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E e s c h r e i b u n g "Vorrichtung zum Überwachen des Durchflusses
in einer Rohrleitung oder dergleichen." Dia Erfindung bezieht sich auf die Überwachung
oder Kontrolle des Gas-oder Flussigkeitsdurchflusses in einer Rohrleitung oder dergleichen.
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Es gibt bereits zahlreiche Geräte, für eine solche Uberwachung bzw.
Kontrolle, doch erfordern diese bekannten Geräte im allgemeinen eine mechanische
oder elektrische Uerbindung zwischen einer in dem fließenden Medium, dessen Durchfluß
kontrolliert werdan soll, schwimmenden Einrichtung, die auch auf diesen Durchfluß
anspricht, und irgendeiner außenliegenden Anzeigevorrichtung. Deshalb ist es notwendig,
ein geeignetes-Verbindungselement quer durch die Wandung eines das im Umlauf uefindliche
Medium anthaltenden abgeschlossenen Raumes hindurchzuführen, was oftmals Abdichtungsschwierigkeiten
mit . sich bringt, die nicht immer leicht zu lösan sind. Selbst wenn solche Schwiarigkeiten
nicht vorhanden sind, sind die in der Flüsst@keit schwimmenden Einrichtungen oftmals
in ihrer Konstiukaien kompliziert und/oder schwierig während längerer zeitr@ @me
@@ einem guten Betriebazustand zu halten.
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Da Eif@@@eng hat die Aufgabe @ugrundegelegen, eine besodnere sinfache
Meßeinrichtung zu schaffen, mit der dis oben erwähnten nachteile vermisden werden
und bei der die Möglichkeit gegeben
ist, den Durchfluß irgendeiner
Flüssigkeit oder. eines Gases sowohl in qualitativer als auch quantitativer Hinsicht
zu überwachen.
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Diese Aufgabe findet ihre Lösung an einer Vorrichtung zum Überwachen
des Gas-oder Flüssigkeitsdurchflusses in einer Rohrleitung oder dergleichen nach
der Erfindung dadurch, daß diese Vorrichtung einen langgestreckten abgeschlossenen
Raum mit vorteilhafterweise mindestens einer lichtdurchlässigen Wandung und mit
Siffnunyen an ihren beiden äußeren Enden für eine sichere Verbindung mit den beiden
Rohrleitungsteilen, in denen der Durchfluß eines fließenden Mediums überwacht werden
soll, aufweist, daß jede der Öffnungen von dem Hauptvolumen des abgeschlossenen
Raumes durch ein Gitter mit freien Durchtrittsöffnungen bestimmter Größs getrennt
ist, daß weiterhin in dem abgeschlossenen Raum freibewegliche Körper enthalten sind,
die wenigstens einem Kraftfeld mit einer dem Durchlauf des fließenden Mediums in
dem geschlossenen Raum entgegengerichteten Hauptkomponente ausgesetzt sind, und
daß ferner die durch die erwähnte Hauptkomponente auf die freibeweglichen Körper
ausgeübte Kraft ebenso lange höher als die durch das fließsnde Medium auf die freibeweglichan
Körper ausgeübte Mitreißkraft ist, mie das fließende Medium mit einer geringeren
als der vorherbestimmten Geschwindigkeit strömt, wobei jedoch, da sich das Kräfteverhältnis
umkehrt, wenn die Durchlaufgeschwindigkeit den vorherbestimmten Wert übersteigt,
die freibeweglichen Körper in ihren Abmessungen größer als die in den Gittern belassenen
Durchtrittsöffnungen sind.
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Die erwähnten freibeweglichen Körper können z. B. Kugeln oder. aber
auch ganz andere Körper geeigneter Form sein, deren Abmessungen so sind, daß sie
an den Gittern, die vorteilhafterweise als Maschengitter ausgebildet sind, zurückgehalten
werden.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die Achse des geschlossenen Raumes, die sich zwischen den an dessen Enden vorgesehenen
Flüssigkeitsein-und auslässen erstreckt, genau senkrecht angeordnet, wobei sich
die EinlaO-öffnung
an dam unteren Enda des geschlossenen Raumes
befindet und die freibeweglichen Körper eine höhere Dichte als das zu überwachende
fließende medium aufweisEn. Dann ist es allein die Schwerkraft, die auf die freibeweglichen
Körper einwirkt, die auf dem unteren Gitter ebenso lange ruhen, wie die Durchlaufgaschwindigkeit
des fließenden Mediums unterhalb eines vorherbestimmten Wertes bleibt, und zwar
in Abhängigkeit von der Dichte und gegebenenfalls von der Form und den Abmessungen
der Körper. Sobald die Geschwindigkeit des fließenden Mediums den vorherbestimmten
Wert übersteigt, werden die freibeweglichen Körper von dem fließenden Medium gegen
die Wirkung der Schwerkraft mitgerissen, wobei sie sich hin- und herbewegne und
umso menr in dem abgeschlossenen Raum anheben, Je größer die Geschwindigkeit des
fließenden mediums ist, bis sie sich gegen des obere vor der Ausleßöffnung eingefügte
Gitter legen.
