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Die Erfindung betrifft eine Durchflußanzeigevorrichtung mit einem
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in eine fluidführende Leitung einschaltbaren, einen überwachbaren
Strömungsraum aufweisenden Gehäuse, bei dem zumindest ein Teil der den Strömungsraum
begrenzenden Wandung durch wenigstens ein transparentes Wandelement gebildet ist.
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Durchflußanzeigevorrichtungen der eingangs genannten Art sind seit
längerem bekannt und dienen beispielsweise zur Überwachung, Abschätzung oder Meßung
der Strömungsgeschwindigkeit oder Durchflußmenge des betreffenden Fluids oder auch
lediglich zur über wachung des Verschmutzungsgrades des Fluids oder beispielsweise
eines in die Rohrleitung eingebauten Schmutzfängers oder Filters.
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Zur Überwachung der Fluidströmung kann beispielsweise auf der Einströmseite
ein Pohrende in den einsehbaren Strömungsraum des Gehäuses münden, so daß aufgrund
der Ablösewirbel an diesem Rohrende eine Beurteilung der Fluidströmung möglich ist.
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Zur Strömungsmessung bzw. -anzeige ist häufig auch eine Klappe vorgesehen,
die sich hinter der Ausströmöffnung für das Fluid in den einsehbaren Strömungsraum
befindet. Je nach Durchflußgeschwindigkeit bzw.-nenge des Fluids wird die um eine
Achse drehbare Klappe mehr oder weniger angehoben. Dadurch kann eine grobe Mengenbestimmung
vorgenommen werden.
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Es ist ferner auch eine Vielzahl anderer Ausführungsvarianten von
Vorrichtungen der einganas genannten Art bekannt, bei denen im einsehbaren Strömungsraum
zur Überwachung des Fluidflusses bzw.
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der Durchflußgeschwindigkeit beispielsweise der Fluidströmung ausgesetzte
Rctoren, Kugeln und gegebenenfalls federbelastete Schwebekörper angeordnet sind.
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Wesentlich für alle Durchflußanzeigevorrichtungen der eingangs cjc
nannten Art ist, daß der zu überwachende Strömungsraum des Gehäuses
über
die transparenten Wandelemente stets gut einsehbar ist.
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Sowohl Flüssigkeiten als auch Gase können jedoch zu einer Verschmutzung
der Innenfläche der transparenten Wandelemente führen, so daß bei bestimmten zu
überwachenden Fluiden bereits nach relativ kurzer Zeit nicht mehr zu erkennen ist,
ob eine Strömung vorhanden ist, bzw. welche Fluidmenge durch die Vorrichtung strömt.
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Zur Reinigung müssen die bekannten Durchflußanzeigevorrichtungen aus
der Leitung herausgenommen oder zumindest teilweise demontiert werden, was nicht
nur äußerst aufwendig ist, sondern notgedrungen auch stets voraussetzt, daß die
betreffende Leitung zuvor zuverlässig abgedichtet, entleert oder die Fluidquelle
abgeschaltet wird.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Durchflußanzeigevorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und zuverlässiger
Funktion insbesondere auch während des Betriebs, d. h. ohne Abschaltung der betreffenden
Anlage bei in die Leitung eingeschaltetem Gehäuse stets eine einwandfreie und problemlose
Reinigung der Innenflächen der transparenten Wandelemente gestattet.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein an der
Innenfläche des transparenten Wandelements anliegendes Wischorgan vorgesehen ist
und daß das transparente Wandelement und das Wischorgan relativ zueinander bewegbar
sind.
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Aufgrund dieser Ausbildung kann die jeweilige Reinigung der verschmutzten
Innenflächen der transparenten Wandelemente bei vollem Betrieb der betreffenden
Anlage, d. h. bei in die Leitung eingeschalteter Durchflußanzeigevorrichtuno,auf
äußerst einfache Weise dadurch durchgeführt werden, daß das transparente Wandelement
und
das Wischorgan von außen --vorzugseise manuell relativ zueinander
bewegt werden. Hierbei überstreicht das Wischorgan zumindest einen Teil der Innenfläche
des transparenten Wandelements, so daß der auf dieser Fläche niedergeschlagene Überzug
abgewischt wird und sich vor dem Wischerprofil ansammelt. Der gesammelte Schmutz
wird hierbei zweckmäßigerweise an eine Stelle geführt, die in besonderem Maße der
Fluidströmung ausgesetzt ist, so daß bei weiterem Betrieb das zu überwachende Medium
bzw. Fluid die gesammelten Fremdkörper mitreißt und damit verhindert, daß sich diese
wieder auf der Innenfläche des transparenten Wandelements festsetzen können.
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Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsvariante ist das Wischorgan
fest mit dem Gehäuse verbunden bzw. fest im Gehäuse angeordnet und das druckdicht
am Gehäuse gehalterte transnarente Wandelement relativ zum Gehäuse bewegbar und
bevorzugt drehbar.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung besteht
darin, daß das Gehäuse wenigstens einen, sich zumindest über einen Teil des transparenten
Wandelements erstreckenden Steg umfaßt, und daß zumindest einer dieser Stege ein
Wischorgan trägt, wobei die Stege in ihrer Formgebung zweckmäßigerweise der Innenoberfläche
des durchsichtigen Wandelements angepaßt sind.
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Das transparente Wandelement kann ein Sichtrohr, eine Sichtscheibe,
eine Kuppel, ein Dom oder dergl. sein. Derartige transparente Wandelemente sind
zweckmäßigerweise beispielsweise aus Hartglas oder Kunststoff wie beispielsweise
Acrylharz gefertigt.
