DE4026692A1 - Durchflussmessvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchflußmeßvorrichtung mit ei­ nem in ein Gas und/oder Flüssigkeit führendes Leitungssy­ stem einbringbaren, vom zu überwachenden Fluid durchström­ ten Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten, der Strömung ausgesetzen Rotor und einem dem Rotor zugeordneten Drehbe­ wegungs-Aufnehmer.

Bei derartigen Vorrichtungen, die beispielsweise als sog. Wächter oder Anzeiger oder auch als reine Meßgeräte verwen­ det werden können, ist die Drehzahl des Rotors proportional zur Durchflußmenge des betreffenden Fluids. Zur Ermittlung der jeweiligen Rotordrehzahl wird hierbei im allgemeinen eine entsprechende Impulsfolge erzeugt, die einer nachge­ schalteten Auswerteeinheit zugeführt wird.

Als Impulsgeber werden häufig magnetisch angesteuerte Hall- Sensoren verwendet. Aufgrund der im Strömungsraum vorgese­ henen Magnete ist die betreffende Vorrichtung gegenüber ferritischen Verschmutzungen relativ empfindlich, so daß sich schnell Änderungen in der Funktionsweise der Vorrich­ tung ergeben können. Die Kalibrierung derartiger Geräte ist demnach problematisch. Ferner erhöhen die vorgesehenen Ma­ gnete das Gesamtgewicht des Rotors. Auch bei Vorrichtungen, die eine auf einen metallischen Rotor ansprechende Sensorik aufweisen, besitzt der Rotor im allgemeinen ein solch hohes Gewicht, daß eine stabile und zuverlässige Funktion erst bei relativ hohen Durchflußmengen erreicht wird.

Durch größere Rotorblätter läßt sich zwar die für ein An­ sprechen erforderliche Durchflußmenge herabsetzen, dies führt jedoch zwangsläufig zu übermäßigen, unerwünschten Ge­ räteabmessungen. Darüber hinaus wird das die Lager bela­ stende Rotorgewicht zusätzlich erhöht.

Ferner sind Durchflußmeßvorrichtungen bekannt, bei denen die Rotorflügel optisch abgetastet werden. Bei diesen Vor­ richtungen können zwar leichtere Rotoren verwendet werden, sie sind jedoch nicht zur Überwachung getrübter bzw. ge­ färbter Flüssigkeiten geeignet.

Nachdem bei den bekannten Vorrichtungen im allgemeinen eine starre Achse vorgesehen ist, auf denen der Rotor drehbar gelagert ist, kann im Laufe der Zeit auch ein Verschleiß des Rotors gegenüber der Achse auftreten, wodurch die Funk­ tionsfähigkeit des Gerätes wiederum beeinträchtigt wird und häufiger eine jeweilige Justierung vorgenommen werden muß.

Ziel der Erfindung ist es, eine Durchflußmeßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher und kompakter Bauweise trotz geringer Rotorabmessungen bereits bei relativ kleinen Durchflußmengen anspricht und eine ent­ sprechend hohe Empfindlichkeit besitzt, sowie bei geringe­ rem Verschleiß ohne Beeinträchtigung durch insbesondere ferritische Verunreinigungen eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet und damit auch problemlos justierbar ist. Ferner soll eine gegebenenfalls erforderliche Justierung entsprechend feinfühlig durchführbar sein.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rotor aus Kunststoff besteht und zumindest teilweise mit einer Metallschicht oder einer Metallummantelung versehen ist, und daß der Drehbewegungs-Aufnehmer ein induktiver Drehbewegungs-Aufnehmer ist.

Aufgrund dieser Ausbildung kann nicht nur das Rotorgewicht äußerst gering gehalten werden, infolge der Metallbeschich­ tung des Kunststoffrotors ist darüber hinaus trotz des Kunststoffmaterials auch eine induktive Drehbewegungs-Auf­ nahme möglich, so daß aufgrund fehlender Magnete eine Be­ einträchtigung der Funktionssicherheit durch ferritische Verschmutzungen in jedem Falle ausgeschlossen ist. Infolge der extrem leichten Rotorbauweise wird die hohe Ansprech­ empfindlichkeit insbesondere auch ohne vergrößerte Rotor­ blätter oder dergleichen erreicht. Mit dem reduzierten Ro­ torgewicht werden auch ein möglicher Verschleiß im Lagerbe­ reich sowie die Reibungskräfte reduziert, so daß bereits bei minimalen Durchflußmengen stabile Umdrehungszahlen er­ reicht werden.

