DE29821673U1 - Fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Durchflußsensor mit Gehäuse aus Leitungsverbindungselementen - Google Patents

Description

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"Fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Durchflußsensor mit Gehäuse aus Leitungsverbindungselementen"

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine fluidtechnische Einrichtung und insbesondere einen Durchflußsensor mit einem Gehäuse, das eine insbesondere zylindrische Durchflußkammer für das Meßmedium enthält.

Als bekannte Beispiele solcher Durchflußsensoren können Schwebekörper-Durchflußmesser, Flügelrad-Durchflußmesser und dergleichen, genannt werden. Es sind auch Durchflußsensoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen ein in der Durchflußkammer unter der Wirkung des Staudrucks des strömenden Mediums gegen die Kraft einer Rückstellfeder axial bewegbarer Staukörper angeordnet ist, dessen jeweilige axiale Position vom Durchfluß abhängt. Der Staukörper umfaßt einen Permanentmagneten, dessen axiale Position in der Durchflußkammer von einem außerhalb der Durchflußkammer am Gehäuse angeordneten Reed-Kontaktschalter überwacht wird. Der Schaltzustand des Reed-Kontaktschalters wird ausgewertet, um Informationen über das Strömungs- bzw. Durchflußgeschehen zu erhalten. Derartige Durchflußsensoren können als Durchflußwächter verwendet werden, um das Überschreiten bzw. Unterschreiten eines vorbestimmten Durchflußmengenstromwertes zu überwachen oder ggf. die Zustände "Durchfluß vorhanden" und "kein Durchfluß" zu unterscheiden. Bekannte Durchflußsensoren bzw. Durchflußwächter der vorstehend genannten Art weisen zum Teil kompliziert gestaltete Gehäuse für die Durchflußkammern und für die darin untergebrachten Mittel für die Durchflußerfassung auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine fluidtechnische Einrichtung und insbesondere einen Durchflußsensor der eingangs genannten Art mit einem auf einfache Weise kostengünstig realisierbaren Gehäuse anzugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gehäuse auszweiLeitungsverbindungselementen, vorzugsweise genormten Standard-Montageelementen aus dem Bereich der Installationstechnik, deren jedes zwei axiale entgegengesetzte Anschlußenden aufweist, und einem Hülsenkörper gebildet ist, der ein Anschlußende eines der Leitungsverbindungselemente mit einem Anschlußende des anderen Leitungsverbindungselements verbindet.

Bei den aus Standard-Montageelementen gewählten Leitungsverbindungselementen kann es sich insbesondere um handelsübliche Fittings, Schlauch-Verbindungsstücke usw. handeln, die für den sanitärtechnischen Bereich oder chemietechnischen Bereich in großer Stückzahl preiswert hergestellt und kostengünstig angeboten werden.

Die hier betrachteten Leitungsverbindungselemente sind üblicherweise rotationssymmetrisch ausgebildet und weisen zwei axial zu entgegengesetzten Seiten von einem zentralen Abschnitt nach außen hin abstehende Anschlußenden bzw. Anschlußnippel auf. Als Hülsenkörper kann ein ebenfalls als Standard-Montageelement im sanitärtechnischen Bereich oder chemietechnischen Bereich verfügbares, preiswertes Bauteil, beispielsweise eine Muffe, herangezogen werden, welches von den Abmessungen her so gewählt wird, daß an seinen entgegengesetzten Enden unmittelbar die Leitungsverbindungselemente mit ihren Anschlußenden passend angeschlossen werden können.

Das so zusammengesetzte Ensemble aus zwei Leitungsverbindungselementen und einem Hülsenkörper bildet ein Gehäuse mit einer darin befindlichen Durchflußkammer, die von den Hohlräumen der einander

zugewandten und durch den Hülsenkörper miteinander verbundenen Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente und/oder von dem Hohlraum des Hülsenkörpers definiert ist. Die Baugruppe aus Hülsenkörper und beidseitig daran angesetzten Leitungsverbindungselementen weist automatisch äußere Anschlußenden, nämlich die freien, vom Hülsenkörper axial nach außen abstehenden Anschlußenden oder Anschlußnippel der Leitungsverbindungselemente auf. Diese Anschlußenden werden als externe Anschlüsse bei der Integration des Durchflußsensors in ein Leitungssystem herangezogen.

Leitungsverbindungselemente in Form von Schlauchanschlußstücken, Rohrverschraubungen und dazu passende Hülsenkörper sind in diversen Normgrößen erhältlich, so daß nach dem erfindungsgemäßen Konzept ein weiter Bereich verschiedener Gehäusegrößen abgedeckt werden kann.

