DE3711754A1 - Explosionsgeschuetztes magnetisch-induktives durchflussmessgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein explosionsgeschütztes magnetisch­ induktives Durchflußmeßgerät mit einem in eine Rohrleitung einbaubaren Armaturenrohr mit wenigstens einer Meßelektrode im Rohrinnern und wenigstens einem der Meßelektrode zugeord­ neten und mit dem Armaturenrohr verbundenen, explosionsge­ schützt aufgebauten Elektromagneten, mit einer elektrischen Versorgungseinheit für die Stromversorgung der Magnetspule und einer Auswerteelektronik und einem die Versorgungseinheit und die Auswerteelektronik umfassenden Schutzgehäuse.

Für magnetisch-induktive Durchflußmeßgeräte der vorstehend bezeichneten Art war es bisher üblich, die Schutzbestimmungen dadurch zu erfüllen, daß das die Versorgungseinheit und die Auswerteelektronik umfassende Schutzgehäuse entsprechend den Bestimmungen als druckfeste Kapsel ausgebildet und mit Sand gefüllt wurde. Nur in dieser Ausführung war es bisher möglich, derartige Meßgeräte auch in explosionsgefähr­ deten Bereichen anzuordnen. Der Nachteil der bisher bekannten Ausbildung besteht darin, daß das Schutzgehäuse nur mit einem sogenannten Begehungsschein geöffnet werden darf. Da nun in einer Vielzahl von Fällen die Auswerteelektroniken mit Justier- und Stellelementen versehen sind, beispielsweise Elementen zur Umschaltung des Meßbereichs oder dgl., ergibt sich der erhebliche Nachteil, daß derartige Justier- und Einstellarbeiten zum einen nur mit Begehungsschein vorgenom­ men werden können und zum anderen nach Beendigung der Ein­ stellarbeiten das Schutzgehäuse vor Ort, d.h. also in dem explosionsgefährdeten Bereich wieder in einen explosionssi­ cheren Zustand durch sorgfältiges und vollständiges Auffül­ len mit Sand gebracht werden muß. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß beispielsweise etwa erforderliche Anzeige­ geräte an der Meßstelle zusätzlich neben dem Schutzgehäuse angeordnet werden müssen. Derartige Anzeigegeräte sind zwar eigensicher, müssen jedoch in jedem Falle mit einem eigenen Gehäuse zum Schutz gegen mechanische und/oder korro­ sive Einwirkungen versehen werden. Bei Störungen an der Versorgungseinheit oder an der Auswerteelektronik war eine Überprüfung vor Ort praktisch nicht möglich, so daß in der Regel der Durchflußmesser komplett ausgebaut werden mußte.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Durchfluß­ messer der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, der in Aufbau und Handhabung vereinfacht ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Schutzge­ häuses die elektrische Versorgungseinheit von der eigensiche­ ren Auswerteelektronik getrennt in einer eigenen explosionsge­ schützt ausgebildeten Kapsel angeordnet ist, mit Kabeleingän­ gen für die elektrische Zuleitung und Kabelausgängen für die Stromversorgung der Magnetspule und der Auswerteelektronik. Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die Unterbringung der elektrischen Versorgungseinheit in einer gesonderten explosionsgeschützt ausgebildeten Kapsel innerhalb des Schutzgehäuses der Zugang zu den übrigen, innerhalb des Schutzgehäuses angeordneten, nur eine eigensichere elektrische Leistung führenden Teilen des Meßgerätes frei ist. Dies bedeutet, daß das Schutzgehäuse selbst vor Ort ohne Begehungs­ schein geöffnet werden darf und damit die Auswerteelektronik jederzeit frei zugänglich ist. Hierbei wird mit Vorteil ausge­ nutzt, daß die hier in betracht kommenden Auswerteelektroniken wegen der geringen elektrischen Leistungen eigensicher ausgebildet werden können und daher an sich keine Kapselung erfordern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die gesonderte Kapselung der elektrischen Versorgungseinheit auch erheblich höhere Leistungen für die Versorgung der Spulen des Elektromagneten zur Verfügung gestellt werden können.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Kapsel mit der Versorgungseinheit lösbar ausgebildet ist und daß zumindest für die elektrische Zulei­ tung für die Versorgungseinheit ein gesonderter Klemmenkasten in explosionsgeschützter Ausführung vorgesehen ist, in dem die von außen kommende Versorgungsleitung einerseits und ein in den Kabeleingang der Kapsel geführtes Kabelende andererseits festgelegt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei einer Störung nur ein Begehungsschein zum öffnen des Klemmenkastens erforderlich ist, da die Kapsel mit der Versorgungseinheit vor Ort nicht geöffnet zu werden braucht, sondern lediglich gegen eine neue werkstattgeprüfte Kapsel mit einer Versorgungseinheit ausgetauscht zu werden braucht. Hierdurch werden Reparaturarbeiten erheblich verein­ facht, zumal das explosionssichere Schließen des Klemmenkastens wesentlich einfacher ist, als es das explosionssichere Verschließen einer exgeschützten Kapsel wäre. Bei Geräten mit hoher Leistung für die Magnetspulen können die Zuleitungen von der Versorgungseinheit zu den Magnetspulen in gleicher Weise über den Klemmenkasten geführt werden, um so beim Auswechseln der Versorgungseinheit zu einer zuverlässigen Wiederherstellung des Explosionsschutzes zu kommen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn das Schutzgehäuse explosionsgeschützt ausgeführt ist und zugleich eine lösbare Abdeckung für den Klemmenkasten bildet. Hierbei ist das Schutzgehäuse, in dem die Versorgungseinheit und die Auswerteelektronik fest installiert sind, zweckmäßigerweise als klappbarer Deckel für den Klemmenkasten ausgebildet, so daß beim Öffnen nur der Klemmenkasten freiliegt, während das Innere des Schutzgehäuses durch eine Trennwand dicht abgeschlossen ist. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn an dem die Innenwandung des Klemmenkastens bildenden Teil des Schutzge­ häuses die Stellelemente der Auswerteelektronik so angeordnet sind, daß sie nach dem Öffnen des Klemmenkastens frei zugäng­ lich sind. Bei dieser Ausführungsform des Schutzgehäuses kann in einem Störungsfall dieser den "Deckel" des Klemmenka­ stens bildende Teil vollständig ausgetauscht werden, so daß vor Ort als einzige Montagearbeit lediglich das Lösen der Anschlußkabel und des Deckels und das Anbringen eines neuen, Auswerteelektronik und Vesorgungseinheit enthaltenden Deckels und das Anschließen der aus diesem Deckel herausge­ führten Verbindungskabel bewerkstelligt werden. Reparatur, Prü­ fung und ggf. Eichung kann dann werkstattmäßig erfolgen.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht eines magnetisch- induktiven Durchflußmessers,

