DE2946826A1

DE2946826A1 - Durchflusswaechter fuer fluessige oder gasfoermige medien

Info

Publication number: DE2946826A1
Application number: DE19792946826
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr.-Ing. Gerhard Walter 5630 Remscheid Seulen
Original assignee: INTERFLUX AG KUESNACHT
Current assignee: INTERFLUX AG KUESNACHT
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4377090A; DE2946826C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchflußwächter für flüssige oder gasförmige Medien, bestehend aus einem in den Strömungsweg dos jeweiligen Mediums einschaltbaren Gehäuse, einem in dem Gehäuse ausgehend von einer vorgebbaren Ruhelage gegen die Kraft einer Vorspannfeder durchflußabhängig verschiebbaren Meßgeber und wenigstens einer außerhalb des Strömungsraums angeordneten, in Abhängigkeit von der Bewegung des Meßgebers betäLigbaren AnswerLevorrichtung.

Bekannte Durchflußwächter arbeiten entweder nach dem Paddeloder Prallplattensystem oder mittels Kolben. Bei den Paddel- oder Prallplattensystemen ist quer zum Medienstrom in der jeweiligen Rohrleitung ein kreisförmiges oder rechteckförmiges Paddel angeordnet, das entweder direkt von einer Blattfeder gehalten wird oder an einer Stange angeordnet ist, die über eine Lagerung von einer Blatt- oder Wendelfeder gehalten wird. Das Paddel oder die Prallplatte wird dabei von dem Medium in Strömungsrichtung gegen die vorhandene Federvorspannung bewegt. Diese Bewegung wird entweder über eine Stopfbuchse nach außen übertragen und dient dort zur Betätigung eines entsprechenden mechanischen Schalters oder es wird zur Bewegungsübertragung ein Metallbalg vorgesehen. Es sind auch bereits Ausführungsformen bekannt geworden, bei denen die Paddelbewegung durch einen Permanentmagneten, der sich innerhalb des Strömungsraumes befindet, auf eine außerhalb des Strömungsraums angeordnete permanentmagnetisehe Schaltvorrichtung übertragen wird.

Die sogenannten Kolbengeräte arbeiten mit einem in einem hohlzylindrischen Strömungsraum angeordneten Kolben, der mittels einer Wendelfeder abgestützt ist. Der sich am Kolben ausbildende Differenzdruck, der mit steigender Medienmenge ansteigt, führt zu einer Bewegung des Kolbens in Strömungsrichtung. Diese Kolbenbewegung wird im Regelfall durch einen den Meßgeber bildenden, am Kolben befestigten Permanentmagneten auf eine außerhalb des Strömungsraums angeordnete Schaltvorrichtung, z.B. einen Hall-Generator oder einen Reedschalter, übertragen. Dabei muß natürlich zumindest derjenige

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Teil dos Strömungsgehäuses, der benachbart zum Permanentmagneten gelegen ist, aus einem nichtmagnetischen Werkstoff bestehen, vie z.B. aus austenitischem Stahl, Rotguß, Aluminium, Messing, Kurststoff oder dergleichen.

Die wesentlichsten Nachteile der Paddel- oder Prallplattengera'te bestehen darin, daß bei Druckstößen im zu überwachenden Medium die Blattfeder über ihre elastische Verformung hinaus!plastisch verformt werden kann und als Folge davon bei weiterem Einsatz falsche Schaltwerte liefert oder völlig ausfällt, und daß aufgrund von Ablagerungen, wie Kesselstein bei der überwachung vor» Wasser oder aus ölen ausgefällte Fremdkörper, wie Metallspäne, Staub, Kunststoffabrieb und dergleichen, eine ordnungsgemäße Bewegung der Feder oder der Befestigungsstange im Laufe des Betriebs verhindert wird.

Bei den Kolbengeräten tritt im Dauerbetrieb das Problem auf, diß die vorstehend erwähnten Verunreinigungen und Ablagerungen sie ι zwischen der Kolbenaußenfläche und der Innenfläche des hohlzylindrit.chen Strömungsraumes des Gehäuses festsetzen und dabei zu einim Verklemmen oder Verkanten des mit dem permanentmagnetischen Me.5-cjeber versehenen Kolbens führen und somit die Gesamtanordnung funktionsuntauglich machen.

