DE102013102544A1 - Durchflussmessgerät mit einem Kunststoffmessrohr - Google Patents

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DE102013102544A1
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Kurt Blaser
Lars Dreher
Thilo Ihringer
Roger Kerrom
Thomas Sulzer
Florent Tschambser
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    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
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Abstract

Ein Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr, wobei das Durchflussmessgerät ein Gehäuse aufweist, welches zusammen mit dem Kunststoff-Messrohr einen um das Kunststoff-Messrohr umlaufenden Hohlraum begrenzt, wobei innerhalb dieses Hohlraumes Mittel zur Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit, des Volumen- oder des Massendurchflusses eines Mediums angeordnet sind, wobei das Durchflussmessgerät innerhalb dieses durch das Gehäuse definierten Hohlraumes eine Stützhülse aufweist, welche eine Aufweitung des Kunststoff-Messrohres innerhalb des Hohlraumes verhindert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr, insbesondere ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Durchflussmessgeräte sind insbesondere in der Prozessmesstechnik weit verbreitet und bekannt. Beispielhaft nutzen magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus und sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren eine Messspannung in im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordneten Messelektroden. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, 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 bezüglich der Koordinate entlang der Messrohrachse in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist.
  • Es sind magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte bekannt, welche ein Kunststoffmessrohr aufweisen. Derartige Kunststoffmessrohre sind u.a. aus der DE 103 40 056 B4 und der DE 10 2010 029 119 A1 bekannt. Die Verwendung von Kunststoff-Messrohren in Durchflussmessgeräten ist insbesondere beim Anschluss an Kunststoffrohr-Systeme vorteilhaft, da eine einfachere Installation möglich ist. So ist beispielsweise ein flanschloses Verschweißen des Kunststoff-Messrohres mit einem Kunststoffrohr zum Anschluss des Durchflussmessgerätes erfolgen. Die Verwendung von Kunststoff-Messrohren bringt allerdings auch neue Probleme mit sich, welche bei Edelstahlrohren nicht auftreten.
  • Die DE 10 2010 029 119 A1 greift das Problem der Ausdehnung eines Kunststoffrohres auf, was zu einer Veränderung des Rohrinnenquerschnitts bei Druckschwankungen führt. In der DE 10 2010 029 119 A1 wird dieses Problem durch eine Kompensation der Messwerte gelöst, indem die Veränderung des Rohrquerschnitts durch Dehnungsmessstreifen o.ä. ermittelt wird und in die Auswertung der Messwerte einbezogen wird.
  • Die DE 103 40 056 B4 offenbart eine sogenannte Rohr-in-Rohr Gehäusevariante mit einem Kunststoffinnenrohr, einem Außenrohr, einem zylindrischen Abschirmelement und einem thermoplastischen Vergussmaterial zwischen dem Außen- und dem Innenrohr. Eine Stützung des Innenrohres wird im Fall der DE 103 40 056 B4 durch das Außenrohr und das Vergussmaterial übernommen.
  • Die DE 10 2005 009 675 B3 offenbart eine weitere Variante einer Rohr-in-Rohr Gehäusevariante mit einem Abschirmblech. In dieser Variante sind zudem Magnetspulen lediglich auf das Kunststoffrohr aufgesetzt. Dabei kann es im Messbetrieb zu einem Ablösen und zum Verrutschen des Magnetsystems entlang des Umfangs des Kunststoffrohres kommen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr bereit zu stellen, welches bei unterschiedlichen Drücken eine Aufweitung des Rohrdurchmessers – insbesondere des Rohrinnendurchmessers im Bereich der Messelektroden verhindert.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Durchflussmessgerät mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Anspruchs 14.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht weiterhin darin ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät zu schaffen, welches die Gefahr eines Verrutschens des Magnetsystems entlang des Umfangs des Kunststoffrohres verhindert.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst.
  • Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der jeweils abhängigen Ansprüche wieder.
  • Erfindungsgemäß umfasst weist ein Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr ein Gehäuse auf, welches zusammen mit dem Kunststoff-Messrohr einen um das Kunststoff-Messrohr umlaufenden Hohlraum begrenzt, wobei innerhalb dieses Hohlraumes Mittel zur Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit, des Volumen- oder des Massendurchflusses eines Mediums angeordnet sind und wobei das Durchflussmessgerät innerhalb dieses durch das Gehäuse definierten Hohlraumes eine Stützhülse aufweist, welche eine Aufweitung des Kunststoff-Messrohres innerhalb des Hohlraumes minimiert.
  • Eine derartige unerwünschte Aufweitung kann durch erhöhte Drücke und Temperaturen erfolgen. Da Durchflussmessgeräte auf eine bestimmte Nennweite kalibriert sind, hat eine Aufweitung des Innendurchmessers des Messrohres erhebliche Auswirkungen auf die Durchflussmessung, insbesondere bei einem magnetisch induktiven Durchflussmessgerät, bei dem sich der Abstand der Magnetsysteme und der Messelektroden ändert.
  • Allerdings wirkt sich diese Problematik auch bei anderen Messprinzipien negativ auf die Messergebnisse aus, beispielsweise bei der Ultraschalldurchflussmessung auf die Pfadlänge des Signalpfades oder auch bei der Vortex-Durchflussmessung.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Gehäuse eine Verdrehsicherung aufweist, welche ein Verdrehen der Stützhülse gegenüber dem Gehäuse verhindert. Zwar wird ein Verdrehen der Stützhülse zu einem gewissen Grad durch die Reibung mit dem Kunststoff-Messrohr verhindert, dies ist allerdings nicht ausreichend. Daher ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Stützhülse an einer anderen Stelle als am Kunststoff-Messrohr am Gehäuse zusätzlich befestigt.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Gehäuse zumindest aus dem Kunststoff-Messrohr, einem Außenrohr und zwei Seitenscheiben gebildet ist, wobei das Kunststoff-Messrohr und das Außenrohr über ringförmige Seitenscheiben miteinander verbunden sind, derart, dass sich ein umlaufender Hohlraum ausbildet, wobei eine Verdrehsicherung, welche ein Verdrehen der Stützhülse gegenüber dem Gehäuse verhindert, an oder in den Seitenscheiben angeordnet ist. Dies umfasst u.a. auch eine integrale Ausformung der Seitenscheibe oder eine metallische ringförmige Verdrehsicherung, welche in die Seitenscheibe eingegossen oder an der Seitenscheibe festgelegt ist. Die Seitenscheiben können optional auch zusätzlich über vorteilhafte Verstärkungen – beispielsweise eingegossene Stahlringe verfügen um auch an dieser Stelle eine Aufweitung des Messrohres zu verhindern.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Stützhülse Mittel zur Verankerung eines Magnetsystems und/oder eines Sensors aufweist. Dadurch wird keine zusätzliche Befestigung am Kunststoffrohr benötigt und materialschwächende Ausfräsungen oder Löcher im Kunststoff-Messrohr für eine Verankerung können vorteilhaft vermieden werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Mittel zur Verankerung als dreidimensionale Vorsprünge, insbesondere als Stiftbolzen, ausgebildet sind. Dadurch bleibt – anders als bei Ausnehmungen – die Materialintegrität der Stützhülse erhalten, wodurch die Stützhülse einer Aufweitung des Kunststoff-Messrohres mehr mechanische Widerstandskraft entgegensetzen kann.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Mittel zur Verankerung materialschlüssig, insbesondere durch Verschweißen, mit der Stützhülse verbunden sind. Zwar ist auch ein Formenschluss – beispielsweise durch Gewindeverbindungen möglich, diese können sich allerdings unter Vibrationen lockern und lösen. Ein Materialschluss stellt demgegenüber eine bessere Alternative dar.