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Man kann mehrere freibewegliche Körper unterschiedlicher Dichte und/oder
Formen oder Abmessungen vorsehen, und zwar einzelne oder auch in Gruppen. Wenn sich
der oder die leichtestan, oder um es allgemeiner auszudrücken, die am seichesten
von der strömenden Flüssigkeit mitzureißrenden freien Körper hin- und herbewegen,
kommen sie als erste an dem oberen Gitter zur Anlage, gefolgt von einem oder anderen
freien Körpern in umgekehrter Reihenfolge, wie disse Körper durch das fließende
Medium gegen die Schwerkraft mitgerissen werden können.
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Selbstverständlich karn man, wenn der geschlossene Raum eine lichtdurchlässige
oder transparente Wandung aufweist, auch visuell einen oder mehrere vorherbestimmte
Durchflußverte des fließenden Mediums überwachen die freibeweglichen Körper können,
wenn sis unterschiedliche mitreißeigenschaften haben, entsprechend diesen Eigenschaften
auch unterschiedliche Farben besitzen, wodurch die Uberwachung der versch$edenen
vorher festgelegten Werte ebenfalls erleichtert wird.
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Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann man freibewegliche
Körper verwenden, die eine geringere Dichte
als das fließende Medium
aufweisen, wobei die Eintrittsöffnung für letzteres in den geschlossenen Raum dann
an dessen oberem Teil gelegen ist. In diesem Falle werden dann der oder die freibeweglichen
Körper durch den Flüssigkeitsstrom nach unten gezogen, und im Falle, daß Körper
unterschiedlicher Dichte verwendet worden sind, kommen die Körper mit der größten
Dichte als erste an dem unteren Gitter zur Anlage.
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Zum Erzeugen eines Kraftfeldes, z. B. eines Magnetfeldes, kann man
auch noch an der Außenseite des abgeschlossenen Raumes besondere Einrichtungen vorsehen,
wobei dann die freibeweglichen Körper aus einem auf dieses Kraftfeld ansprechenden
Material bestehen. Die sich zwischen der Einlaß-und der Auslaßöffnung des geschlossenen
Raumes erstreckende Achse kann in diesem Falle irgendeine Lage einnehmen.
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Schließlich kann man auch der oben beschriebenen visuellen Uberwachungseinrichtung
noch eine elektrische Kontrolleinrichtung hinzufügen oder sie auch ganz durch eine
solche ersetzen.
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Zu diesem Zweck bestehen die freibeweglichen Körper aus einem magnetischen
material, und das Auslaßgitter des geschlossenen Raumes ist im Luftspalt eines Magnetkreises
angeordnet, und schließlich sind Einrichtungen vorgesehen, um die Reluktanzänderung
des Magnetkreises festzustellen, wenn die Kugeln in dessen Luftspalt kommen. Dieser
Magnetkreis kann z. B. den Kern eines Transformators bilden, an dessen Sekundärwicklungsklemmen
ein Relais angeschlossen ist, das bei Erregung ein optisches und/oder ein akustisches
Signal auslöst.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in ihren Einzelheiten
im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
: Fig. 1 eine schematische Ansicht im senkrechten Schnitt einr visuelle Überwachungseinrichtung
nach der Erfindung und
Fig. 2 eine entsprechende Ansicht einer abgewandelten
Ausführungsform mit einer elektrischen Signaleinrichtung.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung
einen Rohrkörper 1 aus durchsichtigem Material, z. B.
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Glas, der abgedichtet zwischen einer unteren Endplatte 2 und einer
oberen Endplatte 3 festgehalten ist. Die Platten 2 und 3 sind von Öffnungen 4 bzw.
5 durchbrochen, die zum Anschluß der Vorrichtung an die beiden End-bzw. Anschlußstücke
der Rohrleitung, in der das fließende medium, dessen Durchfluß gemessen werden soll,
z. B. eine Flüssigkeit, strömt, bestimmt sind. Vor den Öffnunoen 4 und 5 sind Gitter
6 bzw. 7 angeordnet.
