DE3033249A1

DE3033249A1 - Flowmeter with high accuracy temp. compensation - has by=pass choke with piston displaced by expansion element

Info

Publication number: DE3033249A1
Application number: DE19803033249
Authority: DE
Inventors: Dieter 7251 Hemmingen Till
Original assignee: Werner & Pfleiderer 7000 Stuttgart; Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1980-09-04
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1982-04-08

Abstract

A flow throughput meter has a liquid-driven impeller driving a counter mechanism. The impeller is mounted in a housing between an inlet and outlet also connected by a bypass with a variable choke. Temp. compensation is provided using a single measurement device for liquids of different temp. giving a high degree of constant accuracy. In addition to the choke (12) the bypass (7) contains a thermal expansion element (19) which varies the bypass cross-section with temp. The choke consists of a threaded bolt (12) with a transverse hole of cross-section equal to that of the bypass. A control piston (16) in a longitudinally drilled hole (15) in the bolt has a cross-section corresp. to the bypass cross-section. It is moved under the influence of the thermal expansion element.

Description

Durchflußmengenmeßgerät Flow meter

Die Erfindung bezieht sich auf ein Durchflußmengenmeßgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a flow meter according to the Preamble of claim 1.

Bei den bekannten Meßgeräten der vorstehend erwähnten Gattung dient der Bypass mit der einstellbaren Drossel zum genauen Regulieren bzw. zum Eichen des Geräts. Üblicherweise werden diese Meßgeräte nur für solche Flüssigkeiten benutzt, deren Temperatur ziemlich konstant ist, weil ein einmal einregulierter Zähler nur innerhalb eines relativ kleinen Temperaturbereichs genaue Werte anzeigt. Für unterschiedliche Temperaturbereiche werden deshalb jeweils speziell dafür eingestellte Zähler verwendet. Schwierigkeiten treten jedoch dann auf, wenn mit nur einem Meßgerät Flüssigkeiten von sehr unterschiedlicher Temperatur gemessen werden sollen, wie es z.B. bei Wasser-Misch- und Dosiergeräten für Bäckereien der Fall ist. Die Teigherstellung in gewerblichen Bäckereien oder Brotfabriken erfordert je nach Rezeptur Wassertemperaturen etwa zwischen 20 C und 500£, wobei die Meßgenauigkeit der üblichen Wasserzähler nicht ausreicht, um höchste Dualitätsansprüche an das Backprodukt zu gewährleisten.In the known measuring devices of the type mentioned above is used the bypass with the adjustable throttle for precise regulation or calibration of the device. Usually these measuring devices are only used for liquids whose temperature is fairly constant because a meter is only adjusted once displays accurate values within a relatively small temperature range. For different For this reason, specially set counters are used for each temperature range. Difficulties arise, however, when liquids with only one measuring device are to be measured at very different temperatures, as is the case with water mixed and dosing devices for bakeries is the case. The dough production in commercial Bakeries or bread factories require water temperatures, depending on the recipe between 20 C and 500 pounds, whereby the measuring accuracy of the usual water meters is not sufficient to ensure the highest duality demands on the baked product.

Es ist zwar bekannt, bei Flüssigkeitsmengenmessungen eine Kompensation des Temperatureinflusses vorzunehmen, indem die Übersetzung des Zählwerkes in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur der Flüssigkeit geändert wird.It is known to be able to compensate for the amount of liquid being measured the influence of temperature by changing the ratio of the counter as a function of is changed by the respective temperature of the liquid.

Derartige Kompensations-Einrichtungen sind jedoch sehr teuer, weil außer dem variablen Übersetzungsgetriebe für das Zählwerk noch ein Meßfühler für die Temperatur der Flüssigkeit sowie eine Einrichtung für den Raumtemperaturausgleich erforderlich sind.Such compensation devices are very expensive because in addition to the variable transmission for the counter, a sensor for the temperature of the liquid and a device for room temperature compensation required are.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Durchflußmengenmeßgeräten der vorausgesetzten Art eine Temperaturkompensation vorzusehen, durch die der Einsatz eines einzigen Meßgerätes für Flüssigkeiten unter schiedli cher Temperatur bei großer und vor allem gleichbleibender Meßgenauigkeit ermöglicht wird.The invention is based on the object of flow meters the required type to provide a temperature compensation through which the use a single measuring device for liquids under different temperature at large and above all, consistent measurement accuracy is made possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale auf überraschend einfache Art und Weise gelöst.This object is achieved according to the invention by the in the labeling part of claim 1 specified features in a surprisingly simple manner solved.

