DE102007034158B9

DE102007034158B9 - Vorrichtung zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters

Info

Publication number: DE102007034158B9
Application number: DE102007034158A
Authority: DE
Inventors: Roger Prokasky
Original assignee: Brita SE
Current assignee: Brita SE
Priority date: 2007-07-21
Filing date: 2007-07-21
Publication date: 2013-01-24
Anticipated expiration: 2027-07-22
Also published as: DE102007034158A1; AR067593A1; DE102007034158B4; CL2008002134A1; WO2009013072A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters (3), wobei die Erschöpfung nach der Durchströmung eines Maximalvolumens Vm einer Flüssigkeit eintritt, mit – einer von der Flüssigkeit durchströmbaren Messzelle (20), – einem stabförmigen, eine Mantelfläche (8) aufweisenden Messkopf (6), der senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Messzelle (20) angeordnet ist, wobei im Messkopf (6) mindestens zwei Druckmesskanäle (12, 14, 16) angeordnet sind, die in Messöffnungen (13, 15, 17) in der Mantelfläche (8) des Messkopfes (6) münden, – einer Druckmesseinrichtung (40), die an die Messkanäle (12, 14, 16) angeschlossen ist, – wobei der Messkopf (6) an einem Grundkörper (4) angeordnet ist, der die Druckmesseinrichtung (40) aufnimmt, und – wobei eine Auswerteeinrichtung (30), die an die Druckmesseinrichtung (40) elektrisch angeschlossen ist und die zur Ermittlung des Volumens V der Flüssigkeit aus den Druckmesssignalen beginnend ab einem Zeitpunkt t0, an dem der Filter...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters, wobei die Erschöpfung nach der Durchströmung eines Maximalvolumens V_m einer Flüssigkeit eintritt. Unter einem Filter werden insbesondere auch Filterkartuschen verstanden.
Vorrichtungen zur Behandlung von Wasser weisen einen Filter auf, in den ein Rohwasser einströmt und aus dem Filter ein gefiltertes Wasser ausströmt. Die Filter oder Filterkartuschen sind mit Filtermittel gefüllt, das im Wege der Adsorption und/oder Absorption Schadstoffe aus dem Rohwasser entfernt. Typische Filtermittel für Trinkwasser liegen in Granulatform vor und dienen zur chemischen und/oder mechanischen Entfernung und/oder Verminderung von organischen und/oder anorganischen Verunreinigungen.
Die Filterkapazität der Filtermittel erschöpft sich nach dem Durchfluss einer bestimmten Rohwassermenge, d. h. eines Maximalvolumens V_m, so dass die Filterkartusche ausgetauscht werden muss. Um eine gleich bleibend hohe Qualität des gefilterten Wassers zu gewährleisten, ist es notwendig, dem Anwender diese Erschöpfung des Filtermittels am Filtergerät anzuzeigen, damit er den erforderlichen Austausch des Filters vornimmt.
Bisher wurden folgende Konzepte verfolgt.
Bei gravitationsbetriebenen Filtervorrichtungen wird eine Zeitmessung durchgeführt, wie dies beispielsweise in der DE 198 19 098 A1 beschrieben wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass in dem gemessenen Zeitraum keinerlei Rückschlüsse über die tatsächlichen Wassermengen möglich sind, die durch den Filter gelaufen sind. Die Kapazität des Filtermittels kann daher bereits vor Ablauf der betreffenden Zeitspanne erschöpft sein, so dass bis zum Ablauf der Zeitspanne unter Umständen keine wirksame Filtration mehr durchgeführt werden kann. Dies wird vom Benutzer nicht bemerkt.
Ein anderer Ansatz, der auf Leitfähigkeitsmessungen des zu filtrierenden Wassers beruht, wird in DE 10 2005 035 045 A1 beschrieben.
