DE3300657A1

DE3300657A1 - Geraet zum messen des flusses eines fluids

Info

Publication number: DE3300657A1
Application number: DE19833300657
Authority: DE
Inventors: Robert William Francis Icklingham Suffolk Ward
Original assignee: Breckland Meters Ltd
Current assignee: Breckland Meters Ltd
Priority date: 1983-01-07
Filing date: 1983-01-07
Publication date: 1984-07-12

Description

Gerät zum Messen des Flusses eines Fluids Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen des Flusses eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit mit einem Rotor, der von dem Fluid gedreht wird und dessen Drehungen zur Anzeige kommen.
Bei einem bekannten Gerät dieser Art ist der Rotor (s.
Fig. 1), der sich in einem Raum 2 befindet, über ein Getriebe, das sich in einem Raum 3 befindet, mit einem mechanischen Zähler 4 verbunden. Die Anzeige ist proportional zu der Durchflussmenge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Gerät zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Rotor mit einem Magneten oder dergleichen versehen ist, dass ein Fühlglied, insbesondere eine Spule, das (die) bei Vorbeilauf des Magneten oder dergleichen ein Signal abgibt, Anzeigeorgane, die die Signale und damit den Durchfluss des Fluids zur Anzeige bringen, und ein Eichaggregat vorgesehen ist (sind), mit dem das Verhältnis des Flusses zur Anzeige geändert werden kann und das vorzugsweise mit dem Anzeigeorgan verbunden ist.
Bei dem erfindungsgemässen Gerät ist die mechanische Abnutzung erheblich reduziert. Die Genauigkeit des Gerätes bleibt somit über lange Zeit erhalten. Die Dichtungsprobleme sind gegenüber der bekannten mechanischen Lösung verringert. Die Zahl der sich drehenden Teile ist ebenfalls kleiner als im bekannten Fall. Ausserdem besteht die Möglichkeit, das Verhältnis zwischen Fluss und Anzeige zu ändern.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen: Fig. 2 schematisch das erfindungsgemässe Gerät, Fig. 3 eine Ansicht des Gerätes von hinten, wobei die Rückwand und mit den Rotoren verbundene Zahnräder beseitigt sind, Fig .4 zwei Rotoren, Fig. 5 die Rückseite des Gerätes ohne Bodenplatte, Fig. 6 einen Axialschnitt durch das erfindungsgemässe Gerät, Fig. 7 eine Seitenansicht eines Rotors, Fig. 8 eine Hinteransicht des Gerätes, Fig. 9 eine Vorderansicht des Gerätes, Fig. lo eine Seitenansicht des Gerätes und Fig. 11 ein Blockschaltbild des elektrischen Kreises des Gerätes.
Das erfindungsgemässe Gerät, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, weist einen ersten Raum lo mit einer Querwand auf, die ihn von einem zweiten Raum 14 trennt, in dem sich elektronische Komponenten und Zählaggregate befinden. Ein Zähler 16 mit FlüssigkeitskrStallanzeiger, der mit einer Dvickschaltung 18 verbunden ist, sitzt in dem Raum 14. Die gedruckte Schaltung 18 ist mit zahlreichen elektrischen und elektronischen Komponenten bestückt, zu denen eine Aufnahmespule 20, Feldeffekttransistoren 22 und andere Halbleiter und elektronische Komponenten 24 gehören.
Der Aufbau des Gerätes ist im einzelnen in den Fig. 3 bis lo dargestellt.
Eine längliche Wand 26 besteht aus zwei halbkreisförmigen Teilen 28 und zwei geraden, parallelen Stücken 30. Eine Querwand 32 unterteilt das Gehäuse in den ersten Raum lo und in den zweiten Raum 14. In dem ersten Raum lo befinden sich die mechanischen Teile, im zweiten Raum befinden sich elektronische Komponenten und ein Zähler. Querwand 32 und Gehäusewand 26 sind im Spritzgussverfahren hergestellt. Am hinteren Ende des Gehäuses befindet sich eine Kappe 34, und am vorderen Ende des Gerätes befindet sich eine Frontplatte 35. Die Frontplatte 35 besitzt ein Fenster 36 (s. Fig. 9), durch das der Zähler 15 zu sehen ist. Der erste Raum lo ist mit einem Eingang 37 und mit einem Ausgang 38 versehen, die beide in den geraden Wandstücken 30 sitzen.
In dem Raum lo befinden sich zwei Rotore 39 und 40 aus Polypropylen. Diese können sich um Wellen 42 und 44 drehen.
Die Achsen dieser Wellen liegen in den Mittelpunkten der halbkreisförmigen Teile 28. Die Rotoren haben die gleiche Grösse und sind im Querschnitt oval. Der längere Radius ist gleich dem inneren Radius der halbkreisförmigen Teile 28. Die Summe des grösseren Radius und des kleineren Radius ist gleich dem Abstand zwischen den Wellen 42 und 44. Ist der grössere Radius des einen Rotors parallel zu den geraden Teilen 30 des Gehäuses 26 orientiert, dann ist der grössere Radius des anderen Rotors rechtwinkelig zu diesem grösseren Radius orientiert. Bei den Drehungen berühren sich die Rotoren stets.
