DE2428634A1 - Einrichtung zur uebertragung der bewegung eines messelementes im druckraum - Google Patents

Description

Gosudarstwennyj nautschno-issledowatelskij

institut teploener getitscheskowo priborostrojenija,

Koskau/UdSSR

14. Juni 1974

RZ/B

P 56 625

ZUR ÜBERTRAGUNG DLR BEÄEGTJNG EIiiES • naUCKRlTJM

Die Erfindung bezieJat sich auf den Gerätebau, betrifft

L'lririchtungen zur übertragung der Bewegung eines Ließ element es im Druckraam, welche beispielsweise für im Kraftvergleich arbeitende Dlfferenzdruckniesser verwendet werden·

Ss ist eine Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Ivsßeleaentes la von einer Schale begrenzten Druckraun bekannt, enthaltend eine in der Schale festsitzende Unterlage mit einer Bohrung; eine an .ihrem Rand überall druckfest mit der Unterlage verbundene und die Bohrung In dieser überdeckende Membran;' eine ·",.

durch die Bohrung in der Unterlage und die Membran in ihrem Zentrum hindurchgehende Stange,'an dem einen Ende mit dem Ma 3 ο ienent

409883/0910

Ist ..
verbunden, wahrend das andere der Ausgang der Einrichtung ist; ein außerhalb des Druckraumes an der Stange angeordnetes Querst'dck; zwei zu beidenSelten der Membran in Sichtung ihrer Achse

angeordnete und jeweils mit den einen Ende an der Unterlage, mit des. anderen an i^uerstück befestigte Zugelenente, deren Achsen m etwa gleichen. Ebene wie diejenige der Lenbran liegen;

Achsen

eint Vortichtunq zur Veränderung der ' . Lage der'der Zugele—

mente (s. hierzu die USA-Patentschrift Hr. 3,440,885). In der Kegel liegt praktisch eine Verlagerung der Achsenebene der Zugelenente ws der Membramaitte vor, an der die Besultlerende des an der Membran anliegenden statischen Druckes angreift, so daß eine Veränderung des statischen Druckes eine

ungenaue übertragung der Bewegung des Meßelementes aus den Saun, v/o der statische Druck herrscht, in die Atmosphäre heraus wegen eines die Stange aus ihrer Ausgangslage versehenden Störmomentes mit sich bringt.

Eine Nachstellung zur Korrektur der ün^enaulgkelt dh/rcfr

Änderung des statischen Druckes, 'avf die L-embran erscheint

hierbei problematisch. Es wurde eine Reihe Lösungen hierfür vorgeschlagen, insbesondere ist eine Einrichtung zur Verstellung der

an eier Unterlage eingespannten Zugelenente bekannt geworden. Jene ist aber nicht handlich, konstruktiv aufwendig, schwer zu fertigen und gewährleistet auf die Dauer keine stabile Einstellung

bzw. keine genauen Messungen.

409883/0910

'Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur 'übertragung der Bewegung eines Meßelementes im Druckraum zu •schaffen, die e ine Vor richtung zur Veränderung der · Adnsiage

der Zugeleaente aufweist, die funktionssicher und robust ist und eine sthv genaue und auf die Dauer stabile Einstellung bzw. genauere Kessungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelost, das bei einer Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Ließelementes in Druck- ·. raum, aufweisend eine Unterlage, welche in einer den Druckraum, begrenzenden Schale befestigt" ist und eine Bohrungαυ{welsf_}eme alt dem Eand um die Bohrung herum an der Unterlage befestigte Membran, eine durch das Membranzentrum hindurchgehende Stange, deren eines Ende innerhalb der Schale mit dem !'^element m Verbindung steht, deren anderes Ende außerhalb der Schale der Ausgang der Einrichtung ist, ein an dem zuletzt genannten Stan^enende angeordnetes Querstück, zwei mit diesem an dem einen Ende, <mlt der Unterlage)»an dem anderen verbundene Zugelemente, deren

Achsen in etwa gleichen Ebene wie diejenige der Membran liegen, und eine Vorrichtet zur Veränderung der lage derMase

der Zugelemente, gemäß der Erfindung die Verbindung zwischen Querstück und Stange mittels eines biegsamen Elementes hergestellt lsi und die Vor ηcht vntj zur Veränderung der /W ta lag θ

aus

der Zugelemente im Querstuck eingebauter, gegen die Stange

verstellbar en Anschläge besitht.

