DE2066055C2 - Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät für fließfähige Medien - Google Patents

Description

so Die Erfindung bezieht sich auf Strömungs- bzw. Mengenmeßgeräte für fließfähige Medien mit einer durch einen mit einem Deckel verschlossenen seitlichen Zugang in den durchgehenden Strömungskanal des Gehäusekörpers einsetzbaren, mit einem Rotor ausgestatteten Meßkammereinheit, die am Deckel für den seitlichen Zugang des Gehäusekörpers angebracht ist und zwischen Führungseinrichtungen, die in rechtwinklig zur Achse des Strömungskanals in einem der Länge der Meßkammereinheit entsprechenden Abstand liegenden Ebenen angeordnet sind, mit auf ihrer Außenseite vorgesehenen Sitzflächen auf im Gehäusekörper zwischen den Führungseinrichtungen angeordneten Sitzaufnahmen in festgelegter Betriebsstellung sitzt.

Aus US-PS 33 63 464, US-PS 33 88 595 und DE-OS 73 172 sind Geräte dieser Art bekannt, bei welchen zur Festlegung der genauen Betriebsstellung der Meßkammereinheit in dem Strömungskanal des Genau-

sekörpcrs eine starre Verbindung zwischen dem Deckel des seitlichen Zuganges und der Meßkammereinheit vorgesehen ist Dies bedeutet daß die genaue Anordnung der Meßkammereinheit von den Befestigungsverhältnissen des Deckels an dem Gehäusekörper abhängig ist Schon geringe Unterschiede in der Festziehstärke der einzelnen Bolzen des Deckels haben eine — wenn auch geringe — Winkelverstellung der Achse der Meßkammereinheit gegenüber der Achse des Strömungskanals zur Folge. Außerdem wird durch auch -o nur geringfügige Ungleichmäßigkeit im Anziehen der Befestigungsbolzen des Deckels ein Verkeilen der Meßkammereinheit in den Führungseinrichtungen im Gehäusekörper hervorgerufen.

Es ist auch bekannt bei Woltmann-Flüssigkeitsmessern die Meßkammereinheit mittels einer zentralen Stellschraubenspindel an dem den seitlichen Zugang des Gehäusekörpers verschließenden Deckel anzubringen, um die Stellung der Meßkammereinheit nach dem Schließen des Deckels noch nachträglich justieren zu können. Eine solche Justage ist aber schwierig, da die richtige Lage der Meßkammereinheit bezüglich des Strömungskanals im Inneren des Gehäusekörpers nicht von außen festgestellt werden kann.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Anbringungsweise einer Meßkammereinheit mit Rotor und zugeordnetem Antriebsmechanismus innerhalb des Gehäusekörpers zu schaffen, so daß beim Zusammenbau die Meßkammereinheit und mit ihr der Rotor mit Sicherheit genau rechtwinklig zur Strömungsrichtung des Medium angeordnet wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreiciit, daß auf der äußeren Umfangsfläche der Meßkammereinheit zylindrisch kurvenförmige Sitzflächen ausgebildet sind, während die entsprechenden Sitzaufnahmen zylindrisch kurvenförmige parallele Flächen innerhalb des Gehäusekörpers aufweisen, die der seitlichen öffnung des Gehäusekörpers gegenüberliegen, und daß der Deckel für die seitliche öffnung des Gehäusekörpers Einrichtungen zu beschränkt beweglichem Anbringen der Meßkammereinheit auf der Deckelinnenfläche trägt.