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Durchflußmesser gem. Fig. 1,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform eines Durchflußmessers in einer Stirnansicht,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Durchflußmesser gem. Fig. 3 mit geöffnetem Klemmenkasten,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Durchflußmessers gem. Fig. 3.

Der dargestellte magnetisch-induktive Durchflußmesser 1 weist ein mit Flanschen versehenes Armaturenrohr 2 auf. An der Innenwandung des Armaturenrohres 2 sind auf gegenüber­ liegenden Seiten zwei Meßelektroden 3 angeordnet, denen in der gleichen Querschnittsebene, jedoch um 90° versetzt, wenigstens zwei nicht näher dargestellte Elektromagneten zugeordnet sind. Dem Durchflußmesser 1 ist ein Schutzgehäuse 5 für die elektrischen Schaltungen zugeordnet, das in der Regel mit dem Armaturenrohr 2 fest verbunden ist. Die feste Verbindung zwischen dem Schutzgehäuse 5 und dem Armaturen­ rohr 2 wird beispielsweise durch zwei Rohre 4 gebildet, durch die die Zuleitungen zu den Spulen der Elektromagnete geführt sind. Die Spulen der Elektromagneten sind in üblicher Weise explosionsgeschützt gekapselt.

Das Schutzgehäuse 5 besteht im wesentlichen aus einer Grund­ platte 6 und einer damit fest verbindbaren, abnehmbaren Haube 7. Die Haube 7 kann aus Metall oder Kunststoff herge­ stellt sein und braucht nur den Anforderungen eines Schutzes gegen mechanische oder chemische Einwirkungen der umschlos­ senen Schaltungselemente zu genügen.

Auf der Grundplatte 6 ist nun ein Klemmenkasten 8 befestigt, in den ein Versorgungskabel 9 in einer für explosionsgefährde­ te Bereiche zugelassener Ausführung eingeführt ist. Über ein entsprechendes Kabelstück 10 ist mit dem Klemmenkasten 8 eine elektrische Versorgungseinheit verbunden, die in einer explosionsgeschützt ausgebildeten Kapsel 11 angeordnet ist. Die Versorgungseinheit hat hierbei die Aufgabe, zum einen den Elektromagneten je nach Auslegung des Gerätes so zu speisen, daß ein pulsierendes bzw. getaktetes Gleich­ feld oder ein Wechselfeld mit der gewünschten Frequenz erzeugt wird. Die Speisespannung wird von der Versorgungsein­ heit über Kabel 13′ und 13′′ in einer für explosionsgefährdete Bereiche zugelassenen Ausführung über den Klemmenkasten 8 zu den Spulen der Elektromagneten geführt, da die hier zur Verfügung zu stellende Leistung das für die Eigensicher­ heit zulässige Maß überschreiten kann.

Zum anderen muß in der Versorgungseinheit durch Transforma­ tion und Gleichrichtung die geringe Versorgungsspannung für die Auswerteelektronik erzeugt werden. Diese eigensichere elektrische Leistung kann entweder über ein Kabel zum Klem­ menkasten 8 und von dort über ein Kabel zur Auswerteelektronik 12 geführt werden, oder aber über einen sogenannten Kabel­ schwanz aus der Kapsel 11 der Versorgungseinheit direkt an die Auswerteelektronik angeschlossen werden.

Die einzelnen elektrischen Schaltelemente der Versorgungsein­ heit sind nun in der explosionsgeschützt und vorzugsweise druckfest ausgelegten, öffenbaren Kapsel 11 untergebracht, wobei deren Freiräume nach den Vorschriften über den Explo­ sionsschutz beispielsweise mit Sand gefüllt sind. Die Kapsel 11 ist lösbar mit der Grundplatte 6 des Schutzgehäuses 5 verbunden.

Über der Kapsel 11 sind auf der Grundplatte 6 eine oder mehrere Platinen der Auswerteelektronik 12 befestigt, so daß nach Abnahme der Schutzhaube 7 auf den Platinen der Auswerteelektronik 12 angeordnete Einstellelemente, beispielsweise Potentiometer oder dgl., frei zugänglich sind. Mit der Platine verbunden oder gesondert auf der Grundplatte 6 können auch noch zusätzliche Anzeigegeräte befestigt sein. Sofern diese nicht nur zu Einstellzwecken, sondern auch für die laufende Kontrolle ablesbar sein müs­ sen, ist zweckmäßigerweise in der Schutzhaube 7 an der entsprechenden Stelle ein Fenster angeordnet.

Alle Kabelein- und -ausgänge 14 sowie die zugehörigen elektri­ schen Leitungen, deren elektrische Leistung das für Eigen­ sicherheit vorgegebene Maß überschreiten, müssen in explosions­ geschützter Ausführung ausgebildet sein. Dies gilt auch für den Klemmenkasten 8, der in gleicher Weise explosionsge­ schützt gekapselt sein muß.

