DE1272010B

DE1272010B - Vorrichtung zur Durchflussmessung

Info

Publication number: DE1272010B
Application number: DE19641272010
Authority: DE
Inventors: Willi Tiefenbach
Original assignee: ERIKA TIEFENBACH
Current assignee: ERIKA TIEFENBACH
Priority date: 1964-07-24
Filing date: 1964-07-24
Publication date: 1968-07-04

Description

Vorrichtung zur Durchflußmessung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Menge einer durch Rohrleitungen fließenden Flüssigkeit. In technischen und chemischen Betrieben besteht häufig die Forderung, die Menge dieser durch Rohrleitungen fließenden Flüssigkeiten zu messen, insbesondere ein Überschreiten oder Unterschreiten vorgebener Grenzwerte der Durchflußmenge zu überwachen und gegebenenfalls entsprechende Signale oder Schaltvorgänge auszulösen.
Dies ist beispielsweise wichtig bei Kühlwasserleitungen, weil eine Verringerung der Külüwassermenge unter einen gegebenen Grenzwert eine Gefährdung des Betriebes bewirken kann, so daß es erforderlich ist, in derartigen Fällen öfen, Heizanlagen, Pumpen od. dgl. abzuschalten oder andere Hilfseinrichtungen in Betrieb zu nehmen.
Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zum Messen bzw. zum Überwachen strömender Flüssigkeiten bekannt. Einige bekannte Meßeinrichtungen enthalten einen im Flüssigkeitsstrom angeordneten, allseits umströmten Meßkörper, der in einen Käfig geführt ist und die Anzeigevorrichtung betätigt.
Die Erfindung bezweckt, eine neuartige Obere wachungseinrichtung anzugeben, die auch bei kurzem Verschiebungsweg des Meßkörpers genaue und reproduzierbare Meßergebnisse liefert.
Im speziellen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten, welche einen im Flüssigkeitsstrom angeordneten, allseits umströmten zylindrischen Körper enthält, der auf einer Stirnseite einen konischen Fortsatz trägt, mit etwas Spiel und axial beweglich in einem zylindrischen Käfig mit wenigstens drei Käfigstäben angeordnet ist, und wobei die zu messende Flüssigkeit axial zugeführt und durch den Zwischenraum zwlschen konischem Fortsatz und Käfigring in den sich erweiternden Zwischenraum zwischen den Käfigstäben geleitet wird, wobei die durch Strömungskräfte bewirkte Verschiebung des zylindrischen Körpers als Maß für die durchfließende Flüssigkeitsmenge dient. Erfindungsgemäß nimmt bei dieser Vorrichtung die Breite der Käfigstäbe in dem der Zu flußseite abgewendeten Bereich ab, ist hingegen im Bereich der Abfiußseite konstant.
Dadurch, daß die Käfigstäbe dort, wo die Flüssigkeit in die Meßkammer eintritt, breit sind, also für die Flüssigkeit nur ein schmalerer Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht, sich jedoch bei Anheben des Schwimmers der für die Flüssigkeitsströmung zur Verfügung stehende Querschnitt wesentlich vergrößer, ergibt sich der für die Praxis wesentliche Vorteil, daß eine bestimmte Änderung der Durch- flußmenge beim Erfindungsgegenstand einen kleineren, aber genau reproduzierbaren Hub des Schwimmers bewirkt als bei den bekannten Anordnungen.
Durch diese Verkürzung der Baulänge ist es möglich, die erfindungsgemäße Meßvorrichtung auch an solchen Stellen einzubauen, wo der in axialer Richtung hierfür zur Verfügung stehende Platz beschränkt ist. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich daher auch an solchen Stellen eine sehr wirksame und genaue Flüssigkeitskontrolle durchführen, wo dies bisher entweder gar nicht oder nur nach unbequemen Umbauten möglich gewesen ist.
Es ist vorteilhaft, wenn die Flanken der sich verjüngenden Käfigstäbe einen Winkel von wenigstens 15, maximal 200 miteinander einschließen.
Zweckmäßigerweise ist der eine konstante Breite aufweisende Teil der Käfigstäbe etwa 50 ovo länger als der sich verjüngende Teil der Käfigstäbe.
