DE1473188C3 - Vorrichtung zum Überwachen der Durchflußmenge von Flüssigkeiten oder Gasen in Rohrsystemen - Google Patents

Description

Es sind bereits Vorrichtungen zum Überwachen der Durchflußmenge von Flüssigkeiten und Gasen in Rohrsystemen bekanntgeworden, bei denen die Verschiebung eines im Rohrsystem angeordneten Körpers durch Magnetwirkung an einen Kontaktgeber, der außerhalb des Rohrsystems angeordnet ist, übertragen wird. Dabei ist bei einigen Lösungen innerhalb des Rohrsystems lediglich ein Körper oder eine Platte aus magnetisch durchlässigem Werkstoff bei außen liegenden Magneten vorgesehen. Bei anderen Lösungen dagegen ist innerhalb des Rohrsystems ein permanenter Magnet angeordnet, der entweder im Zusammenspiel mit einem weiteren außerhalb des Rohrsystems angeordneten Permanentmagneten einen Schaltbefehl auslöst oder aber es ist innerhalb des Rohrsystems ein Permanentmagnet angeordnet der direkt durch die unmagnetische Rohrwandung auf einen außen angeordneten Schalter einwirkt

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform solcher Überwachungsvorrichtungen enthält im Strömungsraum einen, als ringförmige Scheibe ausgebilde-. ten Permanentmagneten, der gegen eine Feder oder gegen die Kraft eines entsprechend umgekehrt gepolten Magneten abgestützt ist Die Verschiebung dieses ringförmigen Permanentmagneten im Strömungsraum bewirkt die Betätigung eines außerhalb des Strömungsraumes angebrachten Schalters.

Alle diese bekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß die im Strömungsraum verschiebbar angeordneten Elemente gelagert werden müssen. Es ist dabei gleichgültig, ob es sich um eine Drehlagerung handelt oder ob die Teile in gerader Richtung verschoben werden müssen und dementsprechend in Büchsen oder im Strömungsrohr selbst gelagert sind. Sowohl Flüssigkeiten als auch Gase sind niemals völlig frei von Fremd-

körpern. Soll beispielsweise eine Überwachung von Wassermengen stattfinden, so läßt es sich nicht vermeiden, daß das Wasser insbesondere bei erhöhten Temperaturen Kesselstein absetzt. Dieser Kesselstein setzt sich vornehmlich an solchen Oberflächen ab, gegenüber

ίο denen die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers gering ist Da in den Lagerungsstellen praktisch keine Strömungsgeschwindigkeit auftritt, sind dies die bevorzugten Stellen für einen Absatz von Kesselstein. Auch Unreinlichkeiten oder Fremdkörper, die insbesondere von Kühlwasser für Industrieanlagen mitgenommen werden, setzen sich vielfach an oder in den Lagerstellen ab. Beispielsweise setzt sich Hammerschlag vom Schweißen von Industrie-Rohrleitungen oder Hanf vom Abdichten solcher Rohrleitungen gerne im Be-

ao reich der Lagerungen der verschiebbaren oder drehbaren Teile in solchen Strömungswächtern ab.

Bei der Überwachung von Preßluft ist nicht zu vermeiden, daß Feuchtigkeit bzw. Wasser und außerdem ölreste mit der Preßluft in den Strömungswächter ge-

a5 langen. Auch diese Fremdstoffe setzen sich vornehmlich im Bereich der strömungsfreien Lagerungen ab. Für öle, Fettsäuren, Leicht- oder Schwerbenzine gilt das gleiche wie im Zusammenhang mit Wasser oder Preßluft beschrieben. Auch diese Stoffe führen häufig Fremdkörper mit sich, die die Neigung haben, sich im Bereich der Lagerungen abzusetzen und dadurch die Funktion des Gerätes in Frage zu stellen.

Als weiterer Nachteil der bekannten Einrichtungen tritt von Zeit zu Zeit eine Verstopfung der Geräte ein, die durch eine Anlagerung größerer Fremdkörper im Rohrsystem vor der Stelle geringsten Strömungsquerschnittes hervorgerufen wird. Hier sind es meist Schweißperlen oder von der Wandung abgelöste Rostplaketten, die die Durchflußöffnung an ihrer engsten Stelle verschließen und dadurch einen besonders hohen Druckabfall am Gerät hervorrufen, der den Eindruck einer besonders großen Durchströmmenge entstehen läßt Auch dieser Nachteil tritt unabhängig von der Art des zu überwachenden strömenden Mediums auf.

