NL8902462A - Inrichting voor overdrukbeveiliging van een druksensor. - Google Patents

Description

Inrichting voor overdrukbeveiliging van een druksensor.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting die kan worden aangebracht bij een druksensor ter beveiliging daarvan tegen overdruk, welke inrichting in de gemonteerde toestand een met een in wezen in-compressibele tussenvloeistof gevulde tussenkamer vormt, waarvan de druk door de druksensor kan worden gemeten, welke tussenkamer zowel wordt begrensd door een verplaatsbaar scheidingsorgaan, waarvan de onderzijde onder invloed staat van de procesdruk en welk scheidingsorgaan tevens is voorzien van aanslagmiddelen waardoor dit orgaan slechts een beperkte verplaatsing kan uitvoeren, als door een verplaatsbaar accumulatororgaan van een accumulator waarvan de onderzijde een accumulatie-ruimte afsluit.

Een dergelijke inrichting voor overdrukbeveiliging is bekend uit het Duits octrooi No. 3.436.184. De in dit octrooi genoemde overdrukbeveiligingsinrichtingen worden toegepast in meetsystemen waarbij hoge drukken of drukstoten kunnen ontstaan, bijvoorbeeld door het optreden van waterslag, die zeer veel groter zijn dan het nominale maximum meetbereik van de druksensor. De gebruikelijke druksensoren hebben een overbelastbaarheidsgrens van 2 tot 10 maal het nominale maximum meetbereik. Deze overbelastbaarheidsgrens kan echter in vele situaties gemakkelijk overschreden worden, bijvoorbeeld door drukstoten.

Bij de bekende inrichting voor overdrukbeveiliging is het mogelijk dat steile drukstoten, die door het scheidingsorgaan op de tussenvloeistof worden overgebracht, toch nog kortstondig op de druksensor komen te staan omdat het accumulatororgaan een zekere traagheid heeft en daarom niet voldoende snel kan reageren. Verder is de bekende overdrukbeveiligingsinrichting nogal groot ten opzichte van de drukopnemer.

De uitvinding beoogt nu een inrichting voor overdrukbeveiliging te verschaffen waarbij de bovengenoemde nadelen worden voorkomen.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de tussenkamer bestaat uit een eerste deel grenzend aan het scheidingsorgaan en een tweede deel grenzend aan de druksensor, welke beide delen via één of meer restricties met elkaar zijn verbonden.

Hierdoor worden steile drukstoten vertraagd en in afgezwakte vorm via de restricties doorgeleid naar het tweede deel van de tussenkamer grenzend aan de druksensor. Doordat het accumulatororgaan nu wel voldoende tijd beschikbaar heeft om door verplaatsing de drukstijging te compenseren wordt de druksensor niet overbelast.

Een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm van de inrichting wordt volgens de uitvinding verkregen wanneer het tweede deel van de tussenkamer tevens begrensd wordt door het verplaatsbare accumulatororgaan.

Hierdoor wordt ook het accumulatororgaan beschermd tegen steile drukstoten omdat drukstoten in het tweede deel van de drukkamer door de er voor geschakelde restricties zijn afgezwakt.

Een bijzonder compacte en gunstige constructie wordt volgens de uitvinding verkregen wanneer één of beide delen van de tussenkamer en de accumulatorruimte beide een cilindrische wand bezitten en de accumulatorruimte centrisch binnen de tussenkamer is aangebracht. Hierdoor kan binnen de inrichting een groot accumulator-volume worden bereikt.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding worden de aanslagmiddelen voor het verplaatsbare scheidingsorgaan gevormd door het bodemvlak van de accumulator.

De inrichting kan volgens de uitvinding op eenvoudige wijze worden aangepast aan het nominale maximum meetbereik en op de overbelastbaarheidsgrens van de te beveiligen druksensor doordat het accumulatororgaan is voorzien van middelen voor het instellen van de voordruk.

Volgens een verdere uitwerking van de uitvinding wordt het accumulatororgaan gesteund door een steunzuiger die verschuifbaar in de accumulatorruimte is opgenomen, welke steunzuiger bij indrukking vanuit een ruststand waarbij de steunzuiger tegen een aanslag wordt gedrukt, belast wordt door veermiddelen met een instelbare voorspanning.

Hierdoor wordt een eenvoudige, bedrijfszekere en gemakkelijk instelbare constructie voor de accumulator verkregen.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekening die een dwarsdoorsnede van een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding weergeeft. Hierbij geeft de linkerhelft van de figuur de situatie aan bij het nominale meetbereik, terwijl de rechterhelft van de figuur de situatie aangeeft bij de maximale procesdruk die men op de druksensor wil toelaten.

De getoonde inrichting voor overdrukbeveiliging van een druksensor 1 bestaat in de gemonteerde toestand uit een cilindrische tussenkamer 2, 3, welke is verdeeld in een eerste deel 2 grenzend aan een verplaatsbaar scheidingsorgaan 4 waarvan de onderzijde onder invloed staat van de te meten procesdruk, en een tweede deel 3 grenzend aan de druksensor 1, welke delen via ëén of meer restricties 5 met elkaar zijn verbonden. In dit uitvoeringsvoorbeeld wordt de restrictie 5 gevormd door de ringvormige spelingsruimte tussen de cilindrische buitenwand van de accumulator 6 en de cilindrische binnenwand van het huis 14 van de overdrukbeveiligings-inrichting. De restrictie kan ook op een andere wijze worden uitgevoerd, bijvoorbeeld als één of meer nauwe boringen door de accumulatorwand 6. De beide delen 2 en 3 van de tussenkamer zijn via een niet in de tekening aangegeven afsluitbare vulopening gevuld met een in wezen incompressibele tussenvloeistof, bijvoorbeeld siliconenolie. Een accumulator 6 met instelbare voordruk en voorzien van een cilindrische wand is centrisch binnen de cilindrische tussenkamer 2, 3 geplaatst waarbij het verplaatsbare accumulatororgaan 7 tevens een begrenzing vormt van het tweede deel 3 van de tussenkamer. In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld zijn het scheidingsorgaan 4 en het accumulatororgaan 7 uitgevoerd als membranen. Deze organen kunnen echter ook anders uitgevoerd zijn, bijvoorbeeld als vrije zuigers.

