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"Durchflußmengenmesser"
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Die Erfindung betrifft einen Durchflußmengenmesser mit einem Gehäuse,
einer in dem Gehäuse vorgesehenen zylinderförmigen Meßkammer, einer tangential in
die Meßkammer mündenden und wieder aus dieser herausgeführten Flüssigkeitsleitung
sowie einem drehbar in der Meßkammer gelagerten Flügelrad, das von der durch die
Meßkammer fließenden Flüssigkeitsmenge in Rotation versetzt wird, wobei die Anzahl
der Umdrehungen des Flügelrades ein Maß für die durch die Meßkammer geströmte Flüssigkeitsmenge
ist und über ein Zählwerk zur Anzeige gebracht bzw. in Steuersignale umgesetzt wird.
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Solche auch als Flügelrad-Zähler bekannten Meßgeräte sind vorwiegend
für dünnflüssige Medien, insbesondere für Wasser, geeignet. Bei diesem Konstruktionsprinzip
muß die gesamte zu
bestimmende Flüssigkeitsmenge durch die Meßkammer
hindurchgeleitet werden, um das Flügelrad anzutreiben. Wenn größere Durchflußmenge
zu messen sind, muß daher das Meßgerät relativ große Abmessungen aufweisen. Da aber
häufig neben den Leitungsrohren keine ausreichenden Platzreserven zur Unterbringung
größerer Meßgeräte vorhanden sind, kann es daher bei den bekannten Geräten, abgesehen
von dem ohnehin großen vorrichtungstechnischen Aufwand, zu Einbauschwierigkeiten
führen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmengenmesser
zu schaffen, der unter Beibehaltung des bekannten bewährten Konstruktionsprinzips
in den Abmessungen klein gehalten werden kann, auch wenn er für die Messung größerer
durchströmendender Flüssigkeitsmengen ausgelegt werden soll.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flüssigkeitsleitung
einen nicht durch die Meßkammer verlaufende den definierten Bypass aufweist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Durchflußmengenmesser brauchen also die
Meßkammer sowie das Flügelrad nur mit einem Teil der zu messenden Flüssigkeitsmenge
beaufschlagtzu werden, so daß die Konstruktion des Mengenmessers nur geringe Abmessungen
aufweist. Durch eine entsprechende Eichmessung läßt sich die Anzahl der Umdrehungen
in Abhängigkeit von der Gesamtflüssigkeitsmenge ohne weiteres bestimmen, da die
prozentualen
Anteile der durch die Meßleitung sowie die Bypassleitung
strömenden Flüssigkeitsmengen über die Zeit annähernd konstant sind.
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Abgesehen davon, daß durch den Bypass die Geräteabmessungen klein
gehalten werden können, kann dieser noch eine zweite wichtige Aufgabe erfüllen.
Wenn man in diesen Bypass eine Vorrichtung zur Veränderung seines Durchfluß-Querschnitts
einbaut, kann das Gerät in der Weise Justiert werden, daß einer ganz bestimmten
Durchflußmenge eine ganz bestimmte Anzahl von Umdrehungen entspricht. Dies ist insbesondere
dann wichtig, wenn mehrere parallel geschaltete Durchflußmengenmesser Vergleichswerte
an ein gemeinsames weiteres Gerät abgeben.
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Bei kleineren beispielsweise zur Wasserzählung dienenden Geräten kann
als Vorrichtung zur Veränderung des Bypass-Querschnitts eine von außerhalb des Gerätes
zu betätigende Justierschraube vorgesehen sein, die in einer den Durchfluß-Querschnitt
des Bypass schneidenden Gewindebohrung sitzt. Die Geräte können folglich durch Vor-
oder Zurückdrehen der Justierschraube auf genau vorgegebene Drehzahlwerte in Abhängigkeit
von bestimmten Durchflußmengen eingestellt werden.
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Die Justierschraube ist vorzugsweise als Madenschraube ausgebildet.
