DE102009031873A1

DE102009031873A1 - Magnetically inductive flow meter for determining flow speed of fluid, has contact elements corresponding to electrode arrangements and provided for automatic contacting of arrangements at mounted state of insert at measuring tube

Info

Publication number: DE102009031873A1
Application number: DE102009031873A
Authority: DE
Inventors: Soeren Nielsen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-13

Abstract

The flow meter has a measuring tube (1) provided with replaceable tubular insert, which consists of an electrically insulating material i.e. rubber. The insert is removed from the measuring tube in an axial direction by mounted electrode arrangements and is inserted into the measuring tube. Electrical contact elements (8) corresponding to the electrode arrangements are provided for automatic contacting of the electrode arrangements at a mounted state of the insert at the measuring tube. A fastening flange (3) is provided at both ends of the insert.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetisch induktiven Durchflussmesser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen austauschbaren rohrförmigen Einsatz für einen magnetisch induktiven Durchflussmesser.The The invention relates to a magnetic inductive flowmeter according to the preamble of claim 1 and an interchangeable tubular insert for a magnetic inductive flowmeter.

Magnetisch induktive Durchflussmesser sind beispielsweise aus der WO 2006/050744 A1 bekannt. Sie nutzen das Faraday'sche Induktionsgesetz zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines durchströmenden Fluids. Ein magnetisches Feld wird senkrecht zu der Strömungsrichtung erzeugt. In diesem Magnetfeld erzeugen Ladungen, die mit dem Fluid transportiert werden, eine Spannung senkrecht zu dem Magnetfeld und zu der Durchflussrichtung, die mit Hilfe von Elektroden einer Elektrodenanordnung abgenommen werden kann. Die so ermittelte Messspannung ist proportional zu einer über dem Strömungsquerschnitt bestimmten Strömungsgeschwindigkeit. Derartige Durchflussmesser müssen zur Gewährleistung der Messgenauigkeit unabhängig vom jeweils herrschenden Druck des durchströmenden Fluids weitgehend konstante geometrische Abmessungen beibehalten. Diese Druckfestigkeit wird häufig durch ein Messrohr aus Stahl erreicht, durch welches das Fluid strömt. Andererseits darf dieses Messrohr nicht die elektrischen und magnetischen Felder stören, welche das Fluid im Bereich eines Messabschnitts durchsetzen. Aus diesem Grund werden im Messrohr Auskleidungen oder Einsätze verwendet, die typischerweise aus Keramik oder Kunststoffmaterialien hergestellt werden. Diese erfüllen die Forderungen, elektrisch nicht leitend zu sein und das Magnetfeld kaum zu beeinflussen. Gleichzeitig schützen sie die Metallwand des Messrohrs gegen Korrosion. Dabei haben Einsätze aus einem Kunststoffmaterial den Vorteil, dass sie besonders leicht handhabbar sind. Um im Messabschnitt eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und somit eine bessere Messgenauigkeit zu erreichen, werden häufig konisch sich erweiternde Rohrenden bei Messrohren von magnetisch induktiven Durchflussmessern vorgesehen. In der bereits oben angeführten WO 2006/050744 A1 ist ein rohrförmiger Einsatz für einen magnetisch induktiven Durchflussmesser beschrieben, der vollständig außerhalb des Messrohrs vorgefertigt werden kann und im Messabschnitt zur mechanischen Verstärkung mit einem Metallgitter versehen ist, welches in das elektrisch isolierende Material des Einsatzes eingebettet ist. Das hat den Vorteil, dass der rohrförmige Einsatz bei seiner Verwendung in einem Durchflussmesser robust ist und zu einem Durchflussmesser mit dauerhaft guter Messgenauigkeit und vergleichsweise geringen Herstellungskosten führt. Bezüglich weiterer Einzelheiten des bekannten rohrförmigen Einsatzes und seines Herstellungsverfahrens wird auf die bereits oben genannte Offenlegungsschrift verwiesen.Magnetic inductive flow meters are for example from the WO 2006/050744 A1 known. They use Faraday's law of induction to determine the flow velocity of a fluid flowing through. A magnetic field is generated perpendicular to the flow direction. In this magnetic field, charges transported with the fluid generate a voltage perpendicular to the magnetic field and to the direction of flow that can be removed by means of electrodes of an electrode assembly. The measurement voltage thus determined is proportional to a flow velocity determined over the flow cross section. Such flow meters must maintain largely constant geometric dimensions to ensure the accuracy of measurement regardless of the prevailing pressure of the fluid flowing through. This compressive strength is often achieved by a measuring tube made of steel, through which the fluid flows. On the other hand, this measuring tube must not interfere with the electric and magnetic fields that pass through the fluid in the region of a measuring section. For this reason liners or inserts are used in the measuring tube, which are typically made of ceramic or plastic materials. These meet the requirements of being electrically non-conductive and hardly influencing the magnetic field. At the same time, they protect the metal wall of the measuring tube against corrosion. Inserts made of a plastic material have the advantage that they are particularly easy to handle. In order to achieve a higher flow velocity and thus a better measuring accuracy in the measuring section, conically widening tube ends are often provided in measuring tubes of magnetically inductive flow meters. In the already mentioned above WO 2006/050744 A1 a tubular insert for a magnetic inductive flowmeter is described, which can be prefabricated completely outside the measuring tube and is provided in the measuring section for mechanical reinforcement with a metal grid, which is embedded in the electrically insulating material of the insert. This has the advantage that the tubular insert is robust when used in a flow meter and leads to a flow meter with permanently good measurement accuracy and comparatively low production costs. For further details of the known tubular insert and its manufacturing method, reference is made to the above-mentioned published patent application.

