WO1992002784A1

WO1992002784A1 - Wirbeldurchflussmessgerät

Info

Publication number: WO1992002784A1
Application number: PCT/EP1990/001262
Authority: WO
Inventors: Ronald Van Der Pol
Original assignee: Krohne Messtechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1992-02-20

Abstract

Ein Wirbeldurchflußmeßgerät für Flüssigkeiten und Gase zum Einbau in Rohrleitungen besteht aus einem Meßrohr (1) mit einem darin angeordneten Wirbelkörper (2), der an einem radial in das Meßrohr (1) ragenden Tragrohr (3) befestigt und mit einer die Frequenz der abgelösten Karmanwirbel erfassenden Abtasteinrichtung versehen ist. Zur Verbesserung der Montage und zur Anpassung an die Eigenfrequenz ist die aus Wirbelkörper (2) und Tragrohr (3) bestehende Baueinheit in der Art eines einfachen Biegeschwingers am Meßrohr (1) befestigt. Die Anpassung an die Eigenfrequenz bzw. Schwingungsmodule geschieht dadurch, daß das Tragrohr (3) zwischen der Einspannstelle am Meßrohr und der Einspannstelle des Wirbelkörpers einen die Biegeschwingungen bestimmenden freiliegenden Abschnitt (9) aufweist. Dieser Abschnitt kann durch erweiterte Bohrungen im Meßrohr und/oder Wirbelkörper gebildet sein oder durch eine Einschnürung im Bereich dieser Bohrung.

Description

irbeldurchflußmeßσerät

Die Erfindung betrifft ein Wirbeldurchflußmeßgerät für Flüssigkeiten und Gase zum Einbau in Rohrleitungen, beste¬ hend aus einem Meßrohr mit einem darin angeordneten Wir¬ belkörper, der mit einem radial in das Meßrohr ragenden Tragrohr verbunden und mit einer die Frequenz der abgelö¬ sten Karmanwirbel erfassenden Abtasteinrichtung versehen ist.

Bei den bekannten Wirbeldurchflußmeßgeräten, für die auch die Bezeichnung Vortex-Durchflußmesser üblich ist, ist in der vom Medium durchströmten. Meßrohr ein stabförmiger Wir¬ belkörper angeordnet, der sich über den Durchmesser des Meßrohres erstreckt und die Karmansche Wirbelstraße er¬ zeugt. Der Wirbelkörper ist entweder durch Einschrumpfen oder Verschweißen in dem Meßrohr befestigt. Zum Abtasten der abgelösten Karmanwirbel sind verschiedene Ausführungen bekannt. Bei einer Ausführung ist im Wirbelkörper eine Öff¬ nung vorhanden, in der ein die Druckschwankungen abtasten¬ der Sensor angebracht ist, wobei eine Membrane den Sensor vom Medium trennt. Für explosionsgefährdende Medien ist diese Ausführung ungeeignet. Außerdem entstehen am Sensor Störfrequenzen, die von den dem Durchfluß proportionalen, durch die Wirbel verursachten Druckschwankungen nicht oder nur mit einem unwirtschafltich hohen Aufwand zu trennen sind. Bei einer anderen Ausführung steht ein radial durch das Meßrohr führender Sensorstab mit dem Medium unmittelbar in Berührung, so daß ein Austausch des Sensors unter Betriebs- bedingungen nicht möglich ist. Bei allen Ausführungen be¬ reitet das Abdichten des Senorstabes bzw. Tragrohres im Wirbelkörper oder Meßrohr erhebliche Schwierigkeiten.

Zur Beseitigung dieser Nachteile und Schwierigkeiten sieht die Erfindung vor, daß die aus Wirbelkörper und Tragrohr bestehende Baueinheit in der Art eines einfachen Biege¬ schwingers am Meßrohr befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt zunächst eine ein¬ fache und sichere Befestigung und Abdichtung des durch das Meßrohr radial nach außen ragenden Tragrohres am Meßrohr durch Einschrumpfen und- Verschweißen am Außenmantel des Meßrohres. Weiterhin entfällt das umständliche Befestigen des Wirbelkörpers durch Einschrumpfen oder Verschweißen am I-nnenmantel des Meßrohres. Zur Montage wird lediglich der Wirbelkörper axial in das Meßrohr eingeführt und durch Ein¬ schrumpfen o. dgl. an dem radial durch das Meßrohr und in eine Bohrung des Wirbelkörpers eingesteckte Tragrohr befe- stigt.

In überraschender Weise läßt die in der Art eines einfachen Biegeschwingers angeordnete Baueinheit eine Anpassung an verschiedene Schwingungsmodulen bzw. die Eigenfrequenz zu, indem das Tragrohr zwischen der Einspannstelle am Meßrohr und der Einspannstelle des Wirbelkörpers einen die Biege¬ schwingungen, bestimmenden freiliegenden Abschnitt aufweist. Der freiliegende Abschnitt kann entweder in einer erweiter¬ ten Bohrung des Meßrohres und/oder des Wirbelkörpers liegen oder durch eine Einschnürung im Bereich der Bohrung des Meßrohres und/oder des Wirbelkörpers gebildet sein.

