KR900009228B1 - 전자유량계 및 전자유량계 조립방법 - Google Patents

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전자유량계 및 전자유량계 조립방법

제1도는 측정파이프의 축선을 갖는 수직평면을 따라 취한 본 발명의 유량계의 일실시예의 횡단면도.

제2도는 제1도의 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 취한 횡단면도.

제3도는 제1도에 나타낸 실시예의 전개사시도.

제4도는 제1도에 나타낸 하부 케이싱 유니트의 사시도.

제5도는 구성중에 탄성벨트로 결합된 측정파이프와 자속발생 유니트들의 정면도.

제6도는 제2도에서와 같이 취해진 본 발명의 유량계의 다른 실시예의 횡단면도.

본 발명은 측정될 유체를 이송하는 배관의 두 플랜지 사이에 삽입하여 고정시킬 수 있는 전자유량계(Electromagnetic flowmeter)에 관한 것이며, 특히 본 발명은 그와 같은 전자유량계의 구조에 관한 것이다.

종래의 전자유량계를 구성시키는데 있어서 비자성금속으로 제조된 측정파이프가 자성체 금속으로 제조된 외측케이싱의 축다면에 있는 개구부를 통하여 삽입되었고, 측정 파이프와 단부들은 용접에 의해서 외측 케이싱에 고정되었다. 전극보스는 측정파이프의 축선에 수직방향으로 외측케이싱내의 개구부를 통하여 삽입되어 측정파이프에 용접되었다. 절연 간격편은 전극보스에 나사로 맞추어져 측정파이프의 내측면에 절연라이닝이 되었다.

그런 다음에 전극들이 측정파이프의 내면으로부터 절연간격편들내로 삽입되어 고정되었다. 그런다음 여자코일이 설비된 한쌍의 자기코어가 상부 및 하부 자속발생유니트 하우징부의 개방단으로부터 삽입되어 장착되었다. 이 하우징부는 외측케이싱상에 형성되고 측정파이프의 축선과 전극들을 연결하는 선에 직각방향으로 연장설비되어 있다.

조립한다음 전자유량계가 만족스럽게 구조대칭이 되어 있는지 여부를 확인할 수 있는 단 하나의 방법은 장치를 눈으로 외관을 체크하는 것이었다. 그러나, 장치는 외측케이싱에 내장되어 있으므로 정확한 확인을 하기가 어려웠다. 이로인해서 바라는 대칭을 보장하기 위하여 상당히 가공정도를 높이고 상부 및 하부 자속발생 유니트들간의 거리를 줄일 필요가 있어 불가피하게 고원가가 되었다. 더우기 외측케이싱내의 좁은 공간내에서 행해야하는 구성부품들을 장착하는 조립작업과 전극들과 자속발생유니트들로부터 리드선을 빼내는 작업을 하는데 어려움이 있었다. 따라서, 조립시간은 단축하기가 쉽지않았다.

종래기술로서 측정될 유체를 이송하는 두배관 플랜지들 사이에 삽입하여 공정시킬 수 있는 전자유량계가 미합중국 특허 제4,253,340에 공개되어 있다. 이 예에는 분할할 수 있는 외측케이싱과 자기코어가 서로 일체로 되어 있고 코어들위에 코일이 장착되어있어 외측케이싱 두개의 분할부들로 되어 있고 조립중에 이들 분할부들이 서로 결합될지라도 아직도 유량계의 구조적 대칭을 확인하고 상부 및 하부 자속발생 유니트들간의 거리를 줄이는데는 어려움이 있다. 왜냐하면 자기코어가 외측케이싱에 동시에 붙여져 그것이 조립자가 조립정도를 체크하는 것을 방해하기 때문이다.

본 발명자의 초기작품인 전자유량계는 일본국 공개 특허(공개)소 61-151429에 공개되었다. 이 예에서는 분할된 외측케이싱과 자기코어들이 서로 맞닿지 않게 되어있다. 따라서, 자기 코어들, 전극들 및 측정파이프의 바른 관계위치에 외측케이싱을 맞추는데 어려움이 있는 것이다. 외측케이싱 위치가 측정파이프내의 자장에 영향을 주므로, 외측케이싱 위치가 측정파이프에 대해서 용이하게 조정될 수 있고 확인될 수 있는 것이 소망된다. 더욱이 만약 외측케이싱이 자성재료로 제조되었고, 자기철심이 외측케이싱에 접촉된다면 측정파이프내의 자장의 강도가 증가되어 바람직한 일이다.

