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Die Erfindung betrifft Messaufnehmer eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, ein entspechendes Messgerät, ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungskörpers und eine Verwendung eines Kern-Ausschmelzverfahrens zur Herstellung des Verbindungskörpers.
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Feldgeräte der Prozessmesstechnik mit einem Messaufnehmer vom Vibrationstyp und besonders Coriolis-Durchflussmessgeräte sind seit vielen Jahren bekannt. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Messgerätes wird beispielsweise in der
EP 1 807 681 A1 beschrieben, wobei auf den Aufbau eines gattungsgemäßen Feldgeräts im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf diese Druckschrift vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Typischerweise weisen Coriolis-Durchflussmessgeräte zumindest ein oder mehrere schwingfähige Messrohre auf, welche mittels eines Schwingungserregers in Schwingung versetzt werden können. Diese Schwingungen übertragen sich über die Rohrlänge und werden durch die Art des im Messrohr befindlichen fließfähigen Mediums und dessen Durchflussgeschwindigkeit variiert. Ein Schwingungssensor oder insbesondere zwei voneinander beabstandete Schwingungssensoren können an einer anderen Stelle des Messrohres die variierten Schwingungen in Form eines Messsignals oder mehrerer Messsignale aufnehmen. Aus dem oder den Messsignalen kann eine Auswerteeinheit sodann den Massedurchfluss, die Viskosität und/oder die Dichte des Mediums ermitteln.
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Es sind Coriolis-Durchflussmessgeräte mit austauschbaren Einweg-Messrohranordnungen bekannt. So wird beispielsweise in der
WO 2011/099989 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer monolithisch ausgebildeten Messrohranordnung eines Coriolis-Durchflussmessgerätes mit gebogenen Messrohren gelehrt, wobei der Messrohrkörper der jeweiligen Messrohre zuerst massiv aus einem Polymer gebildet und der Kanal zum Führen des fließfähigen Mediums anschließend spannend eingearbeitet wird. Die
WO 2011/099989 A1 lehrt - ebenso wie die
US 10,209,113 B2 - einen Verbindungskörper, welcher dazu eingerichtet ist die auswechselbare Messrohranordnung aufzunehmen und zu stützen. Beide Dokumente offenbaren jedoch nicht wie die Einweg-Messrohranordnung an ein Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem anschließbar ist.
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Ausgehend vom dargelegten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für den Anschluss des Messaufnehmers an ein Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem bereitzustellen.
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Des Weiteren liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät mit einem entsprechenden Messaufnehmer bereitzustellen.
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Der Erfindung liegt zudem die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren eines Verbindungskörpers des entsprechenden Messaufnehmers bereitzustellen, mit dem der Verbindungskörper günstig, monolithisch und reproduzierbar herstellbar ist.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den Messaufnehmer nach Anspruch 1, das Messgerät nach Anspruch 10, das Verfahren zur Herstellung nach Anpruch 11 und die Verwendung eines Kern-Ausschmelzverfahrens zur Herstellung nach Anspruch 13.
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Der erfindungsgemäße Messaufnehmer eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, umfassend:
- - eine Messrohranordnung zum Führen des fließfähigen Mediums,
wobei die Messrohranordnung mindestens zwei insbesondere zueinander parallel verlaufende Messrohre aufweist,
wobei die Messrohre jeweils einen Einlauf mit einer Einlaufrichtung und einen Auslauf mit einer Auslaufrichtung aufweisen,
wobei die Einlaufrichtung und die Auslaufrichtung entgegengesetzt orientiert sind,
wobei die Messrohre zwischen Einlauf und Auslauf mindestens einmal, insbesondere genau einmal gebogen sind,
- - mindestens einen Schwingungserreger, welcher dazu eingerichtet ist, die Messrohre zu Schwingungen anzuregen;
- - mindestens einen Schwingungssensor, welcher dazu eingerichtet ist, die Auslenkung der Schwingungen mindestens eines Messrohrs zu erfassen; und
- - ein Verbindungskörper, welcher dazu eingerichtet ist die Messrohranordnung mit einer Prozessleitung lösbar zu verbinden,
wobei der Verbindungskörper Rohranschlussöffnungen aufweist, an welche die Messrohranordnung angeschlossen ist;
wobei der Verbindungskörper mit dem Einlauf und dem Auslauf der jeweiligen Messrohre verbunden ist.