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Gemäß einer in der Praxis besonders vorteilhaften Ausführungsvariante,
bei der ein Sichtrohr verwendet wird, ist vorgesehen, daß das sich in Strömungsrichtung
erstreckende Sichtrohr auf einen an seinen beiden Enden rohrförmig und dazwischen
durchbrochen ausgebildeten Fortsatz
eines mit der Leitung verbindbaren
Einströmstücks oder Ausströmstücks des Gehäuses aufgeschoben ist und das freie rohrförmige
Ende des Fortsatzes mit dem zugehörigen Ausströmstück bzw. Einströmstück verbindbar
ist. Der mittlere Abschnitt des Fortsatzes ist hierbei vorzugsweise durch Stege
gebildet, wobei zweckmäßigerweise zwei einander diametral gegenüberliegende Stege
vorgesehen sind.
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Das Gehäuse besteht somit aus zwei Teilen, nämlich einem Einströmstück
und einem Ausströmstück. Eines der beiden Teile weist einen das Sichtrohr tragenden
Fortsatz mit rohrförmigen Enden auf, wobei das freie rohrförmige Ende dieses Fortsatz
es gleichzeitig zur Verbindung der beiden Gehäuseteile dient. Der mittlere Abschnitt
des das Sichtrohr tragenden Fortsatz es ist durch vorzugsweise zwei Stege gebildet,
von denen vorteilhafterweise zumindest einer ein Wischorgan tragen kann.
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Diese Ausführungsvariante zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau
aus und ist besonders kostengünstig herstellbar. Insbesondere ist auch die Verbindung
der beiden Teile des Gehäuses, nämlich des Einströmstücks und des Ausströmstücks
problemlos möglich.
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Hierbei ist zweckmäßigerweise das freie rohrförmige Ende des Fortsatzes
in eine Paßaufnahme des Ausströmstücks bzw. des Einströmstücks eingeschoben und
durch Schrauben oder Spannstifte mit diesem verbunden. Gemäß einer anderen vorteilhaften
Ausführungsvariante ist das freie rohrförmige Ende des Fortsatzes in einen rohrförmigen,
axial inneren Abschnitt des Ausströmstücks bzw. des Einströmstücks eingeschraubt.
In beiden Fällen ist die Abdichtung der beiden Teile des Gehäuses problemlos beispielsweise
durch einen 0-Ring herstellbar.
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Zur Abdichtung des Sichtrohres sind zweckmäßigerweise auch zwischen
den rohrförmigen Enden des Fortsatz es und dem Sichtrohr 0-Ringe angeordnet.
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Das aus dem Einströmstück und dem Ausströmstück bestehende Gehäuse
kann nun für einen Einbau in die Leitung mit beidseitigem Gewinde versehen oder
auch für einen Einbau zwischen Flanschen ausgebildet sein. Bei der Verwendung einer
Flanschverbindung können die Befestigungselemente, die durch den Betriebsdruck auf
Abscherung beansprucht erden, besonders schwach ausgeführt werden, da bei der Zwischenflanschausführung
die Flanschschrauben und -muttern die Druckkräfte übernehmen.
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Soll nun die Innenfläche des Sichtrohres gereinigt werden, so ist
es bei eingebautem und in Betrieb befindlichem Gerät lediglich erforderlich, das
Sichtrohr um 3600 zu drehen. Hierbei wird der gesamte Schmutzbelag der Innenfläche
erfaßt und in axialer Richtung dieses Sichtrohres konzentriert. Wird anschließend
das 0 Sichtrohr um beispielsweise 15 bis 20 zurückgedreht, so liegt der Schmutz
frei in der Strömung des Mediums bzw. Fluids und wird von diesem innerhalb kürzester
Zeit durch das Ausströmstück abge-0 führt. Eine solche 360 -Drehung ist in dem Fall
erforderlich, wo nur einer der einander diametral gegenüberliegenden Stege ein Wischorgan
trägt. Sind beide Stege als Träger für jeweils ein 0 Wischorgan vorgesehen, so genügt
eine Drehung um 180 , wobei jedoch ebenfalls eine geringfügige Rückdrehung erfolgen
sollte, um den Schmutz dem strömenden Medium zum Transport auszusetzen.
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Um das Drehen des Sichtrohres zu erleichtern, ist die Verwendung von
0-Ringen mit besonders guter Gleitfähigkeit,wie beispielsweise Ringenin Schlauchform
mit Luftfüllung oder in besonderen Gummi-, Buna- oder Teflonqualitäten,zweckmäßig.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante ist das transparente
Wandelement eine Sichtscheibe, die vorteilhafterweise kreisförmig ausgebildet ist
und abgedichtet auf dem Rand eines zylindrischen Ansatzes des Gehäuses aufliegt
und durch eine ringförmige, einen auf der Außenfläche der Sichtscheibe aufliegenden
Bund aufweisende
und mit dem zylindrischen Ansatz verbindbare
Kappe zumindest axial fixiert ist.
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In diesem Falle erstreckt sich der fest mit dem Gehäuse verbundene
Steg zweckmäßigerweise durch die Drehachse der Sichtscheibe. Erstreckt sich dieser
Steg ferner vorzugsweise über den gesamten Durchmesser dieser Sichtscheibe, so ist
zur Reinigung der Innenfläche dieser Scheibe wiederum lediglich eine Umdrehung der
Scheibe um 1800 erforderlich.
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Während Sichtrohre, domartige oder kuppelartiae transparente Wandelemente
im allgemeinen ohne besondere Hilfsmittel manuell bewegt bzw. gedreht werden können,
ist dies bei relativ flachen Sichtscheiben schwieriger. Gemäß einer praktischen
Ausführungsvariante ist daher vorgesehen, daß im Falle der Verwendung von Sichtscheiben
in der Außenfläche der betreffenden Sichtscheibe Sacklöcher für ein zur Drehung
der Sichtscheibe dienendes Werkzeug angeordnet sind.