Vorzugsweise werden Leitungsverbindungselemente und Hülsenkörper herangezogen, die betreffende Anschlußgewinde für eine gegenseitige Verschraubung aufweisen. Dabei kann ein mit einem Innengewinde versehener Hülsenkörper vorgesehen sein, in den von beiden axialen Seiten her mit einem betreffenden Außengewinde ausgestattete Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente eingeschraubt werden können.

Alternativ kann der Hülsenkörper ein Außengewinde aufweisen, so daß die betreffenden Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente mit einem komplementären Innengewinde versehen sind, um die Schraubverbindung herzustellen.

Je nach Art der Leitungsverbindungselemente und des Hülsenkörpers kommen statt einer Schraubverbindung auch alternative Arten der Verbindung zwischen Hülsenkörper und betreffenden Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente in Frage, beispielsweise Steckverbindungen, Klemmverbindungen, Preßverbindungen oder Aufschrumpfverbindungen.

Die Leitungsverbindungselemente sind vorzugsweise einander gleich und können in bekannter Weise aus Metall oder/und Kunststoff gefertigt sein.

In der Durchflußkammer sind entsprechend den jeweiligen Ausführungsformen des Durchflußsensors nach der Erfindung Einrichtungen für die Durchflußerfassung angeordnet, die auf die Strömung des Meßmediums ansprechen.

Bei derartigen Einrichtungen kann es sich z.B. um ein Flügelrad im Falle eines Flügelrad-Durchflußmessers, um einen Schwebekörper, im Falle eines Schwebekörper-Durchflußmessers usw. handeln.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die in der Durchflußkammer untergebrachte Einrichtung für die Durchflußerfassung einen axial verschiebbar angeordneten Staukörper auf, der von dem strömenden Medium nach Maßgabe des Staudrucks gegen die Rückstellkraft einer Feder in axialer Richtung der Durchflußkammer zu verdrängen ist. Die axiale Auslenkung des Staukörpers hängt von der jeweiligen Durchflußmenge pro Zeiteinheit ab und kann daher als Maß für den Durchfluß herangezogen werden.

Vorzugsweise umfaßt der Staukörper einen Permanentmagneten, dessen axiale Position von einem Magnetfeldsensor außerhalb der Durchflußkammer erfaßt wird. Bei dem Magnetfeldsensor kann es sich beispielsweise um einen Reed-Schalter oder um einen Hall-Sensor handeln.

Das Sensorgehäuse nach der Erfindung kann z.B. auch als Gehäuse für einen magnetisch induktiven Durchflußmesser u. dgl. verwendet werden.

In Verallgemeinerung der vorstehenden Anmerkungen betrifft die Erfindung auch eine fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Durchflußsensor oder Pumpe, mit einem in ein Fluidleitungssystem zu integrierendes Gehäuse, das

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Funktionselemente der fluidtechnischen Einrichtung aufnimmt und einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß aufweist. Die fluidtechnische Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei Leitungsverbindungselementen, deren jedes zwei axial entgegengesetzte Anschlußenden aufweist, und einem Hülsenkörper gebildet ist, der ein Anschlußende eines der Leitungsverbindungselemente mit einem Anschlußende des anderen Leitungsverbindungselements verbindet, wobei die Leitungsverbindungselemente und insbesondere auch der Hülsenkörper aus Standard-Montagebauelementen aus dem installationstechnischen Bereich ausgewählt sind.

Unter einem Gesichtspunkt kann die Erfindung auch als Verwendung von Standard-Montageelementen, nämlich Leitungsverbindungselementen und Hülsenkörper, zur Herstellung eines Gehäuses für eine fluidtechnische Einrichtung betrachtet werden.

Bei der fluidtechnischen Einrichtung kann es sich beispielsweise um den bereits angesprochenen Durchflußsensor handeln. Das Gehäuse eignet sich auch als Pumpengehäuse, beispielsweise einer Schwingkolbenpumpe. Die Merkmale der Ansprüche 2 - 9 können auch bei einem solchen Pumpengehäuse vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Durchflußsensors nach der Erfindung in einer schematischen nicht maßstäblichen Schnitt-Seitenansicht mit einem Innengewinde-Hülsenkörper.

Fig. 2 zeigt ein Gehäuse für ein zweites Ausführungsbeispiel eines Durchflußsensors nach der Erfindung mit Außengewinde des Hülsenkörpers.

Das Gehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten Durchflußsensors nach der Erfindung besteht aus zwei identischen, handelsüblichen Schlauchanschlußstücken 3a und 3b und aus einem ebenfalls handelsüblichen Hülsenkörper 5, der die beiden Schlauchanschlußstücke 3a und 3b miteinander verbindet.

