DE7701916U1 - Durchflussmengenregler - Google Patents

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MECANELEC, 1, rue Alfred-Laurant, F-92100 Boulogne-sur-Seine Frankreich DurchfluBmengenregler

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern und Regeln des Durchflusses von in einer Rohrleitung zirkulierenden Fluiden.

Derartige DurchfluBmengenregler sind bekannt. Die bekannten Vorrichtungen sind aber im allgemeinen nicht völlig zufriedenstellend, da sie einerseits zu rudimentär und damit wenig zuverlässig und zu wenig genau sind und andererseits zu kompliziert in ihrer Konzeption und somit teuer und schwierig im Betrieb sind.

Es besteht daher das Bedürfnis, einen Durchflußmengenregler anzugeben, der einfach in der Konstruktion und sicher im Betrieb ist und der gleichzeitig eine große Anpassungsfähigkeit hinsichtlich der möglichen Verwendungszwecke besitzt.

Der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler weist einen Körper

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mit einer axialen Bohrung auf, durch die das in seiner Durchflußmenge zu steuernde Fluid zirkuliert und die mit einem kegelstumpfförmigen Teil für einen verschiebbaren zylindrischen Magnetkern versehen ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des kegelstumpfförmigen Teiles auf die Länge der nutzbaren Bahn des Magnetkernes begrenzt ist, daß der Magnetkern in dem kegelstumpfförmigen Teil von vorzugsweise drei im kegelstumpfförmigen Teil angeordneten Längsrippen und von einem an den Magnetkern angeschlossenen dreieckigen Teil in demzylindrischen Teil dieser Bohrung geführt und zentriert ist, und daß er dine Magnetnadel als Durchflußmengenanzeiger aufweist, die dem Magnetfeld des Magnetkernes ausgesetzt und in einem eigenen Kasten angeordnet ist, wobei die Geometrie der Magnetnadel derart ausgebildet ist, daß mit ihr eine lineare Verstärkung der Bahn des Magnetkernes anzeigbar ist.

Gemäß einem vsiteren Merkmal der Erfindung ist der Magnetkern als ein die Magnetanordnung enthaltender Schwimmer ausgebildet, wobei die Magnetanordnung aus zwei Hauptmagneten, einer magnetischen Querverbindung und einem Magneten zur Konzentration des Magnetfeldes mit abstoßender Polarität gegenüber dem Hauptmagneten versehen ist, auf dem er montiert ist, und wobei die Magnetnadel des Anzeigers von einer durch das Zentrum des Konzentrationsmagneten hindurchgehenden magnetischen Achse angetrieben ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Körper des Durchflußmengenreglers mit einem elektrischen Zungenkontakt versehen, der von dem Magnetkern betätigbar ist und mit dem ein elektrisches Signal abgebbar ist, wenn der momentane Durchfluß einen vorgeschriebenen Wert unterschreitet.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Ausführungsform mit einer Fernanzeige der Durchflußmenge. Bei dieser Ausführungsform ist der Anzeiger mit einer Fotowiderstandszelle

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versehen und ihre Magnetnadel weist an ihrer Basis einen Verschluß auf, dessen Profil derart ausgebildet ist, daß er den von der Fotowiderstandszelle empfangenen Lichtstrom integriert und in «ine Linearanzeige auf einem in einer Wheatstone-Brückenschaltung angeordneten Galvanometer umwandelt und somit eine Fernanzeige der Durchflußmenge liefert.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sollen im folgenden anhand von AuefUhrungsbeispielen und anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Durchflußmengenregler;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 zur Erläuterung der mittleren Stellungen des Magnetkernes und der Magnetnadel des Anzeigers;

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung zur Erläuterung dar Konzentration der Kraftlinien für eine der Hxtremstellungen des elektrischen Kontaktes;

Fig. 4 ein« Ansicht von unten, teilweise im Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung zur Erläuterung der Konzentration der Kraftlinien für die andere Extremstellung des elektrischen Kontaktes;

Fig. 6 einen axialen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindupgsgemäßen DurchfluBmengenreglars, die eine Fernanzeige der Durchflußmenge ermöglicht; uad in

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Fig. 7 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig* 6,

Wie aus den Zeichnungen erkennbar weist der Durchflussmengenregler gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Körper 10 auf, der von einer axialen zylindrischen Bohrung 12 durchsetzt ist. In dieser axialen Bohrung 12 ist eine konische lösbare Buchse 15 angeordnet, deren Konizität entsprechend den zu steuernden Durchflußmengenwerten unterschiedlich sein kann. Die Lunge dieser konischen Buchse 15 ist so gewählt, daß in dem Körper 10 ein kegelstumpfförmiger Bereich 16 mit einer ^ derartigen Länge zur Verfügung steht, die auf den geeigneten und nutzbaren Weg des im folgenden noch näher beschriebenen Magnetkernes 18 beschränkt ist. Die konische Buchse 15 ist mit Rippen 20 versehen, von denen im Ausführungebeispiel drei angegeben sind und die die Führung des Magnetkernes 18 im konischen Teil 16 des Körpers 10 gewährleisten.

