DE3035708C2

DE3035708C2 - Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE3035708C2
Application number: DE3035708A
Authority: DE
Inventors: George W. Huntingdon Valley Pa. Schneider
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1979-09-24
Filing date: 1980-09-22
Publication date: 1986-04-10
Also published as: GB2079855A; FR2466000A1; DE3035708A1; FR2466000B1; JPS5657915A; DE3050884A1; AU6181780A; GB2059509A; GB2079855B; JPS6342727B2; AU533502B2; GB2059509B; DE3050884C2; CA1127421A; US4253333A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung mit einem Gehäuse, welches eine Sacklochbohrung, eine die Bohrungsöffnung verschließende Kappe und in die Bohrung mündende Ein- und Auslaßkanäle aufweist, mit einer innerhalb der Bohrung lösbar befestigten Einheit, bestehend aus einem im Querschnitt mondsichelförmigen ortsfesten Kern, einem am Kern drehbar gelagerten Flügelrad-Rotor, dessen Drehachse mit der Sacklochbohrungsachse zusammenfällt und dessen Rotorflügel sich um den Kern drehen, einem in der Aussparung des mondsichelförmigen Kerns drehbar gelagerten und mit seiner Drehachse zur Rotordrehachse koaxialen Drehrahmen, der in seinem an die Aussparung angepaßten äußeren Umfang mindestens eine Kammer aufweist, in welche jeweils ein Rotorflügel bei Drehung des Drehrahmens und der Rotorflügel aufgenommen ist und einem Getriebe zur Synchronisierung der Drehbewegung von Rotor und Drehrahmen.

Bei einer derartigen bekannten Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung (DE-AS 16 23 925) ist die Montage schwierig durchzuführen und die Wartung kompliziert, weil zur Schmierung der Lager die Vorrichtung auseinandergenommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine einfache Montage und Wartung möglich ist und die Lager während der Lebenszeit der Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung geschmiert wercien, ohne daß zu diesem Zweck die Einrichtung auseinandergenommen werden muß.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungs beispielsweise erläutert.

Fi g. 1 zeigt eine Längsquerschnittsansicht einer Gasoder Flüssigkeitsmeßeinrichtung gemäß der Erfindung.

2ö Fig.2 zeigt eine Querschnittsansicht nach 2-2 der Fig.l.

F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab ein Teil der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung.
Fig.4 ist eine Querschnittsansicht nach 4-4 der Fig.3.

F i g. 5 ist eine schaubhdliche Ansicht, welche die Verwendung eines Kreuzteiies beim Zusammenbau mit der Meßeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
In der F i g. 1 ist mit > eine Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, welche verwendet werden kann, um irgendein Mittel zu messen, aus Zwecken der Klarheit der Darstellung ist die Beschreibung jedoch auf die Gasmessung gerichtet worden. Einige Merkmale der gezeigten Meßeinrichtung sind bekannt (US-PS 41 09 528, US-PS 35 54 032 und 34 82 446).

Eine Einrichtung 10 zeigt in den Fig. 1 und 2 ein Gehäuse 11, welches eine zylindrische SuAiochbihrung 12 mit einem Basisteil 13 an dem einen Ende und einer öffnung 14 an dem anderen Ende aufweist. Das offene Ende 14 des Gehäuses 11 ist durch eine Kappe 16 abgedichtet und abgeschlossen, die durch Befestigungsteile 18 am Gehäuse 11 befestigt ist. Die Einrichtung 10 weist eine Einlaßbohrung 20 und eine Auslaßbohrung 22 auf, wie dies am besten aus F i g. 2 zu erkennen ist.