409883/0910

Dae biegsame Element sollte- die Gestalt eines die Stange umfassenden dünnwandigen Zylinders, an dem einen Snde Wi; der Stange, an dem anderen alt dem Querstück^fest^verbunden, haben.

Der dünnwandige Zylinder sollte einander diametral gegenuberllegende Locher, deren Achsen In der Zugelementebene aufweisen·

> ..
Die Anschlage werden vorzvqs weise in Gestalt von senkrecht

zur Stangen achse und jeweils gegen einander gerichtete Schrauben im Querstück ausgeführt·

Das Querstück kann als Plansch mit Zentralbohrung gestaltet werden, wobei der Durchmesser, der Bohrung-denjenigen der Stange etwas übertreffen muß·

Der dünnwandige Zylinder und der flansch sollten in einem

Stück ausgeführt werden.

Die Zugelemente können als Eundstäbe ausgebildet werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Meßelementes la Druckraum bietet den bekannten Prototypen folgende Vorteile.

te eine

Diese Elnrichtungx&ennzelchnet/ ist durch hohe Genauigkeit

der /Achslagen-Einstellung · der Zugelemente, so daß

nur eine unbedeutende "üngenatiigkelt der Messungen^des statischen

^ »auch ., - 2\

Druckes in einem gro3eren Bereich (z.B. von 0 bis 400 kp/cm ) yles Medlum% in welchem das Element gerade arbeitet^gegeben

409883/0910

einer

Ein anderer Vorteil der Einrichtung besteht in hohen

Stabilität der Achslagen-Elnstellung für Ihre Zugelenente einer

bzw· In stets hohea. Genauigkeit von Messungen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung 1st von der Konstruktion her ziemlich robust, erfordert keine besondere Mittel zur Fertigung und Einstellung und setzt fiir Ihre Eichung keinen Einsatz

hochqualifizierter !Fachleute voraus.

Dank dem Umstand, daß die Zuge le ment e und die Vorrichtung zur Veränderung ihrer . Achslage eng behänder liegen, sowie den geringen Abmessungen der zylindrischen Unterlage lagt sich die Einrichtung gut m gedrungen gebauten. Geräten einsetzen·

Weiterhin wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbelspiels und ■ dan Zeichnungen näher erläutert, m den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Einrichtung zur Übertragung der Bewegung eines Keßelementes in Verbindung mit einem Duuckgefällegeber im Schnitt;

Flg. 2 einen Teiischnltt durch die Linie II-II gemäß Flg..1 für die gleiche Einrichtungi

Flg. 3 den Schnitt III-III gemäß Flg. 2; Fig. 4· den Tell A gemäß Flg. 1 bei Anschlägen in einer der

Endstellungenj

Flg.- 5 .einen Teil der erfindungsgemäßen Einrichtung zur

übertragung der Bewegung eines Meßelementes in Verbindung mit

4 0 9883/0910

einem Füllstandsmesser -im Schnitt.

Die in Flg. 1 gezeigte Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Meßelementes im Druckraum, welches hler ein Druckgefälle aufnimmt, enthalt eine Unterlage 1 in Gestalt einer zylindrischen Habe 2 mit einem Flansch ?, der einen zylindrischer Ansatz 4 an der Stirn aufweist. Eine Bohrung 5 in der Unterlage ist mit einer Membran 6 druckfest abgedeckt, wobei ihr Hand zu einem zylindrischen Außenbördel 7 hoch gestellt ist, welcher zur Befestigung der Membran 6 am zylindrischen Ansatz 4- durch Schweißen dient.