Der Durchströmquerschnitt wird bei den bekannten Einrichtungen durch den den Magneten tragenden Teil nicht verändert Es bildet sich vor dem Dauermagneten auch kein Staudruck aus, der den schließenden Körpej bereits bei verhältnismäßig geringen Strömungs-Schwankungen bewegen und damit das Gerät ansprechen lassen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum überwachen der Durchflußmenge von Flüssigkeiten oder Gasen in Rohrsystemen, unter Verwendung eines im Rohrsystem befindlichen Permanentmagneten und einer außerhalb des Rohrsystems angeordneten Schaltvorrichtung so zu gestalten, daß die Nachteile bekannter Einrichtung vermieden werden. Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß, indem ein Trägerkörper für den Magneten reibungsfrei an einer im Strömungsraum angebrachten Blattfeder so befestigt wird, daß in der Ruhelage der Trägerkörper bzw. der Magnet den Durchströmquerschnitt des Rohrsystems verengt oder verschließt während bei Nennströmung der Trägerkörper gegen die Kraft der Blattfeder reibungsfrei, den Durchströmquerschnitt vergrößernd ausweicht
Die Anordnung kann so getroffen werden, daß in

einem Strömungsraum ein Umlenkkörper eingebracht ist, der die in Strömungsrichtung des Mediums im Rohrabschnitt liegende Blattfeder trägt. Es kann aber auch ein auf Rohrleitungen aller Art aufsetzbarer Aufsatzkörper vorgesehen werden, der in einer mit dem Strömungsraum verbundenen Bohrung die Blattfeder und außerdem in einer gegen den Strömungsraum verschlossenen Bohrung den in seiner Lage verstellbaren Magnetschalter enthält

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber den bekannten Einrichtungen liegt darin, daß die Befestigung des Trägerkörpers mit dem Magneten an einer im Strömungsraum angebrachten Blattfeder das Problem der reibungsfreien Lagerung dieses beweglichen Teiles löst Es kann nunmehr weder eine gleitende Reibung noch eine drehende Reibung auftreten. Selbst bei stärksten Ablagerungen von Kesselstein, Chemikalien od. dgl. bleibt die Ausweichbewegung des Magneten stets analog der Durchströmmenge des zu überwachenden flüssigen oder gasförmigen Mediums. Ein Hängenbleiben oder Verklemmen der Lagerung des bewegten Magneten kann auch dann nicht eintreten, wenn Fremdkörper wie Schweißperlen oder Hammerschlag bzw. Hanf oder sonstiges Dichtungsmaterial insbesondere bei Inbetriebnahme neuer Anlagen durch das Gerät gefördert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet jedoch noch einen weiteren Vorteil. Die Befestigung des Trägerkörpers mit dem Magneten an einer Blattfeder sorgt dafür, daß beim Durchtritt von Fremdkörpern durch den verengten Strömungsraum und eine Anlagerung solcher Fremdkörper in diesem Gebiet der Trägerkörper mit dem Magneten eine besonders weite Ausweichbewegung durchführen kann. In diesem Augenblick baut sich vor dem Trägerkörper ein besonders hoher Druck auf, der eine große Ausweichbewegung der Blattfeder bewirkt. Hierdurch öffnet sich der enge Durchströmquerschnitt, so daß der angelagerte Fremdkörper hindurchströmen kann. Anschließend geht die Blattfeder wieder in ihre ursprüngliche Lage zurück.

F i g. 1 zeigt eine Lösungsform des vorliegenden Erfindungsgedankens. Es ist 1 ein Gehäuse aus unmagnetischem Werkstoff wie beispielsweise Messing, Rotguß, aüstenitischem Stahl, Kunststoff od. dgl. In diesem Gehäuse ist ein ebenfalls aus unmagnetischem Werkstoff hergestellter Umlenkkörper 2 eingebracht. Dieser Umlenkkörper ist durch Schrauben, Nieten, Löten od. dgl. so mit dem Gehäuse 1 verbunden, daß die zu überwachende Strömungsmenge des flüssigen oder gasförmigen Mediums nur in Richtung der Pfeile 3 durch das Gehäuse 1 treten kann. Auf dem Umlenkkörper 2 befindet sich die Blattfeder 4, die an ihrem vorderen Teil den Trägerkörper 5 und damit den Magneten 6 trägt Der Magnet 6 ist als ringförmiger Permanentmagnet aus Bariumferrit ausgebildet Er kann jedoch auch eine andere als ringförmige Gestalt aufweisen.

In dem dargestellten Beispiel schließt der Trägerkörper 5 die Durchtrittsöffnung 7 am Umlenkkörper 2 in der Ruhelage ab. Strömt nun ein Medium durch den Strömungsraum 8, so wird durch den Druckabfall am Strömungsdurchtrittsquerschnitt 7 der Trägerkörper 5 mit dem Magneten 6 in Richtung des Pfeiles 9 angehoben. Die Hubhöhe ist abhängig von der Strömungsmenge. Außerhalb des Strömungsraumes 8 befindet sich der Magnetschalter 10, der aus zwei zungenförmig ausgebildeten Kontakten besteht, die in einem Glasrohr gasdicht eingeschmolzen sind und von denen zumindest einer auf die Feldänderung des Permanentmagneten 6 durch eine Lageveränderung anspricht.

