EP4619670A1 - Montiervorrichtung, clamp-on-ultraschallwandler und clamp-on-ultraschall-messgerät - Google Patents

Montiervorrichtung, clamp-on-ultraschallwandler und clamp-on-ultraschall-messgerät

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Publication number
EP4619670A1
EP4619670A1 EP23794401.2A EP23794401A EP4619670A1 EP 4619670 A1 EP4619670 A1 EP 4619670A1 EP 23794401 A EP23794401 A EP 23794401A EP 4619670 A1 EP4619670 A1 EP 4619670A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stamp
mounting device
sleeve
pipeline
rocker
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23794401.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Berger
Roberto Vitali
Beat Kissling
Thomas Jahn
Sascha Grunwald
Quirin MÜLLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Publication of EP4619670A1 publication Critical patent/EP4619670A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/18—Supports or connecting means for meters

Definitions

  • the invention relates to a mounting device configured for mounting a clamp-on ultrasonic transducer, a clamp-on ultrasonic transducer and a clamp-on ultrasonic measuring device for measuring a measured variable of a medium flowing through a pipeline.
  • Clamp-on ultrasonic measuring devices such as those shown in DE102016119910A1
  • Fastening straps or bands are usually used to attach such ultrasonic transducers. However, this can lead to the ultrasonic transducer shifting during attachment.
  • the object of the invention can be seen to propose a simple and robust mounting of a clamp-on ultrasonic transducer.
  • the object is achieved by a mounting device according to independent claim 1, by a clamp-on ultrasonic transducer according to independent claim 7 and by a clamp-on ultrasonic measuring device according to independent claim 9.
  • the second end of the rocker has a linearly guided stamp, wherein the stamp is adapted to act a force in the direction of the first side against the base by means of a first end of the stamp.
  • the mounting device By attaching the base and clamp-on ultrasonic transducer separately, the mounting device can first be positioned and attached, and then the ultrasonic transducer can be fixed to the pipeline. By applying the force against the base using the stamp, the first end of the rocker is moved towards the pipeline when the clamp-on ultrasonic transducer is positioned, thus exerting a contact force on the clamp-on ultrasonic transducer.
  • the stamp is guided in a housing, the housing comprising: a housing pot arranged on a first side of the housing facing the pipeline with a centrally arranged first opening, a housing cover arranged on a side of the housing facing away from the pipeline with a centrally arranged second opening, a stamp sleeve for radially supporting the stamp with an open first end, the stamp being movable in the stamp sleeve along a sleeve axis, the first end of the stamp running through the first opening of the housing and protruding from the open first end of the stamp sleeve, the housing cover having an internal thread in the region of the second opening into which an external thread of the stamp sleeve engages, a spring device arranged in the housing being designed, when the mounting device is fastened, to bring about a preload between the stamp and the stamp sleeve along the sleeve axis, the preload being able to be built up by inserting the stamp into the stamp sleeve
  • a second end of the punch has a punch face, wherein the punch sleeve has a second open end with an annular sleeve face, wherein in the fastened state of the mounting device, alignment of the punch face with the sleeve face indicates the presence of a desired force on the coupling body.
  • a lever length of the first end of the rocker with respect to the rotary bearing is greater than a lever length of the second end of the rocker.
  • the rocker and the base are each made of a metal such as steel, or in particular stainless steel.
  • the mounting device can be pressed against a pipeline with a first force, wherein the coupling body bearing is designed to cause a second force against the coupling body, wherein the second force is smaller than the first force.
  • a clamp-on ultrasonic transducer comprises: a transducer element for generating and detecting ultrasonic signals; a coupling body for transmitting the ultrasonic signals between the pipeline and the transducer element with a counter bearing configured for the coupling body bearing.
  • a clamp-on ultrasonic measuring device comprises a mounting device according to the invention; at least one ultrasonic transducer according to the invention, in particular at least one pair of ultrasonic transducers, each set up for mounting by means of the mounting device; an electronic measuring/operating circuit for operating the at least one ultrasonic transducer, for evaluating measurement signals from the at least one ultrasonic transducer and for providing measured values of at least one measured variable such as flow rate or speed of sound of a medium flowing through a pipeline.