Ein weiterer rohrförmiger Einsatz für einen magnetisch induktiven Durchflussmesser ist aus der WO 2006/097118 A1 bekannt. Zur mechanischen Verstärkung des Einsatzes wird hier ein Formteil aus einem formstabilen Kunststoff auf Polymerbasis in das elektrisch isolierende Material eingebettet. Gegenüber der bereits oben erwähnten Verstärkung eines elektrisch isolierenden Materials mit einem Metall hat die Verwendung eines Formteils aus formstabilem Kunststoff den Vorteil, dass geringere Anforderungen an die elektrischen Eigenschaften des elektrisch isolierenden Materials gestellt werden, da bereits der Kunststoff auf Polymerbasis ein guter elektrischer Isolator ist.Another tubular insert for a magnetic inductive flowmeter is from the WO 2006/097118 A1 known. For mechanical reinforcement of the insert, a molded part made of a polymer-based, dimensionally stable plastic is embedded in the electrically insulating material. Compared to the already mentioned above reinforcement of an electrically insulating material with a metal, the use of a molded part made of dimensionally stable plastic has the advantage that lower demands are placed on the electrical properties of the electrically insulating material, since already the polymer-based plastic is a good electrical insulator.

Den in der WO 2006/050744 A1 und der WO 2006/097118 A1 beschriebenen magnetisch induktiven Durchflussmessern ist gemeinsam, dass zur Montage des Durchflussmessers zunächst ein rohrförmiger Einsatz mit zwei Spulen und den elektrischen Zuleitungen bestückt wird. Einer der beiden Endabschnitte, der keine mechanische Verstärkung aufweist, wird zusammengefaltet, so dass er durch den Innenquerschnitt des Messrohrs eingeschoben werden kann. Sobald der bestückte Einsatz vollständig in das Messrohr eingefügt ist, springt der Endabschnitt in seine ursprüngliche Form zurück und der Einsatz wird durch die beiden Endabschnitte, die flanschartig ausgebildet sind und auf den Außenseiten der Flansche des Messrohrs anliegen, in seiner Position im Messrohr gehalten. Durch Löcher hindurch, die sich im Messrohr befinden, werden die Elektroden auf dem rohrförmigen Einsatz nach dessen Einsetzen in das Messrohr montiert. Die Hohlräume, die zwischen dem bestückten Einsatz und dem Messrohr verbleiben, werden durch eine aushärtbare Vergussmasse aufgefüllt. Sobald diese Vergussmasse ausgehärtet ist, ist der Einsatz im Messrohr stabil fixiert. Zusätzlich wird er durch seine Endabschnitte positioniert, die bei Einbau des Durchflussmessers in einer Rohrleitung zwischen den beiden Flanschen des Messrohrs und dem jeweils gegenüberliegenden Flansch der Rohrleitung eingequetscht werden. Wenn bei der Verwendung des Durchflussmessers hohe Anforderungen an die hygienische Sauberkeit oder die Sterilität gestellt werden, beispielsweise bei einem Produktwechsel in Batch-Prozessen der Lebensmittelindustrie oder in medizinischen Anwendungen, haben diese magnetisch induktiven Durchflussmesser den Nachteil, dass das Messrohr, wenn es in eine Rohrleitung eingebaut ist oder nach dem Ausbau aus der Rohrleitung, aufwendig gereinigt werden muss. Wenn eine Reinigung nicht möglich oder zu aufwendig ist, werden als Alternative vergleichsweise günstige Durchflussmesser verwendet, die nach ihrem Gebrauch verschrottet werden können.The in the WO 2006/050744 A1 and the WO 2006/097118 A1 Magnetically inductive flowmeters described in common is that for mounting the flow meter first a tubular insert with two coils and the electrical leads is fitted. One of the two end portions, which has no mechanical reinforcement, is folded so that it can be inserted through the inner cross section of the measuring tube. As soon as the assembled insert is completely inserted into the measuring tube, the end section springs back into its original shape and the insert is held in its position in the measuring tube by the two end sections, which are of flange-like construction and rest on the outer sides of the flanges of the measuring tube. Through holes that are in the measuring tube, the electrodes are mounted on the tubular insert after its insertion into the measuring tube. The cavities that remain between the assembled insert and the measuring tube are filled with a hardenable potting compound. As soon as this potting compound has hardened, the insert is stably fixed in the measuring tube. In addition, it is positioned by its end sections which, when the flowmeter is installed in a pipeline, are squeezed between the two flanges of the measuring tube and the respectively opposite flange of the pipeline. When high demands are placed on hygienic cleanliness or sterility when using the flow meter, for example, in a product change in batch processes of the food industry or in medical applications, these magnetic-inductive flow meters have the disadvantage that the measuring tube, when placed in a pipeline is installed or after removal from the pipeline, consuming to be cleaned. If cleaning is not possible or too expensive, comparatively cheap flow meters are used as an alternative, which can be scrapped after their use.

