DE8222642U1

DE8222642U1 - Vorrichtung zur durchflussmessung von fluessigkeiten

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Publication number: DE8222642U1
Application number: DE19828222642
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-11
Filing date: 1982-08-11
Publication date: 1982-11-18

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten, welche einen im Flüssigkeitsstrom angeordneten, allseits umströmten zylindrischen Körper enthält, der auf seiner Stirnseite einen konischen Fortsatz trägt, mit etwas Spiel und axial beweglich in einem zylindrischen Käfig mit wenigstens 3 Käfigstäben angeordnet ist, wobei die zu messende Flüssigkeit axial zugeführt und durch den Zwischenraum zwischen konischem Fortsatz und Käfigring in den sich erweiternden Zwischenraum zwischen den Käfigstäben geleitet wird und die durch Strömungskräfte bewirkte Verschiebung des zylindrischen Meßkörpers als Maß für die durchzufließende Flüssigkeitsmenge dient.

Derartige Vorrichtungen, die auch als Meßvorrichtungen nach dem Schwebekörperprinzip bezeichnet werden, sind seit vielen Jahren für die Durchflußmessung von Flüssigkeiten bekannt. Aufgabe der Neuerung ist es, eine verbesserte konstruktive Gestaltung aufzuzeigen, bei der durch einfache Maßnahmen ohne nennenswerten Mehraufwand auch bei verhältnismäßig kurzer Baulänge die Lage des die Durchflußmenge anzeigenden Meßkörpers stabilisiert wird, wodurch die bei verhältnismäßig kurzer Ausführungsform häufig in Betrieben auftretende Klappergerausche vermieden und die Ablösung des jeweils angezeigten Durchflußwertes erleichtert ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß den Schutzansprüchen.
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In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Neuerung beschrieben.

Beim Gegenstand der Neuerung ist das der Abflußseite zugewandte Ende des Schwimmkörpers außen konisch verjüngt und dieser weist einen rotationssymmetrischen Hohlraum auf, der durch wenigstens 3 nahe dem hinteren Ende befindliche Öffnungen mit der Außenseite und durch eine an der Hinterseite befindliche Öffnung mit der Außenseite kommuniziert. Die Innenseite des wahlweise herausnehmbaren ausgebildeten Käfigs zur Aufnahme des Meßkörpers ist als eine zur Längsachse rotationssymmetrische konische Fläche ausgebildet, deren Achsabstand in Strömungsrichtung zunimmt.

Da die Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten nicht nur als Meßgerät, sondern auch gleichzeitig als sogenannter Strömungswächter benutzt werden soll, welcher bei Unterschreiten einer vorgegebenen Durchflußmenge die Betätigung von Schaltkreisen ermöglicht, ist eine gute Stabilisierung der Lage des Schwimmkörpers auch für eine exakte Auslösung dieser elektrischen Schaltvorgänge notwendig, und es werden durch etwaiges Pendeln des Schwimmkörpers in senkrechter Richtung ausgelöste Fehlschaltungen mit Sicherheit vermieden.

Der Meßkörper weist in seinem mittleren Bereich zwei vorzugsweise zylindrische Bereiche von verschiedenem Durchmesser auf, wobei die zylindrische Zone mit kleinem Durchmesser näher der Zuflußseite und die Zone mit größerem Durchmesser näher der Abflußseite angeordnet ist.

Die Führung der zu messenden Flüssigkeit wird zusätzlich verbessert durch die im Käfig befindlichen sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitze, die am unteren Ende von innen nach außen abwärts abgeschrägt sind.

Für die Stabilisierung der Lage des Meßkörpers in der ihn umgebenden Strömung ist es ferner günstig, wenn der am hinteren, der Abflußseite zugewandten Ende des Meßkörpers

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befindliche Hohlraum sich vom Bereich der sich zwischen den Längsstegen befindlichen Schlitze noch in der der Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung erstreckt.