따라서 본 발명의 목적은, 개량된 전자유량계를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 전자류량계내의 케이싱과 자속발생 유니트들을 측정파이프와 전극들에 대한 정확하고 용이하게 위치시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 측정파이프내에 강화된 자장을 갖는 전자유량계를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 태양에 의하면, 상류단과 하류단사이에 삽입될 수 있고 유량이 측정될 유체가 이송되는 전자유량계가 제공되고 그 구성은 측정파이프의 축선을 따라 측정파이프를 통하여 유체가 흐르는 비자성재료로 제조된 측정파이프, 측정파이프내에 장착되어 측정파이프내에 흐르는 유체의 유량에 따라서 발생되는 전기를 도출하는 한쌍의 전극들, 측정파이프의 외면을 향해서 갭들에 의해서 분리되게 배치된 제1 및 제2 자속발생유니트들 제1자속발생유니트에 조정가능하게 고정된 제1자속발생유니트와 측정파이프의 제1원주 부를 내장하는 제1케이싱유니트, 측정파이프에 대한 관계위치에 제1케이싱 유니트를 위치시키기 위하여 적어도 측정파이프와 제1케이싱유니트중의 하나에 관련된 복수의 간격편 부재들을 포함하는 수단, 제2자속발생유니트와 측정파이프의 제2원주부를 내장하는 제2케이싱유니트로 구성되고, 제1 및 제2원주부는 측정파이프의 전체원주이고, 제2자속발생유니트는 제2케이싱 유니트에 조정가능하게 고정되고 제2케이싱 유니트는 측정파이프에 그들간에 갭을 형성하여 대면하고 있다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 상류단과 하류단 사이에 삽입될 수 있고 유량이 측정될 유체가 이송되는 전자유량계를 구성시키는 방법이 제공된다. 그 구성시키는 단계는 측정파이프의 외면위에 가요성 체결수단으로 한쌍의 자속발생유니트들을 임시로 장착하는 단계, 다음에 자속발생 유니트들로 측정파이프를 둘러쌓아 복수의 케이싱 유니트들을 장착하는 단계, 다음에 케이싱유니트들에 자속발생 유니트들을 고정시키는 단계들로 구성되어 있다.

본 발명의 또다른 목적들, 태양들, 이점들은 첨부된 도면을 참조한 실시예들의 상세 설명에서 명백해질 것이다.

본 발명에 의한 전자유량계의 하나의 실시예를 제1, 2, 3도에 나타냈다.

측정파이프(10)는 예를들어 스테인리스강등의 비자성 재료로 제조되어 있다. 측정파이프(10)는 축선중앙부의 외측위에 한쌍의 凹부들(12)을 갖고 있다. 이 두 凹부들(12)은 파이프(10)의 축선을 건너 대칭으로 위치되고, 凹부(12)의 저면들은 파이프(10)와 동심의 원통면내에 있다. 플랜지(14)는 파이프(10)의 각 축선단에 형성되어 있다.

한쌍의 전극들(16)의 파이프(10)의 축선에 직각인 직선상과 두 凹부들(12)의 중심들을 연결하는 선에 대해서 파이프(10)를 건너질러 위치되어 있다.

하나의 절연라이닝(18)이 전극들(16)의 끝에서만 제외하고 측정파이프(10)의 내면전체에 걸쳐 설비되어 있다. 라이닝(18)의 양 단부들은 파이프(10)의 단부면이 덮어씌워지도록 벌려져있다.

상측 케이싱 유니트(20)와 하측 케이싱 유니트(22)는 자성재료로 제조되고 반원통형으로 되어 있어 측정파이프(10)의 측부를 덮고 있다. 케이싱 유니트들(20)과 (22)는 파이프(10)의 축선을 포함하는 수평 평면에서 서로 맞닿고 수평축선들(23)에서 서로 용접되어있다. 케이싱유니트들(20)과 (22)는 중공연장부들(24)을 갖고있고 그안에 자속발생 유니트들(28)을 내장하고 있다.

각 자속발생유니트들(28)은 자기코어들(32)과 그 둘레에 감긴 코일(36)로 되어있고, 자기 코어들(32)은 케이싱 유니트들(20)과 (22)의 중공연장부들(24)의 내면에 볼트들(40)로 고정되어있다. 자성재료의 코일지판들(41)은 코일들(36)과 중공연장부들(24) 사이에 삽입되어 있다. 자기코어들(32)은 파이프(10)의 축선과 전극들(16)을 연결하는 선에 직각으로 파이프(10)을 횡단하는 직선내에 배치되어있고 자기코어들(32)에는 측정파이프(10)의 凹부들(12)을 향하고 凹부들(12)의 저면들과의 사이에 작은 갭들(44)을 형성하고 있는 플랜지들(42)이 설비되어있다.