Der Magnetkern 18 weist die Form eines Schwimmers auf und ist als ein die Magnetanordnung enthaltendes Gehäuse ausgebildet. Die Magnetanordnung weist zwei Hauptmagneten 28 und 30, die voneinander durch eine Magnetverbindung 32 getrennt sind. Oberhalb des oberen Hauptmagneten 30 ist ein Magnet 34 zur ζ Konzentration des Magnetfeldes vorgesehen. Dieser Konzentrationsmagnet 34 hat die entgegengesetzte Polarität wie der obere Hauptmagnet 30 (vgl.Fig. 3). Diese verschiedenen Magneten bestehen aus anisotropen Ferriten.

Im zylindrischen Teil 14 der Bohrung 12 des Körpers 10 ist der Magnetkern 18 mit Hilfe eines dreieckigen Teiles 22 geführt und zentriert. Dieses Teil 22 und die Rippen 20 bilden somit ein doppeltes Führungs- und Zentriersystem des Magnetkernes 18 gegenüber dem zylindrischen Teil 14 in der oberen Stellung des Kernes und in dem konischen Teil 16 in der unteren Stellung des Kernes. Dieses kombinierte Führungssystem hat die — Aufgabe, einerseits den Durchflußmengenregler unempfindlich

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gegenüber vom Fluid mitgeführten festen Verunreinigungen zu machen und andererseits nur geringe Druckverluste in der Vorrichtung hervorzurufen.

Der Durchflußanzeiger besteht aus einer Magnetnadel 26, die auf einem Drehzapfen in einem eigenen Gehäuse 24 angeordnet ist. Die Magnetnadel 26 ist dem Magnetfeld des Kernes ausgesetzt und ihre Geometrie derart ausgebildet, daß sie eine lineare Verstärkung der Bahn des Schwimmers liefert. Diese Magnetnadel 26 verschiebt sich in an sich bekannter Weise vor einer Bogenskala, die durch einfaches Ablesen den Durchflußwert des im Durchflußmengenreglers fließenden Fluids angibt.

Ferner ist der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler so ausgebildet, daß er die Abgabe eines elektrischen Signales ermöglicht, wenn die erforderliche Durchflußmenge unzureichend wird, wobei das elektrische Signal nicht abgegeben wird, wenn der Durchflußmengenregler eine größere Menge als den Regelwert zulässt. Die zu steuernde Anordnung, bei der es sich um eine Kühlvorrichtung, eine Schmiervorrichtung od. dergl. handeln kann, soll nicht unnötig gestört werden, wenn beispielsweise eine Zunahme des Druckes vorliegt. Die dazu vorgesehene Einrichtung weist einen elektrischen Zungenkontakt 36 auf, der von dem Magnetkern 18 betätigbar ist. Der elektrische Zungenkontakt 36 ist in einem Verbindungsblock 38 angeordnet, der in seiner Stellung einstellbar am Körper 10 des Durchflußmengenreglers angeordnet ist. Die spezielle Anordnung der Magneten gewährleistet die Permanenz des Magnetfeldes auch dann, wenn der Durchflußmengenregler auf das Minimum eingestellt ist und zu einer maximalen Durchflußmenge übergeht, wobei das elektrische Signal nur bei Durchflußmengenwerten abgegeben wird, die unterhalb des Regelwertes liegen. Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß der Magnetkern 18 zwei Funktionen ausübt, nämlich:

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V ΛΑ

a) Betätigung flee Kontaktes 36 und

b) linearer Antrieb der Magnetnadel 26 der Sichtanzeige für die Durchflußmenge zur Erzielung einer guten Präzision.

Während der Konzentrationsmagnet 34 mit dem unteren Hauptmagneten 28 die Steuerung und das Halten des Kontaktes 36 gewährleistet, befinden sich die beiden Hauptmagneten 28 und 30 in einer axialen Magnetisierung, was für diese Funktion des umschließenden Magnetfeldes erforderlich ist, während ''^v für die Steuerung der Magnetnadel 26 der Anzeige der Konzentrationsmagnet 34 eine tangentiale Richtung der Kraftlinien bewirkt. Diese Anordnung des erfindungsgemäBen Durchflußmengenreglers ermöglicht es, den Magnetkern 18 gegenüber der Magnetnadel 26 anzunähern und zu entfernen, ohne daß eine Störabweichung erzeugt wird, da der Abstand zwischen dieser Magnetnadel und dem Magnetkern in Abhängigkeit von der Größe der Geräte schwanken muß.

