DE3512397C2 - - Google Patents

Description

Mit Hilfe elektromagnetischer Durchflußmesser kann der Durchsatz elektrisch leitender Flüssigkeiten gemessen werden, sofern deren Leitfähigkeit oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt. Zur Vermeidung von Korrosion und Abnutzung hat man verschiedene Werkstoffe zum Auskleiden der Innenwand des Meßrohrs vorgeschlagen. US-PS 27 66 621 zeigt einen elektromagnetischen Durchflußmesser, dessen Rohr innen mit Kunststoff oder Keramik beschichtet ist. Eignet sich jedoch ein vorhandenes Beschichtungsmaterial für eine neue Meßflüssigkeit nicht oder ist die Beschichtung beschädigt, so mußte bisher der Durchflußmesser zum Hersteller zurückgeschickt und das Meßrohr neu beschichtet oder ausgetauscht werden. Dies ist zeitraubend und unterbricht die Verfügbarkeit des Durchflußmessers für längere Zeit, so daß entweder ein Ersatzgerät bereitgestellt oder die Durchflußmessung unterbrochen werden mußte.

Ein weiterer Durchflußmesser ist aus DE-OS 32 44 473 bekannt. Dort ist in ein äußeres Schutzrohr ein Keramikrohr als ganzes mit geringem Spiel eingeschoben und verdrehungssicher mit dem Schutzrohr verkeilt. Das Keramikrohr trägt auf seiner Innenseite die Elektroden, deren Zuleitungen auf der Innenseite des Keramikrohrs entlang geführt und am Ende des Keramikrohrs über in das äußere Schutzrohr eingeschweißte isolierende Rohrdurchführungen nach außen geführt sind. Die Erregerspulen sitzen auf seitlichen stiftförmigen Ansätzen des Schutzrohrs und sind durch ein Gehäuse abgedeckt.

Ein Durchflußmesser gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1 ist aus US-PS 32 13 685 bekannt. Das aus mehreren Schichten bestehende abriebfeste Innenrohr wird dort durch Schrauben am metallischen Außenrohr gehalten. Diese Schrauben dienen mit ihren innen dem Medium ausgesetzten Köpfen als Meßelektrode, ragen, von einem Isolierstoffmantel umgeben, durch das Innenrohr hindurch und sind mit ihrem Gewindeteil mit einem aus dem Außenrohr herausragenden Gegenstück verschraubt, welches sich über eine Isolierstoffbuchse abgedichtet am Außenrohr abstützt. Das Gegenstück trägt gleichzeitig die elektrische Anschlußvorrichtung für die Meßschaltung. Zum Auswechseln des Innenrohrs müssen die zugleich als Elektroden dienenden Befestigungsschrauben vom Rohrinneren her aus dem Gegenstück herausgeschraubt werden. Das Innenrohr ist ferner über einseitig in die Anschlußflansche des Außenrohrs eingesetzte, die ringförmigen Stirnflächen des Innenrohrs einspannende Buchsen im Außenrohr befestigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen leicht auf unterschied­ liche Meßflüssigkeiten umrüstbaren und im Falle von Verschleiß austauschbaren Durchflußmesser zu schaffen. Dies gelingt durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung. Dabei wird nur das innere Meßrohr ausgetauscht, während das äußere mit den anschließenden Zu- und Ableitungsrohren verbundene Schutzrohr einseitig mit der angeschlossenen Zu- bzw. Ableitung verbunden bleiben kann. Gegebenenfalls wird für die Dauer des Umtauschs des inneren Meßrohrs auf die Durchflußmessung verzichtet und das äußere Schutzrohr verbindet weiterhin die benachbarten Anschlußleitungen. Durch die Verwendung einer das äußere Schutzrohr durchsetzenden Steckverbindung wird der elektrische Anschluß der vom Meßrohr getragenen Elektroden wesentlich vereinfacht und darüber hinaus jegliche Beschädigung der elektrischen Anschlüsse und ihrer Isolierung beim Auswechseln des Meßrohrs vermieden. Es ergibt sich ein einfacher, übersichtlicher und zuverlässiger Aufbau, der ein leichtes und schnelles Austauschen des inneren Meßrohrs und einen ebenso schnellen wie zuverlässigen Anschluß der in ihm vorgesehenen elektrischen Bauteile, wie Elektroden und Erregerspulen, an den vom äußeren Schutzrohr getragenen Umsetzer ermöglicht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen wiedergebenden Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch Meßrohr und Schutzrohr eines Durchflußmessers mit aufgesetztem Meßumformer in auseinandergezogener Darstellung, wobei der elektrische Anschluß der vom Meßrohr getragenen Elektroden und Erregerwicklungen über ein isoliert durch das Schutzrohr hindurchgeführtes Kabel erfolgt; und

Fig. 2 eine hinsichtlich der Austauschbarkeit des Meßrohrs besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.