Dadurch wird erreicht, daß die Meßkammereinheit komplett mit Rotor, Wellen und Antriebsgetriebe an dem Deckel aufgehängt werden kann, wobei Vorsorge getroffen wird, daß die Meßkammereinheit und der Rotor nach erfolgter Montage stets richtig axial in dem Gerät angeordnet sind, unabhängig davon ob der Deckel genau gleichmäßig rundum auf seinem Sitz angezogen ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann ferner eine Anpassungsplatte zwischen dem Deckel und der Meßkammereinheit vorgesehen sein, die die Meßkammereinheit in Längsrichtung zum Strömungsweg legt. Die Anpassungsplatte kann auch als eine Hebe- und Aufhängungsverbindung zwischen der Meßkammereinheit und dem Deckel ausgebildet sein, die es ermöglicht, die Meßkammereinheit aus dem Gerätegehäuse zu nehmen, ohne die Antriebsverbindung zwischen dem Rotor und einer auf dem Deckel angebrachten Anzeigeeinrichtung zu stören oder zu beschädigen. eo

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen mit Turbinenmotor angetriebenen Gasmesser gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in axialem Schnitt;

F i g. 2 vergrößert den Deckel und die Meßkammereinheit des Gasmessers nach Fig. 1 in axialem Schnitt; Fig.2A eine Draufsicht auf die Anpassungs- und Aufhängeplatte, die die Meßkammereinheit im Gerät in richtige Lage bringt;

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Meßgerät nach F i g. 1;

Fig.4 eine teilweise Draufsicht, die das Innere des Meßgerätegehäuses nach Entfernen der Anzeigeeinrichtung und der Meßkammereinheit zeigt;

Fig.5 eine Seitenansicht in Längsschnitt durch das Gerätegehäuse, im wesentlichen nach der Linie 5-5 der F i g. 4 und

Fig. 6 eine Endansicht des Gehäuses im Schnitt im wesentlichen nach der Linie 6-6 in F i g. 4.

Das in Fig. 1 gezeigte Meßgerät 20 mit Turbinenantrieb enthält einen relativ starren, einstückigen, hohlen Gehäusekörper 21 mit oberstromseitigem und unterstromseitigem Flansch 22 bzw. 23 an den sich gegenüberliegenden Enden, um das Gerät mit Schraubenbolzen oder in ähnlicher Weise in einer (nicht gezeigten) Rohrleitung anzubringen, so daß die zylindrische innere Wandfläche 24 eine wirksame Fortsetzung der Rohrleitung mit gleichem Durchmesser bildet.

Der Gehäustkörper ist etwa in der Mitte zwischen den Flanschen mit einer relativ weiten, nach oben gerichteten seitlichen Öffnung 25 ausgebildet. Die Gehäusewand hat an den gegenüberliegenden Enden der Öffnung flache, parallele, glatte Führungsflächen 26 und 27, die rechtwinklig zur Achse der Wandfläche 24 liegen, sich bis in die Gehäusebodenwand 28 erstrecken und im Gehäusekörper 21 ausgebildete, bogenförmige, parallele, oberflächenbearbeitete, glatte Sitzflächen 29 und 30 schneiden. Zwischen diesen Sitzflächen 29 und 30 ist die Bodenwand 28 bei 32 ausgenommen, mit Ausnahme von in Längsrichtung in Abstand liegenden Rippen 33 und 34, die bogenförmige, parallele, glatt verarbeitete Oberflächen 35 und 36 aufweisen. Die Rippen 33 und 34 liegen in gleichem Abstand von den Sitzflächen 29 und 30, und die Flächen 29,31,35 und 36 sind von konzentrischer, zylindrischer Kontur und erstrecken sich um etwa 180° um das Innere der Bodenwand zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Öffnung 25.

Die öffnung 25 ist durch einen nach oben vorstehenden Rand 37 mit einer Ringfläche 38 und einem Ringraum 39 oberhalb der Öffnung 25 umgeben. Der Ringraum 39 wird durch eine obere Deckelplatte 41 verschlossen, beispielsweise mittels Schraubenbolzen 42, die sich in den Rand 37 erstrecken. Ein nachgiebiger U-Ring 43 ist in eine Nut 44 eingelegt und durch Berührung mit der flachen Unterseite 45 der Deckelplatte 41 als gasdichter Verschluß zusammengedrückt.