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Der Verbindungskörper kann mehrere Funktionen übernehmen. Zum Einen kann der Verbindungskörper als Stützkörper zum Entkoppeln der Messrohranordnung gegenüber externer Störeinflüsse dienen. In dem Fall ist der Verbindungskörper massiv ausgebildet und weist schwingungsdämpfende Eigenschaften auf.
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Dadurch eignet sich der Verbindungskörper auch als ein Anbringungskörper, über den die Befestigung des Messaufnehmers bzw. der Messrohranordnung in eine Trägereinheit realisiert werden kann. In dem Fall weist der Verbindungskörper Anbringflächen auf, zum Anbringen und Fixieren des Messaufnehmers an oder in die Trägereinheit, in eine für den Messaufnehmer vorgegebene Montageposition.
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Erfindungsgemäß dient der Verbindungskörper als Adapter zum Verbinden der Messrohranordnung an ein Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsysteme mit variablen Nennweiten. Somit kann die Messrohranordnung unabhängig von den Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem hergestellt und bei Bedarf über einen für das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem vorgesehenen Verbindungskörper mit dem Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem verbunden werden.
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Der Messaufnehmer kann auch einen separaten Stütz- und/oder Anbringungskörper umfassen, welcher insbesondere stoffschlüssig mit den Messrohren verbunden ist. In dem Fall ist der Verbindungskörper am Stütz- und/oder Anbringungskörper form- und/oder kraftschlüssig angeordnet.
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Der Verbindungskörper kann an der Messrohranordnung kraft- und/oder formschlüssig, d.h. mittels z.B. Klemmen oder Stecken angebracht sein. Alternativ kann der Verbindungskörper mit den Messrohren der Messrohranordnung stoffschlüssig verbunden - d.h. beispielsweise verklebt, verlötet oder verschweißt - sein.
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Der Verbindungskörper kann aus einem Werkstoff gebildet sein, welcher Stahl, Kunststoff, Keramik und/oder Glas aufweist.
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Die Messrohre umfassen jeweils einen Messrohrkörper welcher aus einem Werkstoff gebildet ist, der Metall, insbesondere Stahl, Kunststoff, Glas und/oder Keramik aufweist. Die Messrohre sind mindestens einmal gebogen. Vorzugsweise ist eine Grundform des Messrohrkörpers U-förmig ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Formen mit mindestens einem Bogen bekannt, welche auch unter dem Schutzumfang der Erfindung fallen.
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Es ist vorteilhaft, wenn sich der Werkstoff der Messrohrkörper von dem Werkstoff des Verbindungskörpers unterscheidet. Somit kann das Gesamtgewicht des Messaufnehmers reduziert werden. In dem Fall können die Messrohre aus Stahl gebildet sein und der Verbindungskörper aus Kunststoff.
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Der mindestens eine Schwingungserreger umfasst üblicherweise mindestens einen Magneten und eine Spule zum Erzeugen eines zeitlich veränderlichen Magnetfeldes. Der Magnet ist an dem, in Schwingungen anzuregenden Messrohr angeordnet. Die Spule kann an einem weiteren Messrohr oder an einer Trägereinheit angeordnet sein, in welche das Messrohr bzw. der Messaufnehmer eingesetzt wird und der dazu dient, den Messaufnehmer vor Störungseinflüssen abzuschirmen und/oder die elektronischen Komponenten des Messgerätes, wie Mess-, Betriebs- und/oder Auswerteschaltung unterzubringen.