Aus der US-PS 5,450,758 und der US-PS 5,417,119 sind magnetisch induktive Durchflussmesser bekannt, die für die Messung der Fließgeschwindigkeit von Blut in medizinischen Geräten vorgesehen sind. Um den hohen Anforderungen an die Hygiene genügen zu können ist hier das Messrohr austauschbar und kann in radialer Richtung aus einem Gehäuse, in welchem die Spulenanordnung des magnetisch induktiven Durchflussmessers verbleibt, entnommen werden. Ein derartiges austauschbares Messrohr ist jedoch noch immer mit einem relativ hohen Aufwand verbunden und die Konstruktion des Gehäuses, das für eine seitliche Entnahme des Messrohrs ausgelegt ist, vergleichsweise aufwendig. Zudem sind diese Durchflussmesser eher für einen Einbau in Leitungen mit vergleichsweise geringem Durchmesser geeignet.From the U.S. Patent No. 5,450,758 and the U.S. Patent 5,417,119 are magnetic inductive flow meters known, which are intended for measuring the flow rate of blood in medical devices. In order to be able to meet the high demands on hygiene, here the measuring tube is exchangeable and can be removed in the radial direction from a housing in which the coil arrangement of the magneto-inductive flow meter remains. However, such an exchangeable measuring tube is still associated with a relatively high cost and the construction of the housing, which is designed for a lateral removal of the measuring tube, comparatively expensive. In addition, these flowmeters are more suitable for installation in pipes with a comparatively small diameter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetisch induktiven Durchflussmesser und einen austauschbaren rohrförmigen Einsatz für einen derartigen Durchflussmesser zu schaffen, die sich durch eine einfache Montage des Einsatzes auszeichnen, wobei der Einsatz mit einem vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand verbunden ist.Of the Invention is based on the object, a magnetically inductive Flow meter and a replaceable tubular Use to create such a flowmeter which are characterized by a simple assembly of the insert, the use with a relatively low production cost connected is.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue magnetisch induktive Durchflussmesser der eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Durchflussmessers, in Anspruch 6 ein austauschbarer rohrförmiger Einsatz für einen derartigen Durchflussmesser beschrieben.to Solution to this problem, the new magnetic inductive Flow meter of the type mentioned in the characterizing Part of claim 1 specified features. In the dependent Claims are advantageous developments of the flow meter, in claim 6, an exchangeable tubular insert for such a flowmeter described.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass bei einem Wechsel des zu messenden Mediums nicht das vollständige Messrohr, sondern nur ein für das Messrohr vorgesehener rohrförmiger Einsatz ausgetauscht werden muss. Die erforderliche Druckfestigkeit des magnetisch induktiven Durchflussmessers wird durch die Stabilität des äußeren Messrohrs und nicht allein durch den Einsatz bestimmt. Es reicht daher aus, wenn der austauschbare rohrförmige Einsatz lediglich geringeren Anforderungen bezüglich seiner Druckfestigkeit genügt. Da der rohrförmige Einsatz in axialer Richtung aus dem Messrohr entnehmbar und in dieses einfügbar ist, kann auf eine aufwendige Konstruktion des Durchflussmessergehäuses und eine seitliche Entnahmemöglichkeit für den austauschbaren Einsatz verzichtet werden. Da die Druckfestigkeit des Durchflussmessers durch das Messrohr erbracht werden kann, ist sein Einsatz nicht auf Rohrleitungen mit vergleichsweise kleinem Innendurchmesser beschränkt. Nach Einfügen des Einsatzes in das Messrohr sind automatisch die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen Elektroden und Ansteuer- und Auswerteeinrichtung des Durchflussmessers hergestellt. Ein Verlegen von elektrischen Leitungen zum Anschluss der Elektroden ist daher nicht erforderlich.The Invention has the advantage that when changing the to be measured Medium not the complete measuring tube, but only one provided for the measuring tube tubular insert must be replaced. The required compressive strength of the magnetic Inductive flow meter is characterized by stability the outer measuring tube and not only by the Use determined. It is therefore sufficient if the replaceable tubular Use only lower requirements with respect to its compressive strength enough. Since the tubular insert in the axial Direction from the measuring tube removable and inserted into this This can be due to an elaborate construction of the flowmeter housing and a lateral removal possibility for the replaceable insert can be omitted. Because the pressure resistance the flow meter can be provided by the measuring tube is his use is not on pipelines with comparatively small Inner diameter limited. After inserting the insert in the measuring tube are automatically the required electrical Connections between electrodes and control and evaluation of the Flow meter manufactured. A laying of electrical wires for connecting the electrodes is therefore not required.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die elektrischen Kontaktelemente und die Elektroden im montierten Zustand des Einsatzes derart zueinander angeordnet, dass die Kontaktierung durch eine im Wesentlichen radial gerichtete Federkraft gewährleistet wird. Bei dieser Ausführung ist die Kontaktkraft in vorteilhafter Weise weitgehend unabhängig davon, wie weit der Einsatz axial in das Messrohr eingeschoben ist. Es ist lediglich notwendig, dass Kontaktelemente und Elektroden in radialer Richtung übereinander zu liegen kommen. Durch eine geeignete mechanische Festigkeit des rohrförmigen Einsatzes ist ohne Weiteres zu erreichen, dass dieser die zur Kontaktierung erforderliche Federkraft tragen kann. Zudem werden die Elektroden durch den Druck des durchströmenden Fluids gegen die Kontaktelemente gedrückt.In a particularly advantageous embodiment, the electrical Contact elements and the electrodes in the assembled state of the insert arranged such that the contacting by a ensures substantially radially directed spring force becomes. In this embodiment, the contact force is more advantageous Way, regardless of how far the use is inserted axially into the measuring tube. It is only necessary that Contact elements and electrodes in the radial direction one above the other to come to rest. By a suitable mechanical strength of tubular insert is easy to achieve that this can carry the spring force required for contacting. In addition, the electrodes by the pressure of the flowing Fluids pressed against the contact elements.