Aus der DE-PS 21 46 115 ist ein zur Gattung der Kolbengeräte gehörender Durchflußwächter bekannt, bei dem der den Meßgeber tragende zylindrische Meßkörper allein am konischen Stirnende im Hereich hoher Strömungsgeschwindigkeit eine zu seiner Führung dienende Auf- oder Anlage besitzt und am anderen Ende fest mit einer Wendelfeder verbunden ist, die an einem Teil des Deckels oder Gehäuses befestigt ist und eine schwebesitzartige Halterung für den in < iesem Bereich frei beweglichen Meßkörper bildet. Der Kolben hat hierdurch die Möglichkeit, dreidimensionale Ausweichbewegungen durchzuführen, wodurch die Gefahr eines Verklemmens oder Verkantens des Kolbens in sehr vielen Anwendungsfällen praktisch ausgeschaltet werdon kann.

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Allerdings ist auch bei Verwendung eines dreidimensional nusweichfähigen zylindrischen Meßkörpers dem Grad der Verschmutzung oder Beimengung eine Grenze durch die relativ große Erstreckung des jeweiligen Meßkörpers in Strömungsrichtung gesetzt, da sich selbst bei konischer Ausbildung dieser Meßkörper Ringspalte großer Längenausdehnung ergeben, welche zu einer störenden Erhöhung dos Druckverlustes im Gerät führen und bei stark verunreinigten Medien oder solchen Medien, die mit erheblichen Beimengungen beispielsweise an Graphit oder anderen kolloidalen Stoffen behaftet sind, nach längerem Betrieb doch noch Verklemmungen oder Verk.int ungen auftreten können. Darüberhinaus zeigt sich, daß derartige Geräte für die Überwachung viskoser Medien, wie z.B. Hydraulikölen odor Schmierölen,durch die unvermeidliche Wandreibung an den in Strömungsrichtung liegenden Außenkonturen der Meßkörper besonders stark von der schwankenden Viskosität abhängige Schaltwarte ergeben.

Sind nämlich solche Geräte auf einen bestimmten Schaltpunkt von beispielsweise 15 l/min für eine bestimmte Viskosität dos Öles von beispielsweise 16 E für eine Betriebstemperatur von beispielsweise 50 C eingestellt, so ergibt sich beim Anfahren entsprechender Anlagen, bei dem die Betriebstemperatur naturgemäß wesentlich geringer ist und in der Größenordnung von 10 bis 20°C liegen kann, ein erheblich verringerter Schaltpunkt, der beim gewählten Beispiel bis auf 3 bis 4 l/min absinken kann, weil sich die Viskosität des Öles von 16°E je nach Ölqualität auf 100 bis 2OO°E erhöhen kann. Das gleiche gilt in umgekehrter Richtung, wenn sich beispielsweise die Temperatur des Öles über die normale Betriebstemperatur von 50 C hinaus erhöht, wodurch die Viskosität entsprechend geringer wird. In diesem Falle wandert der Schaltpunkt zu größeren Mengen, wodurch die Betriebssicherheit entsprechender Durchflußwächter gegebenenfalls erheblich beeinträchtigt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Geräte einen Durchflußwächter der eingangs iefinierten Gattung derart auszubilden, daß einerseits auch bei lohem Verschmutzungsgrad des Mediums, bzw. bei einem hohen Anteil

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an Beimengungen keinerlei Verklemmungs- oder Verkantungseffekt 2 auftreten, und daß andererseits auch bei stark schwankenden Vi 3-kositStsworten des jeweiligen Mediums eine einwandfreie Arbeitsweise gewährleistet werden kann, d.h. daß hinsichtlich der Schilthysterose zwischen Einschalt- und Ausschaltpunkt sowie hinsich;-1 ich dos Druckverlustes bei höheren Strömungsmengen im Verglei :h zu bisher bekannten Geräten wesentlich bessere Eigenschaften gewährleistet werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der beweglich gelagerte Meßgeber die Form einer Flachblende mit wenigstens einer öffnung besitzt, und daß diese Flachblende unter Ausbildung eines Distanzspaltes bezüglich der Wandung des Strömun'jsraumes mittels der Vorspannfeder zentrierend gehaltert ist.

Durch diese Ausgestaltung eines Durchflußwächters unter Verwendung einer federnd gehalterten Flachblende, deren Abmessung in Axia richtung nur einen Bruchteil ihres Durchmessers beträgt, wird <>ine im Aufbau überraschend einfache Anordnung erhalten, die unter den unterschiedlichsten und kritischsten Einsatzbedingungen optimale Ergebnisse erbringt und störungsfrei arbeitet.

