DE1943018A1 - Vorrichtung zur UEberwachung der Stroemung von durch Leitungen gefuehrten Medien - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Überwachung der Strömung von durch Leitungen geführten Medien In einer diskentinubrlichen Probenaufbereitungsanlage f2r z.B. gaschrematographische Zwecke, müssen geringe Mengen ven Flüssigkeiten in Pehälter eingefüllt, abgemessen und weitertransEortiert werden. Als Transportmittel dient ein Druckgas. Für die Überwachung des Zustandes eines Behälters oder für die Anzeige, ob in einen bestiirmten Rohrstück Flüssigkeit statt Gas strömt, dienen Strömungswächter.
• Es sind elektronische Füllstandsanzeiger bekannt, die die unterschiedlichc Wärmeableitung eines Kaltleiters in Abhängigkeit des ihn urgebenden Mediums als Meßsignal ausnutzen. Nachteile dieser @nordnung sind die temperaturbegrenzung der Medien, die Temperaturabhängigkeit und der große elektrcnische Aufwand. AuBerdem sind-derartige Kaltleiter und deren Zuleitungsdrähte sehr schlecht gegen aggres eive medien zu schützen. Mechanische Strömungswächter können diese Nachteile zwar weitgehend vermeiden, dcch besitzen bekante Gerste dieser Bauart ein sehr gro£es- Totvolumen, das bei der Protenaufbereitung einen wesentlichen Nachteil in sich birgt.
• Die Irfindung sieht dahingegen eine Vorrichtung zur Überfachung der Strömuung vcn durch leitungen geführten Medien vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einen Strömungsweg für die Medien freilassender einseitig entgegen der Strömungsrichtung des Mediums mit Federdruck beaufschlagter Kolben in einem Zylinder bewegbar ist und daß ein in der Zylinderwandung angebrachter Schutzgaskontakt von dem Magnetfeld eines innerhalb des Kolbens geschützt angeordneten Magneten betätigbar ist. Die Vorteile des erfindungsgemäßen magneto-mechanischen Strömungswächters sind darin zu sehen, daß der Strömungswächter einfach im Aufbau ist, daß er auch bei hohcn Petriehstemperaturen benutzt werden kann und keine Temperaturabhterarturabhängigkeit aufweist. Außerdem ist es möglich, ihn durch Verwendung vcn z.B. V4A-Material für aggressive Medien unangreifbar zu wachen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß durch Verwerdung kleiner bauteile (Schutzgaskontakte sind in ihrem @ufbau bereits gering an Größe; die Schutzgaskontakte syrechen auf kleine Magnetfelder an, so daß der Magnet im Kolben klein gehalten werden kann; kleine V4A-Federn ergeben bereits hohe Federdrücke) eine möglichst totvolumenfreie Anordnung geschaffen ist.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und zwei Anwendungsbeispielen mit-tels der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
• In Figur 1 ist-der Aufbau des Strcmungswächters W schematisch dargestellt. In einem zylindrischen Rohrstück 2, desen Enden E 1 und E 2 mit Rohranschlußstücken 5 und 6 abgeschlossen (angelötet) sind, ist ein Kolben 3 eingepaßt, der mit der Geläaswand einen bestinmten Ringspalt R bildet. Der Kolben 3 wird durch die Rücksteilfcder 4, die zwischen der den Rohranschlußstück 5 abgewandten eite des Kolbens 3 und dem Rohranschlußstuck 6 liegt, in Ruhestellung gehalten. Tritt nun bei der Durchströnung des Strömungswächters W von Rohranschlußstück 5 zu Rohranschlußstück 6 durch den Ringspalt R ein Druckabfall. über dem Kolben 3 auf, so wird dieser in Strcmungsrichtung (in Richtung Rohranschlußstuck G) entgegen der in Achsrichtung des Rohrstückes 2 wirkenden ledeikraft der Feder 4 verschoben.
