DE102005009675B3 - Durchflußmeßgerät - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Durchflußmeßgerät. Das erfindungsgemäße Durchflußmeßgerät dient zur Durchflußmessung eines strömenden Mediums und weist ein Meßrohr (1) aus Kunststoff zum Führen des Mediums sowie eine einstückig mit dem Meßrohr (1) ausgebildete Verbindungsvorrichtung (6) zum Verbinden eines Endes (3) des Meßrohrs (1) mit einem Ende einer Rohrleitung (2) aus Kunststoff auf. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Verbindungsvorrichtung (6) eine Heizeinrichtung (5) aufweist, mittels derer das Ende (3) des Meßrohrs (1) oder/und das Ende der Rohrleitung (2) angeschmolzen werden kann bzw. können, so daß zwischen dem Meßrohr (1) und der Rohrleitung (2) eine Schmelzverbindung erzielbar ist. Auf diese Weise kann das Meßrohr (1) des Durchflußmeßgeräts einfach und auf sichere Weise in einem Rohrleitungssystem installiert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Durchflußmeßgerät, zur Durchflußmessung eines strömenden Mediums, mit einem Meßrohr aus Kunststoff zum Führen des Mediums und einer Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines Endes des Meßrohrs mit einem Ende einer Rohrleitung aus Kunststoff.
  • Durchflußmeßgeräte zur Durchflußmessung eines strömenden Mediums sind in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Die Messung eines Volumenstroms ist dabei z. B. mittels eines magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräts möglich, mit dem die elektromagnetische Induktion von sich durch ein Magnetfeld hindurchbewegenden Ladungsträgern ausgenutzt wird. Das grundlegende Prinzip eines magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräts für strömende Medien geht dabei bereits auf Faraday zurück, der im Jahre 1832 vorgeschlagen hat, das Prinzip der elektromagnetischen Induktion zur Strömungsgeschwindigkeitsmessung anzuwenden.
  • Nach dem Faraday'schen Induktionsgesetz entsteht in einem strömenden Medium, das Ladungsträger mit sich führt und durch ein Magnetfeld hindurchfließt, eine elektrische Feldstärke senkrecht zur Strömungsrichtung und senkrecht zum Magnetfeld. Das Faraday'sche Induktionsgesetz wird bei einem magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerät dadurch ausgenutzt, daß mittels einer Magnetspule ein Magnetfeld erzeugt wird, das eine Magnetfeldkomponente aufweist, die senkrecht zur Strömungsrichtung verläuft. Innerhalb dieses Magnetfelds liefert jedes sich durch das Magnetfeld bewegende und eine gewisse Anzahl von Ladungsträgern aufweisende Volumenelement des strömenden Mediums mit der in diesem Volumenelement entstehenden Feldstärke einen Beitrag zu einer über Meßelektroden abgreifbaren Meßspannung.
  • Die Meßelektroden werden bei den bekannten magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten derart ausgeführt, daß sie entweder galvanisch oder kapazitiv mit dem strömenden Medium gekoppelt sind. Ein besonderes Merkmal der magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräte ist ferner die Proportionalität zwischen der Meßspannung und der über den Querschnitt des Meßrohrs ge mittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, d. h. zwischen Meßspannung und Volumenstrom.
  • Wenigstens im Bereich der Meßelektroden ist es erforderlich, daß der Innenbereich des Meßrohrs elektrisch isolierend ist oder eine elektrisch isolierende Auskleidung aufweist. Dazu kann ein entsprechender Einsatz oder eine entsprechende Beschichtung des Meßrohrs verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, das gesamte Meßrohr aus Kunststoff zu fertigen, was die Herstellung vereinfacht.
  • Magnetisch-induktive Durchflußmeßgeräte, aber auch andere Durchflußmeßgeräte mit Meßrohren aus einem Kunststoff, sollen häufig in derartige Rohrleitungssysteme eingebaut werden, die ebenfalls aus Kunststoff bestehen. Dazu werden häufig geschraubte oder geklemmte Flanschverbindungen verwendet.
