DE2844370A1

DE2844370A1 - Variable araeometer-einsetzeinheit

Info

Publication number: DE2844370A1
Application number: DE19782844370
Authority: DE
Inventors: Thomas W Clements; Earl Craig Waters
Original assignee: Will Ross Inc
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1979-04-19
Also published as: FR2406188A1; DE2844370C2; GB2006441A; CA1115557A; JPS5462858A; FR2406188B1; GB2006441B

Description

HOFFMANN · EITi;jE & IMICTNER

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) - DI PL-I N G. W.E ITLE · DR. RER. NAT. K. H O FFMAN N · Dl PL.-I NG. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. 8. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) . D-8000 MO NCH EN 81 - TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29Ä19 (PATHE)

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Will Ross Inc.,
Milwaukee / Wise. / USA

Variable Aräometer—Einsetzeinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine variable Aräometer-Einsetzeinheit zum Einsetzen in einen Rahmen eines Aräometers, wobei der Rahmen aus einem Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden und einem Kopf- und Bodengehäuse mit einer Einrichtung zur Anbringung eines Strömungsmeßrohres besteht, wobei die Innenflächen der Seitenwände sowie des Kopf- und Bodengehäuses einen teilweise abgeschirmten ersten Raum begrenzen.

Dieses Aräometer dient der Messung eines Strömungsmittelstromes. Insbesondere betrifft die Erfindung eine variable Aräometer-Einheit mit einer Umhüllung und einem Meßrohr, welches in einen Stützrahmen eingesetzt v/erden kann.

Konventionelle variable Aräometer bestehen aus einem rechtwinkeligen, metallischen Rahmen, welcher ein Kopf- und ein Bodenqehäuse zur Aufnahme der Einlaß- und Auslaßanschlüsse für die Strömung.·;-

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mittelleitung aufweist. Das Gehäuse beinhaltet ebenso Dichtmittel, um das Meßrohr in das Strömungssystem einzuschalten. Hauptsächlich bestehen die Dichtmittel aus einer um das Meß— rohr angebrachten Dichtmanschette. Das Kopf- und das Boder.gehäuse sind hauptsächlich durch zwei MetalItafein an gegenüberliegenden Seiten miteinander verbunden. Zwischen den Seitenteilen ist ein Prontteil, eine durchsichtige Abdeckung und ein Rückenteil sowie eine undurchsichtige Abdeckung vorgesehen.

Infolge der Raumerfordernisse bei den meisten Verfahrensvorgängen, bei denen variable Aräometer verwendet v/erden, sind die Seiten des Rahmens oft zum Rohr hin geschlossen. So ist es schwierig, das Rohr in den Rahmen einzusetzen bzw. aus diesem herauszunehmen. Ein herkömmliches Verfahren besteht darin, ein kleines Papiersegment um das Rohr anzuordnen, die freien Enden des Papiers zu ergreifen, so daß das Rohr durch das Papier gehalten wird, das Rohr und das Papier in den Rahmen einzusetzen, das Rohr zu zentrieren, die Dichtspindel zu drehen, um die Dichtungen in Dichtlage zu bringen, während das Rohr in der zentrierten, aufrechten Lage abgestützt wird, das Papier zu entfernen und schließlich die Vorderabdeckung des Rahmen anzubringen.

Verschiedene ernsthafte Probleme treten im Zusammenhang mit diesem Vorgang auf. Zunächst einmal ist es schwierig, das Meß— rohr mit den Fingern allein in den schmalen Rahmen einzusetzen. Die Verwendung des Papiers erhöht die Möglichkeit, daß das Rohr abgleitet und bricht. Zum zweiten ist es schv/ierig, das Rohr zu zentrieren und in seiner aufrechten Position zu halten, v.'ährend die Dichts^r?indeL angesogen, wird. Weiterhin heri i ngpn die konventionellen Dichtspindeln ein Drehen des Rohres selbst. Diese Drehung ist gewöhnlich nicht konstant bei der Verwendung von verschiedenen Rohren und Rahmen, so daß eine Anfangsdrehstellung der, Rohrejs abgeschätzt werden muß, die notwendig ist, daß die auf dem Rohr befindliche Markierung nach vorne zoi-jt,

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wenn die Dichtung zwischen dem Rahmen und dem Rohr hergestellt wurde. Eine schlechte Zentrierung führt zu einer Anraühung
des Rohres dann, wenn das Glas des Rohres mit Metall in Berührung steht.