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Der mindestens eine Schwingungssensor umfasst in der Regel mindestens einen Magneten und eine Spule zum Erfassen eines zeitlich veränderlichen Magnetfeldes. Der Magnet ist an einem, in Schwingungen zu versetzenden Messrohr angeordnet. Die Spule kann an einem weiteren in Schwingungen zu versetzenden Messrohr oder an der Trägereinheit des Messgerätes angeordnet sein.
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Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper einen Einlaufkanal aufweist,
wobei der Einlaufkanal dazu ausgebildet ist, mindestens einen Einlauf und bevorzugt die Einläufe aller Messrohre mit der Prozessleitung zu verbinden,
wobei der Verbindungskörper einen Auslaufkanal aufweist,
wobei der Auslaufkanal dazu ausgebildet ist, mindestens einen Auslauf und bevorzugt die Ausläufe aller Messrohre mit der Prozessleitung zu verbinden.
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Gemäß der Ausgestaltung übernimmt der Verbindungskörper die Funktion eines Verteilerstückes, d.h. er teilt einen Kanal in zwei getrennte Kanäle auf. Dadurch, dass Verbindungskörper und Messrohranordnung zwei getrennte Komponenten sind, ist es möglich die Geometrie und Form der Messrohre unabhängig von der Form und Geometrie des Verbindungskörpers auszugestalten bzw. zu optimieren.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper einen Verbindungskanal aufweist, welcher den Einlauf eines ersten Messrohres mit dem Auslauf eines zweiten Messrohres verbindet.
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Das zu führende Medium strömt durch den Einlaufkanal des Verbindungskörper in den Einlauf des ersten Messrohres. Von dort aus fließt es durch den Messrohrkanal des ersten Messrohres bis es zum Auslauf gelangt und über den Verbindungskanal zum Einlauf eines zweiten Messrohres geleitet wird, wo es durch den Messrohrkanal zum Auslauf strömt. Von Auslauf des zweiten Messrohres wird es dann über den Auslaufkanal des Verbindungskörpers in die angeschlossene Rohrleitung bzw. in das angeschlossene Schlauchsystem geleitet.
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Vorteilhaft an der Ausgestaltung ist, dass sich der Messbereich im Vergleich zu Messaufnehmern, bei denen das strömende Medium im Verbindungskörper getrennt wird, verschiebt. Somit können durch identische Messrohranordnungen mit unterschiedlichen Verbindungskörpern, ein größerer Messbereich abgedeckt werden. Dies vereinfacht nicht nur die Herstellung von Messaufnehmern, sondern reduziert auch die Herstellungskosten.
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Vorteilhaft an der Ausgestaltung ist, dass für die Messrohranordnung in Verbindung mit dem Verbindungskörper keine erneute Ermittlung des Kalibrationsfaktors und des Nullpunktes notwendig ist.
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Der Verbindungskanal ist mediumsführend ausgebildet und somit auch mediumsberührend. Der Verbindungskanal weist vorzugsweise mindestens einen Bogen auf. Der Verbindungskörper ist vorzugsweise monolithisch ausgebildet. Eine derartige Form ist nicht entformbar und daher nicht mittels eines herkömmlichen Urform-Fertigungsverfahrens wie beispielsweise Spritzgießen realisierbar.
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Eine derartiger Verbindungskörper kann alternativ jedoch durch ein additives oder spanendes Fertigungsverfahren realisiert werden. Der Verbindungskanal kann in einen massiven Verbindungskörper gebohrt werden und anschließend mit Blindstopfen teilweise abgedichtet werden.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper einen Verbindungskanal aufweist, welcher den Einlauf eines der mindestens zwei Messrohre mit dem zum Messrohr gehörigen Auslauf verbindet.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper eine erste Vertiefung aufweist, welche komplementär zum Einlauf eines der mindestens zwei Messrohre ausgebildet ist,
wobei der Verbindungskörper eine zweite Vertiefung aufweist, welche komplementär zum Auslauf eines der mindestens zwei Messrohre ausgebildet ist,
wobei der Einlauf und der Auslauf eines der mindestens zwei Messrohre in der jeweiligen zugeordneten Vertiefung angeordnet ist.