  • Aus der AU 684166 B2 und der AU 2483895 A ist es bekannt, zwei Rohrleitungen, deren Enden aus Kunststoff bestehen und die beispielsweise als Rohre für Gas- oder Wasserzähler verwendet werden, mittels einer Verbindungsvorrichtung zu verbinden, wobei diese Verbindungsvorrichtung zu diesem Zweck eine entsprechende Schweiß-/Schmelzverbindung mittels Wärme, nämlich über entsprechende Heizdrähte, erzeugt. Ferner ist es aus der JP 2001-349478 A bekannt, ein Gas-Durchflußmeßgerät über eine Kunststoffschweißverbindung mit einem Metallrohr zu verbinden.
    •
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein derartiges Durchflußmeßgerät anzugeben mit dem ein Meßrohr aus Kunststoff in einfacher und verläßlicher Weise mit einem ebenfalls aus Kunststoff hergestellten Rohrleitungssystem verbunden werden kann.
  • Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Durchflußmeßgerät ist die zuvor genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Verbindungsvorrichtung eine Heizeinrichtung aufweist, mittels derer das Ende des Meßrohrs oder/und das Ende der Rohrleitung angeschmolzen werden kann bzw. können, so daß zwischen dem Meßrohr und der Rohrleitung eine Schmelzverbindung erzielbar ist, wo bei das Meßrohr und die Verbindungsvorrichtung einstückig ausgebildet sind und die Heizeinrichtung in die Wand des Meßrohrs integriert ist.
  • Erfindungswesentlich ist also, daß der Einbau des Meßrohrs in das Rohrleitungssystem über eine Schmelzverbindung erfolgt, worunter verstanden wird, daß wenigstens der Kunststoff des Meßrohrs oder der Kunststoff der Rohrleitung angeschmolzen wird, vorzugsweise sowohl der Kunststoff des Meßrohrs als auch der Kunststoff des Rohrleitung angeschmolzen werden, und nachfolgend das Meßrohr und die Rohrleitung im Bereich des Anschmelzens miteinander in Kontakt kommen, so daß nach dem Abkühlen und Aushärten des Kunststoffs eine feste Verbindung zwischen dem Meßrohr und der Rohrleitung erzielt wird, nämlich die sogenannte Schmelzverbindung.
  • Zur Installation des Durchflußmeßgeräts wird das Meßrohr mit der Verbindungsvorrichtung auf die Rohrleitung aufgesteckt, und nach Aktivieren der Heizeinrichtung erfolgt das Anschmelzen des Kunststoffs, was schließlich zu der oben beschriebenen Schmelzverbindung führt.
  • Als Heizeinrichtungen sind eine Vielzahl von Einrichtungen möglich, mit denen der Kunststoff angeschmolzen werden kann. So sind Heizeinrichtungen denkbar, die auf einer exothermen chemischen Reaktion beruhen oder z. B. ein heißes Medium, wie ein heißes Gas, verwenden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß als Heizeinrichtung ein Heizdraht vorgesehen ist.
  • Zur Installation des Durchflußmeßgeräts in dem Rohrleitungssystem muß dann lediglich der Heizdraht elektrisch angeschlossen werden, so daß in Kürze und auf einfachste Weise eine feste Verbindung des Meßrohrs mit der Rohrleitung erzielbar ist.
  • Als Kunststoffe für das Meßrohr oder/und die Verbindungsvorrichtung sind vorzugsweise Polyethylen oder/und Polypropylen vorgesehen. Die Wahl der möglichen Kunststoffe kann sich dabei insbesondere nach der Art des Kunststoffs des Rohrleitungssystem richten, wobei grundsätzlich alle Kunststoffe verwendbar sind, mit denen sich eine entsprechende Schmelzverbindung erzielen läßt.
    •
  • Im einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Durchflußmeßgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird auf die Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt
  • 1 ein magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht und
  • 2 das magnetisch-induktive Durchflußmeßgerät gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt.
  • Aus 1 ist ein magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht ersichtlich. Das magnetisch-induktive Durchflußmeßgerät weist ein Meßrohr 1 aus Polyethylen (PE) auf, das mit zwei ebenfalls aus PE bestehenden Rohrleitungen 2 verbunden werden soll. Dazu weist das Meßrohr 1 an seinen beiden Enden 3 in der Innenwand 4 jeweils eine Heizeinrichtung 5 auf, nämlich in Form von in der Innenwand 4 integrierten Heizdrähten. Entsprechendes ist auch aus 2 ersichtlich, die das magnetisch-induktive Durchflußmeßgerät gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt zeigt.