Eine in sich abgeschlossene Einheit 23 ist im Gehäuse 10 angeordnet und weist, einen ortsfesten Teil 25, einen Flügelrad-Rotor 27 und einen zylindrischen Drehrahmen 29 auf. Der ortsfeste Teil 25 weist einen im Querschnitt kreiszweieckförmigen oder mondsichelförmigen Kern 24, eine Gegenlagerplatte 26, eine Vorderlagerplatte 28, ein sich verjüngendes hinteres Stützlager 30 und ein vorderes Stützlager 32 auf. Der Kern 25 weist eine äußere Wandfläche 34 auf, die in F i g. 2 gezeigt ist, und welche konzentrisch zur inneren Wandfläche der zylindrischen Bohrung 12 ausgebildet ist, um einen bogenförmigen Kanal 36 zwischen diesen Teilen zu schaffen, welcher mit dem Einlaß 20 und dem Auslaß 22 verbunden ist. Der bogenförmige Kanal 36 nimmt die Rotorflügel 38 des Rotors 27 auf, welche an dem hinteren Stützlager 30 und dem vorderen Stützlager 32 durch Lager 40 bzw. 42 drehbar befestigt ist. Ein zylindrischer versetzter Hohlraum 44 schneidet den bogenförmigen Kanal 36 zwischen dem Einlaß 20 und dem Auslaß 22 und ist durch eine zylindrische Fläche 46 in der Wandung der Sacklochbohrung 12 und durch eine zylindrische Fläche 48 definiert, welche an der Innenseite des Kerns 24 des ortsfesten Teils 25 gebildet ist. Der Dreh-

rahmen 29 ist so befestigt, daß er sich im zylindrischen Hohlraum 44 mit seiner äußeren zylindrischen Oberfläche 54 in unmittelbarer Nähe zu den Flächen 46 und 48 dreht Die Oberfläche 54 des Drehrahmens 29 ist so unterbrochen, daß Eintrittsöffnungen 50 und 52 an diametral gegenüberliegenden Stellen des Rahmens 29 ausgebildet sind, um auf diese Art und Weise separate offene Räume oder Taschen zu bilden, um den Durchgang der Roiorflögel 38 des Rotors 27 zu ermöglichen, während zur gleichen Zeit ein Obergang des zu messenden Mediums zwischen dem Einlaß 20 und dem Auslaß 22 in bekannter Art und Weise vermieden wird. Der Drehrahmen 29 ist an einer Welle 56 durch zweckmäßige Befestigungsteile 54 befestigt, wobei diese an dem ortsfesten Kernteil 25 durch Lager 58 und 60 drehbar befestigt ist, welche ihrerseits durch die hintere Lagerplatte 26 bzw. die vordere Lagerplatte 28 gehaltert sind. Die Drehachse des Drehrahmens 29 ist zur Drehachse des Rotors 27 parallel ausgerichtet, welche ihrerseits mit der Mittelachse der zylindrischen Bohrung 12 zusammenfällt

Ein äußeres Zahnrad 64 ist an dem Drehrahmen 29 befestigt, wobei die Welle 56 mit einem inneren Zahnrad 62 auf dem Rotor 27 kämmt, um eine synchrone Drehung des Rotors 27 und des Drehrahmens 29 sicherzusteilen, um ein periodisches Eingreifen der Rotorflügel

28 in die Eintrittsöffnungen 50 und 52 des Drehrahmens

29 sicherzustellen, wenn der Rotor 27 und der Drehrahmen 29 sich drehen.

Der vordere Teil des Rotors 27 in der Nähe der Kappe 16 ( F i g. 1) enthält einen Ringmagneten 66, welchedas vordere Stützlager 32 umgibt und sich mit dem Rotor 27 dreht. Das vordere Stützlager 32 ist hohl ausgebildet und enthält eine Ausgangswelle 70 mit einem zylindrischen Magneten 68, welcher von einem Ringmagneten 66 umgeben ist. Beide Magnete 66 und 68 sind in der gleichen Art und Weise magnetisiert worden und durch den nicht magnetischen Vorderlagerteil 32 magnetisch so miteinander gekoppelt, daß die Ausgangswelle 70 im wesentlichen in exaktem Synchronismus mit dem sich drehenden Ringmagneten 66 angetrieben wird. Ein Mechanismus 73 zum Antreiben eines nicht gezeigten Zählwerks oder einer anderen Darstellungseinrichtung ist mit Hilfe von Befestigungsteilen 75 an der Kappe 16 befestigt. Demzufolge treibt die A^;;sgangswelle 70 eine Welle 74 mit einer Kupplung 72 über ein Geschwindigkeitsreduziergetriebe 76 und 78 an.