Die Merkmale der Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, welche bei der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert sind.The features of the subclaims relate to particularly expedient configurations of the invention, which in the following description of the drawings shown Embodiments are explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Flügelradzähler, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Bypass mit temperaturkompensierter Drossel in größerem Maßstab, Fig. 3 eine Darstellung wie Fig. 2, jedochmit einem anderen Wärmedehnungselement, Fig. 4 eine Darstellung wie Fig. 2 mit einem noch anderen Wärmedehnungse lement, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit einer weiteren Variante eines Wärmedehnungselements.It shows Fig. 1 a vertical longitudinal section through an impeller meter, FIG. 2 shows a longitudinal section through the bypass with temperature-compensated throttle in FIG on a larger scale, FIG. 3 shows a representation like FIG. 2, but with a different thermal expansion element, Fig. 4 shows a representation like FIG. 2 with yet another heat expansion element, Fig. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4, Fig. 6 shows a cross section the line VI-VI in FIG. 5 and FIG. 7 shows a representation similar to FIG. 2 with another Variant of a thermal expansion element.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Durchflußmengenmeßgerät ist ein sog.Flügelradzähler, dessen Flugelrad 1 ein -. lediglich durch eine Achse mit Zeiger veranschaulichtes - Zählwerk 2 antreibt. Das Flügelrad 1 ist von einem in Fig. 1 aufgebrochen dargestellten Einsatz 3 des Gehäuses 4 allseits umschlossen. Das Gehäuse 4 ist mit einem Zulauf 5 und einem Ablauf 6 sowie einem den Zu- und Ablauf unmittelbar verbindenden Bypass 7 versehen. Der Innenraum des Einsatzes 3 steht über Öffnungen 8 mit dem Zulauf 5 und über Öffnungen 9 mit dem Ablauf 6 in VGrbiridung. Im Bypass 7 ist eine ein5tr311-um höchste Dualitätsansprüche an das Backprodukt zu gewährleisten.The flow rate measuring device shown schematically in FIG. 1 is a so-called impeller meter, the impeller 1 of which is a -. only through an axis with Pointer illustrated - 2 counter powers. The impeller 1 is of an in Fig. 1, shown broken open insert 3 of the housing 4 enclosed on all sides. The housing 4 is with an inlet 5 and an outlet 6 and an inlet and Drain directly connecting bypass 7 provided. The interior of the insert 3 stands via openings 8 with the inlet 5 and via openings 9 with the outlet 6 in VCreation. In bypass 7 there is a 5tr311-um highest demands for duality to ensure the baked product.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Durchflußmengenmeßgeräten der vorausgesetzten Art eine Temperaturkompensation vorzusehen, durch die der Einsatz eines einzigen Meßgerätes für Flüssigkeiten unter schiedlicher Temperatur bei großer und vor allem gleichbleibender Meßgenauigkeit ermöglicht wird.The invention is based on the object of flow meters the required type to provide a temperature compensation through which the use a single measuring device for liquids under different temperatures at large and above all, consistent measurement accuracy is made possible.

Die Merkmale der Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Aus gestaltungen der Erfindung, welche bei der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert sind.The features of the subclaims relate to particularly expedient Aus Designs of the invention, which in the following description of the in the Drawings shown Embodiments explained in more detail are.

Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Flügelradzähler, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Bypass mit temperaturkompensierter Drossel in größerem Maßstab, Fig. 3 eine Darstellung wie Fig. 2, jedoch mit einem anderen Wärmedehnungselement, Fig. 4 eine Darstellung wie Fig. 2 mit einem noch anderen Wärmedehnungselement, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit einer weiteren Variante eines Wärmedehnungselements.It shows Fig. 1 a vertical longitudinal section through an impeller meter, FIG. 2 shows a longitudinal section through the bypass with temperature-compensated throttle in FIG on a larger scale, FIG. 3 shows a representation like FIG. 2, but with a different thermal expansion element, FIG. 4 shows a representation like FIG. 2 with yet another thermal expansion element, Fig. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4, Fig. 6 shows a cross section the line VI-VI in FIG. 5 and FIG. 7 shows a representation similar to FIG. 2 with another Variant of a thermal expansion element.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Durchflußmengenmeßgerät ist ein sog.Flügelradzähler, dessen Flügelrad 1 ein - lediglich durch eine Achse mit Zeiger veranschaulichtes - Zählwerk 2 antreibt. Das Flügelrad 1 ist von einem in Fig. 1 aufgebrochen dargestellten Einsatz 3 des Gehäuses 4 allseits umschlossen. Das Gehäuse 4 ist mit einem Zulauf 5 und einem Ablauf 6 sowie einem den Zu- und Ablauf unmittelbar verbindenden Bypass 7 versehen Der Innenraum des Einsatzes 3 steht über Öffnungen 8 mit dem Zulauf 5 und über Öffnungen 9 mit dem Ablauf 6 in Verbiridung. Im Uypass 7 ist eine cinstellum höchste Dualitätsansprüche an das Backprodukt zu gewährleisten.The flow rate measuring device shown schematically in FIG. 1 is a so-called impeller meter, the impeller 1 of which is only connected by an axis Pointer illustrated - 2 counter powers. The impeller 1 is of an in Fig. 1, shown broken open insert 3 of the housing 4 enclosed on all sides. The housing 4 is with an inlet 5 and an outlet 6 and an inlet and The bypass 7 that directly connects the drain. The interior of the insert 3 stands via openings 8 with the inlet 5 and via openings 9 with the outlet 6 in Connection. In Uypass 7 there is a cinstellum highest demands for duality to ensure the baked product.

Die Merkmale der Untsransprüche betreffen besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, welche bei der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert sind.The features of the contradictions relate to particularly expedient configurations of the invention, which in the following description of the drawings shown Embodiments are explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Flügelradzähler, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Bypass mit temperaturkompensierter Drossel in größerem Maßstab, Fig. 3 eine Darstellung wie Fig. 2, jedoch mit einem anderen Wärmedehnungselement, Fig. 4 eine Darstellung wie Fig. 2 mit einem noch anderen Wärmedehnungselement, Fig. 5 einen Schnitt riach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen 4uerschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 7 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 mit einer weiteren Variante eines Wärmedehnungselements.It shows Fig. 1 a vertical longitudinal section through an impeller meter, FIG. 2 shows a longitudinal section through the bypass with temperature-compensated throttle in FIG on a larger scale, FIG. 3 shows a representation like FIG. 2, but with a different thermal expansion element, FIG. 4 shows a representation like FIG. 2 with yet another thermal expansion element, FIG. 5 shows a section along the line V-V in FIG. 4, FIG. 6 shows a cross-section the line VI-VI in FIG. 5 and FIG. 7 shows a representation similar to FIG. 2 with another Variant of a thermal expansion element.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Durchflußmengenmeßgerät ist ein sog.Flügelradzähler, dessen Flugelrad 1 ein -. lediglich durch eine Achse mit Zeiger vera.nschaulichtes - Zählwerk 2 antreibt. Das Flügelrad 1 ist von einem in Fig. 1 aufgebrochen dargestellten Einsatz 3 des Gehäuses 4 allseits umschlossen. Das Gehäuse 4 ist mit einem Zulauf 5 und einem Ablauf 6 sowie einem den Zu- und Ablauf unmittelbar verbindenden Bypass 7 versehen. Der Innenraum des Einsatzes 3 steht über Öffnungen 8 mit dem Zulauf 5 und uber Öffnungen 9 mit dem Ablauf 6 in Verbiridung. Im Dypass 7 ist eine r3instellbare Drossel 10 und zusätzlich dazu ein den querschnitt des Bypass 7 in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit änderndes Wärmedehnungselement 11 vorgesehen. Die Strömung der Flüssigkeit ist durch Pfeile veranschaulicht.The flow rate measuring device shown schematically in FIG. 1 is a so-called impeller meter, the impeller 1 of which is a -. only through an axis with Pointer vera.nschaulichtes - counter 2 drives. The impeller 1 is of an in Fig. 1, shown broken open insert 3 of the housing 4 enclosed on all sides. The housing 4 is with an inlet 5 and an outlet 6 and an inlet and Drain directly connecting bypass 7 provided. The interior of the insert 3 stands via openings 8 with the inlet 5 and via openings 9 with the outlet 6 in Connection. In Dypass 7 there is an adjustable one Throttle 10 and in addition to this, the cross section of the bypass 7 as a function of the temperature the liquid changing thermal expansion element 11 is provided. The flow of the liquid is illustrated by arrows.

