JP2006258812A - 流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回転軸のシールに送るべき密封流体の流れを調整し、監視する流量計に関する。
【解決手段】計器は、密封流体計量路（３）と、密封流体入口（４）および密封流体の流れを調整するシールとの接続部（５）と、密封流体が流量計に逆流するのを防止する逆止め弁（２１）と、調整および監視機構（１０、１２、１４）とを有し、これによって密封流体は、開口（１３）と、起動手段（１６、１８）によって動作可能な線上手段（１７）とを通して流れる。逆止め弁（２１）は、計器出口（５）の側端部で、計量路と同軸で計量路（３）の延長部として配置構成され、計量コーン（１０）が逆止め弁（２１）と機械的に接触し、したがって洗浄手段（１７）で逆止め弁を洗浄することも可能である。
【選択図】図８

Description

本発明は、回転軸のシールに送るべき密封流体の流れを調整し、監視する流量計に関し、計器は、本体と、本体内に配置構成された密封流体計量路と、計量路の第１端側にある密封流体入口および計量路の第２端側にあってシールに向かう密封流体接続部と、密封流体の流れを調整する制御弁と、密封流体が流量計に逆流するのを防止する逆止め弁と、密封流体の流れを計量する調整および監視機構とを有し、この調整および監視機構は計量路に配置された計量コーン、計量コーンの周囲で計量路内に動作自在に配置構成されたフロート、および計量路に配置されて、流れの方向に抗してフロートに作用するばねを有し、計量コーンの断面は流れの方向に先細になり、フロートは計量コーンのための開口を有し、密封流体が、開口を通してフロートと計量コーンの間で流れ、さらに、計量路内でフロートと計量路入口側端部の間に配置されて、計量路の内面へと延在し、計量路の外側に延在する起動手段によって計量路内で動作可能である洗浄手段を有する。

この種の流量計は、例えばパルプおよび製紙産業、化学産業、石油およびガス産業、および食品産業などで、シールの監視に使用され、これは通常、折り畳みガスケットまたは機械的回転シールである。シールの滑動表面を潤滑し、シールから余分な熱を引き出すことが、密封流体の機能である。使用する密封流体は、一般的に水である。

先行技術の流量計は、計器自体、および計器の流量表示区域を洗浄できるようにするその洗浄アクチュエータがプラスチック本体に一体化されるように製造される。洗浄方法には様々な選択肢が存在する。圧縮するか、引っ張る、または往復運動に基づくものである。同様に、様々なタイプの計量コーンがある。従来通りのロータメータのモデル、浮きフロートを設けたもの、計量コーンが中央にあるばね式フロート、ばね式フロートおよび洗浄手段に固定したコーンなどである（例えばフィンランド特許第１００３６０号参照）。知られている計器は、本体と一体化した逆止め弁も有する。スロットル区域、および流量を計量するばね式フロートの表示区域が、通常はフロートの同じ端部に配置される。

流量計の問題は、密封障害が発生すると、処理すべき工業製品がシールの近傍でシールへの流量計接続部に向かって流れ始めてしまうことである。この工業製品は、酸、塩基および様々な粒子を含むことがある液体である。上記のフィンランド特許に記載されているような既知の流量計では、逆止め弁の動作が計量路内の構成要素に対して直角になるように、逆止め弁を計量路から離し、通常はシールとの密封流体接続部と接続して配置する。逆止め弁へと流れ、接続部を通ってシールへと向かう工業流体中の粒子が、これに詰まり、閉塞する。逆止め弁が閉塞すると、シールには密封流体がないままになり、その結果、潤滑および冷却が不良になる。いずれシールが故障する。シールの故障が検出したら、損傷したシールを新しいシールと交換するが、工業流体からの粒子が詰まった逆戻り弁は、必ずしも洗浄されず、したがって詰まった弁は密封流体のシールへのアクセスを阻害し、したがって新しいシールも損傷する。一般的に、シールが損傷して初めて流量計の機能障害が見つかり、その後に流量計が分解され、逆止め弁が洗浄される。

また、既知の逆止め弁は、往々にしてゴムまたはプラスチックで作成され、したがって酸または高温による障害は、安全性に多大な危険性を与える。さらに、逆止め弁は、開くために高い圧力を必要とし、これは流れる流体の圧力損を引き起こす。この問題は、密封水圧が低いプラントで特に明白である。現在、産業では、例えば密封流体として復水を使用することが可能であり、これによって密封流体の温度および圧力が高くなることがある。

