DE1906029A1

DE1906029A1 - Einrichtung zum UEberwachen der Stroemung einer Fluessigkeit

Info

Publication number: DE1906029A1
Application number: DE19691906029
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Guetter
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1969-02-07
Filing date: 1969-02-07
Publication date: 1970-08-13

Description

Einrichtung zum Überwachen der Strömung einer Flüssigkeit Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Überwachen der Strömung einer Flüssigkeit. Solche Einrichtungen sind in der Technik als sogenannte Strömungswächter bekannt.
Es sind Strömungswächter mit mechanischer Betätigung eines Schalters durch die Flüssigkeitsströmung (Staudruck) bekannt.
Bei solchen Einrichtungen können Verschmutzungen und Ablagerungen nach längerer Betriebszeit zu Veränderungen der mechanischen Widerstände der beweglichen Schalterantriebsmittel führen und so die Wirkungsweise gefährden. Außerdem arbeiten die bekannten Strömungswächter nicht mehr sehr zuverlässig, wenn es sich um die Überwachung kleiner Durchflußmengen handelt. Eine solche Aufgabe besteht beispielsweise bei der Überwachung der notwendigen Durchflußmenge von Kühlflüssigkeit durch Hochvaln;zum-Diffusionspumpen.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Uberwachen der Strömung einer Flüssigkeit zu schaffen, welche die angegebenen Nachteile vermeidet und welche auch bei der Überwachung sehr kleiner Durchflußmengen zuverlässig arbeitet und so also universell einsetzbar ist.
Die Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich aus durch einen von der Flüssigkeit durchströmten, mendestens teilweise strahlungsdurchlässigen Grundkörper, der einen in der Flüssigkeitßströmung angeordneten strahlungsabsorbierenden Körper enthält, sowie durch eine im strahlungsdurchlässigen Bereich des Grundkörpers angeordnete Quelle zur Erzeugung einer die Flüssigkeit durchdringenden Strahlung und einen diametral auf der anderen Seite des Grundkörpers angeordneten Strahlungsempfänger, der ein Signal liefert, wenn der absorbierende Körper den Strahlungsweg unterbricht.
Die neue Einrichtung findet besonders vorteilhafte Anwendung zum Überwachen einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit, zum Beispiel von Wasser. In diesem Fall ist die Strahlungsquelle als Lichtquelle ausgebildet und der Grundkörper enthält eine lichtundurchlässige Kugel.
Bei der Einrichtung nach der Erfindung führen keinerlei bejegliche mechanische Elemente aus der Flüssigkeitsströmung nach außen. Dadurch ist ein einfacher Aufbau gewährleistet und die-Funktion des Strömungswächters wird durch Verschmutzungen und Ablagerungen nicht beeinträchtigt. Die Überwachung der Flüssigkeitsströmung wird bei der neuen Einrichtung von einer Strahlungs- bzw. Lichtschranke übernommen, die senkrecht zur Strömungsrichtung liegt. Die Funktion dieser Schranke wird auch durch-eventuelle Trübungen oder sonstige Veränderungen der Flüssigkeit selbst nicht beeinträchtigt.
Die im Grundkörper angeordnete Kugel verschließt im Ruhe zum stand die Zuflußbohrung, wobei die Kugel entweder durch die Schwerkraft oder durch Federkraft in ihrer Ruheposition gehalten wird. Strömt die zu überwachende Flüssigkeit durch den Grundkörper, so wird die Kugel angehoben und gibt schließlich bei einer bestimmten vorgewählten Durchflußmenge den Lichtweg frei. Der Strahlungsempfänger liefert dann ein Signal, das beispielsweise dazu dienen kann, verschiedene nachgeordnete Schaltungen auszulösen. Sinkt der Flüssigkeitsdruck ab, d,h., wird die Durchflußmenge kleiner, so sinkt die Kugelab und unterbricht schließlich die Lichtschranke. In diesem Moment liefert der Strahlungsempfänger ein Warnsignal, das beispiels weise auch so ausgenützt werden kann, daß es die nachgeordneteil Schaltelemente automatisch abschaltet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den beigefügten Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Im einzeln zeigen: Figur 1 eine Einrichtung zum Überwachen der Strömung einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit, bei welcher die Schwerkraft als Rückstellkraft für die Kugel verwendet ist; Figur 2 ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem eine Feder die Rückstellkraft für die Kugel erzeugt.
In Figur i ist mit 1 der Grundkörper bezeichnet, welcher in Richtung der Pfeile von einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit durchströmt wird. Mit 2 ist die Zuflußbohrung bezeichnet, die sich zu einem Raum 3 mit größerem Durchmesser erweitert. An diesen Raum 3 schließt sich ein zweiter Raum 4 mit noch größerem Durchmesser an, der mit der Abflußbohrung 5 in Verbindung steht.
Der Grundkörper 1 enthält einen lichtdurchlässigen Bereich 6, der es erlaubt, da der xichtquelle 7 ausgehendes licht durch den Raum 3 hindurch f den Strahlungsempfänger 8 treffen kann. Dem Strahlungsempfänger 8 ist eine Anordnung 9 nachgeschaltet1 mit deren Hilfe beispielsweise nachgeordnete Schaltelemente eingeschaltet werden, sobald Licht auf den Empfänger 8 trifft.
Im Ruhezustand, d.h. ohne Flüssigkeitsströmung, liegt eine Kegel 10 im Raum 3 und verschließt die Zuflußbohrung 2. Diese Kugel 10 unterbricht in der Darstellung der Figur 1 die Lichtschranke, d.h. es gelangt ein Licht zum Strahlungsempfänger 8.
Wird nun die Flüssigkeitsströmung eingeleitet und erreicht die Durchflußmenge einen bestiinmten vorgewählten Wert, so bewegt sich die Kugel 10 in der Flüssigleitsströmung aus dem Raum 3 in den Raum 4. Dabei wird die Lichtschranke freigegeben und es gelangt Licht zum Strahlungsempfänger 8. Im Raum 4 ist ein zentrierend wirkender Auffänger 11 angeordnet, der die Kugel 10, auffängt und im Raum 4 zentriert um Schwingungen der Kugel in diesem Raum zu vermeiden.
Die minimale Durchflußmenge einer bestisten Flüssigkeit, welche ausreicht, die Kugel 10 aus der Lichtschranke 7, 8 heraus zubewe gen, wird beispielsweise durch das Durchmesserverhältnis der Kugel 10 zur Bohrung des Raumes 3 vorgewählt. Es ist auch möglich, die Vorwahl durch das Gewicht der Kugel 10 bei konstantem Durchmesserverhältnis zu treffen.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Raum 4 eine Feder 12 angeordnet, welche die Kugel 10 im Ruhezustand im Raum 3 hält. Die minimale Durchflußmenge wird hier unabhängig von der Schwerkraft durch die Kraft der Feder 12, vorgewählt.
Die Einrichtung nach Figur 2 hat den Vorteil, daß sie in verschiedenen Lagen, insbesondere auch in horizontaler Lage Verwendung finden lrann.
Bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Strömungswächtern ist nur der Bereich 6 des Raumes 3 lichtdurchlässig ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, den gesamten Grundkörper 1 aus lichtdurchlässigem Werkstoff herzustellen