  • Fig. 1 shows a side view of an exemplary mounting device according to the invention.
  • Fig. 2 shows a section through a rocker of an exemplary mounting device according to the invention.
  • Fig. 3 outlines a clamp-on ultrasonic transducer attached to a pipeline according to the invention.
  • Fig. 4 outlines an example clamp-on ultrasonic measuring device.
  • Fig.1 shows a side view of an exemplary mounting device 10 according to the invention for fastening a clamp-on ultrasonic transducer 20.
  • the mounting device has a base 12, which can be fastened to a pipeline by means of a fastening bearing 12.1 via a fastening device.
  • a rocker 11 is mounted on the base in a rotationally movable and laterally fixed manner by means of a rotary bearing 11.3.
  • a first end 11.1 of the rocker has a coupling body bearing 13 for supporting a counter bearing 22.1 of a coupling body 22 of a clamp-on ultrasonic transducer 20.
  • a second end 11.2 of the rocker has a housing 14 for linearly guiding a stamp 15, wherein the stamp is designed to act a force in the direction of the first side against the base by means of a first end of the stamp 15.1. In this way, a contact force can be exerted on the coupling body of an ultrasonic transducer 20.
  • the stamp can also be guided linearly via other constructions.
  • Fig. 2 shows a section through the housing 14 of the rocker shown in Fig. 1, wherein the housing has a first housing part 14.1 on a side 14.01 facing the pipeline and a second housing part 14.2 on a side 14.02 facing away from the pipeline.
  • One of the two housing parts is designed as a housing pot and the other of the two housing parts is designed as a housing cover.
  • the first housing part forms a housing pot and the second housing part forms a housing cover.
  • a punch sleeve 14.3 is designed to mount the punch 15 in a radially fixed and axially movable manner.
  • the punch sleeve has a first open end 14.31 which faces the first side of the housing, wherein the punch protrudes from the first open end.
  • the punch sleeve is mounted in the second housing part, here the housing cover, by means of an external thread 14.32 which engages in an internal thread 14.22 of the second housing part.
  • a spring device 16 is arranged in the housing, for example as shown here with two disc springs 16.1, which spring device is designed to create a preload between the punch 15 and the punch sleeve 14.3 along the sleeve axis 14.33, wherein the preload can be built up by inserting the punch into the punch sleeve through the first end 14.31 of the punch sleeve.
  • the spring device or the disc springs act against a radial projection 15.3 of the punch and against the first end of the punch sleeve 14.31 facing the radial projection.
  • a second end 15.2 of the stamp has a stamp face 15.21, wherein the stamp sleeve 14.3 has a second open end 14.34 with an annular sleeve face 14.4, wherein in the fastened state of the mounting device, alignment of the stamp face with the sleeve face indicates the presence of a desired force on the coupling body.
  • Fig. 3 outlines a clamp-on ultrasonic transducer attached to a pipe 40
  • a coupling body 22 of the ultrasonic transducer 20 is pressed against the pipeline via the counter bearing 22.1 of the coupling body, so that ultrasonic signals generated by the transducer element 21 can be easily coupled into the pipeline.
  • Fig. 4 outlines an exemplary schematic clamp-on ultrasonic measuring device 1 with two clamp-on ultrasonic transducers 20, which are arranged on an outside of the pipeline 40.
  • An electronic measuring/operating circuit 30 is set up to operate the clamp-on ultrasonic transducers and to evaluate measurement signals from the clamp-on ultrasonic transducers and to provide measured values of a measured variable.
  • a measured variable can be, for example, a flow rate or a speed of sound of a medium flowing through the pipeline.
  • a transit time or transit time difference method can be used, for example.
