DE102006051015A1 - Medium volume or mass flow measuring device for pipeline, has intermediate layer provided between inner surface and liner, which is positioned as loose liner in tube, where layer is made from material and from hydrocarbon connection - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums in einer Rohrleitung, mit einem Messrohr, das zumindest in dem Bereich, in dem es von dem Medium in Richtung der Messrohrachse durchströmt wird, mit einem Liner ausgekleidet ist, der bevorzugt aus einem Gießelastomer besteht, mit einem Magnetsystem, das ein das Messrohr durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, mit zumindest einer mit dem Medium gekoppelten Messelektrode, die in einem im wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld liegenden Bereich des Messrohres angeordnet ist, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit, die anhand der in die zumindest eine Messelektrode induzierten Messspannung Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums in dem Messrohr liefert.The The invention relates to a device for measuring the volume or Mass flow of a medium in a pipeline, with a measuring tube, that at least in the area where it moves from the medium towards flows through the measuring tube axis is lined with a liner, which preferably consists of a casting elastomer exists, with a magnet system that passes through the measuring tube, generated magnetic field extending substantially transversely to the measuring tube axis, with at least one measuring electrode coupled to the medium, the in a region substantially perpendicular to the magnetic field the measuring tube is arranged, and with a control / evaluation unit, the information obtained via the in the at least one measuring electrode induced measuring voltage information about the Volume or mass flow of the medium in the measuring tube supplies.
Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nutzen für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus: Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren in gleichfalls im wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums angeordnete Messelektroden eine Messspannung. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums; sie ist also proportional zum Volumenstrom. Ist die Dichte des Mediums bekannt, lässt sich der Massestrom in der Rohrleitung bzw. in dem Messrohr bestimmen. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist. Die Messelektroden selbst sind mit dem Medium entweder galvanisch oder kapazitiv gekoppelt.Electromagnetic Use flowmeters for the volumetric flow measurement the principle of electrodynamic induction from: perpendicular to one Magnetic field moving charge carriers of the In addition, mediums induce substantially perpendicular to Flow direction of the medium arranged measuring electrodes a measuring voltage. The measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the over the average cross-section of the measuring tube flow velocity of the medium; it is therefore proportional to the volume flow. Is the density of the medium known, lets determine the mass flow in the pipe or in the measuring tube. The measuring voltage is usually over Taken off pair of measuring electrodes arranged in the region of maximum magnetic field strength and where consequently the maximum measuring voltage is to be expected. The Measuring electrodes themselves are either galvanic or with the medium capacitively coupled.
Um das Messrohr, das z.B. aus Edelstahl gefertigt ist, chemisch und elektrisch zu isolieren, ist die Innenfläche des Messrohrs üblicherweise mit einem elektrisch isolierenden Liner ausgekleidet. Der Liner besteht z.B. aus einem thermoplastischen, einem duroplastischen oder einem elastomeren Kunststoff.Around the measuring tube, e.g. is made of stainless steel, chemical and electrically isolate, the inner surface of the measuring tube is usually lined with an electrically insulating liner. The liner exists e.g. from a thermoplastic, a thermoset or a elastomeric plastic.
Wegen ihrer guten Verarbeitbarkeit und ihrer ausgezeichneten chemischen und mechanischen Beständigkeit haben sich neben Hartgummi oder fluorhaltigen Kunststoffen, wie z.B. PTFE, PFA, in besonderem Maße auch Polyurethane (im folgenden PUR) als Linermaterial für magnetisch-induktive Messgeräte bewährt. PUR hat gegenüber den fluorhaltigen Kunststoffen den Vorteil, dass es bei relativ niedrigen Temperaturen verarbeitet werden kann.Because of their good processability and their excellent chemical and mechanical resistance In addition to hard rubber or fluorine-containing plastics, such as e.g. PTFE, PFA, in particular also polyurethanes (hereinafter PUR) as liner material for Magnetic-inductive measuring devices proven. PUR has opposite the fluorine-containing plastics have the advantage that it is relatively low Temperatures can be processed.
Aus
der
Nachteilig bei dieser Lösung ist die Fixierung des Metallgitters an der Innenfläche des Messrohres, da diese Fixierung einen zusätzlichen Fertigungsschritt darstellt. Zu erwähnen ist weiterhin, dass die Applikation eines thermoplastischen Kunststoff-Liners bei Temperaturen erfolgen muss, die wesentlich höher sind, als die Temperaturen, bei denen ein PUR-Liner appliziert werden kann.adversely in this solution is the fixation of the metal grid on the inner surface of the Measuring tube, because this fixation an additional manufacturing step represents. To mention is still that the application of a thermoplastic plastic liner must be at temperatures much higher than the temperatures, where a PUR liner can be applied.
Zur
Fertigung von Messrohren, die mit Polyurethan-Liner ausgekleidet
sind, wird bevorzugt ein sogenanntes Ribbon-Flow-Verfahren angewendet. Hierbei
wird ein aus mehreren Komponenten gebildetes PUR mittels eines Gieß- oder
Sprühkopfes
auf die Innenfläche
des Messrohrs gleichmäßig appliziert.