Als elektrisch isolierendes Material kann vorteilhaft Gummi verwendet werden, das eine gute Elastizität besitzt. Wird der rohrförmige Einsatz an beiden Enden jeweils mit einem Befestigungsflansch versehen, wobei zumindest ein Befestigungsflansch zur Montage des Einsatzes biegsam ist, so kann der rohrförmige Einsatz trotz Flansch in einfacher Weise in ein Messrohr eines Durchflussmessers eingesetzt werden. Zum Einsetzen in das Messrohr des Durchflussmessers wird der flexible Flansch einfach zusammengedrückt und durch das Messrohr geführt, bis der Einsatz vollständig in das Messrohr eingeschoben ist. Sobald der Flansch durch das Messrohr hindurchgetreten ist, kann er wieder seine ursprüngliche Form annehmen. Der Einsatz ist dann durch die beiden Flansche sicher in dem Messrohr gehalten. Alternativ zu Gummi können selbstverständlich andere elektrisch isolierende Materialien, beispielsweise Fluorpolymer, z. B. PFA, für den rohrförmigen Einsatz verwendet werden.When electrically insulating material can be used advantageously rubber which has good elasticity. Will the tubular Insert provided at both ends with a mounting flange, wherein at least one mounting flange for mounting the insert is flexible, so the tubular insert can despite flange be easily inserted into a measuring tube of a flow meter. For insertion into the measuring tube of the flow meter is the flexible Flange simply compressed and through the measuring tube run until the insert completely into the measuring tube is inserted. Once the flange has passed through the measuring tube is, he can return to his original form. The insert is then safely through the two flanges in the measuring tube held. As an alternative to rubber, of course other electrically insulating materials, such as fluoropolymer, z. B. PFA, used for the tubular insert become.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Einsatz im Messbereich formstabil ausgeführt, indem das elektrisch isolierende Material im Messbereich ein Hartgummi ist oder indem als elektrisch isolierendes Material ein elastisches Material, beispielsweise Gummi, verwendet wird, in welches zur mechanischen Verstärkung ein Metallgitter oder ein Formteil aus einem formstabilen Kunststoff eingebettet ist. Aufgrund der dadurch erzielten konstanten geometrischen Abmessungen des Einsatzes im Messbereich wird eine gute Messgenauigkeit des Durchflussmessers gewährleistet. Wegen der Formstabilität des Einsatzes im Bereich der Elektrodenanordnung kann zudem dauerhaft eine konstante Federkraft aufrechterhalten und damit eine langzeitstabile Kontaktierung der Kontaktelemente erreicht werden. Der austauschbare rohrförmige Einsatz selbst kann dabei die zur Erzeugung der Federkraft erforderlichen elastischen Eigenschaften besitzen.In a further advantageous embodiment is the use in the measuring range dimensionally stable by the electrically insulating Material in the measuring area is a hard rubber or by as electric insulating material is an elastic material, for example rubber, which is used for mechanical reinforcement a metal grid or a molded part made of a dimensionally stable plastic is embedded. Due to the obtained constant geometric Dimensions of the insert in the measuring range will be a good measuring accuracy ensured by the flow meter. Because of the dimensional stability the use in the field of electrode assembly can also permanently maintain a constant spring force and thus a long-term stable contact the contact elements are achieved. The replaceable tubular Use itself can be necessary to generate the spring force possess elastic properties.

