NO176855B - Elektromagnestisk strömningsmåler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektromagnetisk gjennom-strømningsmåler med et trykkfast målerør av et varmebestandig materiale og en mantel av ikke-rustende stål, som omslutter målerøret, mellom hvilke er et mellomrom i hvilket mellomrom befinner seg en magnetinnretning forsynt med i det minste polsko og viklespoler, idet det er anordnet en eller flere måleelektroder i målerøret. En slik elektromagnetisk strømningsmåler er kjent fra DE 34 23 921 Al.

Slike gjennomstrømningsmålere anvendes for måling av hastigheten til fluider og anvendes på forskjellige områder, f.eks. innenfor næringsmiddelindustrien.

Målerøret må bestå av et materiale, som er svært trykkfast, kjemisk bestandig og formfast og samt dessuten utgjør en god elektrisk isolator. Disse kravene tilfredsstiller spesielt keramikk, f.eks. AI2O3, men det finnes også andre materialer, som f.eks. varmebestandig kunststoff som er egnet. Mantelen består som regel av ikke-rustende stål, oftest av et ikke-rustende austenittisk stål (1.4301 ), som har en svært stor kjemisk holdbarhet og som kan formes lett ved hjelp av dyptrekk-teknikk. De siste egenskapene er viktige ved fremstilling av strømningsmålere, hvis ytre mantel består av stål, noe som gir lave materialkostnader. Det er også mulig å fremstille slike ytre mantler ved hjelp av støpeteknikk av et austenittisk stål som forlanges ved mange anvendelser.

Det ikke-rustende stål, og spesielt det austenittiske stålet, har imidlertid en mye større varmeutvidelseskoeffisient enn den til materialet anvendt for målerrøret, f.eks. keramikk eller kunststoff, noe som er en stor ulempe. Dessuten er det svært vanskelig å feste mantelen, som består av ikke-rustende stål, til røret av keramikk eller kunststoff.

Spesielt ved de forskjellige anvendelsene, ved hvilke strømningene skal måles ved væsker innenfor store temperaturområder, er det viktig å kunne sikre en billig og tilfor-latelig tetting mellom målerøret og den ikke-rustende stålmantelen. Dessuten må avtetningen være kjemisk holdbar. Mantelen må også kunne festes på en billig måte til måle-røret .

Ved en strømningsmåler beskrevet i DE 34 23 219 Al består avtetningen av en dyr (Kring og festingen foregår ved avtetning av rommet som omgir målerøret. En av en O-ring bestående avtetning har dessuten den ulempen at den kjemiske holdbarheten er avhengig av O-ringens materiale.

Foreliggende oppfinnelses oppgave er å unngå de ovenfor nevnte vanskeligheter og tilveiebringe en enkel fremstillingsteknisk og billig avtetning mellom materialet til målerøret og materialet til det ikke-rustende stålet, idet avtetningen er like holdbar som mantelen, som består av ikke-rustende stål, og som er egnet for bruk innenfor store temperaturområder opptil de høyeste driftstemperaturer.

Denne oppgaven blir løst ved hjelp av en elektromagnetisk gjennomstrømningsmåler av den innledningsvis nevnte art ved at i det minste en ende til mantelen bestående av ikke-rustbart stål er ombøyd ved dannelse av en konsentrisk, indre ring og om den indre ringen er det anordnet en kompensasjonsring av stål, idet stålet til kompensasjonsr ingen har en varmeutvidelseskoeffisient som ligger mellom materialet til målerøret og det ikke-rustende stålet til mantelen.

Ved en strømningsmåler med en mantel av et ikke-rustende austenittisk stål består kompensasjonsringen fortrinnsvis av et ikke-rustende ferrittisk stål.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser en strømningsmåler ifølge oppfinnelsen i lengdesnitt.

Fig. 2a

og 2b viser et avsnitt av mantelen som består av et ikke-rustende stål og er forsynt med den indre ring såvel som en dertil anordnet kompensasjonsring og etter påpressingen på målerøret.

Den på fig. 1 i et lengdesnitt viste, foretrukne utførelses-form av en strømningsmåler ifølge oppfinnelsen, har et målerør 1, som ved sine ender er forsynt med to rør med noe radialt utoverpekende flenser 2,3. Målerøret 1 er ved sine begge ender tilsluttet en ledning som gjennomstrømmes av en væske som skal måles. Målerøret 1 består av et keramisk materiale (AI2O3) eller et annet egnet materiale, f.eks. kunststoff, som er trykkfast, kjemisk holdbart og formfast og danner en god elektrisk isolator. Rundt målerøret 1 ligger en mantel 4 av rustfritt stål, som regel av austenittisk stål. I det avtettede hulrommet mellom stålmantelen 4 og målerøret 1 er anordnet en for magnetisk induktiv strømningsmåler egnet magnetinnretning. Denne består mellom annet av en rundt målerøret 1 liggende polsko 5 og viklingsspoler 6, såvel som et åk 7 som slutter magnetkretsen. I en loddrett i forhold til symmetriflåtene til polskoene 5 forløpende akse er det anordnet ved målerøret 1 to målesensorer 8. De på tegningene ikke viste kabler føres ut gjennom en åpning 10.

Ved strømningsmålere ifølge teknikkens stand dannes avtetningen ved hjelp av en sveiseforbindelse mellom mantelen, som består av ikke-rustende stål, og målerøret ved hjelp av et i hulrommet anordnet sjikt, eller ved hjelp av en spesiell utformet O-ring-sikring.

