DK146607B - Manometer med vaeskefyldt hus - Google Patents

Description

1 148607 o

Den foreliggende opfindelse angår et manometer med et væskefyldt hus, der ved forsiden har et frontglas, et måleelement i det indre af huset og et viserværk med en viser, der er ledforbundet med måleelementet, og hvis vi-5 serstilling er synlig gennem frontglasset, hvorhos front glasset består af stift materiale.

Ved hjælp af et sådant manometer måles trykket af et fluidum på den måde, at måleelementet i dets indre påvirkes af det tryk, som skal måles, og derved bliver de-10 formeret. Denne deformation fører til en bevægelse af dets med viserværket forbundne ende, således at viseren flyttes i det mindste tilnærmelsesvis proportionalt med bevægelsen af enden af måleelementet og dermed med det tryk, som skal måles, og viserens stilling kan eksempelvis af-15 læses over en talforsynet skala.

Der kendes manometre, som er fyldt med en væske, eksempelvis glycerin. Denne væskefyldning tjener på den ene side til at beskytte elementerne i det indre af huset mod korrosion og på den anden side til at dæmpe de til 20 manometeret overførte svingninger for at holde sliddet især på de bevægelige dele af manometeret nede. Trykket i væskefyldningen virker også på måleelementet. Dette medfører følgende ulempe: Når temperaturen i manometerets omgivelser ændrer sig, fører dette også til en ændring af 25 temperaturen af væsken i huset, der svarende hertil for søger at udvide sig eller trække sig sammen. Da væsken er indesluttet i huset, kan den ikke uhindret udføre en sådan volumenændring, således at trykket i væsken i det indre af manometeret også ændrer sig med ændringen af om-30 givelsestemperaturen, hvilket fører til fejlvisning af det tryk, som skal måles.

For at løse dette problem er der allerede blevet foreslået trykudligningsindretninger til manometre. Disse trykudligningsindretninger omfatter en oftest i husets 35 2 U6607 o bagvæg indsat elastisk bælg eller en elastisk membran, der fra det indre af huset afdeler et til den omgivende atmosfære ventileret rum. Volumenændringer af væskefyldningen optages ved deformationer af bælgen eller membranen.

5 Eksempler på sådanne trykudligningsindretninger er omhand let i USA patentskrifterne nr. 3.938.393 og nr. 3.080.758 samt i tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.249.266. Ulemper ved disse kendte trykudligningsindretninger er, at der må indbygges ekstra elementer, som kræver en vis plads i det 10 indre af manometeret, så at manometeret derved bliver stør re, og at de desuden forøger omkostningerne til manometeret.

Til trykudligning ved væskefyldte manometre er det endvidere kendt at udforme frontglasset eftergiveligt, 15 således at det kan følge de af temperaturændringerne frem kaldte volumenændringer af væskefyldningen, således at temper aturændringerne kun er ledsaget af ubetydelige ændringer af trykket i væskefyldningen. Eksempler på sådanne trykudligningsindretninger er omhandlet i USA patentskrifterne 20 nr. 3.080.753 og nr. 4.006.639. Her opnås frontglas sets eftergivelighed ved, at det er fremstillet af tyndt eller blødt materiale. Dette har imidlertid den ulempe, at frontglasset ikke længere frembyder tilstrækkelig beskyttelse for manometeret, da det let kan ødelægges på grund 25 af dets ringe styrke, når eksempelvis et hårdt legeme util sigtet støder imod frontglasset. Når frontglasset er ødelagt, er hele manometeret ubrugbart. Til praktiske anvendelser kommer et manometer med en trykudligningsindretning i form af et eftergiveligt frontglas derfor ikke på tale.