Die WO 01/34272 A1 offenbart einen Wasserfilter, der über eine Einrichtung zum Anzeigen des Verbrauchs des Filters verfügt. Hierfür ist eine Einrichtung vorgesehen, die die Lebensdauer des Filters ermitteln soll, wobei die Nutzungsdauer und/oder das Gesamtvolumen des gefilterten Wassers bestimmt wird. Es ist eine Volumenmesseinrichtung vorgesehen, die entweder im Wassereinlass oder im Wasserauslass angeordnet ist. Die Messeinrichtung kann auch durch eine Pumpe ersetzt werden, wobei aus der Pumpleistung das Wasservolumen errechnet wird. Eine weitere Alternative besteht darin, eine Inline-Messkammer mit vorgegebenen Volumen vorzusehen, wobei die Anzahl der Füllungen dieser Messkammer ermittelt wird und daraus dann das Gesamtvolumen berechnet wird.
Außer den konkret beschriebenen Lösungen, die jedoch nichts mit der erfindungsgemäßen Lösung zu tun haben, gibt es keine Hinweise, wie dieses „flow meter 7” ansonsten ausgestaltet sein könnte.
Die DE 3854955 T2 beschreibt eine Pilot-Rohrsonde die stromaufwärts mehrere Öffnungen für die Erfassung des Staudrucks und seitlich gegenüberliegende Öffnungen zur Erfassung des dynamischen Drucks aufweist.
Der im Querschnitt elliptisch geformte Messkopf oder Messsonde ist mittels einer Schraubverbindung an einem Rohr befestigt. Am oberen Ende der rohrförmigen Messonde sind zwei Abfühlvorrichtung angeordnet, die über Kanäle mit den jeweiligen Öffnungen im unteren Abschnitt der Messsonde in Verbindung stehen.
In welcher Weise die ermittelten Drücke an den Abfühleinrichtungen angezeigt oder gegebenenfalls auch verarbeitet werden, wird nicht erläutert. Zwar wird ein Druckunterschiedsmechanismus erwähnt, zu der die Abfühleinrichtungen gehören, allerdings werden Details hierzu nicht mitgeteilt. Die Abfühlvorrichtungen stehen seitlich von der Sonde ab, sind ungeschützt und benötigen viel Platz.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur indirekten Messung der Erschöpfung eines Filtermittels von Filtern bereitzustellen, die einfach und kompakt aufgebaut ist, eine möglichst exakte Erfassung der Wassermenge erlaubt, betriebssicher ist und keinem Verschleiß unterliegt.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine von der Flüssigkeit durchströmbare Messzelle, einen stabförmigen, eine Mantelfläche aufweisenden Messkopf, der senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Messzelle angeordnet ist, wobei im Messkopf mindestens zwei Druckmesskanäle angeordnet sind, die in Messöffnungen in der Mantelfläche des Messkopfes münden, eine Druckmesseinrichtung, die an die Messkanäle angeschlossen ist, wobei der Messkopf an einen Grundkörper angeordnet ist, der die Druckmesseinrichtung aufnimmt eine Auswerteeinrichtung, die an die Druckmesseinrichtung elektrisch angeschlossen ist, und die zur Ermittlung des Volumens V der Flüssigkeit aus den Druckmesssignalen beginnend ab einem Zeitpunkt t₀, an dem der Filter in Betrieb genommen wird, über eine Zeitspanne t sowie zum Vergleichen des Volumens V mit dem Maximalvolumen V_m ausgebildet ist und eine Anzeigeeinrichtung, die elektrisch an die Auswerteeinrichtung angeschlossen ist.
Die Vorrichtung basieren auf dem Prinzip der so genannten Prandtlsonde, die eine Kombination aus Pitotrohr und statischer Drucksonde darstellt. Das Prandtlrohr, das sich parallel zur Strömungsrichtung erstreckt, besitzt anströmseitig an seiner Rohrspitze eine Messöffnung zur Messung des Gesamtdruckes P_G und ringförmig in einem Abstand zur Rohrspitze seitliche Bohrungen für die statische Druckmessung P_S.
