SE430925B - Flodesmetare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7712642-5 Y-koppling är kopplade till ledningens fortsättning, varvid även nämnda ytterligare grenledningar är försedda med varsin avstängningsventil. Företrädesvis utgöres härvid avstängninqs- ventilerna av medel för sammantryckning av dessa slangar. Här- igenom vinnes att sammantryckningen kan ske utan att några för- orenande detaljer införes i de olika grenledninqarna. Detta är särskilt viktigt, när flödesmätaren enligt uppfinningen är av- sedd för medicinskt bruk och man önskar arbeta under sterila förhållanden.

En enkel konstruktion åstadkommes, om nämnda medel för sam- mantryckning av slangarna utgöres av en enda excenter, vilken är anordnad att omväxlande trycka samman slangarna två och två mot två motstående säten.

Särskilt stor mätnoggrannhet erhålles om flytkroppen sam- mansättes av en kärna och ett hölje med olika specifik vikt.

Vid vardera änden av mätkammaren kan stopp vara anordnade att kvarhålla mätkroppen under en kortare tidsperiod, innan rö- relsen för densamma omkastas. Företrädesvis väljes härvid i mät- kammaren en större tvärsnittsarea i närheten av dessa stopp, jämfört med tvärsnittsarean inom det område, där själva mätning- en sker. Härigenom sker en förbiströmning av flytkroppen, varige- nom risken minskas att mätkammaren igensättes.

En mycket enkel ledningsdragning erhålles, om den ledning, i vilken flödeshastigheten skall mätas, inkopplas till inloppet respektive utloppet av en fyrvägsventil, vilken är ansluten till mätkammarens båda inlopp (utlopp) via fyra ledningar, vilka kan utgöras av sammantryckbara slangar, som är anordnade att kunna sammantryckas två och två. Denna sammantryckninq kan vara anordnad att ske med hjälp av en enkel vipparm, vars båda ändar är rör- liga mellan två och tvâ säten under samtidig sammantryckninq av två slangar, under det att övriga två slangar tillåtes förbli öppna.

Företrädesvis utgöres mätkammaren av ett genomskinligt rör, vilket är försett med tvâ ändstycken med anslutningar för respek- tive in- och utlopp. Konstruktionen blir härvid mycket enkel, samtidigt som mätningen kan ske med hjälp av en enkel fotocell- anordning.

Vid en utföringsform av uppfinningsföremålet är nämnda medel för sammantryckning av slangarna en dubbelexcenter, som är anord- 10 20 25 30 35 40 771 nad mellan två säten och som är omgiven av de fyra slanqarna på ett sådant sätt, att den i verksamt läge trycker en slang mot vardera sätet under sammantryckning av denna, samtidigt som övriga två slangar tillåtes förbli öppna.

För att undvika att excentern ger en pumpeffekt, som stör flödesmätningen, kan hävarmar vara anordnade mellan excentern och respektive slang på ett sådant sätt, att sammantryckningen sker väsentligen vinkelrätt mot slangens längdriktning.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande under hänvis- ning till bifogade ritningar, vilka sâsom exempel beskriver några olika föredragna utföringsformer av uppfinningsföremålet.

Fig. 1 visar en första utföringsform i form av en enkel principskiss.

Fig. 2 visar en andra utföringsform av uppfinningsföremålet.

Fig. 2a-2c visar snitt längs linjen A-A i fig. 2 i tre olika kopplingslägen.

Fig. 3 visar en tredje utföringsform av uppfinningsföremålet.

Pig. 4 visar en dubbelexcenter, som skulle kunna anävndas i stället för motsvarande detaljer vid konstruktionerna enligt fig. 2 och 3.

Fig. 5 visar ytterligare en utföringsform av uppfinninga- föremålet.

Fig. 6a visar ytterligare en utföringsform av uppfinnings- föremålet.

Fig. 6b slutligen visar en modifierad detalj ur fig. 6a.

