DE8804848U1

DE8804848U1 - Vorrichtung zur Überwachung der Strömung flüssiger oder gasförmiger Medien

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Publication number: DE8804848U1
Application number: DE8804848U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-30
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1988-06-23

Description

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Beschreibung

Vorrichtung zur überwachung der Strömung flüssiger oder gasförmiger Medien in einer Rohrleitung.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur überwachung der Strömung flüssiger oder gasförmiger Medien in einer Rohrleitung, bestehend aus einem Gehäuse und ei nt ti darin entgegen einer Rückstellkraft beweglich gelagerten Steuerelement zum Auslösen von Schaltvorgängen.

Is sind Strömungswächter bekannt, die in Rohrleitungen ein- bzw. an solche angebaut sind und den Zweck haben, bei über- bzw. Unterschreiten einer vorher festgelegten Durchflußmenge •ine entsprechende Schaltfunktion auszulösen. Hierzu wird im Strömungsgang des Jeweiligen Mediums ein Stau- oder Schwebekörper beweglich angeordnet, der entsprechend der jeweiligen Durchflußmenge eine Auslenkung bzw. Verschiebung erfährt, wobei entweder unmittelbar auf mechsriischeja Wege ein Schalter betätigt wird oder berührungslos beispielsweise auf kapazitivem oder induktivem Wege ein solcher betätigt wird.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 71 18 660 ist ein Strömungswächter für flüssige Medien bekannt, bei welchem im Strömungsgang des Mediums ein Schwebekörper angeordnet ist, der unter Freigabe eines Durchflußquerschnittes entsprechend der jeweiligen Durchflußmenge entgegen der Rückstellkraft einer Feder angehoben wird. Die Fedar wird während des ßrömungsvorganges von dem jeweiligen Medium umspült.

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Eine Schaltfunktion wird durch einen Magneten bewirkt, der im

oberen Bereich des Schwebekörpers angeordnet ist und das |' Schließen eines Stromkreises bewirkt. Nachteilig bei einem % derartigen Strömungswächter ist, daß das Langzeitverhalten fs

des Schaltpunktes von den Eigenschaften der eingesetzten [-Feder abhängig ist. Dieses Langzeitverhalten wird außerdem sowohl von Korr-osionserscheinungen als auch von Ablagerungen von Substanzen beeinflußt, die in dem strömenden Medium

enthalten sind. Hierdurch werden die I

i, Elastizitätseigenschaften der Feder und damit die Auslenkung |

des Schwebekörpers und somit die Lage des Schaltpunktes &iacgr;

beeinflußt. Weitere, kaum kalkulierbare Einflüsse gehen von I der Materialermüdung der Feder aus, welche in bestimmten j Zeitabständen zumindest ein Nachjustieren des Strömungswächters zur Erzielung definierter Schaltpunkte unerläßlich macht.

Aus der DE-AS 16 48 014 ist ein weiterer Strömungswächter bekannt, bei dem in ähnlicher Weise wie oben beschrieben ein Schwebekörper durch das zu überwachende Medium entgegen der Wirkung einer Federkraft ausgelenkt wird. Der Schwebekörper ist hierbei als Hohlkörper ausgebildet und längs eines Rohres geführt, in dessen Innenraum die die Rückstellkraft für den Schwebekörper erzeugende Feder angeordnet ist. Zwar ist die Feder bei dieser Ausgestaltung gegenüber dem strömenden Medium weitestgehend geschützt angeordnet, es müssen jedoch WerkstoffVeränderungen, sei es durch Korrosion oder Materialermüdung wiederum zumindest durch Nachjustieren ausgeglichen werden.

Es ist darüberhinaus ein Strömungswächter bekannt, bei dem der Staukörper durch das zu überwachende Strömungsmedium entgegen der durch zwei gegenpolige Magneten aufgebauten Mägnetkeäft äUsgelenkt wird.

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Hierbei ist. der eine Magnet, an dem einen Ende des Staukörpers angebracht, der andere Magnet korrosspondierend hierzu im Gehäuse. Die Rückstellkraft wird hierbei also nicht, im Gegensatz zu dem bekannten Strömungswächtern durch eine Rückstellfeder bewirkt, deren Schaltverhalten stark von äußeren Einflüssen abhängig ist, sondern von Magnetkräften, die Über lange Zeiträume unverändert bleiben.