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In dem durch den Rohrkörper 1 und die Platten 2 und 3 gebildeten Raum
befinden sich zwei Sorten Kugeln 8 und 9. Diese Kugeln haben einen großeren Durchmesser
als die Maschenöffnungen der Gitter 6 und 7, und eine größere Dichte als die Flüssigkeit,
deren Durchfluß überwacht werden soll, wobei die Kugeln 8 eine geringere Dichte
als die Kugeln 9 haben.
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Beispielsweise können, wann die Flüssigkeit Wasser ist, die Kugeln
8 aus synthetischem Material mit einer Wichte von etwa 1, 5 bestehen, und die Kugeln
9 aus einer Leichtmetallegierung mit einer Wichte von etwa 2, 6 hergestellt sein.
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Bei einem schwachen FlüssigkeitsdurchfluB durch den umschlossenen
Raum bewegen sich die leichteren Kugeln 8 hin und her, während die schwereren Kugeln
9 am Boden bleiben. Sobald der Durchfluß zunimmt und eine bestimmte Schwelle uberschreitet,
legen sich die Kugeln 8 gegen das Gitter 7, während die Ku-* geln 9 sich hin-und
herzubewegen beginnen, mobei die Hin-und Herbewegung der Kugeln 8 und 9 mit dem
Durchfluß allmählich zunimmt. Wenn dann der Durchfluß eine bestimmte zmeite, höher
als die erste liegende Schwelle überschreitet, kommen die Kugeln 8 in gleicher Weise
zur Anlage an dem Gitter 7.
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Die Sichtkontrolle kann, so mie bereits oben angedeutet, durch eine
elektrische Überwachung vervollständigt oder gar ersetzt werden,-c der Ausführungsform
nach Fig. 2 kann
dieses Ziel erreicht werden.
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Bei dieser Ausführungsform findet man die grundlegenden Teile der
Vorrichtung der Fig. 2 wieder, die auch entsprechend mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Jedoch ist hier die obere Endplatte durch eine Platte 3a aus unmagnetischem
Material, z. B. aus einem märmehärtbaren Kunststoff, ersetzt, in der die äußeren
Enden 10 und 11 zweier Bauteile 12 und 13 versenkt angeordnet sind, die zusammen
einen Magnetkreis mit einem Luftzwischenraum ocler-sp. ß1t 14 bilden, in dem ein
auf einer Drehachse 16 angebrachter Eisenkern 15 angeordnet ist, der mittels nicht
dargestellter Einrichtungen gedreht werden kann. Die Endteile 10 und 11 der-auteile
12 und 13 berühren die innere konische Oberfläche 17 der Endplatte 3a unmittelbar
unterhalb des Gitters 7. Die Teile 12 und 13 bilden den Magnetkreis eines Transformators,
dessen an eine Wechselstromquelle angeschlossene Primärwicklung 18 um das Teil 12
herumgewickelt ist, und dessen an Klemmen einer Relaisspule 20 angeschlossene Sekundärwicklung
sich auf dem Teil 13 befindet. Die Spule 20 wirkt auf ein bewegliches Bauteil 21,
das an einen Unterbrecher 22 angeschlossen ist, der zu einem nicht dargestellten
optischen oder akustischen Signalkreis hin zwischengeschaltet ist.
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Andererseits sind die Kugeln 8 und 9 magnetisch. Zu diesem Zweck können
sie z. B. aus Nickel oder aus einem mit Nickelteilchen versehenen Plastikmaterial
oder auch aus anderen magnetischen Körpern, wie Ferrit, Eisen usw., bestehen.
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Wenn in der so ausgebildeten Vorrichtung die Kugeln 8 in den Magnetspalt
unter dem Gitter 7 eindringen, rufen sie eine Reluktanzänderung in dem Magnetkreis
12, 15, 13 hervor, und, wenn der Magnetkreis und das Relais einschließlich der Anfangsreluktanz,
die durch Drehen des Ankerteiles 15 reguliert werden kann, entsprechend ausgelegt
sind, erzeugt diese Veränderung ihrerseits ein Signal, das das Relais 20 betätigt,
das seinerseits den Unterbrecher 22 schließt oder öffnet. Der magnetspalt 14 kann
mittels des Drehankers 15 derart geregelt wmerden,
daB dieses Signal
gegeben wird, wenn allein die Kugeln 8 in den Bereich des Gitters 7 kommen oder
wenn alle Kugeln zusammen in diesen Bereich gezogen worden sind. Diese Regelung
kann vorkommendenfalls im Laufe des Betriebes verändert werden, um zuerst die Ankunft
der Kugeln 8 festzustellen und sodann die der Kugeln 9.
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Selbstverständlich kann in diesem Falle der Rohrkörper 1 gegebenenfalls
undurchsichtig ausgebildet a-in. t -Patentanspruche-