DE2452181A1

DE2452181A1 - Stroemungswaechter

Info

Publication number: DE2452181A1
Application number: DE19742452181
Authority: DE
Inventors: Kurt Frey
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1974-11-02
Publication date: 1976-04-22
Also published as: DE7436709U; CH577672A5

Description

S t r 25m in g s w <tc h t e r Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungswächter, bei dem ein in einem Messabschnitt angeordnetes Organ in Abhangigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des durch den Messabschnitt strömenden Mediums aktiviert wird.
Strömungswichter dienen insbesondere zur Ueberwachung von Kühlkreisläufen bei elektrischen oder thermischen Anlagen und Geraten. An ihre Betriebssicherheit werden hohe Anforderungen gestellt, da der Ausfall eines Kühlkreislaufes zu schweren Folgeschäden der zu kühlenden Einrichtungen führen Fann.
Strömungswächter arbeiten nach verschiedenen Prinzipien, weisen jedoch folgende Gemeinsamkeit auf: Sinkt die Strömungsgeschwindigkeit unter einen bestimmten Grenzwert, so wird ein Organ im Strömungswächter aktiviert und ein Signal abgegeben. Je nach Ausbildung des genannten Organs unterscheidet man Schwebekörper-, Dralldurchfluss-, Kolben- oder Membranströmungswächter.
Diese bekannten Ausfilhrungsformen von StrömungswAchtern weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Dralldurchfluss-Strömungswächter Lenötigen eine vergleichsweise aufwendige elektronische Messwertverarbeitung. Die anderen Strömuneswächtertvnen neigen in erheblichem Mass zur Verstopfung. Schwebekörper- und Kolbens trömungs -wachter können bei Verschmutzung in einer undefinierten Stellung des Schwebekörpers bzw. des Kolbens blockieren, MembrallstrFmungswächter reagieren neben Strömung auch auf Druck, so dass der Strömungswächter auch bei verschmutztcr oder gar verstopfter Düse ohne Durchfluss anspricht.
Darilber hinaus weisen die genannten Ausführungen einen komplizierten Aufbau auf, was weder eine wirtschaftliche Fertigung noch eine rationelle Wartung erlaubt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Strömungswächter zu schaffen, der die Nachteile bekannter Ausführungen nicht aufweist, wirtschaftlicher zu fertigen und warten ist und ein hohes t4ass an Betriebssicherheit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einem Strömungswächter der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass erfindungsgemäss im Messabschnitt Mittel zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit der durch den Strömungswächter fliessenden Flüssigkeit und eine dem Messabschnitt zugeordnete Einrichtung zur Erfassung des Druckes in dem Medium vorgesehen sind.
Bei einer ersten Ausfilhrungsform der Erfindung ist im Messabschnitt ein Rohr mit einer Querschnittsverengung und eine Einrichtung zur Erfassung des Unterdruckes an der Stelle der Querschnittsverengung vorgesehen.
Eine andere Aus fUhrungs form der Erfindung besteht darin, den Messabschnitt in Form eines Strahlrohrs auszubilden und an den Ansaugstutzen der Strahlpumpe die Einrichtung ztir Erfassung des Unterdruckes anzuschliessen.
Im einfachsten Fall besteht die Unterdruckerfassungs-Einrichtung aus einer federbelasteten Membrane, die den mit dem strömenden Medium in Verbindung stehenden Raum gegensilber den Aussenraum abdichtet. Die Membran ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass sie nur Bewegungen in Richtung des mit dem strömenden Medium in Verb indting stellenden Raum zulässt.
An der Membrane sind Mittel zur Erfassung der Membranbewegung vorgesehen, z.B. eine Schaltstange, welche ihrerseits einen Schalter betätigt, oder Permanentmagnete, die auf einen Magnetschalter einwirken, wenn die Membrane einen bestimmten, einstellbaren Weg zurückgelegt hat.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das genannte Rohr derart auszubilden, dass seine Querschnittsverengung ca.
86 % betrc9gt. Eine ährliche Dimensionierung erfordert auch das Strahlrohr hinsichtlich seines inneren, vom Medium durchflossenen Rohres. Auf diese Weise bleibt der Druckabfall in vertretbaren Grenzen (kleiner als 0,1 ata), andererseits ist der Strdmungswsichter noch empfindlich genug., praxisnahe Strömungsgeschwindigkeiten zu erfassen.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Strömungswächters liegen inshesondere in seiner aus seinem einfachen Aufbau resultierenden wirtschaftlichen Fertigung, einfachen Wartung und hohen Betriebssicherheit. Bei Ausfall der Strömung, z.B. infolge Verschmutzung, Verstopfung etc., bricht der Ullter(lrllck zusammen und der Strömungswächter nimmt eine definierte Ruhelage ein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten AusftlhrungsbeispielennSher erläutert.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Strömungswächters unter Verwendung eines Rohres mit Querschnittsverengung, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Strömungswächters unter Verwendung einer Strahlpumpe.
In Fig.l ist ein Rohr 1 mit einer Querschnittsverengung 2 dargestellt. Die Querschnitte vor und hinter der Verengung sind mit Q1 bzw. Q3, der Querschnitt an der Verengung 2 mit Q2 bezeichnet. Der Einfachheit halber ist Q1 = Q3.
Das Verhältnis der Querschnitte Q2/Ql = 0,14 . An die Verengung 2 ist ein Steigrohr 3 angeschlossen, das durch eine Membrane 4 gegenüber dem Aussenraum abgedichtet ist. Die Membrane 4 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sie nur Bewegungen in Richtung des durch das Rohr 1 strömenden Mediums 5, z.B. Wasser oder Oel, ausführen kann. Dies erfolgt beispielweise durch eine mit Ausgleichsbohrungen 6 versehene Deckplatte 7. Die Membrane 4 trägt eine Schaltstange 8, die eine Stellmutter 9 aufweist. Zwischen der Stellmutter 9 und der Deckplatte 7 ist eine Feder 10 angeordnet. Diese Feder 10 ist als Druckfeder ausgebildet und erlaubt es zusammen mit der Stellmutter, die Federcharakteristik der Membrane 4 einzustellen. Die Schaltstange betätigt einen Schalter 11. Bildet man die Schaltstange 8 und/oder den Schalter 11 verstellbar aus, so lässt sich auf diese Weise die Ansprechschwell des Strömugswächters einstellen.
Bei der in Fig.2 dargestellten Ausführungsform eines Strömungswächters findet eine Strahlpumpe, z.B. eine sogenannte Wasserstrahlpumpe S, Verwendung. An den Ansaugstutzen 13-der Pumpe ist eine der Fig.l. entsprechende Unterdruck-Mess einrichtung angeschlossen, wobei jedoch die Abtastung der Membranauslenkung kontaktlos über einen auf der Schaltstange 8 sitzenden Permanentmagneten 14 und einen Magnetschalter 15, z.B. einem Reedkontakt, erfolgt. Ansonsten sind gleiche Teile in beiden Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Statt den Permanentmagneten auf der Schaltstange 8 anzubringen, kann dieser auch direkt auf der Membrane 4 befestigt werden. Der Magnetschalter 15 kann dann direkt auf der Platte 7 angeordnet werden, was einen kompakteren Aufbau ermöglicht.
Sowohl bei der AusftIhrung nach Fig.l als auch bei der nach Fig.2 kann die Unterdruck-Messeinrichtung als (handelsübliches Unterdruck-)Manometer mit Grenzwertschalter ausgebildet sein, das an das Steigrohr 3 (Fig.l) bzw. den Ansaugstutzen 13 (Fig.2) angeschlossen ist.
In einer Realisierung der Erfindung nach Fig.2 wurde eine Wasserstrahlpumpe in labormässiger Ausführung verwendet. Diese hatte die folgenden Hauptabmessungen: Durchmesser vor bzw. hinter der Verengung D1 = D2 = 8 mm Durchmesser an der Verengung d = 3 mm Durchmesser des freien Membranteils DM = 26 mm Membranwerkstoff: Synthetik-Kautschuk, z.B. Neopren, Dicke 2,5 mm mit 1 Gewebeeinlage.
Der so aufgebaute Strömungswächter schaltete bei Durchflussmengen unter 3 Liter/min einwandfrei, der Druckverlust durch den Einbau des Strömungswächters belief sich dabei lediglich 2 auf 0,1 kg/cm