  • Zur Installation des magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräts gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die beiden ebenfalls aus Polyethylen ausgebildeten Rohrleitungen 2 in die Enden 3 des Meßrohrs 1 eingesteckt, und den als Heizdrähten ausgebildeten Heizeinrichtungen 5 in der Innenwand 4 an den Enden 3 des Meßrohrs 1 wird über nicht weiter dargestellte elektrische Anschlüsse ein elektrischer Strom zugeführt. Damit wird sowohl der Kunststoff im Bereich der Innenwand 4 an den Enden 3 des Meßrohrs 1 angeschmolzen als auch der Kunststoff der Rohrleitungen 2. Nach Abkühlen und Aushärten des Kunststoffs wird damit zwischen dem Meßrohr 1 und den Rohrleitungen 2 jeweils eine Schmelzverbindung erzielt, die sowohl sehr haltbar als auch flüssigkeits- und gasdicht ist. Bei diesem bevorzug ten Ausführungsbeispiel ist zum Anschluß der Rohrleitungen 2 an das Meßrohr 1 also eine einstückig mit dem Meßrohr 1 ausgebildete Verbindungsvorrichtungen 6 vorgesehen.
  • Im übrigen ist das magnetisch-induktive Durchflußmeßgerät gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt ausgebildet: Auf das Meßrohr 1 ist ein Außengehäuse 7 aufgesetzt, das eine Magnetspule 8, den Magnetkreis 9 und eine magnetische Abschirmung 10 sowie eine elektrische Abschirmung 11 aufweist. Das Außengehäuse 7 ist ebenfalls aus Polyethylen ausgebildet und ist vorliegend mittels Verschweißungen 12 zusammengesetzt bzw. mit dem Meßrohr 1 verbunden. Alternativ kann dies auch mittels Verklebungen realisiert sein.
  • Über eine Öffnung 13 in dem Außengehäuse 7 sind dem magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerät gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung elektrische Leitungen 14 zugeführt, die zur Versorgung der Magnetspulen 8 dienen bzw. zu Elektroden 15, 16, 17 führen. Die Elektroden 15, 16, 17 sind in die Wand des Meßrohrs 1 eingeschmolzen, und zwar derart, daß sie in galvanisch leitenden Kontakt mit einem in dem Meßrohr 1 geführten Medium kommen können. Während die Elektrode 15 und eine dieser gegenüberliegende, nicht weiter dargestellte Elektrode dem Abgriff der in dem in dem Meßrohr 1 geführten Medium induzierten Spannung dienen, dient die Elektrode 16 als Erdungselektrode und die Elektrode 17 zur Erfassung eines nicht vollständig gefüllten Meßrohrs 1.
  • Vorliegend ist der verbleibende Raum in dem Außengehäuse 7 nicht weiter ausgefüllt. Es kann jedoch vorteilhaft sein, diesen Raum mit einem Gießmaterial, wie Epoxi, Polyurethan oder Silikon, auszugießen. Geeignet sind dabei neben fest aushärtenden Materialien insbesondere auch solche Materialien, die im ausgehärteten Zustand schwammartig sind.

Claims (3)

  1. Durchflußmeßgerät, zur Durchflußmessung eines strömenden Mediums, mit einem Meßrohr (1) aus Kunststoff zum Führen des Mediums und einer Verbindungsvorrichtung (6) zum Verbinden eines Endes (3) des Meßrohrs (1) mit einem Ende einer Rohrleitung (2) aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung (6) eine Heizeinrichtung (5) aufweist, mittels derer das Ende (3) des Meßrohrs (1) oder/und das Ende der Rohrleitung (2) angeschmolzen werden kann bzw. können, so daß zwischen dem Meßrohr (1) und der Rohrleitung (2) eine Schmelzverbindung erzielbar ist, wobei das Meßrohr (1) und die Verbindungsvorrichtung (6) einstückig ausgebildet sind und die Heizeinrichtung (5) in die Innenwand (4) des Meßrohrs (1) integriert ist.
  2. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizeinrichtung (5) ein Heizdraht vorgesehen ist.
  3. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff des Meßrohrs (1) oder/und der Verbindungsvorrichtung (6) Polyethylen oder Polypropylen vorgesehen ist bzw. sind.
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