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Die Kappe kann beispielsweise auf den zylindrischen Ansatz des Gehäuses
aufgeschraubt sein. Eine zuverlässige Abdichtung der Sichtscheibe ist vorzugsweise
wiederum mit 0-Ringen möglich.
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Hierzu ist zweckmäßigerweise zwischen dem Rand des Gehäuseansatzes
und der drehbaren Sichtscheibe sowie zwischen dem Bund der Kappe und der Sichtscheibe
jeweils ein 0-Ring angeordnet. Auch diese Ringe sollten ebenfalls wiederum relativ
gute Gleiteigenschaften besitzen.
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Anstelle einer im wesentlichen flachen Sichtscheibe kann auch eine
Sichtkuppel, ein Sichtdom und dergl. auf das Gehäuse aufgesetzt und unter Aufrechterhaltung
der Abdichtung drehbar mit diesem verbunden sein. Um die Drehung möglichst kräftesparend
es durchführen zu können, ist/auch hierbei zweckmäßig, 0-Ringe zu verwenden und
für diese Ringe einen Werkstoff mit besonders guten Gleiteigenschaften vorzusehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein jeder Steg bezüglich
der Innenfläche des transparenten Wandelements beabstandet, wobei der Zwischenraum
durch das jeweilige Wischorgan ausgefüllt isto Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsvariante
ist das Wischorgan in einer im Steg ausgebildeten Nut auf genommen. Der Außendurchmesser
ist hierbei im Bereich der Wischorgane etwas größer als der Durchmesser der Stege,
um einmal einen sicheren Anpreßdruck des Wischorgans an die Innenfläche des Sichtrohres
sicherzustellen und andererseits den Abtransport der Verunreinigung über die Restbreite
des Steges zu ermöglichen.
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Zur Befestigung am Steg kann das Wischorgan vorteilhafterweise an
seinen beiden Enden im wesentlichen rechtwinklig abgebogen und mit diesen Enden
in im Steg vorgesehenen Bohrungen aufgenommen sein.
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Als Wischorgan wird vorteilhafterweise eine Teflonschnur, ein im Querschnitt
kreisförmiger, mit Teflon, Gummi, Buna oder dergleichen ummantelter Draht oder auch
ein Reinigungselement verwendet, das aus einer Ader mit mehreren Einzeldrähten besteht,
die wiederum mit Teflon oder dergl. ummantelt sind. Grundsätzlich sind anstelle
einer Rundschnur auch Wischorgane mit im wesentlichen quadratischem oder rechteckförmigem
Querschnitt einsetzbar.
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Ein besonders zuverlässiger Halt des Wischorgans wird dadurch erhalten,
daß die von der Ummantelung befreiten, abgebogenen Enden des Wischorgans vorzugsweise
durch Schweißen, Hart- oder Weichlöten in den im Steg vorgesehenen Bohrungen verankert
sind.
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Eine derartige Verankerung des Wischorgans wird bevorzugt bei bezüglich
der Innenfläche des transparenten Wandelements beabstandeten Stegen ohne Nut durchgeführt.
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Hat das Wischorgan eine relativ große Länge, wie es beispielsweise
bei Schwebekörperdurchflußmessern erforderlich ist, so kann es zweckmäßig sein,
außer den beiden abgebogenen Enden dem Wischorgan zusätzlich auf die Länge verteilte
Stützen zu geben, die mit dem Wischorgan durch Löten oder Schweißen verbunden sind.
Sie werden dann ebenfalls in zusätzlichen im Steg vorgesehenen Bohrungen verankert.
Der als Wischer dienende Überzug wird dabei so aufgebracht, daß jeweils ein Schrumpfschlauch
entsprechender Länge aufgeschoben wird, ehe das abgewinkelte Ende angelötet oder
angeschweißt wird.
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Das Festschrumpfen der überzüge erfolgt, nachdem das gesamte Wischorgan
mit entsprechenden Schrumpfschlauchlängen bestückt wurde.
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Besonders günstige Materialien für das Wischorgan sind ferner auch
Kunststoff, Gummi, Moosgummi, Filz oder dergleichen.
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Bei in einer Nut der betreffenden Stege aufgenommenen Wischorganen
besitzen diese Wischorgane jeweils zweckmäßigerweise ein im wesentlichen U-förmiges
Profil, wobei sie mit ihrem offenen Ende in die im betreffenden Steg ausgebildete
Nut eingesetzt sind.
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Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin,
daß zwischen den einander diametral gegenüberliegenden Stegen des dem Einströmstück
oder dem Ausströmstück zugeordneten Fortsatz es ein Rotor mit einer sich quer zu
den Stegen erstreckenden Rotorachse angeordnet ist und daß die Rotorachse an den
beiden Stegen gelagert ist.
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Der Fortsatz eines der beiden Gehäuseteile dient somit nicht nur zur
Aufnahme des Sichtrohres,zur Verbindung der beiden Teile des Gehäuses und als Träger
für zumindest ein Wischorgan, sondern gleichzeitig auch zur Lagerung des Rotors.
Es ergibt sich somit insgesamt ein äußerst einfacher Aufbau der Anordnung, die nicht
nur besonders kostengünstig herstellbar, sondern auch problemlos montierbar ist.