Eine dauerhafte und zuverlässige Kontaktierung kann alternativ dazu oder ergänzend mit besonders einfach herzustellenden Mitteln erreicht werden, indem die Elektroden einen an der Innenseite des Einsatzes angeordneten Elektrodenkopf und einen die Wand des Einsatzes durchdringenden Elektrodenhalter aufweisen, durch welchen der Elektrodenkopf mit einer Schraub- oder Rastverbindung an der Wand fixiert ist und der auf seiner Außenseite eine im unbelasteten Zustand nach außen gewölbte Blattfeder zur Kontaktierung der Kontaktelemente trägt.A lasting and reliable contact tion can alternatively or additionally be achieved with particularly simple to produce means by the electrodes have a arranged on the inside of the insert electrode head and a wall of the insert penetrating electrode holder through which the electrode head is fixed with a screw or locking connection to the wall and on its outer side bears in the unloaded state outwardly curved leaf spring for contacting the contact elements.

Alternativ dazu können die Elektroden durch elektrisch leitende Zonen eines Gummimaterials gebildet sein, die sich in der Wand des Einsatzes befinden und diese durchdringen.alternative To do this, the electrodes can pass through electrically conductive zones be formed of a rubber material, which is located in the wall of the insert and penetrate them.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.Based of the drawings, in which an embodiment of the invention are shown below, embodiments and advantages explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen magnetisch induktiven Durchflussmesser vor der Montage eines austauschbaren rohrförmigen Einsatzes, 1 a magnetic inductive flowmeter prior to mounting a replaceable tubular insert,

2 ein Schnittbild eines rohrförmigen Einsatzes, 2 a sectional view of a tubular insert,

3 eine Elektrode und 3 an electrode and

4 ein Messrohr, das für einen austauschbaren rohrförmigen Einsatz vorgesehen ist. 4 a measuring tube intended for a replaceable tubular insert.

1 zeigt einen magnetisch induktiven Durchflussmesser mit teilweisem Längsschnitt. Der Durchflussmesser weist ein Messrohr 1 auf, das an seinen beiden Enden mit einem Flansch 2 bzw. einem Flansch 3 zum Einbau in eine Rohrleitung, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, vorgesehen ist. Im oberen Teil der Figur ist der Durchflussmesser zur besseren Anschaulichkeit in einem Längsschnitt gezeichnet. Auf die Außenseiten der beiden Befestigungsflansche 2 und 3 ist eine Innenauskleidung 6 mit ihren Endabschnitten 4 bzw. 5 herausgeführt, die ähnlich ausgeführt sein kann, wie es in der bereits eingangs erwähnten WO 2006/097118 A1 beschrieben ist. Da das Messrohr 1 zur Aufnahme eines austauschbaren rohrförmigen Einsatzes, wie er später noch detailliert beschrieben wird, vorgesehen ist, kann die Innenauskleidung 6 alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel entfallen. In einem Messbereich des Messrohrs 1 sind vier Kontaktelemente und zwei Spulen angeordnet, von denen in der Figur lediglich ein Kontaktelement 8 für Bezugspotential sowie eine Spule 9 sichtbar sind. Die Kontaktelemente und die Spulen sind ebenso wie elektrische Zuleitungen, die zur Verbindung der Kontaktelemente und der Spulen mit einer Ansteuer- und Auswerteeinheit 12 erforderlich sind, im Messrohr 1 fest montiert. Die Zuleitungen sind in 1 der Anschaulichkeit wegen nicht dargestellt. Umlaufende Nuten 10 und 11 dienen zur Lagesicherung der Zuleitungen. Hohlräume sind mit einer aushärtbaren Vergussmasse 15 aufgefüllt. 1 shows a magnetic inductive flow meter with partial longitudinal section. The flow meter has a measuring tube 1 on, at its two ends with a flange 2 or a flange 3 for installation in a pipeline, which is not shown in the drawing, is provided. In the upper part of the figure, the flow meter is drawn for better clarity in a longitudinal section. On the outside of the two mounting flanges 2 and 3 is an interior lining 6 with their end sections 4 respectively. 5 led out, which may be carried out similarly, as in the already mentioned above WO 2006/097118 A1 is described. Because the measuring tube 1 For receiving a replaceable tubular insert, as will be described in detail later, is provided, the inner lining 6 omitted as an alternative to the embodiment shown. In a measuring range of the measuring tube 1 four contact elements and two coils are arranged, of which in the figure, only one contact element 8th for reference potential as well as a coil 9 are visible. The contact elements and the coils are just like electrical leads, which are used to connect the contact elements and the coils with a control and evaluation unit 12 are required, in the measuring tube 1 firmly mounted. The supply lines are in 1 for the sake of clarity not shown. Circumferential grooves 10 and 11 serve to secure the position of the supply lines. Cavities are covered with a hardenable potting compound 15 refilled.

