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Die
Erfindung betrifft einen Durchflußmesser mit einem Außenrohr
und einem Innenrohr, das aus Kunststoff besteht und mit mindestens
einem seiner beiden Enden aus dem Außenrohr herausragt und an dem
oder jedem herausragenden Ende mit einem Flansch stoffschlüssig verbindbar
ist.
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Ein
Durchflußmesser
dieser Art ist aus der WO 00/47954 (3)
bekannt. Bei diesem ist auf den Enden des Außenrohres jeweils ein weiterer Flansch
angeschweißt,
der mit Löchern
zur Durchführung
von Schrauben zur Verbindung des Durchflußmessers mit einem entsprechenden
Flansch am Ende jeweils einer Rohrleitung versehen ist.
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Aus
der
US 4 881 413 A und
der
DE 100 62 612
A1 ist jeweils ein Durchflußmesser mit nur einem Rohr
bekannt. Daß auf
den Rohrenden Flansche vorgesehen sein sollen, ist darin nicht offenbart.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmesser
der gattungsgemäßen Art
anzugeben, dessen Herstellungsaufwand geringer und der einfacher
zu montieren ist.
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Erfindungsgemäß ist diese
Aufgabe dadurch gelöst,
daß das
Außenrohr
flanschlos ist und der oder jeder aus dem Außenrohr herausragende Endabschnitt
des Innenrohres einen freien Spielraum zwischen dem herausragenden
Ende und dem diesem Ende zugekehrten Ende des Außenrohres aufweist.
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Bei
dieser Lösung
entfällt
das Anschweißen weiterer
Flansche auf dem Außenrohr,
und der weitere Flansch kann auch ganz entfallen, wenn die Rohrleitung
und das Innenrohr miteinander verschweißbare Kunststoffe, wie Polyethylen
(PE), aufweisen und beide direkt und/oder über Flansche verschweißt werden,
die ihrerseits an der Rohrleitung und dem Ende des Innenrohres angeschweißt werden.
Bei der direkten Verschweißung
können
auch die Flansche an dem Innenrohr entfallen. Das Anschweißen der Flansche,
sofern diese erwünscht
sind, kann auf Wunsch des Endabnehmers des Durchflußmessers auf
Seiten des Herstellers des Durchflußmessers oder des Endabnehmers,
z.B. durch Spiegelschweißen
oder Ultraschallschweißen,
erfolgen. Dies wird dadurch erleichtert, daß das Innenrohr relativ weit, entsprechend
der Länge
des freien Spielraums, aus dem Außenrohr herausragt, so daß hinreichend
Hantierungsfreiraum beim Anschweißen und Freiraum für einen
Schweißwulst
vorhanden ist. Der freie Spielraum muß ferner so lang sein, daß man zum Spiegelschweißen mit
einem Werkzeug um das Innenrohr herumgreifen kann, und in einigen
Fällen muß er so
lang sein, daß eine
zylindrische Muffe (von etwa 10 cm Länge) um das Innenrohr herum
angebracht werden kann, die durch innere elektrische Heizdrähte erwärmt wird,
so daß der
Kunststoff des Innenrohres schmilzt und das Innenrohr beispielsweise
mit einem Wasserrohr aus Kunststoff eine Schmelzverbindung eingeht.
Auf Seiten des Herstellers des Durchflußmessers besteht nicht die
Notwendigkeit, Außenrohre
mit und ohne Flansche vorrätig zu
halten, was eine rationellere Fertigung erlaubt. Es genügt, die
Flansche und den übrigen
Teil des Durchflußmessers
separat vorrätig
zu halten und nur auf Wunsch des Endabnehmers miteinander zu verschweißen oder,
wenn der Endabnehmer das Verschweißen selbst auszuführen wünscht, die
Flansche lose mitzuliefern.
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Wenn
der Endabnehmer die Rohrleitung und den Durchflußmesser nicht durch Schweißen, sondern
mechanisch verbinden möchte,
kann auf dem oder jedem aus dem Außenrohr herausragenden Endabschnitt
des Innenrohres ein weiterer Flansch verschiebbar anbringbar sein.