Beim Durchflußmesser gemäß Fig. 1 ist ein zylindrisches Innenrohr 3 mit zwei eingegossenen Meßelektroden 1 und zwei sattelförmigen Erregerspulen 2 versehen. Weitere Elektroden, Spulen oder dergleichen können ebenfalls in das Innenrohr, beispielsweise ein Kunststoff- oder Keramikrohr, eingebettet sein. Das innere Meßrohr 3 ist von einem äußeren Schutzrohr 4 umgeben. Ein Anschlußkabel 5 erstreckt sich vom inneren Rohr 3 durch eine Gehäusehalterung 6 des äußeren Rohrs 4 in ein Umsetzergehäuse 7 und ist dort an einen Umsetzer 8 angeschlossen. Auf diese Weise kann man im Bedarfsfall allein das innere Meßrohr austauschen. Hält man Meßrohre mit unterschiedlicher Auskleidung bereit, so kann dieser Austausch beim Anwender, beispielsweise in einer petrochemischen Anlage oder Raffinerie erfolgen. Da sich jedoch die Anschlußleitung 5 von der Innenseite des äußeren Rohres 4 durch den Anschlußstutzen 6 in das Umsetzergehäuse 7 erstreckt, ist es mitunter schwierig, die Leitung 5 knickfrei zwischen den beiden Rohren 3 und 4 unterzubringen. Das Einsetzen des inneren Rohrs 3 in das äußere Rohr 4 erfordert somit einige Geschicklichkeit. Bei unsachgemäßer Behandlung besteht die Gefahr einer Beschädigung der Anschlußleitung, insbesondere an Schweißnähten oder Bearbeitungskanten der Rohre.

Um hier Abhilfe zu schaffen, sieht die Erfindung eine das Schutzrohr 1 isoliert durchsetzende lösbare Steckverbindung vor. Fig. 2 zeigt Einzelheiten einer solchen bevorzugten Ausführungsform. Für Teile, welche mit denen des Durchflußmessers nach Fig. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Sie werden nicht erneut im einzelnen beschrieben.

Eine Anschlußbuchse 10 ist in den äußeren Umfang des Mittelteils des Innenrohrs 3 derart eingesetzt, daß sie bei zusammengebautem Innen- und Außenrohr dem Haltestutzen 6 für den Umsetzer 8 gegen­ übersteht. Der Haltestutzen 6 ist auf das Außenrohr 4 aufgesetzt oder mit diesem einstückig ausgebildet. Die einzelnen Anschlüsse der Buchse 10 sind über Leitungen mit den Elektroden 1 bzw. den sattelförmigen Erregerspulen 2 verbunden. Diese Anschlußleitungen können in die Wand des Meßrohrs 3 eingebettet sein oder auf dessen äußere Oberfläche verlaufen. Ein Gewindeloch befindet sich in der Mitte der Anschlußbuchse 10. Die beiden Endstücke 3A und 3B des Innenrohrs 3 haben einen größeren Durchmesser als das Mittelteil, und zwar derart, daß ihr Durchmesser ungefähr dem Innendurchmesser des äußeren Schutzrohrs 4 entspricht. In umlaufende Ringnuten der Endstücke 3A und 3B sind als Dichtungs­ mittel O-Ringe 20 eingelegt. Das Innenrohr 3 wird in das Außen­ rohr 4 eingeschoben und anschließend axial und in Umfangsrich­ tung ausgerichtet und in seiner Lage durch eine Halteschraube 12 fixiert, welche durch das Außenrohr 4 hindurch in ein Sack­ loch oder Gewindeloch des Innenrohrs 3 hineinragt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Erregerspulen 2 und die Elektroden 1 in den, beispielsweise aus Gießharz bestehenden, Körper des Innenrohrs 3 eingebettet, z. B. eingegossen. Sie können statt dessen auch auf andere Weise am Innenrohr 3 befestigt sein.

Eine Art Kurzschlußstecker 14 ist um einen Gewindestift 13 dreh­ bar angeordnet und kann radial durch den Halteansatz 6 des äußeren Rohrs 4 hindurchgeschoben werden. Im zusammengesetzten Zustand greifen dabei die Kontakte des Steckers 14 in die Kontakte der Buchse 10 ein. Ein Vorsprung 15 am äußeren Umfang des Steckers 14 ist in einer Nut 16 auf der Innenseite des Halteansatzes 6 verschiebbar und verhindert ein Verdrehen des Steckers 14 innerhalb des Ansatzes 6. Auf diese Weise ist eine exakte Zuordnung der Kontakte von Stecker und Buchse in Um­ fangsrichtung gewährleistet. Das Gewindeende 13A des Gewinde­ stifts 13 wird in das Gewindeloch 11 der Buchse 10 einge­ schraubt, wodurch Stecker 14 und Innenrohr 3 auch mechanisch fest miteinander verbunden werden. Zugleich dient das in das Innengewinde 11 hineinragende Gewindeende 13A der Schraube 13 der Lagefixierung des Innenrohrs 3 im Außenrohr 4. Es unter­ stützt also die Funktion der Halteschraube 12. Da die Unter­ seite des mit einer Rändelung versehenen Kopfes 13B an der oberen Stirnfläche des zylinderförmigen Ansatzes 14a des Steckers 14 anliegt, wird der Stecker 14 beim Einschrauben der Schraube 13 in das Gewinde 11 mit der Buchse 10 formschlüssig verbunden. Der Stecker 14 ist also zwischen dem Gewinde 13A und dem Rändel­ knopf 13B eingespannt. Ein flexibles Anschlußkabel 17 verbindet den Stecker 14 mit dem Umsetzer 8. Das Außenrohr 4 ist in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise mit Hilfe von Flanschen oder anderen Spannmitteln, in eine Rohrleitung eingesetzt, durch welche die zu messende Flüssigkeit fließt.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform verbindet ein Stecker auf der Außenseite des Meßrohrs befindliche Kontakte einer Anschluß­ buchse mit dem Anschlußkabel 17 des Meßumformers, so daß kein Kabel durch den Anschlußstutzen 6 hindurchgeführt zu werden braucht. Damit ist das Einsetzen bzw. Austauschen des inneren Meßrohrs wesentlich erleichtert, und Beschädigungen der Anschluß­ leitungen sind weitgehend ausgeschlossen. Die Zuverlässigkeit des Durchflußmessers ist erhöht.