Eine Alternative zum dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine flanschlose Ausführung des Messrohrs 1. Die Spulenanordnung ist als eine weitere Alternative auf der Außenseite eines Stahlrohrs 13, welches Bestandteil des Messrohrs 1 ist, anbringbar.An alternative to the illustrated embodiment is a flangeless design of the measuring tube 1 , The coil assembly is as a further alternative on the outside of a steel tube 13 , which is part of the measuring tube 1 is, attachable.

Damit das Messrohr 1 bei einem Produktwechsel nicht aufwendig gereinigt werden muss, ist ein austauschbarer rohrförmiger Einsatz 20 in das Messrohr 1 einbringbar, der in 2 dargestellt ist. Der Einsatz 20 besteht im Wesentlichen aus elektrisch isolierendem Material und kann in einen Befestigungsflansch 21, einen Messbereich 22 und einen zweiten Befestigungsflansch 23 untergliedert werden. Der Einsatz 20 trägt im Messbereich 22 eine Elektrodenanordnung, von welcher in 2 Elektroden 24 und 25 eingezeichnet sind. Die Ausführung und Anordnung beispielsweise der Elektrode 24 ist korrespondierend zum Kontaktelement 8 (1). Entsprechendes gilt für die Elektrode 25 und weitere, in den Zeichnungen nicht dargestellte Elektroden bzw. Kontaktflächen. Dadurch wird erreicht, dass die Elektrodenanordnung des Einsatzes 20, wenn dieser in das Messrohr 1 (1) eingefügt ist, automatisch durch zu ihr korrespondierende Kontaktflächen kontaktiert wird. Automatisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass zur Herstellung der Kontaktierung keinerlei zusätzliche Montageschritte durch einen Monteur ausgeführt werden müssen.So that the measuring tube 1 does not require extensive cleaning when changing the product, is a replaceable tubular insert 20 into the measuring tube 1 inculpable in 2 is shown. The use 20 consists essentially of electrically insulating material and can be mounted in a mounting flange 21 , a measuring range 22 and a second mounting flange 23 be broken down. The use 20 carries in the measuring range 22 an electrode arrangement, of which in 2 electrodes 24 and 25 are drawn. The design and arrangement of, for example, the electrode 24 is corresponding to the contact element 8th ( 1 ). The same applies to the electrode 25 and further, not shown in the drawings, electrodes or contact surfaces. This ensures that the electrode assembly of the insert 20 if this in the measuring tube 1 ( 1 ) is automatically contacted by their corresponding contact surfaces. Automatic in this context means that no additional assembly steps have to be performed by a fitter to make the contact.