Eine mechanische Verbindung ist von Vorteil, wenn in regelmäßigen Zeitabständen eine
Eichung des Durchflußmessers
nötig ist,
z.B. alle zwei Jahre. Der freie Spielraum ist dann so lang, daß ein weiterer
Flansch auf dem Innenrohr verschiebbar ist. Ein derartiger Flansch
kann z.B. zwischen 1 und 4 cm dick sein.
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Dabei
kann der oder jeder verschiebbare Flansch einen größeren Außendurchmesser
als der mit dem jeweiligen Ende des Innenrohres verbundene Flansch
haben und in dem Ringbereich zwischen den Außenrändern der benachbarten Flansche
mit durchgehenden Löchern
zur Durchführung
von Verbindungsschrauben versehen sein. Durch die Verbindungsschrauben
kann der weitere, auf dem Innenrohr verschiebbar angebrachte Flansch
mit einem entsprechenden Flansch auf der Rohrleitung verbunden werden.
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Alternativ
kann der oder jeder mit dem Innenrohr stoffschlüssig verbindbare Flansch mit
einem Außengewinde
versehen sein. Nach dem Verbinden dieser Flansche mit dem Innenrohr
kann dann die Verbindung zwischen Durchflußmesser und Rohrleitung mittels
einer Überwurfmutter
erfolgen, die einen auf der Rohrleitung befestigten Flansch hintergreift und
auf das Außengewinde
des Flansches geschraubt wird.
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Sodann
kann der stoffschlüssig
verbindbare Flansch innen zwei Stufen aufweisen und mit der Stirnseite
des Innenrohres verbunden sein.
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Nachstehend
wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Durchflußmessers
beschrieben.
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Dargestellt
ist ein elektromagnetischer Durchflußmesser 1. Doch die
Erfindung ist auch bei einem Ultraschall-Durchflußmesser oder einem mechanischen
Durchflußmesser
anwendbar.
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Der
Durchflußmesser 1 hat
eine Einlaßöffnung 2 und
eine Auslaßöffnung 3.
In einem druckfesten Außenrohr 4 aus
einem magnetisch leitenden Material ist ein Innenrohr 5 angeordnet,
das thermoplastischen Kunststoff, hier Polyethylen (PE), vorzugsweise
hochdichtes Polyethylen (HPDE), aufweist und auf dessen Enden radial
nach außen
ragende Flansche 6 aus dem gleichen Material durch Spiegel-
oder Ultraschallschweißen
befestigt sind. Das Außenrohr 4 und
das Innenrohr 5 begrenzen zwischen sich einen Ringraum,
in dem eine Magnetspulenanordnung 7, bestehend aus zwei
Magnetspulen, in thermoplastischem Kunststoff eingegossen ist, so
daß sie
zwischen Außenrohr 4 und
Innenrohr 5 liegt. Die Magnetspulenanordnung 7 dient
zur Erzeugung eines Magnetfelds, das senkrecht zur Strömungsrichtung
des das Innenrohr 5 durchströmenden Fluids, dessen Durchfluß gemessen
werden soll, gerichtet ist. Das Innenrohr 5 ist von Meßelektroden 8 durchsetzt,
die quer zur Magnetfeldrichtung einander gegenüberstehen. Die Meßelektroden 8 dienen zur
Abnahme einer dem Durchfluß entsprechenden Meßspannung.
Auf Endabschnitten 19 des Innenrohrs 5, die um
wenigstens etwa 10 cm aus dem Außenrohr 4 herausragen,
sind radial nach außen
ragende Flansche 9 aus Metall axial verschiebbar zwischen
den Flanschen 6 und dem Außenrohr 4 angebracht.