I nrincipskissen enligt fig. l betecknas den ledning, i vilken strömningshastigheten skall mätas, med l, 2. Via en förgrenings- punkt 3 är ledningsdelen l ansluten till ledningar 4 respektive 5, som innehåller avstängningsventilerna 6 respektive 7 och som är anslutna till två inlopp 8 respektive 9 hos en mätkammare 10.

Denna mätkammare innehåller en flytkropp ll. Inloppen 8 och 9 är vidare anslutna till ledningar 12 och 13 innehållande avstäng- ningsventiler 14 respektive 15 och som via en föreningspunkt 16 är ansluten till ledningsdelen 2. När mätning skall ske, avstänges exempelvis avstängningsventilerna 7 och 14, medan ventilerna 6 och l5 bibehålles öppna. Flytkroppen ll bringas härvid att flyta åt höger i fig. 1 förbi en ljuskälla l7 och en fotocellanordning 18, med hjälp av vilken den tid det tar för flytkroppenll att passera densamma mätes. Strax efter utförd mätning omkastas ström- ningsriktningen i mätkammaren 10 genom att ventilerna 6 och 15 10 15 20 25 30 35 77126424» stänges, samtidigt som ventilerna 7 och 14 öppnas. Rörelsen för flytkroppen ll omkastas härvid, så att den blir riktad åt vänster i fig. l. Flytkroppen ll passerar på så sätt på nytt ljuskällan 17 och fotocellanordninqen l8, varvid mätningen kan upprepas.

Den i fig. 2 visade utföringsformen av flödesmätaren enligt uppfinningen skiljer sig från den i fig. l visade främst genom att den byggts upp av ett antal enkla slangar, några kopplings- detaljer samt en flytkropp i form av en enqângsdetalj, som kan slängas efter användningen. I fig. 2 har samma hänvisninqsbeteck- ningar använts som i fig. l för motsvarande detaljer, men med tillägget av ett prim-tecken. Alltså betecknas den ledning, i vilken flödeshastigheten skall mätas, med l', 2'. Ledningsdelen 1' är härvid via en enkel Y-koppling 3' ansluten till slangar 4' och 5'. Dessa slangar är i sin tur via kopplingsstycken 19' respektive 20' anslutna till slangar 4a' och 5a'. Dessa mynnar i sin tur i inlopp 8' respektive 9' i en mätkammare l0'. Med ll' har härvid betecknats en flytkropp som är rörlig mellan två stopp 21' respektive 22'.

Ledningsdelen 2' är ansluten via ett Y-format kopplingsstyc- ke 16' till slangar 12' respektive l3'. Dessa slangar är via kopplingsstyckena 20' respektive l9' anslutna till slangarna 4a' och 5a'och därmed även till mätkammarens 10' inlopp 8' och 9'. Ventilerna 6, 7, 14 och 15 vid konstruktionen i fig. 1 mot- svaras här av en excenter 23' samt två säten 24' respektive 25'.

Med hjälp av denna excenter 23' kan slangarna 4', 5', 12' res- pektive 13' sammanklämmas två och två på så sätt som närmare fram- går av tig. 2a-2c. I fig. 2a visas härvid ett läge, vid vilket de båda slangarna 4' och 12' är stängda, medan slangarna 5' och 13' är öppna. Fiq. 2 visar ett läge, vid vilket samtliga fyra slangar är öppna. Fig. 2c slutligen visar ett läge, vid vilket slangarna 5' och 13' är stängda, medan slangarna 4' och 12' hålles öppna.

