NL8104577A - Vloeistofmeter. - Google Patents

Description

» I

,.-- 7 ί VLOEISTOFMETER.

De uitvinding heeft betrefcking op een vloeistofineter voorzien van - een cirkelcilindrische rotor waarvan de doorsnede evenwijdig aan de 5 as aan beide zijden van de as U-vonnig is waarbij de einden van de benen afsluiten tegen een vlakke eindplaat zodat een ringvonnige meet-ruimte wordt gevormd, - twee ongeveer diametraal ten opzichte van elkaar aangebrachte openingen in de eindplaat uitmondende in de cilindrische meetruimte, 10 waarbij de ene opening dient als toevoeropening en medium toevoert naar de meetruimte en de andere opening dient als afvoeropening en medium afvoert vanuit de meetruimte, - een stel radiaal gerichte vanen die door sleuven in de rotor geleid worden en die door een besturingsmechanisme zodanig radiaal worden be- 15 wogen in afhankelijkheid van de stand van de rotor, dat per omwenteling van de rotor steeds een vaste mediumhoeveelheid wordt omsloten en van de toevoeropening naar de afvoeropening wordt getransporteerd, - een scheidingsdeel geplaatst binnen de cilindrische meetruimte op een plaats tegenover die waar een vaste mediumhoeveelheid wordt omslo- 20 ten.

Een vloeistofineter van deze soort is bekend uit het Duitse Auslegeschrift 2 009 879. Een voordeel van dergelijke vloeistofmeters met axiale toe- en afvoer van de te meten vloeistof is dat de meter ge-heel concentrisch is opgebouwd en geen van de cirkelcilindrische vorrn 25 afwijkende vlakken bezit. Een bezwaar van deze bekende constructie is echter dat aan de toleranties van de geometrie, teneinde enerzijds een voldoende afdichting tussen de verschillende ruimten en dus een vol-doende meetnauwkeurig en anderzijds een aanvaardbaar wrijvingskoppel en geringe slijtage te bereiken, hogen eisen gesteld worden.

30 Zo wordt bijvoorbeeld in het bovengenoemde Auslegeschrift gesteld dat de buitendiameter van de rotor en de binnendiameter van het huis "ge-lijk" zijn. Uit de praktijkervaring en berekening volgt dat de spleet tussen de draaiende rotor en het stilstaande huis slechts enkele 0,01 mm mag bedragen. Dit houdt in dat binnen deze kleine speling 35 ruimte moet zijn voor de onrondheid van het huis, de onrondheid van de 8104577 t * 2 rotor, de excentriciteit van de lagerboring, de excentriciteit van de lagerring, en excentriciteit van de rotor en de speling van het lager. Indien al aan deze tolerantieeisen voldaan kan worden zal dit in ieder geval zeer kostbaar zijn. Eenzelfde redenering kan worden gehouden be-5 treffende de tolerantieeisen van de geometrie van het scheidingsdeel, dat enerzijds vast verbonden is met het huis doch anderzijds goed af moet dichten tegen onder meer de cilindervormige vlakken van de draaiende rotor.

De uitvinding heeft als doel de constructie van de vloeistof-10 meter zodanig in te richten dat de eisen die aan de geometrie gesteld dienen te worden om gelijke resultaten betreffende meetnauwkeurigheid en slijtage te bereiken aanmerkelijk kunnen worden verlaagd.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door de afdichting tussen de stator en de cirkelcilindrische binnenzijde van het huis te laten ver-15 vallen door de rotor zelf in radiale richting geheel dicht te maken. Voorts wordt het scheidingsdeel niet langer vast verbonden met het huis doch zelfinstellend opgesteld.

De vloeistofmeter volgens de uitvinding is dus gekenmerkt doordat de cilindrische buitenzijde van de rotor door middel van met de 20 rotor meebewegende delen mediumdicht is uitgevoerd en dat het scheidingsdeel zelfinstellend is opgesteld.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de teke-ning waarin: fig. 1 een vertikale doorsnede door de as van de vloeistof-25 meter, volgens de uitvinding, fig. 2 een doorsnede loodrecht op de as, en fig. 3 een aanzicht tegen de binnenzijde van het scheidingsdeel toont.

