-
Vorrichtung zur Durchflubmessung von
-
Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur
Durchllu.messunOr von Flüssigkeiten, welche einen im Flüssigkeitsstrom angeordneten,
allseits umströmten zylindrischen Körper enthält, der auf seiner --tirnseibc einen
konischen Fortsatz tragt, mit etwas Spiel und axial beweglich in einem zylindrischen
Käfig mit, wenigstens drei Käligstäben angeordnet ist, die zu messende Flüssigkeit
axial zugeführt und durch den Zwischenraum zwischen konischem Fortsatz und Käfigring
in den sich erweiternden Zwischenraum zwischen den Kätigstäben geleitet wird, wobei
die durch strömungskräfte bewirkte Verschiebung des zylindrischen Körpers als Maß
für die durchfließende Flüssigkeibsmenge dient.
-
Vorrichtungen dieser Art sind in verscniedenen Ausführungsformen bekannt
und werden seit vielen Jahren für die Durchflußmessung von Flüssigkeiten benutzt.
-
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine verDesserte Austührungsform
anzugeben, bei der durch einfache konstruktive Maßnahmen ohne nennenswerten Mehraufwand
auch bei verhältnismäßig kurzer Baulänge die Lage des die Durchflußmenge anzeigenden
Schwimmers stabilisiert wird, wodurch die bei verhältnismäßig kurzer Ausführungsform
häufig in Betrieben auftretenden Klappergeräusche vermieden und die Ablesung des
jeweils angezeigten Durchflußwertes erleichtert werden soll.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aas der AbiluJseile zugewendete
Enae des schwimmkörpers außen konisch verjüngt ist und einen rotationssymmetrischen
Hohlraum enthält, der durch wenigstens drei nahe dem hinteren Ende befindliche Öffnungen
mit der Außenseite und durch eine an der Hinterseite befindliche Öffnung mit der
Außenseite kommuniziert und daß die Innenseite des wahlweise herausnehmbar ausgebildeten
Käfigs als eine zui Längsachse rotationssysmetrische konische Flache ausgebildet
ist, deren Achsabstand in strömungsrichtung zunimmt.
-
Da die Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flussigkeiten üblicherweise
nicht nur als Mebgerat, sondern auch gleichzeitig als sogenannter Stromungswächter
benutzt wird, welcher bei Unterschreiten einer vorgegebenen Durchflußmenge elektrische
schaltkreise betätigen soll, ist eine gute Stabilisierung der Lage des Sohwiminkörpers
auch für eine exakte Auslösung dieser elektrischen schaltvorgänge wichtig, und es
werden durch etwaiges Pendeln des Schwimmkörpers in vertikaler Richtung ausgelöste
Fehlschaltungen mit, Sicherheit vermieden.
-
Es ist zweckmäßig, wenn der Schwimmkörper in seinem mittleren Bereich
zwei vorzugsweise zylindrische Bereiche von verschiedenem Durchmesser hat und die
zylindrische Zone mit Kleinem Durcnmesser näher aer Zutlubseite, die Zone mit größeren
Durchmesser näher der Abflußseite ist.
-
Die Führung der zu messenden Flüsslgteit wird zusätzlich verbessert,
wenn die im Käfig befindlichen, sich in Längsrichtung efstreckenden Schlitze am
unteren Ende von innen nach außen abwarts abgeschrägt sind.
-
Für die Stabilisierung der Lage des Schwimmkörpers in der ihn umgebenden
Strömung ist es ferner gunotig, wenn der am hinteren, der Abflußseite zugewendeten
Ende des Schwimmkörpers befinulione Ho@lraum sich vom Reich der zwischen den Längsstegen
befindlichen Schlitze noch in der der Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung
erstreckt.
-
Für die Stabilisierung aer Lage des Schwimmkörpers ist es außerdem
vorteilhaft, wenn das der Abflußseite zugewendete Ende des schwimmtorpers bowohl
auf der Außenseite als auch auf uer Innenseite konisch ausgebildet ist.
-
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Schwimmkörper als Hohlzylinder
ausgebildet und enthält in seinem dem Zufluß zugewendeten, einen geringeren Durchmesser
aufweisenden Bereich einen oder mehrere axial magnetisierte Magnete und in seinem
der Abflußseite zugewenaeten, einen größeren Durchmesser aufweisenden Bereich einen
oder mehrere axial magnetisierte Magnete, deren magnetische Kraft wesentlich großer
ist als aie der erstgenannten Magnete.
-
Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Figuren beschrieben.
