DE7721163U1

DE7721163U1 - Induktiver durchflussmesser

Info

Publication number: DE7721163U1
Application number: DE7721163U
Authority: DE
Original assignee: TURBO-WERK FRITZ HAMMELRATH 5000 KOELN
Current assignee: TURBO-WERK FRITZ HAMMELRATH 5000 KOELN
Priority date: 1977-07-06
Filing date: 1977-07-06
Publication date: 1977-10-13

Description

VON KREISLER SCHÖNWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisle- + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln

Sg/Bn. SKBLNi 5. Juli 1977

DEICHMANNHAUS AM HAUP1CAHNHOF

TURBO-WERK Fritz Hammelrath, Hospeltstr. 5 K ö 1 η 30

Induktiver Durchflußmesser

Die Erfindung betrifft einen induktiven Durchflußmesser mit einem Rohr, das an der Rohrinnenwand zwei Elektroden aufweist, und einem Elektromagneten mit einer Spulenwicklung und zwei an das Rohr angesetzten und durch Jochstücke verbundenen Polstücken.

Die bekannten induktiven Durchflußmesser weisen ein Rohr auf, das in eine Rohrleitung eingesetzt wird. Außen an dem Rohr ist ein Elektromagnet angebracht, der mit Wechselstrom gespeist wird und ein quer durch das Rohr hindurchgehendes magnetisches Wechselfeld erzeugt. Die elektrischen Ladungsträger, die in der das Rohr durchströmenden Flüssigkeit mitgefü>rt werden, bewirken nach dem Induktionsgesetz die Entstehung einer elektrischen Spannung an den beiden Elektroden. Die Grosse dieser Spannung ist der Durchfluß-

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menge proportional.

Bei den bekannten Durchflußmeßgeräten ist um das Rohr herum ein Gehäuse angeordnet, das die magnetischen und elektrischen Bauteile enthält. Das Gehäuse ist wasserdicht gekapselt, damit durch eindringende Feuchtigkeit keine Kurzschlüsse entstehen können und Korrosion vermieden wird. Entsprechende Abdichtungen sind daher an den Durchgangsstellen des Rohres durch das Gehäuse und an den Durchführungsstellen der elektrischen Leitungen durch die Gehäusewand erforderlich. Derartige Gehäuse sind teuer und erhöhen das Gewicht des Durchflußmessers beträchtlich. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich im Gehäuseinnern leicht Kondenswasser bilden kann, das sich an den Bauteilen niederschlagen und die Funktion beeinträchtigen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen induktiven Durchflußmesser zu schaffen, der billiger und leichtgewichtiger ist als die bekannten Durchflußmesser.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an dem Rohr die Polstücke und an diesen die Jochstücke nach außen freiliegend befestigt sind.

Da bei dem erfindungsgemassen Durchflußmesser kein kapselndes Gehäuse vorgesehen ist, sondern die Polstücke und die Jochstücke sowie das gesamte Rohr freiliegen, wird gegenüber den bekannten Konstruktionen erheblich an Gewicht und an Kosten gespart. Das Rohr, die JochstUcke und die Polstücke bestehen hler aus Stahl und ,können duroh entsprechende Anstriche gegen aggressive

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Medien und Korrosion geschützt werden. Sie haben außerdem gute mechanische Eigenschaften, so daß sämtliche Teile an dem Rohr, das gleichzeitig als Halterung dient, befestigt werden können. Feuchtigkeit, die sich eventuell an den einzelnen Komponenten niederschlagen kann, kann die Messung nicht behindern. Durch die offene, gehäuselose Konstruktion wird außerdem eine beträchtliche Gewichtsersparnis gegenüber den bekannten Geräten erzielt, deren Gehäuse normalerweise aus Guß bestehen. Auch die üblicherweise erforderlichen Gehäuseabdichtungen für Rohr und Leitungsdurchführungen entfallen.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung verlaufen die zu den Elektroden führenden Leitungsdrähte in Hülsen, die an dem Rohr befestigt sind. Auf diese Weise können die Leitungsdrähte mit einfachen Hülsen gegen Feuchtigkeit und mechanische Beschädigung geschützt werden.

