-
Die Erfindung betrifft einen Polschuh, insbesondere zur Verwendung mit einer Einrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung, sowie eine magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung, umfassend zumindest zwei Polschuhe und zumindest einen Spulenkern.
-
Magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtungen mit Polschuhen sind im Stand der Technik bekannt. Diese sehen eine volumetrische Strömungsmessung in einem Messrohr unter Nutzen der elektrodynamischen Induktion vor. Sie umfassen Messelektroden, die eine Messspannung ermitteln. Diese wird dadurch induziert, dass ein Magnetfeld senkrecht zu bewegten Ladungsträgern eines durch das Messrohr strömenden Mediums erzeugt wird und die Messelektroden im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordnet werden. Die in den Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, somit proportional zum Volumenstrom. Bei bekannter Dichte des Mediums lässt sich der Massestrom in dem Messrohr bestimmen. Zum Abgreifen der Messspannung sind zumeist zwei Messelektroden vorgesehen, also ein Messelektrodenpaar. Dieses wird entlang der Messrohrachse im Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet, also im Bereich der erwarteten maximalen Messspannung.
-
Beispielsweise offenbart die
WO 2008/028872 A1 ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums in eine Rohrleitung, umfassend ein Messrohr, das das Medium in Richtung der Messrohrachse durchströmt, ein Magnetsystem, das ein das Messrohr durchsetzendes, im Wesentlichen quer zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, zumindest eine mit dem Medium gekoppelte Messelektrode, die in einem im Wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld liegenden Bereich des Messrohres angeordnet ist, und eine Regel-/ Auswerteeinheit, die anhand der in die zumindest eine Messelektrode induzierten Messspannung Informationen über den Volumen- oder Massestrom des Mediums in dem Messrohr liefert.
-
Aus der
WO 2011/091899 A1 ist ein weiteres magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bekannt. Bei diesem ist eine erste Spulenbaugruppe mit einem Spulenkörper zur Aufnahme eines Polkerns einer Spule vorgesehen, wobei die Spule auf dem Spulenkörper und der Spulenkern in einer ersten Öffnung des Spulenkörpers mit einer Längsachse des Spulenkerns koaxial zur Spule angeordnet ist. Der Spulenkern weist eine Ausformung auf und der Spulenkörper einen Anschlag, der zwischen Messrohr und Spule angeordnet ist. Der Spulenkern ist als Polschuh ausgeformt. Zwischen Spulenkern und Messrohr ist zumindest ein Polblech angeordnet, wobei jedes Polblech separat in ein dafür vorgesehenes Formnest im Spulenkörper im montierten Zustand desselben eingeklickt ist. Der Spulenkörper weist zumindest eine Kabelführung zur Führung eines Kabels auf, so dass das geführte Kabel einer vorgegebenen Länge einen vorgebenden Abstand zum Spulenkörper nicht überschreitet.
-
Beim Positionieren eines Kabels, insbesondere eines Koaxialkabels, in einer magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung im Bereich von Polschuh und/oder Spulenkern besteht die Gefahr, dass das Kabel verklemmt oder verletzt wird durch in diesen Bereichen vorhandene Metallkanten. Eine mögliche Verletzung des Kabels am Spulenkern kann zu einem Kurzschluss führen, insbesondere bei Vibrationen während des Betriebs der magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung, umfassend zumindest zwei Polschuhe und zumindest einen Spulenkern, sowie einen Polschuh vorzusehen, bei dem die Gefahr einer Verletzung eines Kabels insbesondere im Bereich von Polschuh und/oder Spulenkern soweit wie möglich vermieden wird.