볼트들(40)은 케이싱 유니트들(20)과 (22)의 중공연장부들(24)내의 구멍들(46)을 관통하고 자기코어들(32)내의 나사난 구멍(48)내에 나사 고정된다. 중공연장부들(24)내의 구멍들(46)은 충분히 커서 자기코어들(32)의 위치가 케이싱유니트들(20)과 (22)에 대한 관계위치에 조정될 수 있게 되어있다.

하측 케이싱 유니트(22)는 측정파이프(10)에 닿고있는 반원통 내면내의 각 단부 가까이 제4도에 잘 나타낸 바와같이 2개의 돌출부(50)를 갖고 있다. 4개의 돌출부들(50)은 같은 높이들을 갖고 대칭으로 배치되어 있다. 돌출부들(50)의 내면들(52)은 파이프(10)의 외면과 맞닿도록 곡선가공되어 있다.

돌출부(50)의 내면들(52)은 기계로 사상되어 케이싱유니트들(20), (22)의 축선과 파이프(10)의 축선이 심맞추어진다.

따라서, 상측 케이싱유니트(20)와 파이프(10) 사이의 갭(54)과, 하측 케이싱유니트(22)와 파이프(10)와의 사이의 갭이 같게되는 것이다.

전기리드들(도시치않음)은 전극들(16)과 코일들(36)에 연결되어있고 상측 케이싱유니트(20)내의 중공연장부(24)내의 구멍(도시치않음)을 관통한다.

2개의 자속발생 유니트들(28)은 전극들(16)로 측정파이프(10)의 凹부들(12)에 닿아있고 제5도에 나타낸 바와같이 자기코어들(32)의 플랜지들(42)위에 세트된 2개의 탄성밸트들(58)로 임시로 묶여있다. 벨트들(58)은 탄성체이므로 자속발생유니트(28)는 용이하게 조정되어 바른 위치들에 세트된다.

다음에 측정파이프(10)에는 전극들(16)이 설비되고 자속발생유니트(28)가 하측 케이싱유니트(22)위에 놓이고 상측케이싱유니트(20)가 그들위에 놓인다. 하측 케이싱유니트(22)가 정밀가공되어 있으므로 파이프(10)의 축선과 케이싱(20), (22)이 일치되는 것이다.

전극들(16)과 코일들(36)에 연결된 전기리드들은 상측 케이싱유니트(20)내의 구멍을 통하여 인출된다.

다음에 볼트들(40)이 케이싱 유니트들(20), (22)의 중공연장부들(24)내의 구멍들(46)을 통하여 자기코어들(32)내의 나사난 구멍들에 나사공정된다. 벨트들(58)이 탄성체이므로 자기코어들(32)은 볼트들(40)이 조여질때 케이싱 유니트들(20), (22)를 향해 파이프(10)에서 떨어진다. 하측 케이싱유니트(22)위의 볼트(40)는 상측 케이싱유니트(20)위의 볼트(40)가 조여지기전에 조여져 측정파이프(10)가 벨트(58)에 매달리지않도록 하여야 한다. 이 중공연장부들(24)내의 구멍들(46)이 충분히 커서 자기코어들(32)은 구멍들(46)의 중심들의 위치가 정확하지 않더라도 바른곳에 위치시킬 수 있다.

다음에 수평측부선들(23)에서 상하 케이싱유니트들(20), (22)과 케이싱유니트들(20), (22)의 단부들 14과 측정파이프(10)의 플랜지들(14)이 각각 용접된다.

상술한 전자유량계는 측정될 유체를 이송시키는 배관(도시치않음)의 상류부와 하류부의 각 플랜지 사이에 장착된다. 이 유량계는 케이싱유니트들(20), (22)의 중고연장부들(24) 외부에 있는 배관의 플랜지들(도시치않음)을 하나로 연결시키도록 결합볼트들(도시치않음)을 조임으로써 견고히 고정된다. 코일들(36)에 여자전류가 공급될때 자속발생 유니트들(28)은 쌍으로 된 전극들(16)을 연결하는 선과 측정파이프(10)의 축선의 두 가상선에 직각으로 뻗는 자장선들을 발생시킨다. 배관에 의해서 이송되는 유체가 유량계를 통과하여 자장선들을 자를때에 기전력이 발생된다. 유속에 비례하는 기전력이 전극들(16)과 리들선들에 의해서 변환기(도시치않음)로 공급되고 그곳에서 유량측정치로 변환된다.

상술한 실시예에 있어서는 측정파이프(10)의 축선들과 케이싱유니트들(20, 22)을 일치시키기가 용이하고 자기코어들(32)을 바른 위치들에 세트시키기가 용이하다. 더욱이 측정파이프(10)내에 자장은 발생되는 자기코어들(32)이 자성금속인 케이싱유니트들(20), (22)에 직접 접촉되므로 더 강력한 것이다.