-
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäven Vorrichtung
in schematisch vereinfachter Darstellung mit zugehorigen elektrischen Einrichtungen,
Fig.
2 einen Längsschnitt durch das Gehäuse der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen
Vorrichtung in etwa natürl1uher Gröfbe mit eingese6z6em Käfig, Fig. v einen gegenuber
Fig. a um yO Grad verdrehten Längsschnitt durch dasselbe Gehause, jedoch mit eingebauter
Schalteinrichtung und eingesetztem Schwimmkorper, Fis. 4 den zum Eiuatz in das Gehäuse
vorgesehene Käfig im Längssuunitt, Fig. 5 eine Schnittansicht durch den Käfig nach
Fig. 4 entlang der Linien AB, Fig. 6 einen zum Einsatz in den Käfig gemäß Fig. 4
vorgesehenen schwimmkörper im Langsschnitt, Fig. 7 einen Schwimmkörper, ähnlich
Fig. 6, jedoch mit etwas größerer axialer Länge, schräg von oben gesehen.
-
Bei der in Fig. 1 vereinfacht dargestellten Anlage soll die pro Minute
durch die Rohrleitung 1 in Richtung des pfeiles 2 fließende Flüssigkeitsmenge gemessen
und überwacht werden.
-
Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung 3 in die Rohrleitung eingeschaltet,
welche auf einer Seite ein Schauglas 4 mit einer entsprechenden Skala hat, auf welcher
die jeweilige Durchflußmenge mittels eines in Fig. 6 dargestellten schwimmkörpers
7 angezeigt wird.
-
Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Durchflußmenge - also zB. bei
Wassermangel - wird ein Schalter 9 betätigt und eine Anzeigelampe 10 ausgeschaltet.
-
Die Vorrichtung 3 zur Durchflußmessung besteht im wesentlichen aus
einem zylindrischen Gehäuse ii, an welches unten und oben die Zufluß- bzw. Abflußleitung
mittels entsprechender Verschraubungen 12 befestigt ist.
-
Das mit vertikaler Achse angeordnete Gehäuse ii enthält einen Käfig
14, der im wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist, welcher vier sich
in axialer Richtung erstreckende, gleichmäßig entlang des Umfanges verteilte Längsschlitze
15 hat.
-
Die Längsschlitze 15 sind in dem der Zuflußseite zugewendeten Bereich
16 entgegen der Strömungsrichtung der Plüssigkeit verjüngt. Zwischen-den Schlitzen
befinden sich Längsstäbe 17, die oben und unten durch eine Ringzone 19 bzw. 20 miteinander
verbunden sind, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist. Der der Zufluß seite bzw. der Ringzone
20 zugewendete Rand der Längsschlitze 15 ist von außen nach innen abgeschrägt, wie
ebenfalls aus Fig. 4 deutlich zu erkennen ist.
-
Die Innenseite des Käfigs 14 ist rotationssymmetrisch schwach konisch
ausgebildet, und der Innendurchmesser nimmt in Richtung nach unten etwas ab. Im
Innern des Käfigs 14 ist der Schwimmkörper 7 angeordnet, welcher aus einer im wesentlichen
zylindrischen Metallhülse 22 besteht, deren mittlerer Bereich 23 einen größeren
Durchmesser hat, als der nach unten anschließende Bereich 24.
-
Das untere Ende besitzt einen kegelstumpfartigen Fortsatz 25, während
im oberen, der Abflußseite zugewendeten Ende ein Holraum 26 vorgesehen ist, der
durch wenigstens drei schlitze 27 nach der Seite zu und durch eine kreisrunde Öffnung
29
nach oben mit der den Schwimmkörper 7 in Betriebszustand umgebenen
Flüssigkeit kommuniziert. Zwischen den schlitzen 27 befinden sich Längsstege 30.
Im Innern des Schwimmkörpers 7 befindet sich ein in axialer Richtung magnetisierter
zylindrischer Magnet 33 und über diesem ein wesentlich stärkerer in axialer Richtung
magnetisierter zylindrischer Magnet 34, der nach oben zu gegen den HohS raum 26
durch eine Halte scheibe 35 flüssigkeitsdicht abgedeckt ist.
-
Nachstehend wird die Wirkungsweise der Vorrichtung beschrieben: Sobald
nach Öffnung des Ventiles 40 Flüssigkeit durch die Rohrleitung 1 in Richtung des
pfeiles 2 strömt, (Fig. 1) wird der innerhalb des Käfigs 14 mit knappem seitlichem
Spiel gelagerte Schwlmmkörper 7 (siehe Fig. 5) gehoben und die Flüssigkeit umspült
allseits den kegelstumpfartigen Fortsatz 25, und anschließend den Bereich 24 und
23 des Schwimmkörpers 7.
