DE1188310B

DE1188310B - Electrode arrangement for induction flow meter

Info

Publication number: DE1188310B
Application number: DEA35141A
Authority: DE
Inventors: Leonard Myer Bennett; Rodborough Stroud
Original assignee: George Kent Stroud Ltd
Current assignee: George Kent Stroud Ltd
Priority date: 1959-07-16
Filing date: 1960-07-16
Publication date: 1965-03-04

Description

Elektrodenanordnung für lnduktionsströmungsmesser Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektrodenanordnung, insbesondere für Meßköpfe von Induktionsströmungsmessern .Electrode Assembly for Induction Flow Meters The invention relates to on an electrode arrangement, in particular for measuring heads of induction flow meters .

Der Meßkopf eines Induktionsströmungsmessers weist normalerweise ein zur Aufnahme der zu messenden Flüssigkeitsströmung dienendes kurzes Rohr und eine zur Erzeugung eines quer durch das Rohr verlaufenden Magnetfeldes bestimmte Wicklung auf. Das Rohr ist der Flüssigkeit gegenüber meist durch einen innen aufgebrachten Isolierbelag isoliert. Nach dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird durch die Flüssigkeit hindurch eine Spannung senkrecht zum Magnetfeld und zur Strömungsrichtung induziert. Diese Spannung wird an zwei einander diametral gegenüberliegenden Elektroden abgenommen, die durch die Rohrwandung hindurchragen und mit dem Meßstromkreis eines Strömungsmessers verbunden sind. The measuring head of an induction flow meter usually has a short tube serving to receive the liquid flow to be measured and one designed to generate a magnetic field running transversely through the pipe Winding up. The tube is usually opposite to the liquid by means of an internally applied one Insulating covering isolated. According to Faraday's law of electromagnetic induction a voltage is generated through the liquid perpendicular to the magnetic field and to the Induced flow direction. This tension is applied to two diametrically opposed Electrodes removed, which protrude through the pipe wall and connected to the measuring circuit a flow meter are connected.

Bisher ergaben sich bei der Anbringung der Elektroden immer insofern besondere Schwierigkeiten, als die zum Kontakt mit der Flüssigkeit gelangenden Stirnflächen der Elektroden im wesentlichen mit der Oberfläche des Rohrisolierbelages fluchten sollen und sie normalerweise in dem Rohr selbst isoliert, aber doch flüssigkeitsundurchlässig angebracht sein müssen. So far, this has always been the case when attaching the electrodes particular difficulties than the end faces that come into contact with the liquid of the electrodes are essentially aligned with the surface of the pipe insulation covering and they are usually insulated in the pipe itself, but still impermeable to liquids must be appropriate.

Es sind bereits Elektroden bekanntgeworden, die nur in Verbindung mit einem innen isolierten Rohr verwendet werden können, und zwar mit einer Bohrung, deren Durchmesser kleiner als der Elektrodenkopf ist. Infolgedessen kann die Elektrode nur vom Rohrinneren her eingesetzt werden. Überprüfung, Reinigung und Ersatz der Elektrode lassen sich nicht durchführen, ohne daß das Rohrstück aus der Rohrleitung, in die es eingesetzt ist, gelöst wird. There are already known electrodes that only in connection can be used with an internally insulated pipe, namely with a bore, whose diameter is smaller than the electrode head. As a result, the electrode can only be used from inside the pipe. Review, cleaning and replacement of the Electrodes cannot be passed through without removing the pipe section from the pipeline, in which it is inserted is released.

Darüber hinaus ist es wesentlich, daß die isolierte Auskleidung aus einem flexiblen Werkstoff besteht, der durch den Elektrodenkopf verformt werden kann. Wenn die Dichtung nachläßt, ist es bei den bekannten Elektroden erforderlich, die Auskleidung des ganzen Rohrstückes zu ersetzen, was im allgemeinen bedeutet, daß das ganze Rohrstück ersetzt werden muß, da die Auskleidung üblichenveise mit dem Rohrstück verbunden ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Elektrodenanordnung ist darin zu sehen, daß die Bohrung durch die Rohrwand einen größeren Durchmesser als die Bohrung durch die Isolation haben muß. Die Herstellung dieser Bohrungen mit unterschiedlichem Durchmesser ist mit Schwierigkeiten verbunden.In addition, it is essential that the insulated lining is made of consists of a flexible material that is deformed by the electrode head can. When the seal weakens, it is necessary with the known electrodes, to replace the lining of the entire pipe section, which generally means that the whole piece of pipe must be replaced, since the lining usually with is connected to the pipe section. Another disadvantage of the known electrode arrangement can be seen in the fact that the bore through the pipe wall has a larger diameter than the hole must have through the insulation. The manufacture of these holes with different diameter is fraught with difficulties.