Funktionen för konstruktionen enligt fig. 2 är väsentligen densamma som för konstruktionen enligt fig. l. Med hjälp av ex- centern 23' bringas alltså flytkroppen ll' till en reversibel rörelse mellan stoppen 21' och 22'. Mitt för stoppet 21' är här- vid mätkammaren 10' försedd med en utvidgad del 26'. Härigenom kan den mätta vätskan strömma förbi flytkroppenunder en kortare period, innan rörelsen reverseras. En motsvarande utvidgad del 10 15 20 30 35 40 7712642-3 finns även vid den andra änden av mätkammaren 10' intill stoppet 22'. Denna del visas dock icke i figuren. Med 17' respektive 18' betecknas en schematiskt visad mätanordninq i form av en ljus- källa 17' och en fotocellanordning l8'. För fackmannen står det dock klart, att man naturligtvis även kan använda andra slag av mätanordningar för mätning av flytkroppens rörelse.

Såsom bäst framgår av fig. 2a-2c sker öppningen och stäng- 12' och 13' på ett sådant sätt, att det totala tryckfallet genom slangarna är i det närmaste konstant. ningen av slangarna 4', 5', I fig. 3 visas alltså en tredje utförinqsform av uppfin- ningsföremålet. Även den är väsentligen uppbyggd enligt samma nrinciper som konstruktionerna enligt fig. l och 2. Motsvarande detaljer har därför givits samma hänvisningsbeteckningar men med tillägg av ett bis-tecken. Den vätska, som skall mätas, in- föres alltså via ett ledningsstycke 1" och bortföres via ett ledningsstycke 2". Dessa ledninqsstycken är kopplade till en kopplingsdel 27" med invändiga kanaler 28"-33". Dessa kanaler är anslutna till sammantryckbara slangar 4", 5", 12" respektive 13", som kan sammanklämmasmedhjälp av en vipparm 23" mot fyra 7", 14" och 15". som med hjälp av de schematiskt visade ventilerna 6, 7, 14 och säten 6", Härigenom får man precis samma effekt 15 vid konstruktionen enligt fig. 1. En icke visad flytkropp kan alltså qes en reversibel rörelse i mätkammaren 10" mellan dess inlopp (utlopp) 8" och 9". Dessa in- och utlopp kan härvid vara försedda med stopp 21" och 22" motsvarande stopnen 21' och 22' vid konstruktionen enligt fig. 2. Mätkroppens rörelse kan mätas med hjälp av en godtycklig i och för sig känd mätanordning, t ex med hjälp av en ljuskälla och en fotocellanordning på samma sätt som vid konstruktionerna enligt fig. 1 och 2. Dessa detal- jer har dock icke utritats i fig. 3. Konstruktionen enligt fig. 3 uppvisar gentemot den enligt fig. 2 den fördelen, att lednings- dragningen kan ske på ett enklare sätt. B1 a slipper man vissa korsade slangar.

Fig. 4 visar en dubbelexcenter 23"', som kan ersätta excen- tern 23' enligt fig. 2 eller vipparmen 23" enligt fig. 3. Med hjälp av dubbelexcentern 23"' kan alltså slangarna 4"' och 12"' samtidigt sammanklämmas under det att slangarna 5"' och 13"' hålles öppna. Sammanklämningen sker härvid mot säten 24"' respek- tive 25"'.

Fig. 5 slutligen visar ytterligare en utföringsform enligt 10 15 20 25 30 35 7712642-3 uppfinningen. Även här överensstämmer detaljerna väsentligen med konstruktionerna enligt fig. l - 3: För motsvarande detaljer har därför samma hänvisningsbeteckningar använts men med tillägg av 3. I figuren betecknas alltså flytkroppen med lla och dess båda inlopps- eller utloppsdelar med Sa och 9a. Det flöde, som skall mätas, inkommer genom en inloppsdel la och ledes genom endera av slangarna 4a och Sa till antingen inloppsdelen 8a eller in- loppsdelen 9a. Efter att ha strömmat genom mätkammaren l0a ledes flödet via endera av slangarna l2aochl3a till en utloppsdel 2a.