Für die Stabilisierung der Lage des Meßkörpers ist es außerdem vorteilhaft, wenn das der Abflußseite zugewandte Ende des Meßkörpers sowohl auf der Außenseite als auch auf der Innenseite konisch ausgebildet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Meßkörper als Kohlzylinder ausgebildet und enthält in seinem dem Zufluß zugewandten, einen geringeren Durchmesser aufweisenden Bereich einen oder mehrere axial magnetisierte Magnete und in seinem der Abflußseite zugewandten, einen größeren Durchmesser aufweisenden Bereich einen oder mehrere axial magnetisierte Magnete, deren magnetische Kraft wesentlich größer ist als die der erstgenannten Magnete.

im nachstehenden wird die Neuerung in Verbindung mit den Figuren beschrieben. Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Gehäuse der Vorrichtung mit eingesetztem Käfig.

Figur 2 zeigt den aus dem Gehäuse herausgehobenen Käfig im Längsschnitt.

Figur 3 zeigt den Meßkörper in axialer Länge schräg von oben.

Figur 4 zeigt den Meßkörper in Längsschnitt.

Figur 5 zeigt einen um 90° gedrehten Längsschnitt von Figur 1 mit angebautem Schalter.

Figur 6 zeigt schematisch die Anordnung der Vorrichtung mit den zugehörenden elektrischen Anschlußleitungen.

Die in Figur 1 abgebildete Vorrichtung zur Durchflußmessung besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 1, an welchem unten und oben die Zufluß- bzw. Abflußleitung mittels entsprechender Verschraubungen 2 befestigt ist.

Das mit vertikaler Achse angeordnete Gehäuse 1 enthält einen Käfig 3, der im wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist, weicher vier· sich in axialer Richtung erstreckende gleichmäßig entlang des Umfangs verteilte Längsschlitze 4 aufweist.

Die Längsschlitze 4 sind in dem der Zuflußseite zugewandten Bereich 5 entgegen der Strömungsrichtung der Flüssigkeit verjüngt. Zwischen den Schlitzen befinden sich Längsstäbe 6, die oben und unten durch eine Ringzone 7 miteinander verbunden sind, wie es insbesondere in Figur 2 gezeigt ist. Der der Zuflußseite bzw. der Ringzone 7 zugewandte Rand der Längsschlitze 4 ist von außen nach innen abgeschrägt, wie es in Figur 2 wiedergegeben ist=

Die Innenseite des Käfigs 3 ist rotationssymmetrisch schwachkonisch ausgebildet und der Innendurchmesser nimmt in Richtung nach unten etwas ab. Im Inneren des Käfigs 3 ist der Meßkörper 7 angeordnet, welcher aus einer im wesentlichen zylindrischen Metallhülse 9 besteht, deren mittleren Bereich 10 einen größeren Durchmesser hat als der nach unten anschließende Bereich 11.

In Figur 3 ist der Meßkörper nochmals isoliert abgebildet. Sein unteres Ende besitzt einen kegelstumpfartigen Ansatz 13, während im oberen, der Abflußseite zugewandten

Ende ein Hohlraum sich an die Öffnung 15 anschließt, der durch wenigstens drei Öffnungsschlitze 14 nach der Seite zu und durch die Öffnung 15 nach oben mit der den Meßkörper 7 im Betriebszustand umgebenden Flüssigkeit in Verbindung steht. Zwischen den Schlitzen 14 befinden sich Längsstege 16. Im Inneren des Meßkörpers 8 ist, wie in Figur 4 gezeigt, ein in axialer Richtung magnet!sierter zylindrischer Magnet 18 und über diesem ein wesentlich stärkerer in axialer Richtung magnetisierter zylindrischer Magnet 18- angeordnet, der nach oben gegen den Hohlraum durch eine Halteplatte 19 flüssigkeitsdicht abgedeckt ist.