Vorzugsweise weist der Rotor eine Vielzahl zumindest im we­ sentlichen radialer Flügel auf, wobei zumindest die Flügel des Rotors wenigstens teilweise mit einer Metallschicht bzw. Metallummantelung versehen sind. Mit derartigen, me­ tallbeschichteten bzw. eine Metallummantelung aufweisenden Flügeln ergibt sich bei sich drehendem Rotor eine impulsar­ tige Beaufschlagung des induktiven Drehbewegungs-Aufneh­ mers, der beispielsweise ein induktiver Näherungsschalter oder dergleichen sein kann.

Die Metallschicht sollte eine möglichst große Permeabilität aufweisen und besteht vorzugsweise aus Nickel.

Auch im Falle einer Metallummantelung sollte die Permeabi­ lität wiederum möglichst groß sein, wobei eine solche Me­ tallummantelung zweckmäßigerweise aus Edelstahl bestehen kann und vorzugsweise durch auf die Flügel, beispielsweise auf deren freie Enden aufgesteckte Hülsen gebildet ist.

Zur Erzielung einer hinreichend hohen Laufstabilität be­ steht die Achse des drehbar im Gehäuse gelagerten Rotors zweckmäßigerweise aus Metall oder Keramik.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß Rotor und Achse einen zumin­ dest drehfesten, vorzugsweise auch in Axialrichtung festen Verbund bilden und die Achsenden in vorzugsweise aus Kunst­ stoff bestehenden Lagern des Gehäuses aufgenommen sind.

Hierdurch ist ein möglicher Verschleiß zwischen Kunststoff­ rotor und Metallachse von vorneherein ausgeschlossen. Nach­ dem lediglich polierte Achsköpfe in Kunststofflagern aufge­ nommen sind, ist die Reibung und damit auch ein möglicher Verschleiß insgesamt auf eine Minimum reduziert.

Vorzugsweise besteht das gesamte Gehäuse aus Kunststoff, so daß die Lager durch in die betreffenden Gehäuseinnenwände eingearbeitete Aufnahmen gebildet sein können.

Vorteilhafterweise besitzt die auf einer der Ausströmöff­ nung gegenüberliegenden Seite des Gehäuses vorgesehene Ein­ strömöffnung einen kleineren Querschnitt als das angren­ zende Leitungssystem, so daß die Einströmcharakteristik durch die Einströmöffnung bestimmt ist.

Sind das Gehäuse bzw. dessen Ein- und Ausströmöffnungen über bezüglich der Öffnungsachsen drehbare, vorzugsweise mittels steckbarer Bügel oder dergleichen fixierbare Adap­ ter mit dem Leitungssystem verbindbar, so ist das Gerät auch nach erfolgtem Einbau gewünschtenfalls noch drehbar und kann damit in der jeweils besten Arbeitsposition ju­ stiert werden.

Eine äußerst feinfühlige Justierung der Durchflußmeßvor­ richtung ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß der Ein­ strömöffnung eine verstellbare Strömungsblende zugeordnet ist, durch die deren Öffnungsquerschnitt veränderbar ist. Durch ein entsprechendes teilweises Abdecken der Einström­ öffnung ist auf besonders einfache und genaue Weise die je­ weilige Kalibrierung möglich. Gibt die Strömungsblende die Einströmöffnung frei, so beträgt die auf den Rotor auftref­ fende Durchflußleistung 100%. Die Strömungsblende ist vor­ zugsweise stufenlos, d. h. kontinuierlich verstellbar.

Eine baulich besonders einfache und zuverlässige Ausfüh­ rungsvariante zeichnet sich dadurch aus, daß die Strömungs­ blende im den Rotor aufnehmenden Strömungsraum angeordnet und über ein von außen betätigbares Verstellorgan verstell­ bar ist.

Hierbei ist von Vorteil, wenn die Strömungsblende als zwi­ schen Rotor und Innenumfangswand des zylindrischen Strö­ mungsraumes angeordneter gebogener Streifen ausgebildet ist, der um eine mit der Rotorachse zusammenfallende Achse drehbar ist.

