DE2553454A1 - Permanentmagnetische anzeigevorrichtung, vornehmlich fuer stroemungsmesser - Google Patents

Permanentmagnetische anzeigevorrichtung, vornehmlich fuer stroemungsmesser

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DE2553454A1 DE19752553454 DE2553454A DE2553454A1 DE 2553454 A1 DE2553454 A1 DE 2553454A1 DE 19752553454 DE19752553454 DE 19752553454 DE 2553454 A DE2553454 A DE 2553454A DE 2553454 A1 DE2553454 A1 DE 2553454A1
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    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
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Description

  • Permanentmagnetische Anzeigevorrichtung, vornehmlich für
  • Strömungsmesser.
  • In der Industrie wird häufig die Aufgabe gestellt, die Lage von Kolben, kegelförmigen Schwebekörpern, Scheiben oder Messblenden, die sich im Inneren undurchsichtiger Rohre befinden, auf der Außenseite der Rohre beispielsweise auf aufgebrachten Skalen anzuzeigen. Insbesondere bei Strömungsanzeigern ist eine solche Anzeige erforderlich. Zur Lösung dieser Aufgabe ist es bereits bekannt, Permanentmagnete an den Bauteilen, deren Lage angezeigt werden soll, anzubringen und mittels dieser Permanentmagnete eine außerhalb der Rohre befindliche Anzeigeeinrichtung zu beteet-=erlb Dabei ist bisher diese Anzeigeeinrichtung entweder e- aus ferromagnetischem Werkstoff oder aus einer Magnetlegierung wie Barium-Ferrit, Aluminium-Nickel oder ähnlichen Werkstoffen hergestellter Ring oder es werden anstelle des Ringes Anzeigesysteme verwendet, bei denen die Linearbewegung des mit Magneten bestückten Teiles im Zylinder in eine Drehbewegung beispielsweise eines Zeigersystems umgesetzt wird.
  • Diese Vorrichtungen haben sich in der Praxis bewährt. Es haften ihnen jedoch einige Nachteile an, die insbesondere darin liegen, daß eine erhebliche Hysterese zwischen der Anzeige bei Bewegung der Teile in einer Richtung und Rückbewegung in entgegengesetzter Richtung eintritt.
  • Dieser Anzeigeunterschied, der als Anzeigehysterese bezeichnet wird, ist vornehmlich darauf zurückzuführen, daß sowohl bei der magnetischen Bewegungsübertragung auf ein ferromagnetisches Glied als auch bei der magnetischen Ubertragung auf ein entgegengesetzt gepoltes aktives Magnetglied ein Nachlauf des angetriebenen Anzeigemechanismus durch Reibungs- und Gewichtseinflüsse unvermeidbar ist.
  • Aus der Strömungsmessung flüssiger oder gasförmiger Medien sind andererseits eine Reihe von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen die magnetische Übertragung durch Wahl anderer Anzeigemechanismen vermieden ist.
  • So wird durch Einbau einer festen Venturi-Düse oder Messblende in eine Rohrleitung ein Differenzdruck erzeugt, der einem Differenzdruckmesser über zwei Leitungen zugeführt wird. Bekanntlich entsteht bei diesem Messverfahren ein Wirdruck an der Düse oder Blende, der für die Messung in einem Differenzdruckmesser ausgewertet wird.
  • Der Wirkdruck hat dabei höhere Werte als der bleibende Druckabfall, was für die Dimensionierung der betreffenden Anlage von Vorteil ist.
  • Die beschriebenen Geräte haben sich in der Praxis bewährt. Sie sind allerdings räumlich und kostenmäßig äußerst aufwendig und werden daher nur dort eingesetzt, wo sehr genaue Messungen erforderlich sind.
  • Eine andere Geräteart arbeitet als sogenannter Schwebekörper-Strömungsmesser. Bei diesen Geräten ist in einem schwach konischen Glasrohr ein meist als Kegel ausgebildeter SifiWebekörper vorgesehen, der von dem Druck des strömenden Mediums angehoben wird.