Es ist ferner günstig, wenn der zylindrische Körper praktisch die gleiche axiale Länge hat wie der sich verjüngende Teil der Käfigstäbe.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Wandstärke der Käfigstäbe wenigstens 10, höchstens 15 O/o des äußeren Käfigdurchmessers.
Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren beschrieben. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren in der gleichen Weise bezeichnet. Es zeigt Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen, mit Einstellskala versehenen Durchtiußreglers, F i g. 2 eine Seitenansicht dieses Durchffußreglers, größtenteils im Schnitt, F i g. 3 einen Bauteil des Durchflußreglers in Ansicht, F i g. 4 ein Prinzipschaltbild mit einer Darstellung der an den Durchfluß regler angeschlossenen elektrischen Stromkreise.
Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Flüssigkeitsregler hat ein rohrförmiges Gehäuse 1, das an den beiden Enden auf den Innenseiten mit je einem Gewinde 2 bzw. 3 versehen ist. Auf dir Zufiußseite ist ein Ge windering 4 eingeschraubt, dessen Öffnung mit einem Sieb 5 bedeckt ist. Von der Abflußseite her ist in den mittleren zylindrischen Teil des Gehäuses ein Käfig 6 eingesetzt, der in Fig. 3 einzeln dargestellt ist. Der Käfig besteht im wesentlichen aus den beiden Käfig ringen 7 und 8 sowie den dazwischen befindlichen Stäben 10. Die Breite der Käfigstäbe ist an der Zufiußseite am größten, nimmt in Strömungsrichtung zuerst kontinuierlich ab und bleibt dann konstant Die Flanken der sich verjüngenden Käfigstäbe scblie ßen einen Winkel von wenigstens 15, höchstens 20° miteinander ein. Der Teil der Käfigstäbe, weicher eine konstante Breite hat, ist um etwa 50°/o länger als der sich verjüngende Teil der Käfigstäbe.
Der von der Abfiußseite her in das Gehäuse eingeführte Käfig ist darin durch eine mit Öffnungen 12 versehene, außen ein Gewinde tragende Scheibe 13 fixiert. In die Scheibe ist ein mit Gewindeschlitz versehener Schraubenbolzen 14 eingesetzt und durch eine Mutter 15 fixiert. Durch den Schraubenbolzen wird die axiale Verschiebung des im Innern des Käfigs befindlichen zylindrischen Körpers 16 begrenzt. Dieser zylindrische Körper hat auf der Zufußseite einen konischen Fortsatz 17, welcher in normaler Betriebslage der Vorrichtung auf einen nach innen vorspringenden Teil 18 des Gehäuses aufsitzt, falls keine Flüssigkeit von unten nach oben durchströmt. Sobald Flüssigkeit in Richtung der Pfeile durch das Gehäusel strömt, wird der zylindrische Körper 16 zusammen mit dem konischen Fortsatz 17 nach oben verschoben. Zwischen dem vorspringen den Teil 18 des Gehäuses und dem konischen Fort satz 17 wird dadurch eine Art Ringdüse gebildet, und die nach oben strömende Flüssigkeit hebt den zylindrischen Körper um so stärker, je größer die Durchfiußmenge pro Zeiteinheit ist, Es hat sich gezeigt, daß für ein einwandfrei reproduzierbares Verhältnis zwischen Durchflußmenge und axialer Bewegung des zylindrischen Körpers der zylindrische Käfig und die durch ihn bewirkte spezielle Strömt mungsverteilung von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Im Innern des zylindrischen Körpers befinden sich, durch ein eingesetztes Verschlußstück 20 geschützt, zwei in axialer Richtung magnetisierte Scheiben 21.
Am rohrförmigen Gehäuse 1 ist außen ein kastenförmiges Gehäuse 22 befestigt, das durch eine Schwalbenschwanzführung 23 parallel zur Rohrachse verschiebbar ist. Die Verschiebung erfolgt durch Drehen einer gegen axiale Verschiebung durch einen U-förmigen Bügel 23 gesicherten Rändelschraube 24, welche auf einen mit dem kastenförmigen Gehäuse 22 verbundenen Gewindebolzen 25 -aufgeschraubt ist, Im Innern des kastenförmigen -Gehäuses 22 befindet sich ein Magnetschalter 23 üblicher Bauart, Wenn bei einer axialen Verschiebung des zylindrischen Körpers 16 die Magnetscheiben 21 in die Nähe des Magnetschalters gelangen, wird dieser durch das Magnetfeld der Permanentmagneten eingeschaltet. In analoger Weise wird der Magnetschalter wieder ausgeschaltet, wenn die Magnetscheiben 21 sich ein ent- sprechendes Stück entfernt haben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher sehr gut als sogenannter Wächter, der bei Unterschreiten bzw.