Die Strömungsblende kann ein teilkreisformig, vorzugsweise halbkreisförmig gebogener Streifen sein. Es ist jedoch auch möglich, die Strömungsblende durch einen kreisförmig ge­ schlossenen Streifen mit zwei korrespondierenden bzw. ein­ ander gegenüberliegenden Öffnungen zu bilden.

Die Strömungsblende ist vorzugsweise an einem von außen zu­ gänglichen, um die mit der Rotorachse zusammenfallende Achse drehbaren, scheiben- oder ringformigen Verstellorgan angeordnet. Hierbei können zweckmäßiger Weise eine Skala sowie wenigstens eine Markierung vorgesehen sein, anhand denen die jeweilige Position der Strömungsblende von außen erkennbar ist.

Eine insbesondere im Hinblick auf eine kostengünstige Her­ stellung sowie eine problemlose Wartung besonders vorteil­ hafte Ausführungsvariante besteht darin, daß das scheiben­ artige, vorzugsweise abnehmbare Verstellorgan das Gehäuse deckelartig verschließt und hierbei den Strömungsraum auf der einen Stirnseite begrenzt.

Um bei abgenommenem Deckel beispielsweise den Rotor ein­ schließlich Achse problemlos entnehmen zu können, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß eines der beiden Lager im vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden deckelartigen Ver­ stellorgan und das andere Lager im Boden eines vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehenden topfartigen Gehäuse­ teils angeordnet ist. Auch hierbei können die Lager wie­ derum als in die betreffenden Kunststoffwände eingearbei­ tete Aufnahmen gebildet sein.

Das deckelartige Verstellorgan kann einen in das topfartige Gehäuseteil hineinragenden, gegenüber dessen Innenumfangs­ wand abgedichteten zylindrischen Fortsatz aufweisen, an dessen innen liegender Stirnseite zweckmäßigerweise das be­ treffende Lager vorgesehen ist. An diesen zylindrischen Fortsatz kann sich nach außen hin ein erweiterter Kopfab­ schnitt anschließen, über den das Verstellorgan vorzugs­ weise mittels eines den Kopfabschnitt umgebenden Ringes be­ züglich des topfartigen Gehäuseteils axial festlegbar ist. Die Strömungsblende ist als axiale Verlängerung des zylin­ drischen Fortsatzes an dessen radial äußerem Rand vorgese­ hen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer er­ findungsgemäßen Durchflußmeßvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie A-A in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Durchflußmeßvorrichtung mit aufgestecktem induktiven Drehbewegungs-Auf­ nehmer und mit Adaptern zum Anschluß an das Leitungssystem,

Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines Rotors mit auf die Flügelenden aufgesetzten Edelstahlhülsen, und

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine elektroni­ sche, den Drehbewegungs-Aufnehmer aufweisende Auswerteeinheit, die auf das den Rotor aufneh­ mende Gehäuse aufsteckbar ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Durchflußmeßvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 16 gezeigt, das eine in einen zylindri­ schen Strömungsraum 46 mündende Einströmöffnung 18 sowie eine aus dem Strömungsraum 46 nach außen führende Aus­ strömöffnung 20 besitzt.

Zur Verbindung mit einem Gas und/oder Flüssigkeit führenden Leitungssystem sind den Einström- und Ausströmöffnungen 18, 20 Adapter 12, 14 (vgl. Fig. 3) zugeordnet.

Das Gehäuse 16 bzw. dessen zylindrischer Strömungsraum 46 wird vom zu überwachenden Fluid in Richtung der Pfeile F1 (Einlaß) und F2 (Auslaß) durchströmt. Dieser Fluidströmung ist ein im zylindrischen Strömungsraum 46 angeordneter, drehbar im Gehäuse gelagerter Rotor 22 ausgesetzt.

Dieser Rotor 22 besitzt eine Vielzahl auf einer Nabe 58 an­ geordneter radialer Flügel 24, die einstückig mit der Nabe 58 ausgebildet sind und sich unter Belassung eines geringen Abstandes bis in den Bereich der Innenumfangswand 48 des zylindrischen Strömungsraums 46 erstrecken.