Im Betrieb ist die Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung 10 mit ihrem Einlaß 20 und ihrem Auslaß 22 in eine nicht gezeigte Leitung eingebracht. Unter Druck stehendes Gis oder unter Druck stehende Flüssigkeit tritt in die Einlaßöffnung 20 und strömt in den bogenförmigen Kanal 36 ein, so daß der Rotor 27 sich im Gegenuhrzeigersinn bei Betrachtung nach F i g. 2 dreht. Die Zahnräder 62 und 64 drehen den Drehrahmen 29 in Gegen-Uhrzeigerrichtung, und zwar mit der doppelten Geschwindigkeit des Rotors 27. Der Drehrahmen 29 verhindert eine direkte Durchstromung des Gases vom Einlaß 20 zum Auslaß 22 und stellt sicher, daß das Gas durch den bogenförmigen Kanal 36 zum Auslaß 22 strömt. Jeder der Rotorflügel 38 wird in einer der Einirittsöffnungen des Drehrahmens 29 aufgenommen, wenn er von der Stellung in der Nähe des Auslasses 22 in die Stellung in der Nähe des Einlasses 20 übergeht.

Wie in F i g. 1 gezeigt, ist das Stützlager 30 in einer sich verjüngenden Bohrung 82 im Basisteil 13 des Gehäuses 11 untergebracht. Eine Befestigungsschraube 84 geht durch eine Öffnung 81 im Basisteil 13 hindurch und ist in ein Gewinde 83 in dem Stutzlager 30 eingeschraubt Eine Ringdichtung 86 sorgt für einen dichten Verschluß zwischen der Befestigungsschraube 84 und dem Basisteil 13. Es ist offensichtlich, daß die Drehung der Befestigungsschraube 84, und zwar so, daß die Gewindeeingriffslänge vergrößert wird, das Stützlager 30 weiter in die sich verjüngende Bohrung 82 hineinbringt, und zwar bis der ortsfeste Teil 25 im Gehäuse 11 fest sitzt. Das Entfernen der Kappe 16 und der Befestigungsschraube 84 ermöglicht, daß die Einheit 23, weiche den Kern 25, den Rotor 27 und den Drehrahmen 29 enthält, dem Gehäuse 11 entnommen werden kann.

Die Einheit 23 ist in einfacher und genauer Art und Weise innerhalb des Gehäuses 11 befestigt, so daß ein gleichförmiger Lauf zwischen dem Rotor 25 bzw. dessen Rotorflügel 38 und der zylindrischen Bohrung 12 des Gehäuses 11 einerseits und zwischen dem Drehrahmen 29 bzw. der Oberfläche 54 und der Oberfläche 56 der zylindrischen Bohrung 12 andererseits sichergestellt sind. Die Einheit 23 ist außerdem l.-cht einstellbar bzw. positionierbar, so daß die Relativlage ces Drehrahmens 29 bzw. der Oberfläche 54 zur Oberfläche 46 des Gehäuses 11 eingestellt werden kann, bevor die Kappe 16 auf das offene Ende 14 des Gehäuses 11 aufgesetzt wird. Dies -vird dadurch sichergestellt bzw. durchgeführt, daß die Einheit 23 in der zylindrischen Bohrung 12 positioniert wird, wobei zuvor die Kappe 16 entfernt worden ist, so daß das Stützlager 30 in der Bohrung 82 im Basisteil 13 des Gehäuses 11 aufgenommen wird. Bevor die Befestigungsschraube 84 festgezogen wird, um die Einheit 23 an Ort und Stelle festzulegen, wird ein Kreuzteil 90, gezeigt in Fig.4, vorübergehend an dem offenen Ende 14 des Gehäuses 11 durch zweckmäßige Befestigungsmittel 93 befestigt, wobei sich das vordere Stützlager 32 verschiebbar in einer Mittelöffnung 92 im Kreuzteii 90 befindet. Der Kreuzteii SO ermöglicht, unterschiedliche Laufspiele einzustellen. Wenn die notwendigen Messungen und Einstellungen vorgenommen worden sind, wird die Befestigungsschraube 84 festgezogen, so daß die Einheit 23 innerhalb der zylindrischen Bohrung 12 des Gehäuses 11 befestigt wird, wobei der Teil 25 innerhalb des Gehäuses 11 ortsfest festgelegt worden ist. Der Kreuzteil 90 wird dann entfernt und durch die Kappe 16 ersetzt, wobei das vordere Stützlager 32 in einer Mittelöffnung 88 in der Haube 16 verschiebbar aufgenommen wird. Es wird bemerkt, daß dadurch, daß nur eine Kappe an einem Ende des Gehäuses 11 verwendet wird, die Herstellungstoleranzen verringert werden. Auch ist es weniger schwierig, die korrekten Laufspiele zwischen der Einheit 23 und dem Inneren des Gehäuses 11 einzunähen.