Figur 5 zeigt die Vorrichtung von einer anderen Seite mit dem am Gehäuse 1 befestigten Gehäuse 23 des Schutzgaskontaktschalters 20. Durch vertikale Verschiebung des Gehäuses 23 des Kontaktschalters 20 am zylindrischen Gehäuse 1 kann jeweils eingestellt werden, in welcher Stellung bzw. bei welcher Durchlaßmenge der Meßkörper 8 den Schalter 20 ein- oder ausschaltet. Die übrigen Teile der Figur 5 zeigen die in Figur 1 bereits angegebene und beschriebene Anordnung und Ausbildung des Käfigs 3 im zylindrischen Gehäuse.

Bei der in Figur 6 vereinfacht dargestellten Anordnung der Vorrichtung soll die durch die Rohrleitung 21 in Pfeilrichtung fließende Flüssigkeitsmenge gemessen und überwacht werden. Zu diesem Zweck ist die neuerungsgemäße Vorrichtung in die Rohrleitung eingebaut. Die Vorrichtung weist auf einer Seite ein Schauglas mit entsprechender Skala auf, auf welcher die jeweilige Durchflußmenge mittels des in Figuren 3 und 4 wiedergegebenen Meßkörpers 8 angezeigt wird.

Bei Unterschreiten einer vorgegebenen Durchflußmenge wird ein Schalter 20 betätigt und die Kontroll-Lampe 22 erlischt.

Sobald Flüssigkeit durch die Rohrleitung 21 in Richtung des Pfeils strömt (Fig. 6), wird der innerhalb des Käfigs 3 mit knappem seitlichem Spiel gelagerte Meßkörper 8 angehoben und die Flüssigkeit umspült allseits den kegelstumpf- | artigen Fortsatz 13 und anschließend die Bereiche 10 und 11 des Meßkörpers 8.

Ein Teil der Flüssigkeit strömt durch die Schlitze 4 nach oben. Von der nach oben strömenden Flüssigkeit gelangt ein Teil durch die Schlitze 14 in den Hohlraum des Meßkörpers und fließt durch die Öffnungen 15 nach oben ab. Hierdurch wird eine außerordentlich wirksame Stabilisierung der Lage des in der Flüssigkeit schwebenden Meßkörpers 8 erreicht.

Infolge der besonderen Formgebung der Längsschlitze 4 in ihrem unteren Bereich 5 wird bewirkt, daß bei größerer Durchflußmenge der Meßkörper 8 stärker angehoben wird als bei kleinen Durchflußmengen. Infolgedessen ist die relative Stellung des Meßkörpers 8 im Käfig 3 ein genaues und reproduzierbares Maß für die Durchflußmenge und eine am Meßkörper angebrachte Marke zeigt auf der am Schauglas des zylindrischen Gehäuses 1 befestigten Skala die jeweilige Durchflußmenge an.

Sobald die strömende Flüssigkeit einen vorgegebenen einstellbaren Mindestwert erreicht und der Meßkörper 8 die entsprechende Stellung eingenommen hat, wird von den im Schwimmkörper befindlichen Magneten 17,18 der als Schutzgaskontakt (Rith-Kontakt) ausgebildete Schalter 20 geschlossen. Diese Kontroll-Lampe 22 leuchtet auf und gegebenenfalls werden durch die anliegende Spannung nun neue Impulse weitergeleitet, weil jetzt sichergestellt ist, daß die benötigte Durchflußmenge (Mindestmenge) hindurchfließt. Um zu verhindern, daß bei einer zu großen Durchflußmenge der Schwimmkörper 8 so hoch angehoben wird,

daß die Magnete 17,18 den Schalter 20 nicht mehr genügend beeinflussen können, ist am oberen Ende des Käfigs 3 ein Anschlagstift 7a vorhanden, welcher den Hub des Meßkörpers 8 nach oben begrenzt.
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- Verringert sich die Durchflußmenge, dann sinkt der Meßkörper 8 tiefer, und bei Unterschreiten der vorgegebenen Mindestsollmenge wird der Schalter 20 geöffnet und die Kontroll-Lampe 22 erlischt und es können durch die unterbrochene elektrische Verbindung entsprechende Steuersignale ausgelöst werden.