Vorzugsweise wird der Distanzspalt zwischen der Innenwandung des Strömungsraumes und der Flachblende durch besondere Gestaltung zur Lagestabilisierung der Flachblende ausgenutzt. Zweckmnßigerweise verläuft dazu die Außenwandung der Flachblenc e in Strömungsrichtung des Mediums konisch zunehmend.

Während das zu überwachende Medium durch die Blendenöffnung dei beweglichen Flachblende strömt, tritt am Außenumfang der Flachblende ein hoher Differenzdruck auf, der wesentlich größer als der bleibende Druckverlust an der Blende ist. Dieser hohe Differenzdruck am Außenumfang sorgt dafür, daß die bewegliche Flachblende zentrisch im Strömungsraum gehalten wird, wobei die Tendenz zur zentrischen Positionierung der Flachblende durch die schwach konische Ausbildung der Außenwandung der Flachblende unterstützt wi rd.

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Von Vorteil ist es auch, eine Blendenöffnung zu verwenden, die zumindest auf einem Teil ihrer axialen Erstreckung in Strömungsrichtung des Mediums konisch erweitert ist.

Wenn es erforderlich ist, bei Medienströmen hoher Strömungsgeschwindigkeit eine zusätzliche Stabilisierung der Flachb]ende sicherzustellen, so wird zweckmäßigerweise die konische Uinfaivjswandung der Flachblende in Axialrichtung etwas vergrößert, was durch einen Randansatz geschehen kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zuströmseitige Wandung der Flachblende in Richtung der Blendenöffnung leicht trichterförmig ausgebildet, wodurch zusätzlich dafür gesorgt wird, daß Beimengungen, Fremdkörper oder Schwebeteilchen zwangsläufig der Blendenöffnung zugeführt und damit auch sofort wieder aus dem Flachblendenbereich abgeführt werden.

Die Flachblende besteht gemäß einer weiteren vorteilhaften Au.sführungsform der Erfindung aus einem Ringteil und einem im Ringteil fixierbaren Blendenteil mit definierter Blendenöffnung. Durch die Verwendung unterschiedlicher Blendenteile ist es auf oesonders einfache Weise möglich, das Gerät an die jeweils vorhandenen Betriebsbedingungen anzupassen.

obwohl die jeweilige Position des als Flachblende ausgebildeten leßgebers in unterschiedlicher Weise ermittelt, bzw. von außen ?rfaßt werden kann und beispielsweise im Falle der Verwendung iines durchsichtigen Gehäuses eine optisch-elektronische PositLons-.»rfassung möglich ist, wird gemäß der Erfindung vorzugsweise eine •^lachblende verwendet, die zumindest teilweise aus magnetischem Material besteht oder permanentmagnetische Elenmnte trägt. Daboi . ann dann als außerhalb des Strömungsraums angeordnete Auswerte-^Λ orrichtung beispielsweise ein Hallgenerator, wenigstens ein ];eedschalter, Magnetschappschalter oder dergleichen verwendet \ erden.

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Bevorzugt besteht die Flachblende aus Magnetgummi, welcher beispielsweise aus einer Mischung von Gummi oder Buna mit Barium-Ferrit-Pulver im Vulkanisierprozeß hergestellt und anschließend in der gewünschten Form, z.B. in axialer Richtung, magnetisiert wird.

Die beim Durchflußwächter gemäß der Erfindung verwendete Vorspannfeder besteht vorzugsweise aus einer Schraubenfeder, dere ι eines Ende an einer Stützfläche des Gehäuses gehaltert und der<;n anderes Ende im Bereich des Außenumfangs der Flachblende fixiert ist. Zweckmäßigerweise sind die Federenden jeweils so befestigt, daß gleichzeitig eine Sicherheit gegen Verdrehen gewährleistet ist.

Eine konstruktiv besonders günstige Gestaltung wird dann erreicht, wenn die Anschläge bzw. Stützflächen für die Schraubenfeder bzv. die Flachblende durch Stützringe realisiert werden, die in ein Innengewinde des Gehäuses geschraubt werden, das gleichzeitig cas Anschlußgewinde für die das strömende Medium führendenRohre biJdet,