Der Durchmesser der Einström- und Ausströmöffnungen 18, 20 ist geringfügig kleiner als die radiale Länge der Flügel 24, wobei diese Öffnungen 18, 20 im wesentlichen zwischen der Nabe 58 und dem oberen Abschnitt der Innenumfangswand 48 zu beiden Seiten des um eine zur Zeichnungsebene senk­ rechte Achse 16 drehbaren Rotors 22 angeordnet sind.

Hierbei dreht sich der der Strömung ausgesetzte Rotor 22 in Richtung des Pfeiles F3.

Der Rotor 22 besteht aus Kunststoff und weist eine Metall­ schicht 28, die eine große Permeabilität besitzt und vor­ zugsweise aus Nickel besteht. Beim in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Flügel 24 als auch die die Flügel tragende Nabe 58 metallbeschichtet. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, nur die Flügel 24 und hierbei insbesondere lediglich deren freie Enden mit einer Metallschicht oder einer Metallummantelung (vgl. Fig. 4) zu versehen.

Dem metallbeschichteten Kunststoffrotor 22 ist ein außer­ halb des Strömungsraumes 46 angeordneter induktiver Drehbe­ wegungs-Aufnehmer 30 (vgl. Fig. 3) zugeordnet. Zur Aufnahme des Sensorkopfes dieses induktiven Drehbewegungs-Aufnehmers 30, der beispielsweise ein induktiver Näherungsschalter sein kann, weist das aus Kunststoff oder aus einem anderen Werkstoff mit einer vergleichbar kleinen Permeabilität be­ stehende Gehäuse 16 eine außenliegende Ausnehmung 44 auf, die sich radial zur Rotorachse 26 hin erstreckt.

Während die metallbeschichtete Nabe 58 sowie die metallbe­ schichteten Flügel 24 des Rotors 22 aus Kunststoff beste­ hen, ist die durch eine Öffnung der Nabe 58 hindurchtre­ tende und diese tragende Achse 26 aus Metall oder Keramik.

Hierbei bilden der die Kunststoffnabe 58 sowie die Kunst­ stoff-Flügel 24 umfassende Rotor 22 und die Metall- bzw. Keramikachse 26 einen festen Verbund, während die polierten Achsenden drehbar in Kunststofflagern 32, 34 des Gehäuses 16 aufgenommen sind.

Zur Bildung der die Achse 26 aufnehmenden Kunststofflager 32, 34 sind in zwei einander gegenüberliegenden Gehäusein­ nenwänden des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses 16 ent­ sprechende Aufnahmen eingearbeitet (vgl. Fig. 2).

Die auf einer der Ausströmöffnung 20 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 16 vorgesehene Einströmöffnung 18 be­ sitzt einen Querschnitt, der kleiner als der Querschnitt des angrenzenden Leitungssystems ist, so daß die Einström­ charakteristik durch diese Einströmöffnung 18 bestimmt ist.

Infolge der metallbeschichteten Kunststoff-Flügel 24 des Rotors 22 wird der induktive Drehbeweguns-Aufnehmer 30 im­ pulsartig beaufschlagt. Dieser induktive Impulsaufnehmer 30 ist über eine Leitung 56 mit einer Auswerteschaltung (nicht gezeigt) verbunden.

Die Vorrichtung kann beispielsweise als Wächter, Anzeiger oder Meßgerät verwendet werden. Im Falle eines Wächters können beispielsweise zwei unabhängig voneinander ein­ stellbare Relaiskontakte für einen Minimal- und Maximalwert vorgesehen sein, während ein Anzeiger darüber hinaus insbe­ sondere eine zusätzliche, beispielsweise durch eine Dioden­ kette realisierte Mengentrendanzeige umfassen kann. Bei einem Meßgerät kann diese als genaue digitale Anzeige aus­ gebildet sein. Für eine Mehrkreisüberwachung kann ein Bat­ terieadapter zur Verfügung gestellt werden, der einen An­ schluß an beispielsweise bis zu acht Meßstellen ermöglicht.

Der mittels einer Mutter 54 am Gehäuse 16 angebrachte in­ duktive Drehbewegungs-Aufnehmer 30 kann eine integrierte Pulsaufbereitungs-Schaltung zur Erzeugung exakter Rechteck- Signale umfassen. Eine solche Pulsaufbereitung kann grund­ sätzlich jedoch auch in der nachgeschalteten Auswerteein­ heit erfolgen.

