NL2018087B1

NL2018087B1 - Stromingsmeter

Info

Publication number: NL2018087B1
Application number: NL2018087A
Authority: NL
Inventors: Leonardus Josephus Petrus Peters Marcel
Original assignee: Leonardus Josephus Petrus Peters Marcel
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2017-08-22
Also published as: US11346692B2; EP3513150B1; WO2018052293A1; US20190226887A1; CN109690259A; NL2017477B1; EP3513150A1; CN109690259B; NL2018087A

Abstract

Een stromingsmeter 1 heeft een behuizing 3 voorzien van een inlaatdeel 3A en een uitlaatdeel 3D, alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel. Dit verwijd deel bestaat uit een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel 3B en een op het uitlaatdeel aansluitende meetdeel 3C. In het geleidingsdeel bevinden zich een aantal schroeflijnvormige geleidingsbladen 5 met daarbinnen een kern 7. Het meetdeel 3C is voorzien meetkamer 9 waarin een meetkogel 13 in een cirkel rond kan draaien. Tussen de kern 7 en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel 3D zijn geen wanddelen aanwezig. Hierdoor kan fluïdum ongehinderd uit de meetkamer stromen. Om de fluïdumstroming zo constant en vloeiend mogelijk te laten zijn is de kern 7 massief met een vlak uiteinde 7A.

Description

Stromingsmeter BESCHRIJVING:

Gebied van de uitvinding

De uitvinding heeft betrekking op een stromingsmeter omvattende: een behuizing voorzien van een inlaatdeel en een uitlaatdeel, alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel dat een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel omvat en een op het geleidingsdeel en het uitlaatdeel aansluitende meetdeel, in het geleidingsdeel aanwezige schroeflijnvormige geleidingsbladen die zijn verbonden met de behuizing, een binnen de geleidingsbladen aanwezige kem, een binnen het meetdeel aanwezige meetkamer, die aan een buitenzijde is begrensd door het meetdeel van de behuizing, aan een inlaatzijde is begrensd door de geleidingsbladen, aan een tegenover de inlaatzijde aanwezige loopzijde is begrensd door een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel, en aan een binnenzijde deels is begrensd door de kem, en een in de meetkamer aanwezige meetkogel, die tijdens gebruik over het eindvlak in de meetkamer rondloopt, waarbij tussen een aan de meetkamer grenzend uiteinde van de kem en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel een opening aanwezig is en geen wanddelen aanwezig zijn, waarbij de afstand tussen de buitenrand van het aan de meetkamer grenzend uiteinde van de kem en de binnenrand van het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel kleiner is dan de diameter van de meetkogel, en waarbij het inlaatdeel, het geleidingsdeel en het meetdeel van de behuizing, alsmede de geleidingsbladen en de kem (gezamenlijk) één gespuitgiet deel zijn.

Tijdens gebruik is de stromingsmeter tussen twee leidingstukken ingebouwd en stroomt vloeistof of gas via de inlaat in het deel met de schroeflijnvormige bladen, waar het fluïdum in rotatie wordt gebracht, en vandaar in de meetkamer, waar een meetkogel in rotatie wordt gebracht, en vervolgens via de uitlaat naar buiten. De rotatiesnelheid van de meetkogel is een maat voor de stromingssnelheid van het fluïdum.

De rotatiesnelheid van de meetkogel wordt bijvoorbeeld gemeten met behulp van een lichtstraal die door de behuizing wordt gestuurd en op een tegenoverliggende plaats wordt gedetecteerd. Het aantal gedetecteerde onderbrekingen van de lichtstraal (door de kogel) vormt een maat voor de stromingssnelheid.

Stand van de techniek

Een dergelijke stromingsmeter is bekend uit WO 2015/065187 A. Bij een stromingsmeter met een tussen het inlaatdeel en uitlaatdeel verbreed middendeel met daarin een meetkamer met roterende meetkogel, dient voor een geleidelijke instroom van het fluïdum in de geleidingsbladen, voor het behouden van een voldoende hoge stromingssnelheid voor het meenemen van de kogel en voor de loopbaan van de kogel een relatief brede kern aanwezig te zijn. Om spuitgiettechnische reden is bij deze bekende stromingsmeter de kern hol uitgevoerd en is de kem aan de uitlaatzijde open.

Samenvatting van de uitvinding

Een doel van de uitvinding is de bekende stromingsmeter verder te verbeteren en de meetnauwkeurigheid en reproduceerbaarheid verder te vergroten. Hiertoe is de stromingsmeter volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de kern massief is. Het is gebleken dat de fluïdumstroming door de stromingsmeter in het geval de kern massief is, beter is dan in het geval de kem aan de uitlaatzijde open is. Door deze verbeterde stroming wordt ook de meetkogel beter en op meer constante wijze meegenomen door met een nauwkeuriger en beter reproduceerbaar meetresultaat tot gevolg. Bij de bekende stromingsmeter is de kern hol en is het naar de uitstroomopening toegekeerde eindvlak van de kern open. Het is gebleken dat de vorm van de naar het uitlaatdeel toegekeerde einde van de kem invloed heeft op de stroming van het fluïdum. Door de kern massief uit te voeren waarbij dus het genoemde eindvlak gesloten is, is de stroming constanter, waardoor de meenauwkeurigheid tgroter en reproduceerbaarheid beter is dan bij de uit WO 2015/065187 A bekende stromingsmeter.