Die Erfindung geht aus von einer Elektrodenanordnung zum Einbau in eine Bohrung einer Rohr- wand, insbesondere in den Detektorkopf eines Induktionsströmungsmessers mit einer Elektrode mit Gewindeschaft und einem kegelstumpfförmigen Kopf, der bei Anziehen einer Befestigungsmutter auf dem Gewindeschaft als Aufweitungskonus wirkt, um die Elektrode gegenüber der Bohrung abzudichten, sowie mit einer isolierten Büchse zum Einbau der Elektrode in die Bohrung. Die Erfindung besteht darin, daß sich die Büchse nach dem Einbau bis zur inneren Wand des Rohres oder bei innen isolierten Rohren bis zur Innenfläche der Isolation erstreckt und daß der Elektrodenkopf mit der Büchse selbst in Eingriff kommt. Hierdurch ist es möglich, daß die Elektrode, beispielsweise für einen Detektorkopf, von außen eingesetzt und befestigt werden kann und daß sie für Wartung und Reinigung ausgebaut und wieder eingesetzt werden kann, ohne das Rohrstück aus der Rohrleitung entfernen zu müssen, in die es eingebaut ist. Außerdem ist es möglich, die Elektroden sowohl bei Rohren ohne Isolation als auch bei innen isolierten Rohren zu verwenden, deren Isolation nicht aus einem flexiblen Werkstoff besteht. Bei der erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung ist es nur nötig, eine einfache Büchse zu ersetzen, wenn diese altert, die Dichtung also nachläßt. The invention is based on an electrode arrangement for installation in a hole in a pipe wall, especially in the detector head of an induction flow meter with an electrode with a threaded shaft and a frustoconical head, which at Tightening a fastening nut on the threaded shaft acts as an expansion cone, to seal the electrode against the bore, as well as with an insulated sleeve for installing the electrode in the bore. The invention consists in that the Bushing after installation up to the inner wall of the pipe or insulated on the inside Tubes extending to the inner surface of the insulation and that the electrode head with the liner itself comes into engagement. This makes it possible for the electrode, for example for a detector head, can be inserted and fastened from the outside and that they can be removed and reinserted for maintenance and cleaning can without having to remove the pipe section from the pipeline in which it is installed is. It is also possible to use the electrodes for pipes without insulation as Can also be used for pipes insulated on the inside, the insulation of which does not consist of a flexible one Material. With the electrode arrangement according to the invention, it is only necessary to replace a simple liner when it ages, so the seal wears off.

Wie ersichtlich ist, eignen sich die erfindungsgemäßen Elektrodenanordnungen nicht nur für Induktionsströmungsmesser, sondern auch für die Meßköpfe von Instrumenten, wie Dichtemesser und Meßgeräte für die elektrische Leitfähigkeit. As can be seen, the electrode arrangements according to the invention are suitable not only for induction flow meters, but also for the measuring heads of instruments such as densimeters and electrical conductivity meters.

Vorzugsweise besitzt die Büchse außen eine Schulter, die beim Einbringen der Anordnung an der Außenfläche des Rohres des Meßkopfes zur Anlage gelangt. Zweckmäßigerweise fluchtet in dieser Stellung die Innenkante der Büchse mit der Innenfläche des Rohres bzw. der Isolierschicht desselben, falls das Rohr isoliert ist. Die Anordnung ist hierbei vorzugsweise so getroffen, daß die Büchse derart ausgedehnt wird, daß sie dichtend an der Bohrung in der Rohrwandung anliegt, sobald die innere Stirnfläche des Elektrodenkopfes mit der Innenfläche der Isolierschicht fluchtet. Hiermit wird erreicht, daß der maximale Durchmesser des Elektrodenkopfes im wesentlichen dem Außendurchmesser der Büchse gleich sein kann, so daß die Anordnung insgesamt von der Außenseite des Rohres her in die radiale Bohrung eingebracht werden kann. Als Haltemutter wird zweckmäßigerweise eine Anschlußmutter verwendet, so daß zwischen dieser Mutter und der äußeren Büchsenkante eine Lötfahne festgeklemmt werden kann. The sleeve preferably has a shoulder on the outside, which when it is introduced the arrangement comes to rest on the outer surface of the tube of the measuring head. Appropriately in this position, the inner edge of the sleeve is aligned with the inner surface of the tube or the insulating layer of the same, if the pipe is insulated. The arrangement is this is preferably made so that the sleeve is expanded so that it sealingly rests against the bore in the pipe wall as soon as the inner end face of the electrode head is aligned with the inner surface of the insulating layer. This is achieved that the maximum diameter of the electrode head is substantially the The outer diameter of the sleeve can be the same, so that the arrangement as a whole of the outside of the tube can be introduced into the radial bore. as Holding nut is expediently used a connecting nut so that between this nut and the outer edge of the socket a soldering lug can be clamped.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Elektrodenanordnung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der in den Meßkopf eines Strömungsmessers eingebrachten Anordnung und Fig. 2 die gleiche Anordnung, wobei die einzelnen Teile getrennt für sich dargestellt sind. The invention is now based on an embodiment of a electrode arrangement according to the invention with reference to the drawings explained. 1 shows a view of the flow meter in the measuring head introduced arrangement and FIG. 2 the same arrangement, with the individual parts are shown separately for themselves.