Andere Nachteile ergeben sich bei herkömmlichen Einsetzeinheiten. Der flache Oberflächeneffekt der klaren Fronttafel beeinträchtigt das Strömungsbild, welches durch die Fronttafel zu
sehen ist. Außerdem ist ein exaktes Ablesen der angezeigten
Strömungsmenge schwierig. Ein besonderer Nachteil der herkömmlichen Einsetzeinheiten besteht in der Unmöglichkeit, die
Abführung der Glastrümmer zu steuern, wenn das aus Glas bestehende Rohr explodiert. Zur Zeit treten diese Glasfragmente
eher an der Vorderseite des Rotameters aus als an dessen Rückseite, so daß eine erhebliche Verletzungsqefahr für die Bedienungsperson besteht. Strömungsmeßrohre sind hauptsächlich
für circa 18 at ausgelegt, sollen aber dem 1 1/2-fachen Druck
widerstehen. Kein ökonomisches Verfahren wurde bisher entwickelt, um die bei höheren Drücken in solchen Rotametern auftretenden
Explosionen zu steuern, welche hauptsächlich in industriellen
Prozessen eingesetzt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu
vermeiden. Dies geschieht durch die in den Patentansprüchen
beschriebene Lösung.

Durch diese Lösung kann der Meßeinsatz leicht und exakt in die Umhüllung eingesetzt werden. Die auf dem Rohr befindliche
Skala bleibt auch dann exakt im vorderen Sichtfeld, wenn durch Drehung der Dichtspindel die erforderliche Abdichtung zwichen
Rohr und Gehäuse vorgenommen wird. Weiterhin ist durch die angebene Lösung sichergestellt, daß bei einem Zerplatzen des Rohres der Druck und die dabei entstehenden Trümmer nach hinten
abgeführt v/erden, so daß sichergestellt ist, daß vor dem Gerät stehende Personen nicht durch herausfliegende Trümmer verletzt werden.

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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der in einem Stützrahmen angeordneten Einsetzeinheit,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einsetzeinheit und den Stützrahmen,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der-Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 eine Teil-Vorderansicht der Einheit mit der Darstellung der durch die Linse der Einsetzeinheit geschaffenen Vergrößerung,

Fig. 5 und 6 Ventile, welche im Zusammenhang mit der Meßeinheit verwendet werden können, und

Fig. 7 einen Schließpfropfen, wenn keine Ventile im

Zusammenhang mit der Meßeinheit verwendet werden.

Die Einsetzeinheit 10 gemäß der Erfindung kann in den Stützrahmen eines herkömmlichen variablen Aräometers eingesetzt werden. Der Stützrahmen 30 besteht aus Seitenteilen 31 und 32, die das Kopfgehäuse 33 und das Bodengehäuse 34 miteinander verbinden. In das Bodengehäuse 34 ist ein Strömungsmitteleinlaßanschluß 36 eingeschraubt, welcher gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtung 48 abgedichtet ist. Auf ähnliche Weise ist in das Kopfgehäuse 33 ein Strömungsmittelauslaßanschluß 35 eingeschraubt, welcher gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtung 47

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abgedichtet ist. Die Dichtungen 47 und 48 sind als O—Ring-Dichtungen ausgebildet. Das Bbdengehäuse 34 ist vorzugsweise mit einer zweiten Gewindeöffnung 49 versehen, welche Ventile 51 und 52 oder einen Verschlußpfropfen 53 aufnehmen kann. Der Einlaßanschluß 36 steht mit im Bodengehäuse 34 ausgebildeten Bohrungen 54 und 56 in Strömungsverbindung. Die Bohrung 56 verläuft vertikal zur horizontalen Bohrung 54, um eine Verbindung mit der Bohrung eines Rotadurchflußmesser—Strömungsrohres 20, und zwar mit dessen unteren Ende herzustellen.

Das Kopfgehäuse 33 ist mit einer Bohrung 5 7 versehen, die eine Dichtspindel 59 aufnimmt. Die Spindel 59 ist am oberen Ende 40 einer Bohrung 60, die durch die Spindel 59 verläuft, mit einem Gewinde versehen. In das obere Ende 40 ist ein schraubenähnliches Glied 37 eingeschraubt. Dieses Glied 37 kann durch äußere Mittel und vorzugsweise durch hexagonale Treibmittel gedreht werden. Das Glied 37 stützt sich auf einer Beilagscheibe 43 ab. Zwischen dem Gehäuse 33 und dem Glied 37 wird eine Dichtung 61, vorzugsweise ein O-Ring, eingeschlossen und gehalten, um eine Leckage des Strömungsmediums zu vermeiden.

