DD254991A1 - Messwertaufnehmer eines wirbeldurchflussmessers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Messwertaufnehmer eines Betriebsmessgeraetes der Durchflussmesstechnik fuer den Einsatz in fluessigen und gasfoermigen Messmedien. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messwertaufnehmer eines Wirbeldurchflussmesers zu schaffen, der wartungsarm mit hoher Zuverlaessigkeit arbeitend in Messmedien hoeherer Temperatur einsetzbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass der Wirbelprofilkoerper a dreigeteilt ausgefuehrt und das mittlere Profilteil 9 schwingungsfaehig ausgebildet ist und die Schwingungen frequenzproportional ueber Torsionsstab 6 und Torsionsrohr 8 nach ausserhalb des Messrohres 4 geleitet und hier von einem guenstig positionierten Sensor abgegriffen und in elektrische Impulsfolgesignale gewandelt werden. Anwendungsgebiet: in Verfahrensprozessen der chemischen Industrie, der Wasserwirtschaft und Energieversorgung. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine, als Betriebsmeßgerät ausgeführte Meßeinrichtung für den Einsatz in flüssigen, dampf- oder gasförmigen Medien.

Das Hauptanwendungsgebiet dieser Geräteausführung liegt in der Durchfluß- bzw. Strömungsgeschwindigkeitsmessung in industriellen verfahrenstechnischen Anlagen.

Charakteristik bekannter technischer Lösungen

Nach dem Wirkprinzip der Abtastung geschwindigkeitsproportional abgelöster Karmanwirbel arbeitende Meßeinrichtungen sind in vielfältiger konstruktiver Ausführung im Einsatz. So ist z.B. aus DD-PS 127531 eine derartige Geräteausführung bekannt, die in Strömungsrichtung hinter einem Wirbelprofilkörper und an diesem einseitig starr befestigt eine schwingungsfähige Platte zur Wirbelabtastung nutzt.

Auf Grund der konstruktiven Ausführung, d. h. eines in einer inneren Ausnehmung der Wirbelabtastplatte angeordneten Sensors, ist ein Einsatz der Meßeinrichtung in Medien höherer Temperaturen ausnahmslos von der Temperaturbeständigkeit des Sensors vorbestimmt. In DE-OS 2842557 ist der Wirbelprofilkörper mit Bohrungen versehen, in denen sich das Fühlerelement zur Erfassung der durch Wirbelablösung eintretenden Druckschwankungen befindet und diese über einen verschiebbaren Zwischenkörper mit gelenkig gelagerter Stange frequenzproportional nach außerhalb des Meßrohres leitet und hier mit einer Schwingungserfassenden Auswerteeinheit verbunden wird. Bedingt durch das gewählte Abtast- und Übertragungssystem können Stoßfolgen und/oder Schwingungen der Mediensäule sowie des Rohrleitungssystems die gelenkig gelagerte und mit notwendigem Gleitspiel versehene Übertragungsstange in meßwertverfälschende Schwingungen versetzen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Meßwertgeber eines Wirbeldurchflußmessers, der wartungsarm und mit hoher Zuverlässigkeit arbeitend in Medien höherer Temperatur einsetzbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische Auslenkung der Wirbelabtastplatte frequenzproportional über den Wirbelprofilkörper nach außerhalb der Rohrleitung zu übertragen und hiervon einem Sensor mit niedrigerer Temperaturbelastbarkeit zu erfassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wirbelprofilkörper einschließlich Rückteil, als Einheit von Wirbelabtastplatte und seitlich symmetrisch dazu angeordneten Stabilisierungsplatten, in Höhe des Trennspaltes zwischen Wirbelabtastplatte und Stabilisierungsplatte durchtrennt wird. Das hierdurch entstandene Wirbelprofilkörpermittelteil ist über einen Torsionsstab einschließlich eines dünnwandigen und druckdicht zum Meßrohr ausgeführten Torsionsrohres federelastisch axial zum feststehenden Wirbelprofilkörper gelagert. Seitliche, senkrecht zur Strömungsrichtung auftretende Biegeschwingungen mit meßwertverfälschendem Einfluß sind zu eliminieren. Diese Funktion übernehmen Schwingungsstabilisatoren, die den feststehenden und tordierenden Teil des Wirbelprofilkörpers verbinden. In der einfachsten Ausführung können dies zwei Plattfedern sein, die beidseitig symmetrisch zur Wirbelprofilkörperachse in Nähe der Seitenkontur angeordnet ihr größtes Biegemoment senkrecht zur Strömungsrichtung aufbringen. Um weitgehendst Pulsationseinflüsse bei der Wirbelabtastung fernzuhalten, ist dem Wirbelprofilkörper als integrale Einheit eine axial durchgängige Anströmplatte vorgelagert. Das freischwingende Mittelteil verhält sich hinsichtlich Verdrehwinkel und Verdrehfolge frequenzproportional zur Auslenkung der Wirbelabtastplatte und damit zur Anströmgeschwindigkeit des Wirbelprofilkörpers. Der Torsionseffekt kann außerhalb der Temperaturzone mittels Sensor unterschiedlichen Wirkprinzips erfaßt und einer signalverarbeitenden Auswerteeinheit zugeführt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:

Fig. 1: Meßeinrichtung im Längsschnitt dargestellt Fig. 2: Meßeinrichtung gemäß Fig. 1 im Schnitt gezeigt

In Fig. 1 ist der Meßwertaufnehmer 1, bestehend aus Wirbelprofilkörper a mit Rückteil b als Einheit von Wirbelabtastplatte 2 und seitlichen Stabilisierungsplatten 3, im Meßrohr 4 dargestellt. Das in Strömungsrichtung hinter der Anströmplatte 5 geschützt angeordnete und federelastisch über die Torsionsstäbe 6, die körperlich nicht berührend durch die Ausnehmung 7 hindurchgeführt sind, mit dem Meßrohr 4 direkt oder über ein Torsionsrohr 8 verbundene mittlere Wirbelprofilkörperteil 9 wird mit der Wirbelfrequenz ausgelenkt.

Seitlich, wie in Fig. 2 dargestellt, eingefügte Schwingungsstabilisatoren 10 unterbinden ein radiales Ausbiegen des über die trennenden Spalte 11,12 freibeweglich ausgeführten Profilkörpermjttelteils9. Das äußere Ende 13 des Torsionsstabes 6 ist am dünnwandig ausgeführten Torsionsrohr 8 und dieses mit seinem inneren Ende 14 am Meßrohr 4 starr und druckdicht verbunden. Am äußeren Ende 15 des Torsionsrohres 8, das frequenzproportional der Anströmgeschwindigkeit ausgelenkt wird, ist ein Sensor unterschiedlichen Wirkprinzips zu positionieren, der die mechanische Verdrehung in elektrische Impulsfolgesignale wandelt und einer signalverarbeitenden Auswerteeinheit zuführt.

Claims (6)

1. Meßwertaufnehmer eines Wirbeldurchflußmessers, vorteilhaft aus Wirbelprofilkörper mit einseitig starr an diesem verbundenen Rückteil bestehend, gekennzeichnet dadurch, daß in einer Aussparung des Wirbelprofilkörpers (a) einschließlich dessen Rückteil (b) im axialen Abstand (c) zum Meßrohr (4) hinter einer durchgängig gestalteten Anströmplatte (5) und durch einen Spalt (11, 12) getrennt ein möglichst konturgleiches Wirbelprofilkörperteil (9) freibeweglich über einen Torsionsstab (6), der beidseitig ohne körperliche Berührung durch eine innere Ausnehmung (7) des Wirbelprofilkörpers (a) geführt ist, wobei eines seiner Enden (13) direkt und das andere über ein Torsionsrohr (8) mittels starrer Verbindungsstellen (13/15; 4/14), mit dem Meßrohr (4) verbunden ist.

2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das mittlere Wirbelprofilkörperteil (9) über Schwingungsstabilisatoren (10) mit großem radialem Biegemoment, die symmetrisch zur Wirbelprofilkörperachse angeordnet sind, mit den äußeren starr angeordneten Wirbelprofilkörperteilen (a) verbunden ist.

3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß am äußeren Ende (15) des Torsionsrohres (8) ein Sensor unterschiedlichen Wirkprinzips positioniert ist.

4. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das innere Ende (14) des Torsionsrohres (8) mit dem feststehenden Wirbelprofilkörperteil (a) starr verbunden ist.

5. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Torsionsstab (6) an seinem einen Ende (13) im variablen Abstand zum Meßrohr (4) in der inneren Ausnehmung (7) und an seinem anderen Ende (13) über das Torsionsrohr (8) am Meßrohr (4) befestigt ist.

6. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Wirbelprofilkörper mit unterschiedlicher Profilausbildung (a), mit oder ohne Rückteil (b), ausgeführt ist.