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Um einen möglichst geringen Druckabfall in der Vorrichtung auch bei
höheren Durchflußmengen sicherzustellen, ist gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform
vorgesehen, daß das Einströmstück eine sich im wesentlichen bis zum Rotor erstreckende
Kernbohrung konstanten Querschnitts aufweist, an die sich in Strömungsrichtun a
unmittelbar vor dem Rotor eine als Einströmdüse dienende Bohrung geringeren Querschnitts
anschließt, und daß diese Bohrung auf einer Seite einer durch die Rotorachse und
parallel zur Strömungsrichtung verlaufenden Ebene angeordnet ist.
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In besonder-s kritischen Fällen, d.h. wenn der Rotor bei sehr geringen
Durchflußmengen bereits anlaufen soll, können besondere Lager, beispielsweise aus
Kunststpff oder Teflon, in die Stege eingesetzt werden.
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In diesem Zusammenhang ist auch die als Einströmdüse dienende Bohrung
von wesentlicher Bedeutung. Dadurch, daß der Rotor über diese Bohrung zweckmäßigerweise
nur auf einer Rotorhälfte vom Fluid beaufschlagt wird, ist ein einwandfreier Lauf
des Rotors sichergestellt. Ein Rückstau mit Wirbelbildung wird sicher vermieden,
so daß stets ein ruhiger Lauf des Rotors gewährleistet ist.
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Soll die Durchflußanzeigevorrichtung auch bei extrem kleinen Mengen
bereits durch Drehung des Rotors ansprechen, so ist diese Bohrung entsprechend zu
verkleinern, wodurch sich bei gleicher Durchflußmenge die Durchflußgeschwindigkeit
erhöht. Damit ist zu einem noch früheren Zeitpunkt, d.h. bei kleinerer Durchflußmenge,
eine Überwindung der Lagerkräfte des Rotors sichergestellt und das frühzeitige Einsetzen
der Rotordrehung gewährleistet.
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Soll die Vorrichtung jedoch in erster Linie für maximale Durchflußmengen
eingesetzt werden, so ist diese Bohrung in ihrem Durchmesser entsprechend größer
auszubilden.
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Die Qualität einer mit einem Rotor ausgerüsteten Durchflußanzeigevorrichtung
wird somit unter anderem dadurch bestimmt, daß der Druckabfall bei maximalem Durchfluß
möglichst gering ist und andererseits der Anlauf des Rotors bei möglichst geringer
Durchflußmenge erfolgt.
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Bei einer im Hinblick auf beide Kriterien äußerst günstigen Weiterbildung
ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß sich der Durchtrittsquerschnitt für das Fluid
in Strömungsrichtung im Bereich vor dem Rotor zum Rotor hin kontinuierlich verringert.
Insbesondere in diesem Falle ist der Durchtrittsquerschnitt unmittelbar vor dem
Rotor zweckmäßigerweise im wesentlichen halbkreisförmig.
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Die Einströmbohrung kann entsprechend dem maximalen Durchfluß einen
relativ großen Durchmesser aufweisen, während sich der Durchtrittsquerschnitt für
ein frühzeitiges Ansprechen des Rotors anschließend verringert.
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Um den sich zum Rotor hin verringernden Durchtrittsquerschnitt zu
erhalten, kann in das Gehäuse zweckmäßigerweise ein entsprechend ausgebildetes Formstück
eingesetzt werden. Dieses Form- oder Einströmstück ist dabei so geformt, daß es
den Durchlaufquerschnitt für das Fluid bis dicht vor der Stirnseite der Rotorblätter
auf einen vorzugsweise halbkreisflächenförmigen Durchströmquerschnitt vermindert.
Hierdurch wird
sichergestellt, daß die Antriebskräfte für den Rotor
ausschließlich in Strömungsrichtung des Fluids wirken, ohne daß die sich im unteren
bzw. oberen Bereich befindlichen Rotorblätter durch eine Beaufschlagung in Gegenrichtung
das Drehmoment bremsend beeinflussen.
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Dieser sich zum Rotor hin verringernde Durchtrittsquerschnitt kann
gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante auch durch eine unterschiedliche
Breite der Fräsung der Stege vorgegeben sein, wobei durch eine geringere Breite
vorzugsweise eine halbkreisflächenförmige Wand stehenbleibt, die dafür sorgt7 daß
das strömende Fluid den Rotor nur im Bereich einer Hälfte beaufschlagt.
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Wie bereits angeführt, sind als transparentes Wandelement anstelle
von Sichtscheiben und Sichtrohren beispielsweise auch Sichtdome, Sichtkuppelm und
dergl. möglich.
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Des weiteren können anstelle des Rotors auch andere Anzeigeeinrichtungen
wie beispielsweise Klappen, Kugeln und andere Schwebekörper im zu überwachenden
Strömungsraum des Gehäuses untergebracht sein. Für die Ausbildung des Gerätes als
Klappenanzeiger wird so vorgegangen, daß die Stege nicht waagerecht, sondern senkrecht
übereinander im Sichtrohr liegen. Die Klappe wird dabei nicht in der Mitte des Sichtrohres
mit dem oberen Steg durch ein Gelenk verbunden, sondern praktisch direkt am Einströmende
des Sichtrohres. Soll ein solches Gerät zur groben Mengenanzeige eingesetzt und
für unterschiedliche Mengenbereiche ausgelegt werden, so ist es zweckmäßig, die
Klappe mit einer Mittenbohrung zu versehen und in diese Mittenbohrung Zusatz gewichte
in Form von Scheiben unterschiedlicher Dicke bzw.
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unterschiedlichen Durchmessers einzuschrauben.