  • Die Stützhülse ist vorteilhaft form- und/oder kraftschlüssig mit der Verdrehsicherung verbunden. Dadurch sind beide Teile ineinander einsteckbar und einfach zu montieren.
  • Es ist von Vorteil, wenn jeweils eine Verdrehsicherung mechanisch mit jeweils einer Seitenscheibe verbunden ist. Dadurch wird auch bei einem Gebrauch über mehrere Jahre eine zuverlässige Verankerung der Verdrehsicherung im Gehäuse sichergestellt. Zusätzliche mechanische Stabilität gegenüber Verdrehen der Stützhülse wird sichergestellt, sofern jede Seitenscheibe eine Verdrehsicherung aufweist, so dass eine beidseitige Abstützung der Stützhülse erfolgen kann.
  • Die Stützhülse kann sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Kunststoff-Messrohres innerhalb des Hohlraumes erstrecken.
  • Eine besonders gute Stabilität der Stützhülse wird erreicht, sofern die Stützhülse aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, besteht.
  • Wie bereits erörtert, wirkt sich die Stützhülse besonders vorteilhaft in einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät aus, da hier der Elektrodenabstand und der Abstand der Magnetsysteme durch die Verwendung der Stützhülse auch bei wärmeren Medien oder hohen Drücken nicht verändert werden.
  • Dabei ist zumindest ein Magnetsystem auf der Stützhülse vorteilhaft angeordnet und die Stützhülse weist Löcher auf zur Durchführung von spannungsabgreifenden Messelektroden.
  • Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes die folgenden Schritte:
    • A materialabtragende Bearbeitung eines Kunststoff-Messrohres zur Angleichung des Außendurchmessers des Messrohres an den Innendurchmessers einer Stützhülse und
    • B Aufbau eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes um das Kunststoff-Messrohr herum, wobei der Aufbau zumindest ein Überstreifen der Stützhülse umfasst, welche eine Aufweitung des Kunststoffrohres verhindert.
  • Die materialabtragende Bearbeitung wird notwendig, da industriell-hergestellte Kunststoffrohre jeweils individuell-abweichende Außendurchmesser haben und daher jedes Rohr an die Stützhülse angepasst werden muss.
  • Beispielsweise kann auch durch Wärmebehandlung der Stützhülse oder des Kunststoff-Messrohres oder durch eine Anordnung der Stützhülse während der Fertigung des Kunststoff-Messrohres ein Stützrohr über einem Kunststoffrohr hergestellt werden.
  • Hierbei ergeben sich allerdings zusätzliche Fertigungsschritte, welche ggf. den Fertigungspreis des Durchflussmessgerätes erhöhen.
  • Erfindungsgemäß weist ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr ein Gehäuse auf, welches zusammen mit dem Kunststoff-Messrohr einen um das Kunststoff-Messrohr umlaufenden Hohlraum begrenzt, wobei innerhalb dieses Hohlraumes Mittel zur Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit, des Volumen- oder des Massendurchflusses eines Mediums angeordnet sind und wobei das Durchflussmessgerät innerhalb dieses durch das Gehäuse definierten Hohlraumes eines oder mehrere Mittel zur Verankerung und/oder zum Verspannen des Magnetsystems auf dem Kunststoffmessrohr innerhalb des Hohlraumes angeordnet sind.
  • Durch diese Mittel zum Verspannen oder Verankern auf dem Kunststoff-Messrohr erfolgt kein Materialeingriff in die Wandung des Kunststoffrohres und somit keine Schwächung des Kunststoffrohres. Dadurch bleibt die uniforme Druckstabilität der Kunstoffrohrwandung auch im Bereich des Magnetsystems erhalten
  • Die Mittel zur Verankerung sind vorzugsweise durch Materialschluss an das Kunststoff-Messrohr angebracht und bestehen besonders bevorzugt aus dem gleichen Material wie das Kunststoffrohr.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Das Mittel zur Verankerung kann vorteilhaft als ein oder mehrere Schweißbolzen ausgebildet sein, welches materialschlüssig mit dem Kunststoff-Messrohr verbunden sind und von diesem Kunststoff-Messrohr radial hervorstehen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel zur Verankerung als ein Pad ausgebildet sein, auf welches ein Magnetsystem, insbesondere der Polschuh eines Magnetsystems, festlegbar ist. Durch die erhöhte Flächenauflage eines Pads gegenüber einem Schweißbolzen ist diese Ausführungsvariante bevorzugt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel zur Verankerung als Adapter ausgebildet sein, umfassend zumindest einen Steg, welcher eine zum Kunststoff-Messrohr gerichtete Unterseite aufweist, welche an einen Teilbereich des Umfangs des Messrohres angepasst ist. Diese Variante ist ebenfalls gegenüber einem Schweißbolzen aufgrund der erhöhten Flächenauflage bzw. der erhöhten Kontaktfläche des Steges auf dem Kunststoffrohr bevorzugt.
  • Es ist von Vorteil, wenn der Adapter zwei Stege aufweist, welche jeweils eine zum Kunststoff-Messrohr gerichtete Unterseite aufweisen, welche an einen Teilbereich des Umfang des Messrohres angepasst ist und wobei zwischen den Stegen ein Überbrückungselement, zur Auflage eines Magnetsystems, angeordnet ist. Während beim Pad eine Auflagefläche durch Schleifen herausgearbeitet werden kann, ist bei dem Überbrückungselement die Auflagefläche bereits konstruktiv vorgegeben.
  • Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Pad oder der Adapter, insbesondere das Überbrückungselement, eine Ausnehmung aufweist, zur mechanischen Festlegung des Magnetsystems am Kunststoff-Messrohr. Während seitliche Kräfte Verankerungselemente aus Kunststoff, wie z.B. Schweißbolzen schwächen und ggf. sogar einen Materialbruch herbeiführen können, so ist ein Herausbrechen bei einer Vertiefung bzw. Ausnehmung wesentlich schwieriger. In dieser Ausnehmung können Elemente – beispielsweise der Polschuh – vorteilhaft verrastet oder verschraubt werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Pad oder der Adapter beheizbare Heizdrähte aufweist, welche ein partielles Schmelzen des Pad- oder Adaptermaterials ermöglichen, zur materialschlüssigen Festlegung des Adapters oder des Pads am Kunststoff-Messrohr. Durch diese Art der Festlegung kann ein schnell-adaptierbarer und zuverlässiger Materialschluss erreicht werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Durchflussmessgerät einen Polschuh aufweist, welcher auf dem Pad oder dem Adapter angeordnet ist und wobei der Polschuh und/oder das Pad oder der Adapter dreidimensionale Vorsprünge, insbesondere Stiftbolzen aufweist zur Verankerung einer Magnetspule auf dem Polschuh. Die besagten Vorsprünge dienen einer zusätzlichen Stabilisierung des Magnetsystems insgesamt.
  • Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 schematisch vereinfachte Darstellung eines magnetisch-induktives Durchflussmessgerätes im Querschnitt mit einer Stützhülse,
  • 2 Darstellung des Messrohres, der Stützhülse und des Gehäuses des Durchflussmessgerätes der 1,
  • 3a geschnittene Seitenansicht der Stützhülse;
  • 3b Draufsicht auf die Stützhülse;
  • 3c Vorderansicht der Stützhülse;
  • 4 Vorderansicht einer ringförmigen Verdrehsicherung für die Stützhülse;
  • 4.1 Teilausschnitt der ringförmigen Verdrehsicherung; und
  • 5 Darstellung der Festlegung der Verdrehsicherung am Gehäuse des Durchflussmessgerätes;
  • 6 Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante zur Festlegung eines Magnetsystems an einem Kunststoff-Messrohr eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes;
  • 7a–c Darstellung einer dritten Ausführungsvariante zur Festlegung eines Magnetsystems an einem Kunststoff-Messrohr eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes;
  • Die vorliegende Erfindung lässt sich auf Durchflussmessgeräte anwenden, welche auf unterschiedlichen Messprinzipien aufbauen. Da die vorliegende Erfindung in erster Linie auf Kunststoffrohrsysteme ausgelegt ist und derartige Systeme im großen Umfang für Wasser/Abwasser-Anwendungen genutzt werden, bietet sich insbesondere eine Anwendung der vorliegenden Erfindung im Bereich der magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte an. Die Erfindung kann allerdings auch auf verschiedene andere Messprinzipien, so z.B. Ultraschall-Durchflussmessung, thermischer Massedurchfluss, Vortex-Durchflussmessung oder Coriolis-Durchflussmessung angewandt werden.
  • Fokus liegt allerdings insbesondere auf der magnetisch-induktiven Durchflussmessung, da hier eine Ausdehnung des Messrohrquerschnittes eines Kunststoffmessrohres bei höheren Drücken erheblichen Einfluss auf die Messung hat.
  • Üblicherweise besteht ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät über ein Messrohr welches in ein bestehendes Rohrsystem integrierbar ist. In der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Kunststoffmessrohr. Um das Kunststoff-Messrohr sind diametral zueinander zwei oder mehr Magnetsysteme angeordnet, welche ein möglichst homogenes Magnetfeld über den Rohrquerschnitt des Kunststoffmessrohres aufbauen. Umfangsverteilt etwa im Winkel von 90° zum Magnetsystem sind Messelektroden angeordnet, welche eine Spannung in Abhängigkeit von der Durchflussgeschwindigkeit abgreifen.
  • Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen von Magnetsystemen und Messelektroden möglich. Allerdings wird zum Verständnis der Erfindung auf einzelne konstruktive Varianten von Durchflussmessgeräten – insbesondere von magnetisch-induktiven Durchflussgeräten – verzichtet.
  • Ausgehend vom oben-genannten Beispiel stehen sich die Messelektroden diametral gegenüber. Sofern es zu einer Innenquerschnittsaufweitung des Kunststoffmessrohres kommt, ändert sich der vorkalibrierte Abstand der Messelektroden, so dass eine Durchflussmessung unter diesen Bedingungen ungenau und fehlerbehaftet ist,
  • In 1 ist ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät 20 im Querschnitt schematisch dargestellt.
  • Das Durchflussmessgerät 20 weist ein Gehäuse 1 in der sogenannten Rohr-in-Rohr-Bauweise auf. Dabei wird über ein Innenrohr 4 bzw. das Kunststoff-Messrohr ein Außenrohr 1a bzw. ein Zylindersegment angeordnet. In der in 1 abgebildeten Variante des Gehäuses bilden zwei ringförmige Seitenscheiben 1b die seitliche Gehäusebegrenzung. Das Gehäuse wird somit aus dem Außenrohr 1a und den beiden Seitenscheiben 1b gebildet.
  • Die in 1 dargestellten Varianten können geometrisch auch verändert werden. So ist es beispielsweise möglich Drei-, Vier-, Sechs- oder Achteckige Außen und/oder Innenrohre vorzusehen. Auch ovale Rohrformen oder andere Mehreck-Varianten von Außen- und Innenrohren 1a und 4 sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich. Entsprechend sind die seitlich begrenzenden Seitenscheiben 1b anzupassen.
  • Die Seitenscheiben 1b sind an ihren radialen Außenflächen mit dem Außenrohr 1a verschweißt oder anderweitig, beispielsweise durch eine Kombination aus Dichtringen und Verschraubungen, verbunden, so dass ein Wassereintritt von Außen an dieser Stelle nicht möglich ist.
  • In der Mitte der Seitenscheiben 1b ist eine Ausnehmung in Form des Innenrohres 4 angeordnet, so dass die Seitenscheibe über das Innenrohr 4 geführt und mit diesem verschweißt oder anderweitig verbunden werden kann.
  • Die Gehäusematerialien, also das Material der Seitenscheiben 1b und des Außenrohres 1a können um eine gute Verschweißbarkeit zu gewährleisten aus demselben Material wie das Innenrohr gebildet sein. Es sind auch Verbundmaterialien denkbar und – insbesondere in den Seitenscheiben – können Verstärkungsmaterialien, beipielsweise ein metallischer Ring angeordnet sein. Alternativ kann das Gehäuse auch aus Metall – insbesondere aus Edelstahl bestehen, was allerdings eine schlechtere Anbindung an das Rohr ermöglicht.