Med hjälp av en excenter 23a samt två hävarmar 3la och 35a av- stänges endera ledningarna 4a och l2a, såsom visas i figuren, eller ledningarna Sa och l3a. Tack vare hävstängerna 34a och 35a erhåller man en avstängningsrörelse, som är väsentligen vinkel- rät mot slangarnas längdriktning. Härigenom undviker man en pump- effekt, som annars skulle kunna åstadkommas på grund av excen- tern 23a.

I det i fig. 5 visade läget med slangarna 4a och l2a stängda strömmar den mätta vätskan genom slangen Sa och bringar flyt- kroppen lla att flyta till vänster i figuren. Vätskan strömmar därvid vidare genom kanalen 36a och slangen l3a fram till ut- loppsdelen 2a. Om istället slangarna 5a och l3a är stängda och slangarna 4a och l2a är öppna, strömmar vätskan istället genom slangen 4a, inloppsdelen Ba, mätkammaren l0a och åter genom kana- len 37a, som är ansluten till slangen l2a, vilken till slut le- der vätskan till utloppsdelen 2a. Med beteckningarna 38a och 39a slutligen betecknas två ringtätningar mellan änddelen 9a och mätkammaren l0a. Motsvarande ringtätningar återfinnes natur- ligtvis även i änddelen 8a, även om de icke är visade i figuren.

Avstängningen av de olika slangarna sker mot sätena 24a respek- tive 25a.

För fackmannen står det klart att konstruktionen enligt fig» 5 i princip fungerar på samma sätt som de enligt fig. l - 4.

Fördelarna ligger i en viss förenklad slangdragning. En ytterli- gare förenkling skulle kunna åstadkommas, om slangarna ovanför excentern 23a kopplades till ett kopplingsstyoke motsvarande kopplingsstycket 27" i fig. 3.

Fig. Ga slutligen visar en ytterligare förenkling av upp- finningsföremålet. Även vid denna utföringsform har väsentligen samma hänvisningsbeteckningar använts såsom i tidigare figurer, men med tillägget Q. Med lb betecknas alltså ett inlopp och med 10 15 20 25 30 35 40 7712642-3 2b ett utlopp. Från inloppet lb föres den tillförda vätskan in i en kanal 36b. Denna kanal 36b är tillsammans med en mot- svarande kanal 37b på utloppssidan parallellkopplad med själva mätkammaren. De båda kanalerna samt mätkammaren är tillsammans anordnade genomgående i ett långsträckt hus eller hölje, som i sin helhet betecknats med l0b. Detta hus tillslutes i sina ändar av flexibla ändväqgar 8b och 9b. Dessa ändväggar kan med hjälp av spännkroppar 40b och 4lb tryckas till tätande anligg- ning mot kanalernas 36b och 37b ändöppningar. Denna tilltryckning sker med hjälp av fyra tilltryckare 6b, 7b, l4b och l5b, vilka alltså motsvarar ventilerna 6, 7, 14 och 15 vid utföringsformen enligt fíg. l.

Funktionen för utföringsformen enligt fig. Ga torde bli väsentligen densamma som funktionen för de ovan beskrivna utfö- ringsformerna. Den torde därför inte behöva beskrivas närmare i detalj.

I Fig. 6b slutligen visar en modifikation av konstruktionen enligt fig. Ga. Vid denna figur har samma hänvisningsbeteckningar använts som i fig. 6a, men med tillägg av ett prim-tecken. Själ- va idén ligger i att tilltryckarna 6b' och l4b' infästs i den flexibla ändväggen 8b' för att på så sätt tvångsmässigt styra tillslutningen och öppnandet av öppningarna hos kanalerna 36b' och 37b'. Härigenom kan konstruktionen arbeta helt oberoende av trycket i dessa kanaler, vid såväl undertryck som övertryck.