-
Die Aufgabe wird für einen Polschuh nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Polschuh mit zumindest einer Kabelführungseinrichtung zum geführten Hindurchführen eines Kabels durch den Polschuh versehen ist. Für eine magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest einer der Polschuhe mit zumindest einer Kabelführungseinrichtung zum geführten Hindurchführen eines Kabels durch den Polschuh versehen ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
-
Dadurch wird ein Polschuh geschaffen, der aufgrund des Vorsehens der Kabeldurchführungseinrichtung einen geführten Durchtritt des oder der Kabel durch den Polschuh ermöglicht. Das oder die Kabel müssen somit nicht mehr an dem Polschuh vorbeigeführt werden, sondern können durch diesen hindurchtreten. Dies führt einerseits dazu, dass die Gefahr eines Einklemmens behoben werden kann, andererseits, dass eine Beschädigung des Kabels an scharfen Metallkanten des Polschuhs oder des Spulenkerns vermieden werden kann. Durch das Vorsehen der Kabelführungseinrichtung kann diese somit zum Führen und zum Schutz des Kabels im Bereich von Polschuh und Spulenkern diesen. Auch bei Vibrationen im Einsatz der magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung kommt es somit nicht mehr zum Kurzschluss des Kabels am Spulenkern, da das Kabel in dem Polschuh geführt und gegen Beschädigungen sicher geführt wird. Die Ausschussrate an aufgrund Kabelbeschädigung bereits bei der Montage nicht funktionstüchtigen magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtungen kann ebenfalls verringert werden, da auch bei der Montage nicht die Gefahr einer Verletzung des Kabels an scharfen Metallkanten von Polschuh und/oder Spulenkern besteht. Durch das gezielte Hindurchführen des Kabels durch den Polschuh innerhalb der Kabelführungseinrichtung wird die Gefahr einer Beschädigung des Kabels bei der Montage nicht nur behoben oder zumindest stark reduziert, sondern auch die Montagezeiten können verringert werden. Durch das Vorsehen der Kabelführungseinrichtung kann das Kabel in diese eingeführt und somit auf einfache Art und Weise in den Polschuh integriert werden. Das Kabel befindet sich danach reproduzierbar genau in der gewünschten Positionierung, geführt im Polschuh im Innern der magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung.
-
Bei der Montage der magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung können Spule, Polschuh mit Kabel(n) und Spulenkern sowie eventuelle weitere Einrichtungen als Einheit vormontiert und auf einem Messrohr montiert werden. Nachfolgend wird an dem zumindest einen Kabel angegriffen und dieses in der Kabelführungseinrichtung im Polschuh liegend zurückgezogen und dadurch gestrafft. Hierbei besteht ebenfalls nicht die Gefahr einer Beschädigung des Kabels, da dieses in der Kabelführungseinrichtung sicher aufgenommen und geführt ist. Eine komplizierte Verlegung des Kabels ist nicht mehr erforderlich.
-
Der Polschuh kann eine zentrale Öffnung aufweisen und die Kabelführungseinrichtung im Bereich der zentralen Öffnung vorgesehen sein. Die Kabelführungseinrichtung kann ein benachbart zu der zentralen Öffnung in den Polschuh eingeprägtes Stegelement sein. Hierdurch wird der innere Durchmesser der zentralen Öffnung partiell verringert und das Kabel darin gehalten. Dieses erfährt ferner eine gezielte Führung, wird also innerhalb des Polschuhs durch das Stegelement in die gewünschte Positionierung geführt Das Stegelement kann in Richtung der zentralen Öffnung zum Vermeiden eines Beschädigens des dort hindurch führbaren Kabels eine gerundete Formgebung aufweisen. Insbesondere kann das Stegelement durch partielles Deformieren, insbesondere Stauchen, des Polschuhmaterials gebildet werden bzw. sein. Um dies auf einfache Art und Weise zu ermöglichen, kann benachbart zu der zentralen Öffnung zumindest ein Freiraum, insbesondere eine Öffnung, zum Ausformen des Stegelements durch partielles Deformieren des Polschuhmaterials vorgesehen sein. Durch diesen Freiraum ist das Deformieren des Polschuhmaterials zu dem gewünschten Stegelement besonders gut möglich. Das partielle Deformieren durch partielles Stauchen des Polschuhmaterials im Bereich einer Öffnung, insbesondere im Bereich zweier zu der zentralen Öffnung benachbarter Öffnungen, erweist sich somit als sehr einfache, jedoch zugleich wirkungsvolle Lösung, um ein Stegelement mit gerundeten Kanten zu schaffen.
-
Die Stegelementhöhe ist vorteilhaft geringer als die Durchtrittsöffnungshöhe, insbesondere 1/3 bis 2/3 der Durchtrittsöffnungshöhe. Sie kann auch der halben Durchtrittsöffnungshöhe, also der halben Polschuhdicke im Bereich der Durchtrittsöffnung, entsprechen. Ein Teil der Durchtrittsöffnung weist somit einen größeren Durchmesser auf und ein Teil den aufgrund des Stegelements reduzierten Durchmesser. Eine Stegelementhöhe, die weniger als der Dicke des Polschuhs entspricht, ist ausreichend, um die gewünschte Führung des Kabels zu ermöglichen.
-
Der Polschuh kann blechartig im Wesentlichen flach, insbesondere im Wesentlichen gleichmäßig flach, ausgebildet sein. Durch das Vorsehen der Kabelführungseinrichtung ist auch bei vergleichsweise geringer Dicke des Polschuhs ein Schutz für das Kabel möglich.
-
Die Formgebung des Polschuhs kann einen mittleren Abschnitt und zwei sich an diesen anschließende, diesem gegenüber abgewinkelte, einander gegenüberliegende Abschnitt vorsehen, wobei die Kabelführungseinrichtung in dem mittleren Abschnitt angeordnet ist.