  • In der in 1 gezeigten Variante sind die radial-endständigen Außenflächen der Seitenscheiben 1b auf einer Kreisebene angeordnet. Es ist allerdings auch denkbar die radial-endständige Außenfläche als einen umlaufenden stufenförmig Absatz auszubilden, so dass die Seitenscheibe lediglich bis zum Absatz in das Innenrohr einführbar ist und die Kante des Innenrohres seitlich an den Anschlag anstößt. An dieser Stelle kann dann die Verschweißung erfolgen.
  • Das Kunststoff-Messrohr 4 bzw. das Innenrohr weist als Hauptkomponente einen nicht elektrisch leitfähigen Kunststoff wie z.B. Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyethersulfon-Polymere, Polyfluoralkoxy-Polymere, Polytetrafluorethylen, Polyoxymethylen, Polypropylen, Polyphenylensulfid, Polybuthylen und/oder Polyamid auf. Aufgrund besonderer Zulassungsbedingungen im Wasser/Abwasserbereich wird Polyethylen als Messrohr- und/oder Gehäusematerial besonders empfohlen.
  • Umfangsseitig am Gehäuse 1 ist ein Adapter bzw. Anschlussstutzen 2 angeordnet, auf welchen ein Transmitter angebracht werden kann. Der Anschlussstutzen verfügt über entsprechende Ausformungen, beispielsweise Gewinde, Nuten oder auch Flanschsegmente mit welchen der Transmitter auf dem Anschlussstutzen festlegbar ist.
  • Das Gehäuse 1 bildet somit zusammen mit dem Innenrohr 4 bzw. dem Kunststoff-Messrohr einen zylindrischen Hohlraum A aus, in welchem die Komponenten des Durchflussmessers angeordnet werden.
  • Dieser Durchflussmesser wird im Folgenden anhand des in 1 dargestellten magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes näher beschrieben.
  • Innerhalb des zylindrische Hohlraums A sind zwei zueinander diagonal gegenüberstehende Magnetsysteme 3 umfangsverteilt am Kunststoff-Messrohr angeordnet. Die Magnetsysteme durchsetzen den Messraumquerschnitt mit einem Magnetfeld. Ein Magnetsystem 3 umfasst vorzugsweise zumindest eine Spule 10a, einen Spulenkörper 10b und ggf. einen Spulenkern. Es sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl unterschiedlicher Magnetsysteme und Magnetfeldgeometrien bekannt, welche sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls auf das vorliegende Prinzip anwenden lassen. So kann auch eine Anordnung mit mehr als 2 Magnetsystemen möglich sein.
  • Innerhalb des Magnetsystems können optional Messelektroden zur Überwachung und Messung des Füllstandes, der Leitfähigkeit des Mediums, der Temperatur, des Druckes und/oder weiterer Größen vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall handelt es sich um Messelektroden 21 zur Überwachung des Füllstandes des Rohres (sog. MSÜ-Elektroden).
  • Senkrecht zu der gedachten Linie zwischen den beiden Magnetsystemen 3 sind in 1 Messelektroden 8 zum Abgreifen einer ermittelten Spannung angeordnet, welche von der Durchflussgeschwindigkeit des Mediums abhängt. Die an den Messelektroden 8 abgegriffene Spannung wird durch eine Regel-/Auswerteeinheit ausgewertet und in einen Ausgabewert z.B. für einen Masse- oder Volumen-Durchfluss, eine Durchflussgeschwindigkeit, usw. umgewandelt. Die besagte Regel-/Auswerteeinheit ist im vorliegenden Beispiel im Transmitter angeordnet und nicht abgebildet.
  • Radial oberhalb des Magnetsystems ist ggf. ein Rückführblech oder ein plattenförmiges Element zur radial-oberen Begrenzung des Magnetsystems angeordnet.
  • Endständig weist das Messrohr 4 Flansche 9 – hier in Form von Losflanschen – auf, zur Festlegung des Messrohres in einem Rohrsystem. Es ist allerdings auch möglich das Messrohr bzw Innenrohr 4 flanschlos auszugestalten, so dass keine radialen Vorsprünge aufweist sondern einen konstanten Außendurchmesser aufweist. In diesem Fall kann das Messrohr mit einem Kunststoffrohrsystem verschweißt werden, also ohne zusätzliche mechanische Verbindungselemente, wie Schrauben und Muttern und dergl. in ein Kunststoffrohrsystem integriert werden.
  • Im Unterschied zur DE 10 2005 009 675 B3 weist die vorliegende Erfindung eine umlaufende Stützhülse 5 auf.
  • Diese umlaufende Stützhülse 5 ist vorzugsweise aus einem Metall oder einer Keramik. Insbesondere bietet sich Edelstahl an. Die Wandstärke der Stützhülse beträgt vorzugsweise mehr als 0,15mm, besonders bevorzugt mehr als 0,2 mm. Typische Wandstärken der Stützhülse betragen 1–5 mm.
  • Die Stützhülse 5 weist ein oder mehrere Mittel zur Festlegung des Magnetsystems auf der besagten Stützhülse 5 auf. Diese Mittel sind in 1 vorzugsweise als Stiftbolzen 7 ausgebildet.
  • Optional sind entlang dieser Stiftbolzen 7 radial zu den Stiftbolzen plattenförmige Segmente 11 ausgebildet, welche vorteilhaft als Auflage für einzelne Elemente des Magnetsystems 3, hier den Spulenkörper 10b, dienen.
  • Auf die Stiftbolzen 7 kann das Magnetsystem 3 segmentweise aufgesteckt oder eingesteckt werden, was einen schnellen Aufbau des Magnetsystems 3 ermöglicht.
  • Wie in 2 ersichtlich wird die Stützhülse randseitig jeweils durch einen Ring verdrehsicher an den Seitenscheiben 1b festgelegt. Diese ringförmige Verdrehsicherung 6 wird im Ausführungsbeispiel der 1 durch Befestigungsmittel 17 – insbesondere Schrauben oder Nieten – in der Seitenscheibe 1b befestigt.
  • In einer weiteren bevorzugten, jedoch nicht-dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung ist die ringförmige Verdrehsicherung in die Seitenscheibe teilweise oder vollständig eingelassen. So kann die ringförmige Verdrehsicherung, vorzugsweise aus Metall, während der Herstellung der Seitenscheibe in das Polymermaterial der Seitenscheibe integriert werden. Dadurch spart man den zusätzlichen Fertigungsschritt des Einfräsens eines Gewindes. Andererseits ist eine mechanische Verbindung mittels Befestigungsmittel 17 besonders sicher gegen Verdrehen. Hierfür weist die Verdrehsicherung Bohrungen 16 auf, welche ggf. auch ein Versenken eines Schraubenkopfes ermöglichen. Beide Ausführungsvarianten können auch besonders vorteilhaft miteinander kombiniert werden.
  • Die Funktionsweise der ringförmigen Verdrehsicherung im Zusammenspiel mit der Stützhülse wird nachfolgend anhand der 35 näher erläutert.