Dadurch besteht der Vorteil, daß man diese, wenn sie weit genug in die Bohrung eingedreht
ist, von außen versiegeln
kann, beispielsweise mit einem Sicherungslack,
so daß das Gerät nicht unbemerkt von unbefugten Personen verstellt werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte und insbesondere einfache Konstruktio
des erfindungsgemäßen Durchflußmengenmessers besteht darin, daß die Meßkammer als
quer durch das Gehäuse verlaufende Zylinderbohrung ausgebildet ist, die an beiden
Enden mit Abschlußdeckeln dicht verschlossen ist. Die beiden Deckel können dabei
zentrisch zur Meßkammer angeordnete Bohrungen aufweisen, durch die eine Schraube
als einzige Befestigungseinrichtung der beiden Deckel hindurchgeführt ist. In diesem
Falle kann der Schraubenschaft gleichzeitig als Lagerachse des Flügelrades dienen.
Die Schraube weist zweckmäßig im Lagerbereich des Flügelrades einen glatten Schaft
auf, auf dem dann die Nabe des Flügelrades unmittelbar aufsitzen kann. Die die Meßkammer
bildende Bohrung kann alternativ mit Gewinde versehen sein, in welches die mit entsprechendem
Gegengewinde versehenen Abschlußdeckel eingeschraubt werden. Der als Lagerachse
dienende Schraubenschaft wird hierdurch entlastet.
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Ein besonders raumsparende und leicht herstellbare Konstruktion des
erfindungsgemäßen Meßgerätes besteht darin, daß das Meßgerät aus einem massiven
Kunststoffblock gefertigt wird, in den die Meßkammer, die tangential verlaufende
Meßflüssigkeitsleitung sowie der Bypass als Zylinderbohrungen eingearbeitet sind.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig.
1 eine Ansicht eines Durchflußmengenmessers, tellweise im Schnitt, und Fig. 2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1.
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Nach der Zeichnung besteht der Durchflußmengenmesser aus einem Gehäuse
1, das aus einem massiven, quaderförmigen Kunststoffblock gefertigt ist. In dem
Gehäuse 1 befindet sich eine Meßkammer 2, die als quer durch das Gehäuse 1 verlaufende
Zylinderbohrung ausgebildet ist. Auf beiden gegenüberliegenden Seiten der Meßkammer
2 sind von den schmalen Stirnseiten des Gehäuses 1 aus zwei kurze Gewindeanschluß-Sackbohrungen
3 und 4 vorgesehen, die in etwa tangentialer Anordnung zu der zylindrischen Meßkammer
2 liegen und in einem Abstand vor der Meßkammer enden.
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In diese Gewindeanschlußbohrungen 3 und 4 können Anschlußrohre für
beispielsweise eine Wasserleitung eingeschraubt werden.
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Die aufeinander zuweisenden Böden 5 und 6 der Gewindeanschlußbohrungen
3 und 4 sind über zweigtadlinige Zylinderbohrungen 7 und 8 miteinander verbunden.
Die Zylinderbohrung 7, die in der Achse der Gewindeanschlußbohrungen 3 und 4 verläuft,
schneidet die Meßkammer 2 tangential und dient als Meßflüssigkeitsleitung.
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Die in einem Abstand von der Meßflüssigkeitsleitung 7 verlaufende
Zylinderbohrung 8 dient als Bypass, der die
Zylinderkammer 2 nicht
schneidet und folglich eine direkte Verbindung zwischen den beiden Gewindeanschlußbohrungen
3 und 4 bildet.
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Senkrecht zu der Bypassleitung 8 verläuft eine diese schneidende Gewindebohrung
9, in die eine Madenschraube 10 eingedreht ist. Im eingedrehten Zustand greift die
Madenschraube 10 in den Querschnitt der Bypassleitung 8 ein, so daß durch Vor- bzw.