-
Der Polschuh kann mit zumindest einem Spulenkern versehen sein, wobei das Kabel durch den Spulenkern und die zentrale Öffnung in dem Polschuh hindurchgeführt werden kann oder hindurchgeführt ist. Ferner kann das Kabel zwischen dem Stegelement und einem Messrohr, an dem die magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung angeordnet ist, hindurchgeführt werden. Es ist somit ein das Kabel vor Beschädigung schützendes Hindurchführen des Kabels durch den Spulenkern und den Polschuh hindurch und an dem Messrohr vorbei möglich.
-
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
-
1 eine Querschnittsansicht einer magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtung mit zwei erfindungsgemäßen Polschuhen,
-
2 eine perspektivische Ansicht eines der Polschuhe gemäß 1, und
-
3 eine Querschnittsansicht des Polschuhs gemäß 2.
-
In 1 ist eine magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung 1 in Montage an einem Messrohr 2 gezeigt. Die magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung 1 dient zum Ermitteln der Durchflussmenge an Medium durch das Messrohr 2. Zu diesem Zweck erzeugt die magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung 1 ein Magnetfeld senkrecht zu den innerhalb des Messrohrs 2 bewegten Ladungsträgern des dort hindurchströmenden, in 1 lediglich angedeuteten Mediums 20. Dieses strömt entweder aus der Zeichenebene heraus, dem Betrachter entgegen, oder in die Zeichenebene hinein. In 1 ist die Strömungsrichtung aus der Zeichenebene heraus, dem Betrachter entgegen, durch Punkte der Strömungspfeilrichtung angedeutet.
-
Das Magnetfeld wird durch zwei bezüglich des Messrohres 2 einander gegenüberliegende Spulenbaugruppen 10, 11 mit jeweils einem Spulenkörper 12, 13 auf Spulenkernen 14, 15, versehen mit jeweils einem Polschuh 16, 17, erzeugt. Die Polschuhe 16, 17 dienen der Feldführung und sind entsprechend so geformt, dass sie sich außenseitig an das Messrohr 2 anlegen. Zu diesem Zwecke weisen sie jeweils einen mittleren Abschnitt 160, 170 auf, an den sich zwei einander gegenüberliegende abgewinkelte seitliche Abschnitte 161, 162 bzw. 171, 172 anschließen. Dies ist besser 2 zu entnehmen. Die drei Abschnitte 160, 161, 162 bzw. 170, 171, 172 kontaktieren das Messrohr 2 außenseitig jeweils tangential. Senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums 20 und zur Richtung des erzeugten Magnetfeldes werden Messelektroden angeordnet, in denen eine Messspannung induziert wird.
-
Mit den Messelektroden ist ein Koaxialkabel 3 verbunden, wie in 1 angedeutet. Um zu vermeiden, dass das Koaxialkabel beim Vorbeiführen an dem Polschuh 16 bzw. 17 bzw. an dem Spulenkern 14 bzw. 15 beschädigt wird, weisen die beiden Polschuhe 16, 17 jeweils eine Kabelführungseinrichtung in Form eines jeweiligen Stegelements 18 auf, wobei das Koaxialkabel durch die Kabelführungseinrichtung und den jeweiligen Polschuh hindurch geführt werden kann. Die Stegelemente 18 sind in einer durch die Polschuhe hindurchgehenden zentralen Öffnung 163 ausgebildet. Diese sind, wie in 3 besser zu sehen, durch partielles Stauchen des Materials des Polschuhs im Bereich der Durchtrittsöffnung gebildet. Zu diesem Zweck sind benachbart zu der zentralen Öffnung 163 zwei weitere Durchtrittsöffnungen 19 vorgesehen. Durch die Durchtrittsöffnung 19 ist ein Freiraum vorgesehen, der es ermöglicht, dass sich die Stegelemente 18 beim Stauchen des Materials des Polschuhs ausbilden können. Die Stegelemente 18 erstrecken sich nur über einen Teil der Höhe H des Polschuhs bzw. der Durchtrittsöffnung hinweg. Die Stegelementhöhe h kann z.B. der halben Polschuhhöhe H entsprechen, also h = 0,5 × H. Das Stauchen des Polschuhmaterials im Bereich der zentralen Öffnung 163 kann besonders dann erfolgen, wenn, wie bei dem in 2 bzw. 3 gezeigten Polschuh 16 benachbart zu der zentralen Öffnung 163 die Durchtrittsöffnung 19 vorgesehen ist. Diese weist bei der in 2 gezeigten Ausführungsvariante eine etwa kreisrunde Form auf, während die zentrale Öffnung 163 zwei einander gegenüberliegende, seitlich in Richtung der beiden Durchtrittsöffnungen 19 weisende, längliche, von der großen Öffnung abzweigende Öffnungsabschnitte 164, 165 auf. Das Material bzw. Stegmaterial zwischen den seitlichen Öffnungsabschnitten 164, 165 und den Durchtrittsöffnungen 19 wird gestaucht, so dass sich die Stegelemente 18 ergeben. Diese weisen jeweils aufgrund der Deformation beim Stauchen im Innern der zentralen Öffnung 163 eine gerundete Formgebung auf, wie durch das Bezugszeichen 180 angedeutet, und führen zu einer Konizität der zentralen Öffnung 163, wobei, wie aus 3 zu entnehmen, das Polschuhmaterial beim Stauchen zum Ausbilden des Stegelements 18 sich auch in die Durchtrittsöffnung 19 hinein bewegt und auch dort zu einer Deformation der Durchtrittsöffnung 19 bzw. des durch diese geschaffenen Freiraums führt. Das durch die zentrale Öffnung 163 hindurch geführte Kabel 3 wird durch die gerundete Formgebung (siehe Bezugszeichen 180) des Stegelements 18 nicht verletzt und durch die Konizität einerseits innerhalb der zentralen Öffnung 163 geführt und andererseits darin gehalten, insbesondere leicht klemmend gehalten.