30 Formålet for opfindelsen er at tilvejebringe et væske fyldt manometer med en trykudligningsindretning, der kræver ringe plads og medfører ringe omkostninger, samt at tilvejebringe et væskefyldt manometer, hvis forside ved volumenændringer af væskefyldningen kan give efter med hen-35 blik på trykudligning, men som ikke desto mindre er tilstrækkelig stærkt beskyttet mod beskadigelser på sin forside.

o 3 146607

Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at der bag front-glasset er anbragt en elastisk membran af transparent materiale, som aflukker den forreste side af huset fluidumtæt, at membranen i hvert fald over en del af sin over-5 flade har afstand fra indersiden af frontglasset, og at det af frontglasset og membranen begrænsede kammer er ventileret til omgivelserne.

Ved det væskefyldte manometer ifølge opfindelsen består frontglasset af stift materiale. På den mod det 10 indre af huset vendende side af frontglasset er anbragt en elastisk membran af transparent materiale, der aflukker husets forside fluidumtæt, idet membranen i hvert fald over en del af sin overflade har afstand fra indersiden af frontglasset, således at der forekommer et kammer mellem 15 membranen og frontglasset, og dette kammer er ventileret til omgivelserne.

På grund af udformningen ifølge opfindelsen befinder der sig bagved det på husets forside yderst anbragte, stive og tilstrækkeligt modstandsdygtige frontglas et udlignings-20 kammer, som står i forbindelse med den omgivende atmosfære, og som på dets mod det indre af huset vendende side er begrænset af den transparente, elastiske membran. Denne membran, der ikke på nogen måde generer betragtningen af viseren og talskalaen, er eftergivelig på en sådan måde, at 25 den kun frembyder en meget ringe modstand mod volumenæn dringer af væskefyldningen, således at trykket i væskefyldningen altid er tilnærmelsesvis lig med omgivelsestrykket, og fejlvisning på grund af trykændringer i væskefyldningen i vidt omfang er undgået. Da udligningskammeret står 30 i stadig forbindelse med den omgivende atmosfære, kan vo lumenet af udligningskammeret uhindret tilpasse sig til bevægelsen af den transparente membran. Membranens efter-givelighed forøger imidlertid ikke risikoen for beskadigelse af manometeret, da det stive frontglas er anbragt foran 35 membranen og beskytter denne tilstrækkeligt. Den transpa- 4 146607 o rente membran kan også betragtes som et andet frontglas, og ligeledes kan det stive frontglas og den transparente membran tilsammen anses som et dobbeltfrontglas med integreret udligningskammer.

5 Da manometerets hus ved dets forside i forvejen har en åbning og midler, der tjener til fastholdelse og tætning af det stive frontglas, og da den elastiske membran fortrinsvis er indeklemt mellem den forreste kant af husets omkredsvæg og det stive frontglas, kræver udformningen ifølge 10 opfindelsen ingen eller kun yderst ubetydelige ændringer af de sædvanlige elementer i manometeret. Ekstra åbninger i huset til trykudligningsindretninger i form af bælge eller membrankamre er ikke nødvendige. Den transparente membrans pladsbehov er yderst ringe.

15 Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ud fra nogle udførelsesformer, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et lodret snit gennem en foretrukken udførelsesform for et manometer ifølge opfindelsen, 20 fig. 2 i udsnit det forreste område af en anden udførelsesform for et manometer ifølge opfindelsen, og fig- 3 det forreste område af endnu en udførelsesform for et manometer ifølge opfindelsen.

Det i fig. 1 viste manometer har et hus 10, der om-25 fatter en cylindrisk omkredsvæg 12 samt en bagvæg 14. Huset er dybtrukket af tyndplade, og den cylindriske omkredsvæg 12 har ved sin forreste ende (til højre i fig. 1) en rundgående udsparing 16, til hvilken der slutter sig en ombert-let skulder 18, der danner en omtrent plan, udadvendende 30 . . anlægsflade.

