DE1648014C3 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen der Strömungsmenge von flüssigen oder gasförmigen Medien in Rohrsystemen, bei welcher ein an einem in Strömungsrichtung verschiebbaren Verschlußkörper angebrachter Permanentmagnet einen Schutzgasschalter betätigt.

Eine bekannte Ausführungsform weist einen in Strömungsrichtung verschiebbaren Verschlußkörper auf, der einen Permanentmagneten trägt, der einen magnetischen Kippschalter betätigt.

Der Permanentmagnet dieser Ausführungsform ist in einem Rohr geführt. Die Fremdstoffe des Mediums, insbesondere die ferromagnetischen, klettern in dem Rohr hinauf und lagern sich im Bereich des Magneten und oberhalb desselben ab, was zu Verklemmungen der Einrichtung und zur Einstellung ihrer Funktion führt.

Der Permanentmagnet wirkt zum Zweck des Schaltens auf einen außen angeordneten Magneten, der auf einem mechanischen Kippschalter angebracht ist. Das Feld des verschiebbaren Magneten ist im Bereich des Kippschaltermagneten so inhomogen, daß ein genaues Schalten unmöglich ist, und außerdem ist es unvermeidlich, daß die Schalthysterese große Werte annimmt.

Hiervon abgesehen hat die bekannte Vorrichtung auch den Nachteil, bezüglich des Einbaues lageabhängig zu sein und nur senkrecht eingebaut werden zu können.

Ein anderer bekannter Strömungswächter weist keinen Verschlußkörper auf, sondern einen durchbohrten, kolbenförmigen Permanentmagneten als Staudüse, die ⁶S sich gegen eine Druckfeder abstützt und bei ihrer Bewegung einen außen geführten ferritischen Ring mitnimmt, der visuell beobachtet oder dazu benutzt werden kann bei seinen Bewegungen elektrische Kontakte zu betätigen. Dabei kann der Ring der Verschiebung der Staudüse nur zögernd folgen und auf Grund unterschiedlicher Reibungsverhältnisse an irgendeiner zuvor nicht bestimmbaren Stelle hängenbleiben, so daß genaue Meßangaben nicht erhalten werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Überwachen der Strömungsmengen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Rohrsystemen zu schaffen, die ohne Störanfälligkeit arbeitet und die insbesondere Ablagerungen von Fremdkörpern im Bewegungsbereich des Permanentmagneten vermeidet, deren zu betätigender magnetischer Schalter sich im homogenen Feld des beweglichen Permanentmagneten befindet, und die mit geringer Schalthysterese arbeitet, wobei außerdem der Einba"u der Vorrichtung lageunabhängig ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß, indem der als Hohlkörper ausgebildete Verschlußkörper mit einer Feder gegen den Druck des strömenden Mediums abgestützt ist sowie an der Innenwand einen Ringmagneten trägt und ein den Schutzgasmagnetschalter enthaltendes druckdichtes Rohr, den Hohlkörper führend, in diesen so hineinragt, daß der Schutzgasmagnetschalter sich im Wirkbereich des sich axial bewegenden Ringmagneten befindet.

Im Innenraiim eines unten offenen Ansatzes des druckdichten Rohres wird zweckmäßigerweise die den axial beweglichen Hohlkörper abstützende Druckfeder angebracht, wobei die Außenwandung als Führung des Hohlkörpers dient. Hierdurch ist dafür Sorge getragen, daß ein besonders enger Aufbau möglich ist. In Rohrleitungssystemen industrieller Anlagen ist aber ein solcher enger Aufbau in vielen Fällen die Voraussetzung für die Möglichkeit, Strömungswächter überhaupt anbringen zu können.