-
In Richtung zu dem Spulenkern 14 bzw. 15 ist der jeweilige Polschuh 16, 17 flach, da die Deformationen zum Bilden der Stegelemente 18 jeweils in Richtung weg von der Seite, mit der der Polschuh an dem Spulenkern 14, 15 anliegt, gebildet sind. Der Halt an dem jeweiligen Spulenkern 14, 15 wird durch das Vorsehen der Stegelemente als Kabelführungseinrichtungen in den Polschuhen nicht verschlechtert, das Kabel 3 jedoch gegen Beschädigung an dem Polschuh geschützt, da das Kabel nun durch den Polschuh hindurchgeführt wird und nicht mehr an diesem vorbei. Der Spulenkern 14 bzw. 15 ist etwa zylindrisch und über nicht gezeigte Befestigungselemente, wie Haltenasen, an dem Polschuh 16 bzw. 17 gehalten. Das Kabel 3 wird durch die innere Öffnung des Spulenkerns 14, 15 und zwischen dem Stegelement 18 und dem Messrohr 2 hindurch geführt. Das Kabel 3 befindet sich nach dem Durchführen durch die zentrale Öffnung 163 in der gewünschten genauen Positionierung. Die Montage des Kabels an dem Polschuh ist daher einfach und unkompliziert möglich. Beispielsweise werden Spulenkörper 12, 13, Spulenkern 14, 15 und Polschuh 16, 17 mit Koaxialkabel 3 als Einheit vormontiert. Diese Einheit wird nachfolgend an dem Messrohr 2 montiert, das Kabel 3 zurückgezogen und gestrafft, um die gewünschte optimale Positionierung in der zentralen Öffnung 163 einzunehmen. Weitere Maßnahmen sind nicht mehr erforderlich, so dass eine einfache Montage und kurze Montagezeiten ermöglicht werden.
-
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten von Polschuhen und magnetisch-induktiven Durchflussmesseinrichtungen können noch zahlreiche weitere vorgesehen werden, bei denen der Polschuh mit zumindest einer Kabelführungseinrichtung, insbesondere in Form eines durch Stauchen des Materials des Polschuhs geformtes Stegelement, zum geführten Hindurchführen eines Kabels durch den Polschuh versehen ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- magnetisch-induktive Durchflussmesseinrichtung
- 2
- Messrohr
- 3
- Koaxialkabel
- 10
- Spulenbaugruppe
- 11
- Spulenbaugruppen
- 12
- Spulenkörper
- 13
- Spulenkörper
- 14
- Spulenkern
- 15
- Spulenkern
- 16
- Polschuh
- 17
- Polschuh
- 18
- Stegelement
- 19
- Durchtrittsöffnung
- 20
- Medium
- 160
- mittlerer Abschnitt
- 161
- seitlicher Abschnitt
- 162
- seitlicher Abschnitt
- 163
- zentrale Öffnung
- 164
- abzweigender Öffnungsabschnitt
- 165
- abzweigender Öffnungsabschnitt
- 170
- mittlerer Abschnitt
- 171
- seitlicher Abschnitt
- 172
- seitlicher Abschnitt
- 180
- gerundete Formgebung von 18
- H
- Höhe Polschuh
- h
- Höhe Stegelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2008/028872 A1 [0003]
- WO 2011/091899 A1 [0004]