Die Rotorlager 40 und 42 und die Rahmenlager 58 jnd 6& werden durch ein zusätzliches Schmiermittel, beispielsweise Öl, geschmiert, wobei diese·; sich in einem Nachfüllbehälter im ortsfesten Ten 25 befindet. Wie in F i g. 1 gezeigt, ist der zweikreisförmige Teil 24 mit einer Hohlkammer 94 ausgebildet, welche mit Öl gefüllt worden ist. Die ölgef-'MIte Kammer 94 ist mit dem Rotor 27 bzw. mit dem Lager 40 und dem Lager 58 über einen Durchgang in der hinteren Lagerplatte 26 verbunden, wobei dieser Durchgang einen Durchgang 95 im Teil 25, eine Filzpackung 96 und poröses Metall oder Plastikbuchsen 98 und 100 aufweist. In entsprechender Weise ist die mit öl gefüllf ? Kammer 94 mit der Rotorlagerung und dem Lager 60 vermittels eines Durchgangs in der vorderen Lagerplatte 28 verbunden, welche ebenfalls einen Durchgang 97 im Teil 25, eine Filzpackung 99 und Buchsen aus porösem Metall oder aus Kunststoff 101

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und ICC umfaßt. Die Schmierung des Rotors 27 bzw. des Lagers 40 und des Lagers 58 kann am besten aus den Fig.3 und 4 herausverstanden werden, wobei davon ausgegangen wird, daß der Rotor 27 bzw. die Lager 32 und 60 in im wesentlichen identischer Art und Weise geschmiert werden. Die Filzpackung 96 ist in der hinteren Lagerplatte 26 enthalten und ist im wesentlichen kreisförmig ausgebildet und umgibt die ringförmigen porösen Buchsen 98 und 100. Vermittels der Kapillarwirkung zieht die Filzpackung 96 öl aus der ölgefüllten Kammer 94, um auf diese Art und Weise die porösen Buchsen 98 und 100 satt mit öl zu füllen, welche ihrerseits darüber hinaus als Filter wirken, um zu verhindern, daß Schmutzpartikel und dergl. im Gasstrom in das Schmierölsystem eindringen können. Da sich die ge- is samte Einheit 23 unter dem Druck des zu messenden Gases befindet, wird das in der Filzpackung 96 und der Kammer 94 befindliche öl mit Gas gesättigt sein. Während der Tätigkeit der Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung 10 ist üblich und normal, daß gewisse zufällige Druckschwankungen auftreten. Demzufolge wird irgendeine Verringerung des Betriebsdrucks dazu führen, daß das gasgesättigte öl in der Kammer 94 und in dem Filzteil % sich leicht ausdehnt und dadurch bewirkt, daß ein kleiner Teil des Öls durch die porösen Buchsen 98 und 100 hindurchgeht. Für das Lager 58 ist die poröse Buchse 100 in direktem Kontakt mit dem Lager 58 und das öl. welches durch die poröse Buchse 100 hindurchtritt, fließt in den äußeren Laufteil des Lagers 58, um eine ausreichende Schmierung zu erzeugen. Für das Lager 40 geht das durch die poröse Buchse 98 hindurchtretende öl durch den ringförmigen Teil 109, welcher zwischen dem festen Brückenlager 30 und der hinteren Lagerplatte 26 ausgebildet ist. es gelangt dort zu der inneren Laufbahn des Lagers 40, um eine ausreichende Schmierung zu erzeugen.