Für den Fall, daß Medien im Hochtemperaturbereich von beispielsweise 100 C bis 400 C überwacht werden müssen, ist es vorteilhcft, die Auswertevorrichtung bzw. den Schaltkopf mit einem bestimmten Luftabstand auf das Gehäuse aufzusetzen, wobei unter Beibehaltung der geforderten Schaltpunktgenauigkeit aufgrund der sich einstellenden Thermo-Syphon-Wirkung ein Selbstkühleffekt erhalten wird, der es beispielsweise bei einer Medientemperatur von etwa 300 C gestattet, den Schaltkopf bei einer Umgebungstemperatur von etwa 2 5°C auf einer Temperatur von lediglich etwa 70°C zu halten, wodurch sichergestellt ist, daß weder Reedschalter noch Hall-Generatoren temperaturbedingte Funktionseinbußen erleiden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

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Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Längsansicht einer Variante der Ausführungsform nach Fig. 1, die

Fig. 3 und 4 schematische Längsschnittansichton weitcrc?r

Ausführungsformen eines Durchflußwächters nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer variablen Flachblende zur Verwendung bei Durchflußwächtern gemäß der Erfindung,

Fig. 6 eine Längsschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Durchflußwächters nach der Erfindung,

Fig. 7 eine Schnittansicht einer besonders einfachen Ausgestaltung einer Flachblende zur Verwendung bei einem Durchflußwächter nach der Erfindung, und

t^?ig. 8 eine schematische Schnittansicht einer Ausführunysform der Erfindung mit Geradsitzgehäuse.

Der sich durch besonders einfachen und damit auch kostengünstigen \ufbau auszeichnende Durchflußwächter nach Fig. 1 umfaßt ein "ohrförmiges oder außen sechskantförmiges Gehäuse 1 aus unmagnetischem Werkstoff, wie Aluminium, Bronze, Messing, rostfreiem edelstahl, Kunststoff oder dergleichen, welches in Rjchtung des .'feiles 2 von einem flüssigen oder gasförmigen Medium durchströmt wird. Zum Anschluß an die Rohrleitungen ist auf der Eintrittsseitc «•in Innengewinde 3 und auf der Austrittsseite ein Innengewinde ■ vorgesehen. Im Gehäuse 1 befindet sich eine Flachblende 5 mit einer mittigen Blendenöffnung 6. Diese Flachblende 5 liegt im Iuhezustand an einem ringförmigen Anschlag 9 an, der in das Tnnen- < ewinde 3 geschraubt und genau positioniert ist.

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Eine Wendelfeder 8, die an einem in das auslaßseitige Innengewinde 4 geschraubten Ringanschlag 10 abgestützt ist, drückt die F.lachblende 5 gegen den Ringanschlag 9. Um eine sichere Halterung sowie eine Verdrehsicherung der Feder 8 zu gewährleisten, kann die Feder an ihrem Ende um 90° abgewinkelt und durch ein nicht dargestelltes Loch im Stützring 10 geführt un<l auf diese Weise in Achsrichtung des Gehäuses gehalten werden. Zur Verbindung der Feder 8 mit der beweglichen Flachblende 5 können beispielsweise Befestigungselemente verwendet werden, wie sie zur Befestigung drahtförmiger Teile an Flächen, z.B. in Form von Krampenösen,bekannt sind. Auch ein Anlöten der Feder an die Flachblende oder eine Punktschweißung können verwendet werden, wenn die Flachblende aus metallischem Werkstoff, wie rostfreiem Edelstahl, Kupfer, Messing, Aluminium oder dergl* bestein Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die Feder 8 im Bereich des Außenumfangs der Flachblende 5 mittels eines aus Kunststoff oder Metall bestehenden Ringes gehalten, der an einer Stelle seines Umfanges eine Abfräsung besitzt, um ein Einfädeln oberhalb der letzton Windung der Wendelfeder zu ermöglichen. Diesor Ring 11 ist mit einer seitlichen Ringnut versehen, in die sich die Feder einlegt. Durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben oder Nieten oder durch Kleben wird dieser Ring 11 m: t der Flachblende 5 fest verbunden.

Die Flachblende 5 besteht zweckmäßigerweise aus Magnetgummi, der in axialer Richtung magnetisiert ist. Die einen geringfügig kleineren Durchmesser als der zylindrische Strömungsraum besitzende Flachblende 5 weist eine mittig gelegene Blendenöffm ng 6 auf und ist an ihrem Außenumfang in Strömungsrichtung konis< h zunehmend ausgebildet. Diese Ausgestaltung der Umfangsfläche < er Flachblende 5 trägt im Betrieb zu einer besonders guten Zentrierung und zur Ausschaltung eventueller Flattereffekte bei.