  • Auf einer außen am Glasrohr eingravierten Skala zeigt die Oberkante des Kegels die fließende Menge in 1/min. oder m3/h an.
  • Die letztgenannten Geräte sind kostengünstiger, aber sie haben den erheblichen Nachteil, daß sie stets senkrecht angeordnet werden müssen und wegen der Verwendung von Glasrohren nicht für Rohrsysteme mit hohen Betriebsdrucken eingesetzt werden können.
  • Zusätzlich ist es in der Praxis auch bei geringen Betriebsdrucken von Nachteil, ein zerbrechliches Teil in eine Rohrleitung einzubauen, insbesondere wenn es sich um die Uberwachung von Basen, Säuren oder brennbaren Flüssigkeiten bzw. Gasen handelt.
  • Als Weiterentwicklung der Schwebekörper-Strömungsmesser sind in letzter Zeit Strömungsmesser bekannt geworden, bei denen der eigentliche Schwebekörper durch eine Feder abgestützt ist, die denselben gegen den Druck des strömenden Mediums hält. Diese Geräte haben gegenüber den üblichen Strömungsmessern mit Schwebekörpern den Vorteil, daß sie in beliebiger Lage eingebaut und verwendet werden können.
  • Allerdings haftet ihnen immer noch der Nachteil an, daß zur Anzeige der strömenden Mediummenge ein durchsichtiges Rohr aus Panzerglas oder Kunststoff verwendet werden muß, wodurch die gleichen betrieblichen Nachteile eintreten, wie im Zusammenhang mit den Schwebekörpergeräten erläutert.
  • Endlich sind in letzter Zeit auch Strömungsmesser bekannt geworden, bei denen ein in einem Metallrohr gelagerter, mit einer Messblende versehener Kolben mit einem Permanentmagneten bestückt ist. Er ist ebenfalls gegen den Druck des strömenden Mediums durch eine Feder abgestützt. Außerhalb des den Betriebsdruck aufnehmenden Metallrohres ist im druckfreien Raum ein zweiter Magnetring angeordnet, der der Bewegung des im Metallrohr befindlichen Kolbens folgt und diese an einer außen am Metallrohr angebrachten Anzeigeskala sichtbar macht. Diese Ausführungsform von Strömungsmessern hat sich im praktischen Betrieb gut bewährt, da das Metallrohr den Betriebsdruck aufnimmt und sicherstellt, daß solche Geräte auch bei höheren Betriebsdrucken bis 200 bar ohne die Gefahr eines Undichtwerdens oder Zerbrechens des Messrohres verwendet werden können. Allerdings ist eine weitere Erhöhung des Betriebsdruckes nicht möglich, da die Magnetkraftt zwischen den im Kolben befindlichen Magneten und dem außerhalb des Metallrohres angeordneten, relativ schweren Magnetring bekanntlich im Quadrat des Abstandes der Magnet ringe zueinander abnimmt. Wenn nun bei höheren Betriebsdrucken die Wandstärke des Rohres größer gewählt werden muß, so ist die sichere Mitnahme des äußeren Magnetringes nicht mehr gewährleistet. Es ergibt sich die vorerwähnte unzulässige Hysterese in der Nachführung des äußeren Ringes, die die Anzeige ungenau werden läßt. Bei steigender Menge ist dabei die Anzeige geringer als der tatsächlichen Menge entspricht, bei fallender Menge ist sie höher als der tatsächliche Mengenwert.
  • Diese beschriebene Ausführungsform von Strömungsmessern ist dabei hinsichtlich des Aufbaues der im Kolben verwendeten Magnete und des äußeren Magnetringes aufwendig.
  • Weiterhin sind Geräte bekannt, bei denen ein mit dem Schwebekörper verbundener Permanent-Stabmagnet einen auf der Außenseite befindlichen drehbar gelagerten Permanentmagneten mitnimmt und über die drehbare Lagerung einen Zeiger auf einer entsprechenden kreissegmentförmigen Skala bewegt. Auch bei dieser Geräteausführung tritt der vorbeschriebene Nachteil der Anzeigehysterese zwischen den Anzeigewerten bei steigender und denen bei fallender Strömung auf.
  • Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten vorbeschriebenen Geräte wird gemäß vorliegender Erfindung eine permanentmagnetbetätigte Anzeigevorrichtung für die Lage von Kolben, kegelförmigen Schwebekörpern, Scheiben oder Messblenden in Rohren vorgeschlagen, bei der dem im Rohr oder Zylinder befindlichen Geber mindestens zwei in gleicher Richtung magnetisierte, jedoch entgegengesetzt gepolte und eng benachbarte Permanentmagnete zugeordnet sind und eine außerhalb des Zylinders oder Rohres im verzerrten Mittelfeld dieser Magnete als Anzeigevorrichtung frei bewegliche ferro-magnetische oder magnetisierte Kugel geringen Volumens.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben. -Abbildung 1 zeigt die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung für einen Kolben, der in einem Zylinder verschoben wird.
  • Es ist 1 der aus nicht ferromagnetischem Werkstoff bestehende Zylinder, wie beispielsweise austenitischem Stahl, Messing, Bronze, Kupfer, Aluminium oder dergleichen.
  • Der Kolben 2 ist mit zwei Dicht- und Führun-gsringen 3 und 4 versehen, die den Kolben an der Zylinderinnenwand abdichten. Der Kolben trägt im Innern die beiden Magnete 5 und 6, die erfindungsgemäß in ihrer Achsrichtung magnetisiert sind und direkt benachbart mit entgegengesetzter Polung angeordnet sind, wie die Bezeichnungen für Nord- und Süd-pol zeigen. Der Zylinder 1 ist an einer Stelle mit einer Längsnut 7 versehen, in der sich eine kugelförmige Anzeigevorrichtung 8 auf- und abwärts bewegen kann. Unterhalboder seitlich von dieser Anzeigevorrichtung 8 ist eine entsprechende Skala angebracht, die jeweils die Höhe der Berührungsfläche der beiden direkt benachbarten Magnete 5 und 6 durch die Kugel 8 anzeigt.
  • Die Nut 7 kann dabei beliebig lang sein und in ihrer Länge dem gesamten möglichen Weg des Kolben 2 entsprechen. Die Breite der Längsnut 7 soll dabei so gewählt werden, daß die Kugel eine entsprechende Seitenführung hat. Wie die Praxis bewiesen hat, könnten solche Zylinder 1 senkrecht, schräg oder waagerecht angeordnet werden. Es ist auch bei waagerechter Anordnung beispielsweise möglich, die Längsnut 7 am tiefsten Teil des Zylinders anzuordnen, so daß die Kugel 8 an der über ihr liegenden Zylinderwandung abrollt.
  • Das verzerrte Magnetfeld der beiden entgegengesetzt gepolten Magneten 5 und 6 ist stark genug, das Eigengewicht der Kugel 8 mit Sicherheit zu tragen und eine lagegenaue Mitnahme dieser Kugel sicherzustellen.
  • In Verbindung mit einem Strömungsmesser für flüssige und gasförmige Medien wird die Erfindung in den folgenden Abbildungen 2 bis 6 beschrieben.
  • Abbildung 2 zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Gerät und Abbildung 3 eine Draufsicht auf die Anzeigeskala mit der Anzeigekugel. Es ist 11 das Gerätegehäuse, dessen zylindrische Bohrung in Richtung des Pfeiles 12 vom strömenden Medium durchflossen wird.
  • Das Gerätegehäuse kann außen kreisförmige, quadratische oder rechteckförmige Kontur haben. Der Kolben 13 besteht aus der Messdüse 14, sowie aus den beiden erfindungsgemäß in Strömungsrichtung magnetisierten, jedoch entgegengesetzt gepolten Magneten 15 und 16. Weiterhin hat der Strömungskolben zwei Führungsringe 18 und 19, die beispielsweise als Teflonringe oder als sonstige geeignete Führungselemente den Kolben auf der zylindrischen Innenwand des Körpers 11 führen. Der rohrförmige Teil 17 des Kolbens dient zur Aufnahme der Magnetringe 15 und 16.