Die Dichtspindel 59 ist mit einem abgeflachten Bereich 41 versehen, welcher über einen wesentlichen Teil der Länge der Spindel verläuft. Dieser abgeflachte Bereich 41 steht mit dem Ende des Strömungsmittelauslaßanschlusses 35 in Berührung. Dieses Anliegen des Anschlusses 35 am abgeflachten Bereich 41 der Spindel verhindert eine Drehung der Spindel 59, wenn das Schraubglied 3 7 gedreht wird. Die Drehbewegung des Schraubgliedes 37 bewirkt eine Axialbewegung der Spindel 59. Durch eine Dichtung 42 erfolgt eine Abdichtung zwischen dem unteren Teil der Spindel und dem Gehäuse 33.

Die Einsetzeinheit 10 kann in den Stützrahmen 30 eingesetzt werden, und zwar in den Raum, welcher zwischen den Endgehäusen 33 und 34 und den Seitenteilen 31 und 32 gebildet wird. Die

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Einsetzeinheit 10 besteht aus seitlichen Stütztafeln 12 und 13 und Endtafeln 14 und 15. Die Endtafeln 14 und 15 sind mit den Enden der Tafeln 12 und 13 verbunden und stützen das Meßrohr 20 in einer zentralen Stellung mittels eines Loches 21, welches das Rohr 20 aufnimmt. In jeder Endtafel 14 und 15 ist zur Aufnahme von Dichtscheiben 45 bzw. 46 eine Ausnehmung 22 ausgebildet.

Die Ausnehmung 22 schafft ebenso zum erleichterten Einsetzen des Rohres in die Endtafel 14 in jeder der Endtafeln 14 und

15 eine nachgiebige Lippe, welche das Loch 21 umgiebt. Das Loch 21 schafft einen Reibschluß mit dem Rohr 20. Die nachgiebige Lippe funktioniert so, daß sie das Rohr 20 in der festen Stellung ergreift, so daß das Rohr 20 nicht aus dem Loch 21 herausspringen kann. Außerdem zentriert die nachgiebige Lippe das Rohr 20 innerhalb der Einsetzeinheit 10. Die Seitentafeln 12 und 13 sind an den Vorderkanten mit Muten 63 versehen, um die Entnahme der Einsetzeinheit 10 aus dem Stützrahmen 30 zu erleichtern.

Zwischen den Tafeln 12 und 13 befindet sich eine vordere, durchsichtige Sichttafel 16. In den Seitentafeln 12 und 13 befindliche Schlitze 18 nehmen diese Sichttafel 16 auf. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform wird die Tafel 16 von einer konvexen Linse gebildet, um durch eine Vergrößerung das Lesen der auf dem Rohr 20 befindlichen Markierungen zu erleichtern.

Die Rücktafel 17 ist zwischen den Seitentafeln 12 und 13 eingefügt und wird von in den Seitentafeln befindlichen Schlitzen 19 gehalten. Die Rücktafel 17 besteht aus im wesentlichen dünnerem Material als die Seitentafeln 12 und 13, die Fronttafel

16 und die Endtafeln 14 und 15. Die Rücktafel 17 kann durch einen Differenzdruck, welcher im Rahmen von mehreren 2,54 cmWS liegt, aus den Schlitzen 19 gelöst werden. Wenn der Druck im

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Strömungssystem ein Explodieren oder Platzen des Rohres 20 veranlaßt, so wird durch den überhohen Druck in der Einheit 10 die Tafel 17 nach außen bewegt, wodurch die dann vorhandenen Kräfte und das zersprungene Glas nach hinten aus dem Rotameter freigegeben werden können. Die durch eine Fehlfunktion des Rohres geschaffene Explosion wird so in einer bestimmten Richtung gesteuert, wodurch die Beschädigungsgefahr herabgesetzt werden kann. Diese besondere Ausführungsform ist gegenüber herkömmlichen Rotametern vorteilhaft, da in diesen herkömmliche Tafeln montiert sind. Gemäß der Erfindung wird die volle Explosionswirkung zur Rücktafel geleitet, wodurch eine Verletzung der Bedienungsperson und anderer Personen, welche die Vordertafel des Gerätes beobachten, herabgesetzt.