Der Ringspalt 7 zwischen Flachblende 5 und Gehäuseinnenwandunc ist sehr klein, wodurch sich ein hoher Differenzdruck einstellt, der wesentlich größer als der bleibende Druckverlust an der Blende ist. Dieser hohe Differenzdruck am Außenumfang sorgt auch dafür, daß die bewegliche Flachblende zentrisch gehalten wird und auch bei horizontaler Montage des Durchflußwächters keine Verfälschung

des Meßergebnisses bzw. des Schaltpunktes auftritt. _ _Ä_

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Zur Aufnahme einer Auswerte- oder Schaltvorrichtung ist an der Außenseite des Gehäuses im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Ausnehmung 12 vorgesehen. Diese Auswertevorrichtung, bei der es sich um Reedschalter, Hall-Generatoren oder dergleichen handeln kann, wird zweckmäßigerweise axial verstellbar angebracht.

Es ist ersichtlich, daß der Durchflußwächter gemäß Fig. 1 äußerst einfach aufgebaut ist und aus einem Minimum an Einzelteilen besteht, die problemfrei, genau und schnell montiert werden können. Trotz dieses einfachen Aufbaus zeichnet sich aber dieser Durchflußwächter durch hohe Betriebssicherheit, Genauigkeit und einen breiten Anwendungsbereich aus.

Die Ausführungsvariante nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß das Gehäuse 1 in Sandwich-Bauweise zum Einspannen zwischen zwei Flanschen mit durchgehenden Schrauben von Flansch zu Flansch ausgebildet ist. Die bewegliche Flachblende 5 besitzt in diesem Falle an ihrem Außenumfang einen längeren Konusbereich 13, um insbesondere bei der überwachung von Luft oder Gasen eine zusätzliche Stabilisierung der Blende 5 auch bei Medienströmen hoher Strömungsgeschwindigkeit von 10 m/sec und mehr sicherzustellen. Auch bei dieser Ausführungsform ist es zweckmäßig, die Blende

gut 5 aus Magnetgummi zu fertigen, das sich besonders/spanabhebend und schleifend bearbeiten läßt. Somit kann problemfrei die Konusverlängerung durch einen Ringansatz 15 realisiert werden, der gleichzeitig zur Halterung der Wendelfeder 8 ausnutzbar ist. Auch eine vorteilhafte Formgebung der Blendenöffnung 6 ist ohne Schwierigkeiten auszuführen. So zeigt die obere Hälfte der Fig. eine Blendenöffnung 6 mit zur Achse geneigter Wandung 14, d.h. eine sich konisch erweiternde Blendenöffnung 6.

Bei größeren Nennweiten ist es vorteilhaft, die Flachblende 5 aus einem unmagnetischen Blech oder Kunststoff geringer Wandstärke herzustellen und lediglich einen relativ dünnen Magnetring bzw. Magnetringabschnitt im Bereich der Auswertevorrichtung vorzusehen.

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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform eines Durchf lußw.'ichters ist wiederum ein geradlinig durchströmtes Gehäuse vorgesehen, an dessen Außenfläche als Auswerte- bzw. Schaltevorrichtung 24 eine Anordnung mit einem Reedschalter 25 angebrach : ist, wobei zweckmäßigerweise das Schaltelement in das Untertei . einer Steckverbindung mittels Silikon-Kautschuk oder ähnliche Isolierstoffe eingegossen ist und mit einer Steckverbindung au der Oberfläche des Gerätegehäuses verschraubt wird.

Tn das Gehäuse 1 ist ein Einströmstück 17 mit Innengewinde 3 eingesetzt, das mittels eines 0-Ringes 19 abgedichtet und mitte-Is einem oder mehreren Spannstiften 18 gehalten ist. Beliebige ancere Befestigungsarten dieses Einströmstückes 17 sind prinzipiell mcglich.

Das Einströmstück 17 bildet gleichzeitig einen Anschlag für die Flachblende 5, die mit einem ringförmigen Magneten 20 versehen ist, welcher mit einem geringen Abstand vom Außenrand in eine Nut der Flachblende 5 eingeklebt ist und gegebenenfalls zusätzlich von dor Wendelfeder 8 gehalten wird. Die Wendelfeder 8 ist im Ausströmbereich des Gehäuses an einem ringförmigen Ansatz 16 abgestützt und festgeklemmt. Sie drückt die Flachblende 5 mit einer vorgebbaren Vorspannung gegen das Einströmstück 17 und hält die Flachblende 5 in zentrischer Lage, so daß zwischen Fla 2hblende 5 und Innenwandung des Gehäuses 1 praktisch keine Berührung erfolgt.