For å tilveiebringe en enkel og billig fremstilling av en avtetning mellom målerøret 1, som består av f.eks. keramikk eller kunststoff, og den ikke-rustende mantel 4 av austenittisk stål, som er egnet for høyere driftstemperaturer og et stort temperaturområde, er den av stål (f. eks. 1.4301 ) bestående mantel 1 i minste den ene enden bøyd to ganger innover, slik at det dannes en konsentrisk indre ring, henholdsvis en mantelring 20.

Fig. 2a og 2b viser et avsnitt av mantelringen 20 før og etter påpressingen av flensen 2 til målerøret 1.

Mantelen 4 dyptrekkes av ikke-rustende austenittisk stål i flere arbeidsforløp. En selvstendig kompensasjonsring 21 av et ikke-rustende ferrittisk stål (f.eks. 1.4016) blir likeledes dyptrykket. Før det siste arbeidsforløpet ved dyptrekkingen av mantel 4, som består av austenittisk stål, blir kompensasj onsr ingen 21 lagt inn i den ombøyde indre ringen 20 til mantelen 4. Til slutt blir kompensasjonsringen 21 sammen med mantelen trykket nøyaktig til den ønskede størrelsen, slik at den indre ringen 20, som vist på fig. 2a, får en nøyaktig definert negativ toleranse i forhold til flensen 2 til målerøret 1, som består f.eks. av keramikk. Til slutt blir mantelen 4 sammen med den ilagte kompensasjonsringen 21 presset på flensen 2 til målerøret 1, som vist på fig. 2b.

Denne utførelsen har den vesentlige fordelen at materialet til kompensasjonsringen 21, nemlig rustfritt ferrittstål, har lineær varmeutvidelseskoeffisient på tilnærmet 10x10"^ men austenittstålet har en varmeutvidelseskoeffisient på ca. 18xl0"<6> og keramikk en varmeutvidelseskoeffisient på

8,5x10"^. Ved den av en temperaturøkning forårsaket ut-videlsesforskjell mellom kompensasjonsringen 21 og mantelen 4 og det keramiske målerøret 1, utvider kompensasjonsringen 21 seg ved den temperaturøkning som er mindre enn den indre ringen 20. Som følge av dette klemmer kompensasjonsringen 21 ved en temperaturøkning kraftigere om den indre ringen 20. Ved et riktig valg av et elastisitetsforhold mellom mantelen 4, kompensajsonsringen 21 og målerøret 1 blir trykket ved hvilke kompensasjonsringen 21 trykker den indre ringen 20 mot målerøret 1 også opprettholdt ved høyere temperaturer.

Ved dette tiltaket er strømningsmåleren anvendbar ved høyere driftstemperaturer, f.eks. opp til 300°C, som ikke er tilfelle ved de tidligere kjente strømningsmålere. Tidligere kjente strømningsmålere kunne anvendes opp til en temperatur på tilnærmet 120°C mens avtetningen ved høyere temperaturer var usikker. Den maksimale temperaturen velges slik at målerøret 1 blir tilstrekkelig festet til stålmantelen. Herved forblir tetningen elastisk over hele temperaturområdet fra tilnærmet -20°C til 300°C.

Claims (7)

1. Elektromagnetisk strømningsmåler med et trykkfast målerør (1) av et varmebestandig materiale og en mantel (4) av ikke-rustende stål, som omslutter målerøret (1) og mellom hvilke det er et avtettet rom, i hvilket befinner seg en magnetinnretning forsynt med i det minste polsko (5) og viklingsspoler (6), idet det er anordnet en eller flere måleelektroder (8) i målerøret (1), karakterisert ved at i det minste en ende av mantelen (4), som består av ikke-rustende stål, er ombøyd under dannelse av en konsentrisk indre ring (20) og at rundt den indre ringen (20) er anordnet en kompensasj onsr ing (21) av stål, idet stålet til kompensasjonsringen (21) har en varmeutvidelseskoeffisient som ligger mellom varmeutvidelseskoeffisienten til materialet til målerøret (1) og mantelen (4) av ikke-rustende stål.

2 . Strømningsmåler ifølge krav 1 med en mantel (4) av austenittisk stål, karakterisert ved at kompensasjonsringen (21) består av et ikke-rustende ferrittisk stål.

3. Strømningsmåler ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den av stål bestående mantel (4) og den av stål bestående kompensasjonsring (21) er dyptrykket i atskilte arbeidsforløp, at kompensasjonsringen (21) legges før det siste dyptrekningstrinnet i mantelens (4) ring (29) og blir dyptrykket med mantelen (4) til en størrelse med negativ toleranse i forhold til den ytre diameteren til målerøret (1) og at mantelen (4) er presset med kompensasj onsr ingen (21) ved romtemperatur på målerøret (1).

4 . Strømningsmåler ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at elastisitetsforholdet til mantelen (4), kompensasjonsringen (21) og målerøret (1) er valgt slik at kompensasjonsringen (21) også ved høyere temperaturer trykker den indre ringen (20) til mantelen (4) mot målerøret (1) og at avtetningen sikres.

5 . Strømningsmåler ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at målerøret (1) består av et keramisk materiale.

6. Strømningsmåler ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at målerøret (l) består av kunststoff.

7. Strømningsmåler ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at temperaturen til stoffet som skal måles og ved hvilken strømningsmåleren kan drives ligger mellom -20°C og 300°C.