Die Flansche 9 haben einen größeren Außendurchmesser als die Flansche 6 und
sind in dem Ringbereich zwischen den Außenrändern der benachbarten Flansche 6, 9 mit
durchgehenden Löchern 10 für Verbindungsschrauben
versehen. Auf einem am Außenrohr 4 befestigten
Stutzen 11 ist ein Gehäuse 12 befestigt,
das eine elektrische Schaltung enthält. Ferner hat das Außenrohr 4 eine Öffnung 13 zur
Durchführung
eines elektrischen Verbindungskabels, in der der Stutzen 11 befestigt
ist. Während
das Außenrohr 4 bis
zu seinen Enden durchgehend kreiszylindrisch ausgebildet ist, wobei
sein Innendurchmesser und sein Außendurchmesser über die
gesamte Länge
des Außenrohres 4 konstant
sind, hat das Innenrohr 5 zwischen seinen Flanschen 6 einen zur
axialen Mitte hin abnehmenden Innendurchmesser und einen ebenfalls
zur axialen Mitte hin abnehmenden Außendurchmesser. Darüber hinaus
ist das Innenrohr 5 auf seiner Außenseite neben den Flanschen 6 jeweils
mit einer Zentrierstufe 15 versehen, deren Außendurchmesser
wenigstens gleich dem Innendurchmesser des Außenrohres 4 ist, vorzugsweise
jedoch ein geringfügiges Übermaß hat. Das
Innenrohr 5 kann aber auch als ein gerades Rohr ausgeführt sein,
d.h. als Rohr mit konstantem Innendurchmesser. Auf der Außenseite
des Innenrohres 5 in seinem axial mittleren Bereich liegt
eine zylindrische elektrische Abschirmungseinrichtung 16 aus
magnetisch nicht leitendem Material, z.B. Kupfer oder Aluminium,
radial innerhalb der Magnetspulenanordnung 7 und koaxial
zum Innenrohr 5. Zusätzlich
zu den Meßelektroden 8 sind
koaxial zur Magnetspulenanordnung 7 nicht dargestellte
Erdungselektroden in der gleichen Weise wie die Meßelektroden 8,
das Innenrohr dicht durchsetzend, befestigt. Die Erdungselektroden
sind gegenüber
den Meß elektroden
um 90° in
Umfangsrichtung des Innenrohres 5 versetzt angeordnet und
kontaktieren unmittelbar die Abschirmungseinrichtung 16,
so daß Verbindungsleitungen zwischen
den Erdungselektroden und der Abschirmungseinrichtung 16 entfallen.
Die Erdungselektroden dienen zur Erdung des durchströmenden Fluids und
sind in der gleichen Querebene des Innenrohres 5 wie die
Meßelektroden 8 angeordnet.
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Das
Innenrohr 5 hat ferner einen mittleren zylindrischen Abschnitt 18 und
zwei mit diesem verbundene weitgehend konische Zwischenabschnitte 20.
Hierbei nimmt der Durchmesser der konischen Zwischenabschnitte 20 innen
und außen
vom mittleren zylindrischen Abschnitt 18 zu den Endabschnitten 19 hin
zu, während
die Endabschnitte 19 wieder zylindrisch sind. Auf dem mittleren
Abschnitt 18 sind die Magnetspulenanordnung 7 und
Abschirmeinrichtung 16 angebracht.
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Der
Durchflußmesser 1 wird,
bis auf die Anbringung der Flansche 6 und 9, fabrikseitig
fertiggestellt. Wenn der Endabnehmer den Durchflußmesser ohne
die Flansche 6, 9 zwischen zwei Rohrleitungen aus
thermoplastischem Kunststoff, der mit dem des Innenrohres 5 verschweißbar ist,
anschließen
will, indem er die Enden des Innenrohres 5 mit denen der Rohrleitungen
durch Spiegelschweißen
verbindet, braucht der Hersteller die Flansche 6 und 9 nicht
mitzuliefern. Ebenso braucht der Hersteller die Flansche 9 nicht
mitzuliefern, wenn der Endabnehmer die Flansche 6 selbst
einerseits mit dem Innenrohr 5 und andererseits mit entsprechenden
Flanschen an den Rohrleitungen verbinden will. Wenn die Flansche 9 nicht
erforderlich sind, können
die Flansche 6 auf Wunsch des Endabnehmers aber auch auf
Seiten des Herstellers am Innenrohr 5 angeschweißt werden,
so daß der
Endabnehmer nur noch die Flansche 6 mit entsprechenden
Flanschen an den Rohrleitungen zu verbinden, insbesondere zu verschweißen, braucht.