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Die beiden zuvor genannten Ausgestaltungen beschreiben zwei Möglichkeiten eines Messrohr der beiden Messrohre der Messrohranordnung vom Durchfluss zu trennen, so dass das Medium ausschließlich durch eines der beiden Messrohre geführt wird. Somit kann eine Messrohranordnung mit zwei Messrohren auch in einem Einrohr-Coriolis-Durchflussmessgerät eingesetzt werden.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Messrohranordnung verbunden ist.
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Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es den Verbindungskörper von der Messrohranordnung zu trennen und beide Teile bzw. eines der beiden Teile separat wiederaufzubereiten.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper aus einem Kunststoff und bevorzugt Polyetheretherketone (PEEK), Polyaryletherketone (PAEK), Polyphenylsulfone (PPSU), Polyethersulfone (PESU), Polysulfone (PSU), Polyarylamide (PARA) gefertigt ist.
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Es existiert eine Nachfrage an Messgeräten mit Einweg-Messrohren bzw. Einweg-Messrohranordnungen für biopharmazeutische Anwendungen. Dafür müssen die Materialien, welche in Kontakt mit dem Medium kommen biokompatibel und gammasterilisierbar sein. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn das Messrohr aus einem der oben genannten Materialien hergestellt ist, da diese die biopharmazeutischen Anforderungen erfüllen. Die genannten Kunststoffe eignen sich zudem als Vergussmasse in einem Spritzgussverfahren zur Herstellung des Verbindungskörpers.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messrohranordnung genau zwei Messrohre umfasst.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper einen, bevorzugt am Verbindungskanal angeordneten Temperatursensor aufweist.
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Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass ein Temperaturmessung in einem Bereich der Messrohranordnung möglich ist, welcher mechanisch von den Schwingenden Messrohrens entkoppelt ist. Somit wird auch die Verbindung zwischen Temperatursensor und Verbindungskörper weniger beansprucht. Des Weiteren sind genauere Temperaturmessungen möglich.
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Der Temperatursensor umfasst ein Widerstandsthermometer, Thermoelement, Temperaturfühler mit Schwingquarz und/oder Halbleiter-Temperatursensor.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist die Messrohranordnung an einem Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem angeschlossen, vorzugsweise zur Durchflussmessung bei automatisierten industriellen oder labortechnischen Anlagen.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist der Messaufnehmer, umfassend die Messrohranordnung, den Verbindungskörper und Komponenten des Schwingungserregers und -sensors, und das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem in einem Behälter, insbesondere einem Sterilisationsbeutel angeordnet, welcher dazu ausgebildet ist eine Sterilität der Messrohranordnung und des Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystems bis zur Öffnung des Behälters aufrechtzuerhalten, wobei das Messrohrsystem mittels Strahlensterilisation, vorzugsweise Gammastrahlensterilisation oder Elektronenstrahlensterilisation, Heißdampfsterilisation und/oder Gassterilisation sterilisiert ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung ist mindestens eine Prozessüberwachungseinheit an das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem angeschlossen, wobei die Prozessüberwachungseinheit einen Druckmesswandler, Temperatursensor, eine Waage, einen pH-Sensor, einen Dichtesensor, ein Durchflussmessgerät zur Ermittlung eines Massedurchflusses, eines Volumendurchflusses und/oder einer Durchflussgeschwindigkeit, einen Durchflussschalter, einen Füllstandssensor, einen Leitfähigkeitssensor, einen Konzentrationssensor, einen Sauerstoffsensor und/oder einen Trübungssensor umfasst.