De werking van de inrichting is als volgt:

Een in de procesdruk optredende drukpiek wordt door het scheidingsorgaan 4 praktisch ongewijzigd overgebracht op de tussenvloeistof in het eerste deel 2 van de tussenkamer. Via de restricties 5 wordt de drukpiek vertraagd en in afgezwakte vorm doorgeleid naar het tweede deel 3 van de tussenkamer, waardoor eventuele steile flanken van de drukpiek in aanzienlijke mate worden afgevlakt. Hierbij wordt tevens tussenvloeistof verplaatst van het eerste deel 2 van de tussenkamer naar het tweede deel 3 van de tussenkamer terwijl dit verplaatste vloeistof-volume opgenomen wordt door een verplaatsing van het accumulatororgaan 7. De werking van de restricties in samenwerking met de accumulator is te vergelijken met de werking van een elektrisch RC-netwerk. De verplaatsing van het verplaatsbare scheidingsorgaan 4 onder invloed van de te meten procesdruk wordt begrensd door aanslag-middelen welke worden gevormd door het bodemvlak 8 van de accumulator 6.

Het door het verplaatsbare scheidingsorgaan 4 verplaatste vloeistofvolume wordt opgenomen door een binnenwaartse verplaatsing van het accumulatororgaan 7 dat onderhevig is aan een instelbare voordruk. Hiertoe wordt het accumulatororgaan 7 gesteund door een steun-zuiger 9 die verschuifbaar in de accumulatorruimte 10 is opgenomen. Deze steunzuiger 9 wordt bij indrukking vanuit een ruststand, waarbij de steunzuiger 9 tegen een aanslag 11, gevormd door de kap van een stelhout 12, wordt gedrukt, belast door een drukveer 13 waarvan de voorspanning met behulp van de stelhout 12 instelbaar is. Indien nodig kunnen boven de drukveer 13 nog vulplaatjes worden aangebracht, terwijl ook een veer met een andere karakteristiek kan worden gemonteerd.

De voordruk van het accumulatororgaan 7 kan bijvoorbeeld worden ingesteld op een waarde die gelijk is aan het nominale maximum meetbereik. Bij een procesdruk tot aan deze waarde wordt dan in de tussenkamer 2, 3 geen vloeistof verplaatst. De veerkarakteristiek van de drukveer 13, de dimensionering van het accumulatororgaan 7 en het scheidingsorgaan 4 en de maximale verplaatsing hiervan worden bij voorkeur zodanig gekozen, dat het scheidingsorgaan 4 bij een procesdruk gelijk aan of iets lager dan de overbelastbaarheidsgrens van de druksensor 1, bijvoorbeeld twee maal het nominale maximum meetbereik, geheel tegen de aanslag 8 komt te rusten, waardoor de druk in de tussenkamer 2,3 niet verder kan toenemen en de druksensor 1 dus niet overbelast kan worden.

Claims (7)

1. Inrichting die kan worden aangebracht bij een druk-sensor ter beveiliging daarvan tegen overdruk, welke inrichting in de gemonteerde toestand een met een in wezen incompressibele tussenvloeistof gevulde tussenkamer vormt, waarvan de druk door de druksensor kan worden gemeten, welke tussenkamer zowel wordt begrensd door een verplaatsbaar scheidingsorgaan, waarvan de onderzijde onder invloed staat van de procesdruk en welk scheidingsorgaan tevens is voorzien van aanslagmiddelen waardoor i dit orgaan slechts een beperkte verplaatsing kan uitvoeren, als door een verplaatsbaar accumulatororgaan van een accumulator waarvan de onderzijde een accumulatieruimte afsluit, met het kenmerk, dat de tussenkamer (2.3) bestaat uit een eerste deel (2) grenzend aan het scheidingsorgaan (4) en een tweede deel (3) grenzend aan de druksensor (1), welke beide delen via één of meer restricties (5) met elkaar zijn verbonden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het tweede deel (3) van de tussenkamer (2.3) tevens begrensd wordt door het verplaatsbare accumulatororgaan (7) .

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat één of beide delen van de tussenkamer (2.3) en de accumulatorruimte (10) beide een cilindrische wand bezitten en de accumulatorruimte (10) centrisch binnen de tussenkamer (2,3) is aangebracht.

4. Inrichting volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de aanslagmiddelen voor het verplaatsbare scheidingsorgaan (4) worden gevormd door het bodemvlak (8) van de accumulator (6).

5. Inrichting volgens één der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het accumulatororgaan (7) is voorzien van middelen voor het instellen van de voordruk.

6. Inrichting volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat het accumulatororgaan (7) gesteund wordt door een steunzuiger (9) die verschuifbaar in de accumulatorruimte (10) is opgenomen, welke steunzuiger (9) bij indrukking vanuit een ruststand, waarbij de steunzuiger (9) tegen een aanslag (11) wordt gedrukt, belast wordt door veermiddelen (13) met een instelbare voorspanning.

7. Drukopnemer voorzien van een overbeveiligings-inrichting volgens één of meer der voorgaande conclusies.