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zum Überwachen der Strömung einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen von der Flüssigkeit durchströmten, mindestens teilweise strahlungsdurchlässigen Grundkörper (1)j der einen in der Flüssigkeitsströmung angeordneten strahlungsabsorbierenden Körper (10) enthält, sowie durch eine im strahlungsdurchlässigen Bereich (6) des Grundkörpers angeordnete Quelle (7) zur Erzeugung einer die Flüssigkeit durchdringenden Strahlung und einen diametral auf der anderen Seite des Grundkörpers angeordneten Strahlungsempfänger (8) der ein Signal liefert, wenn der absorbierende Körper (10) den Strahlungsweg unterbricht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 index Anwendung zum Überwachen einer lichtdurchlässigen Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle als Lichtguelle (7) ausgebildet ist und daß der Grundkorper r1) eine lichtundurchlässige Kugel (10) enthält.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zuflußbohrung (2) des Grundkörpers (1) zu einem ersten Raum (3) größeren Durchmessers erweitert, der mit teilweise lichtdurchlässigen Wänden (6) versehen ist und in dem die Kugel (10) im Ruhezustand liegt und daß sich daran ein weiterer Raum (4) mit noch größerem Durchmesser anschließt, der einen zentrierend wirkenden Auffangen (11) für die bei Flüssigkeitsstromung in diesen Raum bewegte Kugel (10) enthält.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zuflußbohrung (2) des Grundkörpers (i) zu einem ersten Raum (3) größeren Durchmessers erweitert, der sich zu einem zweiten Raum (4) mit noch größerem Durchmesser erweitert, daß die Wände~des ersten Raumes teilweise (6) lichtdurchlässig sind und daß im zweiten Raum (4) eine Feder (12) angeordnet ist, die im Ruhezustand die Kugel (1Q) auf die Zuflußbohrung (2) drückt.
5 Einrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gelennzeichnet, daß der gesamte Grundkörper (1) aus lichtdurchlässigem Material besteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesserverhältnis des ersten Raumes (3) zur Kugel (10) so gewählt ist, daß die Kugel bei einer vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit aus dem Lichtweg (7, 8) in den zweiten Raum- (4)-bewegt wird.