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Das erfindungsgemäße Messgerät zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, umfassend:
- - eine Trägereinheit;
- - einen erfindungsgemäßen Messaufnehmer,
wobei der Messaufnehmer in der Trägereinheit angeordnet und mechanisch trennbar mit ihr verbunden ist;
- - eine elektronische Mess- und/oder Betriebsschaltung,
wobei die Mess- und/oder Betriebsschaltung in der Trägereinheit angeordnet ist,
wobei die elektronische Mess- und/oder Betriebsschaltung dazu eingerichtet ist, die Schwingungssensoren und den Schwingungserreger zu betreiben, und mittels elektrischer Verbindungen mit diesen verbunden ist,
wobei die elektronische Mess- und/oder Betriebsschaltung dazu eingerichtet ist den Massedurchfluss, die Viskosität und/oder die Dichte und/oder die davon abgeleitete Größe eines fließfähigen Mediums zu ermitteln und bereitzustellen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbindungskörpers eines Messaufnehmers eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- - Bereitstellen einer Kernanordnung und eines Formnestes, zum Bilden einer Kavität zwischen der Kernanordnung und dem Formnest;
wobei die Kernanordnung mindestens einen Kern umfasst,
wobei der mindestens eine Kern einen Kernkörper umfasst, welcher ein erstes Material aufweist;
- - Auffüllen der Kavität mit einem zweiten Material zum Bilden eines Verbindungskörpers,
wobei das zweite Material eine höhere Schmelztemperatur aufweist als das erste Material;
- - Trennen des Formnestes und der Kernanordnung von dem Verbindungskörper,
wobei die Trennung der Kernanordnung über das Schmelzen des mindestens einen Kerns der Kernanordnung bei einer Schmelztemperatur erfolgt, welche unterhalb der Schmelztemperatur des zweiten Materials und oberhalb der Schmelztemperatur des ersten Materials liegt.
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Der Vorteil dieses Verfahrens ist eine sehr hohe Reproduzierbarkeit der Verbindungskörper, auch wenn der Verbindungskörper eine nicht-entformbare Formgebung aufweist.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der mindestens eine Kern mindestens eine Biegung aufweist.
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Die Kernanordnung kann mehrere Kerne aufweisen, wobei ein Kern dazu dient den Verbindungskanals zu bilden, und zwei weitere dazu dienen ein Einlauf- und Auslaufkanal des Verbindungskörpers zu formen. In dem Fall können alle drei Kerne eine Biegung aufweisen, wobei sich der Biegungsgrad der drei Kerne unterscheiden kann.
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Erfindungsgemäß wird ein Kern-Ausschmelzverfahren bei einem Urformverfahren, insbesondere beim Spritzgießen zur Herstellung eines Verbindungskörpers des erfindungsgemäßen Messaufnehmers eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums verwendet.
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Das Kern-Ausschmelzverfahren findet vor allem in der Automobilindustrie Anwendung. Es ermöglicht jede vorstellbare Teilekontur, wie z.B. mehrfach gebogene Rohre. Somit können auch nicht entformbare Kunststoffteile durch Spritzgussverfahren realisiert werden. Die Innenflächen der gefertigen Teile kann gezielt strukturiert werden.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
- 1: eine perspektivische Ansicht auf zwei Ausgestaltungen des Messaufnehmers;
- 2: zwei perspektivische Ansichten auf eine weitere Ausgestaltung des Messaufnehmers und Verbindungskörpers;
- 3: eine teilweise geschnittene Perspektivansicht auf eine Ausgestaltung des Messgerätes;
- 4: eine Ausgestaltung einer Kernanordnung für die Herstellung eines Verbindungskörpers und eine umspritzte Kernanordnung;