Gennem en åbning 25 i det nedre afsnit af omkredsvæggen 12 er en rnåleelementholder 26 indsat således, at dens tilslutningsende 28 rager ud af huset 10. Måleelement-holderen 26 er ved hjælp af skruer 30 og fjederskiver 32 35 skruet fast til bagvæggen 14. Spalten mellem måleelement- o 5 146607 holderen 26 og åbningen 25 er tætnet ved hjælp af en udefra påpresset ring 34 og et tætningsmiddel 36.

Fast forbundet med måleelementholderen 26 findes et måleelement i form af en bourdonfjeder 38. Det indre 5 af måleelementet eller bourdonfjederen står i forbindelse med en ikke vist boring i måleelementholderen. Over denne boring påvirkes bourdonfjederen med det tryk, som skal måles. Den frie ende af bourdonfjederen er over ikke viste midler ledforbundet med et viserværk 40, der er i og for sig 10 kendt og derfor ikke skal beskrives udførligt her. Viser værket 40 omsætter bevægelsen af den frie ende af bourdon-fjederen til en drejning af en viseraksel 42, på hvilken der sidder en viser 44. Til viserværket 40 er befæstet en talskala 46, på hvilken viseren 44's stilling kan aflæses.

15 I det omfang manometeret er beskrevet i det foran stående, er det i og for sig kendt. Manometeret kan have yderligere i og for sig kendte elementer som eksempelvis en ikke vist indfyldningsåbning for væskefyldningen og et udblæseligt lukkeelement. Sådanne elementer skal ikke be-20 skrives her, da de ikke er nødvendige for forståelse af opfindelsen.

I planet for anlægsfladen ved skulderen 18 på huset 10 er anbragt en transparent membran 48 af elastisk materiale, der er så eftergivelig, at den bevæger sig ved en 25 trykforskel mellem trykkene på sine to sider, indtil tryk forskellen er reduceret til tilnærmelsesvis nul. Ved kanten af membranen 48 er påformet en ringflange 50, der om- fatter skulderen 18 udefra. Ved kanten af membranen 48 ligger udvendig en afstandsring 52 an, på hvis yderside 30 igen et transparent frontglas 58 ligger an, der ved den viste udførelsesform er udformet som en plan skive af sammensat sikkerhedsglas. I frontglasset er eksempelvis nær dens kant udformet et gennemgangshul 60. Membranen 48, afstandsringen 52 og frontglasset 58 fastholdes af 35 en frontring 54 til omkredsvæggen 12 af huset 10. Front- 6 146607 o ringen er skubbet på den forreste ende af omkredsvæggen og har mindst én klo 56, der indgriber i udsparingen 16. Frontringen 54 er ved sin forreste, i fig. 1 højre, ende ombertlet således indad, at dens frie kant understøtter 5 sig på frontglasset 58. På grund af elasticiteten af klø- erne 56 og den ombertlede kant af frontringen 54 trykkes frontglasset 58, afstandsringen 52 og den transparente membran 48 tilstrækkeligt elastisk imod anlægsfladen på skulderen 18, idet tætningsvirkningen mellem kanten af 10 membranen og anlægsfladen på skulderen 18 ved passende blødhed af membranen 48's materiale er tilstrækkelig til at aflukke det indre af huset 10 fluidumtæt.

Den transparente membran 48, afstandsringen 52 og frontglasset 58 begrænser mellem sig et udligningskam-15 mer 62, der over gennemgangshullet 60 står i forbindel se med den omgivende atmosfære.

Ved et sædvanligt manometer af den i fig. 1 viste art, dvs. et manometer uden transparent membran 48, er der mellem frontglasset 58 og anlægsfladen på skulderen 18 an-20 bragt en tætningsring. Ved manometeret ifølge opfindelsen kræver den transparente membran 48 og afstandsringen 52 den samme eller kun en noget større indbygningsplads end tætningsringen ved et sædvanligt manometer. For at kunne indbygge den transparente membran 48 og afstandsringen 25 52, kræves der derfor højst en ubetydelig forlængelse af frontringen 54.

