DE1255330B

DE1255330B - Device for monitoring the flow of fluids in pipes

Info

Publication number: DE1255330B
Application number: DE1963H0048888
Authority: DE
Inventors: Ewald Schneidereit
Original assignee: ERNST HAAGE FA
Current assignee: ERNST HAAGE FA
Priority date: 1963-04-20
Filing date: 1963-04-20
Publication date: 1967-11-30

Description

Vorrichtung zur Überwachung der Strömung von Flüssigkeiten in Rohren Zur Überwachung der Förderung und Dosierung von Flüssigkeiten und Suspensionen in Rohrleitungen sind verschiedene Vorrichtungen bekannt. Hierzu kann der Strömungswiderstand eines Auftriebskörpers ausgenutzt werden. Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, in denen die durch die Strömung bewirkte Verdrehung von ein oder zwei drehbar angeordneten Elementen zur Überwachung der Strömung herangezogen wird. Auch die Messung des Staudruckes der Strömung kann zu ihrer Überwachung ausgenutzt werden.Device for monitoring the flow of liquids in pipes For monitoring the delivery and dosing of liquids and suspensions in Various devices are known in pipelines. The flow resistance a float can be used. There are also known devices in which the rotation caused by the flow of one or two rotatably arranged Elements for monitoring the flow is used. Also the measurement of the back pressure the flow can be used to monitor it.

Diese bekannten Vorrichtungen, auch Strömungswächter genannt, haben entweder den Nachteil, daß sie nur im Bereich relativ kleiner statischer Drucke in der Flüssigkeit einsetzbar sind, oder sie werden erst wirksam bei Überschreiten einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit wegen der entgegenstehenden unvermeidlichen Reibungskräfte. Es ist deshalb schwierig, beispielsweise in jedem Augenblick das Vorhandensein einer sehr geringen Strömungsgeschwindigkeit in einem unter erhöhtem Druck stehenden Rohr festzustellen. These known devices, also called flow monitors, have either the disadvantage that they only work in the area of relatively small static pressures can be used in the liquid, or they only become effective when exceeded a certain flow velocity because of the opposing inevitable Frictional forces. It is therefore difficult, for example, every moment that Presence of a very low flow rate in an under increased To determine the pipe under pressure.

Es ist weiterhin ein Strömungswächter mit einem in Strömungsrichtung durch die Flüssigkeit in einer Förderleitung aus nicht magnetisierbarem Werkstoff entgegen einer Feder bewegten Kontrollkörper mit einem Magnetkern und einer außerhalb der Förderleitung angeordneten magnetisch betätigten Anzeigevorrichtung bekannt. Der Kontrollkörper wird hierbei in der Nullage durch die Feder gegen die Mündung der Förderleitung im Rohranschlußstück gepreßt und gibt sofort die als Nuten im Kontrollkörper ausgebildeten Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit frei, wenn er von der Mündung der Förderleitung abgehoben wird. Die Feder muß hierbei so stark sein, daß sie dem statischen Druck der Flüssigkeit bis zum Eintritt der Strömung das Gleichgewicht halten kann. It is also a flow monitor with one in the direction of flow through the liquid in a delivery line made of non-magnetizable material Control body moved against a spring with a magnetic core and one outside the conveying line arranged magnetically operated display device known. The control body is here in the zero position by the spring against the muzzle the delivery line pressed in the pipe connector and immediately gives the as grooves in the Control body formed through openings for the liquid free when it is lifted from the mouth of the delivery line. The spring must be so strong be that they are the static pressure of the liquid up to the entry of the flow can keep his balance.

Für die Verwendung in Rohrsystemen mit großem statischem Druck sind derartige Vorrichtungen nicht geeignet. Außerdem ist nicht erkennbar, ob die Nulllage dadurch zustande kommt, daß der erforderliche Druck zur Einleitung der Strömung bei sonst fehlerfreien Verhältnissen in dem Rohrleitungssystem nicht groß genug ist, oder ob ein Fehler, beispielsweise ein Leitungsbruch vor dem Strömungswächter oder Ausfall der Förderpumpe, vorliegt.For use in piping systems with high static pressure such devices are not suitable. In addition, it cannot be seen whether the zero position comes about because the pressure required to initiate the flow not large enough in the case of otherwise fault-free conditions in the pipeline system or whether there is a fault, for example a line break in front of the flow monitor or failure of the feed pump.