Die Schlauchanschlußstücke 3a und 3b haben jeweils zwei genormte Anschlußenden 7a, 9a bzw. 7b, 9b, die von einem zentralen Abschnitt 11 a bzw. 11b zu axial entgegengesetzten Seiten abstehen. Die bei der Baugruppe nach Fig. 1 einander zugewandten Anschlußenden (Anschlußnippel) 7a und 7b haben ein Außengewinde 13a bzw. 13b, an dem sie mit dem Innengewinde 15 des Hülsenkörpers 5 verschraubt sind. Die einander zugewandten Stirnseiten 17a und 17b der Anschlußenden 7a und 7b beaufschlagen von entgegengesetzten Seiten her eine O-Ringdichtung 18. Das bei 13a, 13b und 1 5 stabil verschraubte Gehäuse 1 aus den Standard-Montageelementen 3a, 3b, 5 und 19 begrenzt eine Durchflußkammer 21 für das Meßmedium, das bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Durchflußsensors an dem Anschlußende 9a einströmt und aus dem Anschlußende 9b ausströmt. Bei den Anschlußenden 9a und 9b handelt es sich im Beispielsfall um Steckverbindungsanschlüsse für aufsteckbare Schlauch-Anschlußmuffen.

Bei den gemäß Fig. 1 verwendeten Anschlußstücken 3a und 3b handelt es sich um Reduzier-Anschlußstücke mit einer jeweiligen Ringschulter 19a und 19b am Übergang vom kleineren zum größeren Querschnitt bzw. vom größeren zum kleineren Querschnitt. Die Ringschulter 19b dient als Feder-Widerlager zur axialen Abstützung einer auf Druck belasteten Schraubenfeder 22, die einen verschiebbar in der Durchflußkammer 21 geführten Staukörper 23 zur Ringschulter 19a des Schlauchanschlußstückes 3a hin vorspannt. Im Beispielsfall liegt der Staukörper 23 in einer den Eingangskanal 25 verschließenden Weise an der Ringschulter 19a an, sofern das Meßmedium stillsteht, also kein Durchfluß stattfindet. Strömt jedoch Meßmedium mit hinreichendem Druck in den Einlaßkanal 25 ein, so wird der

Staukörper 23 gegen die Rückstellkraft der Feder 22 in Fig. 1 nach rechts verdrängt, wobei der Durchflußweg durch den Durchflußsensor hindurch freigegeben ist. Der Staukörper 23 umfaßt einen Permanentmagneten 29 als Lageindikator. Ein außen an dem Hülsenkörper 5 angeordneter Reed-Kontaktschalter 27 ändert als Magnetfeldsensor seinen Schaltzustand, sobald der Staukörper 23 mit seinem Permanentmagneten 29 eine vorbestimmte axiale Position in der Durchflußkammer 21 nach rechts hin überschreitet bzw. wieder nach links hin unterschreitet. Der Schaltzustand des Reed-Kontaktschalters 27 wird von einer (nicht gezeigten) elekironischen Schaltung überwacht, um Informationen über den Durchflußzustand des Sensors nach Fig. 1 bereitzustellen. Es handelt sich somit bei dem Durchflußsensor nach Fig. 1 um einen mit einfachsten Mitteln kostengünstig realisierbaren Durchflußwächter.

Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse für einen Durchflußsensor oder dergleichen, bei dem die Leitungsverbindungselemente 3a' und 3b' an den einander zugewandten Anschlußenden 7a' und 7b' ein Innengewinde 13a', 13b' haben und an diesen Innengewinden 13a' und 13' mit dem Außengewinde 15' des Hülsenkörpers 5' verschraubt sind. Bei den Leitungsverbindungselementen 3a' und 3b' in Fig. 2 handelt es sich beispielsweise um Rohrverschraubungsfittings mit Anschlußgewinde 30a' und 30b' auch an den axial nach außen gerichteten Anschlußenden 9a' und 9b'. Nicht gezeigt in Fig. 2 sind in der Durchflußkammer 21' angeordnete Mittel für die Durchflußerfassung, beispielsweise ein Schwebekörper oder eine Anordnung mit den in Fig. 1 bei 22, 23, 29 vorgesehenen Elementen.

Bei den gezeigten Ausführungsformen sind die Leitungsverbindungselemente 3a, 3b; 3a', 3b' gleichartig ausgebildet. Bei bestimmten Anwendungssituationen kann es sinnvoll sein, unterschiedliche Leitungsverbindungselemente heranzuziehen, z.B. ein Schlauchanschlußstück auf einer Seite und ein Rohrverschraubungsfitting auf der anderen Seite.