Wenn die Einsetzeinheit 10 innerhalb des Stützrahmens 30 angeordnet ist, ist das Rohr 20 automatisch über die Bohrung 56 im Gehäuse 34 und unter der Dichtspindel 59 und der Bohrung zentriert. Die Dichtscheiben 45 und 46 schaffen eine Dichtung zwischen dem Rohr 20 und dem Stützrahmen 30. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Dichtscheiben 45 und 46 im Querschnitt L-förmig ausgebildet, so daß sie einerseits das Rohr abdichten und andererseits dieses Rohr 20 in der Einsetzeinheit 10 halten.

Es wird bevorzugt, den Einsatz 10 so zu dimensionieren, daß er bündig im Stützrahmen 30 sitzt. Das Rohr 20 wird dann durch einen einfachen Vorgang auf geeignete Weise innerhalb des Stützrahmens 30 zentriert. Dann wird die Dichtspindel 59 durch Verdrehen des Schraubgliedes 37 nach unten bewegt, um die Dichtscheiben 45 und 46 gegen die obere bzw. untere Stirnkante des Rohres 20 zu drücken. Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, verhindert die Abflachung 4.1 der Spindel 59 ein Verdrehen der Spindel 59, wodurch das Rohr 20 in seiner Einsetzlage verbleibt. Entsprechend ist es nicht langer notwendig, die anfängliche Einsetzposition des Rohres 20 so abzuschätzen, daß nach dem Abdichten des Systems dann die Markierung des Rohres zur transparenten Vordertafel ausgerichtet ist.

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Es ist selbstverständlich möglich, mehrere Rohre unterschiedlichen Innendurchmessers in einer Einsetzeinheit zu verwenden. Ebenso kann die Einsetzeinheit eine unterschiedliche Form aufweisen, welche von der Form des Stützrahmens abhängt, in den die Einheit eingesetzt ist.

Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Einsetzeinheit 10 eine abgedichtete Struktur um das Rohr 20 bilden. Der Einsatz 10 kann mit trockenem Stickstoff oder einem anderen inerten Gas gefüllt werden, um eine Kondensation und/oder die Ausbildung von Eis auf der Oberfläche des Rohres 20 zu verhindern, wodurch die Strömungsbedingungen negativ beeinflußt werden könnten. Ebenso ist es wünschenswert die Bbdentafel 15 vor der Fronttafel mit einer schmalen Nut zu versehen. Diese Nut erleichtert das Entfernen des Einsatzes, wenn die Betätigung entweder mittels der Finger des Daumennagels oder eines geeignet ausgeformten Instrumentes eingeleitet wird, welches in die Nut eingesetzt und nach außen gezogen wird.

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ORIGINAL

Claims

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PATENTANWÄLTE 284A370

DR. ING. E. HOFFMANN {1930-1976) . Dl PL.-I NG. W.EITLE · D R. R ER. N AT. K. HOFFMAN M ■ D I PL.-ING. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MONCH EN 81 · TELEFO N (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATHE)

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Will Ross Inc.,
Milwaukee / Wise. / USA

Variable Aräometer-Einsetzeinheit

Patentansprüche

Variable Aräometer—Einsetzeinheit zum Einsetzen in einen Rahmen eines Aräometers, wobei der Rahmen aus einem Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden und einem Kopf- und Bodengehäuse mit einer Einrichtung zur Anbringung eines Strömungsrneßrohres besteht, wobei die Innenflächen der Seitenwände sowie des Kopf- und Bodengehäuses einen teilweise abgeschirmten ersten Raum begrenzen, dadurch gekennzeichnet ,daß die Einsetzeinheit (10) aus einem Paar von Seitentafeln (12, 13) und einem Paar von Endtafeln (14, 15) besteht, die mit den Seitentafeln (12, 13) zur Bildung einer einheitlichen Struktur verbunden sind, daß jede Endtafel (14₇ 15) mit einer darin ausgebildeten Öffnung (21) zur Aufnahme des Strömungsmeßrohres (20) versehen ist, daß die Außenflächen der Seitentafeln (12, 13) und der Endtafeln (14, 15) einen teilweise abgeschirmten zweiten Raum begrenzen, welcher in gleicher Weise verläuft