- 5: eine weitere Ausgestaltung einer Kernanordnung für die Herstellung eines Verbindungskörpers.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf zwei Ausgestaltungen des Messaufnehmers. Die erste Ausgestaltung weist eine Messrohranordnung 4 mit einem angeordneten Verbindungskörper 5 auf. Die Messrohranordnung 4 umfasst genau zwei Messrohre 3, welche über zwei Kopplungselemente 6 im Einlaufbereich und zwei Kopplungselemente 6 Auslaufbereich miteinander mechanisch gekoppelt sind. Die Kopplungselemente 6 dienen dazu einen Oszillator aus den beiden einzeln in Schwingungen angeregten Messrohren 3 zu bilden. Gemäß der Ausgestaltung sind die Kopplungselemente 6 plattenförmig ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Formen bekannt. Im Rahmen der Erfindung wird sich weder auf eine Form noch auf eine Anzahl an Kopplungselementen 6 eingeschränkt. Aus Übersichtsgründen sind der Schwingungserreger und -sensor nicht abgebildet. Zwischen Einlaufbereich und Auslaufbereich weisen die beiden Messrohre 3 jeweils einen Bogen auf, so dass der jeweilige Messrohrkörper U-förmig ist. Der Verbindungskörper 5 ist auf die Enden der Messrohranordnung 4 angebracht und verbindet die Messrohre 3 der Messrohranordnung 4 miteinander. Des Weiteren weist der Verbindungskörper 5 zwei Rohranschlussöffnungen 9 auf, welche jeweils mit einem Einlaufkanal 10 oder einem Auslaufkanal 11 verbunden sind. Gemäß der ersten Ausgestaltung trennt sich der Einlaufkanal 10 in zwei separate Kanäle auf, welche jeweils mit dem Einlauf eines der beiden Messrohr 3 verbunden sind. Gleiches gilt auch für den Auslaufkanal 11. Der Auslaufkanal 11 weist zwei Kanäle auf, welche jeweils aus dem Auslauf der einzelnen Messrohre 3 zusammenlaufen und die Rohranschlussöffnung 9 bilden. Die Rohranschlussöffnung 9 und die Messrohre 3 können sich in der Nennweite unterscheiden. Die Fließrichtung des zu führenden Mediums durch die Rohranschlussöffnung 9 unterscheidet sich von der Fließrichtung des Mediums im Einlauf- und/oder Auslaufbereich.
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Die zweite Ausgestaltung weist die identische Messrohranordnung 4 auf und unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung ausschließlich durch den Verbindungskörper 5. Der Einlaufkanal 10 des Verbindungskörpers 5 ist mit dem Einlauf 20 des ersten Messrohres 3 verbunden. Der Auslaufkanal 11 des Verbindungskörpers 5 ist mit dem Auslauf 21 des zweiten Messrohres 3 verbunden. Ein Verbindungskanal 12 verbindet den Auslauf 21 des ersten Messrohres 3 mit dem Einlauf 20 des zweiten Messrohres 3. Die Messrohranordnung 4 weist eine Spiegelebene auf, welche zwischen den beiden Messrohren 3, 3.2, parallel zu den jeweiligen Längsachsen der Messrohre 3 verläuft. Der Verbindungskanal 12 weist eine Längsachse auf, welche zur Spiegelebene der Messrohranordnung 4 geneigt ist.
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An der Außenwandung des Verbindungskanales 12 ist ein Temperatursensor 14 möglichst Nahe an dem zu führenden Medium angeordnet. Der Temperatusensor 14 kann beispielsweise ein Pt100 oder PT1 000 Element sein.
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Die 2 zeigt zwei perspektivische Ansichten auf eine weitere Ausgestaltung des Messaufnehmers und Verbindungskörpers. Wie zuvor ist die Messrohranordnung 4 identisch mit der in der 1 gezeigten Ausgestaltungen der Messrohranordnung 4. In der abgebildeten Ausgestaltung weist die Messrohranordnung 4 Kopplungselemente auf. Es sind Verbindungskörper 5 bekannt, welche Kopplungselemente 6 aufweisen, daher muss die Messrohranordnung 4 nicht zwingend Kopplungselemente 6 aufweisen. Stattdessen kann die Messrohranordnung 4 auch Verbindungskomponenten aufweisen, welche nicht die Funktion eines Kopplungselementes haben. Der Verbindungskörper 5 ist massiv und quaderförmig ausgebildet. Der Einlaufkanal 10 und der Auslaufkanal 11 sind in den Verbindungskörper 5 eingearbeitet und weisen jeweils einen Bogen auf, bzw. sind L-förmig ausgebildet. Der Einlaufkanal 10 ist mit dem Einlauf 20 des ersten Messrohres 3 verbunden. Der Auslaufkanal 11 ist mit dem Auslauf 21 des ersten Messrohres 3 verbunden. Der Verbindungskörper 5 weist zudem einen Verbindungskanal 12 auf, welcher in eine Längsachse aufweist, die mit den Längsachsen des zweiten Messrohres 3 in einer gemeinsamen Ebene liegt. Der Einlauf 20 des zweiten Messrohres 3 ist über den Verbindungskanal 12 mit dem Auslauf 21 des zweiten Messrohres 3 verbunden. Somit wird das zu führende Medium ausschließlich durch das erste Messrohr 3 geleitet.