De ruimte tussen de kem en het uitlaatdeel is bij voorkeur volledig open.

Bij een volledig open doorgang tussen de kern en de behuizing ter plaatse van de uitstroomopening, wordt de fluïdumstroom nauwelijks verstoord.

Een gunstige uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat het uiteinde van de kem vlak is.

Een verdere uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding, waarbij het uiteinde van de kern vlak is, is gekenmerkt, doordat de zijwand van de kern naar het uitlaatdeel toe niet evenwijdig aan de lengterichting van de stromingsmeter, maar in de richting naar het uitlaatdeel toe taps verloopt om de stroming van het fluïdum nader te beïnvloeden.

Nog een verdere uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de geleidingsbladen elk zijn voorzien van een aan het inlaatdeel grenzend inlaatuiteinde en een aan de meetkamer grenzend uitlaatuiteinde, dat is voorzien van een uitsparing met een boogvormige begrenzingswand, waarbij de maximale afstand tussen een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand groter is dan de diameter van de meetkogel en de minimale afstand tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand kleiner is dan de diameter van de meetkogel. Hierdoor stroomt het uit de geleidingsbladen stromende fluïdum direct in de rotatiebaan van de meetkogel waardoor een hoge meetnauwkeurigheid en goede reproduceerbaarheid verkregen is. Doordat door deze boogvormige of cirkelvormige uitsparing in de bladen de afstand van de meetkogel tot de bladen kleiner is, neemt de meetnauwkeurigheid en reproduceerbaarheid nog meer toe.

Beknopte omschrijving van de tekeningen

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van een in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de stromingsmeter volgens de uitvinding. Hierbij toont figuur 1 een uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding in doorsnede.

Gedetailleerde omschrijving van de tekeningen

In figuur 1 is een uitvoeringsvorm van de stromingsmeter volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven. De stromingsmeter 1 heeft een behuizing 3 voorzien van een inlaatdeel 3A en een uitlaatdeel 3D, alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel. Dit verwijd deel bestaat uit een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel 3B en een op het geleidingsdeel en het uitlaatdeel aansluitende meetdeel 3C. In het geleidingsdeel bevinden zich een aantal schroeflijnvormige geleidingsbladen 5 die met de buitenranden zijn bevestigd aan de behuizing. Binnen deze geleiding sbladen is een kem 7 aanwezig die is bevestigd aan de binnenranden van de onderste delen van de geleiding sbladen.

Binnen het meetdeel bevindt zich een meetkamer 9, die aan een buitenzijde is begrensd door het meetdeel 3C van de behuizing, en aan een inlaatzijde is begrensd door de onderzijden 5C van de geleidingsbladen. Aan een tegenover de inlaatzijde aanwezige loopzijde is de meetkamer begrensd door een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel. Tussen de kem 7 en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel bevindt zich een opening die de uitstroomopening van het fluïdum uit de meetkamer vormt. In de meetkamer bevindt zich een meetkogel 13 die tijdens gebruik over het eindvlak 11 in de meetkamer rondloopt.

Tijdens gebruik stroomt fluïdum via de door het inlaatdeel 3A begrensde inlaat in de door het geleidingsdeel 3B begrensde bladensectie, waar het fluïdum in rotatie wordt gebracht door de schroeflijnvormige bladen 5. Bij het verlaten van de bladensectie stroomt het fluïdum direct in de door het meetdeel 3C begrensde meetkamer 9, waar de meetkogel 13 in rotatie wordt gebracht. Vervolgens stroomt het fluïdum via de door het uitlaatdeel 3D begrensde uitlaat naar buiten. De rotatiesnelheid van de meetkogel is een maat voor de stromingssnelheid van het fluïdum. In figuur 1 is met pijlen 21 de stroming van het fluïdum aangegeven.

Tussen een aan de meetkamer 9 grenzend uiteinde 7A van de kem 7 en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel 3D zijn geen wanddelen aanwezig. De mimte tussen de kem 7 en het uitlaatdeel 3D is volledig open. Hierdoor kan het fluïdum ongehinderd uit de meetkamer naar de uitlaat stromen waardoor de stromingsweerstand van de stromingsmeter gering is. Om te voorkomen dat de meetkogel 13 uit de meetkamer 9 kan geraken is de afstand 15 tussen de buitenrand 7B van het aan de meetkamer grenzend uiteinde 7A van de kem en de binnenrand 11B van het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel 3D kleiner is dan de diameter D van de meetkogel 13. Om de fluïdumstroming zo constant en vloeiend mogelijk te laten zijn is de kern 7 massief en is het uiteinde 7A van de kem vlak.