Die Anordnung umfaßt eine Elektrode 1 mit einem Gewindeschaft 2 und einem koaxial zum Schaft 2 angeordneten kegelstumpfförmigen Kopf3, dessen Durchmesser in Richtung auf die Stirnfläche seines freien bzw. inneren Endes hin zunimmt. Diese Stirnfläche verläuft im rechten Winkel zur Elektrodenachse und bildet nach dem Einbringen der Anordnung die wirksame Elektrodenoberfläche, wie F i g. 1 zeigt. Die Isolierbüchse 4 ist ringförmig ausgebildet, und ihre zylindrische Außenfläche besitzt den gleichen Durchmesser wie die Stirnfläche des Elektrodenkopfes 3. An ihrem äußeren Ende ist sie mit einem radial umlaufenden Flansch 5 versehen. The arrangement comprises an electrode 1 with a threaded shaft 2 and a frustoconical head 3 arranged coaxially to the shaft 2, the diameter of which increases in the direction of the end face of its free or inner end. These End face runs at right angles to the electrode axis and forms after insertion the arrangement, the effective electrode surface, as shown in FIG. 1 shows. The insulating sleeve 4 is ring-shaped and its cylindrical outer surface has the same Diameter as the face of the electrode head 3. At its outer end they are provided with a radially circumferential flange 5.

Wie aus der Einzeldarstellung der F i g. 2 hervorgeht, weist die Büchse 4 vor dem Zusammenbau eine zylindrische Mittelbohrung 6 auf, die erst beim Einbringen des Elektrodenkopfes entsprechend der Darstellung der F i g. 1 verformt wird.As can be seen from the individual illustration in FIG. 2 shows the rifle 4 has a cylindrical central bore 6 before assembly, which only when it is introduced of the electrode head as shown in FIG. 1 is deformed.

Die Innenfläche 7 des Flansches 5 bildet eine Schulter. Die Anordnung wird insgesamt in eine radial durch das Meßrohr 9 verlaufende Bohrung 8 eingebracht, in die die Büchse 4 dichtend eingepreßt wird. Die Länge der Büchse 4, gemessen von dem inneren Ende bis zum Flansch 5, ist im wesentlichen gleich der Summe der Dicke des Meßrohres 9 und der Dicke des an diesem angebrachten Isolierbelages 10, so daß, wenn die Anordnung in die radiale Bohrung 8 eingebracht wird und die Schulter 7 an der Außenwandung anliegt, das innere Ende der Büchse 4 glatt mit der Innenfläche des Isolierbelages 10 abschließt. The inner surface 7 of the flange 5 forms a shoulder. The order is introduced as a whole into a bore 8 running radially through the measuring tube 9, into which the sleeve 4 is pressed in a sealing manner. The length of the sleeve 4, measured from the inner end to the flange 5 is substantially equal to the sum of the thickness of the measuring tube 9 and the thickness of the insulating coating 10 attached to it, so that, when the assembly is introduced into the radial bore 8 and the shoulder 7 rests against the outer wall, the inner end of the sleeve 4 is smooth with the inner surface the insulating covering 10 completes.

Bevor die Büchse 4 von außen her in das Rohr 9 eingeschoben wird, wird die Elektrode 1 lose in die Büchse 4 eingebracht; außerdem werden eine federnde Unterlegscheibe 12 und eine Lötfahne 13 vor der Haltemutter 14 auf den Schaft 2 aufgebracht und dann die Haltemutter 14 auf den Schaft aufgeschraubt. Nach dem Einbringen der Elektrodenanordnung in die Bohrung 8 wird die Mutter 14 angezogen und so die Elektrode 1 in die Büchse 4 eingezogen. Hierbei wirkt der Elektrodenkopf 3 als Konus, durch den die Wandung der Büchse 4 verformt und ausgedehnt wird. Die Mutter 14 wird so lange angezogen, bis die Stirnfläche der Elektrode 1 entsprechend der Darstellung der Fig. 1 fluchtend mit der Innenkante der Büchse 4 und der Innenfläche des Isolierbelages abschließt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Elektrodenanordnung den Durchfluß durch das Rohr 9 in keiner Weise hemmt. Before the sleeve 4 is pushed into the tube 9 from the outside, the electrode 1 is inserted loosely into the sleeve 4; also be a resilient Washer 12 and a soldering lug 13 in front of the retaining nut 14 on the shaft 2 upset and then screwed the retaining nut 14 onto the shaft. After the introduction the electrode assembly in the bore 8, the nut 14 is tightened and so the Electrode 1 pulled into sleeve 4. Here the electrode head 3 acts as a cone, through which the wall of the sleeve 4 is deformed and expanded. The mother is 14 Tightened until the end face of the electrode 1 is as shown 1 in alignment with the inner edge of the sleeve 4 and the inner surface of the insulating covering concludes. In this way it is achieved that the electrode arrangement the flow through the tube 9 in no way inhibits.