  • 3 zeigt in einer seitlichen Schnittansicht (3a), in einer Vorderansicht (3b) und in einer Draufsicht (3c) die Ausgestaltung der zylindrischen Stützhülse 5. Die paarweise angeordnete Stiftbolzen 7 stehen radial aus dem Zylindermantel der Stützhülse 5 hervor. Dabei ist jeweils ein Stiftbolzenpaar 7 diametral gegenüber einem zweiten Stiftbolzenpaar an der Stützhülse 5 angeordnet. Die Stiftbolzen sind dabei lediglich als eine Variante der Festlegung des Magnetsystems zu verstehen. Andere dreidimensionale Vorsprünge zur Verankerung des Magnetsystems 3 auf der Stützhülse sind möglich und sind im Rahmen dieser Erfindung beansprucht. Auch Ausnehmungen innerhalb der Stützhülse ermöglichen eine Verankerung des Magnetsystems im Rahmen der vorliegenden Erfindung, sind allerdings eine weniger bevorzugte Ausführungsvariante, da eine Schwächung der Stützhülse damit einhergeht.
  • Die besagten dreidimensionalen Vorsprünge – hier die Stiftbolzen 7 – sind stoffschlüssig mit der Stützhülse verbunden. Dies kann insbesondere durch Anschweißen oder Aus- oder Umformen, beispielsweise im Fall von Auskragungen, erfolgen.
  • Eine zuverlässige Verbindung zwischen den dreidimensionalen Vorsprüngen und der Stützhülse kann auch durch Formschluss, beispielsweise durch eine Verschraubung der Stiftbolzen in die Stützhülse erzielt werden. Allerdings besteht hier die Gefahr, dass sich der Stiftbolzen aufgrund von Vibrationen lockert. Daher ist die stoffschlüssige Verbindung bevorzugt.
  • Die Verankerungen des Magnetsystems 3 auf der Stützhülse und nicht direkt auf dem Messrohr vorzusehen überwindet einen weiteren Nachteil bei der Verwendung eines Kunststoffmessrohres. Wichtig bei der Verwendung eines Kunststoff-Messrohres in einem Durchflussmessgerät ist die uniforme Druckstabilität entlang des gesamten Rohres. Die Anzahl der vorzusehenden Löcher sind daher auf ein Mindestmaß zu begrenzen. Größere Einfräsungen in das Rohrmaterial, um eine bessere Verankerung des Magnetsystems zu ermöglichen gehen auf Kosten der Rohrwandstärke und damit der uniformen Druckstabilität des Rohres und sind daher unerwünscht. Sofern die Verankerung des Magnetsystems
  • Die Stützhülse 5 kann randseitig Verjüngungen 18 aufweisen, um eine bessere Einführbarkeit der Stützhülse über das Kunststoffmessrohr 4 zu ermöglichen.
  • Zusätzlich zur Stabilisierung des Kunststoff-Messrohres gegen Verformungen durch die Stützhülse können auch die Seitenscheiben des Gehäuses eine Versteifung aufweisen – beispielsweise einen Stahlring oder dergleichen.
  • Das Magnetsystem 3 ist auf den Stiftbolzen durch eine Fixierungsplatte 12 festgelegt. Diese Fixierungsplatte kann auch in Form von einem oder mehreren Rückführblechen ausgestaltet sein, welche gemeinsam eine um das Kunststoffmessrohr umlaufende Form bilden.
  • Darüber hinaus kann zwischen dem Magnetsystem und der Stützhülse ein schwingungsdämpfendes Material 13 angeordnet sein.
  • 3c zeigt eine Nut 14, die randseitig in die Stützhülse eingebracht ist. In diese Ausformung greift ein radial nach innen ausgebildeter Vorsprung 15 der ringförmigen Verdrehsicherung 6 ein.
  • Selbstverständlich kann auch in einer weiteren nicht näher dargestellten Ausführungsvariante Ausführungsvariante im Sinne einer kinematischen Umkehr die Ausformung eine Nut aufweisen in welche ein Vorsprung der Stützhülse eingreift.
  • Beide vorgenannten Varianten sind im Sinne der vorliegenden Erfindung als Nut-Vorsprungs-Verbindung zwischen der ringförmigen Verdrehsicherung und der Stützhülse zu verstehen.
  • Bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes kann es in Abhängigkeit von der Qualität des Kunststoff-Messrohres zu Abweichungen des Außendurchmessers des Messrohres von der eigentlichen Nennweite kommen. Daher wird in einem ersten Schritt der Herstellung des Durchflussmessgerätes ein materialabtragender Bearbeitungsvorgang des Kunststoffmessrohres vorgenommen in welchem das Kunststoff-Messrohr 4 eine vorgeschriebene Außennennweite gebracht wird. Dies kann insbesondere durch Schleifen erfolgen.
  • Anschließend wird das Durchflussmessgerät um das Messrohr 4 herum aufgebaut. Der Aufbau des Durchflussmessgerätes umfasst u.a. folgende Schritte:
    Ggf. Festlegung eines Flansches oder eines anderen endständig angeordneten Befestigungsmittels zur Festlegung des Durchflussmessgerätes an einem Rohrsystem an dem Kunststoff-Messrohr;
    Einbringen von Löchern in das Messrohr zur Festlegung von spannungsabgreifenden Messelektroden 8 und ggf. weiteren Elektroden (MSÜ-Elektroden, Leitfähigkeitselektroden, usw.)
    Überstreifen zumindest einer ersten Seitenscheibe 1b über das Kunststoffmessrohr 4 ggf. mit einer bereits vormontierten oder eingelassenen ringförmigen Verdrehsicherung 6;
    Überstreifen einer Stützhülse 5 über das Kunststoffmessrohr 4;
    Anordnung des Magnetsystems 3 und der Messelektroden 8 und ggf. weiterer Elektroden und Elektronikkomponenten um die Stützhülse 5;
    Überstreifen einer zweiten Seitenscheibe 1b über das Kunststoffmessrohr 4;
    Sofern nicht vormontiert – Festlegung einer ersten ringförmigen Verdrehsicherung 6 an der ersten ringförmigen Seitenscheibe 1b und einer zweiten Verdrehsicherung 6 an der zweiten ringförmigen Seitenscheibe 1b.
    Zusammenführen der Stützhülse 5 und der an der Seitenscheibe montierten Verdrehsicherung unter Ausbildung einer Nut-Vorsprungs-Verbindung zwischen der Verdrehsicherung und der Stützhülse.
    und Überstreifen eines Außenrohres über die Seitenscheiben unter Ausbildung eines Gehäuses und anschließendes Verbinden der Seitenscheiben mit Kunststoffrohr und dem Außenrohr, vorzugsweise durch Kunststoffschweißen, sowie
    Ggf. Festlegen eines zweiten Flansches oder eines anderen Befestigungsmittels auf der zum ersten Flansch gegenüberliegenden Seite endständig am Kunststoffmessrohr.