En annan möjlig modifikation av konstruktionen enligt fig. Ga, vore att låta tilltryckarna 6b, 7b, l4b och l5b vara utformade utgående från ändväggarna 8b och 9b. Vid en sådan kon- struktion underlättas insättning och/eller uttagning av mätkam- marhuset l0b med dess ändväggar 8b och 9b.

Uppfinningen är naturligtvis icke inskränkt enbart till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan olika konstruktioner åstadkommas, om detaljer från de olika utföringsformerna utbytes nwt varandra.

Främst är uppfinningen avsedd att användas i samband med mätning av mycket små flöden, t ex i storleksordningen 1 ml/min.

I praktiken är det dock inget som hindrar, att de beskrivna prin- ciperna även tillämpas vid mätning av större flöden.

Vid de ovan beskrivna utföringsformerna är det excenter- rörelsen respektive vipparmrörelsen, som avgör.när flytkroppen 10 15 77126 42-3 skall reversera. Alternativt kan man låta flytkroppen själv styra denna rörelse. När flytkroppen passerar mätcellen stiger spän- ningen i cellen, dvs man erhåller en positiv flank, som markerar påbörjad mätning. Spänningen är sedan konstant under flytkrop- pens vidare rörelse. När flytkroppen lämnar mätcellen sjunker spänningen i cellen och ger upphov till en negativ flank, som markerar avslutad mätning. Denna negativa flank kan härvid bringas att starta en tidkrets, som kan vara fast eller variabel och som påverkar excenterrörelsen respektive vipparmsrörelsen på ett så- dant sätt, att flytkroppen reverserar i önskat läge. Härvid vin- ner man bl a den fördelen, att de i fig. 2 visade förbiström- ningsspåren 26' inte längre behövs. Vidare elimineras den tryck- stöt, som uppstår då flytkroppen går mot sina stopp, respektive den tryckstegring, som uppstår då flytkroppen står stilla i sitt ändläge och bromsar vätskan.

Claims (17)

10 l5 20 30 77ï2642~3 Patentkrav

1. l. Flödesmätare för avläsning av flödeshastigheten i en led- ninfl (1,2) och innefattande en cylindrisk flytkropp (ll) samt me- del (l7,l8) för avläsning av denna flytkropps rörelse, varvid flytkroppen (ll) är anordnad i en speciell mätkammare (10), vilken har en långsträckt form med ett inlopp (8, 9) vid vardera änden, samt varvid nämnda ledning (l, 2) är anordnad att kopplas omväxlande till endera av dessa inlopp (8, 9), medan det andra tjänar såsom utlopp, varigenom flytkroppen (ll) ges en reversibel rörelse, k ä n n e t e c k n a d av att medlen (17, 18) för avläsning av flytkroppensrörelseär anord- nade att mäta den tid, som åtgår för flytkronpens hela längd att passera ett mätställe.

2. Flödesmätare enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a d av att ledningen (1, 2) är kopplad till mätkammarens båda in- lopp (8', 9') via en Y~koppling (3') samt två grenledningar (4', 5'), som utgöres av sammantryckbara slangar och som vardera innehåller en avstängningsventil (vid 23'), samt av att dessa båda inlopp (8', 9') vidare är anslutna till två ytterligare grenledningar (l2', l3'), som likaledes utgöres av sammantryck- bara slangar och som via ytterligare en Y-koppling (l6') är kopplade till ledningens fortsättning (2'), varvid även nämnda ytterligare grenledningar är försedda med varsin avstängnings- ventil (vid 23'). k ä n n e t e c k n a d 25'),

3. Flödesmätare enligt kravet 2, av att avstängningsventilerna utgöres av medel (23', 24', vilka är anordnade att sammantrycka slangarna.

4. Flödesmätare enligt kravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda medel för sammatryckning av slangarna (4', 5', l2', l3') utgöres av en excenter (23'), vilken är anordnad att omväxlande trycka samman slangarna två och två mot två motståen- de säten (24', 25').