  • Durch die Feder 20 ist der komplette Kolben -13 gegen den Druck des in Richtung des Pfeiles 12 strömenden Mediums abgestützt und wird von diesem Medium in Pfeilrichtung 12 bewegt. Mit der Bewegung des Kolbens 13 wird die Kugel 21, die sich in dem aufgrund der entgegengesetzten Polung der beiden Magnetringe 15 und 16 verzerrten magnetischen Mittelfeld befindet, mitgenommen und zeigt dabei auf der in Abbildung 2 dargestellten, in einer Ausfräsung 22 des Körpers angebrachten Skala 23 die im Augenblick fließende Strömungsmenge an. Bei zurückgehender Strömung sorgt die Feder 20 dafür, daß der Kolben 13 in Richtung auf seine Ausgangsstellung zurückgeht, wodurch die Kugel 21 entgegen der Pfeilrichtung 12 in gleicher Richtung folgt.
  • Die Kugel 21 hat ein geringes Volumen, wodurch im Zusammenwirken mit dem stark konzentrierten verzerrten Magnetfeld eine Nachlaufhysterese völlig verhindert ist.
  • Praktische Versuche haben gezeigt, daß ein Kugeldurchmesser von 1,5 bis 6 mm je nach Gerätegröße und Ausbildung der auf dem Kolben befestigten Magnete zweckmäßig ist. Zur Schaffung unterschiedlicher Mengenbereiche und gleichzeitig zur Erzeugung einer praktisch linearen Anzeige ist das konische Leitstück 24 in der Messdüse 14vorgesehen, das durch zwei zylindrische Bolzen 25 und 26, die unter 90 zueinander angeordnet sind, in seiner zentrischen Lage zum Körper 11 gehalten wird.
  • Der ringförmige Spalt 27 zWischen Messblendel4 und Leitstück 24 sowie die Konizität 28 des Leitstückes 24 bestimmen den Mengenbereich, der von der außen laufenden Kugel 27 angezeigt wird. Bei großer Spaltbreite und geringer Konizität ist der Messbereich auseinandergezogen, während bei starker Konizität und geringer Anfangsspaltbreite ein großer, praktisch linearer Mengenbereich erzielt wird. Es ist durch Ausbildung des Leitstückes E4'hinsichtlich Durchmesser, Länge und Konizität jede Möglichkeit gegeben, im Zusammenwirken mit dem Innendurchmesser der Messblende 14 für alle infragekommenden gasförmigen oder flüssigen Medien den gewünschten Anzeigebereich zu schaffen. Dabei wird im allgqmeinen angestrebt, den Bereich möglichst linear zur fließenden Menge auszubilden. Es kann jedoch auch durch Abweichung von einer konstanten Konizität am Leitstück ein anderer Verlauf der Anzeige erreicht werden. Wird beispielsweise an einer Stelle des Einbaustückes 24 die Konizität durch ein zylindrisches Stück unterbrochen, so wird in diesem Bereich die Mengenanzeige gestreckt. Der Anschluß des neuartigen Strömungsmessers an die Leitung wird durch die beiden Kopfstücke 2 und 3 hergestellt. Diese sind durch die Stifte 31 drehbar gesichert und gegen das Gehäuse 11 mittels O-Ringen 32 abgedichtet.
  • Anstelle der in Abbildung 2 dargestellten Kopfstücke 29 und 30 können auch Kopfstücke mit Schweißfuge oder solche mit Flanschen in das Gerät auf gleiche Weise eingesetzt werden. Dabei ist der besondere Vorteil, daß die Kopfstücke beliebig gedreht werden können, ohne daß die Gefahr eines Undichtwerdens auftritt.
