DE102005040057A1 - Rotary mass flow measurement unit has a magnetic rotor with an elongated core element on the rear end of which is an annular magnet with poles of alternating polarity - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Rotationsdurchflussmessgeräte und insbesondere ein Rotationsdurchflussmessgerät, das die Fluiddurchflussmenge oder den Fluss misst und von dem Typ ist, der einen rohrförmigen Körper umfasst, der mit einer Kammer für einen Magnetrotor versehen ist, wobei das Fluid veranlasst, dass er frei rotiert, so dass er einen magnetischen Sensor bildet, der elektrische Signale liefern kann, deren Frequenz proportional zur Anzahl der Magnetpole des Rotors und zur Drehzahl des Rotors ist, die von der Durchflussmenge des Fluids abhängt, das entlang eines Weges strömt, der die oben erwähnte Kammer in dem rohrförmigen Körper des Durchflussmessgeräts umfasst.The The invention relates to the field of rotary flow meters, and more particularly a rotary flow meter, which measures the fluid flow rate or flow and the type is that of a tubular body includes, with a chamber for a magnetic rotor is provided, wherein the fluid causes the He freely rotates so that he forms a magnetic sensor, the can supply electrical signals whose frequency is proportional to the number the magnetic poles of the rotor and the speed of the rotor is that of the flow rate of the fluid depends along a path flows, the one mentioned above Chamber in the tubular Body of Flowmeter includes.
Rotationsdurchflussmesser sind allgemein bekannt und werden z. B. in Heizungsanlagen oder für andere Hydraulikanwendungen, z. B. in kleinen Wandgasboilern, verwendet, um Steuersignale oder eine Flusssignalangabe des Umlaufs des Fluids zu liefern.Rotary flow meter are well known and z. B. in heating systems or for others Hydraulic applications, eg. B. in small wall gas boilers used, to control signals or a flow signal indication of the circulation of the fluid to deliver.
Beispiele
von Durchflussmessern sind aus GB-A-1 008 508, US-A-3 878 711, EP-A-1
308 702,
Im Allgemeinen besitzen die Durchflussmesser des bekannten Typs eine etwas komplizierte Konstruktion, die aus mehreren getrennt hergestellten Teilen zusammengesetzt ist, die nachfolgend in einem rohrförmigen Körper, der zwischen einer Einlassseite und einer Auslassseite einen Flussweg für ein Fluid definiert, zusammengesetzt werden müssen.in the Generally, the flowmeters of the known type have one slightly complicated construction, consisting of several separately manufactured parts composed in the following, in a tubular body, the between an inlet side and an outlet side, a flow path for a Fluid must be defined, assembled.
In dem rohrförmigen Körper der Vorrichtung ist ein Magnetrotor oder ein Magnetflügelrad angeordnet, der bzw. das frei rotieren kann; der Magnetrotor umfasst im Wesentlichen eine Nabe, die mit einem Satz von Blättern versehen ist, die durch den Fluss des durch den rohrförmigen Körper des Durchflussmessgeräts fließenden Fluids rotieren können.In the tubular body the device is arranged a magnetic rotor or a magnetic impeller, which can rotate freely; the magnet rotor essentially comprises a hub, which is provided with a set of leaves that through the flow of the through the tubular body of the flowmeter flowing Can rotate fluids.
Der Rotor ist üblicherweise mit mehreren Blättern versehen, die aus einem magnetischen Material hergestellt und in Bezug auf die Längsachse des Rotors geneigt sind, um von dem axial durch das Durchflussmessgerät fließenden Fluid den für die Rotation notwendigen Schub zu empfangen.Of the Rotor is common with several leaves provided, which are made of a magnetic material and in With respect to the longitudinal axis of the Rotors are inclined to from the axially flowing through the flow meter fluid the for to receive the rotation necessary thrust.
Außerdem ist der Rotor sowohl an der Einlassseite als auch an der Auslassseite direkt oder indirekt durch Speichenhalter gehalten, die in dem rohrförmigen Körper des Messgeräts angeordnet sind.Besides that is the rotor both on the inlet side and on the outlet side held directly or indirectly by spoke holder, which in the tubular body of the meter are arranged.
Als
eine Alternative zu einem Rotor mit Magnetblättern schlägt
Diese Lösungen sind nicht nur konstruktiv kompliziert und folglich teuer, sondern die besonderen Konstruktions- und Funktionsmerkmale des Flügelrads und der üblichen Speichenhaltesysteme bedingen eine übermäßige Drosselung und Hindernisse, was wiederum unerwünschte Turbulenz verursacht, die dazu neigt, Verunreinigungen und/oder Filamente, die durch das Fluid mitgerissen werden können, zurückzuhalten; somit können die Rotation des Flügelrads und die richtige Funktion des Durchflussmessgeräts mit der Zeit negativ beeinflusst oder gefährdet werden.These solutions are not only structurally complicated and therefore expensive, but the special construction and functional features of the impeller and the usual Spoke holding systems cause excessive throttling and obstacles which in turn is undesirable Causes turbulence, which tends to impurities and / or Retain filaments that may be entrained by the fluid; thus can the rotation of the impeller and negatively affect the proper function of the flowmeter over time or endangered become.