Prinzipiell kann der Einsatz 20 mit seinen beiden Befestigungsflanschen 21 und 23 sowie im Messbereich 22 aus elastischem Material, beispielsweise Gummi, hergestellt werden. Die Andruckkraft zur Herstellung eines guten Kontaktes zwischen beispielsweise der Elektrode 24 und dem Kontaktelement 8 (1) wird dann durch den Druck des Mediums erreicht, welches bei Messungen den Durchflussmesser durchströmt. Vorzugsweise ist jedoch zur Gewährleistung einer guten Messgenauigkeit und einer sicheren Kontaktierung vorgesehen, dass der Einsatz 20 im Messbereich 22 deutlich steifer als im Bereich der beiden Befestigungsflansche 21 und 23 ausgeführt ist. Eine erhöhte Steifigkeit im Messbereich 22 kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass in diesem Bereich Hartgummi als elektrisch isolierendes Material verwendet wird oder dass in dasselbe Material, das auch zur Herstellung der Befestigungsflansche 21 und 23 dient, eine mechanische Verstärkung eingebettet ist. Diese kann durch ein Metallgitter oder ein Formteil aus formstabilem Kunststoff realisiert sein. Die Herstellung des Einsatzes 20 kann somit auf vergleichbare Weise erfolgen, wie sie in den bereits genannten Druckschriften WO 2006/097118 A1 und WO 2006/050744 A1 beschrieben ist. Zur Entnahme des Einsatzes 20 aus einem Durchflussmesser muss lediglich einer der beiden Befestigungsflansche 21 oder 23 zusammengedrückt werden, so dass der Einsatz 20 in axialer Richtung aus dem Messrohr entnommen werden kann. Außerhalb des Durchflussmessers kann der Einsatz 20 deutlich besser gereinigt werden, als dies in seinem eingebauten Zustand möglich wäre. Falls die Reinigung jedoch zu aufwendig ist, kann der Einsatz 20 durch einen vergleichsweise günstigen neuen Einsatz ersetzt und dieser wiederum mit zusammengefaltetem Befestigungsflansch in axialer Richtung in das Messrohr eingefügt werden. Die Kontaktierung der neuen Elektrodenanordnung erfolgt bei entsprechender Ausrichtung des Einsatzes 20 wiederum automatisch. Somit wird ein Durchflussmesser erhalten, der auch bei erhöhten Anforderungen bezüglich hygienischer Sauberkeit ohne allzu großen Aufwand einsetzbar ist.In principle, the use 20 with its two mounting flanges 21 and 23 as well as in the measuring range 22 made of elastic material, such as rubber. The pressing force for making good contact between, for example, the electrode 24 and the contact element 8th ( 1 ) is then reached by the pressure of the medium, which flows through the flowmeter during measurements. Preferably, however, to ensure a good measurement accuracy and a secure contact is provided that the use 20 in the measuring range 22 significantly stiffer than in the area of the two mounting flanges 21 and 23 is executed. An increased rigidity in the measuring range 22 can be achieved, for example, that in this area hard rubber is used as an electrically insulating material or that in the same material as that for the production of mounting flanges 21 and 23 serves, a mechanical reinforcement is embedded. This can be realized by a metal grid or a molded part of dimensionally stable plastic. The production of the Einsat zes 20 can thus be done in a similar manner, as described in the already mentioned publications WO 2006/097118 A1 and WO 2006/050744 A1 is described. To remove the insert 20 From a flowmeter only one of the two mounting flanges must 21 or 23 be compressed, so the use 20 can be removed from the measuring tube in the axial direction. Outside the flowmeter, the insert can 20 be cleaned much better than would be possible in its installed state. However, if the cleaning is too expensive, the use can 20 replaced by a comparatively cheap new insert and this in turn be inserted with folded mounting flange in the axial direction in the measuring tube. The contacting of the new electrode assembly takes place with a corresponding orientation of the insert 20 again automatically. Thus, a flow meter is obtained, which can be used without too much effort even with increased requirements for hygienic cleanliness.

In 3 ist eine vorteilhafte Gestaltung einer Elektrode, die für einen Einbau in der Wand eines austauschbaren rohrförmigem Einsatzes vorgesehen ist, beschrieben. Die gezeigte Elektrode besteht im Wesentlichen aus einem Elektrodenkopf 30, einem Elektrodenhalter 31 und einer Blattfeder 32. Zur Montage der Elektrode wird der Elektrodenkopf 30 auf die Innenseite der Wand des Einsatzes aufgesetzt, so dass ein Schaft 33 des Elektrodenkopfes 30 in eine Montageöffnung in der Wand hineinragt. Gegenüber dem Elektrodenkopf 30 wird der Elektrodenhalter 31 auf die Außenseite der Wand aufgesetzt und mit seinem Schaft 34 ebenfalls in die Montageöffnung eingesteckt. Im montierten Zustand können der Schaft 33 und der Schaft 34 beispielsweise durch eine Schraub- oder Rastverbindung aneinander befestigt werden. Danach ist die Elektrode durch Einklemmen der Wand des Einsatzes im Bereich der für die Elektrode vorgesehenen Montageöffnung fixiert. In eine in der Oberseite des Elektrodenhalters 31 befindliche Mulde 35 wird die Blattfeder 32 eingelegt. Die Blattfeder 32 wird vorzugsweise so ausgerichtet, dass ihre Längskante parallel zur Achse des rohrförmigen Einsatzes verläuft. Dadurch kann sie beim Einfügen des Einsatzes in einen Durchflussmesser gut unter das der Elektrode jeweils zugeordnete Kontaktelement gleiten. Im eingebauten Zustand wird durch die Kontaktfeder 32 eine im Wesentlichen radial gerichtete Federkraft auf die Kontaktfläche des Kontaktelements ausgeübt, welche einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Elektrode und dem Kontaktelement gewährleistet.In 3 is an advantageous design of an electrode, which is intended for installation in the wall of a replaceable tubular insert is described. The electrode shown essentially consists of an electrode head 30 , an electrode holder 31 and a leaf spring 32 , To mount the electrode, the electrode head 30 placed on the inside of the wall of the insert, leaving a shaft 33 of the electrode head 30 protrudes into a mounting hole in the wall. Opposite the electrode head 30 becomes the electrode holder 31 placed on the outside of the wall and with its shaft 34 also plugged into the mounting hole. When assembled, the shaft can 33 and the shaft 34 be fastened together for example by a screw or locking connection. Thereafter, the electrode is fixed by pinching the wall of the insert in the region of the mounting opening provided for the electrode. In one in the top of the electrode holder 31 trough 35 becomes the leaf spring 32 inserted. The leaf spring 32 is preferably oriented so that its longitudinal edge is parallel to the axis of the tubular insert. As a result, when inserting the insert into a flow meter, it can slide well under the contact element associated with the electrode. In the installed state is by the contact spring 32 a substantially radially directed spring force exerted on the contact surface of the contact element, which ensures a good electrical contact between the electrode and the contact element.