  • Die Schrittabfolge einzelner Fertigungsschritte zum Aufbau des Durchflussmessgerätes kann variieren.
  • Wesentlich für das Herstellverfahren ist die Anpassung des Kunststoffmessrohres an die Abmessungen der Stützhülse, so dass diese problemlos übergestreift werden kann. Die Anpassung kann auch lediglich auf der Seite erfolgen, von der die Stützhülse übergestreift wird.
  • Einzelne Schritte des Herstellverfahrens werden nachfolgend im Detail beschrieben:
    Anschließend wird das Durchflussmessgerät um das Messrohr 4 herum aufgebaut.
  • Der Aufbau des Durchflussmessgerätes umfasst u.a. folgende Schritte:
    In einem vorbereitenden Herstellungsschritt kann eine Festlegung eines ersten Flansches an einem Endabschnitt des Kunststoff-Messrohres erfolgen. Freilich ist dieser Schritt nur optional, da das Kunststoff-Messrohr des Durchflussmessgerätes auch flanschlos ausgebildet sein kann.
  • Das Einbringen von Löchern in das Messrohr zur Festlegung von spannungsabgreifenden Messelektroden 8 und ggf. weiteren Elektroden (MSÜ-Elektroden, Leitfähigkeitselektroden, usw.) ist ebenfalls ein optionaler Fertigungsschritt. Es sind auch Kunststoffmessrohre bekannt, in welche bereits während des Herstellen des Kunststoff-Messrohrs selbst entsprechende Elektroden in das Kunststoffrohr integriert – beispielsweise vergossen werden. In dieser Variante eines Kunststoffrohrs müssen keine zusätzlichen Löcher eingebracht werden.
  • Das Herstellverfahren umfasst weiterhin ein Überstreifen zumindest einer ersten Seitenscheibe 1b über das Kunststoffmessrohr 4 ggf. mit einer bereits vormontierten oder eingelassenen ringförmigen Verdrehsicherung 6. Diese Seitenscheibe kann im Anschluss direkt am Kunststoffmessrohr festgelegt werden oder erst in einem späteren Fertigungsschritt festgelegt sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Verdrehsicherung bereits vormontiert an der Seitenscheibe vorliegt. Eine spätere Festlegung der Verdrehsicherung an der montierten Seitenscheibe wird durch die schlechtere Zugänglichkeit der Bauteile erschwert.
  • Ein weiterer Schritt der Herstellung umfasst das Überstreifen der Stützhülse 5 über das Kunststoffmessrohr 4. Je nach Einbaulage des Magnetsystems kann die Position der Stützhülse zentral am Messrohr sein oder – beispielsweise im Fall eines integrierten Strömungsgleichrichters – hinter dem besagten Strömungsgleichrichter.
  • Nach dem Überstreifen der Stützhülse kann das Magnetsystems 3 und die Messelektroden 8 und ggf. weiterer Elektroden und Elektronikkomponenten um die Stützhülse 5 herum angeordnet werden. Die Stützhülse weist hierfür Verankerungspunkte für das Magnetsystem auf, welche vorzugsweise als dreidimensionale Vorsprünge – insbesondere als Stiftbolzen ausgebildet sind. Zusätzlich weist die Stützhülse auch Aussparungen zur Durchführung der Messelektroden und weiterer Elektroden (MSÜ-Elektrode oder auch Elektroden zur Leitfähigkeitsmessung oder Temperaturmessung) auf – in welche die entsprechenden Elektroden in diesem Fertigungsschritt eingesetzt werden. Sofern die Elektroden bereits vorgefertigt im Kunststoffrohr vorliegen, so erfolgt zumindest deren Verkabelung in diesem Fertigungsschritt.
  • Schließlich erfolgt ein Überstreifen einer zweiten Seitenscheibe 1b über das Kunststoffmessrohr 4; auch an diese zweite Seitenscheibe kann bereits eine ringförmige Verdrehsicherung vormontiert vorliegen. Selbstverständlich kann die zweite Seitenscheibe auch bereits in einem früheren Fertigungsschritt am Messrohr angeordnet werden.
  • Sofern die Verdrehsicherungen zu beiden Seiten der Stützhülse vorliegen so werden diese mit der Stützhülse derart zusammengeführt, dass ein Vorsprung der Verdrehsicherung in eine Nut der Stützhülse eingreift und/oder umgekehrt ein Vorsprung der Stützhülse in eine Nut der Verdrehsicherung. Die bestimmungsgemäße Anwendung der Verdrehsicherung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur auf die besonders vorteilhafte – da einfach montierbare Nut-Vorsprung Kombination beschränkt, sondern kann auch andere Varianten der Kopplung der beiden Elemente umfassen. Diese Varianten umfassen bekannte Möglichkeiten einen Form- oder Kraftschluss beider Elemente zu erreichen, beispielsweise über Rastmittel, Spundungen, Nut-Feder Kombinationen oder dergleichen.
  • Durch die Zusammenführung wird die Stützhülse 5 mit dem Gehäuse 1 – insbesondere mit den Seitenscheiben 1b – verdrehsicher verbunden.
  • Schließlich erfolgt ein Überstreifen eines Außenrohres über die Seitenscheiben unter Ausbildung des Gehäuses und anschließendes Verbinden der Seitenscheiben mit Kunststoffrohr und dem Außenrohr, vorzugsweise durch Kunststoffschweißen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Vorsehung von Mitteln zur Verankerung eines Magnetsystems, so dass die Gefahr eines Verrutschen des Magnetsystems entlang des Umfangs des Kunststoffmessrohres vermindert oder sogar gänzlich verhindert wird.
  • Es sind im Bereich der magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte Messrohrausgestaltungen bekannt, in welchen flache Teilsegmente vorgesehen sind, die als Auflageflächen für ein Magnetsystem dienen. Derartige ausgefrästen Flächen sind allerdings bei Kunststoffrohren aufgrund des uniformen Wandstärkenerfordernisses nicht realisierbar.
  • Daher muss eine Verankerung des Magnetsystems bei – wie in 1 & 2 dargestellten Gehäusevariante mit einem Hohlraum, ohne zusätzlichen Eingriff (Bohrungen oder Fräsungen) in das Kunststoffmessrohr gelingen.
  • Die in 2 gezeigte Stützhülse mit den Stiftbolzen ist dabei lediglich eine Variante einer derartigen Verankerung.
  • Weitere besonders bevorzugte Varianten werden nachfolgend beschrieben und sind z.T. in den 6 und 7 dargestellt.