DE-A-10 111 993 offenbart eine Lösung, die von einem bestimmten Standpunkt aus eine Verbesserung bildet, da sie einen Rotor mit flach geformten Magnetflügeln verwendet, die geeignet gemäß der Flussrichtung des Fluids in einer axialen Richtung des Rotors orientiert sind; wobei an der Flusseinlassseite ein Flussablenker angeordnet ist. Dennoch besitzt auch diese Lösung einen großen Teil der zuvor erwähnten Nachteile; insbesondere neigen die zylindrische Konfiguration der Mittelnabe des Rotors und wie zuvor die Anwesenheit einer Speichenhalterung an beiden Seiten dazu, für das Fluid Turbulenzen und übermäßige Drosselung zu erzeugen.DE-A-10 111 993 discloses a solution which is an improvement from a certain point of view, because it uses a rotor with flat-shaped magnetic wings suitable according to the flow direction of the fluid are oriented in an axial direction of the rotor; wherein at the Flusseinlassseite a Flußablenker is arranged. Nevertheless, this solution also has a big Part of the aforementioned Disadvantage; In particular, the cylindrical configuration of the Central hub of the rotor and as before the presence of a spoke holder on both sides, for the fluid turbulence and excessive throttling to create.
Schließlich werden in Rotoren mit Blättern aus magnetischem Material im Allgemeinen nur vier radiale Flügel verwendet, was eine Begrenzung der Magnetpole und der Anzahl der bei jeder Umdrehung des Rotors erzeugten elektrischen Signale zur Folge hat, sofern nicht kompliziertere und teurere Rotoren mit großem Durchmesser verwendet werden.Finally in rotors with leaves out magnetic material generally uses only four radial wings, what a limit of the magnetic poles and the number of each Rotation of the rotor has generated electrical signals, unless more complicated and expensive rotors with large diameter be used.
Eine niedrigere Anzahl von Impulssignalen pro Umdrehung bedeutet, dass veranlasst werden muss, dass der Rotor mit höheren Drehzahlen rotiert, um innerhalb der Zeiteinheit die geforderte Anzahl von Signalimpulsen zu erzeugen.A lower number of pulse signals per revolution means that must be made that the rotor rotates at higher speeds to within the time unit, the required number of signal pulses to create.
Unter Berücksichtigung dessen, dass die momentane Tendenz dahin geht, für den Rotor oder für das Flügelrad und für die jeweiligen Halter in größerem Umfang Kunststoffmaterial zu verwenden, führt all dies zu einem stärkeren Verschleiß insbesondere des hinteren Halters an der Auslassseite, was folglich weiter einen Ausfall des Durchflussmessgeräts veranlasst; ferner kann es bei niedrigen Flusswerten zu einer unzureichenden Anzahl von Signalen oder bei niedrigen Drehzahlen zu elektrischen Signalen mit unzureichender Frequenz und mit einem zu kleinen Wert führen.Taking into account that the current tendency is to use plastic material for the rotor or the impeller and the respective holders to a greater extent, all this leads to a greater wear, in particular of the rear holder on the outlet side, which consequently further a failure of the flowmeter causes; furthermore, at low flow rates, it may result in an insufficient number of signals or, at low speeds, electrical signals with insufficient frequency and too low a value.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Rotationsdurchflussmessgerät zu schaffen, das konstruktiv einfach ist, sehr niedrige Kosten verursacht und somit die bei den bisher bekannten Durchflussmessgeräten vorhandenen Nachteile beseitigt.Of the The invention is therefore based on the object to provide a rotary flow meter, which is constructionally simple, causes very low costs and thus existing in the previously known flow meters Disadvantages eliminated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotationsdurchflussmessgerät nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a rotary flow meter according to claim 1. Further developments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung wird ein Durchflussmessgerät der oben erwähnten Art geschaffen, das einen hohen Flussdurchlass für das Fluid bieten kann und damit mögliche Ursachen für Turbulenz und Ansammlung von Fremdkörpern wie etwa von durch das Fluid mitgerissenen Filamenten oder von Eisenstein, der sich mit der Zeit aus der Rohrleitung lösen und auf unkontrollierte Weise an den Blättern des Rotors ablagern und ihn aus dem Gleichgewicht bringen kann, verringern kann.According to one Feature of the invention is a flow meter of the type mentioned above created, which can provide a high flow passage for the fluid and with it possible Causes of turbulence and accumulation of foreign bodies such as filaments entrained by the fluid or ironstone, which will come off the pipeline over time and become uncontrolled Way at the leaves deposit the rotor and bring it out of balance, can reduce.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein wie oben erwähntes Durchflussmessgerät geschaffen, das zuverlässiger im Betrieb ist und somit mögliche Ursachen von Verschleiß oder Störung auf ein Minimum verringert.According to one Another feature of the invention provides a flow meter as mentioned above. the more reliable is in operation and thus possible Causes of wear or failure a minimum is reduced.