Zweckmässigerweise verlaufen die Zuleitungsdrähte zu den Elektromagneten in einer Hülse, die an einem Jochstück bzw. an dem Rohr befestigt ist. Damit können auch diese Zuleitungsdrähte hinreichend geschützt werden, ohne daß es eines besonderen Gehäuses bedarf.

Das Rohr, durch daß das Magnetfeld quer hindurchgeht, muß natürlich aus nicht magnetisierbarer!] Material bestehen. Hierzu eignen sich besonders nicht magnetisierbare Stahllegierungen, die schweißbar sind, so daß die Polstücke des Elektromagneten unmittelbar an dem Rohr ange-

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schweißt werden können. Auch die Hülsen können an dem Rohr bzw. an seitlichen Ansätzen des Rohres angeschweißt sein, so daß zusätzliche Dichtungsmittel entfallen und eine mechanisch feste Verbindung gewährleistet ist.

.5 In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Spule des Elektromagneten, die vorzugsweise vergossen und daher allseitig vollkommen eingeschlossen ist, von einer Seite her auf eines der Polstücke aufsteckbar sein. Hierdurch ergibt sich eine einfache Montage der verschiedenen starren und unanfälligen Bauteile.

An dem Rahmen kann ferner ein gekapseltes Gehäuse befestigt sein, das die elektrischen Bauteile enthält und in das die Hülsen abdichtend hineinführen. In dem Gehäuse ist die Auswerteelektronik untergebracht, die selbstverständlich gekapselt werden muß. Als Gehäuse kann ein handelsübliches elektrisches Schutzgehäuse verwendet werden, das nicht eigens auf die Abmessungen und die speziellen Anforderungen des Durchflußmeßgerätes abgestimmt sein muß.

Im folgenden wird ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Stirnansicht des Durchflußmessers aus Richtung der Linie I-I in Figur 2,

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht und Figur J5 eine Draufsicht.

Das Rohr 10 des Durchflußmessers besteht aus nicht magnetisierbarer!! Stahl und weist an seinen beiden Enden

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Flansche 11,12 auf, die zum AnscMuß des Rohres 10 an ein Rohrleitungssystem dienen. Das Rohr 10 hat im vorliegenden Fall runden Querschnitt und ist mit einer Isolationsschicht ausgekleidet. Es v/eist an der Rohrinnenwand zwei Elektroden 13,14 auf, die gegenüber dem Rohrniaterial isoliert angebracht sind und einander In Höhe des horizontalen Rohrdurchmessers gegenüberliegen. Jede dieser Elektroden 13,14 1st über einen Leitungsdraht 15,16 mit dem Eingang der (nicht dargestellten) elektronischen Auswerteschaltung verbunden, die in dem Gehäuse 17 feuchtigkeitsdicht eingeschlossen untergebracht ist. In Höhe der Elektroden sind an das Rohr 10 Rohrstutzen 18,19 angeschweißt, durch die die Drähte 15,16 hindurchgehen, und an jeder der Rohrstutzen ist eine Hülse 20,21 angeschweißt, die ein Schutzrohr für den betreffenden isolierten Leitungsdraht 15,16 bildet. Die Hülsen 20,21 ragen abdichtend in das Gehäuse 17 hinein, so daß die Leitungsdrähte 15,16 von den Elektroden 13,14 bis in das Innere des Gehäuses 17 hinein vollständig innerhalb der Rihrstutzen 18,19 bzw. in den Rohren 20 und geschützt sind.

Das senkrecht zur Rohrachse verlaufende Magnetfeld wird von der Spule 22 erzeugt, die mit vertikaler Achse oberhalb des Rohres 10 angeordnet ist und ein rechteckiges Jochstück 23 enthält. Ein weiteres Jochstück 24 befindet sich auf der gegenüberliegenden (unteren) Rohrseite. Beide Jochstücke 23 und 24 sind an dem Rohr 10 festgeschwießt.