In fig. 1 stelt 1 de grondplaat van de vloeistofmeter voor 30 die vloeistofdicht op het huis 2 afsluit. De lange bus 3, die vast verbonden is met de grondplaat 1, draagt twee lagers 4 en 5, waardoor de rotor 6 draaibaar binnen het huis 2 is opgesteld. De ring 7 is door middel van (niet getekende) spaken vast verbonden met de rotor 6. De rotor omvat een schijfvormig deel en twee concentrische ringvormige 35 delen 8 en 9 die beweeglijk doch nagenoeg vloeistofdicht tegen de grondplaat 1 afsluiten. Op deze wijze wordt een ringvormige meetruimte 10 8104577

• I

, i 3 gevormd. De rotor 6 wordt axiaal op zijn plaats gehouden door opsluiting tussen de grondplaat 1, de moeren 11 en het druklager 12. De spin 13 vormt de mechanisch vaste verbinding tussen rotor 6 en de as 14 die naar buiten gevoerd wordt om bijvoorbeeld een indicatieorgaan aan te 5 drijven. De as wordt ondersteund door een lager 15. In de ringvormige meetruimte 10 bevindt zich een scheidingsdeel 16 dat op zijn plaats wordt gehouden door een pen 17 die met enige speling in een boring 18 in het scheidingsdeel steekt. De pen 17 is vast verbonden met grondplaat 1. De rotor 6 is in radiale richting vloeistofdicht afgesloten 10 door een met de rotor meedraaiende mantel 18'.

In fig. 2 is 19 de aansluiting voor de vloeistoftoevoer welke via een in de grondplaat 1 aangebracht kanaal 20 in verbinding staat met de toevoersleuf 21 die uitmondt in de meetruimte 10. Op dezelfde wijze is de aansluiting voor de vloeistofafvoer 22 via een in de grond-15 plaat 1 aangebracht kanaal 23 verbonden met de afvoersleuf 24 die uitmondt in de meetruimte 10. Vier in hoofdzaak rechthoekige vanen 25 zijn verschuifbaar in de rotordelen 8 en 9 aangebracht en kunnen paarsgewijs een bepaald volume binnen de meetruimte opsluiten.

Het op de juiste wijze in- en uitschuiven van de vanen wordt bewerk-20 stelligd door een besturingsmechanisme bestaande uit de vast opgestelde schijf 26 die wordt omsloten door de vlakke zijde van tafels 27, 28, 29, 30 die bevestigd zijn aan de naar de as gekeerde zijde van de vanen 25.

Twee diametraal tegenover elkander liggende tafels 27, 28 respectieve-lijk 29, 30 worden op de juiste afstand - die overeenkomt met de dia-25 meter van schijf 26 - gehouden door een brug 31 respectievelijk 32. Deze laatste is duidelijkheidshalve in fig. 2 niet getekend. De stippellijn 33 geeft de baan aan die de einden van de vanen beschrijven indien de rotor draait. Ook in deze figuur is 16 het scheidingsdeel dat met enige speling op zijn plaats wordt gehouden door de pen 17. Het scheidings-30 deel is voorzien van een boring 34 en aan de zijde die aan de grondplaat grenst van een gleuf 35.

In fig. 3 is het scheidingsdeel nogmaals, maar nu in aanzicht, getekend. Uit deze figuur blijkt dat ook de grondplaat 1 van een gleuf 36 is voorzien waarvan de plaats correspondeert met die van gleuf 35 in 35 het scheidingsdeel. In beide gleuven tezamen is een uit elastisch mate-riaal bestaande afdichtstrip 37 opgenomen.

8104577 ♦ Ψ·

• I

4 -

De werking van de vloeistofmeter is als volgt. De inlaatdruk van de te meten vloeistof die bij 19 intreedt, oefent in de meetruimte 10 een kracht uit op de in de tekening re.chtsonder getekende vaan en veroorzaakt daarmede een rechtsomdraaiend koppel op de rotor. Dit kop-5 pel wordt niet gecompenseerd door een linksomdraaiend koppel tengevolge van de aanwezigheid van de afsluitende werking van het scheidingsdeel.