Nach dem Gesetz von Bernoulli entspricht die Differenz der beiden Drücke P_G und P_S dem Staudruck oder dynamischen Druck P_D: P_D = P_G – P_S = ρ / 2·v² wobei ρ die Dichte der Flüssigkeit und v die Strömungsgeschwindigkeit bezeichnet, die je nach Einbaulage der Messvorrichtung auch mit einem Korrekturfaktor versehen sein kann. Hieraus folgt:
Der Volumenstrom Q errechnet sich mit dem Strömungsquerschnitt A aus
woraus sich das Volumen V über eine Zeitspanne t beginnend ab einem Zeitpunkt t₀ wie folgt errechnet:
Ein stabförmiger Messkopf, der senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet ist, ist kompakt und benötigt innerhalb des Strömungsquerschnitts keine eigene Haltevorrichtung, die möglicherweise die Strömung nachteilig beeinflusst. Ein Stab hat den Vorteil, dass er einen durchgängigen konstanten Querschnitt aufweist, so dass die Aufnahmeöffnung in der Messzelle an den Querschnitt angepasst werden kann und eine einfache Montage durch Einstecken des Messkopfes in die Messzelle erreicht werden kann. Ein stabförmiger Messkopf ist sowohl fertigungstechnisch vorteilhaft als auch montagefreundlich.
Die Druckmesskanäle können auf einfache Weise, beispielsweise durch Bohrungen, in dem aus massivem Material bestehenden Messkopf hergestellt werden.
Der Stab kann beispielsweise aus einen Strangprofil aus Kunststoff oder Metall gefertigt werden, wobei über die Länge des Stabes eine Anpassung an den betreffenden Strömungsquerschnitt, in den der Stab eingesetzt wird, vorgenommen werden kann.
Vorzugsweise erstreckt sich der stabförmige Messkopf durch den gesamten Querschnitt der Messzelle. Der Strömungsquerschnitt wird dadurch in zwei gleich große Flächenabschnitte unterteilt.
Die Messzelle wird vorzugsweise durch ein Trägerrohr gebildet, das z. B. in eine Wasserleitung einbaubar ist. Ein solches Trägerrohr ist daher mit entsprechenden Anschlussmitteln versehen.
Zum Einstecken des stabförmigen Messkopfes weist das Trägerrohr eine entsprechende, vorzugsweise eine an den Querschnitt des Messkopfes angepasste, Aufnahmeöffnung auf.
Das Trägerrohr kann eine Montageplattform aufweisen, die vorzugsweise über Befestigungsmittel für den Messkopf verfügt. Zu diesem Zweck ist es von Vorteil, wenn der Messkopf an einen Grundkörper befestigt ist, der beim Einstecken des Messkopfes auf der Montageplattform aufliegt und dort fixiert werden kann.
Der Grundkörper ist darüber hinaus vorzugsweise auch zur Aufnahme der Druckmesseinrichtung ausgebildet.
Vorzugsweise sind in der Mantelfläche des stabförmigen Messkopfes mindestens zwei Messöffnungen unter einem Winkel von 90° angeordnet.
Es hat sich gezeigt, dass bei einer exakten Montage des Messkopfes in der Messzelle zwei Messöffnungen und damit zwei Druckmesskanäle ausreichen. Ein erster Druckmesskanal mündet anströmseitig in die Mantelfläche und dient zur Messung des Gesamtdrucks P_G. Eine in derselben Querschnittsebene liegende zweite Messöffnung, die zur Messöffnung des ersten Druckmesskanals um 90° versetzt angeordnet ist, ist für die Messung des statischen Drucks P_S vorgesehen.
Um die Genauigkeit der Messung des statischen Drucks P_S zu verbessern, kann auf der gegenüberliegenden Seite der zweiten Messöffnung in der Mantelfläche ein weitere zweite Messöffnung vorgesehen sein, die ebenfalls unter einem Winkel von 90° zu der ersten Messöffnung angeordnet ist. Eventuelle Einbautoleranzen des stabförmigen Messkopfes bzw. der Aufnahmeöffnung lassen sich auf diese Weise messtechnisch berücksichtigen.
Ein Stab hat den weiteren Vorteil, dass ihm auf einfache Weise ein strömungsgünstiges Profil verliehen werden kann, so dass der zu messende Volumenstrom mit wenig Druckverlust gemessen werden kann.
Vorzugsweise weist der stabförmige Messkopf einen zylindrischen Querschnitt auf.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen betreffen einen tropfenförmigen Querschnitt, einen ovalen Querschnitt oder einen elliptischen Querschnitt.