  • the number and arrangement of clamp-on ultrasonic transducers shown here is purely exemplary and should not be interpreted as restrictive.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Montiervorrichtung (10) eingerichtet zur Montage eines Ultraschallwandlers (20) an einer medienführenden Rohrleitung (40), umfassend: eine Wippe (11) mit einem ersten Ende (11.1), einem zweiten Ende (11.2) und einem dazwischengelegenen Rotationslager (11.3); einen Sockel (12), auf welchem die Wippe mittels des Rotationslagers gelagert und bzgl. lateraler sowie vertikaler Bewegung befestigt ist, wobei der Sockel zumindest zwei Befestigungslager (12.1) für eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Sockels an der Rohrleitung aufweist; wobei das erste Ende der Wippe ein Koppelkörperlager (13) aufweist, welches Koppelkörperlager dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf einen Koppelkörper eines Ultraschallwandlers in Richtung einer der Rohrleitung zuzuwendenden ersten Seite (10.1) der Montiervorrichtung zu bewirken, wobei das zweite Ende der Wippe ein Gehäuse (14) zur linearen Führung eines Stempels (15) aufweist, wobei der Stempel dazu eingerichtet ist, mittels eines ersten Endes des Stempels (15.1) eine Kraft in Richtung der ersten Seite gegen den Sockel zu wirken.

Description

Montiervorrichtung, Clamp-On-Ultraschallwandler und Clamp-On-Ultraschall- Messgerät
Die Erfindung betrifft eine Montiervorrichtung eingerichtet zur Montage eines Clamp-On- Ultraschallwandlers, einen Clamp-On-Ultraschallwandler und ein Clamp-On-Ultraschall- Messgerät zum Messen einer Messgröße eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums.
Clamp-On-Ultraschall-Messgeräte, wie beispielsweise in der DE102016119910A1 gezeigt, weisen Ultraschallwandler auf, welche an einer Außenseite von medienführenden Rohrleitungen befestigt werden. Üblicherweise kommen zur Befestigung solcher Ultraschallwandler beispielsweise Befestigungsgurte oder Befestigungsbänder zum Einsatz. Jedoch kann dies zu Verschiebungen des Ultraschallwandlers während der Befestigung führen.
Als Aufgabe der Erfindung kann es gesehen werden, eine einfache und robuste Montierung eines Clamp-On-Ultraschallwandlers vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Montiervorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 , durch einen Clamp-On-Ultraschallwandler gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 sowie durch ein Clamp-On-Ultraschall-Messgerät gemäß dem unabhängigen Anspruch 9.
Eine erfindungsgemäße Montiervorrichtung eingerichtet zur Montage eines Ultraschallwandlers an einer medienführenden Rohrleitung umfasst eine Wippe mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem dazwischengelegenen Rotationslager; einen Sockel, auf welchem die Wippe mittels des Rotationslagers gelagert und bzgl. lateraler sowie vertikaler Bewegung befestigt ist, wobei der Sockel zumindest ein Befestigungslager für eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Sockels an der Rohrleitung aufweist; wobei das erste Ende der Wippe ein Koppelkörperlager aufweist, welches Koppelkörperlager dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf einen Koppelkörper eines Ultraschallwandlers in Richtung einer der Rohrleitung zuzuwendenden ersten Seite der
Montiervorrichtung zu bewirken, wobei das zweite Ende der Wippe einen linear geführten Stempel aufweist, wobei der Stempel dazu eingerichtet ist, mittels eines ersten Endes des Stempels eine Kraft in Richtung der ersten Seite gegen den Sockel zu wirken.
Durch die separate Befestigung von Sockel und Clamp-On-Ultraschall-Wandler kann die Montiervorrichtung zunächst positioniert und befestigt werden, um dann den Ultraschallwandler an der Rohrleitung zu fixieren. Durch Bewirken der Kraft gegen den Sockel mittels des Stempels wird bei positioniertem Clamp-On-Ultraschallwandler das erste Ende der Wippe in Richtung Rohrleitung bewegt und entsprechend eine Anpresskraft auf den Clamp-On-Ultraschallwandler bewirkt.