Die Flachblende 5 ist einströmseitig bezogen auf die Blendenöff iung 6 in Form eines Flachtrichters 22 ausgebildet, wodurch eine pro>lemfreie Ableitung von Beimengungen, Fremdkörpern, Schwebeteilchen und dergleichen über die Blendenöffnung 6 erreicht wird.

Im abströmseitigen Bereich des Gehäuses 1 ist eine Ringschulter vorgesehen, an die sich die Flachblende 5 bei maximaler Durchflußmenge anlehnt, um eine unerwünschte überlastung der Feder 8 zu vermeiden. Um sicherzustellen, daß auch bei völlig gespannter Feder

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und bei Anlage der Flachblende 5 an der Schulter 23 oin ungehindertes Durchtreten des Mediums durch den Ringspalt 7 zwischen Flachblende und Gehäuseinnenwandung sichergestellt ist, weist die Flachblende im Bereich ihres Außenumfangs mehrere Nocken bzw. Distanzelemente 21 auf.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist anstelle des bei der Variante gemäß Fig. 3 verwendeten Einströmstückes ein Aus.strömstück 26 vorgesehen, das wiederum bezüglich des Gehäuses 1 mittels wenigstens eines O-Ringes 19 abgedichtet und mittels Spannst ifton 18 fixiert ist. An diesen Ausströmstück 26 ist das von der Flachblende 5 abgewandte Ende der Wendelfeder 8 an einem Stützansatz 16 fixiert.

Die Flachblende 5 ist als Permanentmagnet aus Barium-Ferrit oder Alnico ausgebildet und auf die Endwindung der Wendelfeder 8 mifgeklemmt.

Die von der permanentmagnetischen Flachblende 5 zu betätigende Schalteinrichtung 23 ist vorzugsweise in Richtung des Pfeiles 27 auf dem Gehäuse 1 verschiebbar angebracht, so daß während des Betriebs eine Verstellung der Schaltwerte oder eine Nachregelung der Schaltwerte in Anpassung an die vorhandenen Betriebsbedingungen ermöglicht wird.

Eine Anpassung der Schaltwerte an die jeweils gegebenen Betriebsbedingungen kann auch dadurch erreicht werden, daß die zentrisch in der Flachblende 5 angeordnete öffnung 6 in ihrem Durchmesser verändert wird. Mit einer Zunahme des Durchmessers verschiebt sich der Schaltpunkt zu höheren Durchflußmengen.

Bei Verwendung von Flachblenden aus Magnetmaterial wie Bariumseltenen Erden

Ferrit, Alnico,oder dergleichen ist es zweckmäßig, diese ringförmig zu gestalten und mit einem zentrischen Einsatz aus Kunststoff oder Metall zu versehen, dessen mittige Bohrung 6 jeweils die geforderte Größe erhält.

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Fig. 5 zeigt eine derartige Ausführungsform einer Flachblende >, die aus einem magnetischen Ringelement 28 mit einem Einsatz 29 bc!stc?ht, welcher mit dem Ringelement 28 beispielsweise durch eine elastische Schnapphalterung 30 verbindbar ist.

Durch die Verwendung solcher Einsatzteile 29 ist eine außerord entlieh einfache Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen möglich, da diese Einsätze 29 problemfrei eingesetzt und durch Schnappwirkung fixiert werden können.

Fig. 6 zeigt eine sich wiederum durch besondere Einfachheit un<l Preiswürdigkeit auszeichnende Ausführungsform der Erfindung, d e besonders für größere Nennweiten zweckmäßig ist. Das Gehäuse 1 besteht dabei aus einem rohrförmigen Körper aus unma«|neH sehen Werkstoff wie z.B. Austenit, Kupfer, Aluminium, Messing oder Kunststoff, welcher an seinen Enden Flansche 31 aufweist, die je nach Werkstoff und Beanspruchung geschweißt, gelötet oder geklebt sein können. Anstelle dieser Flansche 31, deren Flanschlöcher in der gezeigten Schnittansicht nicht sichtbar sind, können natürlich auch Innengewinde, Außengewinde, Schwoißfugen und dergleichen vorgesehen sein.

Die F]achblende 5 mit mittiger Blendenöffnung 6 liegt an einem Innenanschlag 9 des rohrförmigen Gehäuses an und wird gegen diesen Innenanschlag mittels einer Wendelfeder 8 gedrückt, welche an einem weiteren Ringansatz 10 abgestützt und fixiert ist.