De rotor zal dus rechtsom gaan draaien waarbij het besturingsmechanisme, in hoofdzaak bestaande uit de vastopgestelde schijf 26, de tafels 27 t/m 30 en de bruggen 31 en 32, zorgdraaat voor het in- en uitschuiven 10 van de vanen 25. Het bewegingspatroon van de vanen is zodanig gekozen dat steeds tussen twee vanen {in fig. 2 in het onderste kwadrant) een bepaald constant volume binnen de meetruimte wordt opgesloten en ge-transporteerd van de toevoeraansluiting 19 naar de afvoeraansluiting 22. Op deze wijze ontstaat een vaste verhouding tussen een omwenteling van 15 de rotor en het doorgelaten volume· vloeistof waardoor de meting mogelijk wordt. Om een nauwkeurige meting mogelijk te maken is het zaak lekkage van toevoer- naar afvoeraansluiting buiten het meetcircuit om zoveel mogelijk te verminderen. Teneinde lekkage vanuit de rotor in radiaal buitenwaartse richting te verhinderen is de cilindrische buitenzijde 20 van de rotor vloeistofdicht uitgevoerd. Dit kan plaats vinden door het aanbrengen van een mantel 18' om de rotor. Hierbij mogen de sleuven in het buitenste rotordeel 9 tot buiten toe doorlopen hetgeen het aanbrengen van de sleuven vereenvoudigd. Ook is het mogelijk de mantel te beperken tot evenwijdig aan de as verlopende afdekstrippen welke alleen 25 ter plaatse van de sleuven zijn aangebracht en de sleuven naar de buitenzijde volledig afdichten. Nog een andere mogelijkheid is de sleuven in het buitenste rotordeel van binnenuit aan te brengen en niet tot aan het cilindrische buitenvlak door te laten lopen. Een andere weg waarlangs een de nauwkeurigheid beinvloedende lekkage op kan treden is die langs 30 het scheidingsdeel 16. Bij een vast met de grondplaat 1 verbonden scheidingsdeel zal deze lekkage relatief groot zijn omdat de speling tussen scheidingsdeel en rotor zowel in radiale als axiale richting relatief groot is. Dit vindt zijn reden in de reeds eerder besproken tolerantie-problemen. Daarom is het scheidingsdeel niet vast verbonden met de 35 grondplaat doch bewegelijk ogpesteld door de diameter van de boring 18 in het scheidingsdeel wat groter te kiezen dan die van de vast met de 8104577 •4. ♦ 5 grondplaat 1 verbonden pen 17. Hierdoor wordt het scheidingsdeel zelf-instellend. De inlaatdruk drukt het scheidingsdeel ter plaatse van de aan de inlaatzijde gelegen cilindrische buitenzijde tegen de binnen-zijde van rotordeel 9. Tengevolge van de rotatie rechtsom van de rotor 5 zal tussen het scheidingsdeel ter plaatse van de aan de uitlaatzijde gelegen cilindrische buitenzijde en de daartegenoverliggende binnen-zijde van rotordeel 9 een vloeistofwig ontstaan die het scheidingsdeel aan de uitlaatzijde met zijn binnenzijde tegen de buitenzijde van het rotordeel 8 aandrukt. Door de beide ongeveer diametraal tegenover elkaar 10 liggende aandrukkingen van het scheidingsdeel wordt een zelfinstellende afdichting verkregen die beter wordt naarmate de druk stijgt. Bovendien kunnen tengevolge van de zelfinstellende afdichting de toleranties op verschillende afinetingen aanmerkelijk vergroot worden hetgeen de ver-vaardiging van de onderdelen vereenvoudigt en minder kostbaar maakt.