제6도에 나타낸 다른 실시예에 있어서는 측정파이프(110)는 하측 케이싱유니트(122)의 내면에 맞닿는 파이프의 외면위에 돌출부들(150)을 갖고 있다. 하측 케이싱유니트(122)에는 측정파이프(110)에 맞닿는 돌출부들을 갖고있지 않다. 기타의 태양은 제1실시예에서와 같고 동일이점을 얻을 수 있다.

전술한 것은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것이고, 그에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 정신과 내용에 관련된 상술한 실시예의 개조를 이 기술분야에 숙련된 자들은 알 수 있으므로 본 발명의 적용범위를 첨부된 청구범위들과 등가물들에 대해서 한정지워져야 할 것이다.

Claims (9)

1. 유량이 측정될 유체가 이송되는 상류와 하류파이프의 단부들사이에 삽입부착시킬 수 있는 전자유량계의 구성에 있어서, 유체가 이 파이프의 축선에 따라 통과하는 비자성체로 제조된 측정파이프(10, 110)와, 상기 측정파이프(10, 110)내에 장착되고 상기 측정파이프(10, 110)내를 흐르는 유체의 유량에 따라서 발생되는 전기를 도출하기 위한 한쌍의 전극들(16)과, 상기 측정파이프(10, 110)의 외면에 대면하여 갭에 의해서 분리 되어 있고, 상기 측정파이프(10, 110)내에 자속을 발생시키는 제1 및 제2자속발생 유니트들(28)과, 상기 제1자속발생 유니트(28)과 상기 측정파이프(10, 110)의 제1원주부를 둘러쌓고 상기 제1자속발생유니트(28)가 조정가능하게 고정되는 제1케이싱유니트(22, 122)와, 상기 측정파이프(10, 110)와의 관계위치에 사이띄어상기 제1케이싱유니트(22, 122)를 위치시키기 위한 적어도 하나의 상기 측정파이프(10, 110)와 관련된 복수의 간격부재들을 포함하는 수단과, 상기 제2자속발생유니트(28)와 상기 측정파이프(10, 110)의 상기 제1및 제2원주부를 둘러쌓고있는 제2케이싱 유니트(20)를 포함하고 상기 제1 및 제2원주부는 상기 측정파이프(10, 110)의 전체원주이고, 상기 제2자속발생유니트(28)는 상기 제2케이싱 유니트(20)에 조정 가능하게 고정되고 상기 제2케이싱 유니트(20)는 측정파이프(10, 110)와 대면하여 그들사이에 갭을 형성하고 있는 전자유량계.
2. 제1항에 있어서, 상기 간격부재들은 상기 제1케이싱 유니트(22)의 내면위에 형성된 내측으로 방사상인 돌출부들(50)이고, 상기 내측으로의 돌출부들(50)은 상기 측정파이프(10)에 맞닿는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
3. 제1항에 있어서, 상기 간격부재들이 상기 측정파이프(110)의 외면상에 형성된 외측으로 방사상인 돌출부들(150)이고, 상기 외측으로의 돌출부들(150)은 상기 제1케이싱유니트(122)와 맞닿는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1케이싱 유니트(22, 122)와 제2케이싱유니트(20)가 상기 측정파이프(10, 110)의 축선을 포함하는 평면에서 서로 체결되는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
5. 제1항에 있어서, 상기 자속발생유니트(28)과 상기 케이싱유니트들(22, 122, 20)을 체결시키는 나사들(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
6. 제1항에 있어서, 적어도 상기 케이싱유니트들(22, 122, 20)의 부분이 자성재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
7. 제1항에 있어서, 상기 전극들(16)이 상기 측정파이프(10, 110)의 축선에 대해서 직각인 직선상에 위치되고, 상기 각 자속발생유니트(28)가 상기 전극들(16)을 연결하는 선과 교차공통점에서 상기 측정파이프(10, 110)의 축선에 대해서 직각으로 교차되는 직선상에 위치하는 축선을 갖고있는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
8. 제1항에 있어서, 상기 자속발생유니트들(28)을 상기 측정파이프(10, 110)을 향해 묶어놓는 가요성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자유량계.
9. 유량이 측정될 유체를 이송하는 상류와 하류 파이프단들사이에 삽입 부착가능한 전자유량계를 조립함에 있어서, 상기 측정파이프(10, 110)의 외면위에 가요성 체결수단으로 임시로 한쌍의 자속발생유니트들(28)을 장착시키는 단계와, 상기 측정파이프(10, 110)의 측부를 상기 자속발생유니트들(28)로 둘러쌓는 복수의 케이싱 유니트들(22, 122, 20)을 장착하는 단계와, 상기 자속발생 유니트들(28)을 상기 케이싱유니트들(10, 110)에 고정시키는 단계들로 구성된 전자유량계 조립방법.

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