Claims (13)

1. Elektromagnetischer Durchflußmesser mit

• a) wenigstens einer Erregerspule (2);
• b) einem in ein äußeres Schutzrohr (4) austauschbar eingesetzten Innenrohr (3) aus elektrisch isolierendem Werkstoff;
• c) wenigstens einer mit dem Innenrohr (3) mechanisch verbundenen Elektrode (1); sowie
• d) einer isoliert das Schutzrohr durchsetzenden Leitungsverbindung der Elektrode(n) zu einer äußeren Anschlußvorrichtung eines das Elektrodensignal verarbeitenden Umsetzers (8),

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) das Innenrohr als die Elektrode(n) tragendes Meßrohr (3) ausgebildet ist und
• f) zwischen einer vom inneren Meßrohr (3) getragenen elektrischen Anschlußvorrichtung (10, 11) für die Elektrode(n) und der äußeren Anschlußvorrichtung (14, 17) eine im Bereich des Meßrohrs (3) das Schutzrohr (4) isoliert durchsetzende lösbare Steckverbindung (14, 10) vorgesehen ist.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das innere Meßrohr (3) außer den Elektroden auch die Erregerspule(n) (2) trägt und die lösbare Steckverbindung (14, 10) zugleich Kontakte zum Anschluß der Erregerspule(n) aufweist.

3. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine am äußeren Umfang des inneren Rohrs (3) vorge­ sehene, mit der Elektrode (1) elek­ trisch verbundene Anschlußbuchse (10) sowie einen in die Buchse einführbaren Stecker (14) zum Verbinden der Kontakte der Buchse (10) mit den Anschlüssen (17) eines am äußeren Rohr (4) befestig­ baren Umsetzers (8).

4. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stecker (14) in einen radialen zylindrischen Ansatz (6) des äußeren Rohrs (4) einführbar und durch ein an seinem inneren Ende vorgesehenes Gewinde (13A) mit einem in der Buchse (10) des inneren Rohrs (3) vorgesehenen Gegengewinde (11) verschraubbar ist.

5. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gewinde (13A) an einer den Stecker (14) axial durchsetzenden Schraube (13) vorgesehen ist, die an ihrem gewindefernen Ende eine Handhabe (13B), z. B. einen Rändelknopf aufweist.

6. Durchflußmesser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Handhabe (13B) an einem zylindrischen Ansatz (14A) des Steckers (14) abstützt.

7. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Stecker (14) einerseits und der ihn aufnehmende Ansatz (6) des äußeren Rohrs (4) andererseits mit Mitteln (15, 16) zur verdrehungssicheren Führung des Steckers ausgestattet sind.

8. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagefixierung des inneren Rohrs (3) im äußeren Rohr (4) einerseits der Stecker (14; 13A, 11) und andererseits eine durch das äußere Rohr (4) hindurch in ein radiales Loch des inneren Rohrs (3) hinein­ ragende Halteschraube (12) vorgesehen ist.

9. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (6) für den Umsetzer (8) ein den Umsetzer umschließendes Gehäuse (7) trägt.

10. Durchflußmesser nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (7) zweiteilig ausgebildet ist, wobei das Unterteil vom Ansatz (6) gehalten und das Ober­ teil nach Einsetzen des Umsetzers (8) auf das Unterteil auf­ setzbar, vorzugsweise aufschraubbar ist.

11. Durchflußmesser nach Anspruch 9 oder 10, gekenn­ zeichnet durch ein flexibles Verbindungskabel (17) zwischen Stecker (14) und Umsetzer (8).

12. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Rohr (3) aus zwei Endstücken (3A, 3B) und einem Mittelteil besteht, wobei der Außendurchmesser der Endstücke etwa dem Innendurch­ messer des äußeren Rohrs (4) entspricht, während das die Buchse (10) tragende Mittelteil einen geringeren Durchmesser hat, und daß zwischen den Außenumfang der Endstücke (3A, 3B) und die Innenwand des äußeren Rohrs (4) die Dichtungsmittel (20) einge­ legt sind.