• frs Innere des Kolbens 3 ist ausgehöhlt und nit einem Perieancnttnagneten P ausgefüllt. I;ach Einbringen des Permanentma-Cnetcn P ist der Kolben 3 dicht verschlossen worden, so daß keine ihn unströmenden Nedien (Ges bzw. Flüssigkeit) an den Pernanentnagneten P gelangen können. Die Wandung des Kolbens 3 sowie das Rohrstück 2, die Rchrenschlußstücke 5 und G und die Feder 4 können aus V4A-Stahl hergestellt sein, so d2ß auch die Strümung aggressiver Nedien, chne die einzelteile der Vorrichtung zu beschädigen, geprüft werden kann. Das.
• Nsgnetfeld des Permanentngneten P dringt durch die Wandung des Kolbens 3 hindurch. Wird nun der Kolben 3 verschobcn, so schaltet das Sagnetfold des im Kolben 3 untergebrachten Perzanentmagneten P einen außen in der Rohrwandung des Rohrstückes 2 in einer Nut H eingegossenen Schutzgeskontakt 1.
• Dicscr gibt danach das gewünschte Signal an eine nicht naher @argestellte Schaltstatien ab. Unterschreitet die durch den Pruckabfall (bedingt durch die Größe des Ringspaltes R, der Länge des Kolbens 3 und der Viskosität der den Kolben 3 umströmenden Medien) über den Kolben 3 hervorgerufene Durckkraft einen bestimmten Wert, der durch die Federvorsannung gegeben ist, wandert der Kolben 3 wieder in seine Ausgangslage zurUck und der Schutzgaskontakt 1 öffnet sich wiederum. Der Schutzgaskontakt 1 ist innerhalb der Nut mit einer wärneteständigen Masse II eingekittet, die ihn in seiner Lage festhält und vor mechanischer Beanspruchung schützt.
• Die der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen werden an HEnd einer schen Zeichnung (Figur 2) in folgenden erklärt. Da der Strönungswächter W nur strömende Flüssigkeit und nicht strömendes Gas anzeigen soll, müssen bestirmte Bedingungen bei seiner Anwendung eingehalten werden. Figur 2 zeigt schematisch den Eintau eines Strömungswächters W in einen Rohrleitungszug Z.
• Die Strönungswiderstände des vor dem Strömungswächter W lie genden Rchrleitungssystenssind als Strömungswiderstände R 2 zusammengefaßt, während der Strömungswiderstand des Strömungswächters W mit R 1 bezeichnet ist. Der Druck im Rohrsystem vor dem Strömungswiderstand R 2 ist mit P 2, der Druck zwischen Strömungswiderstand R 2 und Strömungswiderstand R 1 mit P 1 und der nach dem Strömungsiiderstand R 1 mit P.O bezeichnet. DieStröu.ng erfolgt in der eingezeichneten Pfeil-richtung. Es gilt die Gleichung ##### = ## Das bedeutet aber; daß die Druckabfälle (P 2 - P 1) bzw.
• (P 1 - P O) an den Winderstäden R 2 bzw. R 1 den WiderstF'ndcn R 2 bzw. R 1 proportional sind, wenn der flassenfluß über die Widerstände R 2 und R 1 gleich ist, d.h. wenn in beiden Widerständen R 2 undR 1 das gleiche Medium strömt.
• Strmt jedoch z.B. im Strömungswächter W Gas, das eine um den Paktor lcco geringere Dichte (und damit geringerer Viskesität) eine Flüssigkeit hat, dann tritt der Druckabfall.(P 2 - P 1') mit P 1 = = P 0) praktisch nur am Widerstand R 2 auf. Der Kolben3 im Strömungswächter W-kann nicht verschoben werden. Gelangt Flüssigkeit in den Strömungswächter W, erhöht sich dort der Druckabfall P 1 r 0 und der Kolben 3 wird verschoben.
• In Figur 3 ist ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung erklärt, bei dem der Strömungswächter 1.