Die zum Anschluß des Gehäuses 16 bzw. der Einström- und Ausströmöffnungen 18, 20 an das angrenzende Leitungssystem bestimmten Adapter 12, 14 (siehe Fig. 3) sind um deren Längsachsen drehbar und vorzugsweise mittels steckbarer Bü­ gel bezüglich des Gehäuses 16 fixierbar. Das Gerät ist so­ mit gegebenenfalls auch nach Einbau noch drehbar und kann leicht in die beste Arbeitsposition justiert werden.

Darüber hinaus ist der Einströmöffnung 18 erfindungsgemäß eine stufenlos verstellbare Strömungsblende 36 zugeordnet, durch die der Öffnungsquerschnitt der Einströmöffnung 18 veränderbar ist.

Diese Strömungsblende 36 ist innerhalb des den Rotor 22 so­ wie die Achse 26 aufnehmenden Strömungsraums 46 angeordnet.

Beim in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine streifenförmige Strömungsblende 36 vorgesehen, die halbkreisförmig um eine mit der Rotorachse zusammenfallende Achse B (vgl. Fig. 2) gebogen und zwischen Rotor 22 und In­ nenumfangswand 48 des zylindrischen Strömungsraumes 46 an­ geordnet ist.

Die in Richtung der Rotorachse gemessene axiale Breite C (vgl. Fig. 2) der streifenförmigen Strömungsblende 36 ist größer als der Durchmesser der Einströmöffnung 18 und im wesentlichen etwa gleich groß wie die axiale Länge des Ro­ tors 22, der in Fig. 2 weggelassen ist.

Mit Ausnahme des jeweils der Einströmöffnung 18 gegen­ überliegenden Abschnitts liegt die streifenförmige, teil­ kreisförmig gebogene Strömungsblende 36 über ihre gesamte, in Umfangsrichtung des Rotors 22 gemessene Länge hinweg an der Innenumfangswand 48 des zylindrischen Hohlraumes 46 an.

Die streifenförmige Strömungsblende 36 ist mittels eines von außen zugänglichen Verstellorgans 38 um die mit der Ro­ torachse zusammenfallende Achse B (vgl. Fig. 2) verdrehbar.

Die Strömungsblende 36 ist in axialer Verlängerung am ra­ dial äußeren Rand eines zylindrischen Fortsatzes 16′ des um die Achse B drehbaren scheibenartigen Verstellorgans 38 vorgesehen, der in die durch die Innenumfangswand 48 be­ grenzte Öffnung eines topfartigen Gehäuseteils 16′ hin­ einragt und gegenüber der Innenumfangswand 48 mittels einer Ringdichtung 40 abgedichtet ist.

Nach außen hin schließt sich an den zylindrischen Fortsatz 16′′ ein erweiterter Kopfabschnitt 16′′′ des scheibenarti­ gen Verstellorgans 38 an, über den das Verstellorgan 38 mittels eines den Kopfabschnitt 16′′′ umgebenden Ringes 42 bezüglich des topfartigen Gehäuseteils 16′ axial festgelegt ist. Hierzu weisen der äußere Ring 42 sowie der erweiterte Kopfabschnitt 16′′′ ineinandergreifende radiale Vorsprünge bzw. Ringflansche 60, 62 auf.

Der erweiterte Kopfabschnitt 16′′′, der sich daran an­ schließende zylindrische Fortsatz 16′′ sowie die von diesem getragene streifenförmige, um die Achse B halbkreisförmig gebogene Strömungsblende 36 sind als einstückiges Teil aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff mit einer ver­ gleichbar kleinen Permeabilität ausgebildet. Ebenso besteht das topfartige, den Boden 50 aufweisende Gehäuseteil 16′ aus Kunststoff bzw. einem vergleichbare Eigenschaften auf­ weisenden Material.

Der Strömungsraum 46 ist somit durch die Innenumfangsfläche 48 und den Boden 50 des topfartigen Gehäuseteils 16′ sowie die dem Boden 50 gegenüberliegende Stirnseite des zylin­ drischen Fortsatzes 16′′ des scheibenartigen, deckelförmi­ gen Verstellorgans 38 begrenzt. Hierbei sind die Lager 32, 34 für die Achse 26 des Rotors 22 einerseits in den Kunst­ stoffortsatz 16′′ und andererseits den Kunststoffboden 50, welche Stirnwände des Gehäuses 16 bilden, in Form von Aus­ nehmungen eingearbeitet.