Die Erfindung, welche sich ebenfalls auf eine Vorrichtung zur Überwachung der Strömung von Flüssigkeiten in Rohren mit einem in der Förderleitung angeordneten, als Kolben ausgebildeten, durch eine Feder belasteten Meßstab mit einem Magnetkern und einer außerhalb der Förderleitung angeordneten, magnetisch betätigten Anzeigevorrichtung bezieht, vermeidet diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen erfindungsgemäß dadurch, daß eine der vorstehend erwähnten Feder entgegenwirkende zweite Feder vorgesehen ist und der Meßstab und die Anzeigevorrichtung aus einer mittleren Nullage, in der die statischen Drücke der Flüssigkeit vor und hinter dem Kolben gleich groß sind und vom Kolben gesteuerte Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit geschlossen sind, nach beiden Richtungen frei bewegbar sind. The invention, which also relates to a device for monitoring the flow of liquids in pipes with a arranged in the delivery line, designed as a piston, loaded by a spring dipstick with a magnetic core and one arranged outside the delivery line, magnetically operated display device relates, avoids these disadvantages of the known devices according to the invention by that a second spring counteracting the above-mentioned spring is provided is and the dipstick and the display device from a central zero position in which the static pressures of the liquid in front of and behind the piston are equal and through openings for the liquid controlled by the piston are closed, are freely movable in both directions.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung brauchen die beiden Federn nur für die Differenz der statischen Drücke vor und hinter dem Kolben des Meßstabes ausgelegt zu sein, und es werden daher auch geringe Strömungsgeschwindigkeiten in einem unter erhöhtem statischem Druck stehenden Rohr festgestellt. In the device according to the invention, the two need springs only for the difference between the static pressures in front of and behind the piston of the dipstick to be designed, and there are therefore also low flow velocities in detected in a pipe under increased static pressure.

Ferner ist an der mittleren Nullage der Anzeigevorrichtung erkennbar, daß der statische Druck zu beiden Seiten des Meßstabes gleich groß und die Verhältnisse im Rohrleitungssystem in Ordnung sind, während beim Auswandern der Anzeigevorrichtung entgegen der Strömungsrichtung bis in die entsprechende Endlage ein Fehler angezeigt wird. Die Anzeigevorrichtung kann mit elektrischen Kontakten ausgerüstet sein, so daß bei bestimmten Lagen des Meßstabes jeweils Signale ausgelöst werden.It can also be seen from the middle zero position of the display device, that the static pressure on both sides of the measuring stick is the same and the proportions in the pipeline system are in order, while when moving the display device an error is displayed against the direction of flow up to the corresponding end position will. The display device can be equipped with electrical contacts, see above that with certain positions of the measuring stick, signals are triggered in each case.

Die Erfindung gestattet, auf diese Weise mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine ständige Kontrolle der Strömung und des Rohrleitungssystems auf Fehler praktisch ohne Wartung des Strömungswächters durchzuführen. The invention allows in this way with relatively simple Means a constant control of the flow and the pipeline system for errors can be carried out practically without maintenance of the flow monitor.

Zweckmäßig ist die Vorrichtung so ausgeführt, daß die vom Kolben gesteuerten Durchtrittsöffnungen erst nach einer Verschiebung des Kolbens um einen bestimmten Weg in der Strömungsrichtung geöffnet werden. Es muß also erst ein gewisser Überdruck vorhanden sein, der ausreicht, den Kolben um eine bestimmte Strecke axial zu bewegen, bevor ein Durchfluß entsteht. Dadurch ist sichergestellt, daß die Strömung erst bei einem bestimmten Überdruck einsetzen kann, was insbesondere in Systemen mit chemischen Reaktionen erforderlich ist, um eine Sicherheit gegen vorzeitiges Öffnen der Durchtrittsöffnungen und dadurch bedingte Stöße zu erzielen. The device is expediently designed so that the piston controlled passage openings only after a displacement of the piston by one certain path in the flow direction can be opened. So there has to be a certain one first Excess pressure must be available that is sufficient to lift the piston by one certain Distance to move axially before a flow is created. This ensures that the flow can only start at a certain overpressure, which in particular in systems with chemical reactions is required to provide security against To achieve premature opening of the passage openings and the resulting impacts.