Die Flachblende 5 trägt einen ringförmigen Magneten 20, der bejspielsweise aus Magnetgummi oder Magnet-Kunststoffmaterial besieht,

Ein in Strömungsrichtung liegender Anschlag für die Flachblendt 5 ist - wie im dargestellten Beispiel - nicht erforderlich, wenr die Feder 8 so ausgelegt ist, daß auch bei größter Strömungsmenge der Differenzdruck an der Platte nicht ausreicht, um die Feder auf Blocklänge zu spannen.

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Die außerhalb des rohrförmigen Gehäuses 1 angeordnete Schalteinrichtung 24, die in Fig. 6 nur schematisch dargestellt ist, kann wiederum als Hall-Generator, Reedschalter, Magnetschnappschalter oder dergleichen ausgebildet sein. Sie kann sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite des rohrförmigen Gehäuses 1 angeordnet werden. Die Anordnung an der Unterseite wird dann bevorzugt, wenn das Gerät waagerecht montiert wird und die Medien hohe Temperaturen aufweisen.

Eine bevorzugte und auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 verwendbare Flachblende 5 ist in Fig. 7 gezeigt, wobei der Randbereich 32 dieser Flachblende abgewinkelt ausgebildet ist, so daß sich eine stabilisierende und die Flachblende zentrierende Wirkung ergibt. Dies ist vor allem bei der Überwachung von gasförmigen Medien von Bedeutung.

Die Stärke der Flachblende ist vorzugsweise klein gegenüber dom Durchmesser der Flachblende, wobei als Richtgröße gelten kann, daß gilt: S<0,05 D ist. Dabei wird mit S die Stärke der Flachblende und mit D der Durchmesser der Flachblende bezeichnet.

Anstelle des in Fig. 6 gezeigten Ringmagneten 20 kann auch wenigstens ein Permanentmagnet in Segmentform, Stabiorm oder Quaderform verwendet werden, wenn dafür gesorgt wird, daß während des Betriebs die Relativlage von Permanentmagnet und Schalteinrichtung 24 beibehalten wird.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Geradsitzgehäuses 1. Dieses beispielsweise als Rotguß gefertigte Geradsitzgehäuse 1 ist einlaßseitig und auslaßseitig mit einem Innengewinde versehen und weist eine Flachblende 5 mit mittiger Blendenöffnung 6 auf, die aus magnetischem Werkstoff gefertigt und in Achsrichtung magnetisiert ist. Diese Flachbl«ndo 5 wird wiederum mittels einer Wendelfeder 8 gehalten, die in einem Deckelteil 36 eingeklemmt ist. Die Feder 8 ist dabei an ihrem Ende so abgewinkelt, daß das Federende in eine Bohrung 3^r> des Deckels greift, wodurch neben der Sicherheit für die Refus iquuy

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■jlei ehzeitig ein Drehschutz erzielt wird. Ein Reedschalter 25 ist in οincm Schaltrohr 23 untergebracht, das über einen Schra ibst.opfen 33 druckdicht in den Gehäuseboden eingesetzt ist* Das :u überwachende Medium strömt in Richtung der Pfeile 2 und hebt a iffjrund des im Querwandbereich auftretenden Differenzdruckes die lMacliblende 5 an. Bei einem bestimmten Abstand vom Reedschalte " 25, dor im Ruhe/.ustand eingeschaltet ist, wird dieser ausgeschaltet, Hei Verwendung eines Umschalters ist es ohne weiteres möglich, nuch eine Einschaltfunktion zu erhalten.

Der Innendurchmesser des Gehäusesitzes 34, der Außendurchmesser der l'lachblende 5, die Charakteristik der Feder 8 und die Groß·· der Blondenöffnung 6 bestimmen jeweils den Schaltpunkt, der zu sätzlich auch durch die Lage des Reedschalters 25 beeinflußt w rd. Wird dieser beispielsweise im Schaltrohr 23 weiter nach unten ι ezogen, so schaltet das Gerät bei kleinerer Durchflußmenge, wählend bei Bewegung des Reedschalters in Gegenrichtung sich die Schall menge erhöht.

Das Schaltrohr 23 mit Reedschalter 25 könnte auch von oben dur< h den Deckel 36 druckdicht eingeführt werden. Bei dieser Ausführtngsform wäre es zweckmäßig, die Blendenöffnung 6 so groß auszubilcen, daß das Schaltrohr 23 durch diese Blendenöffnung nach unten rac en kann. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß der Reedschalter 2 5 auch als normaler Einschalter bei steigender Strömung und Aisschalter bei fallender Strömung verwendbar ist.