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Bei einer Verwendung der Durchflußanzeigevorrichtung beispielsweise
als Schwebekörper-Durchflußmesser sind zweckmäßigerweise ein oder zwei Stege längs
der Innenoberfläche des den Schwebekörper aufnehmenden konischen oder bei federbelasteten
Schwebekörpern zylindrischen Rohres angebracht, wobei einer oder beiden Stege ein
Wischorgan aufnehmen können. Zur Unterbringung des oder der Stege im Iz
raum
des Geräts muß dieser Schwebekörper jeweils mit einer oder zwei in Strömungsrichtung
verlaufenden Nuten versehen sein, die in ihrer Abmessung den Stegabmessungen zuzüglich
einem entsprechenden Führungsabstand entsprechen. Damit ist es möglich, den Schwebekegel
auf dem oder den Stegen zu führen. Auch in diesem Falle ist das Einströmstück oder
das Ausströmstück beispielsweise durch 0-Ringe druckdicht mit dem Sichtrohr verbunden.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen: Fig. 1, 2 jeweils
eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer mit einem Sichtrohr
versehenen Durchflußanzeigevorrichtung, wobei der Schnitt einmal senkrecht und einmal
waagerecht geführt ist, Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Details einer weiteren
Ausführungsvariante, Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer weiteren, ebenfalls mit
einem Sichtrohr versehenen Ausführungsvariante der Durchflußanzeigevorrichtung,
und Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer anderen, mit einer Sichtscheibe versehenen
Ausführungsform der Durchflußanzeigevorrichtung.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Durchflußanzeigevorrichtung
gezeigt, die in eine Leitung einschaltbar ist und in einem überwachbaren Strömungsraum
das eigen liche Anzeigeelement, in diesem Falle einen Rotor 12 aufnimmt.
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Die Durchflußanzeigevorrichtung besitzt ein zweiteiliges, aus einem
Einströmstück 1 und einem Ausströmstück 3 bestehendes
Gehäuse,
wobei das Einström- und das Ausströmstück zum Anschluß an die Leitung jeweils ein
Innengewinde 2 bzw. 4 aufweist. Das zu überwachende Fluid tritt in Richtung des
Pfeiles 5 in die Vorrichtung ein.
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Das Ausströmstück 3 ist mit dem Einströmstück 1 verbunden, indem sich
das letztere über einen zwei gefräste Stege 17 und freies ein rohrförmiges,Snde
aufweisenden Fortsatz durch ein transparentes Wandelement, nämlich ein Sichtrohr
11 aus beispielsweise Acrylharz oder Hartglas erstreckt und das Ausströmstück 3
auf das rohrförmige Ende des Einströmstück-Fortsatzes geschoben ist.
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Die Abdichtung zwischen dem Ausströmstück 3 und dem rohrförmigen Ende
des dem Einströmstück 1 zugeordneten Fortsatz es erfolgt über einen 0-Ring 14.
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Ferner ist die Befestigung des Ausströmstückes 3 auf dem rohrförmigen
Ende des Einströmstückes 1 durch Schrauben oder Spannstifte 15 gewährleistet.
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Der Fortsatz des Einströmstücks 1 ist an beiden Enden, zwischen denen
sich die beiden Stege 17 erstrecken, rohrförmig ausgebildet, so daß das Sichtrohr
11 problemlos abgedichtet werden kann.
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Diese Abdichtung des Sichtrohres 11 erfolgt im vorliegenden Falle
durch 0-Ringe 6,7, die zwischen dem Sichtrohr 11 und den rohrförmigen Enden des
Fortsatzes liegen und vorzugsweise in Umfangsnuten dieses Fortsatzes eingesetzt
sind. Das Sichtrohr ist um seine Längsachse relativ zum Gehäuse drehbar.
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Um einen möglichst geringen Druckabfall in der Durchflußanzeigevorrichtung
auch bei höheren Durchflußmengen sicherzustellen, ist das Kerngewinde des Anschlußgewindes
des Einströmstücks 1 weitergeführt und geht erst direkt vor dem Rotor 12 in eine
als Einströmdüse dienende Bohrung 9 über, die in diesem Fall die untere Hälfte des
Rotors 12 beaufschlagt,
der hierdurch in Richtung des Pfeiles 18
in Drehung versetzt wird.
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Der Rotor 12 ist über eine Rotorachse 13 in den beiden Stegen 17 gelagert.
Der Rotor 12 dreht sich hierbei auf der feststehenden Rotorachse 13.
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In vielen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, wenn Rotor und Achse
einen Festteil bilden und die Drehung in der Bohrung der Stege 17 stattfindet.
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In besonders kritischen Fällen, d.h. wenn der Rotor bereits bei sehr
geringen Durchflußmengen anlaufen soll, können besondere Lager, beispielsweise aus
Kunststoff oder Teflon, in die Stege 17 eingesetzt werden.
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In einem der beiden Stege 17 ist eine Nut ausgebildet, in der zur
Reinigung der Innenfläche des Sichtrohres 11 ein Wischorgan 16 aus Kunststoff, Gummi,
Moosgummi, Filz oder einem ähnlichen für die Reinigung von Glas- oder Acryloberflächen
geeigneten Werkstoff aufgenommen ist.
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Der Bohrung 9 im Einströmstück 1 der Durchflußanzeigevorrichtung kommt
eine entscheidende Bedeutung zu. Soll das Gerät für maximale Durchflußmengen eingesetzt
werden, so ist diese Bohrung 9 im Querschnitt möglichst groß auszubilden. Um einen
einwandfreien Lauf des Rotors sicherzustellen, sollte die Beaufschlagung wie im
vorliegenden Falle jedoch nur auf eine Rotorhälfte erfolgen, um einen Rückstau mit
Wirbelbildung zu vermeiden, der zu einem unruhigen Lauf des Rotors führen kann.