Hierdurch wird entweder der Kontakt geschlossen oder der in Ruhestellung geschlossene Kontakt geöffnet. Zur Veränderung der Schaltpunkte kann der Abstand des Magnetschalters zum Permanentmagneten im Strömungsraum geändert werden. Im dargestellten Beispiel wird die Lageveränderung so durchgeführt daß der zwischen zwei Führungsplatten 11 und 12 fest

ίο eingespannte Magnetschalter 10 gegen die Federkraft von zwei Druckfedern 13 und 14 über die Führungsbolzen 15 und 16 verstellt werden kann. Beim Anziehen der Verstellschraube 17 nähert sich der Magnetschalter 10 dem im Strömungsraum befindlichen Permanent-

»5 magneten 6, bei Lösen der Schraube 17 entfernt sich der Magnetschalter 10 von dem permanenten Magneten 6 im Strömungsraum.

Der Magnetschalter 10 kann mit Arbeits- oder Ruhekontakt oder auch mit Umschaltkontakt ausgerüstet

so sein.

Beim dargestellten Beispiel der Fig.! befindet sich im Strömungsraum 8 der Umlenkkörper 2, der die Strömung des Mediums in Richtung des Pfeiles 3 praktisch senkrecht zur normalen Strömungsrichtung än-

a5 dert und die in Achsrichtung des Gehäuses angeordnete Blattfeder 4 trägt, die an ihrem vorderen Ende den Magnetträger 5 und den Permanentmagneten 6 aufweist Der Umlenkkörper hat in vielen Fällen einen symmetrisch angeordneten Mittelsteg 2'. Je nach Nennweite des Strömungsräumes und nach Menge des Mediums kann der Mittelsteg 2' auch unsymmetrisch angeordnet sein. Zusätzlich kann auch ein Nebenanschluß zur Hauptströmung durch eine, öffnung bei 18 und/oder 19 vorgesehen werden, durch die das Gerät auch für größere Strömungsmengen verwendbar ist Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die frei bewegliche Blattfeder jedoch auch reibungsfrei, praktisch senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums, in einem Aufsatzkörper befestigt werden.

Auch bei dieser Ausführungsform trägt die Blattfeder den Trägerkörper mit dem Magneten, wobei Trägerkörper oder Magnet den Strömungsquerschnitt in einem Strömungsraum verengen oder abschließen. Durch den in Strömungsrichtung ausgeübten Druck wird gegen die Kraft der Blattfeder der Magnetträger einschließlich des Magneten reibungsfrei in Strömungsrichtung bewegt wobei er seinen Abstand zu der ebenfalls in den Strömungsraum hineinragenden, gegen den Strömungsraum flüssigkeits- und gasdicht verschlosse-

nen Magnetschalteinrichtung ändert Durch die Änderung des Abstandes wird wiederum ein Schaltvorgang in der Magnetschalteinrichtung hervorgerufen.

Der besondere Vorteil dieser Weiterbildung des Erfindungsgedankens liegt darin, daß der Aufsatzkörper alle für die Einrichtung erforderlichen Teile aufnimmt Dieser Aufsatzkörper kann auf Rohre aller Art und insbesondere auch aller Abmessungen mittels eines Dichtringes und entsprechender Schrauben aufgebracht werden. Diese aufsetzbare Ausführung der Vorrichtung gestattet ihre Verwendung in bereits bestehenden Rohrleitungsnetzen. Je nach Art des Mediums und nach Größe der Strömungsmenge ist es in manchen Fällen zweckmäßig, in die Rohrleitung einen ringförmigen Körper zur Erreichung einer Querschnittsverengung anzubringen. Der Durchströmquerschnitt dieses ringförmigen Körpers wird dabei von dem Magnetträger oder dem Magneten verschlossen. In manchen Fällen, insbesondere bei sehr großen Strömungsmengen, ge-