Zur Begrenzung der Schwingungen des Wirbelkörpers kann das Tragrohr durch den Wirbelkörper ganz hindurchführen und in eine Sackbohrung des Meßrohres ragen. Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in meh¬ reren Ausführungsbeispielen dargestellt; es zeigt

Fig. 1 ein Wirbeldurchflußmeßgerät in einer Stirnansicht

Fig. 2 bis 7 verschiedene Ausführungen für einen freiliegenden Abschnitt des Tragrohres und

Fig. 8 ein Wirbeldurchflußmeßgerät mit einem in eine Sackbohrung des Meßrohres ragenden Tragrohr.

Das in Fig. 1 dargestellte Wirbeldurchflußmeßgerät besteht im wesentlichen aus einem Meßrohr 1 mit einem darin angeord- neten Wirbelkörper 2. Das Meßrohr 1 wird in eine Rohrlei¬ tung eingebaut. Das durch das Meßrohr 1 durchströmende flüssige oder gasförmige Medium verursacht auf der Rücksei¬ te des Wirbelkörpers 2 eine sogenannte Karmansche Wirbel¬ straße, deren Frequenz proportional zur mittleren Strö- mungs- geschwindigkeit ist. Die Frequenz der abgelösten Karmanwir¬ bel wird mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Ab¬ tasteinrichtungen erfaßt.

Der Wirbelkörper 2 ist an einem Tragrohr 3 befestigt. Das Tragrohr 3 ragt durch eine radiale Bohrung 4 des Meßrohres 1. Der Wirbelkörper 2 ist weiterhin mit einer Bohrung ver¬ sehen, in welche das untere Ende des Tragrohres 3 paßt. Zur Montage wird zunächst der Wirbelkörper 2 axial in das Meß¬ rohr 1 eingeführt. Sodann wird das Tragrohr 3 radial einge- steckt und sowohl in der Bohrung 6 wie auch in der Bohrung 4 durch Einschrumpfen befestigt. Die aus Wirbelkörper 2 und Tragrohr 3 bestehende Baueinheit ist somit in der Art eines einfachen Biegeschwingers am Meßrohr 1 befestigt. Zur Ab¬ dichtung kann der obere Hals des Tragrohres 3 mit einer Schweißnaht 5 versehen werden. Das Tragrohr 3 besitzt zwischen dem Meßrohr 1 und dem Wir¬ belkörper 2 einen freiliegenden Abschnitt 9, dessen Länge und Anordnung den Schwingungsmoduln angepaßt werden kann. Hierfür kann, wie die Fig. 2 bis 4 zeigen, zwischen der Ein- spannstelle 7 am Meßrohr und der Einspannstelle 8 am Wir¬ belkörper 2 eine erweiterte Bohrung 10 im Meßrohr 1 und/ oder eine erweiterte Bohrung 11 im Wirbelkörper 2 vorgese¬ hen sein. Alternativ kann, wie die Fig. 5 bis 7 zeigen, der freiliegende Abschnitt 9 durch eine Einschnürung 12 bzw. 13 im Bereich der Bohrung 4 bzw. 6 des Meßrohres 1 und/oder des Wirbelkörpers 2 gebildet sein.

Zur Begrenzung des Ausschwingens des Wirbelkörpers 2 am Tragrohr 3 kann, wie Fig. 8 zeigt, das Tragrohr 3 ganz durch den Wirbelkörper 2 hindurchgeführt sein und im Umfang eines Spiels freibeweglich in eine Sackbohrung 14 am Innenmantel des Meßrohres 1 hineinragen.

Claims

Patentansprüche

Wirbeldu chflußmeßgerät für Flüssigkeiten und Gase zum Einbau in Rohrleitungen, bestehend aus einem Meßrohr (1) mit einem darin angeordneten Wirbelkörper (2) , der mit einem radial in das Meßrohr ragenden Tragrohr (3) verbun¬ den und mit einer die Frequenz der abgelösten Karman¬ wirbel erfassenden Abtasteinrichtung, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die aus Wirbelkörper (2) und Tragrohr (3) bestehende Baueinheit in der Art eines einfachen Biege¬ schwingers am Meßrohr (1) befestigt ist.

2. Wirbeldurchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Tragrohr (3) zwischen der Einspann¬ stelle (7) am Meßrohr(l) und der Einspannstelle (8) des Wirbelkörpers (2) einen die Biegeschwingungen besti men- den freiliegenden Abschnitt (9) aufweist.

3. Wirbeldurchflußmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der freiliegende Abschnitt (9) in einer erweiterten Bohrung (10 bzw. 11) des Meßrohres (1) und/ oder des Wirbelkörpers (2) liegt.

4. Wirbeldurchflußmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der freiliegende Abschnitt (9) durch eine Einschnürung (12 bzw. 13) im Bereich der Bohrung (4 bzw. 6) des Meßrohres (1) und/oder des Wirbelkörpers (2) gebildet ist.

5. Wirbeldurchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch -gekennzeichnet, daß das Tragrohr (3) durch den Wirbelkörper (2) ganz hindurchführt und in eine Sackboh¬ rung (14) des Meßrohres (1) ragt.