Die Magnetnadel 26 der Anzeige ist von einer Magnetachse angetrieben, die durch das Zentrum des Konzentrationsmagneten 34 hindurchgeht. In den Fig. 3 und 5 sind die Konzentration { , der Kraftlinien des Magnetfeldes sowie die Extremstellungen des Kontaktes 36 und der Magnetnadel 26 wiedergegeben. In Fig. 5 sind mit dem Bezugszeichen 25 die Kraftlinien bezeichnet, die für das Halten des Kontaktes in seiner Stellung sorgen.

In Fig. 2 sind die Extremstellungen des Magnetkernes und der Magnetnadel der Anzeige wiedergegeben.

Bei der in den Fig. 6 und 7 wiedergegebenen Ausführungsform besteht die Möglichkeit einer Fernanzeige der Durchflußmenge. Bei dieser Ausführungsform ist die Anzeige 24 mit einer — Fotowiderstandszelle 40 versehen, die den Lichtstrom einer

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Lichtquelle 42 empfängt. Zwischen dieser Fotowiderstandszelle 40 und der Lichtquelle 42 ist ein Verschluß 44 angebracht, der an der Basis der Magnetnadel 26 der Anzeige 24 angeordnet ist. Das Profil dieses Verschlusses ermöglicht *s, den Lichtstrom zu integrieren, um ihn in eine Linearanzeige auf einem Galvanometer 46 in einer Wheatstone-Brückenschaltung umzuwandeln und eine Fernanzeige der Durchflußmenge zu liefern, wobei die Lichtquelle 42 proportional zum Durchfluß vom Verschluß 44 verdunkelt bzw. rbgedeckt wird. Ein Anschluß 48 gewährleistet eine lösbare Verbindung zwischen dem Durchflußmengenregler und der Fernanzeige 46.

Der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler verwendet eine magnetische Übertragung des Ablesesignales der Anzeige, die sich an der Vorrichtung oder im Abstand von dieser befindet, und bietet die Möglichkeit, den Durchflußmengenregler mit den verschiedenen folgenden Kombinationen zu verwenden:

1) sichtbare Überwachung des hindurchfließenden Fluids durch Ablesung der Skala der optischen Anzeige 24 und Betätigung eines elektrischen Kontaktes 36, was eine Überwachung eines vorgegebenen Durchfluß-Sollwertes ermöglicht;

2) elektrische Überwachung mit dem Kontakt 36 und Fernablesung ) der Durchflußmenge mit der Fernanzeige 46»

3) visuelle elektrische Überwachung mit dem Kontakt 36;

4) visuelle Überwachung nur auf der Vorrichtung mit Hilfe der optischen Anzeige 24 allein;

5) visuelle Überwachung nur auf Distanz mit der Fernanzeige 46.

Der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler ermöglicht darüberhinaus eine Standardisierung der Geräte, die gewünschtenfalls mit einer visuellen Anzeige ausgerüstet sein können oder nicht, während die bisher bekannten Durchflußmengenregler entweder zu dem einen Typ oder zum anderen Typ gehören,oder daß die — Möglichkeit der Modifikation besteht. Die oben beschriebene

Kombination ermöglicht es, die Lagervorräte zu reduzieren und einen besseren Herstellungspreis zu erzielen.

Außer den üblichen Anwendungen von Durchflußmengenreglern kann der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler In einer miniaturisierten Ausführungsform aus Kunststoff In Filteranordnungen bei der Dialyse von künstlichen Nieren verwendet werden.

( Eine weitere Anwendung, insbesondere der im Zusammenhang mit

den Fig. 6 und 7 beschriebenen Ausführungsform_/ermöglicht die Abgabe des Durchflußmengenwertes in Liter pro Minute, wobei dieser allgemeine Anwendungsbereich sich beispielsweise bei Kraftfahrzeugen zur Anwendung bringen lässt, um permanent den Verbrauch an Treibstoff im Vergleich zijr Geschwindigkeit anzuzeigen, was die Verwendung des Treibstoffes unter optimalen wirtschaftlichen Bedingungen ermöglicht.

Selbstverständlich ist der erfindungsgemäße Durchflußmengenregler nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr sind eine Reihe von Abänderungen innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich. So arbeitet der

C erfindungsgemäße Durchflußmengenregler, wie aus den Zeichnun

gen erkennbar, normalerweise senkrecht, jedoch kann er auch mit einer austarierten Feder 17 (vgl. Fig. 1) ausgerüstet sein, die das Gewicht des Schwimmers 18 bei horizontalem Betrieb kompensiert.