Aber selbst durch diese Ausbildung konnte nicht verhindert werden, daß ein derartig ausgebildeter Strömungswächter seine Aufgabe schon nach kurzer Zeit nur noch sehr ungenügend wahrnahm. Bedingt durch die Temperaturdifferenz zwischen dem in der Rohrleitung fließenden heißen Medium und dem Relativmedium im Gehäuse entsteht ein Sog von dem Rohr in das Gehäuse. Hierbei findet ein ständiger Wasseraustausch zwischen Rohr und Gehäuse statt. Hierin liegt der Grund dafür, daß insbesondere bei kalkhaltigem Wasser sich Zinkkarbanote in der im Gehäuse angeordneten Lagerstelle für den Staukörper ablagern, die schon nach kurzer Zeit die Beweglichkeit des Staukörpers stark behindern und hierdurch, wie bereits ausgeführt, ein vorher eingestellter Schaltpunkt nicht mehr erreicht werden kann. Ganz abgesehen hiervon dringen auch von dem strömenden Medium mitgeführte Magnetteilchen in das Gehäuse ein und beeinflussen das Schaltverhalten nachteilig dadurch,daß sich diese an den Magneten ablagern*

Der Erfindung lag demzufolge die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile, eine Vorrichtung zur überwachung der Strömung flüssiger oder gasförmiger Medien zu konzipieren, welche ein langzeitstabiles Schaltverhalten, insbesondere die Unveränderlichkeit

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der Lage des Schaltpunktes, der Meßempfindlichkeit und sonstiger, die Brauchbarkeit dieser Vorrichtung für

&Idigr; Überwachungszwecke beeinflussender meßtechnischer Parameter

gewährleistet. Insbesondere soll aber der ständige Austausch des Mediums zwischen Rohrleitung und Gehäuse vermieden werden.

Dies wird erfindungsgemsß dadurch erreicht, daß das Steuerelement mittels eines Lagerrings beweglich im Gehäuse gelagert ist und daß vor dem Lagerring zur Strümungsseite ein Stttimungshtimmer angeordnet ist.

Hierdurch wird erreicht, daß ein nur minimaler Wasseraustausch zwischen dem Gehäuse und der Rohrleitung erfolgt, so daß weder die oben beschriebenen nachteiligen Ablagerungen entstehen noch Schmutzpartikel insbesondere keine Eis.?npartikel oder Salzpartikel aus dem strömenden Medium in das Gehäuse gelangen können.

Nach einer besonderen Ausführungsform besteht das Steuerelement aus einem Hebel, an dessen einem »trömungsseitigen Ende ein als Prallplatte oder Ptallkugel Ausgebildeter Prallkörper und an dessen anderem Ende ein Hagnet angeordnet ist. Bei der Wahl dieser Ausführungsform dient der Magnet dazu, bestimmte Schaltvorgänge auszulösen, beispielsweise einen Reedschalter zu betätigen. Der Magnet kann aber auch eine weitere Funktion ausüben, nämlich in lusammenarbeit mit einem im Gehäuse angeordneten zweiten gegenpoligen Magneten (Gegenmagnet) eine Magnetkraft aufbauen, die in diesem Falle die Rückstellkraft darstellt, entgegen der der Hebel durch die Strömung des Mediums •usgelenkt wird«

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Eine Änderung der Dichte bzw. Viskosität des strömenden Mediums kann es erforderlich machen, die Rückstellkraft und damit den Schaltzeitpunkt entsprechend anzupassen. Dies wird nach einem besonderen Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß der Abstand zwischen den beiden Magneten einstellbar ist. Hierzu xst der Gegenmagnet in einer Bohrung eines um das Genaues gelegten Ringes angeordnet. Der Abstand zwischen den beiden Magneten ist nun dadurch veränderbar, daß entweder der Ring mit dem Gegenmagneten auf dem Gehäuse verschiebbar ist,

verschoben wird.

&iacgr; oder aber der Gegenmagnet in der Bohrung des Rittes selbst

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, besteht das Steuerelement und der Lagerring aus Kunststoff vorzugsweise einem Hartkunststoff. Diese Ausbildung bietet noch zusätzliche Sicherheit gegen die Ablagerung von Zinkkarbonaten zwischen Hebel und Lagerring. Darüber hinaus wird auch die Sogwirkung zwischen der Rohrleitung und dem Gehäuse vermindert, weil - bedingt durch die geringere Wärmeleitfähigkeit des aus Kunststoff hergestellten Steuerelements - die Erwärmung des Mediums im Gehäuse geringer ist. Die Ausbildung des Steuerelements aus Kunststoff hat darüber hinaus den Vorteil, daß dieses aufgrund des geringeren Gewichtes gegenüber einem Steuerelement aus Metall leichter anspricht.