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Wenn
der Endabnehmer dagegen eine mechanische Verbindung zwischen dem
Durchflußmesser 1 und
den Rohrleitungen bevorzugt und hierzu die Flansche 6 und 9 auf
dem Innenrohr 5 benötigt, die
Flansche 6 und 9 aber selbst montieren will, können die
Flansche 6 und 9 mit dem soweit fertiggestellten
Teil des Durchflußmessers 1 lose
mitgeliefert werden. Alternativ können sie auf Wunsch des Endabnehmers
auch auf Seiten des Herstellers des Durchflußmessers bereits montiert werden.
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Die
Flansche 9 werden nicht auf dem Innenrohr 5 angeschweißt, so daß sie sich
beim Spannen der durch die Löcher 10 hindurchgeführten Verbindungsschrauben
auf den Endabschnitten 19 bis zur Anlage am benachbarten
Flansch 6 verschieben können.
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Auf
Seiten des Herstellers des Durchflußmessers 1 brauchen
mithin keine verschiedenen Ausführungsformen
von Durchflußmessern
mit und ohne Flansche vorrätig
gehalten zu werden, sondern nur die Flansche 6 und 9 und
der übrige
Teil des Durchflußmessers 1.
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Die
relativ langen Endabschnitte 19 des Innenrohres 5 von
etwa 10 cm Länge
erleichtern hierbei die Montage der Flansche 6 durch einen
entsprechend großen
Hantierungsfreiraum beim Anschweißen der Flansche 6,
insbesondere beim Spiegelschweißen.
Gleichzeitig gewährlei sten
sie hinreichenden Spielraum für
die Verschiebung der Flansche 9. Die Länge des Endabschnitts 19,
d.h. der freie Spielraum, sollte etwa dem Durchmesser des Innenrohrs 5 entsprechen,
vorzugsweise im Bereich von 5 bis 10 cm liegen.
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Für eine mechanische
Verbindung des Durchflußmessers 1 mit
den Rohrleitungen ohne die Flansche 9 können die Flansche 6 auch
mit einem Außengewinde
versehen sein, das mit einer Überwurfmutter
verschraubt wird, die mit einem nach innen ragenden Flansch hinter
einen an der betreffenden Rohrleitung angebrachten Flansch greift.
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Die
Flansche 6 können
alternativ zu ihrem dargestellten konstanten Innendurchmesser, der dem
Außendurchmesser
der Endabschnitte 19 entspricht, einen abgestuften Innendurchmesser
aufweisen, d.h. eine erste Stufe mit einem dem Außendurchmesser
der Endabschnitte 19 entsprechenden Innendurchmesser und
eine zweite Stufe mit einem dem Innendurchmesser der Endabschnitte 19 entsprechenden
Innendurchmesser. Die erste Stufe wird dann auf dem betreffenden
Endabschnitt 19 und die zweite Stufe an dem freien Ende
des Endabschnitts 19 angeschweißt.
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Sodann
kann das Innenrohr 5, im Gegensatz zu dem dargestellten, über seine
gesamte Länge
einen konstanten Innendurchmesser aufweisen.
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Wenn
Kunststoffe für
die Flansche 6 und das Innenrohr 5 verwendet werden
sollen, die keine Schmelzverbindung miteinander eingehen, kann zur Herstellung
der Verbindung auch ein Haftvermittler verwendet werden, der mit den
Kunststoffen der Flansche 6 und des Innenrohres 5 eine
stoffschlüssige
Verbindung eingeht.
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Eine
weitere Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin,
daß an
einem der beiden Enden des Durchflußmessers 1 der herausragende
Endabschnitt 19 und auch die Flansche 6 und 9 weggelassen
werden. In diesem Fall könnte die
Verbindung dieses Endes des Durchflußmessers mit der Rohrleitung
beispielsweise dadurch erfolgen, daß das freie Ende des Innenrohrs 5 direkt
mit dem freien Ende der Rohrleitung verschweißt wird, sofern diese einen
Kunststoff aufweist, der mit dem Kunststoff des Innenrohrs 5 eine
Schmelzverbindung eingeht, und hinreichend Hantierungsfreiraum zur Durchführung der
Schmelzverbindung, vorzugsweise durch Ultraschallschweißen, besteht.