Die Deckelplatte 41 ist mit einem nach oben vorstehenden, hohlen, nabenförmigen Teil 46 geformt, der einen Teile des Antriebsmechanismus aufnehmenden Hohlraum 48 bildet. Dieser Hohlraum 48 ist durch eine die Anzeigeeinrichtung 60 tragende Platte 49 verschlossen.

Eine innere Meßkammereinheit 58 ist an der Deckelplatte 41 aufgehängt und paßt genau und flüssigkeitsdicht in die Öffnung 25. Die Meßkammereinheit 58 weist ein Gehäuse 59 mit einer äußeren Umfangswand 61 auf, die an den beiden gegenüberliegenden Enden mit glatten, zylindrischen Umfangsfläc!:2n 62 und 63 ausgebildet ist, die glatt ausgependeil und genau auf den Oberflächen 29, 35, 36, 31 im Gehäusekörper 21 gelagert sind. Die oberen 180° der äußeren Umfangswand 61 sind in der öffnung 25 angeordnet, um eine wirksame Fortsetzung der

Gehäusekörperwand zu bilden. Das Gehäuse 49 hat gegenüberliegende Stirnflächen 64 und 65, die glatt, parallel und flach ausgebildet und dazu angepaßt sind, in dichter, gleitender Berührung mit den Führungsflächen 26 und 27 zu passen. Am einen Ende ist die äußere Umfangswand 61 bei 66 genutet, um einen nachgiebigen O-Ring 67 zu tragen, der zwischen dem Gehäuse 59 und der benachbarten Gehäusekörperfläche zusammengedrückt ist, um einen gegen fließfähiges Medium dichten Abschluß zu bilden. Ein Abflußstopfen 68 ist als Zugang zu dem durch die Ausnehmung 32 unterhalb des Gehäuses 59 gebildeten Hohlraum vorgesehen.

Das Gehäuse 59 ist ferner mit einer ringförmigen, inneren Umfangswand 71 versehen, die einstückig und starr mit der äußeren Umfangswand 61 durch in gleichen Winkelabständen angeordnete Säulen oder Rippen (vergl. Säule 72) befestigt ist. Auf diese Weise ist ein ringförmiger Strömungsdurchlaß 73 durch die Meßkammereinheit 58 begrenzt. An der Oberstromseite des Strömungsdurchlasses 73 und der inneren Umfangswand 71 bildet die äußere Umfangswand 61 eine offene Rotorkammer 74, innerhalb welcher ein Rotor 75 angeordnet und für freie Drehbewegung in der Strömungsachse des Meßgerätes gelagert ist.

Der Rotor 75 ist in herkömmlicher Art mit einem im wesentlichen mit der inneren Umfangswand 71 ausgerichteten, ringförmigen Rand 76 und einer Reihe schraubenförmig angeordneter Umfangsschaufeln 77 versehen.

Oberstromseitig des Gehäuses 59 ist ein feststehender, einen Strömungskanal begrenzender Führungskörper 78 innerhalb des Gehäusekörpers 21 angebracht. Der Führungskörper 78 weist einen außen glatten, zylindrischen, rohrförmigen Teil 79 auf, der bei und im wesentlichen in Längsrichtung ausgerichtet mit dem Rand des Rotors 75 endet, um so einen ringförmigen Strömungs-Durchlaßteil 80 zu bilden, der mit dem Strömungsdurchlaß 73 ausgerichtet ist Ferner hat der Führungskörper ein geschlossenes, abgerundetes, oberstromseitiges Ende 81. Der Ablenkkörper 78 ist mit drei oder mehreren radial angeordneten Finnen 82 im Gehäusekörper gehalten, die einstückig mit einem ringförmigen Rand 83 ausgebildet sind, der sich in eine Schulter 84 erstreckt und beispielsweise mittels Madenschraube 85 befestigt ist.