In einer Ausgestaltung ist der Stempel in einem Gehäuse geführt, wobei das Gehäuse umfasst: einen auf einer der Rohrleitung zuzuwendenden ersten Seite des Gehäuses angeordneten Gehäusetopf mit einer zentral angeordneten ersten Öffnung, einen auf einer der Rohrleitung abzuwendenden Seite des Gehäuses angeordneten Gehäusedeckel mit einer zentral angeordneten zweiten Öffnung, eine Stempelhülse zum radialen Lagern des Stempels mit einem offenen ersten Ende, wobei der Stempel in der Stempelhülse entlang einer Hülsenachse beweglich ist, wobei das erste Ende des Stempels durch die erste Öffnung des Gehäuses verläuft und aus dem offenen ersten Ende der Stempelhülse hervorragt, wobei der Gehäusedeckel im Bereich der zweiten Öffnung ein Innengewinde aufweist, in welches ein Außengewinde der Stempelhülse eingreift, wobei eine im Gehäuse angeordnete Federvorrichtung in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung dazu eingerichtet ist, entlang der Hülsenachse eine Vorspannung zwischen Stempel und Stempelhülse zu bewirken, wobei die Vorspannung durch Einbringen des Stempels in die Stempelhülse durch das erste Ende der Stempelhülse aufbaubar ist. In einer Ausgestaltung weist die Federvorrichtung eine Tellerfeder auf, welche gegen einen radialen Vorsprung des Stempels sowie gegen das dem radialen Vorsprung zugewandten ersten Ende der Stempelhülse wirkt.
In einer Ausgestaltung weist ein zweites Ende des Stempels eine Stempelstirnfläche auf, wobei die Stempelhülse ein zweites offenes Ende mit einer ringförmigen Hülsenstirnfläche aufweist, wobei in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung bei Abgleich der Stempelstirnfläche mit der Hülsenstirnfläche ein Vorliegen einer Sollkraft auf den Koppelkörper indiziert.
Auf diese Weise kann ein Monteur auf einfache Art und Weise erkennen, ob der Clamp- On-Ultraschallwandler mit einer gewünschten Kraft gegen die Rohrleitung gepresst wird.
In einer Ausgestaltung ist eine Hebellänge des ersten Endes der Wippe bzgl. des Rotationslagers größer ist als eine Hebellänge des zweiten Endes der Wippe.
In einer Ausgestaltung sind Wippe und Sockel jeweils aus einem Metall wie beispielsweise ein Stahl, oder insbesondere ein rostfreier Stahl hergestellt.
In einer Ausgestaltung ist die Montiervorrichtung mit einer ersten Kraft gegen eine Rohrleitung anpressbar ist, wobei das Koppelkörperlager dazu eingerichtet ist, eine zweite Kraft gegen den Koppelkörper zu bewirken, wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
Ein erfindungsgemäßer Clamp-On-Ultraschallwandler umfasst: ein Wandlerelement zum Erzeugen und Erfassen von Ultraschallsignalen; einen Koppelkörper zum Übertragen von der Ultraschallsignale zwischen Rohrleitung und Wandlerelement mit einem Gegenlager eingerichtet für das Koppelkörperlager.
Ein erfindungsgemäßes Clamp-On-Ultraschall-Messgerät umfasst eine erfindungsgemäße Montiervorrichtung; zumindest einen erfindungsgemäßen Ultraschallwandler, insbesondere mindestens ein Paar Ultraschallwandler, eingerichtet zur Montage jeweils mittels der Montiervorrichtung; eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung zum Betreiben des zumindest einen Ultraschallwandlers, zum Auswerten von Messsignalen des zumindest einen Ultraschallwandlers und zu Bereitstellen von Messwerten mindestens einer Messgröße wie beispielsweise Durchfluss oder Schallgeschwindigkeit eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montiervorrichtung.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Wippe einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montiervorrichtung.
Fig. 3 skizziert einen an einer Rohrleitung erfindungsgemäß befestigten Clamp-On- Ultraschallwandler.
Fig. 4 skizziert ein beispielhaftes Clamp-On-Ultraschall-Messgerät.
