DE4125553C2 - Volumendurchflusszähler für Flüssigkeiten und/oder Gase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Volumendurchflußzähler nach den Oberbegriff des Patentanspruchs.

Die DE-OS 39 34 878 beschreibt einen derartigen Volumendurch­ flußzähler, bei dem in die Walzen Magnete eingebettet sind, deren Magnetisierungsrichtung längs der Rollenachse verläuft und in die gleiche Richtung ausgerichtet ist, so daß sich die Walzen gegenseitig abstoßen. Die Umfangsnuten sind bei dieser Aus­ führungsform längs einer Durchmesserlinie radial ausgerichtet. Bei diesem Aufbau ergibt sich der Nachteil, daß für bestimmte Werte der geometrischen Parameter, wie z. B. des Walzenradius und des minimalen und maximalen Abstandes zwischen den Walzenachsen und der Rotorachse, und auch der physikalischen Parameter, wie z. B. der Reibungskoeffizienten zwischen den Materialien, die für den Rotor und die Walzen verwendet werden, die Meßgenauigkeit abnimmt oder auch ein Ausfall dadurch auftreten kann, daß das durch den Fluiddruck erzeugte Antriebsdrehmoment zum Drehen des Rotors auf Null reduziert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Volumendurch­ flußzähler der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß man auch bei ungünstigen geometrischen Parametern und Reibungs­ verhältnissen ein hohes Antriebsdrehmoment erhält mit der Folge einer Verbesserung der Meßgenauigkeit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispiels­ weise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 schematische einen Volumendurchflußzähler ohne Rotor­ abdeckung am Gehäuse, und

Fig. 2 eine Teilansicht zur Erläuterung der Vorteile der erfindungsgemäßen Bauweise.

In den Figuren zeigt das Bezugszeichen 1 das äußere Gehäuse des Zählers an, in dessen zylindrischer Kammer 2 der Rotor 4 mittels einer Drehwelle 3 angebracht ist. Das Gehäuse 1 ist mit einem Einlaßkanal 5 in einer Einlaßleitung 6 zum Einführen des zu messenden Fluids in Richtung des Pfeiles 7 und einem Auslaßkanal 8 versehen, der in einer Auslaßleitung 9 zum Ableiten des Fluids in Richtung des Pfeils 10 ausgebildet ist. Der Rotor 4 ist exzentrisch innerhalb der Kammer 2 angebracht, so daß zwei diametral gegenüberliegende Bereiche erzeugt werden mit jeweils einer minimalen lichten Weite 11 und einer maximalen lichten Weite 12 zwischen Rotor und Innenfläche 13 der Kammer 2. Die Innenfläche 13 der Kammer 2 ist mit zwei Abschnitten AB und CD von konstanten Krümmungen, aber mit einem einzigen Mittelpunkt auf der Achse 14 des Rotors 4 ausgebildet, die die gegenüberliegenden Bereiche 11 und 12 in einem Winkel gleich ungefähr dem Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rollwalzen überspannt. Die Rollwalzen 15, 16, 17, 18 und 19, die zum Abdichten gegen die Innenfläche 13 durch die gegenseitige magnetische Abstoßwirkung gedrückt werden, die durch die Magnete 20 (nur einer ist in Fig. 1 gezeigt) vorgesehen ist, die in ihnen mit gleicher Magnetisierung in Richtung der Achsen 21 der Walzen eingebettet sind, sind jeweils in Umfangsnuten 22, 23, 24, 25 und 26 im Rotor 4 eingeschlossen, wobei die Nuten nach vorne in Drehrichtung 27 des Rotors 4 geneigt sind, längs einer nicht radialen Achse 28, wie es deutlich in den Figuren zu erkennen ist.

Die Vorteile eines solchen Zählers werden nachfolgend in bezug auf Fig. 2 erklärt.

Unter der Wirkung des Drucks, ausgeübt durch das Fluid 7, das in den Abschnitt 2′, der Kammer 2 eintritt, werden die Walzen 15 und 17 gegen den Rotor an den Punkten E und G und gegen die Innenfläche 13 der Kammer 2 des Gehäuses 1 an den Punkten H und L gedrückt, mit jeweils einer Kraft F₁ und F₂, die proportional zum jeweiligen Segment HE und GL und senkrecht dazu ist, so daß die Kraft durch das Produkt aus dem Druck und der Fläche im rechten Winkel dazu mit den Seiten der Segmente HE oder GL und der axialen Höhe der Walzen 15 und 17 bestimmt ist. Die Zerlegung der Kräfte F₁ und F₂ in die Richtungen, bestimmt durch die Walzenmitte und die Punkte H, E oder G, L, ergibt jeweils die Komponenten P₁ und P₂, die ein größeres Drehmoment P₂R₂ und ein geringeres entgegen­ wirkendes Drehmoment P₁R₁ erzeugen. Der Unterschied zwischen den beiden Drehmomenten ist folglich das Antriebsdrehmoment, das den Rotor 4 in die Richtung des Pfeils 27 antreibt. Da die anderen Komponenten Q₁ und Q₂ der Kräfte F₁ und F₂ durch den Drehmittelpunkt 14 verlaufen, bestimmen sie nicht das Drehmoment und sie wirken als Druckkräfte gegen die Innenfläche 13 der Kammer 2. Falls die Umfangsnuten 22 und 24, die die Walzen 15 und 17 einschließen, nicht nach vorne in Drehrichtung 27 des Rotors 4 geneigt sind, sondern radial angeordnet sind, wie es durch gestrichelte Linien 22′ und 24′ in Fig. 2 angezeigt ist, kann leicht gesehen werden, daß das aktive Segment LG in ein kleineres Segment L′G′ umgewandelt wird, wobei die Kraft F′₂ erhalten wird, die kleiner als die vorherige Kraft F₂ ist und folglich die Kraft P′₂ kleiner als die Kraft P₂ ist. Zusätzlich ist das Segment H′E′ größer als das Segment HE, was eine größere Kraft F′₁ und eine größere Komponente P′₁ der Kraft ergibt, um folglich ein größeres entgegenwirkendes Drehmoment zu erzeugen.

Folglich ergeben bei gleichen Bedingungen nach vorne in Dreh­ richtung geneigte Umfangsnuten des Rotors eine Zunahme des Antriebsdrehmomentes und eine größere Genauigkeit beim Messen.

Claims (1)

1. Volumendurchflußzähler für Flüssigkeiten und/oder Gase, mit einem Rotor (4), der in einer zylindrischen Kammer (2) eines Gehäuses (1) exzentrisch angeordnet ist, so daß sich ein kleinster Zwischenraum (11) und ein größter Zwischenraum (12) zwischen Rotor (4) und Innenfläche der Kammer (2) an gegenüberliegenden Bereichen bildet, wobei die Innenfläche der Kammer (2) diese gegenüberliegenden Bereiche mit Abschnitten konstanter Krümmung bezogen auf die Rotorachse überspannt, und der Rotor (4) mit Umfangsnuten (22-26) zur Aufnahme von Walzen (15-19) versehen ist, die durch gegenseitige magnetische Abstoßung zur Abdichtung des Rotors gegenüber der Innenfläche der Kammer gegen die Innenfläche der Kammer gedrückt werden, die mit einem Einlaßkanal (5) und einem Auslaßkanal (6) versehen ist, welche symmetrisch bezüglich der Verbindungsachse des größten und kleinsten Zwischenraumes zwischen Rotor und Innenfläche der Kammer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnuten (22-26) in Drehrichtung des Rotors (4) geneigt angeordnet sind.