• als Füllstandsanzeiger eines Behälters B verwendet wird. Es soll mit Druckgas D über eine leitung L 1 in den Behälter A, in dem sich eine Flüssigkeit F befindet, die Flüssigkeit F aus dem Vorratsbehälter A über eine Leitung L 2, in der eine Drossel DR liegt, in den Behälter B gefüllt werden. Beim Füllen tritt der Druckabfall (P 2 - P 1) am Verbindungsrohr (Leitung L 2) zwischen den Behältern A und 3 auf. In den Behälter B ragt von der Unterseite her ein Entlüftungsrohr ER bis zu einem bestimmten Höhenstand hinein. Das durch das Entltftungsrohr ER entweichende Gas G erzeugt keinen für das Ansprechen des im Pntlüftungsrohr ER liegenden Strömungsw-chters W ausreichenden iruckabfall (P 1 - P 0). Erst wenn der Behälter B bis zum Ende des Entlüftungsrohres FR gefüllt ist, gelangt Flüssigkeit F über das Entlüftungsrohr ER in den Strömungswächter W, wodurch der Druckabfall (P 1 - p O) ansteigt und der Strömungswächter W anspricht.
• Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist in Figur 4 dargestellt.
• Aus dem Gefäß C soll Flüssigkeit F über eine Rohrleitung L 3 weitcrtransortiert werden. Bei eincm Störungsfall ist es dann möglich, daß im Behälter C gar keine Flüssigkeit F vorhanden ist. In der Rohrleitung L 3 sind zwei Strömungewächter W 1 und W 2 angebracht, die signalisieren.sollen, ob in dem Rohrstück zwischen den beiden Strömungswächtern W 1 und W 2 wirklich Flüssigkeit F strömt. ueber eine Vordrcssel VD strömt in das Gefäß C Druckgas D ein, welches die Flüssigkeit F durch die Rohrleitung L 3 pressen soll.
• Die Vordrossel VD in der Druckgaseitung L 4 ist derart zu bemessen, daß bei einer Gasströmung im gesamten rohrleitungssystcm (L 3 und X 4) der Hauptdruckabfall (P 2 - P 1) mit (P O # = P 1) an der Vordrossel VD auftritt. Dabei sollen beide Strömungswächter W 1 und 2 nicht ansprechen.
• Gelangt Flüssigkeit F aber in den ersten Strömungswächter W 1, so syricht dieser zunächst an, während der Strcmungswächter 11 2 noch ausgeschaltet bleibt. Erst wenn beim zweiten Strömungswächter W 2 ebenfalls Blüssigkeit r erscheint, spricht auch dieser an und es besteht die Gewischeit, daß sich im Zwischenstück der Rohrleitung L 3 zwischen den beiden Strömungswächtern W 1 und w 2 Flüssigkeit F befindet.
• # Patentanspruche

Claims (7)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zur Überwachung der Strömung von durch Leitungen geführten Medien, dadurch gekennzeichnet, daß ein einen Strdinungsweg für die Medien freilassender, einseitig entgegen der Strömungsrichtung des Mediums mit Federdurch bezufschlagter Kolben (3) in einem Zylinder (2) bewegbar ist und daß ein in der Zylinderwanaung angebrachter -Schutzgaskcntakt (1) von dem Magnetfeld eines innerhalb de Kolbens (3) geschützt angeordneten Magneten (P) betätigbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) beidseitig mit Rohranschlußstücken (5 und 6) abgeschlossen ist, wobei das eine Rohrabschlußwstück (5) für die Zuführung des Mediums das Wiederlager für die den Kolben (3) in Richtung des zweiten Rohrabschlußstückes (6) haltende Feder (4) bildet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch W und und 2, dadurch bekennzeichnet, daP die Außenmaße des Kolbens ('>) derart bemessen sind, daR zwischen der Zylinderwandung (2) und dem Kolben (3) ein Ringraum (R) entsteht.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeiement, daß die Federkraft der Feder (4), die Iiänge des Kolbens (3), die Magnetfeldstärke und die Abmessungen des Magneten P) im Kolben (3), die Lage des Schutzgaskontaktes (1) in der Rohrwandung und der Ringspalt (R) derart bemessen sind daß der bei einer bestimmten Magnetfeldstärke ansprechende Schutzgaskontakt (1) erst bei einem bestimmten Bruckabfall (P s - P O) über dem Kolben (w) anspricht.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ein Permanentmagnet (P) ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderwandung (2), die Rohranschlußstücke (5 und 6), der Kolben (3) und die Feder (t) aurl V4A-Stahl bestehen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennæeichnet, daß der Schutzgaskontakt (1) in einer Nut (N) in der Zylinderwandung (2) liegt und mit einer Schutzmasse (M) eingekittet ist.

   L e e r s e i t e