Det af huset 10 og den transparente membran 48 begrænsede indre af manometeret er fyldt med væske. Når væskefyldningen eksempelvis udvider sig på grund af en 30 temperaturstigning, bøjes den transparente membran 48 ud ad, dvs. mod højre i fig. 1, hvorved volumenet af udligningskammeret 62 aftager. Da den transparente membran følger volumenforøgelsen af væskefyldningen, fører tempera tur stigningen i væskefyldningen ikke til en større 35 o 7 146607 trykstigning i det indre af huset. Ved hjælp af det stive og tilstrækkeligt modstandsdygtige frontglas 58 foran den transparente membran 48 er manometeret også tilstrækkeligt beskyttet på sin forside.

5 Den transparente membran 48 består fortrinsvis af plast. Trods membranen 48's elasticitet kan det ikke forhindres, at denne modsætter sig udvidelsen af væskefyldningen med en vis modstand, der har en ringe trykforhøjelse i huset 10 til følge. En ringe trykforhøjelse er 10 imidlertid endog hensigtsmæssig. Stigende temperatur med fører en ændring af elasticitetsmodulet for måleelementet 38, som igen medfører en fejlvisning. Ved en temperaturforøgelse modvirker fejlvisningen på grund af den temperaturbetingede trykforøgelse i væskefyldningen og fejl-15 visningen på grund af den temperaturbetingede ændring af måleelementets elasticitetsmodul hinanden. Derfor kompenserer disse fejlvisninger i det mindste delvis hinanden.

Fortrinsvis er elasticiteten af membranen 48 valgt således, at trykket i væskefyldningen tiltager med 0,007 bar 20 eller noget mere, når volumenet af væskefyldningen på grund af en temperaturforøgelse tiltager med én procent. Det har vist sig, at de to nævnte fejlvisninger i så fald tilnærmelsesvis kompenserer hinanden.

I fig. 2 er vist en yderligere udførelsesform for et 25 manometer ifølge opfindelsen, idet det bageste afsnit er udeladt. I fig. 2 betegner de samme henvisningscifre de samme elementer som ved den i fig. 1 viste udførelsesform.

Den i fig. 2 viste udførelsesform adskiller sig fra den i fig. 1 viste ved, at huset er fremstillet af trykstøbe-30 gods af metal, eksempelvis messing, og at der ved den for reste kant af omkredsvæggen 12 er udformet en ringnot 64, i hvilken der er lejret en O-ringspakning 66, der ligger an indvendig mod kanten af den transparente membran 48 og bevirker en forbedret tætning af det indre af huset. Mel-35 lem den transparente membran 48 og talskalaen 46 er an- o 8 146607 bragt en blændering 68, og over frontringen 54 samt husets omkredsvæg 12 erskudt en bøsning 70, der er fastklemt på omkredsvæggen 12.

Ved et sædvanligt trykmåleapparat uden transparent 5 membran 48 ligger den indre kant af frontglasset 58 di rekte an imod O-ringspakningen 66. Indbygningen af den transparente membran 48 og afstandsringen 52 kræver således kun en ringe forlængelse af frontringen 54. Virkemåden for den i fig. 2 viste udførelsesform stemmer over-10 ens med virkemåden for den i fig. 1 viste udførelsesform.