Fig.1 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montiervorrichtung 10 zur Befestigung eines Clamp-On-Ultraschallwandlers 20. Die Montiervorrichtung weist einen Sockel 12 auf, welcher mittels Befestigungslager 12.1 über eine Befestigungsvorrichtung an einer Rohrleitung befestigbar ist. Eine Wippe 11 ist mittels eines Rotationslagers 11.3 rotativ beweglich sowie lateral fixiert am Sockel gelagert. Ein erstes Ende 11.1 der Wippe weist ein Koppelkörperlager 13 zum Lagern eines Gegenlagers 22.1 eines Koppelkörpers 22 eines Clamp-On-Ultraschallwandlers 20. Ein zweites Ende 11 .2 der Wippe weist ein Gehäuse 14 zur linearen Führung eines Stempels 15 auf, wobei der Stempel dazu eingerichtet ist, mittels eines ersten Endes des Stempels 15.1 eine Kraft in Richtung der ersten Seite gegen den Sockel zu wirken. Auf diese Weise kann über eine Hebelwirkung der Wippe 11 eine Anpresskraft auf den Koppelkörper eines Ultraschallwandlers 20 bewirkt werden. Der Stempel kann anstatt eines Gehäuses auch über andere Konstruktionen linear geführt werden.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 14 der in Fig. 1 gezeigten Wippe, wobei das Gehäuse auf einer der Rohrleitung zuzuwendenden Seite 14.01 einen ersten Gehäuseteil 14.1 auf, und auf einer der Rohrleitung abzuwendenden Seite 14.02 einen zweiten Gehäuseteil 14.2 aufweist. Jeweils eines der beiden Gehäuseteile als Gehäusetopf und jeweils ein anderes der beiden Gehäuseteile als Gehäusedeckel ausgeführt ist. In diesem Beispiel bildet das erste Gehäuseteil einen Gehäusetopf aus, und das zweite Gehäuseteil einen Gehäusedeckel. Eine Stempelhülse 14.3 ist dazu eingerichtet, den Stempel 15 radial fixiert und axial beweglich zu lagern. Die Stempelhülse weist ein erstes offenes Ende 14.31 auf, welches der ersten Seite des Gehäuses zugewandt ist, wobei der Stempel aus dem ersten offenen Ende herausragt.
Die Stempelhülse ist im zweiten Gehäuseteil, hier der Gehäusedeckel, mittels eines Außengewindes 14.32 gelagert, welches in ein Innengewinde 14.22 des zweiten Gehäuseteils eingreift. Im Gehäuse ist eine Federvorrichtung 16, beispielsweise wie hier gezeigt mit zwei Tellerfedern 16.1 angeordnet, welche Federvorrichtung dazu eingerichtet ist, entlang der Hülsenachse 14.33 eine Vorspannung zwischen Stempel 15 und Stempelhülse 14.3 zu bewirken, wobei die Vorspannung durch Einbringen des Stempels in die Stempelhülse durch das erste Ende 14.31 der Stempelhülse aufbaubar ist. Durch Drehen der Stempelhülse im Innengewinde des zweiten Gehäuseteils kann die Vorspannung zwischen Stempel und Stempelhülse und somit die Kraft, welche der Stempel gegen den Sockel bewirkt eingestellt werden. Die Federvorrichtung wirkt bzw. die Tellerfedern wirken gegen einen radialen Vorsprung 15.3 des Stempels sowie gegen das dem radialen Vorsprung zugewandten ersten Ende der Stempelhülse 14.31.
In einer Ausgestaltung weist wie hier gezeigt ein zweites Ende 15.2 des Stempels eine Stempelstirnfläche 15.21 auf, wobei die Stempelhülse 14.3 ein zweites offenes Ende 14.34 mit einer ringförmigen Hülsenstirnfläche 14.4 aufweist, wobei in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung bei Abgleich der Stempelstirnfläche mit der Hülsenstirnfläche ein Vorliegen einer Sollkraft auf den Koppelkörper indiziert.
