines mit dem Druckgehäuse nach außen dicht verschraubten Führungsrohres mit geringem Spiel, reibungsfrei axial verschiebbar. Dazu ist der Ferritkern mit der Kapselfeder über ein elastisches Verbindungsorgan bewegungsmäßig gekoppelt. Das Induktionssignal wird so vom Ferritkern über das nach außen hermetisch abgedichtete Führungsrohr in einwandfreier Weise auf die Induktionsspule übertragen. Die Induktionsspule ist nun mit dem Wegaufnehmer auf dem Führungsrohr gegenüber dem Ferritkern zum Meßbrückenabgleich in einfacher Weise manuell stufenlos verschiebbar und durch eine Klemmschraube am Druckgehäuse arretierbar.

Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das Druckgehäuse mit Kapselfeder, Ferritkern, Führungsrohr und Wegaufnehmer,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Kapselfeder,

Fig. 3 einen Schnitt durch das im Gehäusekasten eingebaute Druckgehäuse.

Der Differenzdrucktransmitter weist ein druckfestes und - dichtes Druckgehäuse (1) mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckanschluß (2, 3) auf. In dem Druckgehäuse (1) ist eine Kapselfeder (4) angeordnet, die aus zwei zwischen sich ein Druckvolumen bildenden Kapselmembranen (4a, 4b) besteht. Die Kapselmembranen (4a, 4b) sind aus identisch gewellten Metallblechen gebildet und formschlüssig zusammenfügbar. Das Hochdruckmedium gelangt über den Hochdruckanschluß (2) in die Kapselfeder (4), während das Niederdruckmedium (3) mit dem Druckgehäuse-Innenraum verbunden ist. Bei einer Druckdifferenz zwischen Kapselfeder-Innenraum (Druckvolumen) und Kapselfeder- Außenraum (Druckgehäuse-Innenraum) wird die Kapselfeder (4) gedehnt oder gestaucht.

Diese Meßbewegung wird auf einen Ferritkern (5) übertragen, der innerhalb einer in einem Wegaufnehmer (6) festgelegten, zweigeteilten Induktionsspule (7) verschiebbar ist. Diese Induktionsspule (7) ist Teil einer elektrischen Meßbrücke. Die Verstimmung dieser elektrischen Meßbrücke durch Verschieben des Ferritkerns (5) in der Induktionsspule (7) liefert das der Druckdifferenz entsprechende elektrische Signal (Strom, Spannung), das dann entsprechend weiterverarbeitet und angezeigt werden kann.

Der Ferritkern (5) ist innerhalb eines mit dem Druckgehäuse (1) nach außen dicht verschraubten Führungsrohres (8) reibungsfrei mit geringem Spiel axial verschiebbar. Dazu ist der Ferritkern (5) über ein elastischem Verbindungsorgan (10), vorzugsweise eine Metallfeder, mit der Kapselfeder (4) bewegungsmäßig gekoppelt. Die Meßbewegung des Ferritkernes (5) wird so in einfacher Weise per Induktion durch das nach außen hermetisch abgedichtete Führungsrohr (8) auf die Induktionsspule (7) übertragen.

Die Induktionsspule (7) ist mit dem Wegaufnehmer (6) auf dem Führungsrohr (8) zum Meßbrückenabgleich stufenlos manuell verschiebbar und durch eine Klemmschraube (9) am Druckgehäuse (1) arretierbar.

Das Führungsrohr (8) ist an dem der Kapselfeder (4) zugewandten Endstück offen und mittels eines Dichtringes (11) druckfest und -dicht am Druckgehäuse (1) angeschraubt, während das andere Endstück als geschlossenes Ende aus dem Druckgehäuse (1) herausragt. Die Länge des aus dem Druckgehäuse (1) herausragenden Führungsrohres (8) ist so bemessen, daß dieses den Wegaufnehmer (8) und die Induktionsspule (7) in jeder verstellten Position vollständig durchdringt.

Der Ferritkern (5) ist auf einer Stange (12) gelagert und dabei zwischen einem im Führungsrohr (8) liegenden Endkopf der Stange (12) und dem am anderen Ende der Stange (12) befestigten Verbindungsorgan (10) verschiebegesichert gehalten.

Der Kapselfeder (4) ist auf der dem Hochdruckanschluß (2) zugewandten Seite ein Überdruckventil (13) zugeordnet. Dieses Überdruckventil (13) weist einen im Druckgehäuse (1) eingeschraubten, buchsenförmigen und die Kapselmembrane (4a) haltenden Ventilsitz (13a) auf. In diesem Ventilsitz (13a) faßt unter Bildung eines Ringraumes (14) für das Druckmedium ein Ventilkolben (13b) ein, der an einer Halteplatte (15) die zweite Kapselmembrane (4b) hält. Dieser Ventilkolben (13b) weist eine Einstellschraube (13c) mit Dichtring (11) zur Einstellung und Absperrung eines Eintrittsspaltes (16) zum Ringraum (14) auf. Die Halteplatte (15) trägt einen koaxialen Lagerzapfen (17) zur Befestigung des Verbindungsorgans (10).