I fig. 3 er vist en yderligere udførelsesform for et manometer ifølge opfindelsen, idet den bageste del af manometeret igen er udeladt. Den i fig. 3 viste udførelsesform adskiller sig kun fra den i fig. 2 viste ved, at 15 den ingen afstandsring har, og at der i stedet for et plant frontglas af sammensat sikkerhedsglas er tilvejebragt et frontglas 58, der består af en noget udad-hvælvet skive af plast med en indre, plan kant 72, der ligger direkte an på kanten af membranen 48. Det til udlig-20 ningskammeret 62 nødvendige rum fremkommer derved ved hvælvningen af frontskiven 58. En forlængelse af frontringen 54 er således ikke nødvendig. Trykudligningsindretningen i form af den transparente membran 48 og det udadtil ventilerede udligningskammer 62 krsever således mi-25 nimal ekstra indbygningsplads og ingen modifikationer af manometerets øvrige indbygningselementer. Den i fig. 3 viste udførelsesform udmærker sig således ved det mindste pladsbehov og meget lave ekstra omkostninger. Dens virkemåde stemmer overens med virkemåden for den i fig. 1 viste 30 udførelsesform.

Selv om opfindelsen i det foranstående er beskrevet i forbindelse med specielle udførelsesformer, er den ikke begrænset til disse udførelsesformer. Talrige modifikationer og ændringer er mulige, uden at forlade rammen for 35 den i kravene definerede opfindelse. Til de mulige modi- o 9 U6607 fikationer af de i det foranstående beskrevne udførelsesformer hører eksempelvis, at frontglasset og den transparente membran ved en modifikation af den i fig. 3 viste udførelsesform, eller ved modifikationer af de i fig. 1 5 og 2 viste udførelsesformer af frontglasset, afstands ringen og den transparente membran, forud for indbygningen i manometeret er fast forbundet med hinanden eksempelvis ved klæbning eller svejsning, således at disse elementer tilsammen danner et dobbelt frontglas med integreret ud-10 ligningskammer. Yderligere kan ved en modifikation af den i fig. 3 viste udførelsesform kanten 72 i stedet for at være udformet på frontglasset 58 være udformet i ét stykke med membranen 48, idet frontglasset i så fald er indklemt eller indklæbet i kanten 72 eller på anden måde for-15 bundet med kanten. Det er kun væsentligt, at forsiden af manometerets hus er aflukket af to transparente elementer, som mellem sig begrænser et til atmosfæren ventileret udligningskammer, og af hvilke det yderste har den til beskyttelse af manometeret og i givet fald til beskyttelse af per-20 soner foran manometeret nødvendige mekaniske styrke, og af hvilke det indre element er så eftergiveligt, at det ved udbøjning i stor udstrækning reducerer trykforskelle på dets to sider.

Claims (6)

1. Manometer med et væskefyldt hus, der ved forsiden har et frontglas, et måleelement i det indre af huset og 5 et viserværk med en viser, der er ledforbundet med måle elementet/ og hvis viserstilling er synlig gennem frontglasset, hvorhos frontglasset består af stift materiale, kendetegnet ved, at der bag frontglasset (58) er anbragt en elastisk membran (48) af transparent ma- 10 teriale, som aflukker den forreste side af huset fluidum tæt, at membranen (48) i hvert fald over en del af sin overflade har afstand fra indersiden af frontglasset (58), og at det af frontglasset (58) og membranen (48) begrænsede kammer (62) er ventileret til omgivelserne.

2. Manometer ifølge krav 1, kendetegnet ved, at frontglasset (58) er en plan skive af sammensat sikkerhedsglas, og at der findes en afstandsring (52) mellem kanten af frontglasset og kanten af membranen (48).

3. Manometer ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at frontglasset (58) er en noget udadhvælvet skive af plast med en indre, plan kant, mod hvilken kanten af membranen (48) ligger direkte an.

4. Manometer ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at der ved kanten af membranen 25 er udformet en ringflange (50), der udvendigt ligger an imod husets (10) omkredsvæg (12).

5. Manometer ifølge et af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at der ved den forreste kant af husets (10) omkredsvæg (12) er udformet en ringnot (64), 30. hvilken der er anbragt en O-ringspakning (66), der ligger tætnende an imod kanten af membranen (48).

6. Manometer ifølge et af kravene 1 til 5, kendetegnet ved, at den elastiske membran (48) er dimensioneret således, at væskefyldningens tryk til- 35