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Soll die Vorrichtung bereits bei extrem kleinen Durchflußmengen durch
eine Drehung des Rotors ansprechen, so ist die Bohrung 9 entsprechend zu verkleinern,
wodurch sich bei gleicher Durchflußmenge die Durchflußgeschwindigkeit erhöht und
damit zu einem früheren Zeitpunkt, d.h. bei kleinerer Durchflußmenge, eine
Überwindung
der Lagerkräfte des Rotors sichergestellt ist und sich der Rotor in Drehung versetzen
läßt.
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Soll nun die Innenfläche des Sichtrohres 11 gereinigt werden, so ist
es bei eingebauter und in Betrieb befindlicher Vorrichtung lediglich erforderlich,
das Sichtrohr 11 um 3600 zu drehen.
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Hierbei wird der gesamte Schmutzbelag der Innenrohrfläche erfaßt und
in einer Linie in axialer Richtung dieses Sichtrohres konzentriert. Wird das Sichtrohr
11 anschließend um beispielsweise 15 bis 200 zurückgedreht, so liegt der Schmutz
frei in der Strömung des Mediums bzw. Fluids und wird von diesem innerhalb kürzester
Zeit durch das Ausströmstück 3 abgeführt Grundsätzlich ist es auch möglich, beide
Stege 17 mit einer entsprechenden Nut und einem in die Nut eingesetzten Wischorgan
zur Reinigung der Innenfläche des Sichtrohres auszurüsten. In diesem Falle genügt
eine Drehung des Sichtrohres 11 um 1800, wobei jedoch ebenfalls eine geringfügige
Rückdrehung erfolgen sollte, um den Schmutz dem strömenden Fluid zum Transport auszusetzen.
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Die zwischen den rohrförmigen Enden des dem Einströmstück 1 zugeordneten
Fortsatzes und dem Sichtrohr 11 angeordneten 0-Ringe 6,7 sollten eine besonders
gute Gleitfähigkeit haben, um das Drehen des Sichtrohres 11 zu erleichtern. Zweckmäßigerweise
sind hierbei 0-Ringe in Schlauchform mit Luftfüllung oder in besonderen Gummi-,
Buna- oder Teflonqualitäten vorgesehen.
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Das Wischorgan 16 kann aus Rundschnur bestehen. Es können jedoch auch
Elemente mit quadratischem und rechteckförmigem Querschnitt verwendet werden.
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Bewährt haben sich insbesondere auch U-förmige Profile, wobei das
"U" mit seinem offenen Ende in die betreffende Nut eingesetzt wird.
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Der Außendurchmesser ist im Bereich des Wischorgans 16 etwas größer
als der Durchmesser der Stege 17, um einmal einen sicheren Anpreßdruck des Wischorgans
an die Innenfläche des Sichtrohres 11 sicherzustellen und andererseits den Abtansport
der Verunreinigung über die Restbreite des Steges 17 zu ermöglichen.
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Anstelle der Verwendung von Wischorganen, die in gefräste Nuten eingelegt
werden, ist es beispielsweise aus Kostengründen häufig vorteilhaft, den Außendurchmesser
der Stege wesentlich geringer zu wählen und außen auf die Stege ein gesondertes
Wischorgan aufzusetzen, welches an seinen Enden um 900 abgewinkelt ist und in Löchern
im Steg verankert wird.
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Hierbei haben sich Teflonschnüre bewährt, wobei eine besonders günstige
Ausführungsform die Verwendung einer teflonisolierten Ader eines Elektrokabels ist.
Diese Ader kann entweder aus Einzeldrähten bestehen, die mit Teflon oder Gummi,
Buna oder dergleichen ummantel sind, oder es können feste Kupferquerschnitte, 2
beispielsweise von 1,5 oder 2,5 mm Querschnitt, mit der Ummantelung verwendet werden.
In beiden Fällen kann die Befestigung zweckmäßigerweise dann so erfolgen, daß die
Isolation der Kupferadern oder des Kupferdrahtes nach der Umwinklungsstelle um 900
im letzteren Bereich entfernt wird. Die Ader oder der Kupferdraht kann dann in dem
senkrecht in den Steg gebohrten Loch durch Schweißen, Hartlöten oder Weichlöten
auf einfachste Weise befestigt werden.
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In Fig. 3 ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei
dem lediglich ein Steg 17 mit einem aufgebrachten Wischorgan, das im vorliegenden
Fall ein Draht 19 ist, dargestellt ist.
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Der Steg 17 liegt zwischen zwei rohrförmigen Abschnitten 22, die zur
Aufnahme von 0-Ringen 6,7 für eine Abdichtung des drehbaren Sichtrohres aus Acrylharz
oder Hartglas mit Ringnuten versehen sind.
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Im Bereich des Steges 17 ist der Durchmesser, wie bei 23 gezeigt,
um soviel verringert, daß das aus einem Draht 19 bestehende Wischorgan geringfügig
über den Durchmesser der den Steg 17 begrenzenden rohrförmigen Abschnitte 22 hinaussteht
Der das Wischorgan bildende Draht 19 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt, der
mit einem Überzug aus Gummi, Teflon oder einer anderen zur Reinigung der Innenfläche
des Sichtrohres geeigneten Ummantelung 20 versehen ist.
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An den Enden der Reinigungsfläche ist das Wischorgan um 0 90 scharf
abgewinkelt und in zwei Querbohrungen eingeführt. An den Enden der Abwinklung wird
zuvor die Ummantelung 20 entfernt. Mittels Kleber, Weich- oder Hartlot wird anschließend
der abisolierte Teil des das Wischorgan bildenden Drahtes 19 mit dem Steg 17 fest
verbunden.