Wird der an dem Überdruckventil (13) eingestellte Druck überschritten, so sperrt das Überdruckventil (13) den Eintrittsspalt (16) zum Schutz der Kapselfeder (4). Sind irrtümlicherweise Hochdruck- und Niederuckanschluß (2, 3) vertauscht, so werden die Kapselmembranen (4a, 4b) der Kapselfeder (4) zerstörungsfrei formschlüssig aufeinander gepreßt.

Das Druckgehäuse (1) ist in einem Gehäusekasten (18) mit einem Hochdruck- und Niederdruckadapter (19, 20) und einem Kabelanschluß (21) eingeschraubt. In diesem Gehäusekasten (18) ist eine Elektronikplatine (22) mit der Meßbrücke enthalten.

Das Druckgehäuse (1) ist zweigeteilt und unter Zwischenschaltung eines Dichtringes (11) druckfest und -dicht verschraubt. Koaxial zu der Einstellschraube (13c) des Ventilkolbens (13b) ist im Druckgehäuse (1) eine abdichtende, einen Zugang zur Einstellschraube (13c) zu deren Betätigung bildende Verschlußschraube (23) angeordnet.

Claims

1. Differenzdrucktransmitter mit einem einen Hochdruck- und Niederdruckanschluß aufweisenden druckfesten und -dichten Druckgehäuse und einer darin angeordneten Kapselfeder und einem gemeinsam mit der Kapselfeder auslenkbaren Ferritkern, welcher innerhalb einer in einem Wegaufnehmer festgelegten, zweigeteilten Induktionsspule, die Teil einer elektrischen Meßbrücke ist, zur Übertragung der Meßbewegung axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (5) innerhalb eines mit dem Druckgehäuse (1) nach außen dicht verschraubten Führungsrohres (8) mit geringem Spiel reibungsfrei axial verschiebbar ist und die Induktionsspule (7) mit dem Wegaufnehmer (6) auf dem Führungsrohr (8) gegenüber dem Ferritkern (5) zum Meßbrückenabgleich manuell stufenlos verschiebbar und durch eine Klemmschraube (9) am Druckgehäuse arretierbar ist.

2. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (5) mit der Kapselfeder (4) über ein elastisches Verbindungsorgan (10), vorzugsweise eine Feder, bewegungsmäßig und im Führungsrohr (8) spielbeweglich gekoppelt ist.

3. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (8) an dem der Kapselfeder (4) zugewandten Endstück offen und mittels eines Dichtringes (11) druckfest und -dicht am Druckgehäuse (1) angeschraubt ist und das andere Endstück als geschlossenes Ende aus dem Druckgehäuse (1) herausragt.

4. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des aus dem Druckgehäuse (1) herausragenden Führungsrohres (8) so bemessen ist, daß dieses den Wegaufnehmer (6) und die Induktionsspule (7) in jeder verstellten Position vollständig durchdringt.

5. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ferritkern (5) auf einer Stange (12) gelagert und dabei zwischen einem im Führungsrohr (8) liegenden Endkopf der Stange (12) und dem am anderen Ende der Stange (12) befestigten Verbindungsorgan (10) verschiebegesichert gehalten ist.

6. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselfeder (4) von zwei zwischen sich ein Druckvolumen bildenden identisch gewellten Kapselmembranen (4a, 4b) gebildet ist und die beiden Kapselmembranen (4a, 4b) formschlüssig zusammenfügbar sind.

7. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselfeder (4) ein Überdruckventil (13) zugeordnet ist, welches einen im Druckgehäuse (1) eingeschraubten, buchsenförmigen und eine Kapselmembrane (4a) haltenden Ventilsitz (13a) und einen in diesen Ventilsitz (13a) unter Bildung eines Ringraumes (14) für das Druckmedium einfassenden, an einer Halteplatte (15) die zweite Kapselmembrane (4b) haltenden Ventilkolben (13b) aufweist, welcher eine Einstellschraube (13c) mit Dichtring (11) zur Einstellung und Absperrung eines Eintrittsspaltes (16) zum Ringraum (14) aufweist und einen koaxialen Lagerzapfen (17) zur Befestigung des Verbindungsorgans (10) trägt.

8. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (1) in einem Gehäusekasten (18) mit einem Hochdruck- und einem Niederdruckadapter (19, 20) und einem Kabelanschluß (21) eingebaut ist.

9. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusekasten (18) eine Elektronikplatine (22) mit der Meßbrücke enthält.

10. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckgehäuse (18) zweigeteilt und unter Zwischenschaltung eines Dichtringes (11) druckfest und -dicht verschraubt ist.

11. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselmembranen (4a, 4b) aus Metallblech gebildet sind.

12. Differenzdrucktransmitter nach Anspruch 1 bis Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu der Einstellschraube (13c) des Ventilkolbens (13b) im Druckgehäuse (1) eine abdichtende, einen Zugang zur Einstellschraube (13c) zu deren Betätigung bildende Verschlußschraube (23) angeordnet ist.