Bei den ovalen oder elliptischen Querschnitten ist die erste Messöffnung im Scheitel des stark gekrümmten Umfangsabschnittes und eine zweite Messöffnung im Scheitel des schwach gekrümmten Umfangsabschnitts des stabförmigen Messkopfes angeordnet.
Die Druckmesseinrichtung kann eine Differenzdruckmesseinrichtung sein, wobei die Differenz der beiden Drücke in den ersten und zweiten Druckmesskanälen ermittelt wird.
Gemäß einer Alternative kann die Druckmesseinrichtung auch mindestens zwei Druckmesssensoren umfassen, die ebenfalls am Ausgang der Druckmesskanäle angeordnet sind.
Die Auswerteeinrichtung kann am oder im Grundkörper angeordnet sein.
Die Auswerteeinrichtung kann aber auch räumlich entfernt vom Körper angeordnet sein und über Kabel, Funk oder dergleichen mit der Druckmesseinrichtung verbunden sein.
Die Anzeigeeinrichtung und die Auswertereinrichtung können eine integrierte Einrichtung bilden. Es wird dadurch möglich, unmittelbar an der Auswerteeinrichtung das Messergebnis abzulesen.
Wenn es aus einbautechnischen Gründen nicht möglich ist, die Anzeigeeinrichtung und die Auswerteeinrichtung an einem Ort unterzubringen, kann auch die Anzeigeeinrichtung entfernt von der Auswerteeinrichtung angeordnet sein und über Kabel, Funk oder dergleichen mit der Auswerteeinrichtung verbunden sein.
Vor der Messzelle kann vorzugsweise ein Leitkörper angeordnet sein. Dieser Leitkörper hat die Aufgabe, die Flüssigkeitsströmung zu vergleichmäßigen. Turbulenzen oder dergleichen werden durch den Leitkörper aufgelöst, wodurch das Messergebnis verbessert wird.
Ein Verfahren zur indirekten Messung der Erschöpfung eines Filtermittels eines Filters, wobei die Erschöpfung nach Durchströmung eines Maximalstroms V_m der Flüssigkeit einritt, zeigt, dass nach dem Prinzip einer Prandtlsonde der Volumenstrom Q der Flüssigkeit gemessen wird, dass aus dem Volumenstrom Q beginnend ab einem Zeitpunkt t₀, in dem der Filter in Betrieb genommen wird, über die Zeitspanne t das Volumen V der Flüssigkeit ermittelt und das Volumen V laufend mit dem Maximalvolumen V_m verglichen wird und dass spätestens bei Erreichen des Maximalvolumens V_m das Vergleichsergebnis angezeigt wird.
Vorzugsweise wird zur Ermittlung des Volumenstroms Q der statische Druck P_S an mindestens zwei Messstellen gemessen. Diese beiden Messstellen werden durch die beiden zweiten Messöffnungen gebildet.
Bei Erreichen des Maximalvolumens V_m wird das Vergleichsergebnis optisch und/oder akustisch angezeigt.
Es ist auch möglich, bis zum Erreichen des Maximalvolumens das jeweilige Restvolumen zur Anzeige zu bringen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine in eine Wasserleitung eingebaute Messvorrichtung,
2 eine perspektivische Darstellung der Messvorrichtung,
3 eine Explosionsdarstellung der Messvorrichtung,
4 eine Seitenansicht der Messvorrichtung,
5 einen Schnitt durch die in der 4 gezeigte Messvorrichtung längs der Richtung V-V,
6 eine Seitenansicht der Messvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform,
7 einen Schnitt durch die in der 6 gezeigte Messvorrichtung längs der Linie VII-VII,
8 einen Schnitt durch den Messkopf der 5 längs der Linie VIII-VIII,
9 und 10 Schnitte durch einen Messkopf gemäß zweier weiterer Ausführungsformen.
