DE4125553C2 - Volumendurchflusszähler für Flüssigkeiten und/oder Gase - Google Patents
Volumendurchflusszähler für Flüssigkeiten und/oder GaseInfo
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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)
- 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.
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