Durch vertikale Verschiebung des den Schutzgaskontaktschalter 20 enthaltenden Schaltgehäuses 23 kann jeweils eingestellt werden, bei welcher gewünschten Durchflußmenge der Meßkörper 8 in Schalter 20 betätigt.

Die Neuerung bietet den besonderen Vorteil, daß bei kurzer Baulänge der Vorrichtung ein verhältnismäßig großer Meßbereich erfaßt und auch große Durchflußmengen wirksam gesteuert und kontrolliert werden können.

Bei einer Gesamthöhe von nur 175 mm ist ein Meßbereich von 5 - 100 l/Minute einwandfrei zu messen. Diese kurze Baulänge ist für die Praxis von großer Bedeutung weil häufig nur wenig Rohrlänge für den Einbau derartiger Kontrollgeräte zur Verfügung steht.

j Durch die konstruktive Gestaltung der Neuerung wird ferner erreicht, daß der Meßkörper 8 ruhig in der Flüssigkeit schwebt und weder in vertikaler noch in horizontaler Richtung Pendel- bzw. Schaukelbewegungen ausführt. Dies erleichtert die Ablesung des Durchflußwertes und ein Pendeln um den Schaltpunkt wird weitgehend vermieden.

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3ezugszeichenliste

1 zylindrisches Gehäuse

2 Versehraubungen

3 Käfig

4 Längsschlitze

5 verjüngter Bereich der Längsschlitze

6 Längsstäbe

7 Ringzone

7a Anschlagsstift für Meßkörper

8 Meßkörper

9 Metallhülse des Meßkörpers

10 Bereich größeren Durchmessers

11 Bereich kleineren Durchmessers 12

13 unterer Abschlußbereich, kegelstumpfförmig

14 Öffnungsschlitze

15 obere Öffnung

16 Längsstege 17,18 Magnete

19 Halteplatte für Magnete

20 Schutzgaskontaktschalter

21 Rohrleitung

22 Kontroll-Lampe

23 Gehäuse des Schutzgaskontaktschalters

Claims

Patentanwälte

Dr. Michael Hann

Dr. H.-G. Sternagel

Marburger Straße 38

Gießen (1515) St/Pr

Klaus Kobold, Sodener Straße 120, 6233 Kelkheim

Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten

Schutzansprüche :

Vorrichtung zur Durchflußmessung von Flüssigkeiten, wobei in einer Meßrohrstrecke im Flüssigkeitsstrom ein allseits umströmter zylindrischer Meßkörper mit etwas Spielraum und axial beweglich in einem zylindrischen Käfig mit mindestens 3 Käfigstäben angeordnet ist und die zu messende Flüssigkeit axial zugeführt und durch den Zwischenraum zwischen Käfigring und einem konischen Ansatz des Meßkörpers hindurchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß das der Abflußseite zugewandte, eine konstante Breite aufweisende Teilstück jedes Käfigstabes (6) des Käfigs (3) länger ist als das der Zuflußseite zugewandte, sich verjüngende Teilstück der Käfigstäbe (6) und der Käfig (3) aus der Vorrichtung herausnehmbar ausgebildet ist,
daß der Meßkörper (8) in seinem mittleren Bereich zwei zylindrische Bereiche (10,11) mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser aufweist, wobei der Bereich mit kleinem Durchmesser (11) der Zuflußseite und der mit größerem Durchmesser (10) der Abflußseite zugewandt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (8) als Hohlzylinder (9) ausgebildet ist und in beiden Durchmesserbereichen (10,11) ein oder mehrere axial magnetisierte Magnete (17,18) angeordnet sind, wobei die magnetische Kraft der Magnete (17,18) des größeren Durchmesserbereiches (10) wesentlich größer ist als die des kleinen Durchmesserbereiches (11).
3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der Abflußseite zugewandte Ende des Meßkörpers (8) sowohl auf der Außen- als auch auf der Innenseite konisch ausgebildet ist.