Claims

Patentansprüche Strömungswächter,bei dem ein in einem Messabschnitt angeordnetes Organ in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des durch den Messabschnitt strömenden Mediums aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Messabschnitt (1) Mittel (2) zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit des durch den Strömungswächter strömenden Mediums (5) und eine dem Messabschnitt zugeordnete Einrichtung zur Erfassung des Unterdruckes im Medium vorgesehen sind.

A Strömungswächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Messabschnitt ein Rohr (1) mit einer Querschnittsverengung (2) vorgesehen ist.

Strömungswächter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengung (Q2/Ql) zwischen 0,1 und 0,2, vorzugsweise 0,13 - 0,15, liegt, 0Strömungswächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Messabschnitt ein Strahlrohr (S) vorgesehen ist0 .5.Strömungswächter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlrohr als Strahlpumpe (S) ausgebildet ist, an deren Ansaugstutzen (13) die Einrichtung zur Erfassung des Unterdruckes angeschlossen ist.

1;,Strömungswächter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erfassung des Unterdruckes eine federbelastete Membrane (4) ist, die einen mit dem strömenden Medium (5) in freier Verbindung stehenden Raum gegenüber dem Aussenraum abdichtet.

%*Strömungswächter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (4) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie nur Bewegungen in Richtung des mit dem strömenden Medium in Verbindung stehenden Raum zulässt.

,Strörnungswachter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel ( 8, 11; 8,14,15) zur Erfassung der Membranaus lenkung vorgesehen sind.

9. Strömungswächter nach Anspruch 6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (4) eine Schaltstange (8) zur Betätigung eines Schalters (11) aufweist.

40, Strömungswächter nach Anspruch 6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Membrane (4) bzw. an der Schaltstange (8) mindestens ein Permanentmagnet (14) vorgesehen ist, dem ein verschiebbar angeordneter Magnetschalter (15) zugeordnet ist.