本発明の目的は、上述した問題を解消することである。これは、本発明による流量計で達成され、これは逆止め弁が、計量器の出口側端部に計量路の延長部として、計量路と同軸で配置され、計量コーンが逆止め弁と機械的に接触することを特徴とする。

逆止め弁を計量路と接続した状態で、それと位置合わせして配置すると、以前に計量路の内面、主にその表示区域しか洗浄していなかった洗浄手段により、詰まった逆止め弁も密封流体の流れからクリアするために開くことができる。したがって、洗浄手段は、そのアクチュエータとともに完全に独立した完全体を構成し、これは計量コーン頭部とも接触して、逆止め弁を開くことができ、その結果、計量路内の洗浄手段を動作させることによって、計量路と逆止め弁の両方の内面を洗浄することができる。

逆止め弁は、通常の使用時にも詰まることがあり、密封流体がシールへ流れるのを阻害する。その場合、流量の誘導下限アラームは、計量路パイプの近傍に配置すると有利であり、フロートが読み取り区域から外れた状態にあることを監視し、流れが完全に停止する前にアラームを与える。したがって、保守要員は、適切に計器を洗浄するのに十分な時間を有する。

本発明の流量計の圧力損は、逆止め弁が開いていても先行技術の構造より少ない。流れる流体が、別個に逆止め弁を開く必要がないからである。逆止め弁を開く力は、計量コーンとフロートの間の圧力差から生じ、これは逆止め弁を開くための機械的接点を通して使用される。したがって、流量計の合計圧力損が減少し、低い密封流体圧力で流量計を使用することができる。

また、上述した機械的接触は、密封流体が流量計からシールへと通過すると、計量コーンが逆止め弁を押し開くことを確実にする。これは、密封流体が計量コーンを通って流れると、必ず逆止め弁が開いたままになることを保証する。

これで、密封流体の温度および圧力が高い状態（例えば復水）で、流量計を使用することができる。計器を（読み取りやすさのためにガラスまたはプラスチック・パイプのような透明な材料で作成する計量路を除くと）金属で都合良く作成できるからである。計器は、以前より高い温度および圧力で使用することができる。つまり、以前より過酷な用途に適している。

本発明の解決法では、計量コーンは様々な流量範囲に対して同じでよい。様々な流量範囲は、例えばばね力を変更するなど、様々なフロートのばねによって実現することができる。したがって、この点でも製造費が以前より低くなる。

以下で、添付図面を参照し、本発明を１つの好ましい実施形態に関連してさらに詳細に説明する。

図面を参照すると、回転軸（図示せず）のシール（図示せず）に送るべき密封流体の流れを調整し、監視する本発明の流量計は、プラスチックまたは金属で円筒形であることが好ましい本体１を有し、その円筒形の穿孔ボアには、プラスチックまたはガラスの円筒形の計量パイプ２が装着され、その内部は密封流体の計量路３を構成する。密封流体入口４が計量路の第１端側に配置され、シールへの密封流体接続部５が、計量路の第２端側に配置される。出口５に関しては、密封流体の流れを調整する制御弁６がある。器具は、シールから来る密封流体の入口７、および密封流体出口８も有し、入口７に関しては、シール内の密封流体の圧力を調整する圧力調整弁８が配置される（図１および図２）。上記の接続部４、５、７および８は全て、通常は本体１および計量路３の長手方向軸線に対して直角に位置決めされる。

計量路３内には、流方向で断面が先細になる密封流体流量計量コーン１０、計量コーン１０の周囲に動作自在に配置構成され、シール１１で計量路の内面に対して密封され、計量コーン１０のための中央の円形開口１３を有するフロート１２、およびフロート１２上で流方向に抗して作用するばね１４を有する調整および監視機構が配置され、これによって密封流体が、開口１３を通してフロート１２と計量コーン１０の間を流れる。

流量計本体の穿孔ボア内で、計量パイプ２に続いて、前記穿孔ボアにしっかりねじ込まれた装着枠１５と、軸方向に動作可能で、装着枠の中心に密封状態で設置された軸１６とを有する洗浄器具が装着され、計量路３へと延在するシャフトの第１端には、計量路３の内面に延在する洗浄手段１７が接続され、流量計の外側に延在する第２端部には、洗浄アクチュエータ１８が配置構成される。また、装着枠１５および洗浄手段１７は、密封流体が通ることができる開口１９および２０を有する。