Im Bereich, in welchem der Schutzgasmagnetschalter angebracht ist, wird vorteilhafterweise ein ferritisches Abschirmrohr vorgesehen, und der ringförmige Permanentmagnet kann axial magnetisiert sein.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß durch Verwendung eines den Schutzgasmagnetschaller umfassenden Permantentmagnetringes der Schaltpunkt des Schutzgasmagnetschalters genau definiert ist. Der in Achsrichtung inagnetisierte Permanentmagrietring ergibt nämlich in seinem Innenraum ein praktisch homogenes Magnetfeld, dessen Ausbildung völlig symmetrisch ist. Durch die Anordnung des Schutzgasmagnetschalters im zylinderförmigen Innenraum des Permanentmagneten ist sichergestellt, daß die Schalthysterese zwischen Schalt- und Rückschaltpunkt des Schutzgasmagnetschalters auf ein Minimum gebracht wird. In Versuchen konnte festgestellt werden, daß gegenüber einer Geräteausführung mit außenliegenciem Schutzgasmagnetschalter die Schalihysterese von 20 bis 25% des oberen Schaltwertes auf 3 bis 5% dieses Wertes gesenkt werden konnte, Neben dieser vorteilhaften Veränderung der Schalthysterese ist zusätzlich der Vorteil erreicht, daß ein Festsetzen des beweglichen, den ringförmigen Permanentmagneten tragenden Körpers durch Verunreinigungen, Kesselstein od. dgl. nicht mehr stattfinden kann. Das druckdichte Rohr zur Aufnahme des Schutzgasmagnetschalters ist nämlich gleichzeitig als Lagerung für der, den ringförmigen Permanentmagneten tragenden Hohlkörper ausgebildet. Diese im Strömungsschatten befindliche zentrische Lagerung ermöglicht es, ein schmutzabweisendes Schmier- oder Schutzmittel in den Lagerraum einzubringen und hierdurch Störungen wie Festsetzen,

■Memmen od. dgl. zu vermeiden.

Die Erfindung ist in den beiden beispielhaften Abbildungen zur Erläuterung dargestellt. Abb. 1 zeigt dabei den Querschnitt einer erfindungsäßen Einrichtung bei Verwendung eines Ventilge- s Luses und eine Anordnung dt ^ Stromungsschalters senkrecht oder schräg zur Hauptströmungsrichtung j_es Mediums;

Abb. 2 dagegen zeigt eine Ausbildungsform des Er fndungssedankens bei Verwendung eines rohrförmien Strörnungskörpers und Anordnung der Schalteinrichtung in Hauptströmungsrichtung des Mediums. Die Ausführung nach A b b. 1 ist so ausgebildet, daß J_n Ventilgehäuse mit senkrecht oder schräg zur Hauptströmungsrichtung angeordneten Stutzen vorgeehen ist. In diesen Stutzen wird ein druckdichtes HaI-teieil mit innenliegendem Hohlkörper für den Magnet-• gingeschraubt, wobei sich in dem Hohlkörper das Schutzgasschaltrohr befindet, welches in seinem Inneren den Magnetschalter trägt.