  • In einer ersten nicht-näher dargestellten bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind Schweißbolzen, vorzugsweise aus demselben Material wie das Kunststoff-Messrohr auf dem Kunststoff-Messrohr angeschweißt. Auf diese Weise gelingt eine direkte Verankerung des Magnetsystems auf dem besagten Kunststoffmessrohr. Die Schweißbolzen stehen dabei radial aus der Oberfläche des Kunststoff-Messrohres hervor und können eine Anordnung analog zu der Anordnung der Stiftbolzen in 1 &2 aufweisen. Diese Variante ist sehr kostengünstig. Allerdings kann es bei stärkeren Vibrationen des Magnetsystems zu einem Ablösen der Schweißbolzen kommen,
  • Eine zweite Variante einer Verankerung ist schematisch in 6 dargestellt. Sie zeigt ein Pad 40 bzw. ein Adapter, also eine zusätzliche Materiallage auf dem Kunststoff-Messrohr 42, in welcher eine Aufnahme 41 vorgesehen ist. Ein solches Pad kann eine beispielsweise Abmessung von 1–5 cm Breite und 1–5 cm Länge aufweisen. Diese Aufnahme ist vorzugsweise in das Pad 40 eingelassen und kann beispielsweise eine Tellerfeder und einen Bajonett- oder Rastverschluss aufweisen, so dass das Magnetsystem am Pad befestigt werden kann – vorzugsweise durch Verrasten oder Verschrauben. Das Pad besteht vorzugsweise aus demselben Material wie das Kunststoffrohr – insbesondere aus Polyethylen. Es kann mit dem Kunststoff-Messrohr 42 beispielsweise verklebt oder – besonders bevorzugt – verschweißt sein. Durch das Pad 40 bleibt die Wandstärke des eigentlichen Kunststoff-Messrohres erhalten. Eine Bohrung in das Material des Kunststoff-Messrohres und den damit verbundenen Druckstabilitäts- und Dichtigkeitsproblemen kann durch das Pad vorteilhaft vermieden werden.
  • Eine dritte Variante einer Verankerung eines Magnetsystems eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes ist in 7a7c dargestellt. 7b zeigt einen Teilabschnitt eines Adapters, welcher auf dem Kunststoff-Messrohr 58 aufgebracht ist und welcher zwei Stege 51 aufweist, mit jeweils einer dem Kunststoff-Messrohr zugewandten Unterseite, die dem Umfang des Kunststoff-Messrohres 58 angepasst ist.
  • Ein Steg 51 erstreckt sich dabei vorzugsweise um zumindest 5% des Messrohrumfangs, vorzugsweise zumindest ein Achtel des Messrohrumfangs, um einen besonders guten Halt des Adapters 60 zu gewährleisten.
  • Diese Unterseiten der beiden Stege 51 liegen somit auf dem Messrohr 58 auf und die Stege 51 sind mit dem Messrohr 58 materialschlüssig verbunden. Dies kann beispielsweise durch Kleben, Verschmelzen oder Verschweißen erfolgen. Die Stege 51 sind parallel zueinander entlang der Mess-Rohrachse angeordnet. Zwischen den Stegen 51 ist ein Überbrückungselement 52 vorgesehen. Dieses Überbrückungselement weist vorzugsweise eine ebene Fläche auf, welche parallel zu einer Ebene verläuft, welche durch die Messrohrachse und einen weiteren Vektor aufgespannt wird. Die ebene Fläche gibt einer Seitenfläche eines Elements eines Magnetsystems besonders guten Halt und Stützung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieses Element ein Polschuh 55. Es kann allerdings auch ein Magnetspulenkörper sein,
  • Auf dem Überbrückungselement 52 – besonders bevorzugt in dessen Mitte – ist eine Aufnahme 54 für ein Magnetsystem vorgesehen, welche beispielsweise eine Tellerfeder und einem Bajonettverschluss oder Rastelement aufweist. Diese Aufnahme ist in der bevorzugten Ausführungsvariante der 7b in das Überbrückungselement 52 eingelassen und schließt vollständig mit der Oberfläche des Überbrückungselements ab. Auf dieser Aufnahme kann – wie in 7a & 7c ersichtlich – der Polschuh 55 als Teil des Magnetsystems aufgesetzt werden, so dass dieser Polschuh mechanisch durch die Aufnahme 54 mit dem Adapter 60 verbunden ist.
  • Selbstverständlich können auch zusätzlich zur Aufnahme 54 weitere Verankerungselemente im Adapter 60 oder im Polschuh 55 vorgesehen werden. Auf den Polschuh wird bekanntermaßen der Spulenkörper einer Magnetspule aufgesetzt. Die weiteren Verankerungselemente im Adapter und im Polschuh stützen dabei den Spulenkörper.
  • Alternativ oder zusätzlich zur vorgenannten Aufnahme 54, welche in das Überbrückungselement eingelassen ist, weist das Überbrückungselement 52 auch einen oder mehrere Stiftbolzen 53 auf, die aus dem Überbrückungselement 52 radial zum Messrohr 58 hervorstehen und eine Festlegung des Magnetsystems ermöglichen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann auch der auf dem Adapter angeordnete Polschuh 55 entsprechende Stiftbolzen 56 aufweisen, die eine Festlegung des restlichen Magnetsystems ermöglichen.
  • Die Stege 51 weisen zudem vorzugsweise einen oder mehrere Anschlüsse 57 zum Anlegen einer Spannung auf. Dabei sind in den Stegen 51 Drähte 59 eingegossen, welche sich beim Anlegen einer Spannung erwärmen. Durch dieses Erwärmen schmelzen die Stege 51 partiell und verbinden sich mit der Rohrwandung des Messrohres 58. Diese Möglichkeit des Aufbringens des Adapters 60 ist verglichen mit einem Kunststoffschweißvorgang besonders materialschonen für das Material des Kunststoffrohres. Eine ähnliche Konstruktion kann auch bei dem Pad in 6 vorgesehen sein.
  • Es versteht sich aus dem Zusammenhang der 6 und 7, dass ein zusätzlich zu den vorgenannten Verankerungsvarianten, welche eine materialschlüssige Verbindung zwischen der jeweiligen Verankerung (Adapter, Pad, Schweißbolzen) mit dem Kunststoffrohr beschreiben auch eine Stützhülse vorgesehen sein kann. In diese Stützhülse sind Ausnehmungen eingebracht, in den Bereichen, in welchen die Verankerung für das Magnetsystem angeordnet ist.
  • Zusätzlich oder alternativ zu den vorgenannten Verankerungsmethoden, welche alle auf eine materialschlüssige Verbindung mit dem Kunststoff-Messrohr abzielen – können auch Spannbänder genutzt werden, um ein Verspannen des Magnetsystems zu erreichen. Diese Spannbänder umgreifen vorzugsweise das Magnetsystem und geben dem Magnetsystem dadurch zusätzlichen Halt.