密封流体が流量計に向かって逆流するのを防止するために、流量計は逆止め弁２１も有し、その位置および構造は、本発明にとって最も重要な特徴である。

逆止め弁２１は、計量コーン１０が逆止め弁２１と機械的に接触でき、それによって逆止め弁２１も以下で説明する方法で洗浄器具１５〜１８で洗浄できるように、流量計端部の出口側で計量路３への延長部を形成するように配置構成されることが重要である。

逆止め弁２１は、本体１の穿孔ボアの底部に配置構成される別個の弁体２２内に配置される。弁体２２には、フロースルー路２３を設け、逆止め弁は、密封流体が出口５へと流れることができるために開閉するように配置構成される。逆止め弁２１と計量コーン１０の間、または逆止め弁２１と本体２２の間には、弁ばね２４が配置構成され、それによって逆止め弁の開閉が制御下で実行される（図３）。

計量コーン１０と逆止め弁２１は、相互に固定状態で接続するか、又は互いに引き離すことができる。逆止め弁２１を計量コーン１０に接続しない場合、案内部分２５が逆止め弁２１の端部に接続され、この案内部分は、計量路３の内壁に支持される。その場合、計量コーン１０、フロート１２、ばね１４および案内部分２５は、計量路３に配置され、分離された特定のサブアセンブリも構成する。

洗浄器具の洗浄手段１７（またはこのケースでは軸１６にこれを接続する中央部分１７ａ）を適切に寸法決定し、設計することにより、逆止め弁２１を開くように計量コーン１０の頭部にも接触することができ、その結果、計量路内の洗浄手段１７を動作させることにより、計量路３と逆止め弁２１の両方の内面を洗浄することができる。計量路３の底部に当たっているフロート１２から計量コーン１０が押し出されると、または洗浄手段の中央部分１７ａがフロート１２に貫入すると、洗浄手段１７の中央部分１７ａで逆止め弁２１を押し開くことが可能である。洗浄器具１５〜１８は、前述した方法で完全に独立した完全体も構成する。

計量パイプ２内には、密封流体の流量の表示器２６、および流量制御値の表示器２７も配置構成される。この場合、計量パイプ２の近傍には、流体の誘導下限アラーム２８も配置構成することが適切であり、これはフロート１２が読み取り区域から外れていることを監視する。それにもかかわらず、これが生じるとアラームが作動する。シールに向かう密封流体接続部に関して、圧力ゲージ２９のための空間があることが有利である。

本発明による流量計の動作および洗浄について、以下で簡単に説明する。

図１および図６は、通常の密封流体の流れの状態を示し、密封流体入口４を通って計量路３に入る密封流体が、フロート１２と計量コーン１０の間を流れ、その間で引き起こされる圧力損が、計量コーンの機械的作用を通して逆止め弁２１を開き、これによって密封流体が逆止め弁２１を超えてシールへの接続部５に流れることができる。

図７は、密封流体で潤滑すべきシールが損傷し、密封流体がシールへの接続部５を通って流量計に向かって流れ始めている状態を示す。これで逆止め弁２１が閉じ、したがって密封流体が計器へとさらに入るのを防止する。しかし、シールの障害の結果、密封流体内に不純物が現われ、これが逆止め弁２１内に蓄積する。

図８は、洗浄器具１５〜１８によって不純物を除去する方法を示す。洗浄アクチュエータ１８を押すことにより、洗浄手段が計量路３内で動作し、その内壁を洗浄して、最後に洗浄手段１７が計量コーン１０と接触することにより、逆止め弁２１を押し開く。したがって、流れる密封流体が逆止め弁２１を洗浄することができる。アクチュエータ１８が数回押下され、完全な洗浄が保証される。

本発明に関する以上の説明は、本発明の基本的概念を例示するだけのものである。したがって、本発明は記載された実施形態に限定されず、請求の範囲内で当業者は様々な方法で本発明の詳細を実現することができる。

本発明による流量計の断面図を示す。 図１の断面Ａ−Ａである。 図１の断面Ｂ−Ｂである。 図１の断面Ｃ−Ｃである。 図１の区域Ｘの拡大図である。 拡大し、多少単純化した方法の通常の流状態にある図１の流量計である。 図６の流量計の逆止め弁が詰まった状態を示す。 図７で示した方法で詰まった流量計の洗浄段階を示す。