Nach einer bevorzugten AuisfUhrungsform ist der Strömungshemmar ringförmig ausgebildet, wobei er auf seinem äußeren Umfang eine umlaufende Kerbe aufweist.

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Durch diesen StrömUhgshemmsr/ insbesondere durch die Ausbildung des Strämungshemmers mit umlaufender Kerbe wird der Flüssigkeitsaustaüsch zwischen Rohrleitung und Gehäuse weitgehend vermieden* Um einen festen Sitz des Strömungshemmers zu gewährleisten befindet sich dieser in einer auf dem Hebel umlaufenden Nut.

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Strömungshemmer als biegsame Scheibe ausgebildet, die ungefähr dem Durchmesser des Lägerrings entspricht, wobei die Scheibe aus Weichkunststoff, vorzugsweise aus einem Silikonkautschuk besteht. Nach einem besonderen Merkmal dieser Ausbildungsform bildet die Scheibe einen Teil einer Dichtungseinheit, die aus dem Lagerring besteht, einer Gegenscheibe aus Hartkunststoff und einem O-Ring^ wobei der O-Ring in einer auf der Gegenscheibe angeordneten kreisförmigen Nut lagert. Durch diese AusfUhrUngsform ist die absolute Dichtheit zwischen Gehäuse und Rohr gewährleistet.

Lediglich zum Zwecke des Druckausgleichs befindet sich in der aus Weichkunststoff hergestellten Scheibe ein kleines Loch, das auch in dem Lagerring angeordnet sein kann.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der Lagerring durch eine Achse mit dem Hebel gelenkig verbunden, wobei die öffnung im Lagerring für den Hebel mindestens an einer Seite, vorzugsweise jedoch an beiden Seiten, konisch ausgebildet ist, um die Beweglichkeit des Hebeis in dem Lagerring zu gewährleisten. Die Achse selbst lagert in einer Teflonhülse.

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In der Zeichnung sind zwei beispielsweise AUsfÜhrUngsförmen eines Strömungswächters dargestellt.

Fig. i zeigt eine erste AusfÜhrungsform mit einem

ringförmig ausgebildeten Strömungshemmer; Fig. 2 zeigt eine zweite AuSführüngsförm, wobei der

Strömungshemmer als Scheibe ausgebildet ist; Fig. 3 zeigt die Einzelheit X gemäß Fig. 2 in

Vergrößerung;
Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab die Ausbildung

des Strömungshemmers in Fig. 1 (Einzelheit Y).

Gemäß Fig. 1 ist das Gehäuse, in dem das insgesamt mit 2 bezeichnete Steuerelement lagert/ mit 1 bezeichnet. Dieses Gehäuse 1 ist mit dem Rohr 3, durch das das Medium strömt, durch eine überwurfmutter 4 fest verbunden und befindet sich demzufolge außerhalb der Rohrleitung. Das insgesamt mit 2 bezeichnete Steuerelement besteht aus einem Hebel 2a, der an «einem einen strömungsseitigen Ende eine Prallplatte 2b bzw. eine PrällkUgel 2d aufweist. Die Verwendung einer Prallkugel gegenüber einer Prallplatte hat den Vorteil, daß diese bedingt durch den höheren Auftrieb, der aus der Verwendung von Kunststoff, z.B. PVDF resultiert, schneller auf Strömungsveränderungen reagiert. Die Prallplatte bzw. Prallkugel reicht in das vom Medium durchströmte Rohr 3 hinein; am anderen Ende des Hebels 2a befindet sich der Magnet 2c, a&t ■it dem Schalter 5 elektrischer, pneumatischer, oder hydraulischer Art zusammenarbeitet. Der Schalter- B_r der bei elektrischer Betätigung als Reed-Relais ausgebildet ist, ist hierbei oberhalb des Magneten 2c in einer Kapsel im Gehäuse angeordnet.

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Schaiter pneumatischer Art kommen insbesondere dann zürn Einsatz _f Herin Funkenbildung vermieden weiden soll.