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Die 3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine Ausgestaltung des Messgerätes 2, welches an eine Prozessleitung 22 angeschlossen ist. Wie zuvor ist die Messrohranordnung 4 des Messaufnehmers 1 identisch mit den in der 1 und 2 gezeigten Ausgestaltungen. Der Messaufnehmer 1 ist in eine Trägereinheit 16 eingesetzt, in welcher auch die Mess- und/oder Betriebsschaltung 15 angeordnet ist, welche mit dem Schwingungserreger 7 und den zwei Schwingungssensoren 8, 8.2 verbunden ist. Der Verbindungskörper 5 ist quaderförmig ausgebildet und weist einen Einlaufkanal 10 auf, der sich aufteilt und in die jeweiligen Einläufe 20 der beiden Messrohre 3, 3.2 erstreckt. Der Auslaufkanal 11 erstreckt sich ausgehend von den jeweiligen Ausläufen 21 der Messrohre 3, 3.2 zur Rohranschlussöffnung 9.
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An den Messrohren 3, 3.2 sind Magnete 29 angeordnet, welche Komponenten des Schwingungserregers 7 und der zwei Schwingungssensoren 8, 8.2 sind. Der Schwingungserreger 7 umfasst eine Spule 28. Die zwei Schwingungssensoren 8, 8.2 umfassen jeweils eine Spulen 28. Die Spulen 28 sind alle in der Trägereinheit 16 angeordnet, bzw. in einer Wandung der Trägereinheit 16 versenkt. An den Messohren 3, 3.2 sind Magnete 29 angeordnet. Die zwei Messrohre 3, 3.2 weisen jeweils eine Längsebene auf, welche auch eine Spiegeleebene ist. Diese jeweiligen Spiegelebenen teilen die Messrohre jeweils in zwei Seiten ein. An den sich abgewandten Seiten der zwei Messrohre 3, 3.2 sind jeweils drei Magnete 29 angeordnet. Ein Magnet 29 ist zum Schwingungserreger 7 gehörig und zwei der drei Magnete 29 sind Komponenten der Schwingungssensoren 8.
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Die 4 zeigt eine Ausgestaltung einer Kernanordnung 17 und eines Formnestes für die Herstellung eines Verbindungskörpers. Die Kernanordnung 17 kann massiv ausgebildet sein oder hohl. Des Weiteren kann der Kernkörper einen Werkstoff aufweisen, welcher als Füllstoff dient. Die Kernanordnung 17 kann einstückig - bzw. monolithisch - ausgebildet sein, oder mehrere Kerne 23 aufweisen, welche form-, kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die 4 zeigt einen monolithisch ausgebildete Kernanordnung 17, wobei der Kern 23 einen Basiskörper 30 und zwei zumindest teilweise rohrförmige Komponenten 31, 31.2 aufweist, welche mit dem Basiskörper 30 verbunden sind. Die beiden Komponenten 31, 31.2 weisen jeweils mindestens eine Biegung 27 auf, welche zwischen einem ersten Abschnitt, in welchem die erste Komponenten 31 zylindrisch ausgebildet ist und einem zweiten Abschnitt angeordnet ist, in dem die Komponenten 31, 31.2 jeweils eine Verzweigung aufweisen. Der erste Abschnitt der ersten Komponenten 31 bilden den Einlauf 20 des Verbindungskörpers 5. Die im zweiten Abschnitt angeordnete Verzweigung dient dazu den Einlauf 20 des Verbindungskörpers 5 aufzuteilen. Nach dem Umspritzen und Ausschmelzen der Kernanordnung 17 bildet sich im Verbindungskörper ein Strömungsverteiler aus, welcher dazu dient das aus einer Rohrleitung einströmende Medium auf zwei Messrohre zu verteilen. Der erste Abschnitt der zweiten Komponenten 31 bildeten den Auslauf 21 des Verbindungskörpers 5. Auch bei der zweiten Komponente 31 ist ein Biegung 27 zwischen Auslauf 21 und Verzweigung angeordnet. Nach dem Umspritzen und Ausschmelzen der Kernanordnung 17 bildet sich an Stelle der zweiten Komponente 31 ein Strömungszusammenführer aus, welcher dazu dient das aus zwei Messrohre auströmende Medium zusammenzuführen und in die Rohrleitung zu leiten.