Fig. 3 skizziert einen an einer Rohrleitung 40 befestigten Clamp-On-Ultraschallwandler
20, welcher mittels einer erfindungsgemäßen Montiervorrichtung 10 an einer Außenseite der Rohrleitung befestigt ist. Die Befestigung der Montiervorrichtung kann beispielsweis wie hier angedeutet über ein Stangensystem bewerkstelligt sein, der Fachmann hat bei der Wahl der Befestigung der Montiervorrichtung jedoch freie Wahl. Mittels der Montiervorrichtung 10 wird ein Koppelkörper 22 des Ultraschallwandlers 20 über das Gegenlager 22.1 des Koppelkörpers gegen die Rohrleitung gepresst, so dass durch das Wandlerelement 21 erzeugte Ultraschallsignale gut in die Rohrleitung eingekoppelt werden können.
Fig. 4 skizziert ein beispielhaftes schematisches Clamp-On-Ultraschallmessgerät 1 mit zwei Clamp-On-Ultraschallwandlern 20, welche an einer Außenseite der Rohrleitung 40 angeordnet sind. Eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 30 ist dazu eingerichtet, die Clamp-On-Ultraschwandler zu betreiben sowie Messsignale der Clamp-On- Ultraschallwandler auszuwerten und Messwerte einer Messgröße bereitzustellen. Eine solche Messgröße kann beispielsweise eine Durchflussgeschwindigkeit oder eine Schallgeschwindigkeit eines durch die Rohrleitung strömenden Mediums sein. Dabei kann beispielsweise auf eine Laufzeit- oder Laufzeitdifferenzenmethode zurückgegriffen werden. Die hier gezeigte Anzahl sowie Anordnung von Clamp-On-Ultraschallwandlern ist rein beispielhaft und nicht beschränkend auszulegen.
Bezugszeichenliste
I Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessgerät
10 Montiervorrichtung
10.1 erste Seite
I I Wippe
11.1 erstes Ende
11.2 zweites Ende
11.3 Rotationslager
12 Sockel
12.1 Befestigungslager
13 Koppelkörperlager
14 Gehäuse
14.01 erste Seite
14.02 zweite Seite
14.1 erster Gehäuseteil
14.11 erste Öffnung
14.2 zweiter Gehäuseteil
14.21 zweite Öffnung
14.22 Innengewinde
14.3 Stempelhülse
14.31 offenes erstes Ende
14.32 Außengewinde 14.33 Hülsenachse
14.34 offenes zweites Ende
14.4 Hülsenstirnfläche
15 Stempel
15.1 erstes Ende
15.2 zweites Ende
15.21 Stempelstirnfläche
15.3 radialer Vorsprung
16 Federvorrichtung
16.1 Tellerfeder
20 Ultraschallwandler
21 Wandlerelement
22 Koppelkörper
22.1 Gegenlager
30 elektronische Mess-/Betriebsschaltung
40 Rohrleitung

Claims

Patentansprüche
1. Montiervorrichtung (10) eingerichtet zur Montage eines Ultraschallwandlers (20) an einer medienführenden Rohrleitung (40), umfassend: eine Wippe (11) mit einem ersten Ende (11.1), einem zweiten Ende (11.2) und einem dazwischengelegenen Rotationslager (11 .3); einen Sockel (12), auf welchem die Wippe mittels des Rotationslagers gelagert und bzgl. lateraler sowie vertikaler Bewegung befestigt ist, wobei der Sockel zumindest zwei Befestigungslager (12.1) für eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Sockels an der Rohrleitung aufweist; wobei das erste Ende der Wippe ein Koppelkörperlager (13) aufweist, welches Koppelkörperlager dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf einen Koppelkörper eines Ultraschallwandlers in Richtung einer der Rohrleitung zuzuwendenden ersten Seite (10.1) der Montiervorrichtung zu bewirken, wobei das zweite Ende der Wippe einen linear geführten Stempel (15) aufweist, wobei der Stempel dazu eingerichtet ist, mittels eines ersten Endes des Stempels (15.1 ) eine Kraft in Richtung der ersten Seite der Montiervorrichtung gegen den Sockel zu wirken.
2. Montiervorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Stempel in einem Gehäuse geführt ist, wobei das Gehäuse (14) umfasst: einen auf einer der Rohrleitung (40) zuzuwendenden ersten Seite des Gehäuses (14.01) angeordneten ersten Gehäuseteil (14.1) mit einer zentral angeordneten ersten Öffnung (14.11), einen auf einer der Rohrleitung abzuwendenden Seite des Gehäuses (14.02) angeordneten zweiten Gehäuseteil (14.2) mit einer zentral angeordneten zweiten Öffnung (14.21), eine Stempelhülse (14.3) zum radialen Lagern des Stempels mit einem offenen ersten Ende (14.31), wobei der Stempel in der Stempelhülse entlang einer Hülsenachse (14.33) beweglich ist, wobei das erste Ende des Stempels durch die erste Öffnung des Gehäuses (14.11 ) verläuft und aus dem offenen ersten Ende der Stempelhülse hervorragt, wobei der Gehäusedeckel im Bereich der zweiten Öffnung (14.21) ein Innengewinde (14.22) aufweist, in welches ein Außengewinde (14.32) der Stempelhülse eingreift, wobei eine im Gehäuse angeordnete Federvorrichtung (16) in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung dazu eingerichtet ist, entlang der Hülsenachse (14.33) eine Vorspannung zwischen Stempel (15) und Stempelhülse (14.3) zu bewirken, wobei die Vorspannung durch Einbringen des Stempels in die Stempelhülse durch das erste Ende (14.31) der Stempelhülse aufbaubar ist.
3. Montiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Federvorrichtung (16) zumindest eine Tellerfeder (16.1) aufweist, welche gegen einen radialen Vorsprung (15.3) des Stempels sowie gegen das dem radialen Vorsprung zugewandten ersten Ende der Stempelhülse (14.31) wirkt.
4. Montiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein zweites Ende (15.2) des Stempels eine Stempelstirnfläche (15.21 ) aufweist, wobei die Stempelhülse (14.3) ein zweites offenes Ende (14.34) mit einer ringförmigen Hülsenstirnfläche (14.4) aufweist, wobei in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung bei Abgleich der Stempelstirnfläche mit der Hülsenstirnfläche ein Vorliegen einer Sollkraft auf den Koppelkörper indiziert.
5. Montiervorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei eine Hebellänge des ersten Endes (11.1) der Wippe bzgl. des Rotationslagers größer ist als eine Hebellänge des zweiten Endes (11 .2) der Wippe.
6. Montiervorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei Wippe und Sockel jeweils aus einem Metall wie beispielsweise ein Stahl, oder insbesondere ein rostfreier Stahl hergestellt sind.
7. Montiervorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Montiervorrichtung mit einer ersten Kraft gegen eine Rohrleitung anpressbar ist, wobei über Koppelkörperlager (22.1) eine zweite Kraft gegen den Koppelkörper (22) bewirkbar ist, wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.
8. Clamp-On-Ultraschallwandler (20) eingerichtet für eine Montiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: ein Wandlerelement (21 ) zum Erzeugen und Erfassen von Ultraschallsignalen; einen Koppelkörper (22) zum Übertragen von der Ultraschallsignale zwischen Rohrleitung und Wandlerelement mit einem Gegenlager (22.1) eingerichtet für das Koppelkörperlager (13).
9. Clamp-On-Ultraschall-Messgerät (1) umfassend: eine Montiervorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche; zumindest einen Ultraschallwandler (20) nach Anspruch 8, insbesondere mindestens ein Paar Ultraschallwandler, eingerichtet zur Montage jeweils mittels der Montiervorrichtung; eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung (30) zum Betreiben des zumindest einen Ultraschallwandlers, zum Auswerten von Messsignalen des zumindest einen Ultraschallwandlers und zu Bereitstellen von Messwerten mindestens einer Messgröße wie beispielsweise Durchfluss oder Schallgeschwindigkeit eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums.
EP23794401.2A 2022-11-18 2023-10-25 Montiervorrichtung, clamp-on-ultraschallwandler und clamp-on-ultraschall-messgerät Pending EP4619670A1 (de)

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