Des weiteren enthält die Einrichtung eine durch die Bohrung

5 3Ji der Unterlage 1 und die Membran 6 in ihrem Zentrum hm-

die . «Ί'ί ·

durchgehende Stange 8, wobei Stange 8 und Kembran 6 druckfest, hler durch Schweißen, miteinander verbunden sind· An dem Ende der Stange 8 auf der einen Seite der Membran 6, au3erhaib des von einem Gehäuse 9 i&t Deckel 10 begrenzten Druckraumes ist ein Querstück hler m Gestalt eines Flansches 11 alt Zentra!bohrung 12 angebracht, wobei die Bohrung zur Durchführung der Stange 8, und zwar unter Beibehaltung eines Spiels auf Grund einer Durchmesserdifferenz zwischen ihnen dient· Das Querstück ist mit der Stange 8 über ein biegsames Element, hler einen alt

dam Flansch 11 aus einem Stück ausgeführten dünnwandigen Zylinder 13 verbunden, der die Stange 8 umschließt.und mit dem freien Ende an derselben anschweißt ist, wobei der Flansch 11 eine Be-

409883/0910

— Π —

wegungsf reihe o.t In den Grenzen besitzt,'" "er gegen die

Stange 8 verstellt werden kann. :

"wird der dünnwandige Zylinder als Einzelteil ausgeführt, so wird sein anderes Ende eilt dem Plansch durch Schweißen verbunden.

Die Einrichtung hat auch noch zwei zu beiden Selten der' lüembran 6 einander diametral gegenifer stehende Zugelemente 14 in Gestalt runder Stäbe. Die einen Enden der Zugelemente 14 sind . durch Schweißen in Löchern 15 der Unterlage 1, die anderen In Löchern 16 des Flansches 11 befestigt, wobei die Achsen

der -

der Zugeleaente 14 in etwa gleichen Ebene wie diejenige der Me ohr an 6 liegen. Zur Veränderung der Achslage der Zugelemente 14 ist eint Vonkhlunq vorgesehen, nämlich verstellbare Anschläge in Gestalt einander diametral gegenüberliegender und ^jeweils m entgegengesetzter Richtung gegen die Stange 8 arbeitender Schrauben 17 und 2,8 im Plansch 11·

Die verstellbaren Anschläge können auch als Kelle ausgebildet werden. Jedoch ist die Ausführung als Schrauben konstruktiv einfacher.

Zur Herabsetzung der Biegesteifigkeit des dünnwandigen Zy-

linders 13 bei Versetzung des Flansches 11 gegen die Stange 8 sind la dünnwandigen Zylinder einander diametral gegenüberliegende Löcher 19 (Flg. 2) vorgesehen, deren Achsen in der Ebene der Zugelement^ 14 liegen.

409883/091.0

Die Unterlage 1 1st druckfest im Gehäuse 9 (Flg. 1) eingeschweißt, In dem eine Membran 20 als Druck&lfferenzaufnehmer (Meßelement) untergebracht ist. Die Achsen der Zugelemente 14 (Flg. 2) liegen In einer Ebene, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung der unter Slnflug der Druckdifferenz stehenden Membran 20 (S¹Ig, 1) verläuft, Nach, innen 1st die Elnspannstelle der Membran 20 durch" Verschweißen derselben mit dem Gehäuse 9, nach außer durch Einlegen eines Dichtringes 21 zwischen Membran und Deckelo 10 abgedichtet. Die druckfesten durch die Membran 20 getrennten Kammern 22 und 23 dienen der Zuführung der zu überwachenden

Drücke ac/f die Membran 20, wozu in ihnen ein Loch 24 bzw. 25

in Jie. Kammer 2 2

vorgesehen 1st", Die Membran 20 ist eilt dem 'eintauchenden Ende der Stange 8 über ein biegsames Koppelelement verbindsn, hler* als ein Federband ausgeführt, das einerseits am Zentrum der Membran 20 angeschweißt, andererseits mittels elnor Schraube 27 an der Stirn der Stange 8 befestigt ist,