Die Fig. 4 zeigt neben den Rotoren 39 und 40 Zahnräder 46 und 4S, die sich am hinteren Ende des Gerätes befinden und auf den Wellen 42 und 44 sitzen; beispielsweise können sie mit den Rotors jeweils ein Stück bilden. In den der Vorderseite des Gerätes zugewandten Stirnflächen der Rotoren 39 und 40 befinden sich gesinterte Magnete 50 und 52. Ferner befinden sich in diesen Stirnflächen Gewichte 54 und 56, die Gegengewichte zu den Magneten bilden.
Die Fig. 6 zeigt, wie die verschiedenen Teile des Gerätes zusammengesetzt sind. In der Querwand 32 befinden sich Spitzenlager 58 und 60. In der hinteren Kappe 34 befinden sich Lager 62 und 64. In diesen Lagern 58, 60, 62 und 64 sind die beiden Wellen 42 und 44 gelagert.
In dem zweiten Raum 14 befindet sich eine Druckschaltung 18, die an der Querwand 32 befestigt ist. An dieser sitzt eine Aufnahmespule 20, ein Feldeffekttransistor 22, weitere elektronische Teile 24 und die Flüssigkeitskristallanzeige 16, die mit einem Zähler versehen ist. Die Aufnahmespule 20 sitt in einer Ausnehmung der Querwand 32. Auf der anderen Seite der Querwand 32 befindet sich eine weitere Ausnehmung mit einer zweiten Aufnahmespule 66. Letztere ist mit einer Nickelkadmiumzelle 68 über einen nicht dargestellten Gleichrichter verbunden. Die Spule 66 vermag die Zelle 68 zu laden. Die Zelle 68 beaufschlagt die verschiedenen elektronischen Teile mit Energie.
Das Gerät funktioniert folgendermassen: Wenn Wasser in den erster Raum lo, aus der Eingangsleitung 37 kommend, strömt, treibt es die Rotoren 39 und 40 in entgegengesetzter Richtung an (s. die Pfeile in Fig. 3). Es strömt einmal auf der Innenseite des einen halbkreisförmigen Teils 28 entlang und dann auf der Innenseite des anderen halbkreisförmigen Teils 28 entlang. Es strömt aus der Ausgangsleitung 38 heraus. Da die Wassermenge, die vom Eingang zum Ausgang transportiert wird, während einer vollen Umdrehung der Rotoren 39 und 40 stets die gleiche ist, ist die Strömungsmenge durch das Gerät direkt proportional zu der Rotationsgeschwindigkeit der Rotoren. Andern ausgedrückt, ist das Gesamtvolumen des geförderten Wassers proportional zu der Zahl der Umdrehungen der Rotoren. Die Zahnräder 46 und 48 bzw. die Rotoren 39 und 40 bewirken, dass die Rotoren in der Zeit sich stets um die gleichen Winkel verdrehen. Die Rotoren berühren sich stets in elner Linie, die paralli zu den Wellen 42 und 44 liegt.
Die Zahl der Umdrehungen pro Zeit wird durch den Magnet 50 und die Spule 20 erfasst. In letzterer wird bei jedem Vorbeilauf des Magneten 50 ein Impuls erzeugt. Die Impulse werden elektronisch gezählt, und die gespeicherte Anzahl wird von der Anzeige des Zählers 16 angezeigt. Die Anzeige 16 ist so geeicht dass die Durchflussmenge in Kubikzentimeter angezeigt wird.
Die Impulse, die in der anderen Spule 66 durch den Magneten S2 erzeugt werden, bewirken eine Ladung der NickeçKadmium-Zelle 68. Diese dient als Energiequelle für die verschiedenen elektronischen Aggregate. Ausserdem kann die Zelle 68 bewirken, dass die Umdrehungen über längere Zeit bei Nichtbenutzung gespeichert werden.
Das erfindungsgemässe Gerät weist ausserordentlich wenig sich drehende Teile auf. Ausserdem schafft es sich selbst seine Energie. Es benötigt keine Antriebswelle und kein Zahnradgetriebe. Die Herstellungskosten sind gering.
Fig. 11 zeigt den elektroniiben Kreis des erfindungsgemässen Gerätes. Die erste Aufnahmespule ist mit einem elektronischen Zähler 70 der Flüssigkeitskristallanzeige 16 verbunden. Dieser Zähler 70 beaufschlagt die Flüssigkeitskristallanzeige 72.
Ferner St eine Abfrage über eine Telefonanlage 74 möglich. Auf diese Weise kann das Gerät auch mit einem Computer verbunden sl Die zweite Aufnahmespule 66 hat einen ersten Ausgang, der mit einem Gleichrichter 76 verbunden ist, der seinerseits mit der Nickei-Kadmium-Zelle 68 verbunden ist. Ein zweiter Ausgang der Spule 66 ist mit einem Wandler 78 verbunden, der die Frequenz in Spannung umwandelt. Die Zelle 68 liefert eine Spannung an die verschiedenen Aggregate des Kreises. Der Wandler 78 ist mit einem Aggregat 80 verbunden, das das Spannungsverhältnis beeinflusst, und das seinerseits mit dem Zähler 70 verbunden ist. Auf diese Weise kann das Spannungsverhältnis des letzteren eingestellt werden. Mit dem Aggregat 8o kann somit der Zähler 70 geeicht werden. Ausserdem können mit ihm Fehler kompensiert werden, insbesondere solche, die im unteren und oberen Teil des Gesamtmessbereiches entstehen.
Anstelle des Wandlers 78 kann das Aggregat eo direkt durch die Frequenz des von der Spule 66 kommenden Signals gesteuert werden. Auch kann die Nickel-Kadmium-Zelle durch eine andere Zelle ersetzt sein, wie auch die Aufnahmespulen 20 und 66 durch andere Fühlglieder ersetzt werden können. Das erfindungsgemässe Gerät kann auch zum Messen der Durchflussmenge von Gasen dienen.