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Weiterhin zeigt die 4 eine umspritzte Kernanordnung 17, wobei der umspritzte Teil den Verbindungskörper 5 bildet. Die Kernanordnung weist ein erstes Material 25 und der Verbindungskörper 5 ein zweites Material 26 auf. Der Basiskörper ist nicht oder nur teilweise umspritzt. Die Gestalt des Formnestes ist für die erfindungsgemäße Herstellung unwesentlich und daher nicht abgebildet.
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Die 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kernanordnung 17. Die Kernanordnung 17 weist auch einen Basiskörper 30 auf und zwei Komponenten 31, 31.2 welche mit dem Basiskörper verbunden sind. Die weitere Ausgestaltung unterscheidet sich von der in 4 abgebildeten Ausgestaltung im Wesentlichen darin, dass die erste Komponente 31 und zweite Komponente 31 jeweils keine Verzweigung aufweisen - und somit auch nicht die Funktion eines Strömungsverteilers und/oder Strömungszusammenführers übernehmen - und dass Kernanordnung 17 eine weitere dritte Komponente 31 aufweist, welche mit dem Basiskörper 30 verbunden ist. Die dritte Komponente 31 ist zumindest teilweise rohrförmig ausgebildet und weist zwei Biegungen 27, 27.2 auf. Nach dem Umspritzen und Ausschmelzen der Kernanordnung 17 hinterlässt die erste Komponente 31 einen Einlauf 20, welcher dazu dient mit einem Einlaufbereich eines erste, insbesondere gebogenen Messrohres verbunden zu werden und die zweite Komponente 31 bildet einen Auslauf 21, welcher dazu dient mit einem Auslaufbereich eines zweiten, insbesondere gebogenen Messrohres verbunden zu werden. Die dritte Komponente 31 hinterlässt beim gebildeten Verbindungskörper nach dem Ausschmelzen einen Verbindungskanal, welcher dazu dient den Auslaufbereich des ersten Messrohres mit dem Einlaufbereich des zweiten Messrohres zu verbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messaufnehmer
- 2
- Messgerät
- 3
- Messrohr
- 4
- Messrohranordnung
- 5
- Verbindungskörper
- 6
- Kopplungselement
- 7
- Schwingungserreger
- 8
- Schwingungssensor
- 9
- Rohranschlussöffnung
- 10
- Einlaufkanal
- 11
- Auslaufkanal
- 12
- Verbindungskanal
- 14
- Temperatusensor
- 15
- Mess- und/oder Betriebsschaltung
- 16
- Trägereinheit
- 17
- Kernanordnung
- 20
- Einlauf
- 21
- Auslauf
- 22
- Prozessleitung
- 23
- Kern
- 24
- Kernkörper
- 25
- erstes Material
- 26
- zweites Material
- 27
- Biegung
- 28
- Spule
- 29
- Magnet
- 30
- Basiskörper
- 31
- Komponente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1807681 A1 [0002]
- WO 2011/099989 A1 [0004]
- US 10209113 B2 [0004]