Um das Gehäuse i ist ein Ring 13 mit einer Bohrung 14 zur Aufnahme des Gegenmagneten 15 angebracht, der mit dem Magneten 2c zusammenarbeitet« Dieser Ring 13 ist verschieblich auf dem Gehäuse 1 angeordnet. Durch Verschiebßn üee Ringes 13 auf dem Gehäuse wird der Abstand zwischen den oeiden Magneten 2c, 15 und somit auch die urone der Rückstellkraft verändert. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, den genauen Schältpuhkt der Dichte bzw. Viskosität des Strömungsmediums anzupassen.

Eine Veränderung des Abstandes zwischen den beiden Magneten kann auch durch Verschiebung des Gegenmagneten 15 in der Bohrung 14 erfolgen.

Die Lagerung des Hebels 2a des insgesamt mit 2 bezeichneten Steuerelementes 2 erfolgt durch den Lagerring 6, der fest, beispielsweise über eine Preßpassung mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Vor dem Lagerring 6 befindet sich von der Mitte des Rohres 3 aus betrachtet, also zur Strömungs<-eite Su, der Strömungshemmer 7. Dieser Strömungshemmer 7 ist im wesentlichen ringförmig ausgebildet, weist jedoch auf seinem äußeren umfang die umlaufende Kerhe 7a auf; diese Kerbe bewirkt einen Strömungsverlauf, der einen Austausch des Mediums zwischen Rohr und Gehäuse nahezu völlig ausschließt. Der Strömungshemmer 7 lagert auf dem Hebel 2a in einer Nut 7b.

Die Achse 8, durch die der Lagerring 6 mit dem Hebel fest verbunden ist, lagert in einer Kunststoffbuchse 9.

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Die Bühftinq G^J· dras Lsgeii: ringes 6 ist darüber hinaus
beidseitig konisch ausgebildet, um so die Beweglichkeit des Hebels zu gewährleisten, ohne daß der Durchgang zwischen
Lagerring 6 und Hebel 2a übermäßig groß ausgebildet werden muß.

Der Aufbau der AusfUhruingsform gemäß Fig. 2 ist bezüglich des Steuerelementes und des Gehäuses 1 im wesentlichen identisch fcit des ÄU2führur;gshsis!?isi gsssäS Fig. 1. &=s Gehäuse ist
hierbei wiederum is it 1 bezeichnet und der Hebel des
Steuerelementes mit 2a* Der Hebel 2a ist hierbei ebenfalls durch die Achse Ö mit dem Lagerring 6 verbunden, wobei die Achse 8 in einer Kunststoffbuchse 9, z.B. aus Teflon,

drehbar gelagert ist. Unterhalb des Lagerringes 6 befindet eich die aus Silikonkautschuk hergestellte biegsame Scheibe

10, die in einer auf dem Umfang des Hebels 2a angebrachten Nut sitzt. Diese Scheibe iO bildet zusammen mit dem O-Ring

11, der in einer in der Gegenscheibe 12 angeordneten Nut 12a lagert, eine Dichtungseinheit, wobei die Scheibe 10 den
ßtrömungshemmer darstellt. Die Gegenscheibe 12 ist hierbei durch eine Preßpassung mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die
Scheibe 10 weist ein kleines Loch 10a zum Zwecke des
Druckausgleichs zwischen dem Rohr 3 und dem Inneren der
Gehäuses 1 auf.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zur überwachung der Strömung flüssiger oder gasförmiger Medien in einer Rohrleitung, bestehend aus einem Gehäuse und einem darin entgegen einer Rückstellkraft beweglich gelagerten Steuerelement zum Auslösen von Schaltvorgängen,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (2) mittels eines Lagerrings (6) beweglich im Gehäuse (1; gelagert ist und daß vor dem Lagerring zur Strömungsseite ein Strömungshemmsr (7, 10) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (2) aus einem Hebel (2a) besteht, an dessen einem strömurtgsseitigen Ende ein Prallkörper (2b, 2d) und an dessen anderem Ende ein Magnet (2c) angeordnet ist*

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3, Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (2) und der Lagerring (6) aus Kunststoff, vorzugsweise einem Hartkunststoff, bestehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungshemmer (7) als Ring ausgebildet ist, der auf seinem äußeren Umfang eine umlaufende Kerbe (7a) aufweist.