Zur Erzeugung des magnetischen Rückschlusses sind die Polstücke 23,24 über ein Zwischenstück 25 und vier Joch-

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stUoke 26,27,28,29 miteinander verbunden. Das Verbindungsstück 25 liegt gemäß Figur 3 mit parallel zur Rohrachse verlaufender Längsachse auf dem Polstück auf, wo es mit Schrauben befestigt istt Auf den in Rohrlängsrichtung überstehenden Enden des Zwischenstückes 25 sind die Jochstücke 26 und 27 bzw. 28 und 29 befestigt. Die Jochstücke 26 und 20 und die Jochstücke 27 und 29 verlaufen jeweils parallel mit Abstand nebeneinander. Jedes der Jochstücke hat die Form eines um 90° gekippten U. Die Jochstücke 26 und 27, die nur durch die Spalte 30 und 31 an ihr-en Stirnseiten voneinander getrennt sind, bilden einen nahezu geschlossenen Rahmen. Dasselbe gilt für die Jochstücke und 29.

An der Unterseite des Rohres 10 sind sämtliche vier Jochstücke durch das untere Polstück 24, das etwa dieselbe Längenausdehnung hat wie das Zwischenstück 25, miteinander verbunden.

Die Spule 22 ist in einem Epoxydharz vergossen, so daß ihre Wicklung vollständig eingeschlossen und geschützt ist. Die Zuleitungsdrähte 32,33 verlaufen durch eine Hülse 34 hindurch, die unmittelbar in den Spulenkörper eingegossen ist und in das Gehäuse 17 hineinführt.

Das Gehäuse 17 befindet sich auf der der Spule 22 gegenüberliegenden Seite des Rohres 10. Die Durchführungen, durch die die Hülsen 20,21 und 34 in das Gehäuse hineingeführt sind, sind abdichtend ausgeführt, so daß die

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elektrischen Bauteile im Innern des Gehäuses 17 geschützt sind.

Da die Spule 22 mit niederfrequentem Wechselstrom betrieben wird, dessen Frequenz beispielsweise 0,8 Hz beträgt, können massive Polstücke 23 und 24 sowie Joche 26,27,28,29 verwendet werden, so daß eine Lamellierung nicht erforderlich ist. Hierdurch werden Konstruktion und Montage des Gerätes erheblich vereinfacht.

Da das gesamte Gerät in offener Bauweise, d.h. ohne umschließendes Gehäuse ausgeführt ist, kann der Durchflußmesser auch für heiße Medien angewandt werden, ohne daß ein Wärmestau auftritt. Die Magnetspule, der magnetische Kreis und die Elektroden sind jeweils für sich dermaßen geschützt aufgebaut, daß sich ein zusätzliches Gehäuse erübrigt. Vorzugsweise erfolgt die Speisung der Spule mit niederfrequentem Strom mit dreieckförmigem Kurvenverlauf.

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Claims

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Ansprüche

< 1. Induktiver Durchflußmesser, mit einem Rohr; das an der Rohrinnenwand zwei Elektroden aufweist und mit einem Elektromagneten mit einer Spulenwicklung und zwei an das Rohr angesetzten und durch Jochstücke verbundenen Polstücken, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rohr(lO) die Polstücke (23,24) und an diesen die Jochstücke (26,27, 28,29) nach außen freiliegend befestigt sind.

2, Induktiver Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Elektroden (13,1¹O führenden Leitungsdrähte (15,16 in Hülsen (20,21) verlaufen, die an dem Rohr (10) über Stutzen (l8,19) befestigt sind.

3- Induktiver Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsdrähte (32,33) zu dem Elektromagneten (22) in einer Hülse

(34) verlaufen, die an einem Jochstück bzw. a^v; dem Rohr (10) befestigt ist.

4. Induktiver Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (22) des Elektromagneten einseitig auf eines der Polstücke (23) aufgesteckt ist.

5. Induktiver Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Jochstücken (26 bis 29) ein gekapseltes Gehäuse (I7) befestigt ist, das die elektrischen Bauteile enthält und in das die Hülsen (20,21,34) abdichtend hineinführen.

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6. Induktiver Durohflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (23,24,25) sowie die Joche 26-29 aus Vollmaterial bestehen und daß die Polstücke an dem Rohr (10) angeschweißt sind.

7. Induktiver Durchflußmesser nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (20,21) an seitlichen Stutzen (18,19) des Rohres angeschweißt sind.

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