  • Selbstverständlich können auch einige der vorgenannten Verankerungvarianten vorteilhaft miteinander kombiniert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    1a
    Außenrohr
    1b
    Seitenscheiben
    2
    Adapter
    3
    Magnetsystem
    4
    Kunststoff-Messrohr
    5
    Stützhülse
    6
    Verdrehsicherung
    7
    Stiftbolzen
    8
    Messelektroden
    9
    Flansche
    10a
    Spule
    10b
    Spulenkörper
    11
    plattenförmige Segmente
    12
    Fixierplatte
    13
    schwingungsdämpfendes Material
    14
    Nut
    15
    Vorsprung
    16
    Bohrungen
    17
    Befestigungsmittel
    18
    Verjüngungen
    20
    Durchflussmessgerät
    21
    MSÜ-Elektroden
    A
    Hohlraum
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (22)

  1. Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr (4), wobei das Durchflussmessgerät (20) ein Gehäuse (1) aufweist, welches zusammen mit dem Kunststoff-Messrohr (4) einen um das Kunststoff-Messrohr (4) umlaufenden Hohlraum (A) begrenzt, wobei innerhalb dieses Hohlraumes (A) Mittel zur Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit, des Volumen- oder des Massendurchflusses eines Mediums angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (20) innerhalb dieses durch das Gehäuse (1) definierten Hohlraumes (A) eine Stützhülse (5) aufweist, welche eine Aufweitung des Kunststoff-Messrohres (4) innerhalb des Hohlraumes (A) minimiert.
  2. Durchflussmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zumindest eine Verdrehsicherung (6) aufweist, welche ein Verdrehen der Stützhülse (5) gegenüber dem Gehäuse (1) verhindert.
  3. Durchflussmessgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) zumindest aus einem Außenrohr (1a) und zwei Seitenscheiben (1b) gebildet ist und ein Kunststoff-Messrohr (4) bereichsweise umschließt, wobei das Kunststoff-Messrohr (4) und das Außenrohr (1a) über ringförmige Seitenscheiben (1b) miteinander verbunden sind, derart, dass sich ein umlaufender Hohlraum (A) ausbildet, wobei eine Verdrehsicherung (6), welche ein Verdrehen der Stützhülse (5) gegenüber dem Gehäuse (1) verhindert, an oder in einer Seitenscheiben (1b) angeordnet ist.
  4. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (5) Mittel zur Verankerung eines Magnetsystems (3) und/oder eines Sensors aufweist.
  5. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verankerung als dreidimensionale Vorsprünge, insbesondere als Stiftbolzen (7), ausgebildet sind.
  6. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verankerung materialschlüssig, insbesondere durch Verschweißen, mit der Stützhülse (5) verbunden sind.
  7. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (5) form- und/oder kraftschlüssig mit jeweils einer Verdrehsicherung (6) verbunden ist.
  8. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenscheibe (1b) eine Verdrehsicherung (6) aufweist.
  9. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils eine Verdrehsicherung (6) mechanisch mit einer Seitenscheiben (1b) verbunden ist.
  10. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Stützhülse (6) über die gesamte Länge des Kunststoff-Messrohres (4) innerhalb des Hohlraumes (A) erstreckt.
  11. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützhülse (5) aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, besteht.
  12. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ist.
  13. Durchflussmessgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Magnetsystem (3) auf der Stützhülse (5) angeordnet ist und dass die Stützhülse (5) Löcher aufweist zur Durchführung von spannungsabgreifenden Messelektroden (8).
  14. Verfahren zur Herstellung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: A materialabtragende Bearbeitung eines Kunststoff-Messrohres (4) zur Angleichung des Außendurchmessers des Messrohres an den Innendurchmessers einer Stützhülse (5) und B Aufbau eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes um das Kunststoff-Messrohr (4) herum, wobei der Aufbau zumindest ein Überstreifen der Stützhülse (5) umfasst, welche eine Aufweitung des Kunststoff-Messrohres (4) verhindert.
  15. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät mit einem Kunststoff-Messrohr (4), wobei das Durchflussmessgerät (20) ein Gehäuse (1) aufweist, welches zusammen mit dem Kunststoff-Messrohr (4) einen um das Kunststoff-Messrohr (4) umlaufenden Hohlraum (A) begrenzt, wobei innerhalb dieses Hohlraumes (A) Mittel zur Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit, des Volumen- oder des Massendurchflusses eines Mediums angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (20) innerhalb dieses durch das Gehäuse (1) definierten Hohlraumes (A) eines oder mehrere Mittel zur Verankerung und/oder zum Verspannen eines Magnetsystems auf dem Kunststoffmessrohr innerhalb des Hohlraumes (A) angeordnet sind.
  16. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verankerung als eine oder mehrere Schweißbolzen ausgebildet ist, welcher materialschlüssig mit dem Kunststoff-Messrohr verbunden ist und von diesem Kunststoff-Messrohr radial hervorsteht.
  17. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Verankerung als ein Pad (40) ausgebildet ist, auf welches ein Magnetsystem, insbesondere der Polschuh eines Magnetsystems, festlegbar ist.
  18. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verankerung als Adapter 60 ausgebildet ist, umfassend zumindest einen Steg 51, welcher eine zum Kunststoff-Messrohr gerichtete Unterseite aufweist, welche an einen Teilbereich des Umfang des Messrohres angepasst ist.
  19. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet dass der Adapter zwei Stege aufweist, welche jeweils eine zum Kunststoff-Messrohr gerichtete Unterseite aufweisen, welche an einen Teilbereich des Umfang des Messrohres angepasst ist und wobei zwischen den Stegen ein Überbrückungselement, zur Auflage eines Magnetsystems, angeordnet ist
  20. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 17–19, dadurch gekennzeichnet, dass das Pad (40) oder der Adapter (60), insbesondere das Überbrückungselement, eine Ausnehmung (41, 54) aufweist, zur mechanischen Festlegung des Magnetsystem am Kunststoff-Messrohr (42, 58).
  21. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pad (40) oder der Adapter (60) beheizbare Heizdrähte aufweist, welche ein partielles Schmelzen des Pad- oder Adaptermaterials ermöglichen, zur materialschlüssigen Festlegung des Adapters (60) oder des Pads (40) am Kunststoff-Messrohr (42, 58)
  22. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät einen Polschuh aufweist, welcher auf dem Pad oder dem Adapter angeordnet ist und wobei der Polschuh und/oder das Pad oder der Adapter dreidimensionale Vorsprünge, insbesondere Stiftbolzen aufweist zur Verankerung einer Magnetspule auf dem Polschuh.
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