  • Damit sind Schwierigkeiten beim Einbau der Geräte in mit Gewinde versehene oder geflanschte Rohrleitungen vermieden. Die Geräte können unabhängig von ihrer Einbaulage anschließend so gedreht werden, daß die Anzeige von allen Stellen beobachtet werden kann Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgedankens zeigt Abbildung 4.
  • Diese Ausbildung des Strömungsmessers eignet sich besonders für größere Nennweiten von NW 50 - NW 1200. Das rohrförmige Gehäuse 31 aus unmagnetischem Werkstoff, wie beispielsweise rostfreier Edelstahl, Rotguss, Messing, Aluminiumlegierung oder dergleichen ist mit dem Einströmstück 32 und dem Ausströmstück 33 druckdicht durch O-Ringe 34 und 35 verbunden. Das Einstrom- und Ausströmstück ist auch in diesem Fall mittels der Stifte 36 und 57 am Einströmende bzw. 38 und 39 am Ausströmende gegen den im Rohrsystem herrschenden statischen Druck lagemäßig gesichert. Anstelle dieser Sicherung mit Stiften kann naturgemäß auch jede andere Verbindung wie beispielsweise Innengewinde des Gehäuses und Außengewinde des Ein-und Ausströmstückes gewählt werden.
  • Das Einströmstück hält mit den Stiften 40 und 41 die wiederum zweckmäßig unter 900 angebracht sind, den konischen Strömungskörper 42 der gemeinsam mit der Blende 43 den ringförmigen Durchschnittsquerschnitt 44 für das Medium bildet. Die Messdüse 43 ist im Gehäuse 31 an drei unter 120° liegenden Stellen gelagert und gleichzeitig an den Lagerstellen durch je eine Druckfeder 59 gegen den Druck des strömenden Mediums abgestützt.
  • Die Lagerung besteht aus dem Lagerbolzen 45, der beispielsweise rung, sechskantig oder achtkantig ausgebildet sein kann. ueber diesen Lagerbolzen faßt das Lagerrohr 46, das fest mit der Blende 43 verbunden ist. Die Druckfeder 59 ist durch eine Fusssulst 48 des Rohres 46 zentriert. Der Lagerzapfen 45, der in das Ausströmstück 33 eingeschraubt ist, trägt eine Scheibe47, die die Feder 5 auf dieser Seite ebenfalls zentriert.
  • An der beweglichen, in Strömungsrichtung gegen den Druck der Feder 59; parallel verschiebbaren Messblende 43 sind zwei aufeinanderliegende Magnetsegmentringe befestigt, die wiederum gemäß der Erfindung aus zwei in Durchflussrichtung magnetisierten, jedoch entgegengesetzt gepolten Magneten 51 und 52 bestehen, die in ihrem Mittelfeld die in einer Ausfräsung 53 des Gehäuses 31 in Durchflussrichtung frei bewegliche Kugel 54 führen Diese Kugel ist durch eine Plexiglasscheibe 55 abgedeckt, die auf ihrer Auflageseite einen entsprechenden Längsschlit 50 aufweist Auch hier bestimmt der Innendurchmesser der blende 43 und der Aussendurchmesser des Strömungskörpers 42 sowie die Konizität dieses Strömungskörpers den Messbereich. Zur Vermeidung unnötiger Druckabfälle und Turbulenzen im Gerät ist das Einströmstück zweckmaBigerweise trompetenförmig ausgebildet, wie bei 56 gezeigt, während der Strömungskörper 42 ebenfalls zur Vermeidung von Wirbeln mit abgerundeten Kanten versehen ist, wie bei 57 dargestellt. Das Abströmende des Strömungskörpers 42 kann ebenfalls durch strömungsgerechte Formgebung, wie bei 58 gezeigt, zur Vermeidung von Wirbeln oder Turbulenzen beitragen.