Der Ablenkkörper 78 ist daher durch Einsetzen des Randes 83 in die Schulter 84 starr angebracht und zentrisch zum Strömungskanal des Gehäuses 59 gehalten. Der Durchmesser des Ablenkkörpers 78 ist im wesentlichen gleich demjenigen des Rotorrandes 76, und das innere freie Ende des Ablenkkörpers 78 endet in Nachbarschaft aber in einem kleinen Abstand vor dem Roiorränd 76.

Die Strömungskanalabschnitte 73 und 80 sind somit in Längsrichtung miteinander und mit dem mit den Schaufeln besetzten Umfang des Rotors 75 ausgerichtet so daß alles in das Meßgerätegehäuse strömende Medium richtig durch die Rotorschaufeln geleitet wird, um eine proportionale Drehung des Rotors hervorzurufen.

Innerhalb der Meßkammereinheit 58 ist in der Säule 72 eine vertikale Bohrung 120 ausgebildet die den die Meßwerksteile aufnehmenden Hohlraum 110 innerhalb der inneren Umfangswand 71 mit einem oberen erweiterten Bohrungsabschnitt 120' verbindet Bn rohrförmiges Gehäuse 123 hat einen mittleren, erweiterten Teil, der sich durch eine öffnung 124 in der Deckelplatte 41 erstreckt wo er von einem radial zusammengedrückten Dichtungsring 125 umgeben ist. Das obere Ende 126 des Gehäuses 123 ist mit einer Wand abgeschlossen, die eine magnetische Antriebskupplung trägt, und das offene, zylindrische untere Ende 127 des Gehäuses 123 ist mit engem Gleitsitz in den zylindrischen Bohrungsabschnitt 120' eingepaßt. Das Gehäuse 123 ist in zusammengebautem Zustand mit einem radialen Flansch 128 in Anlage an der Unterseite der Deckelplatte 41.

ίο Wie aus den Fig. 1,2 und 2A ersichtlich, ist das obere Ende des Gehäuses 59 mit einem starren zylindrischen, nabenartigen Teil 160 ausgebildet, der den Bohrungsabschnitt 120' umgibt und sich nach dem Gehäuseflansch 128 erstreckt. Eine Anpassungs- und Aufhängungsplatte is 152 hat — wie am besten in Fig.2A zu sehen — eine mittige öffnung 153 zum Aufnhemen des nabenartigen Teiles 160 und Endöffnungen 154, durch die sich Befestigungsschrauben 155 in nach unten vorstehende, mit der Deckelplatte 41 starr verbundene pfostenartige Vorsprünge erstrecken. Oberhalb der Anpassungs- und Aufhängungsplatte 152 ist der nabenartige Teil 160 mit einer Umfangsnut 157 ausgebildet, die einen Sprengring 158 größeren Durchmessers als die öffnung 153 trägt. Ein nachgiebiger Dichtungsring 159 ist zwischen dem oberen Ende des nabenartigen Teiles 160 und dem Gehäuseflansch 128 in zusammengebautem Zustand eingelegt.

Wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt liegt die Anpassungs-und Aufhängungsplatte 152 parallel zur Strömungsachse in dem Gerät, und ihre kreisförmige öffnung 153 liegt konzentrisch mit der öffnung 124 der Deckelplatte 41 und exzentrisch bezüglich desjenigen Kreises, in welchem die Achsen der Befestigungsbolzen 42 für die Deckelplatte 41 liegen.

Die öffnung 153 umgibt den zylindrischen, nabenartigen Teil 160, um die Meßkammereinheit 58 umfänglich um die Strömungsachse auszurichten, aber mit kleinem, ausreichendem Spiel um Herstellungstoleranzen zu kompensieren.

Die Anpassungs- und Aufhängungsplatte 152 dient zugleich als Ausziehvorrichtung für die Meßkammereinheit 58. Wenn die Deckelplatte 41 von dem Gehäusekörper abgenommen werden soil, bewegt sich normalerweise die gesamte Meßkammereinheit 58 mit ihr. Wenn aber das Gehäuse 123 bestrebt sein sollte, sich aus der Bohrung 120' zu ziehen, greift die Anpassungsund Aufhängungsplatte 152 auf den Sprengring 158 und hebt die Meßkammereinheit 58 an.