-
Ein Teil der Flüssigkeit strömt durch die schlitze 15 nach oben. Von
der nach oben strömenden Flüssigkeit gelangt ein Teil durch die Schlitze 27 in den
Hohlraum 26 und fließt durch die Öffnung 29 nach oben ab. Hierdurch wird eine außerordentlich
wirksame Stabilisierung der Lage des in der Flüssigkeit schwebenden Schwimmkörpers
7 erreicht.
-
Infolge der besonderen Formgebung der Längsschlitze 15 in ihrem unteren
Bereich 16 wird bewirkt, daß bei größerer Durchflußmenge der Schwimmkörper 7 mehr
angehoben wird, als bei kleinerer Durchflußmenge. Infolgedessen ist die relative
Stellung des Schwimmkörpers 7 im Käfig 14 ein exaktes und genau reproduzierbares
Maß für die Durchflußmenge und eine
am Schwimmkdrper angebrachte
Marke zeigt auf der am Schauglas 4 beflidlichen Skala die jeweilige Durchflußmenge
an.
-
Sobald die strömende Flüssigkeit einen vorgegebenen, einstellbaren
Mindestwert erreicht und der Schwimmkörper 7 die entsprechende Stellung eingenommen
hat, wird von den im Schwimmkörper befindlichen Magnetkörpern 33 und 34 der als
Schutzgas-Kontakt (sogenannter Rith-Kontakt) ausgebildete Schalter 9 geschlossen,
die Signallampe lO eingeschaltet und gegebenenfalls werden weitere Geräte oder Maschinen
eingeschaltet, weil jetzt sichergestellt ist, daß das für diese Maschinen benötigte
Kühlwasser in der erforderlichen Mindestmenge fließt. Um zu verhindern, daß bei
einer starken Zunahme der Durchflußmenge der Schwimmkörper 7 so hoch angehoben wird,
daß die Magnetkörper 33 und 34 den Schalter 9 nicht mehr genügend magnetisch beeinflussen
können, ist am oberen Ende des Käfigs 14 ein Anschlagstift 42 vorgesehen, welcher
den Hub des Schwimmkörpers 7 nach oben begrenzt.
-
Verringert sich die Durchflußmenge, dann sinkt der Schwimmkörper 7
tiefer und bei Unterschreiten der vorgegebenen Durchflußmenge wird der Schalter
9 geöffnet, die Signallampe 10 erlischt und es werden durch (in Fig.1 nicht dargestellte)
elektrische Einrichtungen akustische Warnsignale ausgelöst. Außerdem kann vorgesehen
werden, daß - gegebenfalls noch mit gewissen Verzögerungen - die in Frage kommenden
Maschinen abgeschaltet werden, beispielsweise, weil der für sie erforderliche Kühlwasserzufluß
nicht mehr vorhanden ist. Durch vertikale Verschiebung des den Schalter 9 enthaltenden
Schaltgehäuses 44 relativ zum Gehäuse 3 bzw. zum Gehäuse ll kann jeweils eingestellt
werden, bei welcher Durchflußmenge, also bei welcher Stellung des Schwimmkörpers
7 der Schalter9ein- bzw. ausgeschaltet wird.
-
Die Erfindung bietet denbesonderen Vorteil, daß bei verhãltnismäßig
kurzer Baulänge der Vorrichtung ein verhältnismäßig großer Meßbereich erfaßt und
auch verhältnismäßig große Durchflußmengen
wirksam kontrolliert
werden können. So ist beispielsweise bei einer Gesamthöhe von nur 175 mm ein Meßbereich
von 5 bis 80 Liter pro Minute einwandfrei zu messen und zu überwachen. Diese kurze
Baulänge ist für die Praxis von großer Bedeutung, weil häufig nur wenig Rohrlänge
für den Einbau derartiger Überwachungsgeräte zur Verfügung steht.
-
Die gemäß der Erfindung ausgeführten Geräte zeichnen sich ferner dadurch
aus, daß der Schwimmkörper 7 ruhig in der Flüssigkeit schwebt und weder in vertikaler
noch in horizontaler Richtung Pendel- bzw. Schaukelbewegungen ausführt. Dadurch
wird die Ablesung des jeweiligen Durchflußwertes wesentlich erleichtert und insbesondere
werden störende Klappergeräusche vermieden, welche bei anderen bekannten Geräten
auftreten.
-
Leerseite