  • Im dargestellten Beispiel ist das Gerät für direkten Einbau zwischen zwei Flanschen vorgesehen, wobei mittels entsprechender Dichtungen die Stirnseite des Einstrom- und die Stirnseite des Ausstromstuckes beim Anziehen der Flanschenschrauben gegen die beiden anliegenden Flanschen abgedichtet werden Es kann jedoch auch mit Innengewinden oder mit Anschlußflanschen ausgerff stet werden.
  • tblicherweise wird die Kugel der Anzeigevorrichtung aus ferromagnetischem Werkstoff hergestellt, um eine einwandfreie Mitnahme im verzerrten magnetischen Mittelfeld der beiden Permanentmagnetringe oder Magnetsegmente sicher zu stellen. Die Anzeigevorrichtung kann jedoch auch aus Magnetwerkstoff wie Bariumferrit, Alnico oder dergleichen bestehen und als eine an ihren Polen abgeflachte und in Achsrichtung durchbohrte Kugel ausgebildet sein, die radial in der Form magnetisiert ist, daß auf dem Aquator der Kugel beispielsweise ein Südpol und in der Bohrung ein Nordpol besteht.
  • Hierbei wird die Kopplung zwischen dem Doppelnordpol zwischen den beiden im Strömungsraum befindlichen Magneten und dem Südpol der Anzeigekugel wesentlich fester, so daß auch bei relativ großen Gehäusewandstärken eine sichere Mitnahme der Kugel im Magnetfeld der entgegengesetzt gepolten Magnete erreicht wird.
  • Dabei kann die Anzeigekugel mit einer unmagnetischen Achse aus Kunststoff, Aluminium, Messing, austenitischem Stahl oder dergleichen versehen werden, die als Anzeigevorrichtung für die Skala an der Aussenseite des Gehäuses dient. Abbildung 5 zeigt diese Vorrichtung. Es ist 60 die auf einer Einfräsung auf der Aussenseite des Gehäuses angebrachte Skala, die durch eine nicht dargestellte, mit einer entsprechenden Nut versehene Plexiglasscheibe abgedeckt ist. Die Skala ist mit den Eichwerten in 1/min. oder m3/h 61 versehen. Die Anzeigekugel 62 ist mit der aus Kunststoff oder unmagnetischem metallischem Werkstoff bestehenden Achse 63 versehen, die eine besonders gut ablesbare Anzeige durch Verbindung der links und rechts der Kugel angeordneten Skalenteilungen bietet.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Anzeigevorrichtung gleichzeitig über die vorerwähnte Achse einen linearen Weggeber, beispielsweise in Form eines Linearpotentiometers oder in Form eines Differentialtransformators bei Lageveränderung der in Strömungsrichtung oder gegen die Strömungsrichtung verschobenen Magnete im Strömungsraum antreiben. Hierdurch ist auf einfache Weise eine elektrische Fernanzeige der fließenden Strömungsmenge über an sich bekannte Schaltungen gegeben. Mit diesen bekannten Schaltungen kann der Strömungsmesser durch Einbringung von Grenzwertgebern in die Schaltung auch als Strömungsschalter bei Uber-oder Unterschreitung eines oder mehrerer einstellbarer Strömungswerte ausgebildet werden. Die Ausbildung als Strömungsschalter kann jedoch erfindungsgemäß auch so vorgenommen werden, daß zusätzlich außerhalb des Druckraumes ein in Strömungsrichtung verschiebbarer, von der Anzeigekugel beaufschlagter Schalter angebracht ist. Hierzu wird ein an sich bekannter induktiver Näherungsschalter so oberhalb der Laufbahn der Anzeigekugel angebracht, daß ein Schalten erfolgt, wenn die Anzeigekugel eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt hat. Bei Rückkehr in die Ausgangslage schaltet der induktive Näherungsschalter, der bekanntlich auf die Annäherung metallischer Körper reagiert, zurück. Durch die Verschiebbarkeit in Strömungsrichtung kann jeder beliebige Strömungswert eingestellt werden. Durch entsprechende Ausbildung der Schaltung kann unter Verwendung bekannter Schaltelemente eine Bistabilität erreicht werden, bei der der Schalter bei Annäherung der Kugel einschaltet und unabhängig von dem Kugelweg eingeschaltet bleibt, bis diese bei Rückbewegung den Arbeitsbereich des Annäherungsschalters verläßt.