Außerdem ergibt die verhältnismäßig große Verschiebung des Kolbens bis zum Eintritt der Strömung einen großen, gut erkennbaren Ausschlag des Anzeigeinstrumentes und eine sichere Kontaktgabe der Anzeigekontakte.In addition, the relatively large displacement of the piston results a large, easily recognizable deflection of the display instrument until the flow enters and reliable contacting of the display contacts.

Zur Sicherung bei starken Rückstößen kann noch eine zweite als zusätzliche Rückschlagsicherung dienende Dichtung vorgesehen sein, die am Ende des maximalen Verschiebungsweges des Kolbens entgegen der gewünschten Strömungsrichtung zur Wirkung kommt und durch eine Dichtungsfläche am Ende des Kolbens und eine entsprechende Gegenfläche des Rohranschlußstückes gebildet ist. To secure against strong recoils, a second can be used as an additional Backlash protection serving seal can be provided at the end of the maximum Displacement of the piston against the desired flow direction to the effect comes and through a sealing surface at the end of the piston and a corresponding one Opposite surface of the pipe connector is formed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

In einem zylindrischen Mantel 1 (s. Abbildung) ist axial verschieblich ein zylindrischer Meßstab 2 gelegt. Durch die gegeneinanderwirkenden Druckfedern 3 und 4 wird der Meßstab 2 bei Druckausgleich vor und hinter dem Strömungswächter in der Nullage gehalten. An der Stelle 5 befinden sich auf einem Teil der Länge des Meßstabes 2 einige Nuten für den Flüssigkeitsdurchtritt. Die Nuten werden begrenzt durch eine koaxiale Dichtung 6, die auf dem Meßstab 2 befestigt ist und sich mit diesem bewegt. In a cylindrical shell 1 (see figure) is axially displaceable a cylindrical dipstick 2 is placed. Due to the counteracting compression springs 3 and 4, the dipstick 2 becomes in front of and behind the flow monitor when the pressure is equalized held in the zero position. At point 5 are located on part of the length of the dipstick 2 some grooves for the passage of liquid. The grooves are limited by a coaxial seal 6, which is attached to the dipstick 2 and with this moves.

Beim Überfahren der Kante 7 durch das Ende der Nuten 5 wird infolge Querschnittserweiterung der Weg für den Flüssigkeitsdurchtritt freigegeben. Die Verschiebung des Magneten 8, der in den Meßstab 2 eingelassen ist, wird durch den Tastmagneten 9, der an der Schelle 16 gelenkig gelagert ist und an dem ein Zeiger 10 angelenkt ist, auf der Skala 11 angezeigt. Durch die elektrischen Kontakte 18 und 19 werden bei Erreichen der Endlagen des Meßstabes Signale ausgelöst. Der Mantel 1 besitzt bei 12 und 13 Gewinde. Durch Verdrehen des Mantels 1 gegen die Anschlußrohrstücke pressen sich die Dichtflächen 14 und 15 gegen die entsprechenden Gegenflächen und bewirken eine Abdichtung des Innenraumes des Strömungswächters nach außen.When the edge 7 is passed by the end of the grooves 5, as a result Cross-sectional enlargement of the way for the passage of liquid is released. the Displacement of the magnet 8, which is embedded in the dipstick 2, is through the Probe magnet 9, which is hinged to the clamp 16 and on which a pointer 10 is hinged, indicated on the 11 scale. Through the electrical contacts 18 and 19 signals are triggered when the end positions of the dipstick are reached. The coat 1 has threads at 12 and 13. By turning the jacket 1 against the connecting pipe pieces the sealing surfaces 14 and 15 press against the corresponding mating surfaces and cause the interior of the flow monitor to be sealed off from the outside.