In F i g. 1 bezeichnet die vertikale Achse Λ" die

so gemeinsame Achse der öffnungen 124 und 153 und der

Antriebswelle, während die vertikale Achse Y den Mittelpunkt desjenigen Kreises enthält auf welchem die Achsen der Bciestigungsbc'.zer. 42 der Decke!p!atie 4!

liegen. Die Achse Y ist auch konzentrisch mit den

Antriebseinrichtungen für die Anzeigeeinrichtung 60. Diese in Längsrichtung abgesetzte Anordnung der Achsen X und Y stellt sicher, daß die an der Deckelplatte 41 angebrachte Meßkammereinheit 58 nur

in der richtigen Betriebssteilung mit dem Rotor 75 an der Oberstromseite (wie in Fig. 1 gezeigt) in den

Gehäusekörper 21 eingesetzt werden kann. Auf diese Weise kann die Vorrichtung weder von Anfang an noch

bei einer Reparatur falsch zusammengebaut werden.

Die Meßkammereinheit 58 wird auf der Deckelplatte

41 angebracht bevor die Deckelplatte 41 auf dem

Gehäusekörper 21 angebracht wird. Diese Untereinheit

ist in Fj g. 2 gezeigt Das Gehäuse 123 wird fai der

Deckelplatte 41 angebracht indem das Gehäuse 123

von der Unterseite der Deckelplatte 41 in die Öffnung 124 eingesetzt wird. Das Gehäuse 59 wird dann über das offene Ende des Gehäuses 123 durch Einsetzen des nabenartigen Teiles 160 durch die Öffnung 153 der Anpassungs-und Aufhängungsplatte 152 eingesetzt, bis der Dichtungsring 159 zusammengedrückt ist und es wird dann der Sprengring 158 oberhalb der Anpassungs- und Aufhängungsplatte 152 in den nabenartigen Teil 160 eingesetzt.

Jetzt wird die so zusammengebaute Untereinheit von Deckelplatte 41 und Meßkammereinheit 58 in die Gehäusekörperöffnung 25 eingesetzt, wobei die gegen-

überliegenden Enden des Gehäuses 59 durch die Führungsflächen 26 und 27 gleitend geführt weiden. Die Bolzen 42 werden eingesetzt und angezogen, um die Meßkammereinheit 58 auf die Rippen 33 und 34 zu setzen und so ferner die Dichtung 159 zusammenzudrücken, bis sie in zusammengebautem Zustand die doppelte Funktion ausübt, nämlich als Druckfeder zum Aufdrücken der Meßkammereinheit 58 auf die Flächen 29, 31, 35, 36 und als Abdichtung für die Verbindung zwischen dem Gehäuse 123 und der Meßkammereinheit 58.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät für fließfähige Medien mit einer durch einen mit einem Deckel verschlossenen seitlichen Zugang in den durchgehenden Strömungskanal des Gehäusekörpers einsetzbaren, mit einem Rotor ausgestatteten Meßkam · mereinheit, die am Deckel für den seitlichen Zugang des Gehäusekörpers angebracht ist und zwischen Führungseinrichtungen, die in rechtwinklig zur Achse des Strömungskanals in einem der Länge der Meßkammereinheit entsprechenden Abstand liegenden Ebenen angeordnet sind, mit auf ihrer Außenseite vorgesehenen Sitzflächen auf im Gehäusekörper zwischen den Führungseinrichtungen angeordneten Sitzaufnahmen in festgelegter Betriebsstellung sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der äußeren Umfangsfläche der Meßkammereinheit (58) zylindrisch kurvenförmige Sitzflächen ausgebildet sind, während die entsprechenden Sitzaufnahmen zylindrisch kurvenförmige, parallele Flächen (29, 31, 35, 36) innerhalb des Gehäusekörpers (21) aufweisen, die der seitlichen öffnung (25) des Gehäusekörpers (21) gegenüberliegen, und daß der Deckel (41) für die seitliche öffnung (25) des Gehäusekörpers (21) Einrichtungen (120', 123, 152, 158,160) zu beschränkt beweglichem Anbringen der Meßkammercinheit (58) auf der Deckelinnenseite trägt.

2. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (29, 31, 35, 36) der Sitzaufnahmen auf konzentrischen, sich auf etwa 180° um das Innere der Bodenwand zwischen den gegenüberliegenden Seiten der öffnung (25) im Gehäusekörper (21) erstreckenden Rippen (33, 34) bzw. Schultern ausgebildet sind.

3. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Einrichtungen (120', 123, 152, 158, 160) zum Anbringen der Meßkammereinheit (58) am Deckel (41) noch Einrichtungen vorgesehen sind, die das Einsetzen der Meßkammereinheit (58) in den Gehäusekörper (21) nur in solcher Orientierung zulassen, daß der Rotor (75) nach der Oberstromseite in den Strömungskanal gerichtet ist.

4. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel ein eigentliches Deckelelement (41) aufweist, das mittels einer Reihe von um eine -Achse (Y) konzentrisch angeordneten Bolzen (42) auf dem Gehäusekörper (21) befestigt ist, und die Meßkammereinheit (58) an dem Deckelement (41) in abgesetzter Stellung zu dieser Achse (Y) aufgehängt ist.

5. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anbringen der Meßkammereinheit (58) am Deckel (41) Anpassungseinrichtungen (152) an der Unterseite des Deckels (41) zum Lokalisieren der Meßkammereinheit (58) bezüglich des Deckels (41) enthalten.

6. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungseinrichtungen eine Platte (152) enthalten, die an der Unterseite des Deckels (41) angebracht ist und eine öffnung (153) zur Aufnahme eines Vorsprunges (160) entsprechender Form an der Meßkammereinheit (58) aufweist

7. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammereinheit (58) ein Gehäuse (59) mit in gegenseitigern Abstand angeordneter innerer und äußerer Umfangswand (71, 61) zur Bildung eines ringförmigen Strömungsdurchlasses und einer Rotorkammer (47) an der Oberstromseite aufweist und daß die äußere Umfangswand (61) mit den Führungseinrichtungen (26,27) des Gehäusekörpers (21) zusammenwirkende Stirnflächen (64, 65) und die mit den Sitzaufnahmen zusammenwirkenden Sitzflächen (62,63) aufweist

8. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anis spruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtungen zum Befestigen der Meßkammereinheit (58) an der Innenseite des Deckels (41) ein sich durch eine öffnung (124) im Deckel (41) erstreckendes, rohrförmiges Gehäuse (123) mit oberem, außerhalb des Deckels (41) geschlossenem Ende (126) und innerem, offenem, in eine Bohrung (120') in dem benachbarten Teil der Meßkammereinheit (58) passenden Ende (127) und nachgiebige Einrichtungen enthält, die zwischen dem rohrförmigen Gehäuse (123) und der Meßkammereinheit (58) in zusammengedrücktem Zustand angeordnet und sowohl als Abdichtung der Verbindung zwischen ■ieriv rohrförmigen Gehäuse (123) und der Meßkammereinheit (58) als auch als nachgiebiges Druckübertragungselement ausgebildet sind, daß die Meßkammereinheit (58) auf ihrem Sitz im Gehäusekörper (21) hält

9. Strömungs- und Mengenmeßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Gehäuse (123) axial in der Deckelöffnung (124) mit einem Flansch (128) gehalten ist, der an der Unterseite des Deckels (41) liegt

10. Strömungs- bzw. Mengenmeßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Einrichtung ein zwischen dem Flansch (128) des rohrförmigen Gehäuses (123) und dem Ende eines nabenartigen Ansatzes (160) auf der Meßkammereinheit (58) zusammengepreßter, die Bohrung (120') der Meßkammereinheit (58) umgebender, nachgiebiger Dichtungsring (159) ist