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Versuche haben ergeben, daß in vielen Fällen ein Kleben, Weich- oder
Hartlöten des Wischorgans nicht erforderlich ist, da dieses Wischorgan durch Innenkontakt
zum Steg einerseits und zur Innenoberfläche des Sichtrohrs andererseits eine Art
Preßsitz hat und gegen Bewegungen in Achsrichtung durch die möglichst als Preßsitzbohrungen
ausgebildeten Bohrungen im Steg von den Abwinklungen gehalten wird.
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Hierdurch wird verhindert, daß das Wischorgan beim Drehen des Sichtrohres
seine Lage verändert.
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Anstelle des Drahtes 19 mit kreisförmigem Querschnitt kann auch eine
aus Adern geflochtene Innenlage unter dem Teflon-oder Gummiüberzug verwendet werden.
Das Wischorgan kann zweckmäßigerweise auch aus einem Draht mit einem entsprechend
aufgeschrumpften Schrumpfschlauch bestehen. Derartige Schrumpfschläuche sind in
den verschiedensten Werkstoffen mit unterschiedlichsten Härtegraden verfügbar.
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Zur besonders sicheren Befestigung des Schrumpfschlauches auf seinem
metallischen Träger kann letzterer an den beiden Enden kurz vor der Abwinkelung
im Durchmesser geringfügig verringert werden. Beim Aufschrumpfen zieht sich dann
der Schrumpfschlauch hier auf den kleineren Durchmesser zusammen, wodurch verhindert
wird, daß selbst bei starker Beanspruchung der Schrumpfschlauch sich in Achsrichtung
verschieben kann.
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In Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung einer besonders zwecmäßigen,
wiederum mit einem Sichtrohr versehenen Ausführungsform der Durchflußanzeigevorrichtung
gezeigt.
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Ein auch in diesem Falle wiederum mit einem Innengewinde versehenes
Einströmstück 31 wird auf das ebenfalls mit einem Innengewinde ausgerüstete Ausströmstück
32 mit dem Gewinde 37 aufgeschraubt, wobei das Einströmstück 31 und das Ausströmstück
32 wiederum das Gehäuse der Durchflußanzeigevorrichtung bilden.
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Sowohl das Einströmstück 31 als auch das Ausströmstück 32 sind vorzugsweise
aus Sechskantmaterial hergestellt. Grundsätzlich können jedoch beispielsweise auch
Vierkante oder Achtkante als Vormaterial verwendet werden. Schließlich können auch
Rohre entsprechender Abmessung Verwendung finden.
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Ein aus Hartglas oder durchsichtigem Kunststoff bestehendes, ein transparentes
Wandelement bildendes Sichtrohr 36 ist über 0-Ringe 33,34 druckdicht mit dem Ausströmstück
32 verbunden.
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Für diese beiden 0-Ringe werden wiederum solche mit guten Gleiteigenschaften
verwendet, um ein müheloses Drehen des Sichtrohres 36 ohne Unterbrechung des Betriebes
zu gewährleisten.
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Das Einströmstück 31 ist über einen 0-Ring 35 auf dem Ausströmstück
32 abgedichtet.
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Im vorliegenden Fall ist die Durchflußanzeigevorrichtung mit einem
vier Flügel 42', 42", 42"' aufweisenden Rotor 45 ausgerüstet.
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Im Bereich dieses Rotors 45 ist ein rohrförmiger Fortsatz des Ausströmstücks
42 derart ausgefräst, daß sich zwischen zwei rohrförmigen Enden dieses Fortsatzes
Stege 39 ergeben, in denen der Rotor 45 über eine Rotorachse 40 gelagert ist. Um
eine besonders reibungsfreie Lagerung sicherzustellen, können hierbei Büchsen aus
einem Lagerwerkstoff mit besonders geringen Reibungswerten eingesetzt werden.
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Im Bereich der Stege 39 ist das Ausströmstück 32 in seinem Außendurchmesser
soviel verringert, daß ein Wischorgan, das hier aus einem Draht 43 besteht, in einem
Raum 41 zwischen dem Steg und dem Sichtrohr 36 aufgenommen werden kann. Der das
Wischorgan bildende Draht 43 ist mit einem Gummi-, Teflon- oder Filzüberzug versehen,
wobei sich dieser überzug eng an die Innenfläche des Sichtrohres 36 anpreßt.
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Der Überzug ist in einem abgewinkelten Bereich an der Stelle 46 entfernt,
so daß hier durch Kleben, Weichlöten oder Hartlöten der Draht 43 oder anstelle dieses
Drahtes eine aus mehreren Adern bestehende Einlage mit dem Steg 39 verbunden werden
kann.
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Die Qualität eines mit Rotor ausgerüsteten Durchflußanzeigers wird
u.a. dadurch bestimmt, daß der Druckabfall bei maximalem Durchfluß möglichst gering
ist und andererseits der Anlauf des Rotors bei möglichst geringer Durchflußmenge
erfolgt. Ersteres wird dadurch erreicht, daß eine Einströmbohrung 48 einen möglichst
großen Durchmesser hat.
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Für den Anlauf bei möglichst geringer Durchflußmenge sorgt ein Einlageteil
bzw. Formstück 38, das mittels eines bei 47 angedeuteten Spannstiftes oder dergleichen
in seiner Lage gehalten wird.
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Anstelle des Spannstiftes kann grundsätzlich auch ein Einkleben oder
ein Einlöten dieses Formstückes 38 erfolgen.
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Das Formstück 38 ist hierbei derart geformt, daß es den Durchlaufquerschnitt
für das Fluid bis dicht vor der Stirnseite der Rotorflügel auf einen halbkreisflächenförmigen
Durchströmquerschnitt vermindert.