Durch den Bypass 7 umgeht ein kleiner Nebenstrom der zu messenden Flüssigkeit das Flügelrad 1. Durch Veränderung des Querschnitts des Bypass 7 mittels der Drossel 10 welche auch als Eichschraube bezeichnet wird, kann das Gerät bei einer bestimmten Temperatur genau justiert werden. Das Wärmedehnungselement 11 sorgt nun für eine laufende Anpassung des querschnitts des Bypass 7 an die jeweilige Temperatur der Flüssigkeit, d.h. es erfolgt während des Betriebs eine ständige automatische Nachjustierung des Geräts.A small bypass flow bypasses the bypass 7 to be measured Liquid the impeller 1. By changing the cross section of the bypass 7 by means of the throttle 10, which is also referred to as a calibration screw, can be used in the device can be precisely adjusted to a certain temperature. The thermal expansion element 11 provides now for an ongoing adaptation of the cross-section of the bypass 7 to the respective temperature of the liquid, i.e. there is a constant automatic during operation Readjustment of the device.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig.2 bis 6 hat die Drossel die Gestalt eines Gewindebolzens 12, welcher in eine den Bypass 7 kreuzende Bohrung 13 eingeschraubt und mit einem dem Bypass 7 entsprechenden Querkanal 14 versehen ist. Der Gewindebolzen 12 weist eine Längsbohrung 15 auf, in welcher ein Steuerkolben 16 mit einer mit dem querkanal 14 korrespondierenden 4uerbohrung 17 angeordnet ist. Nach außen ist die Bohrung 13 durch eine Verschlußschraube 18 dicht abgedeckt.In the embodiments according to FIGS. 2 to 6, the throttle has the shape a threaded bolt 12 which is screwed into a bore 13 crossing the bypass 7 and is provided with a transverse channel 14 corresponding to the bypass 7. The threaded bolt 12 has a longitudinal bore 15 in which a control piston 16 with a the transverse channel 14 corresponding 4uerbbohrung 17 is arranged. To the outside is the bore 13 is tightly covered by a screw plug 18.

Durch Drehen des Gewindebolzens 12 in der Bohrung 13 kann das Gerät in üblicher Weise von Hand justiert werden. Dabei handelt es sich um eine willkürliche MaM-nahme, wogegen die nachstehend erläuterte Bewegung des Steuerkolbens 16 unter der Einwirkung eines Wärmedehnungselementes selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit erfolgt.By turning the threaded bolt 12 in the hole 13 can the device can be adjusted by hand in the usual way. This is a arbitrary measure, whereas the movement of the control piston explained below 16 automatically as a function of the action of a thermal expansion element takes place on the temperature of the liquid.

In Fig. 2 ist als Wärmedehnungselement eine sog. Dehnpatrone 19 bzw. 19'vorgesehen. Dabei handelt es sich um einen mit einer temperaturempfindlichen Wachsfüllung versehenen Faltenbalg, welcher entweder an der oberen oder an der unteren Stirnseite des Gewindebolzens 12 angeordnet und mit dem Steuerkolben 16 verbunden ist.In Fig. 2, a so-called expansion cartridge 19 or 19 'planned. This is one with a temperature sensitive Wax-filled bellows, which either on the upper or on the lower The end face of the threaded bolt 12 is arranged and connected to the control piston 16 is.

In Abhängigkeit von der Wärmedehnung wird der Steuerkolben 16 axial bewegt und dabei der Querschnitt des Bypass so verändert, daß bei niedriger Temperatur der Nebenstrom stärker gedrosselt wird als bei hoher Flüssigkeitstemperatur.The control piston 16 becomes axial as a function of the thermal expansion moved and thereby changed the cross-section of the bypass so that at low temperature the bypass flow is throttled more strongly than at a high liquid temperature.