  • Anstelle des von der Anzeigekugel beaufschiägten induktiven Annäherungsschalters kann auch ein Reedkontakt, ein Hallgenerator, ein Magnistor oder dergleichen zur elektrischen oder elektronischen Schaltung bei wählbarer Stellung der im Strömungsraum befindlichen Permanentmagnete angeordnet werden. Durch die Verschiebung der Schalteinrichtung in Strömungsrichtung wird zum Schalten erforderliche Menge vergrößert. Eine Verschiebung entgegen der Strömungsrichtung verringert die erforderliche Schaltmenge.
  • Abbildung 6 zeigt die Anordnung eines Reedschalters 71 als Schalten organ.
  • Um bei Anordnung eines Schalbiementes auf dem Strömungsanzeiger einen möglichst großen Mengenbereich überwachen zu können, ist es zweckmäßig, die beiden entgegengesetzt polarisierten Magnete mit unterschiedlicher Magnetkraft und/oder unterschiedlicher Länge auszubilden. Abbildung 6 zeigt eine besonders günstige Ausbildun-gsform für die Permanentmagnete. Es sind 72 und 73 die beiden in gleicher Achsrichtung magnetisierten, jedoch entgegengesetzt gepolten Ringmagnete, die die Kugel 74 in ihrem verzerrten Mittelfeld führen. An den Permanentmagneten 72 ist in entgegengesetzter Polung ein ebenfalls in Achsrichtung magnetisierter dritter Magnet 75 angesetzt, durch den der Einwirkweg der Magnete gegenüber dem außerhalb des Druckraumes angeordneten Reedkontakt 7 oder sonstigem Schaltelement verdoppelt wird. Anstelle des dritten Magneten 75 können auch beliebig viele weitere Magnete angebracht werden. Zusätzlich können dabei zwei oder mehrere elektrisch parallel geschaltete, als Schließkontakte ausgebildete Reedschalter räumlich in Strömungsrichtung so gegeneinander versetzt angeordnet werden, daß ein dem gesamten Verschiebeweg des Kolbens im Strömungsraum entsprechender Verstellweg der Schalteinrichtung gewährleistet ist. In diesem Falle schließt der erste Reedkontakt, wenn der Kolben sich gegen den Druck der Feder aufgrund des vom Medium erzeugten Differenzdruckes am Kolben in Strömungsrichtung bewegt. Be weiterer Bewegung des Kolbens in gleicher Richtung schließt der nächste und gegebenenfalls ein dritter Reedkontakt, wobei der erste Reedkontakt wieder öffnen kann, ohne daß das Schaltsignal unterbrochen wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Anzeige von Differenzdrucken verwendet werden, indem der gegen den Druck des Mediums durch eine Feder ahgestützte Kolben medienundurchlässig und druckdicht im zylindrischen Strömungsraum angeordnet wird. Dieses ist beispielsweise durch Anbringung entsprechender druckdichter O-Ringe am Kolben möglich, der als ungebohrter Zylinder ausgebildet ist. Bei dieser Ausführung ist das Gerät als Druckanzeiger zu verwenden. Auch bei einem solchen Druckanzeiger ist in ähnlicher Weise wie im Zusammenhang mit den Strömungsanzeigern beschrieben, durch Linearweggeber eine Fernanzeige des Druckes oder durch Schalteinrichtungen eine Signalgabe bei Uber- oder Unterschreitung bestimmter Drucke durchführbar.
  • Endlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für die Anzeige von Kolbenstellungen in Hydrauliksystemen einsetzbar, indem der Zylinder aus nicht magnetischem Werkstoff hergestellt und mit einer der Länge des Kolbenweges entsprechenden, auf der Zylinderaußenseite befindlichen Nut zur Führung der Anzeigekugel versehen ist.