In der 1 ist eine Wasserleitung 2 dargestellt, in die eine Messvorrichtung 1 und ein Filter 3 in Form einer Filterkartusche eingebaut sind. Die Wasserleitung 2 weist zwei Rohrabschnitte 2a, 2b auf, zwischen denen ein Trägerrohr 22 angeordnet ist, das eine Messzelle 20 beinhaltet. Auf dem Trägerrohr 22 ist ein Grundkörper 4 zu sehen, an dem ein Messkopf 6 angeordnet ist, der in das Trägerrohr 22 hineinragt. Der Messkopf 6 ist in der 1 nicht zu sehen. Auf dem Grundkörper 4 befindet sich die Auswerteeinrichtung 30, die mit einer Anzeigeeinrichtung 32 kombiniert ist.
Zwischen den Rohrabschnitten 2b und 2c ist der Filter 3 eingebaut, der ein nicht dargestelltes Filtermittel aufweist. Das durch den Rohrabschnitt 2b einströmende Wasser wird im Filter behandelt und verlässt den Filter 3 als gefiltertes Wasser durch den Rohrabschnitt 2c. Die Strömungsrichtung ist durch den Pfeil gekennzeichnet. Die Messvorrichtung 1 ist somit dem Filter 3 vorgeschaltet und ermittelt das Volumen V der durch den Filter strömenden Flüssigkeit.
In der 2 ist eine perspektivische Darstellung der Messvorrichtung 1 aus der 1 dargestellt. Das Trägerrohr 22 ist im Mittelteil quaderförmig ausgebildet und beinhaltet dort die Messzelle 20. Ferner besitzt das Trägerrohr 22 einen Überwurfring 27 sowie ein Außengewinde 26 zum Einbau in die Wasserleitung. Die Anzeigeeinrichtung 32 umfasst ein Display 33, auf dem beispielsweise das Restvolumen oder das Erreichen des Maximalvolumens V_m angezeigt werden kann.
In der 3 ist eine Explosionsdarstellung der Messvorrichtung 1 zu sehen. Das Trägerrohr 22 besitzt am einlaufseitigen Ende einen Leitkörper 25, der aus einer kreuzförmigen Stegstruktur besteht, um die Strömung der Flüssigkeit zu vergleichmäßigen. Der quaderförmige Mitttelteil des Trägerrohrs 22 ist an seiner Oberseite als Montageplattform 23 ausgebildet. Mittig ist eine ovale Aufnahmeöffnung 24 vorgesehen, die von einer Ringnut 29 umgeben ist. Ferner befinden sich in der Montageplattform 23 insgesamt vier Gewindebohrungen 28.
Die eigentliche Messeinrichtung 5 weist den Grundkörper 4 mit dem Messkopf 6 auf, der als Stab ausgebildet ist. Diese Messeinrichtung 5 wird mit dem Messkopf 6 in die Aufnahmeöffnung 24 des Trägerrohrs 22 eingesteckt, bis die Unterseite des Grundkörpers 4 auf der Oberseite der Montageplattform 23 aufliegt.
Der Grundkörper 4 nimmt die Druckmesseinrichtung 40 auf, die mit dem im Innern des Messkopfes 6 befindlichen Druckmesskanälen (siehe 5) in Verbindung steht. Die Druckmesskanäle, die in der 3 nicht zu sehen sind, münden in den Messöffnungen 13 und 15 in der Mantelfläche 8 des Messkopfes 6. Die Details des Messkopfes 6 werden in den nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Außerdem umfasst die Messvorrichtung 1 die Auswerteeinrichtung 30, die an die Messeinrichtung 5, insbesondere an die Druckmesseinrichtung 40, elektrisch angeschlossen ist.
In der 4 ist eine Seitenansicht der Messvorrichtung 1 dargestellt. Es ist zu sehen, dass der Messkopf 6 sich innerhalb der Messzelle 20 durch den gesamten Strömungsquerschnitt erstreckt. Der Messkopf 6 unterteilt den Strömungsquerschnitt in die beiden Hälften mit den Querschnittsflächen A/2.
In der 5 ist ein Schnitt durch die in der 4 gezeigte Messvorrichtung 1 längs der Linie V-V dargestellt. Der Messkopf 6 befindet sich in der Aufnahmeöffnung 24, deren Innenabmessungen an die Außenkontur des Messkopfes 6 angepasst sind. Der Messkopf 6 erstreckt sich durch den gesamten Strömungsquerschnitt und ragt in eine innen in Tragrohr 22 befindliche Ausnehmung 21. Die Stirnfläche 9 des Messkopfes liegt somit innerhalb der Ausnehmung 21.