符号の説明

１ 本体
２ 計量パイプ
３ 計量路
４ 入口
５ 出口
７ 入口
８ 圧力調整弁
１０ 計量コーン
１１ シール
１２ フロート
１３ 開口
１４ ばね
１５ 装着枠
１６ 軸
１７ 洗浄手段
１８ 洗浄アクチュエータ
１９ 開口
２０ 開口
２１ 逆止め弁
２２ 弁体
２３ フロースルー路
２４ 弁ばね
２５ 案内部分
２６ 表示器
２７ 表示器
２８ 流れ
２９ 圧力ゲージ

Claims (13)

1. 回転軸のシールに送るべき密封流体の流れを調整し、監視する流量計であって、
   本体（１）と、
   本体（１）内に配置構成された密封流体計量路（３）と、
   計量路（３）の第１端側にある密封流体入口（４）および計量路（３）の第２端側にあってシールに向かう密封流体接続部（５）と、
   密封流体の流れを調整する制御弁（６）と、
   密封流体が流量計に逆流するのを防止する逆止め弁（２１）と、
   密封流体の流れを計量する調整および監視機構とを有し、この調整および監視機構は計量路（３）に配置された計量コーン（１０）、計量コーンの周囲で計量路内に動作自在に配置構成されたフロート（１２）、および計量路（３）に配置されて流れの方向に抗してフロート（１２）に作用するばね（１４）を有し、計量コーン（１０）の断面は流れの方向に先細になり、フロートは計量コーン（１０）のための開口（１３）を有し、密封流体が、開口（１３）を通してフロート（１２）と計量コーン（１０）の間で流れ、さらに、
   計量路内（３）でフロート（１２）と計量路入口（４）側端部の間に配置されて、計量路（３）の内面へと延在し、計量路の外側に延在するアクチュエータ（１６、１８）によって計量路（３）内で動作可能である洗浄手段（１７）を有し、
   逆止め弁（２１）が、シールへの接続部（５）の側の計器端部で、計量路と同軸で計量路（３）の延長部として配置構成され、計量コーン（１０）が逆止め弁（２１）と機械的に接触することを特徴とする流量計。
2. 逆止め弁（２１）が、フロースルー路（２３）を有する別個の弁体（２２）内に配置され、逆止め弁（２１）が、開閉するように配置構成され、弁ばね（２４）が、逆止め弁（２１）と計量コーン（１０）の間に配置構成されることを特徴とする、請求項１に記載の流量計。
3. 計量コーン（１０）と逆止め弁（２１）が固定状態で相互接続されることを特徴とする、請求項１または２に記載の流量計。
4. 計量コーン（１０）が逆止め弁（２１）から切り離されることを特徴とする、請求項１または２に記載の流量計。
5. 計量コーン（１０）の頭部に、計量路（３）の内壁に支持された案内部分（２５）が接続されることを特徴とする、請求項４に記載の流量計。
6. 計量コーン（１０）、フロート（１２）、弁ばね（１４）および案内部分（２４）が、計量路（３）内に切り離されて配置された特定のサブアセンブリを構成することを特徴とする、請求項５に記載の流量計。
7. 洗浄手段（１７）がアクチュエータ（１６、１８）とともに、完全に独立した完全体を構成し、これは、逆止め弁（２１）を開くために計量コーン（１０）の頭部にも接触することができ、したがって計量路（３）の洗浄手段（１７）を動作させることによって、計量路（３）と逆止め弁（２１）の両方の内面を洗浄できることを特徴とする、前記請求項いずれか１項に記載の流量計。
8. 計量路（３）がガラスまたはプラスチック・パイプで形成されることを特徴とする、前記請求項いずれか１項に記載の流量計。
9. 計量パイプ（２）内に、密封流体流量の表示器（２６）および流量制御値の表示器（２７）が配置構成されることを特徴とする、請求項８に記載の流量計。
10. 計量パイプ（２）の近傍に誘導式流体下限アラーム（２８）が配置され、このアラームは、フロート（１２）が読み取り区域から外れたままであることを監視することを特徴とする、請求項８または９に記載の流量計。
11. シールからの密封流体入口（７）および密封流体の出口（８）があり、シールからの入口（７）に関連して、密封流体圧力を調整する圧力制御弁（９）が配置構成されることを特徴とする、前記請求項いずれか１項に記載の流量計。
12. 圧力ゲージ（２９）を設けることを特徴とする、前記請求項いずれか１項に記載の流量計。
13. シールへの密封流体接続部（５）に関連して流量調整弁（６）および圧力ゲージ（２９）を配置することを特徴とする、前記請求項いずれか１項に記載の流量計。