DE2844370C2

DE2844370C2 - Schwebekörper-Durchflußmesser

Info

Publication number: DE2844370C2
Application number: DE19782844370
Authority: DE
Inventors: Thomas W. Ambler Pa. Clements; Earl Craig Lansdale Pa. Waters
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-10-12
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1987-01-08
Also published as: FR2406188A1; DE2844370A1; GB2006441A; CA1115557A; JPS5462858A; FR2406188B1; GB2006441B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwebekörper-Durchflußmesser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Durchflußmesser ist aus der DE-AS 12 41 132 bekannt. Bei dieser bekannten Lösung ist es schwierig, das Rohr in den Rahmen einzusetzen bzw. aus diesem herauszunehmen.
Infolge der Raumerfordernisse bei den meisten Verfahrensvorgängen, bei denen variable Schwebekörper-Durchflußmesser verwendet werden, 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 Rahmens anzubringen.
Verschiedene ernsthafte Probleme treten im Zusammenhang mit diesem Vorgang auf. Zunächst einmal ist es schwierig, das Meßrohr 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 schwierig, das Rohr zu zentrieren und in seiner aufrechten Position zu halten, während die Dichtspindel angezogen wird. Weiterhin bedingen 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 des Rohres abgeschätzt werden muß, die notwendig ist, daß die auf dem Rohr befindliche Markierung nach vorne zeigt, wenn die Dichtung zwischen dem Rahmen und dem Rohr hergestellt wurde. Eine schlechte Zentrierung führt zu einer Anrauhung des Rohres dann, wenn das Glas des Rohres mit Metall in Berührung steht.
Andere Nachteile ergeben sich bei herkömmlichen Durchflußmessern. Der 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 Durchflußmesser 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 Schwebekörper-Durchflußmessers aus als an dessen Rückseite, so daß eine erhebliche Verletzungsgefahr für die Bedienungsperson besteht. Strömungsmeßrohre sind hauptsächlich für ca. 18 at ausgelegt, sollen aber dem 1¹/₂fachen Druck widerstehen. Kein ökonomisches Verfahren wurde bisher entwickelt, um die bei höheren Drücken in solchen Schwebekörper-Durchflußmessern auftretenden Explosionen zu steuern, welche hauptsächlich in industriellen Prozessen eingesetzt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schwebekörper-Durchflußmesser zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und bei für den Fall des Zerplatzens des Rohres sicherer Unterbringung im Gehäuse ein leichtes Einsetzen und Herausnehmen des Rohres gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, das Strömungsmeßrohr leicht und genau einzusetzen und herauszunehmen. Die auf dem Rohr befindliche Skala bleibt auch dann exakt im vorderen Sichtfeld, wenn durch Drehung der Dichtspindel die erforderliche Abdichtung zwischen Rohr und Gehäuse vorgenommen wird. Weiterhin ist durch die angegebene Lösung sichergestellt, daß bei einem Zerplatzen des Rohres der Druck und die dabei entstehenden Trümmer nach innen abgeführt werden, so daß sichergestellt ist, daß vor dem Gerät stehende Personen nicht durch herausfliegende Teile verletzt werden.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Gesamtansicht der in einem Stützrahmen angeordneten Einsetzeinheit,
Fig. 2 einen Querschnit 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.
Eine Einsetzeinheit 10 wird in einen Stützrahmen eines herkömmlichen variablen Schwebekörper-Durchflußmessers eingesetzt. Der Stützrahmen 30 besteht aus Seitenteilen 31 und 32, die ein Kopfgehäuse 33 und ein Bodengehäuse 34 miteinander verbinden. In das Bodengehäuse 34 ist ein Strömungsmitteleinlaßanschluß 36 eingeschraubt, welcher gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtung 48 abgedichet ist. Auf ähnliche Weise ist in das Kopfgehäuse 33 eine Strömungsmittelauslaßanschluß 35 eingeschraubt, welcher gegenüber dem Gehäuse durch eine Dichtung 47abgedichtet ist. Die Dichtungen 47 und 48 sind als O-Ring-Dichtungen ausgebildet. Das Bodengehäuse 34 ist 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 Durchflußmesser-Strömungsrohres 20, und zwar mit dessen unteren Ende herzustellen.
Das Kopfgehäuse 33 ist mit einer Bohrung 57 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 37 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 wird in den Stützrahmen 30 eingesetzt, und zwar in den Raum, welcher zwischen den Endgehäusen 33 und 34 und den Seitenteilen 31 und 32 gebildet wird. Die 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 umgibt. 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 Nuten 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 Frontsichttafel 16. In den Seitentafeln 12 und 13 befindliche Schlitze 18 nehmen diese Frontsichttafel 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.
Eine hintere Tafel 17 ist zwischen den Seitentafeln 12 und 13 eingefügt und wird von in den Seitentafeln befindlichen Schlitzen 19 gehalten. Diese Tafel 17 besteht aus im wesentlichen dünnerem Material als die Seitentafel 12 und 13, die Frontsichttafel 16 und die Endtafeln 14 und 15. Die hintere Tafel 17 kann durch einen Differenzdruck, welcher im Rahmen von mehreren cmWS liegt, aus den Schlitzen 19 gelöst werden. Wenn der Druck im Strömungssstem ein Explodieren oder Platzen des Rohres 20 veranlaßt, so wird durch den überhohen Druck in der Einheit 10 die hintere Tafel 17 nach außen bewegt, wodurch die dann vorhandenen Kräfte und das zersprungene Glas nach hinten aus dem Schwebekörper-Durchflußmesser 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 Schwebekörper-Durchflußmessern vorteilhaft, da in diesen herkömmliche Tafeln montiert sind. Die volle Explosionswirkung wird zur hinteren Tafel geleitet, wodurch die Gefahr einer Verletzung der Bedienungsperson und anderer Personen, welche die Vordertafel des Geräts beobachten, herabgesetzt wird.
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 60 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 41 der Spindel 59 ein Verdrehen der Spindel 59, wodurch das Rohr 20 in seiner Einsetzlage verbleibt. Entsprechend ist es nicht länger 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.
Es ist 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 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 möglich, die Bodentafel 15 vor der Frontsichttafel 16 mit einem 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.