Die elektrische Verbindung zur Elektrode 1 wird über eine an der Lötfahne angelötete, nicht dargestellte Leitung hergestellt.The electrical connection to the electrode 1 is made via a on the soldering lug soldered, not shown line produced.

Dadurch, daß die Büchse 4 so weit verformt wird, daß sie die in der Fig. 1 gezeigte Form einnimmt, wird eine zuverlässige flüssigkeitsundurchlässige Abdichtung zwischen der Büchse 4 einerseits und der Wandung des Rohres 9 und des Belages 10 andererseits erreicht. The fact that the sleeve 4 is deformed so far that it is in the Fig. 1 takes the form shown, a reliable liquid-impermeable Sealing between the sleeve 4 on the one hand and the wall of the pipe 9 and the Coating 10 on the other hand reached.

Es ist ersichtlich, daß mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung die Elektrode 1 nicht nur unter Erzielung einer flüssigkeitsundurchlässigen Abdichtung fest eingebracht werden kann, sondern daß, nachdem der maximale Durchmesser des Elektrodenkopfes 3 im wesentlichen dem Außendurchmesser des Büchsenzylinders 4 gleich ist, die Anordnung auch insgesamt von außerhalb des Rohres 9 in dieses eingebracht oder aus diesem herausgenommen werden kann. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil auf diese Weise die Elektrode 1 zu Kontroll- und Reinigungszwecken herausgenommen und ausgewechselt werden kann, ohne daß der Meßkopf insgesamt aus der Rohrleitung, in der er befestigt ist, herausgenommen zu werden braucht. It can be seen that with the aid of the arrangement according to the invention the electrode 1 not only with the achievement of a liquid-impermeable seal can be firmly introduced, but that after the maximum diameter of the The electrode head 3 is essentially the same as the outer diameter of the liner cylinder 4 is, the arrangement is also introduced into the tube 9 as a whole from outside the tube 9 or can be removed from this. This is particularly advantageous because in this way the electrode 1 is removed for control and cleaning purposes and can be exchanged without the measuring head as a whole out of the pipeline, in which it is attached, needs to be removed.

Claims

Claims: 1. Electrode arrangement for installation in a bore a pipe wall, especially in the detector head of an induction flow meter, with an electrode with a threaded shaft and a frustoconical head, which at Tightening a fastening nut on the threaded shaft acts as an expansion cone, to seal the electrode against the bore, as well as with an insulated sleeve for installing the electrode in the bore, characterized in that the sleeve (4) after installation up to the inner wall of the pipe (9) or insulated on the inside Tubes (9) extending to the inner surface of the insulation (10) and that the electrode head (3) comes into engagement with the sleeve (4) itself.

2. Electrode arrangement according to claim 1, characterized in that the insulating sleeve (4) has a shoulder (7) on the outer surface of the tube (9) of the measuring head comes to rest.

3. Electrode arrangement according to one or both of the preceding Claims, characterized in that the inner edge of the sleeve (4) with the inner surface of the pipe (9) or the insulating covering (10) is flush.

4. Electrode arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the inner end face of the electrode (1) flush with the inner surface of the pipe (9) or the insulating covering (10).

5. Electrode arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that between the nut (14) and the outer edge a soldering lug (13) is clamped in the socket (4).

6. Electrode arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the radially expanded part of the sleeve (4) is in front the assembly has the shape of a hollow cylinder.

7. Electrode arrangement according to claims 2 and 6, characterized in that that the sleeve (4) consists of the hollow cylinder and an adjoining it radially directed, the shoulder (7) forming flange.

8. Electrode arrangement according to one or more of the preceding Claims, characterized in that it is inserted into the measuring head of an induction flow meter, a density meter or a measuring device for electrical conductivity can be introduced is.

Documents considered: German Patent No. 664 775; British Patent No. 808 100.