Flg. 5 zeigt den Schnitt IH-III gemäß Flg. 2, wobei zu sehen 1st, daß die Achsen der Zugelemente 14, diejenige

der

der Locher 19 und diejenige der Membran 6 in etwa gleichen Ebene liegen, während die Achsen der Anschläge (der Schrauben 17

und 18) senkrecht auf dieser Jibene stehen·

Flg. 4 zeigt den Tell A gemäß Flg. 1 bei Anschlägen (Schrauben 17 und 18) in einer der Arbeitsendstellungen,

409883/0910

■ - 9 -

•k'lg. 5 zeigt einen Teil der Einrichtung zur Übertragung der Bewegung eines Meßelementes im Druckraum in Verbindung mit einem Füllstandsmesserschwimmer 28 als Fühler· Der Schwimmer 28 überwacht den Flüssigkeitsstand In einer druckdichten Schale.?Q, in der ein vom atmosphärischen unterschiedlicher Druck herrscht. Eier wird die unterlage 1 <ier Einrichtung- zur übertragung der Bewegung eines Meßel^mentes druckfest m der Schale gO über dem Flüssigkeitsspiegel 29 befestigt, derart, daß die Achse der Stange 8 etwa parallel zum Flüssigkeitsspiegel verläuft. Das in der Schale 3.0 befindliche Ende der Stange 8 ist mittels einer Schraube 27 mit einem biegsamen Koppelelement 31, hier einem Seil, verbunden, dessen anderes Ende am Schwimmer 28 befestigt wird.

Die Arbeitsweise der Einrichtung zur Übertragung der Bewegung eines Meßelementes im Druckraum ist die folgende.

Die Bewegung eines Meßelemsntes,. der Membran 20 (Flg. 1), welche unter Einwirkung einer Differenz der in die Kammern 22 und 23 durch die Löcher 24 und 25 gegebenen Drücke eintritt, überträft sich über das biegsame Koppelelement 26 auf das sich im Bereich eines statischen Druckes befindende Ende der Stange 8.

Unter dem statischen Druck versteht man hler denjenigen in der

Kammer 22, unter dessen Einfluß die Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Meßelementes (eigentlich die Membran 6) steht· Dabei dreht sich die Stange 8 um die Achse, die mit der Schnittlinie der Ebene der Membran 6 mit derjenigen der zwei

409883/0910

- ίο - -

der Zugelement^ 14(Drehachse der Stange 8) gegeben ist; und das ^ußenende der Stange 8, das Ende jenseits der l£embran 6, außerhalb der Zone des statischen Druckes, schlägt dem Weg der Membran 20 ^proportional>aus.

Die Besultlerende des Druckes, mit welchen die Membran 6 beaufschlagt wird, wird von den Zugelementen 14 übertragen, die eine axiale Bewegung der Stange 8 verhindern· Schneidet jedoch die Druckkraft .die Drehachse der Stange 8 nicht, so entsteht ein lüonient on der Stange 8, das eine Schwenkung der Stange 8 um die Drehachse bewirkt, so daß eine ungenaue Übertragung des V/eges der Membran 20 vorliegt. Um die diesbezügliche Ungenauigkelt auszugleichen, verstellt man die Schrauben 17 und 18 gegen die Stange 8, wobei der "Flansch 11 sich auf Grund der ITachgieblgkelt des dünnwandigen Zylinders 13 zu der Stange 8 schräg wie in Flg. 4 gezeigt stellte Die Achsen der Zugelemente 14

(Fig. 2) andern ihre lage, und die Drehachse für die Stange

8 wird dadurch bei übertragung der Bewegung eines Meßelementes im Druckraum auch anders liegen.