Claims

1. Schwebekörper-Durchflußmesser mit einem Stützrahmen, der ein Kopfgehäuse und ein Bodengehäuse für den Anschluß eines im Stützrahmen eingesetzten Strömungsmeßrohres aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bündig in den Stützrahmen (30) eine Einsetzeinheit (10) einsetzbar ist, die einen durch ein Oberteil (14) und ein Unterteil (15) und diese miteinander verbindende Seitentafeln (12, 13) gebildeten, abgeschirmten Raum aufweist, der das in Öffnungen (21) der durch Ober- und Unterteil gebildeten Endtafeln (14, 15) eingesetzte Strömungsmeßrohr (20) enthält.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitentafeln (12, 13) eine Front-Sichttafel (16) angebracht ist.

3. Durchflußmesser nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Seitentafeln (12, 13) eine Rücktafel (17) angebracht ist.

4. Durchflußmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontsichttafel als Vergrößerungslinse (16) ausgebildet ist.

5. Durchflußmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitentafeln (12, 13) an ihrer rückwärtigen Kante mit Nuten (19) zur Aufnahme der Rücktafel (17) versehen sind.

6. Durchflußmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitentafeln (12, 13) an ihrer vorderen Kante mit Längsnuten zur Aufnahme der Frontsichttafel (16) versehen sind.

7. Durchflußmesser 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 Frontsichttafel (16).

8. Durchflußmesser nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtafeln (14, 15) eine die Öffnung (21) umgebende Ausnehmung (22) zur Aufnahme einer Dichtscheibe (45, 46) aufweisen.

9. Durchflußmesser 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. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitentafeln (12, 13) als Stütztafeln und die Endtafeln (14, 15) als Rohrstütztafeln für das Strömungsmeßrohr (20) ausgebildet sind, daß die Rohrstütztafeln (14, 15) das Strömungsmeßrohr (20) mit dem Kopfgehäuse ( 33) und dem Bodengehäuse (34) des Stützrahmens (30) in Strömungsmittelverbindung halten, und daß die Rohrstütztafeln (14, 15) mit einer Druckentlastungseinrichtung verbunden sind.