Von der Anmelderin wird in der
- – die Einhaltung der maximal tolerierbaren Migrationsrate hinsichtlich eines gesamtorganischen Kohlenstoffgehaltes und/oder
- – die Einhaltung von für toxikologisch kritische Substanzen definierten spezifischen Migrationsgrenzwerten;
- – die Wirkung des Liners im Hinblick auf die äußere Beschaffenheit des Trinkwassers. Hier handelt es sich insbesondere um die Geschmacks-, Färbungs-, Trübungs- und/oder Geruchsneutralität des Liners bei Anwesenheit von Wasser. Ebenfalls zu nennen sind in diesem Zusammenhang die maximal tolerierbaren Chlorzehrungsraten.
- The observance of the maximum tolerable migration rate with regard to a total organic carbon content and / or
- - compliance with specific migration limits defined for toxicologically critical substances;
- - the effect of the liner on the external nature of the drinking water. This is in particular the taste, color, turbidity and / or odor neutrality of the liner in the presence of water. Also to be mentioned in this connection are the maximum tolerable chlorine consumption rates.
Damit der PUR-Liner an der Innenfläche des Messrohres haftet, ist es notwendig, einen Haftvermittler bzw. einen Primer vorab auf die Innenfläche des Messrohrs zu applizieren. Hierzu ist es erforderlich, dass vorab die Innenfläche gereinigt wird. Die Reinigung der Innenfläche sowie das Aufbringen und Aushärten des Primers führen dazu, dass der Fertigungsprozess zur Herstellung der Messrohre relativ viel Zeit kostet.In order to the PUR liner on the inner surface the measuring tube adheres, it is necessary to use a bonding agent or apply a primer in advance to the inner surface of the measuring tube. For this it is necessary to clean the inner surface in advance becomes. The cleaning of the inner surface as well as the application and curing lead the primer to the fact that the manufacturing process for the production of the measuring tubes relatively much Time costs.
Auch hat es sich gezeigt, dass der mit Primer an dem Messrohr befestigte Polyurethan-Liner zu Blasenbildung neigt, wenn die Messrohre Härtetests unterzogen werden, bei denen sie relativ großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind. Die Erklärung für dieses partielle Ablösen des Liners von der Innenfläche des Messrohres dürfte darin zu sehen sein, dass im Falle einer Erwärmung Wasserdampf durch das Linermaterial hindurch diffundiert; bei einer anschließenden Abkühlung schlägt sich der Wasserdampf als Kondensat im Bereich zwischen dem Messrohr und dem Liner nieder. Im Extremfall kann dies im Bereich der Messelektroden zu einem Kurzschluss und somit zu einer Fehlfunktion oder sogar zu einem Ausfall des Durchflussmessgeräts führen.Also, it has been found that the polyurethane liner attached to the measuring tube with primer tends to blister when the measuring tubes are subjected to hardness tests in which they are exposed to relatively large temperature fluctuations. Which he clarification for this partial detachment of the liner from the inner surface of the measuring tube may be seen in the fact that in the case of heating water vapor diffuses through the liner material; during a subsequent cooling, the steam condenses as condensate in the area between the measuring tube and the liner. In extreme cases, this can lead to a short circuit in the region of the measuring electrodes and thus to a malfunction or even failure of the flowmeter.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig zu fertigendes Messrohr für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bereitzustellen.Of the Invention is based on the object, a cost-effective manufactured measuring tube for to provide a magnetic-inductive flowmeter.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zwischen der Innenfläche des Messrohres und dem Liner eine Zwischenschicht aus einem Material aus einer langkettigen Kohlenwasserstoffverbindung vorgesehen ist und dass der Liner als loser Liner in dem Messrohr positioniert ist. Der Liner ist sozusagen schwimmend auf einer Wachs- oder Fettschicht in dem Messrohr angeordnet. Wasserdampf, der durch das Linermaterial hindurch diffundiert, gelangt nicht zur Innenfläche des Messrohres, sondern wird über die Wachs- oder Fettschicht nach außen abgeleitet. Zu diesem Zweck erstrecken sich die Zwischenschicht und der Liner bevorzugt auch in den Bereich des Flansches oder des abgekanteten, gebördelten Randbereich des Messrohres hinein, so dass das flüssige Medium über die Verbindungsstellen entweichen kann. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lässt sich eine um ein Vielfaches gegenüber bekannten Lösungen erhöhte Temperaturwechselbeständigkeit erreichen.The Task is solved by that between the inner surface the measuring tube and the liner an intermediate layer of a material is provided from a long-chain hydrocarbon compound and that the liner is positioned as a loose liner in the measuring tube is. The liner is, so to speak, floating on a layer of wax or grease arranged in the measuring tube. Water vapor passing through the liner material diffuses through, does not reach the inner surface of the measuring tube, but is about the Wax or fat layer to the outside derived. For this purpose, the intermediate layer extend and the liner also preferably in the region of the flange or the folded, edged border area of the measuring tube, so that the liquid medium on the Connection points can escape. With the solution according to the invention can be many times over known solutions increased Achieve thermal shock resistance.
Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Liner
aus Polyurethan gefertigt ist; bevorzugt handelt es sich um ein
Polyurethan, das für
Anwendungen im Trinkwasserbereich geeignet ist. Ein Polyurethan,
das diese Bedingung erfüllt,
ist aus der
Bei der Zwischenschicht aus einer langkettigen Kohlenwasserstoffverbindung handelt es sich bevorzugt um ein Wachs oder um ein Fett. Bevorzugt besteht die Zwischenschicht ebenso wie der Liner aus einem trinkwassertauglichen Fett oder Wachs. Beispielsweise erfüllt Parafin diese Anforderung.at the intermediate layer of a long-chain hydrocarbon compound it is preferably a wax or a fat. Preferably exists the intermediate layer as well as the liner from a drinking water suitable Fat or wax. For example, Parafin meets this requirement.
Bevorzugt ist die Messelektrode bzw. sind die Messelektroden pilzförmig ausgestaltet. Durch eine Verpressung des Liners im Bereich der Messelektrode bzw. der Messelektroden wird der Liner punktuell fixiert, wodurch seine 'schwimmenden' Lagerung auf der Fett- oder Wachsschicht begrenzt ist.Prefers is the measuring electrode or the measuring electrodes are mushroom-shaped. By pressing the liner in the area of the measuring electrode or the measuring electrodes, the liner is fixed selectively, whereby its 'floating' storage on the Fat or wax layer is limited.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die pilzförmige Elektrode in einer Bohrung des Messrohres positioniert ist und dass im Bereich der Innenseite des Hutes der pilzförmigen Elektrode ein Dichtring positioniert ist. Um zu verhindern, dass flüssiges oder dampfförmiges Medium zwischen Bohrung und Messelektrode austreten und so ggf. Korrosionsschäden oder einen Kurzschluss verursachen kann, ist der Dichtring so ausgestaltet und/oder angeordnet, dass er die Bohrung gegen das Medium abdichtet. Bevorzugt besteht der Dichtring aus PTFE.Farther is provided that the mushroom-shaped Electrode is positioned in a bore of the measuring tube and that in the region of the inside of the cap of the mushroom-shaped electrode, a sealing ring is positioned. To prevent liquid or vapor medium leak between the bore and the measuring electrode and thus possibly corrosion damage or can cause a short circuit, the sealing ring is designed and / or arranged to seal the bore against the medium. Preferably, the sealing ring consists of PTFE.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
Das
Messrohr
Das
senkrecht zur Strömungsrichtung
des Mediums
Bei
den beiden Messelektroden
Über Verbindungsleitungen
- 11
- Magnetisch-induktives DurchflussmessgerätElectromagnetic Flowmeter
- 22
- Messrohrmeasuring tube
- 33
- MessrohrachseMeasuring tube axis
- 44
- Messelektrodemeasuring electrode
- 55
- Messelektrodemeasuring electrode
- 66
- Spulenanordnung/ElektromagnetCoil assembly / solenoid
- 77
- Spulenanordnung/ElektromagnetCoil assembly / solenoid
- 88th
- Regel-/AuswerteeinheitControl / evaluation unit
- 99
- Eingabe-/AusgabeeinheitInput / output unit
- 1010
- Speichereinheitstorage unit
- 1111
- Mediummedium
- 1212
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1313
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1414
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1515
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1616
- Verbindungsleitungconnecting line
- 1717
- Zwischenschichtinterlayer
- 1818
- Trinkwassertauglicher LinerRuggedized drinking water liner
- 1919
- Dichtringseal
- 2020
- Bohrungdrilling
- 2121
- SchaubgewindeSchaub thread
- 2222
- Muttermother
- 2323
- Schnapphülsetrip bush
- 2424
- Rastelementlocking element
- 2525
- pilzförmiger Hutmushroom hat
- 2626
- Elektrodenschaftelectrode shaft
- 2727
- Flanschflange
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE200610051015 DE102006051015A1 (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Medium volume or mass flow measuring device for pipeline, has intermediate layer provided between inner surface and liner, which is positioned as loose liner in tube, where layer is made from material and from hydrocarbon connection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200610051015 DE102006051015A1 (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Medium volume or mass flow measuring device for pipeline, has intermediate layer provided between inner surface and liner, which is positioned as loose liner in tube, where layer is made from material and from hydrocarbon connection |
Publications (1)
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DE102006051015A1 true DE102006051015A1 (en) | 2008-04-30 |
Family
ID=39244391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200610051015 Withdrawn DE102006051015A1 (en) | 2006-10-26 | 2006-10-26 | Medium volume or mass flow measuring device for pipeline, has intermediate layer provided between inner surface and liner, which is positioned as loose liner in tube, where layer is made from material and from hydrocarbon connection |
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DE (1) | DE102006051015A1 (en) |
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2006
- 2006-10-26 DE DE200610051015 patent/DE102006051015A1/en not_active Withdrawn
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