Außen am um die Achse B drehbaren scheibenartigen Ver­ stellorgan 38 sowie dem den verbreiterten Kopfabschnitt 16′′′ dieses Organs umgebenden Außenring 42 konnen eine Skala sowie wenigstens eine Marke vorgesehen sein, so daß von außen erkennbar ist, welche Position die mit dem Ver­ stellorgan 38 einstückige Strömungsblende 36 jeweils ein­ nimmt.

Der in Fig. 4 gezeigte Rotor 22 weist anstelle einer Me­ tallbeschichtung auf die äußeren, freien Enden der Flügel 24 aufgesteckte Edelstahlhülen 28′ auf. Diese eine Me­ tallummantelung für die freien Flügelenden bildenden Edel­ stahlhülsen 28′ erstrecken sich parallel zur Achse 26 des Rotors 22 und besitzen jeweils einen der Achse 26 zugewand­ ten Längsschlitz 66, der das Aufstecken der Hülsen auf die , Flügelenden ermöglicht.

Sowohl die Nabe 58 als auch die Flügel 24 des Rotors 22 be­ stehen wiederum aus Kunststoff.

Während beim in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbei­ spiel der Drehbewegungs-Aufnehmer 30 vorzugsweise lösbar am den Rotor 22 aufnehmenden Gehäuse 16 befestigt war, ist der Drehbewegungs-Aufnehmer 30′ beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 einer elektronischen Auswerteeinheit 63 zugeordnet, die auf das den Rotor aufnehmende Gehäuse 16 aufsteckbar ist.

Hierbei ist der Drehbewegungs-Aufnehmer 30′ in einem vor­ springenden Gehäuseabschnitt 64 des die Auswerteeinheit 63 aufnehmenden Gehäuses 65 untergebracht, der komplementär zur Ausnehmung 44 des Gehäuses 16 ausgebildet und bei auf das Gehäuse 16 aufgesteckter Auswerteeinheit 63 in dieser Ausnehmung 44 aufgenommen ist. Um ein solches Aufstecken der Auswerteeinheit 63 auf das Gehäuse 16 zu ermöglichen, ist die Ausnehmung 44 sowohl nach oben als auch seitlich zur Auswerteeinheit 63 hin offen.

Da der induktive Drehbewegungs-Aufnehmer 30′ im aufsteckba­ ren Gehäuseabschnitt 64 der elektronischen Auswerteeinheit 63 angeordnet ist, sind keinerlei elektrische Verbindungen zwischen dem den Rotor aufnehmenden Gehäuse 16 und der Aus­ werteeinheit 63 erforderlich.

Die in Richtung der Pfeile auf das Gehäuse 16 aufsteckbare Auswerteeinheit 63 weist eine Digitalanzeige 68 sowie Ta­ sten 70 zur Eingabe jeweiliger Minimal- und Maximalwerte auf. Ferner ist eine Mengentrendanzeige 72 vorgesehen.

Bei der beschriebenen Durchflußmeßvorrichtung wird die ein­ strömende Flüssigkeit durch die eine definierte Abmessung aufweisende Einströmbohrung auf den Rotor geleitet. Der leichte, im vorliegenden Fall zehnflügelige Kunststoffrotor ist mit einer Metallschicht bzw. -ummantelung versehen, so daß die Drehzahl des Rotors von einem induktiven Aufnehmer rückwirkungsfrei detektiert werden kann. Die Drehzahl des Rotors ist direkt proportional zur Durchflußmenge.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne magnetische Innen­ teile und optische Sensoren arbeitet, ist eine mögliche Be­ einträchtigung der Funktionssicherheit durch ferritisch be­ lastete oder trübe Flüssigkeiten von vorneherein ausge­ schlossen.

Der Rotor bildet einen festen Verbund mit der Achse, deren polierte Köpfe jeweils in einer schalenförmigen Kunst­ stoffaufnahme des Gehäuses gelagert sind. Diese Art der La­ gerung ermöglicht die zuverlässige und stabile Drehung des Rotors bereits bei kleinsten Durchflußmengen und führt zu­ sammen mit dem geringen Rotorgewicht und entsprechend redu­ zierter Reibung zu einer langlebigen, verschleißfreien Funktion.