Überschreiten einer vorgegebenen Durchnußmenge einen elektrischen Schaltkreis einschaltet. Durch axiale Verschiebung des kasteuförmigen Qehinses v mit dem Magnetschalter 26 läßt sich die Durchflußmenge, bei deren Über- bzw. Unterschreitung der Schalter betätigt wird, in einfacher Weise einstellen.
Das kastenförmige Gehäuse 22 trägt außen eine in Liter pro Minute geeichte Skala 27, auf welcher ein Zeiger 28 spielt, der außen am rohrförmigen Gehäuse 1 befestigt ist.
F i g. 4 zeigt als Ausführungsbeispiel die mit dem Magnetschalter verbundene elektrische Schaltung.
Sobald bei einer entsprechenden Durchflußmenge der Magnetschalter 26 schließt, wird die Lampe30 aufleuchten und dadurch ein Warnsignal geben.
Durch Schließen des Schalters 31 kann bewirkt werden, daß gleichzeitig mit dem Aufleuchten der Signallampe an den Klemmen 32 des Transformators 33 eine Steuerspannung entsteht, welche dann die erforderlichen Maßnahnaen auslöst, beispielsweise die durch Änderung der Durchflußmenge gefähirdeten Geräte abschaltet.
Der Schalter 31 kann beispielsweise mit dem Schalter zum Einschalten eines Apparates gekoppelt sein, welcher von der Flüssigkeit gekühlt werden soll, die das Gehäuse 1 durchiließt. Dadurch, daß der Schalter 31 und der Magnetschafter 26 in Reihe geschaltet sind, kann der Apparat nur dann arbeiten, wenn der Magnetschalter 26 geschlossen ist, also die vorgesehene Kühlmenge dem Apparat bereits zugeführt wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Durchllußmessung von Flüssigkeiten, welche einen im Flüssigkeitsstrom angeordneten, allseits umströmten zylindrischen Körper enthält, der auf einer Stirnseite einen konischen Fortsatz trägt, mit etwas Spiel und axial beweglich in einem zylindrischen Käfig mit wenigstens drei Käfigstäben angeordnet ist, und wobei die zu messende Flüssigkeit axial zugeführt und durch den Zwischenraum zwischen konischem Fortsatz und Käfigring in den sich erweiternden Zwischenraum zwischen den Käfigstäben geleitet wird, wobei die durch Strömungskräfte bewirkte Verschiebung des zylindrischen Körpers als Maß für die durchfließende Flüssigkeitsmenge dient, dadurch gekennzeichn e t, daß die Breite der Käfigstäbe in dem der Zufiußseite zugewendeten Bereich abnimmt, hin gegen im Bereich der Abflußseite konstant ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken der sich verjüngenden Käfigstäbe einen Winkel von wenigstens 15, maximal 200 miteinander einschließen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine konstante Breite aufweisende Teil der Käfigstäbe etwa 50°/o länger ist als der sich verjüngende Teil der Käfigstäbe.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Körper praktisch die gleiche axiale Länge hat wie der sich verjüngende Teil der Käfigstäbe.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß die Flanken derKäfigstäbe in radialer Richtung verlaufen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Käfigstäbe wenigstens 10, höchstens 15 0/o des äußeren Käfigdurchmessers ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 910967, 867307, 866 557, 863 886, 814 943, 658 662, 250 777; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 071 359; deutsche Patentanmeldung K12340IXb/42e (bekanntgemacht am 10. 9. 1952); deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 803 719.