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nügt es jedoch, wenn lediglich der Magnetträger bzw. Wellrohr untergebracht werden, das durch geeignete der Magnet den Strömungsquerschnitt der Rohrleitung Mittel gegen den Magneten verstellt werden kann,
verengt und durch den Strömungsdruck gegen die Insbesondere bei kleinen Strömungsmengen kann in Kraft der Blattfeder in Strömungsrichtung bewegt den Strömungsraum 20 ein ringförmiger Einsatz 37 einwird. 5 gebracht werden, der beispielsweise durch eine läbge-F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Weiter- dichtete Schraube von außen gehalten wird. Auf das bildung des Erfindungsgedankens. Es ist 20 eine Rohr- Mundstück 38 dieses Einsatzes legt sich sodann der leitung, in der ein flüssiges oder gasförmiges Medium in Magnetträgerkörper 28 auf. Tritt nun eine Strömung in Richtung des Pfeiles 21 strömt. Die aus beliebigem Richtung des Pfeiles 21 ein, so wird der Magnet 29 ge-. Werkstoff bestehende Wandung der Rohrleitung 22 ist io gen die Kraft der reibungsfrei angebrachten Feder 27 an der Stelle unterbrochen, an der der Aufsatzkörper in Richtung des Pfeiles 39 bewegt, wobei das Gebiet 23 gas- bzw. flüssigkeitsdicht auf die Rohrleitung aufge- höchster magnetischer Feldstärke bei 40 in Annähesetzt wird. Die Dichtstellen 24 können durch normale rung zu dem Magnetführungsstück 41 des Magnet-Flachdichtungen oder beispielsweise durch O-Ringe schalters 30 kommt. Der Magnetschalter 30 ist in einem gebildet werden. Der Aufsatzkörper 23 hat ein zylindri- 15 flüssigkeitsdichten Rohr untergebracht, welches beisches Sackloch 25, in dem ein Körper 26 zur Befesti- spielsweise durch Löten, Schweißen od. dgl. bei 42 fest gung der reibungsfrei aufgehängten Blattfeder 27 ein- mit dem Aufsatzkörper 23 verbunden ist Die Anordgeschraubt ist. Die Blattfeder 27 trägt in ihrem unteren nung gemäß der F i g. 2 hat den Vorteil, daß sie in glei-Bereich den Magnetträger 28 und dieser wiederum den eher Ausführung für eine praktisch beliebige Anzahl Magneten 29. Der Aufsatzkörper 23 trägt außerdem ao Rohrleitungen unterschiedlicher Abmessungen verden Magnetschalter 30, der auf einer Wippe 31, die um wendet werden kann. Lediglich die Länge der Feder 27 den Drehpunkt 32 bewegt werden kann, aufliegt. Der sowie die Lage des Magnetschalters sind der Nennwei-Abstand des Magnetschalters 30 vom Permanentma- te des Strömüngsraumes 20 anzupassen,
gnet im Strömungsraum 29 kann verändert werden. Der weitere Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß Diese Abstandsänderung geschieht durch die im Auf- 35 sie in Rohre eingesetzt werden kann bzw. auf Rohre satzkörper 23 mit Gewinde geführte Schraube 33, die aufgebracht werden kann, die aus normalen magnetidie Wippe 31 gegen die Kraft der Feder 34 in Richtung sehen Werkstoffen wie Eisen, Stahl, Gußeisen od. dgl. des Permanentmagneten 29 drückt. Zur Führung der bestehen. Die. Rohre selbst bilden dann einen Ab-Druckfeder 34 ist in dem Aufsatzkörper ein Sackloch schirmkörper gegen Fremdeinflüsse von Magnetfel-36 vorgesehen, außerdem hat die Wippe einen bolzen- 30 dem oder von magnetischen Nebenschlüssen durch förmigen Ansatz 35, der in die Feder 34 hineinfaßt. Der außerhalb des Rohres befindliche magnetisch durchläs-Magnetschalter kann auch in einem flüssigkeitsdichten sige Werkstoffe.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Überwachen der Durchflußmenge von Flüssigkeiten oder Gasen in Rohrsystemen, unter Verwendung eines im Rohrsystem befindlichen Permanentmagneten und einer außerhalb des Rohrsystems angeordneten Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trägerkörper (Fig. 1, 5; Fig.2, 28) für den Magneten (F i g. 1,6; F i g. 2,40) reibungsfrei an einer im Strömungsraum angebrachten Blattfeder (Fig. 1, 4; Fig.2, 27) so befestigt ist, daß in Ruhelage der Trägerkörper (5, 28) bzw. der Magnet (6, 40) den Durchströmquerschnitt des Rohrsystems verengt oder verschließt, während bei Nennströmung der Trägerkörper (5, 28) gegen die Kraft der Blattfeder (4,27) reibungsfrei, den Durchströmquerschnitt vergrößernd, ausweicht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Strömungsraum (F i g. 1, 8) ein Umlenkkörper (Fig. 1, 2) eingebracht ist, der die in Strömungsrichtung des Mediums (F i g. 1, 3) im Rohrabschnitt liegende Blattfeder (Fig. 1, 4) trägt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Rohrleitungen aller Art aufsetzbarer Aufsatzkörper (F i g. 2,23) vorhanden ist, der in einer mit dem Strömungsraum verbundenen Bohrung (F i g. 2, 25) die Blattfeder (F i g. 2, 27) und außerdem in einer gegen den Strömungsraum verschlossenen Bohrung den in seiner Lage verstellbaren Magnetschalter (F i g. 2,30) enthält