Ein abermals weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass sie ein Durchflussmessgerät schafft, das mittels einer einfachen und preiswerten Lösung auch für niedrige Werte des Flusses und/oder der Rotordrehzahl geeignete elektrische Steuersignale liefern kann.One Yet another feature of the invention is that it provides a flow meter that by means of a simple and inexpensive solution even for low values of the river and / or the rotor speed provide suitable electrical control signals can.
Gemäß der Erfindung wird ein Durchflussmessgerät der oben erwähnten Art geschaffen, in dem eine besondere Form des Rotors und besondere Merkmale und eine besondere Anordnung der Magnete und einer Sensorvorrichtung zur Erzeugung elektrischer Steuersignale ermöglichen, die Turbulenz des Flusses auf ein Minimum zu verringern und einen zufrieden stellenden Schutz des Magneten vor Ablagerung von Fremdkörpern sicherzustellen, indem der Magnet selbst einer ununterbrochenen Spülwirkung durch das Fluid ausgesetzt ist.According to the invention becomes a flow meter the above mentioned Art created in which a special shape of the rotor and special Features and a special arrangement of the magnets and a sensor device to generate electrical control signals, the turbulence of the Reduce river to a minimum and a satisfactory To ensure protection of the magnet from the deposition of foreign bodies by the magnet itself is subjected to an uninterrupted flushing action by the fluid is.
Da für den Rotor ein besonderes Haltesystem angewendet wird, kann außerdem insbesondere an den eingeschränkten Flusspunkten an der hinteren Halteseite des Rotors eine effektivere Reinigungswirkung erreicht werden und ermöglicht werden, dass das Durchflussmessgerät entweder in einer horizontalen oder in einer vertikalen Stellung eingebaut wird.There for the Rotor is applied a special holding system, in addition to particular the restricted Flow points on the rear holding side of the rotor a more effective Cleaning effect can be achieved and allows the flowmeter either installed in a horizontal or in a vertical position becomes.
Insbesondere
schafft die Erfindung ein Rotationsdurchflussmessgerät, das umfasst:
einen
rohrförmigen
Körper,
der einen axialen Durchlass für
ein Fluid von einer Einlassseite durch eine Mittelkammer zu einer
Auslassseite definiert;
einen Magnetrotor, der in der Mittelkammer
frei rotiert und mehrere flache Blätter besitzt, die parallel
zur Längsachse
des Rotors verlaufen;
einen Flussablenker an der Einlassseite
der Mittelkammer; und
einen magnetischen Sensor in einem Hohlraum
an einer Seite des rohrförmigen
Körpers
des Durchflussmessgeräts,
dadurch
gekennzeichnet, dass
der Rotor ein lang gestrecktes Kernelement
umfasst, das axial in der Mittelkammer des Kernelements verläuft, wobei
es nach hinten zum Fluidauslass auseinander geht;
an der Rückseite
des Kernelements ein Ringmagnet vorgesehen ist, der mehrere radial
orientierte Polflächen
mit abwechselnden Polaritäten
besitzt; und
an dem Fluidauslass ein Halteschaft für den Rotor
radial in die Mittel kammer verläuft.In particular, the invention provides a rotary flow meter comprising:
a tubular body defining an axial passage for a fluid from an inlet side through a central chamber to an outlet side;
a magnet rotor which freely rotates in the central chamber and has a plurality of flat blades which are parallel to the longitudinal axis of the rotor;
a flow deflector at the inlet side of the central chamber; and
a magnetic sensor in a cavity on one side of the tubular body of the flowmeter,
characterized in that
the rotor comprises an elongated core member extending axially in the central chamber of the core member, diverge rearwardly to the fluid outlet;
a ring magnet is provided on the back of the core element, which has a plurality of radially oriented pole faces with alternating polarities; and
at the fluid outlet, a support shaft for the rotor extends radially into the central chamber.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die auf die Zeichnung Bezug nimmt; es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent upon reading the following description of a preferred embodiment based on the drawing Refers; show it:
Wie
in den
Der
rohrförmige
Körper
Wie
ausführlicher
in
Gemäß dem Beispiel
aus
Außerdem wird
angemerkt, dass ein Durchflussmessgerät gemäß der Erfindung entweder in
einer vertikalen oder in einer horizontalen Lage eingebaut werden
kann; ferner ist das Gewicht des Rotors
Beide
Enden des Kernelements
Außerdem umfasst
der Rotor
An
der Flusseinlassseite am vorderen Ende der Kammer
Der
Flussablenker umfasst im Wesentlichen ein ringförmiges Element
Die
Flügel
Aus der Beschreibung und aus der beigefügten Zeichnung ist klar, dass ein Durchflussmessgerät mit neuen Merkmalen geschaffen wurde, die die gewünschten Verbesserungen erreichen; allerdings können an dem rohrförmigen Körper, an dem Rotor, an dem Flussablenker und an dem Haltesystem für den Rotor selbst selbstverständlich weitere Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der Ansprüche abzuweichen.Out It is clear from the description and from the attached drawing that a flow meter with new features have been created that achieve the desired improvements; however, you can on the tubular Body, on the rotor, on the flow diverter, and on the rotor retention system itself, of course further modifications and changes without departing from the scope of the claims.
Claims (9)
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