Die Eichung der Einrichtung zur Übertragung der Bewegung eines Meßelenetttes erfolgt durch Verstellung der Schrauben 17

und 18 bei gleichen Drücken in den Kammern 22 und 23· Ss wird eine solche ^dwsnlage für die Zugelemente 14 angestrebt,

bei der die Drehachse der" Stange 8 durch den Angriffspunkt der

409883/0910

Druckkraft an der Membran 6 geht bzw. das. Ausgangsende der Stange' 8 bewegungslos bleibt. In diesem Fall wird die Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Meßelementes unabhängig vom statischen Druck sein und somit eine größere Genauigkeit bei übertragung der Bewegung eines Keßeleiaentes zeigen.

Vorstehend wurde die Arbeitsweise der Einrichtung in Verbindung mit einem Druckgefällegeber beschrieben.

Das Arbeiten der Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Meßelementes in Verbindung mit einem Flüssigkeltsstandgeber geht analog vor sicho

Mit schwankendem Flüssigkeitsstand 29 (Fig. 5) ändert sich auch die ausstoßende Kraft, die am Schwimmer 28 angreift. Diese wirkt über das biegsame Koppelelement 31 auf die Stange ein und bewirkt einen Ausschlag ihres nach außen tretenden Endes.

409883/0910

Claims (6)

1. Patentanwälte ¹⁴· ^Juni

   ELu .NTI N ^RZ/^ß

   D 8 Mü richer? 22 P 56 625

   Zweibrückenstraße 6

   - 12 -

   1J Einrichtung zur übertragung der Bewegung eines Meßelementes im Druckraum, aufweisend eine Unterlage, welche m einer den Druckiaun begrenzenden Schale befestigt ils ε und eine Bohrung sow'iz, eine mit dem Hand tun die Bohrung her Uta an der Unterlage befestigte Membran, eine durch das Meinbranzentrum. hindurchgehende Stange, deren eines Ende Innerhalb der Schale mit dem Ließ element in Verbindung steht, deren anderes Ende außerhalb der Schale der Ausgang der Einrichtung ist, ein an dem zuletzt genannten Stangenende angeordnetes Querstück, zwei mit diesem an dem einen Ende, £iit der Unter lag ej>an dem anderen verbundene Zugelemente, deren Achsen in etwa gleiche* Ebene wie diejenige der Membran

   Achsen liegen, und eine Vorrichtung zur Veränderung der ' Lage der

   cu-er Z ug elemente, dadurch gekennzeichnet ,■ '

   da3 die Verbindung zwischen Querstück und Stange (8) mittels eines biegsamen Elementes hergestellt ist und dJeVorncht^ zur Veränderung der - A eislager» άχβ Zugelemente (14·) Im

   Querstück eingebaute, gegen die Stange (8) verstellbare,Anschläge enthält.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,daß das biegsame Element die Gestalt

   cnrfwciittjJltr

   eines die Stange (8) umfassenden dünnwandigen Zylinders (13) Van dem einen Ende mit der Stange (8), an dem anderen mit dem Quer-

   409883/0910 ·

   stück fest verbunden Ist.
3. 3· Einrichtung nach .Anspruch 2, dadurch g e -

   k e η η ζ e lehne fr ,daß der dünnwandige Zylinder (13) einander diametral gegenüberliegende Löcher -(19)<>, deren

   liege». -

   Achsen in der Ebene der Zugelemente (14) ^luf weisIj^
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch

   gelcennze. lehnet ,daß die Anschläge in Gestalt von senkrecht zur Achse der Stange (8.) und jeweils gegen-

   ;. einander gerichtete Schrauben. (17» 18) im Quer stück ausgeführt
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, d a d u. r c h geken'n. ze lehnet ,daß das Querstück als Flansch (.11)

   mit Zentralbohrung (12) gestaltet lsi., wobei der Durchmesser der Bohrung denjenigen der' Stange (8) etwas übertrifft.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 2 In Verbindung alt Anspruch .5, d a £ u r cn geken'nze lehne t , daß der dünnwandige Zylinder (13) ^nd der Flansch (11) In einem Stück ausgeführt sind.

   7- Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch

   fjekennz.e lehnet ,daß die Zugelemente (14) als Hundstabe ausgebildet siad.

   409883/0910