Während bei der Ausführungsform gem. Fig. 1, 2 die Kapsel 11 mit der Versorgungseinheit gesondert von der Grundplatte 6 des Schutzgehäuses 5 gelöst werden kann, zeigt die anhand der Fig. 3, 4 und 5 dargestellte Ausführungsform eine andere Lösung. Hierbei bildet der Klemmenkasten 8 das Unterteil des Schutzgehäuses 5 und ist über die Rohre 4 mit dem Armatu­ renrohr 2 fest verbunden. Das Oberteil 15 des Schutzgehäuses ist kastenartig ausgebildet und über ein Scharnier 16 lösbar mit dem Klemmenkasten 8 verbunden und bildet zugleich für diesen den Abschlußdeckel. Im Oberteil 15 ist wiederum die Versorgungseinheit sowie die Auswerteelektronik 12 untergebracht. Die Versorgungseinheit kann wiederum, wie bei der Ausführungsform gem. Fig. 1, in einer gesonderten explosionsgeschützt ausgeführten Kapsel untergebracht sein oder aber das Oberteil 15 kann unter Einschluß der Auswerte­ elektronik 12 in herkömmlicher Weise explosionsgeschützt ausgeführt sein, wobei der die Innenwandung 17 des Klemmenka­ stens 8 als Abschlußdeckel des Oberteils 15 ausgebildete Teil dann den Oberteil 15 dicht verschließt. Die Durchfüh­ rung der Bedienungsknöpfe 18 der Auswerteelektronik brauchen hierbei nicht den Vorschriften des Explosionsschutzes zu genügen, da die Abdichtung dieses Bereichs dadurch erfolgt, daß das Oberteil 15 zugleich den Deckel des Klemmenkastens 8 bildet.

Die Aufsicht gem. Fig. 4 zeigt, daß bei geöffnetem Klemmen­ kasten zum einen die Anschlußklemmen der einzelnen Zuleitun­ gen und zum anderen die Bedienungsknöpfe 18 der Auswerteelek­ tronik zugänglich sind. Die Zuleitungen für die Speisespannung der Versorgungseinheit einerseits und für die Speisespannung der Magnetspulen andererseits sind aus dem Oberteil 15 in den Klemmenkasten herausgeführt und dort an den entspre­ chenden Klemmen festgelegt.

Claims (4)

1. Explosionsgeschütztes magnetisch-induktives Durchfluß­ meßgerät mit einem in eine Rohrleitung einbaubaren Armaturen­ rohr mit wenigstens einer Meßelektrode im Rohrinnern und wenigstens einem der Meßelektrode zugeordneten und mit dem Armaturenrohr verbundenen, explosionsgeschützt aufgebauten Elektromagneten, mit einer elektrischen Versorgungseinheit für die Stromversorgung der Magnetspulen und einer Auswerte­ elektronik und einem die Versorgungseinheit und die Auswerte­ elektronik umfassenden Schutzgehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Schutzgehäuses (5) die elektrische Versorgungseinheit von der eigensicheren Auswerteelektronik (12) getrennt in einer eigenen explosions­ geschützt ausgebildeten Kapsel (11) angeordnet ist, mit Kabeleingängen für die elektrische Zuleitung und Kabelausgängen für die Stromversorgung der Magnetspule und der Auswerte­ elektronik (12).

2. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (11) mit der Versorgungseinheit lösbar ausge­ bildet ist und daß zumindest für die elektrische Zuleitung (9, 10, 13′, 13′′) der Versorgungseinheit ein gesonderter Klemmenkasten (8) in explosionsgeschützter Ausführung vorge­ sehen ist, in dem das von außen kommende Versorgungskabel (9) einerseits und wenigstens ein in den Kabeleingang der Kapsel (11) geführtes Kabelende (10) andererseits festgelegt sind.

3. Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse explosionsge­ schützt ausgeführt ist und zugleich eine lösbare Abdeckung für den Klemmenkasten bildet.

4. Durchflußmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Innenwandung des Klemmenkastens bildenden Teil des Schutzgehäuses die Stellelemente der Auswerteelektro­ nik so angeordnet sind, daß sie nach dem Öffnen des Klemmenka­ stens frei zugänglich sind.