Die Druckfedern 3 und 4 werden je nach Verschiebungsrichtung des Meßstabes entweder zusammengedrückt oder entlastet. Bei Ausbleiben eines einseitigen Überdruckes auf den Meßstab 2 kehrt dieser in die Nullstellung zurück. The compression springs 3 and 4 are depending on the direction of displacement of the Dipstick either compressed or relieved. In the absence of a unilateral Excess pressure on the dipstick 2 returns it to the zero position.

Der Meßstab 2 besitzt weiter eine Dichtung 17, die bei seiner Verschiebung entgegen der erwünschten Strömungsrichtung, die durch Pfeile kenntlich gemacht ist, durch Aufpressen auf die entsprechende Gegenfläche des Rohranschlußstückes eine zweite Rückschlagsicherung ergibt. The dipstick 2 also has a seal 17 which, when it is moved contrary to the desired direction of flow, which is indicated by arrows, by pressing onto the corresponding mating surface of the pipe connector second kickback protection results.

An der Stellung des Zeigers 10 kann mittels Skala 11 leicht das Vorhandensein einer Strömung oder auch das Wirksamwerden der Dichtung 6 allein oder zusammen mit der Dichtung 17 abgelesen werden. At the position of the pointer 10, by means of a scale 11, the presence can easily be identified a flow or the becoming effective of the seal 6 alone or together with the seal 17 can be read.

Eine Flüssigkeitsströmung ist erst dann möglich, wenn die durch den Förderpumpendruck in der Flüssigkeit erzeugte Kraft die Druckfeder 4 so weit zusammendrückt, daß das stromabwärts gelegene Ende der Nut 5 aus dem Bereich der die Nuten begrenzenden Dichtung 6 heraustritt. Bei einem Ausbleiben des Förderpumpendruckes bewirkt die zusammengedrückte Feder 4 eine Rückverschiebung des Meßstabes 2. Das Nutende kommt in den Bereich der Dichtung 6, und der Strömungsweg ist damit unterbrochen. A flow of liquid is only possible when the through the Feed pump pressure in the liquid generated force compresses the compression spring 4 so far, that the downstream end of the groove 5 from the area of the delimiting the grooves Seal 6 emerges. In the event of a failure of the feed pump pressure causes the compressed spring 4 a back shift of the dipstick 2. The end of the groove comes in the area of the seal 6, and the flow path is thus interrupted.

Ein Ansteigen des statischen Druckes in der Flüssigkeit hinter dem Strömungswächter, in Richtung der erwünschten Strömung gesehen, bewirkt eine weitere Verschiebung des Meßstabes in Richtung stromaufwärts bis zu dem als zweite Dichtung auF gebildeten Anschlag. Durch die Hintereinanderschaltung von zwei Dichtungen wird eine wirksame Rückschlagsicherung erreicht. An increase in static pressure in the liquid behind the A flow monitor, seen in the direction of the desired flow, causes another Displacement of the dipstick in the upstream direction as far as the second seal on formed stop. By connecting two seals in series effective kickback protection is achieved.

Zur Rückführung des Meßstabes 2 aus dieser Sperrstellung in die Nullage bei einem DruckauF gleich vor und hinter dem Strömungswächter dient die Druckfeder 3, die der Druckfeder 4 entgegenwirkt. Unter Nullage wird diejenige relative Lage des Meßstabes verstanden, die eintritt, wenn Druckausgleich vor und hinter dem Strömungswächter herrscht. Bei Druckausgleich heben sich die beiden gegeneinanderwirkenden Federkräfte auf. Der Strömungsweg bleibt durch die Dichtung 6 gesperrt. To return the dipstick 2 from this locked position to the zero position if there is pressure upstream and downstream of the flow monitor, the compression spring is used 3, which the compression spring 4 counteracts. The relative position becomes the zero position of the dipstick, which occurs when there is pressure equalization in front of and behind the flow switch prevails. When the pressure is equalized, the two opposing spring forces are lifted on. The flow path remains blocked by the seal 6.

Die Dimensionierung der beiden Druckfeder erfolgt auf bekannte Weise, wobei man zweckmäßig die Federkräfte so wählt, daß der im Strömung wächter auftretende Druckabfall in gewissen Grenzen bleibt. Einen Einfluß auf die Funktion des Strömungswächters hat sein Druckabfall, wie auch die in ihm auftretenden Reibungskräfte, jedoch nicht. The two compression springs are dimensioned in a known manner, whereby one expediently selects the spring forces so that the guard occurring in the flow Pressure drop remains within certain limits. An influence on the function of the flow monitor however, its pressure drop, like the frictional forces occurring in it, does not.