1 ist das Ventilgehäuse, welches das druckdichte HaI-leteil 2 trägt. Dieses ist bei 3 in den Stutzen 4 des Ventilgehäuses druckdicht eingeschraubt. Der Deckel 5 des Halteteils 2, der bei 6 ebenfalls druckdicht in das Halteteil 2 eingeschraubt ist, ist mit dem Schutzgasschalterohr 7 druckdicht verschweißt oder verlötet. Auf dem Schutzgasschalterrohr 7, das in seinem Inneren den Schutzgasschalter 8 trägt, wird der Hohlkörper 9 geführt, in den der Permanentmagnetring 10 eingelassen ist Dieser Ring wird an der Stelle 11 durch einen Innen-Seegerring gehalten. Der Hohlkörper 9 schließt oder verengt die Strömungsöffnung 12 durch sein Kopfteil 13. Tritt nun in Richtung des Pfeiles 14 ein flüssiges oder gasförmiges Medium in den Ventilkörper 1 ein, so hebt sich der auf dem Rohr 7 geführte Hohlkörper 9 gegen den Druck der Feder 15 nach oben an. Dabei wandert der Permanentmagnetring 10 in Achsrichtung 16 des Schutzgasschalterrohres 7 nach oben und gibt dabei einen Schaltimpuls an den Schutzgasschalter 8, der über die Zuleitungen 17 durch die Verschraubung 18 nach außen geleitet wird. Läßt nun die Strömungsmenge nach, so drückt die Feder 15 den Hohlkörper 13 in Richtung der Achse 16 wieder nach unten, wodurch ein Rückschaltimpuls am Magnetschalter δ' eintritt. Die Schaltimpulse können dabei als Schließer-, Öffner- oder Umschaltimpulse ausgebildet werden, indem als Schutzgasschalter ein Schließer, öffner oder Umschalter in das Rohr 7 eingesetzt wird. Kopfteil 13 des Hohlkörpers 9 kann stirnseitig kegelförmig oder stumpfkegelförmig ausgebildet sein. Dieser Teil des Hohlkörpers kann auch halbkugeiförmig sein oder zylindrisch. Auch eine Ausbildung als Paraboloid ist möglich, oder es kann ein absatz- oder stufenförmiges Stirnteil gewählt werden. Die Ausbildungsform richtet sich dabei nach den gewünschten Schaltbedingungen und den zulässigen Druckabfällen am Gerät. Die Auslegung ist dabei vornehmlich von der Lage der Schaltmenge zur maximalen Strömungsmenge abhängig, wobei bei geringen Differenzen zwischen Schalt- und Maximalmenge meist zylindrische Körper, bei gro-Ben Unterschieden jedoch kegelförmige Körper vorgezogen werden. Das Teil 13 des Hohlkörpers kann dabei ein gesondertes Bauteil sein, welches mit dem Hohlkörper durch Löten, Kleben, Schweißen, Nieten, Schrauben, Klemmen od. dgl. verbunden ist. 19 ist ein ferriti- <'5 sches Abschirmrohr, das zweckmäßig durch einen Überzug aus metallischen oder nichtmetallischen Stoffen geeen Korrosion geschützt ist. Dieses Rohr verhindert eine Beeinllussung des Schutzgasmagnetschalters durch magnetische Fremdfelder, wie sie insbesondere bei elektrischen Schweißmaschinen auftreten können

In A b b. 1 ist das erfindungsgemäße Gerät bei senkrechter Anordnung des Stutzens 4 dargestellt. Dieser Stutzen kann jedoch auch schräg zur Strömungsnchtung 14 angeordnet sein, wodurch auch die anderen Bauelemente in eine entsprechend schräge Lage kommen.

Dabei können der Ventilkörper 1 und auch alle anderen Bauelemente des Gerätes, die mit den Medien in Berührung kommen, aus Kunststoffen hergestellt werden. Selbst die Feder 15 kann aus Kunststoffdraht hergestellt werden. Der Magnetring 10 ist bei einer solchen Ausführung in Kunststoff eingebettet, wie beispielsweise durch Wirbelsintern, oder in dem Hohlkörper 10 flüssigkeits- oder gasdicht durch einen Deckel aus Kunststoff abgeschirmt. Das Gerät kann dann auch für die Kühlmedienüberwachung von Thyristoren und ähnlichen elektrischen Geräten eingesetzt werden, deren Überwachung zur Zeit wegen der lonenbildung normaler metallischer Geräte nicht möglich ist.

Das in A b b. 1 dargestellte erfindungsgemäße Gerät hat gegenüber bekannten Ausführungen den besonderen Vorteil, daß der leere Ventilkörper 1 während der Rohrleitungsmontage eingebaut werden kann, ohne daß das Halteteil 2, welches mit allen restlichen Teilen des Gerätes eine Einheit bildet, eingeschraubt ist. Beschädigungen sind damit bei den rauhen Rohrmontagearbeiten vermieden. Erst bei Durchführung der elektrischen Schaltarbeiten ist die Meßeinheit einzuschrauben. Dieser sich bei der erfindungsgemäßen Ausführung ergebende Vorteil tritt auch beim Auswechseln der Meßteile im Falle der Beschädigung oder Umstellung auf andere Mengen in Erscheinung.

Die in A b b. 2 im Querschnitt gezeig'e weitere Ausbildungsform des Erfindungsgedankens besieht aus einem rohrförmigen druckdichten Körper, der mit einem inneren Quersteg ausgerüstet ist. Dieser trägt das in Achsrichtung des Körpers liegende Schutzgasschalterrohr sowie den dieses Rohr umgebenden, den Ringmagneten tragenden Hohlkörper.