Wie in F i g. 1 gezeigt, ist der Zugriff zur Kammer 94 von der Außenseite des Meßgerätes 10 her durch ein Schmiermitteleinlaßteil 106 möglich, welcher an dem Basisteil 13 des Gehäuses 11 befestigt ist. Der Schmiermittelteil 106 ist mit der Kammer 94 durch einen Durchgang in Verbindung, welcher einen Durchgangsweg 105 im Basisteil 13 umfaßt, welcher seinerseits mit einem Durchgang 104 im hinteren Lagerteil 30 verbunden ist, der wiederum seinerseits mit einem Durchgang 102 in Verbindung ist, der mit dem Teil 25 und damit mit der Kammer 94 verbunden ist. Eine Kappe 108, weiche im Gewinde im Basisteil 13 des Gehäuses 11 eingeschraubt ist, verhindert, daß Staub. Schmutzpartikel und dergl. zum Schmiermitteleip'aß 106 gelangen bzw. sich dort sammeln können. Es ist offensichtlich, daß Öl in die Kammer 94 nachgefüllt werden kann, um eine ausreichende Schmierung für eine unbegrenzte Zeitspanne j sicherzustellen. Diese Möglichkeit erweist sich als bes- f.« ser als daß man sich auf Lager verlassen würde, die 55 j lediglich vor dem Einsetzen und dem Abdichten des r Gehäuses 10 geschmiert worden sind und daher zu ei- '■ nem späteren Zeitpunkt erneut abgeschmiert werden | müssen, wozu das Gehäuse 10 auseinandergebaut wer- £ den müßte. 60 |

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrictitung mit einem Gehäuse, welches eine Sacklochbohrung, eine die Bohrungsöffnung verschließende Kappe und in die Bohrung mündende Ein- und Auslaßkanäle aufweist, mit einer innerhalb der Bohrung lösbar befestigten Einheit, bestehend aus einem im Querschnitt mondsichelförmigen ortsfesten Kern, einem am Kern drehbar gelagerten Flügelrad-Rotor, dessen Drehachse mit der Sacklochbohrungsachse zusammenfällt und dessen Rotorflügel sich um den Kern drehen, einem in der Aussparung des mondsichelförmigen Kerns drehbar gelagerten und mit seiner Drehachse zur Rotordrehachse koaxialen Drehrahmen, der in seinem an die Aussparung angepaßten äußeren Umfang mindestens eine Kammer aufweist, in weiche jewshs ein Rotorflügel bei Drehung des Drehrahmens und der Rolorfiügei aufgenommen ist und einem Getriebe zur Synchronisierung der Drehbewegung von Rotor- und Drehrahmen, dadurch gekennzeichnet, daß der mondsichelförmige Kern (24) in der Sacklochbohrung (22) einen bogenförmigen Kanal (36) zwischen der Ein- und Auslaßbohrung (20, 12) bildet, in dem sich die Rotorflügel (28) und der Drehrahmen (29) bewegen, daß der Kern (24) an seinen Stirnseiten als Stützlager (30,32) Lagerzapfen aufweist, die zur lösbaren Befestigung der Einheit (23) "n Gehäuse (10) in eine Aufnahmebohrung der Sacklochbohrung (1?\ bzw. in der Kappe (16) einsetzbar sind, daß der Flügelrad-Rotor (38) auf den Lagerzapfen (30, 32) gelahrt ist, daß der mondsichelförmige Kern (24) einen Hohlraum (34) aufweist, der über Bohrungen (95, 97) im Kern (24) und in sacklochseitigen Lagerzapfen (30) einerseits mit den Lagern (40, 42) des Flügelrad-Rotors (27) und des Drehrahmens (29) und andererseits über die Lagerzapfenbohrung mit einem Schmiermitteleinlaß (105,108) verbunden ist.

2. Gas- oder Flüssigkeitsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Schmiermittelleitung zwischen der Schmiermittelkammer (94) und den Lagern (40, 42, 58, 60) poröse, öldurchlässige, bei Druckschwankungen in der zu messenden Flüssigkeit Öl abgebende Teile (98, 100, 101, 103), vorzugsweise aus Filz, Kunststoff oder Metall, befinden.