Selbstverständlich kann auch deijschwiinmer 18 derart ausgebildet sein, daß er ein konisches oder kegelstumpfförmiges lösbares Ende 19 aufnimmt, um sein Ende der GrÖL der zu regelnden Durchflußmenge anzupassen.

- Schutzansprüche: -

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Claims (11)

»ti» 41·· ι · f 11 · * mm Q mm S c h u t ζ a η a ρ r ü c h β

1. Durchflußraengenregler mit einem Körper mit einer axialen Bohrung, durch die das In seiner Durchflußmenge zu steuernde Fluid zirkuliert und die mit einem kegelstumpfförmigen Teil für einen verschiebbaren zylindrischen Magnetkern versehen 1st, dadurch gekennzeichnet , daß die LHnge des kegelstumpfförmlgen Teiles (16) auf die Länge

( i der nutzbaren Bahn des Magnetkernes (18) begrenzt 1st, daß

der Magnetkern (18) In dem kegelstumpfförmlgen Teil (T6) von In diesem angeordneten Längsrippen (20) und von einem an den Magnetkern angeschlossenen dreieckigen Teil (22) In dem zylindrischen Teil (14) der axialen Bohrung (12) geführt und zentriert 1st, und daß er eine Magnetnadel (26) als Durchfluimengenanzelge aufweist, die dem Magnetfeld des Magnetkernes (18) ausgesetzt und In einem eigenen Gehäuse (24) angeordnet ist, wobei die Magnetnadel mit einer derartigen Geometrie ausgebildet ist, daß mit ihr eine lineare Verstärkung der Bahn des Magnetkernes anzeigbar ist.

2. Durchflußmengenregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Magnetkern (18) als ein die Magnetanordnung enthaltender Schwimmer ausgebildet ist, wobei die Magnetanordnung aus zwei Hauptmagneten (28, 30), einer magnetischen Querverbindung (32) und einem Magneten (34) zur Konzentration des Magnetfeldes mit abstoßender Polarität gegenüber dem Hauptmagneten (30) versehen ist, auf dem er montiert ist, und daß die Magnetnadel (26) der Anzeige von einer durch das Zentrum des Konzentrationsmagneten hindurchgehenden magnetischen Achse angetrieben ist.

3. Durchflußmengenregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Hauptmagneten (28, 30)

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ale Magneten mit axialer Magnetisierung ausgebildet sind.

4. Durchflußmengenregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10) mit einem elektrischen Zungenkontakt (36) verseher; ist, der von dem Magnetkern (18) betatigbar ist und mit dem ein elektrisches Signal abgebbar ist, wenn der momentane Durchfluß einen vorgeschriebenen Wert unterschreitet.

5. Durchflußmengenregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der elektrische Zungenkontakt (36) als ein von dem unteren (28) und dem oberen Hauptmagneten haltbarer und steuerbarer Kontakt ausgebildet ist.

6. Durchflußmengenregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Magneten des Magnetkernes als anisotrope Ferrite ausgebildet sind.

7. Durchflußmengenregler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt (36) in einem Verbindungsblock (38) angebracht ist, der in seiner Stellung einstellbar am Körper (10) des Durchflußmengenreglers befestigbar ist.

8. Durchflußmengenregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeige (24) mit einer Fotowiderstandszelle (40) versehen ist und ihre Magnetnadel (26) an ihrer Basis einen Verschluß (44) aufweist, dessen Profil eine derartige Form aufweist, daß der von der Fotowiderstandszelle empfangene Lichtstrom integrierbar und in eine Linearanzeige auf einem in einer Wheatstone-Brückenschaltung angeordneten Galvanometer (26) umwandelbar und damit eine Fernanzeige der Durchflußmenge

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lieferbar ist.

9. Durchflußmengenregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige Teil (16) der axialen Bohrung (12) des Körpers (10) als eine lösbare Buchse (15) ausgebildet ist, deren Konizität den jeweiligen zu steuernden Durchflußmengenwerten entsprechend wählbar ist.

10. Durchflußmengenregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine austarierte Feder (17), mit der bei horizontalem Betrieb des Durchflußmengenreglers das Gewicht des Schwimmers (18) kompensierbar ist.

11. Durchflußmengenregler nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Schwimmer (18) als ein ein konisches oder kegelstumpfförmiges lösbares Ende (19) unter Anpassung dieses Endes an den Betrag der zu steuernden Durchflußmenge aufnehmender Schwimmer ausgebildet ist.