Anströmseitig ist die erste Messöffnung 13 angeordnet, durch die der Druckmesskanal 12 mit den horizontalen und vertikalen Kanalabschnitten 12a, 12b in die Mantelfläche 8 des Messkopfes 6 mündet. Der Messkanal 12 dient zur Messung des Gesamtdruckes P_G.
Zur Messung des statischen Druckes P_S ist ein zweiter Druckmesskanal 14 vorgesehen, der ebenfalls aus einem horizontalen und einem vertikalen Kanalabschnitt 14a, 14b besteht. Der Kanalabschnitt 14b mündet über die Messöffnung 15 (nicht dargestellt) in die Mantelfläche 8 des Messkopfes 6. Die beiden Kanalabschnitte 12a und 14a sind im rechten Winkel zueinander angeordnet.
Nach oben schließt sich der Grundkörper 4 an, der im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und einen Innenraum 45 aufweist, der von der Umfangswand 44 und der Bodenwand 43 umschlossen ist. Im Innenraum 45 befindet sich die Druckmesseinrichtung 40 bestehend aus den beiden Druckmesssensoren 41 und 42, die an die jeweiligen Messkanäle 12 und 14 angeschlossen sind. Der Grundkörper 4 liegt auf der Montageplattform 23 auf und wird mittels eines in der Ringnut 29 befindlichen Dichtring abgedichtet.
In den 6 und 7 sind die zu den 5 und 6 entsprechenden Darstellungen einer weiteren Ausführungsform zu sehen. Im Unterschied zu den 4 und 5 erstreckt sich der Messkopf 6 nicht vollständig durch den Strömungsquerschnitt. Die Stirnfläche 9 ist beabstandet zur Rohrinnenwand des Trägerrohrs 22 angeordnet.
In der 8 ist der ovale Querschnitt längs der Linie VIII-VIII des in 5 gezeigten Messkopfes 6 dargestellt. Der Schnitt liegt in der Ebene der horizontalen Kanalabschnitte 12a, 14a. Es ist zu sehen, dass die Kanalabschnitte 12a, 14a bzw. die entsprechenden Messöffnungen 13 und 15 in einem rechten Winkel zueinander liegen. Die Strömungsrichtung ist in dieser Figur wie auch in anderen Figuren durch einen Pfeil gekennzeichnet. Die erste Messöffnung 13 befindet sich im Scheitelpunkt 7a des stark gekrümmten Umfangsabschnittes 8a, während die zweite Messöffnung 15 im Scheitelpunkt 7b des schwach gekrümmten Umfangsabschnittes 8b angeordnet ist.
In der 9 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der gegenüberliegend zur zweiten Messöffnung 15 eine weitere zweite Messöffnung 17 mit einem entsprechenden Kanalabschnitt 16a des Druckmesskanals 16 angeordnet ist. Da der Kanalabschnitt 16a in den Kanalabschnitt 14a mündet, besteht der Druckmesskanal 16 in der ausführungsform lediglich aus einem Kanalabschnitt 16a. Die beiden Druckmesskanäle 14 und 16 dienen beide zur Messung des statischen Druckes P_S, wobei aus der Druckdifferenz ein Versatz des Messkopfes 6 innerhalb der Messzelle erfasst werden kann, der beispielsweise auf Toleranzen zurückzuführen ist. Über einen entsprechenden Korrekturfaktor, kann die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend korrigiert werden.