Claims (12)

  1. Patentansnrüche 0 Permanentmagnetisch betätigte Anzeigevorrichtung für die Lage von Kolben, Strömungskegeln, Scheiben oder Messblenden in Rohren, vorzugsweise von Uberwachungsgeräten für flüssige oder gasförmige Medien wie Strömungsanzeiger oder Druckanzeiger, bei denen die Anzeige permanentmagnetisch erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Achsrichtung des Rohres magnetisierte Permanentmagnete (Abb. 1, 5 und 6) in entgegengesetzter Polung direkt benachbart am Messglied und eine außerhalb des Strömungsraumes im verzerrten Mittelfeld der Magneten als Anzeigevorrichtung freibewegliche magnetisierbare oder permanentmagnetische Kugel (Abb. 1, 8) geringen Volumens angeordnet sind.
  2. 2. Verwendung einer Anzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1 für Strömungsmesser von flüssigen oder gasförmigen Medien, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit den Permanentmagneten bestückte Messblende (Abb. 2, 14), die gegen den Druck des Mediums federnd abgestützt ist, im Inneren eines hohlzylinderförmigen Gehäuses (Abb. 2, 11) aus nicht ferromagnetischem Werkstoff vorgesehen ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messblende (Abb. 4, 43) durch drei an ihr befestigte, gleichmäßig um 120° versetzte Führungsrohre (Abb. 4, 46) und am Ausströmstück (Abb. 4, 33) angebrachte Führungsbolzen (Abb. 4, 45) gelagert und durch drei Federn (Abb. 4, 59) an den Lagerstellen gegen den Druck des strömenden Mediums abgestützt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigekugel aus magnetisierbarem Werkstoff wie Bariumferritlegierung, Alnico oder einer Legierung aus seltenen Erden besteht, mit abgeflachten Polen und achsialer Bohrung versehen und in der Form magnetisiert ist, daß auf dem Umfang ein Pol und in der Bohrung der Gegenpol auftritt.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigekugel mit einer unmagnetischen Achse aus Kunststoff, Messing, Aluminium oder austenitischem Stahl versehen ist, die als Anzeigevorrichtung die links und rechts der Kugel angebrachten Eichstriche verbindet.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch Lr, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Weggeber ausgebildetes Linearpotentiometer oder ein Differentialtransformator in Richtung des Kugelweges angeordnet ist, dessen Verstellelement durch die Kugel in Strömungs- oder in Gegenrichtung verschoben wird.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich außerhalb des Druckraumes eine in Richtung des Kolbenweges verschiebbare Schaltvorrichtung angeordnet ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung als induktiver Näherungsschalter ausgebildet und von der Anzeigekugel betätigt wird.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung als Reedschalter, Hallgenerator oder Magnistor ausgebildet ist und von den im Strömungsraum beweglichen Permanentmagneten betätigt wird.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden entgegengesetzt polarisierten Magnete (Abb. 5,72 und 73) zur Erzeugung eines großen Verstellweges der Schalteinrichtung unterschiedliche Magnetkraft und/oder Länge (Abb. 5, 72 und 73,75) haben.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige von Differenzdrucken der gegen den Druck des Mediums durch eine Feder abgestützte Kolben medienundurchlässig ausgebildet und druckdicht im zylindrischen Strömungsraum verschiebbar ist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden zur Anzeige von Kolbenstellungen in Hydrauliksystemen, dadurch gekennzeichnet, daß der aus nicht magnetisierbarem Werkstoff bestehende Zylinder auf seiner Außenseite entsprechend der Weglänge des Kolbens eine in Achsrichtung des Zylinders verlaufenden Nut zur Führung der Anzeigekugel aufweist.
DE19752553454 1975-11-28 1975-11-28 Permanentmagnetische Anzeigevorrichtung, vornehmlich für Strömungsmesser Expired DE2553454C3 (de)

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