Da im Strömungsraum keinerlei Toträume enthalten sind, ist eine sehr gute Linearität zwischen Frequenz und Volumen­ strom gegeben.

Durch die relativ hohe Geberfrequenz sind eine kurze Meß­ zykluszeit sowie günstige Torzeiten für einen jeweiligen Frequenzzähler erzielbar.

Bezugszeichenliste

10 Durchflußmeßvorrichtung
12 drehbarer Adapter
14 drehbarer Adapter
16 Gehäuse
16′ topfartiges Gehäuseteil
16″ zylindrischer Fortsatz
16″′ erweiterter Kopfabschnitt
18 Einströmöffnung
20 Ausströmöffnung
22 Rotor
24 Flügel
26 Achse
28 Metallbeschichtung
28′ Metallummantelung
30 induktiver Drehbewegungs-Aufnehmer
30′ induktiver Drehbewegungs-Aufnehmer
32 Kunststofflager
34 Kunststofflager
36 verstellbare Strömungsblende
38 Verstellorgan
40 Ringdichtung
42 äußerer Ring
44 Ausnehmung
46 Strömungsraum
48 Innenumfangswand
50 Boden
52 Rand
54 Mutter
56 Leitung
58 Nabe
60 radialer Vorsprung
62 radialer Vorsprung
63 elektronische Auswerteeinheit
64 vorspringender Gehäuseabschnitt
65 Gehäuse
66 Längsschlitz
68 Digitalanzeige
70 Tasten
72 Mengentrendanzeige
A-A Schnittlinie
B Achse
C Breite
F1 Pfeil
F2 Pfeil
F3 Pfeil

Claims (26)

1. Durchflußmeßvorrichtung mit einem in ein Gas und/oder Flüssigkeit führendes Leitungssystem einbringbaren, vom zu überwachenden Fluid durchströmten Gehäuse (16), einem im Gehäuse (16) angeordneten, der Strömung ausge­ setzen Rotor (22) und einem dem Rotor (22) zugeordneten Drehbewegungs-Aufnehmer (30), dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (22) aus Kunststoff besteht und zumindest teilweise mit einer Metallschicht (28) oder einer Me­ tallummantelung (28′) versehen ist, und daß der Drehbe­ wegungs-Aufnehmer ein induktiver Drehbewegungs-Aufneh­ mer (30, 30′) ist.

2. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (22) eine Vielzahl zumindest im wesentli­ chen radialer Flügel (24) aufweist, und daß zumindest die Flügel (24) des Rotors (22) wenigstens teilweise mit einer Metallschicht (28) bzw. Metallummantelung (28′) versehen sind.

3. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (28) eine große Permeabilität aufweist und vorzugsweise aus Nickel besteht.

4. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallummantelung (28′) eine große Permeabili­ tät aufweist und vorzugsweise aus Edelstahl besteht.

5. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallummantelung durch auf die Flügel (24), vorzugsweise auf deren freie Enden, aufgestecke Hülsen (28′) gebildet sind.

6. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Rotor (22) impulsartig angesteuerte induktive Drehbewegungs-Aufnehmer (30, 30′) am Umfang des Rotors (22) und vorzugsweise außerhalb des Strö­ mungsraumes (46) des den Rotor (22) aufnehmenden Gehäu­ ses (16) angeordnet ist.

7. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Kunststoff oder aus einem anderen Werkstoff mit einer vergleichbar kleinen Permeabilität beste­ hende, den Rotor (22) aufnehmende Gehäuse (16) eine außenliegende, sich vorzugsweise radial zur Rotorachse hin erstreckende Ausnehmung (44) besitzt, die zumindest den Sensorkopf des außen am Gehäuse (16) angeordneten Drehbewegungs-Aufnehmers (30, 30′) aufnimmt.

8. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbewegungs-Aufnehmer (30) am den Rotor (22) aufnehmenden Gehäuse (16) vorzugsweise lösbar befestigt ist.

9. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbewegungs-Aufnehmer (30′) einer elektroni­ schen Auswerteeinheit (63) zugeordnet ist, die derart an das den Rotor (22) aufnehmende Gehäuse (16) ansetz­ bar oder ansteckbar ist, daß der an der Auswerteeinheit (63) angebrachte Drehbewegungs-Aufnehmer (30′) bei an­ gesetzter bzw. aufgesteckter Auswerteeinheit (63) in der im Gehäuse (16) vorgesehenen Ausnehmung (44) aufge­ nommen ist.

10. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehbewegungs-Aufnehmer (30′) in einem vor­ springenden Gehäuseabschnitt (64) des die Auswerteein­ heit (63) aufnehmenden Gehäuses (65) untergebracht ist, und daß der vorspringende Gehäuseabschnitt (64) komplementär zur diesen aufnehmenden Ausnehmung (44) des Gehäuses (16) ausgebildet ist.

11. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (26) des drehbar im Gehäuse (16) gelager­ ten Rotors (22) aus Metall oder Keramik besteht.

12. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Rotor (22) und Achse (26) einen zumindest drehfe­ sten Verbund bilden und die Achsenden in vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Lagern (32, 34) des Gehäuses (16) aufgenommen sind.

13. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) aus Kunststoff besteht und daß die Lager (32, 34) durch in die betreffenden Gehäuse-Innen­ wände eingearbeitete Aufnahmen gebildet sind.

14. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf einer der Ausströmöffnung (20) gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (16) vorgesehene Einströmöffnung (18) einen kleineren Querschnitt als das angrenzende Leitungssystem besitzt.

15. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) bzw. dessen Ein- und Ausströmöff­ nungen (18, 20) über bezüglich der Öffnungsachsen dreh­ bare, vorzugsweise mittels steckbarer Bügel oder der­ gleichen fixierbare Adapter (12, 14) mit dem Leitungs­ system verbindbar sind.

16. Durchflußmeßvorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmöffnung (18) eine verstellbare Strö­ mungsblende (36) zugeordnet ist, durch die deren Öffnungsquerschnitt veränderbar ist.

17. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsblende (36) im den Rotor (22) aufneh­ menden Strömungsraum (46) angeordnet und über ein von außen betätigbares Verstellorgan (38) verstellbar ist.

18. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsblende (36) als zwischen Rotor (22) und Innenumfangswand (48) des zylindrischen Strömungs­ raumes (46) angeordneter gebogener Streifen ausgebildet ist, der um eine mit der Rotorachse zusammenfallende Achse (B) drehbar ist.

19. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsblende (36) ein teilkreisförmig, vor­ zugsweise halbkreisförmig gebogener Streifen ist.

20. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsblende (36) ein kreisförmig geschlos­ sener Streifen mit zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen ist.

21. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Rotorachse gemessene axiale Breite (C) der streifenförmigen Strömungsblende (36) größer als der Durchmesser der Einströmöffnung (18) und vorzugsweise zumindest im wesentlichen gleich groß wie die axiale Länge des Rotors (22) ist.

22. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die streifenförmige, teilkreisförmig oder kreisför­ mig gebogene Strömungsblende (36) über ihre gesamte, in Umfangsrichtung des Rotors gemessene Länge hinweg an der Innenumfangswand (48) des zylindrischen Strömungs­ raumes (46) anliegt.

23. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsblende (36) an einem von außen zugäng­ lichen, um die mit der Rotorachse zusammenfallende Achse (B) drehbaren, scheiben- oder ringförmigen Ver­ stellorgan (38) angeordnet ist.

24. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenartige, vorzugsweise abnehmbare Ver­ stellorgan (38) das Gehäuse (16) deckelartig ver­ schließt und hierbei den Strömungsraum (46) auf der einen Stirnseite begrenzt.

25. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eines (32) der beiden Lager (32, 34) im vorzugs­ weise aus Kunststoff bestehenden deckelartigen Ver­ stellorgan (38) und das andere Lager (34) im Boden (50) eines vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehenden topfartigen Gehäuseteils (16′) angeordnet ist.

26. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das deckelartige Verstellorgan (38) einen in das topfartige Gehäuseteil (16′) hineinragenden, gegenüber dessen Innenumfangswand (48) abgedichteten zylindri­ schen Fortsatz (16′′) umfaßt, der in axialer Verlänge­ rung am radial äußeren Rand die im Strömungsraum (46) liegende Strömungsblende (36) trägt und an den sich nach außen hin ein erweiterter Kopfabschnitt (18′′′) anschließt, über den das Verstellorgang (38) vorzugs­ weise mittels eines diesen Kopfabschnitt (16′′′) umge­ benden Ringes (42) bezüglich des Gehäuseteils (16′) axial festlegbar ist.