B. Vorrichtung nach Anspruch 1 und dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungshemmer (7) in einer auf dem Hebel (2a) angebrachten umlaufenden Nut (7b) sitzt.

6- Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungshemmer (7) eine biegsame Scheibe (IG) ist, die ungefähr dem Durchmesser des Lagerrings (6) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) aus Weichkunststoff, vorzugsweise einem Silikonkautschuk, besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) Teil einer Dichvuiigseinheit ist, die aus dem Lagerring (6), einer Güqenscheibe (12) und einem O-Ring (11) besteht, der in einer auf der Gegenscheibe (12) angeordneten kreisförmigen ÜMt (12aj lagert.

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9. Vorrichtung nach AnEiprUch i und 2 dadurch gekennzeichnet/ daß der Lagerring (6) durch eine Achse (8) mit dem Hebel (2a) gelenkig verbunden ist«

10. Vorrichtung nach Anspruch 6

dadurch gekennzeichnet/ daß die Scheibe (10) ein kleines Loch (10a) aufweist.

Hi Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (6a) im LagerriO (6) für den Hebel (2a) mindestens an einer Seite, vorzugsweise an beiden Seiten, konisch ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9

dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (8) in einer im Lagerring (6) angeordneten Kunststoffhülse (9) lagert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft veränderbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 13 dadurch gekennzeichnet/ daß das Gehäuse (1) einen Ring (13) mit einem Gegenmagneten (15) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14

dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) verschieblich auf dem Gehäuse angeordnet ist.

16* Vorrichtung nach Anspruch 14

dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (13) eine Bohrung (14) aufweist, in der der Gegenmagnet (15) verschiebüch angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (2c) einen Schalter (5) betätigt.

18s Vorrichtung nach Anspruch 17

dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) elektrisch betätigbär ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17

dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (5) pneumatisch oder hydrauüch betätigbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 2

dadurch gekennzeichnet, daß |

der Prallkörper eine Prallplatte (2b) oder eine Prallkugel (2d) ist.

21* Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß das aus Kunststoff, vorzugsweise aus Hartkünststoff, bestehende Steuerelement (2) - ääs aus einem Hebel (2a) gebildet ist, an dessen einem strömungsseiten Ende ein | Prallkörper (2b, 2d) und an dessen anderem Ende ein ] Magnet (2c) angeordnet ist— mittels eines ebenfalls aus Kunststoff, vorzugsweise Hartkunststoff, bestehenden Lagerrings (6) beweglich im Gehäuse (1) gelagert ist, daß strömungsseitig gesehen vor dem Lagerring (6),

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der durch eine Achfie (8) mit dem Hebel (2a) gelenkig verbünden ist, ein als Ring ausgebildeter Strömüngshemmef (7) angeordnet ist, der auf seinem äußeren Umfang eine umlaufende Kerbe (7a). aufweist, und daß das Gehäuse (i) einen darauf verschieblichen Ring (13) mit einem Gegenmagneten (15) aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 1

dadurch gekennzeichnet, daß das aus Kunststoff, vorzugsweise Hartkunststoff, bestehende Steuerelement (2) -das aus einem Hebel (2a) gebildet ist, an dessen einem strömungsseitigen Ende ein Prallkörper (2b, 2d) und an dessen anderem Ende ein Magnet (2c) angeordnet ist -mittels eines ebenfalls aus Kunststoff, vorzugsweise Hartkunststoff, bestehenden Lagerrings (6) beweglich im Gehäuse (1) gelagert ist, und daß strömungsseitig gesehen vor dem Lagerfing (6), der durch eine Achse (8) mit dem Hebel (2a) gelenkig verbunden ist, ein als Scheibe (10) ausgebildeter Strömungshemmer angeordnet ist, der aus Weichkunststoff besteht und ungefähr dem Durchmesser des Lagerrings (6) entspricht, und daß. der als Scheibe (10) ausgebildete Strömungshemmer Teil einer Dichtungseinheit ist, die aus dem Lagerring (6), einer Gegenscheibe (12) und einem O-Ring (12a) besteht, wobei der O-Ring (12a) auf einer auf der Gegenscheibe (12) angeordneten kreisförmigen Nut (11) lagert, und daß das: Gehäuse (1) einen darauf verschieblichen Ring (13) mit einem Gegenmagneten (15) aufweist.

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