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Bei den gezeigten Anschlußstücken 3a, 3b liegt eine Stufe (Ringschulter 19a bzw. 19b) am Übergang zwischen den unterschiedlichen Durchmessern der Durchlaßöffnung vor. Es sind im Rahmen der Erfindung auch Anschlußstücke verwendbar, bei denen dieser Übergang allmählich und konisch gestaltet ist.

Sofern es das Durchflußerfassungsprinzip gestattet, können auch Leitungsverbindungselemente Verwendung finden, deren Durchlaßöffnung keine Durchmesseränderung aufweist.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Gehäuse 1 und T können alternativ Funktionselemente einer Pumpe aufnehmen, also als Pumpengehäuse genutzt werden.

Claims (14)

1. Durchflußsensor mit einem Gehäuse (1), das eine Durchflußkammer (21) für das Meßmedium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus zwei Leitungsverbindungselementen (3a, 3b), deren jedes zwei axial entgegengesetzte Anschlußenden (7a, 9a; 7b, 9b) aufweist, und einem Hülsenkörper (5) gebildet ist, der ein Anschlußende (7a) eines der Leitungsverbindungselemente (3a) mit einem Anschlußende (7b) des anderen Leitungsverbindungselementes (3b) verbindet.

2. Durchflußsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenkörper (5) mit den betreffenden Anschlußenden (7a, 7b) der Leitungsverbindungselemente (3a, 3b) verschraubt ist.

3. Durchflußsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Hülsenkörper (5) verschraubten Anschlußenden (7a, 7b) ein Außengewinde (13a, 13b) aufweisen, wobei diese Außengewinde mit einem Innengewinde (15) des Hülsenkörpers (5) in Schraubeingriff stehen.

4. Durchflußsensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenkörper (5') ein Außengewinde (15') aufweist, das mit komplementären Innengewinden (13a', 13b') der Leitungsverbindungselemente (3a', 3b') in Schraubeingriff steht.

5. Durchflußsensor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungsverbindungselemente (3a, 3b) einander gleich sind.

6. Durchflußsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Hülsenkörper (5) miteinander verbundenen Anschlußenden (7a, 7b) der Leitungsverbindungselemente von entgegengesetzten Seiten her eine Ringdichtung (18), insbesondere O-Ringdichtung, gemeinsam beaufschlagen.

7. Durchflußsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Leitungsverbindungselementen (3a, 3b) um Schlauchanschlußstücke handelt.

8. Durchflußsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Leitungsverbindungselementen um Rohrverschraubungselemente (3a', 3b') handelt.

9. Durchflußsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindungselemente (3a, 3b) und der Hülsenkörper (5) aus Metall oder/und aus Kunststoff gefertigt sind.

10. Durchflußsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchflußkammer (21) eine auf die Strömung des Meßmediums ansprechende Einrichtung (22, 23, 29) für die Durchflußerfassung angeordnet ist.

11. Durchflußsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daßdie Einrichtung für die Durchflußerfassung einen in der Durchflußkammer (21) axial verschiebbar angeordneten Staukörper (23) aufweist, der von dem Meßmedium nach Maßgabe des Staudrucks gegen die Wirkung einer Rückstellkraft einer Feder (22) in axialer Richtung der Durchflußkammer (21) zu verdrängen ist.

12. Durchflußsensor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (23) einen Permanentmagneten (29) umfaßt und daß außerhalb der Durchflußkammer (21) ein die Position des Permanentmagneten (29) überwachender Magnetfeldsensor (27), insbesondere Reed-Schalter oder Hall-Sensor, an dem Gehäuse (1) vorgesehen ist.

13. Fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Durchflußsensor oder Fluidpumpe, mit einem in ein Fluidleitungssystem zu integrierendes Gehäuse (1; 1'), das Funktionselemente (22, 23) der fluidtechnischen Einrichtung enthält und einen Eingangsanschluß (9a; 9a') sowie einen Ausgangsanschluß (9b; 9b') aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1; 1') aus zwei Leitungsverbindungselementen (3a, 3b; 3a', 3b'), deren jedes zwei axial entgegengesetzte Anschlußenden (7a, 9a, 7b, 9b; 7a', 9a', 7b', 9b') aufweist, und einem Hülsenkörper (5; 5') gebildet ist, der ein Anschlußende (7a; 7a') eines der Leitungsverbindungselemente (3a; 3a') mit einem Anschlußende (7b; 7b') des anderen Leitungsverbindungselements (3b') verbindet, wobei die Leitungsverbindungselemente aus Standard-Montageelementen aus dem installationstechnischen Bereich ausgewählt sind.

14. Fluidtechnische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Hülsenkörper ein Standard-Montageelement aus dem installationstechnischen Bereich ist.