5. - Flödesmätare enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att flytkroppen (ll) är sammansatt av en kärna och ett hölje av olika specifik vikt. 10 15 20 25 30 35 40 7712642-3 10

6. Flödesmätare enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av vid vardera änden av mätkammaren (l0') anordnade stopp (2l', 22'), vilka är anordnade att kvarhålla mätkroppen (ll') under en kortare tidsperiod, innan rörelsen för densamma omkastas.

7. Flödesmätare enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att mätkammarens (l0') tvärsnittsarea är större i närheten av nämnda stopp (2l', 22') jämfört med tvärsnittsarean inom det område, där själva mätningen sker.

8. Flödesmätare enligt något av kraven 5-7, t e c k n a d av att den ledning (l", 2"), i vilken flödes- hastigheten skall mätas, är kopplad till inloppet respektive 'utloppet av en fyrvägsventil (27"), vilken är ansluten till mätkammarens båda inlopp (utlopp) (8", 9") via fyra ledningar (4", 5", 12", 13"),

9. Flödesmätare enligt kravet 3, av att nämnda fyra ledningar (4", 5", 12", 13") utgöres av k ä n n e - k ä n n e t e c k n a d _sammantryckbara slangar som är anordnade att kunna sammantryckas två och två.

10. Flödesmätare enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a d av att sammantryckningen är anordnad att ske med hjälp av en vipparm (23"), vars båda ändar är rörliga mellan två och två säten (6", 7", 14", 15") under samtidig sammantryckning av två slangar (t ex 4", 5"), under det att övriga två slangar (12", l3Ü tillåtes förbli öppna.

11. .ll. Flödesmätare enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att mätkammaren (l0a) utgöres av ett ge- nomskinligt rör, vilket är försett med två ändstycken (8a, 9a) med anslutningar för respektive in- och utlopp.

12. Flödesmätare enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda medel för sammantryckning av slangarna utgöres av en dubbelexcenter (23"') anordnad mellan två säten (24"', 25"') l3“') på ett sådant sätt, att den i verksamt läge trycker en slang mot var- och omgiven av de fyra slanqarna (4"', 5"', l2"', dera sätet under sammantryckning av denna, samtidigt som övriga två slangar tillåtes förbli öppna (fig. 4).

13. l3. Flödesmätare enligt kravet 3 eller 11, t e c k n a d av att hävarmar (34a, 35a) är anordnade mellan k ä n n e - excentern (23a) och respektive slang (4a, 5a, l2a, l3a) på-ett sådant sätt, att sammantryckningen sker väsentligen vinkelrätt mot slangens längdriktning. KI] 10 15 20 77ï2642-5 ll

14. Flödesmätare enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att mätkammaren är anordnad parallellkopplad med två kanaler (36b, 37b), vilka är anordnade att omväxlande öppnas och till- slutas på ett sådant sätt, att flödet i mätkammaren blir rever- sibelt.

15. Flödesmätare enligt kravet 14, k ä n n e t e c k n a d av att mätkammaren och de två kanalerna (36b, 37b) är anordnade axiellt genomgående i ett långsträckt hus (l0b) med flexibla änd- väggar (Bb, 9b), vilka är anordnade att omväxlande tryckas mot de olika kanalernas ändväggar.

16. Flödesmätare enligt kravet 15, k ä n n e t e c k n a d av att de flexibla ändväggarna (8b, 9b) är anordnade att tryckas mot respektive ändöppningar med hjälp av fyra olika tilltryckare (6b, 7b, l4b, l5b), vilka företrädesvis är fästade vid andvän- garna (8b, 9b), så att öppning respektive stängning sker oberoende av det i kanalerna härskande trycket.

17. Flödesmätare enligt kravet 16, av att de fyra tilltryckarna (6b, 7b, l4b, l5b) är anordnade två och två svängbara kring axlar, som är anordnade vinkelrätt k ä n n e t e c k n a d i förhållande till mätkammarens längsgående axel.