Zurückschrauben der Madenschraube 10 der Querschnitt der Bypassleitung 8 variiert
werden kann. Im eingedrehten Zustand befindet sich das Betätigungsende der Schraube
10 unterhalb des Niveaus der Gehäuseaußenfläche, so daß der freie Raum 11 der Bohrung
9 oberhalb des Betätigungsendes der Madenschraube 10 mit einem Sicherungslack ausgegossen
werden kann und das Betätigungsende der Madenschraube 10 folglich nicht mehr zugängig
ist.
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In der zylindrischen Meßkammer 2 ist in zentrischer Anordnung ein
Flügelrad 12 gelagert, dessen Flügel 13 von der aus der Meßflüssigkeitsleitung 7
in die Meßkammer 2 strömenden Flüssigkeit beaufschlagt werden.
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Die beiden offenen Enden der Meßkammer 2 sind mit runden Deckeln 14
und 15 verschlossen. Die beiden Deckel 14 und 15, die ebenfalls aus Kunststoff gefertigt
sein können, greifen mit einem zylindrischen Führungsteil 16 bzw. 17 formschlüssig
in
die zylindrische Meßkammer 2 ein und liegen mit einem Flansch Flansch 18 bzw. 19
an Je einem stufenförmigen Absatz 20 bzw. 21 an, der an dem jeweiligen äußeren Ende
der Meßkammer 2 vorgesehen ist. Die Flanschen 18 und 19 sind genauso dick wie die
stufenförmigen Absätze 20 und 21 tief sind, so daß die nach außen weisenden Flächen
der Deckel 14 und 15 genau bündig mit der Oberfläche des Gehäuses 2 abschließen.
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Die beiden Deckel 14 und 15 weisen Je eine zentrische Bohrung 22
bzw. 23 auf, durch die eine Schraube 24 hindurchgreift. Der Kopf 25 der Schraube
24 ist in eine an der Außenseite des Deckels 14 vorgesehene Vertiefung eingebettet.
Das Gewindeende 26 der Schraube 24 greift in eine Mutter 27 ein, die in einer an
der Außenseite des Deckels 15 vorgesehenen Vertiefung angeordnet ist. Der mittlere
Bereich 28 des Schraubenschaftes ist poliert ausgebildet und dient gleichzeitig
als Lagerachse für die Nabe 29 des Flügelrades 12.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Durchflußmengenmessers
sind die Querschnitte der Meßflüssigkeits leitung 7 und der Bypassleitung 8 etwa
gleich groß, so daß etwa die halbe Menge der durch das Meßgerät strömenden zu bestimmenden
Flüssigkeit durch dieWeßkammer 2 läuft und das Flügelrad 12 antreibt.
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Bei einem Anwendungsfall, bei dem der Menge der durch das Meßgerät
strömenden Flüssigkeit exakt eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen entsprechen muß,
kann die Justierung mit Hilfe der Madenschraube 10 auf einem Prüfstand erfolgen.
Durch die Betätigung der Justierschraube 10 können die Flüssigkeitsmengenanteile,
die durch die Meßleitung 7 bzw. die Bypassleitung 8 fließen, variiert werden. Die
Justierschraube 10 wird dabei so lange vor- bzw. zurückgedreht, bis die Drehzahl
des Flügelrades 12 genau dem Wert entspricht, den es für die gesamte durch das Meßgerät
strömende Flüssigkeitsmenge anzeigen soll. Nach der Justierung wird der freie Bohrungsraum
11 über der Madenschraube 10 mit Sicherungslack ausgegossen, so daß kein Unbefugter
die Schraube unbemerkt betätigen und dadurch die Anzeige verändern kann.
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Die Messung der Drehzahl des Flügelrades kann auf verschiedene bekannte
Arten erfolgen. Für die vorliegende Konstruktion wird vorzugsweise eine berührungslose
Abtastung der Drehzahl gewählt, wobei an einer beliebigen Stelle in dem Flügelrad
ein kleiner Magnet sitzen kann, der bei jeder Umdrehung einen außerhalb der Meßkammer
sitzenden Schalter betätigt, dessen Schaltungen elektronisch gezählt werden.