In der 10 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der der Querschnitt tropfenförmig ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Messvorrichtung
2: Wasserleitung
2a, b, c: Wasserrohr
3: Filter
4: Grundkörper
5: Messeinrichtung
6: Messkopf
7a, b: Scheitel
8: Mantelfläche
8a: stark gekrümmter Umfangsabschnitt
8b: schwach gekrümmter Umfangsabschnitt
9: Stirnfläche
12: erster Druckmesskanal
12a, b: Kanalabschnitt
13: erste Messöffnung
14: zweiter Druckmesskanal
14a, b: Kanalabschnitt
15: zweite Messöffnung
16: dritter Druckmesskanal
16a: Kanalabschnitt
17: zweite Messöffnung
20: Messzelle
21: Ausnehmung
22: Trägerrohr
23: Montageplattform
24: Aufnahmeöffnung
25: Leitkörper
26: Außengewinde
27: Überwurfring
28: Gewindebohrung
29: Ringnut
29a: Dichtring
30: Auswerteeinrichtung
32: Anzeigeeinrichtung
33: Display
40: Druckmesseinrichtung
41: Druckmesssensor
42: Druckmesssensor
43: Bodenwand
44: Umfangswand
45: Innenraum

Claims

Vorrichtung (1) zur indirekten Messung der Erschöpfung des Filtermittels eines Filters (3), wobei die Erschöpfung nach der Durchströmung eines Maximalvolumens V_m einer Flüssigkeit eintritt, mit – einer von der Flüssigkeit durchströmbaren Messzelle (20), – einem stabförmigen, eine Mantelfläche (8) aufweisenden Messkopf (6), der senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit in der Messzelle (20) angeordnet ist, wobei im Messkopf (6) mindestens zwei Druckmesskanäle (12, 14, 16) angeordnet sind, die in Messöffnungen (13, 15, 17) in der Mantelfläche (8) des Messkopfes (6) münden, – einer Druckmesseinrichtung (40), die an die Messkanäle (12, 14, 16) angeschlossen ist, – wobei der Messkopf (6) an einem Grundkörper (4) angeordnet ist, der die Druckmesseinrichtung (40) aufnimmt, und – wobei eine Auswerteeinrichtung (30), die an die Druckmesseinrichtung (40) elektrisch angeschlossen ist und die zur Ermittlung des Volumens V der Flüssigkeit aus den Druckmesssignalen beginnend ab einem Zeitpunkt t₀, an dem der Filter (3) in Betrieb genommen wird, über eine Zeitspanne t sowie zum Vergleichen des Volumens V mit dem Maximalvolumen V_m ausgebildet ist, und eine Anzeigeeinrichtung (32) vorgesehen sind, die elektrisch an die Auswerteeinrichtung (30) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Messkopf (6) in die Messzelle (20) einsteckbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (20) eine Aufnahmeöffnung (24) aufweist, wobei der Öffnungsquerschnitt der Aufnahmeöffnung (24) an den Querschnitt des stabförmigen Messkopfes (6) angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der stabförmige Messkopf (2) durch den gesamten Querschnitt der Messzelle (20) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (20) durch ein Trägerrohr (22) gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerrohr (22) eine Montageplattform (23) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche (8) des Messkopfes (6) mindestens zwei Messöffnungen (13, 15; 13, 17) unter einem Winkel unter 90° angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Messöffnung (13) anströmseitig angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei zweite Messöffnungen (15, 17) gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils mit der anströmseitigen ersten Messöffnung (13) einen Winkel von 90° bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Messkopf (6) einen zylindrischen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Messkopf (6) einen tropfenförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Messkopf (6) einen ovalen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Messkopf (6) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messöffnung (13) im Scheitel (7a) des stark gekrümmten Umfangsabschnitts (8a) und mindestens eine zweite Messöffnung (15, 17) im Scheitel (7b) des schwach gekrümmten Umfangsabschnitts (8b) des stabförmigen Messkopfes (6) angeordnet ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung (40) eine Differenzdruckmesseinrichtung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung (40) mindestens zwei Druckmesssensoren (41, 42) umfasst, die jeweils am Ausgang der Druckmesskanäle (12, 14, 16) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) auf der Montageplattform (23) fixierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (30) am oder im Grundkörper (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (30) entfernt vom Grundkörper (10) angeordnet ist und über Kabel oder Funk mit den Druckmesseinrichtung (40) verbunden ist
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (32) und die Auswerteeinrichtung (30) eine integrierte Einrichtung bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (32) entfernt von der Auswerteeinrichtung (30) angeordnet ist und über Kabel oder Funk mit der Auswerteeinrichtung (30) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Messzelle (20) ein Leitkörper (50) angeordnet ist.