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Hierdurch wird sichergestellt, daß die Antriebskräfte für den Rotor
ausschließlich in Strömungsrichtung des Fluids wirken, ohne daß die sich im unteren
Bereich befindlichen Rotorflügel durch eine Beaufschlagung in Gegenrichtung das
Drehmoment bremsend beeinflussen.
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Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Rotor 45 mit vier rechteckförmigen
Flügeln 42',42",42"' ausgerüstet. Je nach zu überwachendem Medium oder Fluid und
der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums kann der Rotor auch mit mehr oder weniger
Rotorflügeln bestückt sein.
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Anstelle der rechteckförmigen Ausführung können auch Rotorflügel Verwendung
finden, deren halbkreisförmige Enden dem Innendurchmesser des Sichtrohres 36 entsprechen.
Die Rotorflügel können zweckmäßigerweise auch gewölbt ausgeführt sein.
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Anstelle der Verwendung des Formstückes 38 kann vorteilhafterweise
auch die Fräsung der Stege 39 unterschiedlich breit sein, wobei durch eine geringere
Breite beispielsweise im unteren Bereich eine halbkreisflächenförmige Wand stehen
bleibt, die dafür sorgt, daß das strömende Medium den Rotor nur im oberen Bereich
beaufschlagt. Es kann auch eine halbkreisflächenförmige Scheibe eingesetzt und beispielsweise
durch Kleben, Löten oder Schweißen befestigt werden.
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Aus Gewichtsgründen wird der Rotor zweckmäßigerweise aus Kunststoff
hergestellt, wobei die metallische Rotorachse 40 aus rostfreiem Edelstahl oder einem
anderen korrosionsfesten Werkstoff besteht. Diese wird während der Montage des Rotors
45 im Gehäuse bzw. Ausströmstück 32 eingepaßt. In diesem Fall erfolgt die Lagerung
in den beiden Stegen 39. Die Rotorachse 40 kann jedoch auch gegen die Stege 39 im
Preßsitz eingetrieben sein, so daß sich der Rotor 45 auf der feststehenden Rotorachse
dreht.
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Grundsätzlich kann das Wischorgan auch in einer Nut angeordnet werden,
wie dies beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 der Fall ist.
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Um sicherzustellen, daß die Lage des Mehrkantes des Einströmstückes
31 genau der Lage des Mehrkantes des Ausströmstücks 32 entspricht, wird zweckmäßigerweise
so vorgegangen, daß das Gewinde 37 vor Aufschrauben des Einströmstückes 31 mit einem
geeigneten Kleber versehen wird. Das Einströmstück 31 kann dann entsprechend ausgerichtet
werden. Nach Trocknen des Klebers verändert es seine Lage nicht mehr. Zweckmäßigerweise
werden beispielsweise Kleber verwendet, die bei Erwärmen auf Temperaturen von etwa
200 bis 2500C ein für Reparaturzwecke erforderliches Abschrauben des Einströmstückes
31 gestatten.
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In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsvariante der Durchflußanzeigevorrichtung
gezeigt, bei der als transparentes Wandelement eine Sichtscheibe 53 vorgesehen ist.
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Die Sichtscheibe 53 liegt auf einem Ansatz eines Gehäuses 51 der Durchflußanzeigevorrichtung
auf, wobei sie durch eine Kappe 52, die mit einem Innengewinde ausgerüstet und auf
ein Außengewinde des Ansatzes des Gehäuses 51 aufgeschraubt ist, am Gehäuse gehalten
wird.
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Zwei 0-Ringe 54,55 sorgen für eine Abdichtung der Sichtscheibe 53.
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Über den Durchmesser dieser Sichtscheibe 53 ist ein Steg 56 im Innern
des Gehäuses 51 angeordnet, der in einer Nut ein Wischorgan 57 aufnimmt.
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Auch im vorliegenden Fall kann anstelle des in eine Nut eingelegten
Wischorgans ein auf dem Steg sitzendes Wischorgan, wie in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen
gemäß Fig. 3 und 4 beschrieben wurde, verwendet werden.
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Um die Sichtscheibe 53 zu reinigen, wird mittels eines Spezialschlüssels,
der in Sacklöcher 58 eingreift, die Sichtscheibe um 0 mindestens 180 gedreht, wodurch
der auf der dem Medium zugekehrten Oberfläche der Sichtscheibe angesammelte Schmutz
abgestreift wird.
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Grundsätzlich können auch zwei Sichtscheiben vorgesehen sein, oder
anstelle einer Sichtscheibe auch beispielsweise eine Sichtkuppel oder ein Sichtdom
Verwendung finden.
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Anstelle der Schraubverbindung zwischen der Kappe 52 und dem Gehäuse
51 ist auch eine flanschähnliche Verbindung möglich.
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Um eine Drehung der Sichtscheibe, des Sichtdomes oder der Sichtkuppel
möglichst leicht durchführen zu können, sollten auch hier zweckmäßigerweise O-Ringe
aus einem Werkstoff mit besonders guten Gleiteigenschaften verwendet werden.
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Während die Sichtscheiben zweckmäßigerweise mit einem entsprechenden
Spezialgabelschlüssel gedreht werden, lassen sich im allgemeinen Sichtdome oder
Sichtkuppeln noch ohne Schwierigkeiten von Hand um 180 bzw. 3600 verdrehen.
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Beim Einbau dieser Durchflußanzeigevorrichtungen in Rohrleitungen
wird mit der betreffenden Rohrzange bzw. dem betreffenden Schlüssel zweckmäßigerweise
das Ende der Vorrichtung ergriffen, in dem die mit Außengewinde versehene Rohrleitung
eingeschraubt wird.
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Hierdurch kann stets zuverlässig vermieden werden, daß die Stege eine
Verdrehung oder Verwindung erfahren.