Dieser Hohlkörper verengt oder verschließt eine im Einströmteil vorhandene Durchströmöffnung. 21 zeigt den druckdichten Strömungskörper, der mit dem Steg 22 ausgerüstet ist. In diesem Steg 22 befindet sich das druckdichte Rohr 23, das im Inneren den Schutzgasmagnetschalter 24 beherbergt. Bei 25 ist dieses Rohr druckdicht verschlossen. Die Zuleitungen des Schutzgasmagnetschalters 24 werden durch die Bohrung nach außen gebracht. Auf seiner Vorderseite 27 hat das Schalterrohr einen Ansatz, der gleichzeitig zur Führung des Hohlkörpers 28 und zur Aufnahme der Feder dient. Bei 30 ist der Permanentmagnetring in den Hohlkörper 28 eingelassen. Er wird durch einen lnnen-Secgerring 31 gehalten. Das Vorderteil 32 des Hohlkörpers 28 7xigt in diesem Falle zylindrische Form. Es verengt den Durchtritt 33 des am Einströmende aufgeschraubten Verschlußdeckels 34. Tritt nun eine Strömung in Richtung des Pfeiles 35 auf, so verschiebt sich der Hohlkörper 28 einschließlich des Magneten 30 gegen den Druck der Feder 29 in Slrömungsrichtung und übermittels einen Schaltimpuls an den Schutzgasmagnetschalter 24. Bei Nachlassen der Strömung drückt die Feder 29 den Hohlkörper 28 entgegen der Strömung 35 zurück, wodurch ein Rückschallimpuls im Magnetschalter 24 entsteht. Auch in diesem Fall kann der stirnseitige Teil 32 des Hohlkörpers 28 verschiedenste

Formgebung aufweisen, wobei es auch hier in vielen Fällen zweckmäßig ist, diesen Teil gesondert herzustellen, um ihn mit dem Hohlkörper auf eine dei vorgenannten Arten zu verbinden. Das Führungsstück 27. das in seinem Inneren gleichzeitig die Feder aufnimmt, ist s an der Außenseite zweckmäßig als Sechskant mit abgerundeten Kanten ausgebildet, da solche Führungskörper bekanntlich eine besonders gute Führung in der Bohrung des Hohlkörpers 28 ergeben. Zur Halterung der Feder 29 kann in dem Hohlkörper eine zusätzliche ₎₀ Sackbohrung vorgesehen sein, wie sie bei 36 dargestellt ist. Die in diese Sackbohrung eingreifende Feder wird zentrisch gehalten, wodurch eine Reibung der einzelnen Windungen der Feder am Führungsrohr 27 vermieden wird. Auch diese Ausführungsform der Erfindung kann in beliebiger Lage betrieben werden. Es muß nur sichergestellt sein, daß der Permanentmagnetring stets den Schutzgasmagnetschalter umgibt, so daß geringste Schalthysteresis auftritt und die Führung des beweglichen Teils ohne Verschmutzungsgefahr an der Außenwand des Schutzgasschalterrohres erfolgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Überwachen der Strömungsmenge von flüssigen oder gasförmigen Medien in Rohrsystemen, bei welcher em an einem in Strömungsrichtung verschiebbaren Verschlußkörper angebrachter Permanentmagnet einen Schutzgas-Schalter betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlkörper (Abb. 1, 9; A bb. 2, 28) ausgebildete Verschlußkörper mit einer reder gegen den Druck des strömenden Mediums abgestützt ist sowie an der Innenwand einen Ringmagneten (A b b.l, 10; A b b. 2, 30) trägt und ein den Schutzgasmagnetschalter (Abb. 1, 8; A b L. 2, 24) enthaltendes druckdichtes Rohr (Abb. l,7;Ab b. 2, 23) den Hohlkörper (9; 28) führend in diesen so hineinragt, daß der Schutzgasmagnetschalter (8; 24) sich im Wirkbereich des sich axial bewegenden Ringmagneten (10,30) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den axial beweglichen Hohlkörper (9; 28) abstützende Druckfeder (15; 29) im Innenraum eines unten offenen Ansatzes des führenden druckdichten Rohres (7; 23) angebracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein ferritisches Abschirmrohr (19) im Bereich des Schutzgasmagnetschalters.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet (10; 30) axial magnetisiert ist.