15 Ook in axiale richtint kan gebruik gemaakt worden van het beginsel der zelfinstelbaarheid van het scheidingsdeel. Door de aanwe-zigheid van de afdichtstrip 37 wordt de lekkage tussen scheidingsdeel en grondplaat rechtstreeks geblokkeerd. Door deze afsluiting wordt in de spleet tussen scheidingsdeel en grondplaat een druk opgebouwd die 20 groter is dan de inlaatdruk met het gevolg dat het scheidingsdeel aan de andere zijde tegen het radiaal gerichte vlak van de rotor wordt aan-gedrukt waardoor een goede afdichting wordt bereikt.

In het geval dat een vloeistof met slechte smeereigenschappen gemeten moet worden, kan een boring 34 met een juist gekozen doorsnede 25 in het scheidingsdeel worden aangebracht. Hierdoor wordt bereikt dat ook tussen de cilindrische binnenzijde van het scheidingsdeel en de cilindrische buitenzijde van rotordeel 8 aan de uitlaatzijde een vol-doende vloeistoffilm tot stand kan komen.

8104577

Claims (6)

1. Vloeistofmeter voorzien van - een cirkelcilindrische rotor waarvan de doorsnede evenwijdig aan de as aan beide zijden van de as U-vormig is waarbij de einden van de 5 benen afsluiten tegen een vlakke grondplaat zodat een ciiindrisGhe meetruimte in de vorm van een torus wordt gevormd, - twee ongeveer diametraal ten opzichte van elkaar aangebrachte openingen in de grondplaat uitmondende in de cilindrische meetruimte, waarbij de ene opening dient als toevoeropening en medium toevoert 10 naar de meetruimte en de andere opening dient als afvoeropening en medium afvoert vanuit de meetruimte, - een stel radiaal gerichte vanen die door sleuven in de rotor geleid worden en die door een besturingsmechanisme zodanig radiaal worden bewogen in afhankelijkheid van de stand van de rotor, dat per om- 15 wenteling van de rotor steeds een vaste mediumhoeveelheid wordt om-sloten en van de toevoeropening naar de afvoeropening wordt getrans-porteerd, - een scheidinqsdeel geplaatst binnen de cilindrische meetruimte op een plaats tegenover die waar een vaste mediumhoeveelheid wordt omsloten, 20 met het kenmerk, dat de cilindrische buitenzijde van de rotor door middel van met de rotor meebewegende delen mediumdicht is uitgevoerd en dat het scheidingsdeel zelfinstellend is opgesteld.

2. Vloeistofmeter volgens conclusie 1, met het ken merk, dat de cilindrische buitenzijde van de rotor is voorzien van 25 een meedraaiende mantel,

3. Vloeistofmeter volgens conclusie 1, met het ken merk, dat de cilindrische buitenzijde van de rotor ter plaatse van de gleuven is voorzien van mediumdicht aangebrachte afdekstrippen.

4. Vloeistofmeter volgens conclusie 1, met het k e n- 30. e r k, dat de rotor uit delen is opgebouwd waarbij de sleuven aan de binnenzijde van de buitenring op niet tot de buitenzijde van de bui-tenring doorlopende wijze worden aangebracht.

5. Vloeistofmeter volgens edn der voorgaande conclusies, m e t het kenmerk, dat het scheidingsdeel zelfinstellend is opge- 35 steld door middel van een vast opgestelde pen welke grijpt in een ruim 8104577 4 gat in het scheidingsdeel, dat het scheidingsdeel in hoofdzaak segment-vormig is en dat het scheidingsdeel een lengte bezit van minstens viermaal de radiale afmeting van de meetruimte,

6. Vloeistofmeter volgens e€n der voorgaande conclusies, 5 met het k e n m e r k, dat het scheidingsdeel in de naar de grondplaatgekeer.de zijde van een gleuf is voorzien, dat de grondplaat van een corresponderende gleuf is voorzien, dat de gleuven in ongeveer radiale richting verlopen, dat zij zich bevinden nabij het met de pen corresponderende gat en ten opzichte van dat gat een weinig in draai-10 richting van de rotor verschoven en dat zich in de corresponderende gleuven een strip van elastisch materiaal bevindt. 8104577