Alle beschriebenen Ausführungsformen zeichnen sich durch Einfachheit im Aufbau verbunden mit hoher Funktionssicherheit und bessonders guten Eigenschaften hinsichtlich der Schalthysterese zwischen Einschalt- und Ausschaltpunkt, und zwar in einem ungewöhnlich breiten Anwendungsgebiet aus.

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Claims

Durchflußwächter für flüssige oder gasförmige Medien

- Patentansprüche -

1.)öurchflußwächter für flüssige oder gasförmige Medien, bestehend aus einem in den Strömungsweg des jeweiligen Mediums einschaltbaren Gehäuse, einem in dem Gehäuse ausgehend von einer vorgebbaren Ruhelage gegen die Kraft einer Vorspannfeder durchflußabhängig verschiebbaren Meßgeber und wenigstens einer außerhalb des Strömungsraums angeordneten, in Abhängigkeit von der Bewegung des Meßgebers betätigbaren Auswertevorrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß der beweglich gelagerte Meßgeber (5) die Form einer Flachblende mit wenigstens einer öffnung (6) besitzt, und daß diese Flachblende unter Ausbildung eines Distanzspaltes (7) bezüglich der Wandung des Strömungsraumes mittels der Vorspannfeder (8) zentrierend gehaltert ist.

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MANlTZ FINSTERWALD HEYN MORGAN BOOO MÜNCHEN 22 ROBtRT-KOCH-STRASSE 1 TEL (089)224211 TELEX 0'. ?ü(./2 t'AIMF

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2. Durchflußwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Distanzspaltes (7) zwischen der Innenwandung des Strömungsraumes und der Flachblende (5) über die Stärke der Flachblende betrachtet unterschiedlich ist.

3. Durchflußwächter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenwandung des Strömungsraumes zylindrisch und die Außenwandung (13) der Flachblende (15) zumindest zum Teil konisch ausgebildet ist.

4. Durchflußwächter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Außenwandung (13) der Flachblend» (5) in Strömungsrichtung des Mediums konisch zunehmend verläuft.

5. Durchflußwächter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Länge der konisch« ;n Außenwand (13) größer ist als die im Bereich einer mittigen öffnung (6) gemessene Stärke der Flachblende (5).

6. Durchflußwächter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die mittige ofJ nung (6) der Flachblende (5) zumindest auf einem Teil ihrer axialen Länge in Strömungsrichtung des Mediums konisch erweitert ist.

7. Durchflußwächter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konizität der Blendenöffnung (6) größer ist als die Konizität der ringförmigen Außenwandung (13) der Flachblende (5).

8. Durchflußwächter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Wandung der Blendenöffnung (6) bezüglich der Axialrichtung etwa 45° beträgt.

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9. Durchflußwächter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zuströmseitige Wandung (22) der Flachblende (5) in Richtung der Blendenöffnung (6) leicht trichterförmig ausgebildet ist.

10. Durchflußwächter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flachblende (5) aus einem Ringteil (28) und einem im Ringteil fixierbaren Blendenteil (29) mit definierter Blendenöffnung (6) besteht.

11. Durchflußwächter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flachblende (5) wenigstens ein permanentmagnetisches Element trägt.

12. Durchflußwächter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flachblende (5) zumindest teilweise aus magnetischem Material besteht.

13. Durchflußwächter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Flachblende (5) aus Magnetgummi besteht.

11. Durchflußwächter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspannfeder (8) aus einer Schraubenfeder besteht, deren eines Ende an einer Stützfläche des Gehäuses (1) gehaltert und deren anderes Ende im Bereich des Außenumfangs der 1·Μachblende (5) fixiert ist.

1'. Durchflußwächter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäusefeste Stützfläche für das eine Federende an einem in das Gehäuse (1) einschraubbaren Ringelement (10) ausgebildet ist.

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16. Durchflußwächter nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Anschlag für die sich in Ruhestellung befindende Flachblende (5) von einem in d; s Gehäuse (1) eingeschraubten Ringteil (9) gebildet ist.

17. Durchflußwächter nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet , daß das den Ringteilen (9, 10) zugeordnete Innengewinde (3, 4) gleichzeitig das jeweilige Rohranschlußgewinde bildet.

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