De geleidingsbladen 5 zijn voorzien van een aan de inlaat grenzend inlaatuiteinde en een aan de meetkamer grenzend uitlaatuiteinde. Dit uitlaatuiteinde is voorzien van een uitsparing met een boogvormige begrenzingswand 5C. De maximale afstand 17 tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand 5C is groter dan de diameter D van de meetkogel 13 en de minimale afstand 19 tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak 11 van het uitlaatdeel en deze boogvormige begrenzingswand 5C is kleiner dan de diameter D van de meetkogel 13. Hierdoor stroomt het uit de geleiding sbladen stromende fluïdum direct in de rotatiebaan van de meetkogel.

Het inlaatdeel 3A en het uitlaatdeel 3D hebben beide een even grote cilindrische opening en zijn in lijn met elkaar aanwezig. Het verwijd deel (gevormd door delen 3B en 3C) heeft een grotere buitendiameter dan die van het in- en uitlaatdeel, waarbij de overgang van het inlaatdeel naar het verwijd deel niet abrupt met een stap verloopt, maar geleidelijk door een conisch wanddeel. De kern 7 heeft een naar de inlaat gekeerde conisch wand 7C die de axiaal gerichte binnenkomende fluïdumstroom 21 geleidelijk geleidt naar de geleiding sbladen 5. De zijwand 7D van de kern loopt in de betreffende uitvoeringsvorm licht taps toe in de richting van de uitlaat.

Hoewel in het voorgaande de uitvinding is toegelicht aan de hand van de tekeningen, dient te worden vastgesteld dat de uitvinding geenszins tot de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm is beperkt. De uitvinding strekt zich mede uit tot alle van de in de tekeningen getoonde uitvoeringsvorm afwijkende uitvoeringsvormen binnen het door de conclusies gedefinieerde kader.

Claims

1. Stromingsmeter (1) omvattende: een behuizing (3) voorzien van een inlaatdeel (3A) en een uitlaatdeel (3D), alsmede een daartussen aanwezig verwijd deel dat een op het inlaatdeel aansluitend geleidingsdeel (3B) omvat en een op het geleidingsdeel en het uitlaatdeel aansluitende meetdeel (3C), in het geleidingsdeel aanwezige schroeflijnvormige geleidingsbladen (5) die zijn verbonden met de behuizing, een binnen de geleidingsbladen aanwezige kem (7), een binnen het meetdeel aanwezige meetkamer (9), die aan een buitenzijde is begrensd door het meetdeel (3C) van de behuizing, aan een inlaatzijde is begrensd door de geleidingsbladen (5), aan een tegenover de inlaatzijde aanwezige loopzijde is begrensd door een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D), en aan een binnenzijde deels is begrensd door de kem (7), en een in de meetkamer (9) aanwezige meetkogel (13), die tijdens gebruik over het eindvlak (11) in de meetkamer rondloopt, waarbij tussen een aan de meetkamer (9) grenzend uiteinde (7A) van de kem (7) en het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) een opening aanwezig is en geen wanddelen aanwezig zijn, waarbij de afstand (15) tussen de buitenrand (7B) van het aan de meetkamer grenzend uiteinde (7A) van de kem en de binnenrand (11B) van het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) kleiner is dan de diameter (D) van de meetkogel (13), en waarbij het inlaatdeel (3A), het geleidingsdeel (3B) en het meetdeel (3C) van de behuizing, alsmede de geleidingsbladen (5) en de kem (7) gezamenlijk één gespuitgiet deel zijn, met het kenmerk, dat de kem (7) massief is.

2. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het uiteinde (7A) van de kern (7) vlak is.

3. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de zijwand (7D) van de kern naar het uitlaatdeel (3D) toe taps verloopt.

4. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de mimte tussen de kern (7) en het uitlaatdeel (3D) volledig open is.

5. Stromingsmeter (1) volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de geleidingsbladen (5) elk zijn voorzien van een aan het inlaatdeel (3A) grenzend inlaatuiteinde en een aan de meetkamer (9) grenzend uitlaatuiteinde, dat is voorzien van een uitsparing met een boogvormige begrenzingswand (5C), waarbij de maximale afstand (17) tussen een naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) en deze boogvormige begrenzingswand (5C) groter is dan de diameter van de meetkogel (11) en de minimale afstand (19) tussen het naar de meetkamer toegekeerd eindvlak (11) van het uitlaatdeel (3D) en deze boogvormige begrenzingswand (5C) kleiner is dan de diameter van de meetkogel (13).