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wie der erste Raup., wodurch die Einsetzeinheit (10) bündig mit dem Rahmen (30) abschließt, wenn die Einsetzeinheit (10) in den Rahmen (30) eingesetzt ist, und daß die in den Endtafeln (14, 15) befindlichen Öffnungen (21) so angeordnet .sind, daß sie das Strömunnsmeßrohr (20) axial mit der im Kopfgehäuse (33) und im Bodengehäuse (34) befindlichen Einrichtung für die Anlage am Strömungsmeßrohr (20) ausrichten, wenn die Einsetzeinheit (10) mit dem Rahmen (30) bündig abschließt.
2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Seitentafeln (12, 13) eine Front-Sichttafel (16) angebracht ist.
3. Einheit nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch q e k e η η zeichnet , daß zwischen den Seitentafeln (12, 13) eine Rücktafel (17) angebracht ist.
4. Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sichttafel als Vergrößerungslinse (16) ausgebildet ist.
5. Einheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennze ichnet , daß die Seitentafeln (12, 13) an ihrer rückwärtigen Kante mit Nuten (19) zur Aufnahme; der Rücktafel (17) versehen sind.
6. Einheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitentafeln (12, 13) an ihrer vorderen Kante mit Längsnuten zur Aufnahme eier Sichttafe] Mfi) versehen sind.
7. Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rücktafel (17) eine Wandstärke aufweist, welche wesentlich geringer ist als die Wandstärke der Seitentafeln (12, 13) und der Sichttafel (16).

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8. Einheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge.kennzeichnet , daß die Endtafeln (14, 15) eine die Öffnung (21) umgebende Ausnehmung (22) zur Aufnahme einer Dichtscheibe (45, 46) aufweisen.
9. Einheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (21) mit einer nachgiebigen Lippe zur Reibanlage mit dem Strömungsmeßrohr (20) versehen ist.
10. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Seitentafeln (12, 13) als Stütztafeln und die Endtafeln (14, 15) als Stütztafeln für das Rohr (20) ausgebildet sind, daß an den Rohrstütztafeln (14, 15) Mittel vorgesehen sind, um das Strömungsmeßrohr (20) mit dem Kopfgehäuse (33) und dem Bodengehäuse (34) in Strömungsmittelverbindung zu bringen, und daß mit den Rohrstütztafeln (14, 15) eine Druckentlastungseinrichtung zusammenwirkend verbunden ist, um einen Überdruck in einer vorbestimmten Richtung freizugeben.
11. Einheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet., daß der Rahmen (30) aus einem Kopfgehäuse (33) und einem Bodengehäuse (34) besteht, welche durch ein Paar von Seitenteilen (31, 32) verbunden sind, daß das Kopfgehäuse (33) eine im wesentlichen über seine gesamte Länge verlaufende erste vertikale Bohrung (57) und eine mit der ersten vertikalen Bohrung (57) in Verbindung stehende erste horizontale Bohrung aufweist und insofern mit einer Strömungsmittelleitung in Verbindung bringbar ist, daß innerhalb der ersten vertikalen Bohrung (57) eine Dichtspindel gleitend bewegbar ist, die eine zweite horizontale Bohrung (58) aufweist, welche mit der ersten horizontalen Bohrung in Verbindung steht und daß die Dichtspindel (59) eine über ihre gesamte Länge verlaufende zweite vertikale. Bohrung (60) aufweist und die mit der zweiten horizontalen Bohrung (58) in Verbindung steht, daß die Dicht-

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spindel (59) einen abgeflachten Bereich (41) aufweist, welcher die Öffnung der zweiten horizontalen Bohrung (58) umgibt, daß eine Einrichtung (37) vorgesehen ist, um die Dichtspindel (59) innerhalb der ersten vertikalen Bohrung (57) translatorisch zu bewegen, daß zwischen der Dichtspindel (59) und dem Rohreinsatz erste Dichtmittel (45) und daß zwischen dem Bodengehäuse (34) und dem Rohreinsatz zweite Dichtmittel (46) angeordnet sind, wobei das Bodengehäuse (34) eine dritte vertikale Bohrung (56) und eine dritte horizontale Bohrung (54) aufweist, welche mit der dritten vertikalen Bohrung (56) in Verbindung steht.

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