4 zeigt ein weiteres Messrohr 40 als Alternative zum in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel. In das Messrohr 40 kann ein nicht dargestellter, austauschbarer rohrförmiger Einsatz derart eingeschoben werden, dass Kontaktelemente 41 und 42 durch Messelektroden des Einsatzes kontaktiert werden. Das Messrohr 40 selbst ist bereits mit einer zusätzlichen, fest montierten Innenauskleidung 43 versehen. 4 shows another measuring tube 40 as an alternative to in 1 illustrated embodiment. Into the measuring tube 40 an unillustrated, exchangeable tubular insert can be inserted such that contact elements 41 and 42 be contacted by measuring electrodes of the insert. The measuring tube 40 itself is already equipped with an additional, fixed inner lining 43 Mistake.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- WO 2006/050744 A1 [0002, 0002, 0004, 0023]
- WO 2006/097118 A1 [0003, 0004, 0020, 0023]
US 5450758 [0005]
- US 5417119 [0005]

Claims

Electromagnetic flowmeter with a measuring tube ( 1 ), with a coil arrangement ( 9 ) for generating a magnetic field substantially perpendicular to the flow direction of a medium through the measuring tube ( 1 ), with an electrode arrangement ( 24 . 25 ) substantially perpendicular to the magnetic field and to the flow direction and with a control and evaluation device ( 12 ) for controlling the coil arrangement ( 9 ) and for determining the flow as a function of the electrode arrangement ( 24 . 25 ) detected voltage, characterized in that the measuring tube ( 1 ) with a replaceable tubular insert ( 20 ), which consists essentially of an electrically insulating material, that the insert ( 20 ) for its replacement with assembled electrode arrangement ( 24 . 25 ) in the axial direction from the measuring tube ( 1 ) is removable and / or can be inserted into this and that for automatically contacting the electrode arrangement ( 24 . 25 ) in the assembled state of the insert ( 20 ) in the measuring tube ( 1 ) to the electrode assembly ( 24 . 25 ) corresponding electrical contact elements ( 8th ) are provided.

Flow meter according to claim 1, characterized in that the electrical contact elements ( 8th ) and the electrodes ( 24 . 25 ) in the assembled state of the insert ( 20 ) are arranged to each other such that the contact is ensured by a substantially radially directed spring force.

Flow meter according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically insulating material is rubber and that at the two ends of the insert ( 20 ) each have a mounting flange ( 21 . 23 ) is provided, wherein at least one mounting flange ( 23 ) for mounting the insert ( 20 ) is flexible.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the insert ( 20 ) in the measuring range ( 22 ) is dimensionally stable, by the electrically insulating material in the measuring range ( 22 ) is a hard rubber or by the electrically insulating material of the insert ( 20 ) is a flexible material, into which the mechanical reinforcement in the measuring range ( 22 ) is embedded a metal grid or a molded part made of a dimensionally stable plastic.

Flow meter according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes ( 24 . 25 ) one on the inside of the insert ( 20 ) arranged electrode head ( 30 ) and one the wall of the insert ( 20 ) penetrating electrode holder ( 31 ), through which the electrode head ( 30 ) is fixed with a screw or locking connection to the wall and on its outside a in the unloaded state outwardly curved leaf spring ( 32 ) for contacting the contact elements ( 8th ) wearing.

Replaceable tubular insert ( 20 ) for a magnetic inductive flowmeter according to any one of the preceding claims, wherein the insert consists essentially of an electrically insulating material, wherein the insert for its replacement with mounted electrode assembly ( 24 . 25 ) in the axial direction from the measuring tube ( 1 ) is removable and / or can be inserted into it and wherein in the measuring tube ( 1 ) to the electrode assembly ( 24 . 25 ) corresponding electrical contact elements ( 8th ) for automatically contacting the electrode assembly ( 24 . 25 ) in the assembled state of the insert ( 20 ) are provided.