Ebenfalls'eine axiale Bewegung des Steuerkolbens 26 ist bei Fig. 3 vorgesehen. Das Wärmedehnungselement ist dort ein gerader Bimetallstreifen 20, welcher mit seinem Ende 21 an der Innenwand des Gehäuses 4 und mit seinem Ende 22 an der unteren Stirnseite des Steuerkolbens 16 befestigt ist. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Wärmedehnungselement vom.,iHauptstrom der Flüssigkeit beaufschlagt wird und deshalb sehr rasch auf Temperaturänderungen anspricht.There is also an axial movement of the control piston 26 in FIG. 3 intended. The thermal expansion element there is a straight bimetal strip 20, which with its end 21 on the inner wall of the housing 4 and with its end 22 on the lower end face of the control piston 16 is attached. This version has the The advantage that the thermal expansion element is acted upon by the main flow of the liquid and therefore reacts very quickly to changes in temperature appeals to.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 bis 6 ist das Wärmedehnungselement eine Bimetallspirale 23, welche mit ihrem einen Ende in einer Längsnut 24 am Gehäuse 4 und mit ihrem anderen Ende in einer Längsnut 25 am Umfang des Steuerkolbens 16 befestigt ist. Die Drosselung des Nebenstromes erfolgt in diesem Fall durch eine Orehbewegung des Steuerkolbens 16 gegenüber dem Gewindebolzen 12.In the embodiment according to FIGS. 4 to 6, the thermal expansion element is a bimetallic spiral 23, which with its one end in a longitudinal groove 24 on the housing 4 and at its other end in a longitudinal groove 25 on the circumference of the control piston 16 is attached. In this case, the bypass flow is throttled by a Rotational movement of the control piston 16 with respect to the threaded bolt 12.

In Fig. 7 ist eine Ausführung mit einer in den Bypass 7 hineinragenden Bimetallmembrane 26 als Wärmedehnungselement gezeigt. Die Bimetallmembrane 26 ist an einer Schraube 27, die zugleich die Funktion der Drossel bzw.7 shows an embodiment with a protruding into the bypass 7 Bimetal membrane 26 shown as a thermal expansion element. The bimetal membrane 26 is on a screw 27, which at the same time the function of the throttle or

der Eichschraube erfüllt, befestigt. Die die Schraube 27 aufnehmende Gewindebohrung ist nach außen durch eine Kopfschraube 28 abgedeckt. In Abhängigkeit von der Temperatur ändert sich die Wölbung der Bime-tallmembrane 26 und damit der Querschnitt des Bypass 7. Diese Ausführung ist vor allem deshalb zweckmäßig, weil es bei ihr keine aufeinander gleitenden Flächen gibt, deren Bewegungen durch Verschmutzung oder Verkalkung beeinträchtigt werden könnten.the calibration screw fulfilled, fastened. The screw 27 receiving The threaded hole is covered on the outside by a cap screw 28. Dependent on the curvature of the bimetal membrane 26 and thus the Cross section of the bypass 7. This design is particularly useful because there are no surfaces sliding on top of each other whose movements are caused by soiling or calcification could be affected.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims Flow rate measuring device with a counter driving a counter impeller acted upon by liquid, which -in one with one inlet and one Drain for the liquid provided housing is arranged, wherein in the housing a directly connecting the inflow and outflow and having an adjustable throttle Bypass is provided, characterized in that in addition to the throttle (10, 12) a the cross section of the bypass (7) as a function of the temperature of the liquid changing thermal expansion element (11,19,20,23,26) is provided.

2) flow rate measuring device according to claim 1, wherein the throttle off consists of a rotatable threaded bolt with a transverse channel corresponding to the bypass, characterized in that in a longitudinal bore (15) of the threaded bolt (12) under the action of the thermal expansion element (19, 20, 23) movable control piston (-16) is arranged, which has a transverse bore corresponding to the transverse channel (14) (17).

3) flow meter according to claim 2, characterized in that that the thermal expansion element is arranged on an end face of the threaded bolt (12) and the control piston (16) is axially displaceable expansion cartridge (19, 19)

4) Flow meter according to claim 2, characterized in that the thermal expansion element is a straight one Bimetallic strip (20) with one end (21) on the inner wall of the housing (4) and with its other end (22) on one face of the control piston (16) is attached.

5) flow meter according to claim 2, characterized in that that the thermal expansion element is a bimetallic spiral (23), which with its one End on the housing (4) and with its other end on the circumference of the control piston (16) is attached.

6) flow meter according to claim 1, characterized in that that the thermal expansion element protrudes with its curvature in the bypass (7) Bimetal diaphragm is (26).