Claims

Ansprüche: Gerät zum Messen des Flusses eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, mit einem Rotor, der von dem Fluid gedreht wird und dessen Drehungen zur Anzeige kommen, dadurch g e k e n z e i c h n e t, dass der Rotor (39) mit einem Magneten (50) od. dgl. versehen ist, dass ein Fühlglied, insbesondere eine Spule (20), das (die) bei Vorbeilauf des Magneten (50) od. dgl. ein Signal abgibt, Anzeigeorgane (16), die die Signale und damit den Durchfluss des Fluids zur Anzeige bringen, und ein Eichaggregat (80) vorgesehen ist (sind), mit dem das Verhältnis des Flusses zu anzeige geänder werden kann und das vorzugsweise mit dem Anzeigeorgan (16) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e dass ein weiterer Rotor (40) vorgesehen ist, dass beide Rotoren (79,40) oval sind, in einem ersten Raum (lo) untergebracht sind, sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, dass ihre Drehachsen quer zum Fluss angeordnet sind und dass die grossen Achsen der Rotoren (39,40) senkrecht zueinander stehen, wenn eine von ihnen rechtwinkelig 7.um Fluss orientiert ist.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Rotoren (mg,40) mit miteinander kämmenden Zahnrädern (46,4e) od. dgl. versehen sind, die für gleiche Geschwindigketen der Rotoren (39,40) sorgen.
4. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n et, dß die Wände (26,32), der (die) Rotor(en) (39, 40), die Welle(n) (42,44) und/oder die Lager (58, 60, 62, 64) aus Kunststoff, insbesondere Polypropylen, bestehen.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, dass das Gehäuge (26) und eine Querwand (32) aus einem Stück aus Spritzguss und vorzugsweise aus Polypropylen bestehen.
6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wellen (42,44) aus Nylon bestehen und vorzugsweise spritzgegossen sind.
7. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Rotor (40) Energie für das Gerät erzeugt.

H. Gerät nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Rotor (40) einen Magneten (52) aufweist, der an einer Spule (66) vorbei läuft.