Es ist vorteilhaft, die Querschnitte von Mantel und Meßstab des Strömungswächters kreisrund auszuführen, obwohl jede andere Querschnittsform grundsätzlich auch gewählt werden kann.It is advantageous to check the cross-sections of the jacket and measuring rod of the flow monitor to be circular, although any other cross-sectional shape was also chosen in principle can be.

Die Dimensionierung der Nuten 5 richtet sich nach der geforderten Flüssigkeitsdurchsatzmenge und nach dem zugelassenen Druckabfall in der Nut. Der durch die Nuten gebildete freie Strömungsquerschnitt kann 0,1 bis 250/o, vorzugsweise jedoch 0,5 bis 20/o des Querschnittes des axial verschieblichen Meßstabes, gemessen an der Stelle, an der sich die Nuten befinden, betragen. The dimensioning of the grooves 5 depends on the required Liquid flow rate and according to the permitted pressure drop in the groove. Of the Free flow cross-section formed by the grooves can be 0.1 to 250 / o, preferably but 0.5 to 20 / o of the cross-section of the axially displaceable measuring stick, measured at the point where the grooves are located.

Als Werkstoff der Einzelteile des Strömung wächters können handelsübliche unmagnetische Werkstoffe, vorzugsweise jedoch austenitischer Stahl, verwendet werden. Commercially available materials can be used as the material for the individual parts of the flow guard Non-magnetic materials, but preferably austenitic steel, can be used.

Es ist vorteilhaft, daß ein Teil des Meßstabes, zweckmäßigerweise derjenige, in dem sich die Nuten 5 für den Flüssigkeitsdurchtritt befinden, aus gleitfähigem Werkstoff, insbesondere aus Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, besteht. It is advantageous that part of the dipstick, expediently the one in which the grooves 5 for the passage of liquid are located Slidable material, especially made of plastic with a low coefficient of friction, consists.

Der maximale Verschiebungsweg des Meßstabes sollte 10 bis 500/0 von der Größe des Durchmessers des zylindrischen Mantels des Strömungswächters, vorzugsweise 20 bis 350/0 lang sein. Er kann jedoch auch hiervon abweichende Werte annehmen. The maximum displacement of the dipstick should be 10 to 500/0 from the size of the diameter of the cylindrical jacket of the flow monitor, preferably 20 to 350/0 long. However, it can also assume values that differ from this.

Claims

Claims: 1. Device for monitoring the flow of Liquids in tubes with a piston arranged in the delivery line trained, loaded by a spring dipstick with a magnetic core and a magnetically operated display device arranged outside the conveying line, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that one of the spring (4) counteracts second spring (3) is provided and the dipstick (2) and the display device (9, 10, 11) from a mean zero position in which the static pressures the liquid in front of and behind the piston (2) are the same size and from the piston (2) controlled passage openings (5) for the liquid are closed, after both Directions are freely movable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the from Piston controlled through openings only after a certain path of the piston (2) are open in the direction of flow.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the piston (2) on its circumference over part of its length one or more in the direction of flow has grooves lying, known per se, and a seal (6).

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that a second seal (17) is provided at the end of the maximum displacement path of the piston against the desired flow direction comes into effect and through a sealing surface (17) on the End of the piston and a corresponding mating surface is formed on the pipe connector.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that with the help of the grooves (5) attached to the piston, the free flow cross section formed 0.1 to 25%, preferably 0.5 to 2 ovo of the cross section of the piston (2).

6. Device according to claims 3 and 5, characterized in that that the part of the piston (2) in which the grooves (5) are located consists of a slidable Material, preferably made of plastic with a low coefficient of friction.

7. Apparatus according to claim 4, characterized in that the maximum Displacement of the dipstick 10 to 500/0, preferably 20 to 350/0 of the outside diameter of the tubular jacket of the flow monitor is.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,171,631; German utility model No. 1 010.