DE4026692A1 - Flowmeter using inductive pick=up assigned to rotor - of plastics material with metal layer or coating - Google Patents
Flowmeter using inductive pick=up assigned to rotor - of plastics material with metal layer or coatingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Durchflußmeßvorrichtung mit ei nem in ein Gas und/oder Flüssigkeit führendes Leitungssy stem einbringbaren, vom zu überwachenden Fluid durchström ten Gehäuse, einem im Gehäuse angeordneten, der Strömung ausgesetzen Rotor und einem dem Rotor zugeordneten Drehbe wegungs-Aufnehmer.The invention relates to a flow measuring device with egg pipe system leading into a gas and / or liquid stem can be introduced, through which the fluid to be monitored flows th housing, one arranged in the housing, the flow exposed rotor and a rotary associated with the rotor motion sensor.
Bei derartigen Vorrichtungen, die beispielsweise als sog. Wächter oder Anzeiger oder auch als reine Meßgeräte verwen det werden können, ist die Drehzahl des Rotors proportional zur Durchflußmenge des betreffenden Fluids. Zur Ermittlung der jeweiligen Rotordrehzahl wird hierbei im allgemeinen eine entsprechende Impulsfolge erzeugt, die einer nachge schalteten Auswerteeinheit zugeführt wird. In such devices, for example as a so-called. Use a monitor or indicator or as a pure measuring device the speed of the rotor is proportional to the flow rate of the fluid in question. For investigation the respective rotor speed is generally generates a corresponding pulse train that a nachge switched evaluation unit is supplied.
Als Impulsgeber werden häufig magnetisch angesteuerte Hall- Sensoren verwendet. Aufgrund der im Strömungsraum vorgese henen Magnete ist die betreffende Vorrichtung gegenüber ferritischen Verschmutzungen relativ empfindlich, so daß sich schnell Änderungen in der Funktionsweise der Vorrich tung ergeben können. Die Kalibrierung derartiger Geräte ist demnach problematisch. Ferner erhöhen die vorgesehenen Ma gnete das Gesamtgewicht des Rotors. Auch bei Vorrichtungen, die eine auf einen metallischen Rotor ansprechende Sensorik aufweisen, besitzt der Rotor im allgemeinen ein solch hohes Gewicht, daß eine stabile und zuverlässige Funktion erst bei relativ hohen Durchflußmengen erreicht wird.Magnetically controlled Hall- Sensors used. Because of the vorese in the flow space The magnet in question is opposite the device in question ferritic contamination relatively sensitive, so that changes in how the device works can result. The calibration of such devices is therefore problematic. Furthermore, the proposed measures increase assumed the total weight of the rotor. Even with devices, the one that responds to a metallic rotor have, the rotor generally has such a high Weight that a stable and reliable function only is achieved at relatively high flow rates.
Durch größere Rotorblätter läßt sich zwar die für ein An sprechen erforderliche Durchflußmenge herabsetzen, dies führt jedoch zwangsläufig zu übermäßigen, unerwünschten Ge räteabmessungen. Darüber hinaus wird das die Lager bela stende Rotorgewicht zusätzlich erhöht.Larger rotor blades can be used for one speak reduce the required flow rate, this however, inevitably leads to excessive, undesirable Ge device dimensions. In addition, the camp will be loaded constant rotor weight additionally increased.
Ferner sind Durchflußmeßvorrichtungen bekannt, bei denen die Rotorflügel optisch abgetastet werden. Bei diesen Vor richtungen können zwar leichtere Rotoren verwendet werden, sie sind jedoch nicht zur Überwachung getrübter bzw. ge färbter Flüssigkeiten geeignet.Flow measuring devices are also known in which the rotor blades are optically scanned. With this before lighter rotors can be used however, they are not clouded or ge for monitoring colored liquids.
Nachdem bei den bekannten Vorrichtungen im allgemeinen eine starre Achse vorgesehen ist, auf denen der Rotor drehbar gelagert ist, kann im Laufe der Zeit auch ein Verschleiß des Rotors gegenüber der Achse auftreten, wodurch die Funk tionsfähigkeit des Gerätes wiederum beeinträchtigt wird und häufiger eine jeweilige Justierung vorgenommen werden muß.After in the known devices in general rigid axis is provided on which the rotor is rotatable stored, wear can also occur over time of the rotor against the axis occur, causing the radio the ability of the device is in turn impaired and a respective adjustment must be carried out more frequently.
Ziel der Erfindung ist es, eine Durchflußmeßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfacher und kompakter Bauweise trotz geringer Rotorabmessungen bereits bei relativ kleinen Durchflußmengen anspricht und eine ent sprechend hohe Empfindlichkeit besitzt, sowie bei geringe rem Verschleiß ohne Beeinträchtigung durch insbesondere ferritische Verunreinigungen eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet und damit auch problemlos justierbar ist. Ferner soll eine gegebenenfalls erforderliche Justierung entsprechend feinfühlig durchführbar sein.The aim of the invention is to provide a flow measuring device to create the kind mentioned at the simple and compact design despite the small rotor dimensions responds at relatively small flow rates and ent has high sensitivity, and low sensitivity rem wear without being affected by in particular ferritic impurities ensure high functional reliability guaranteed and thus easily adjustable. Furthermore, any adjustment that may be required to be carried out accordingly sensitively.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Rotor aus Kunststoff besteht und zumindest teilweise mit einer Metallschicht oder einer Metallummantelung versehen ist, und daß der Drehbewegungs-Aufnehmer ein induktiver Drehbewegungs-Aufnehmer ist.The object is achieved in that the Rotor is made of plastic and at least partially with a metal layer or a metal jacket and that the rotary motion sensor is an inductive one Rotary motion sensor is.
Aufgrund dieser Ausbildung kann nicht nur das Rotorgewicht äußerst gering gehalten werden, infolge der Metallbeschich tung des Kunststoffrotors ist darüber hinaus trotz des Kunststoffmaterials auch eine induktive Drehbewegungs-Auf nahme möglich, so daß aufgrund fehlender Magnete eine Be einträchtigung der Funktionssicherheit durch ferritische Verschmutzungen in jedem Falle ausgeschlossen ist. Infolge der extrem leichten Rotorbauweise wird die hohe Ansprech empfindlichkeit insbesondere auch ohne vergrößerte Rotor blätter oder dergleichen erreicht. Mit dem reduzierten Ro torgewicht werden auch ein möglicher Verschleiß im Lagerbe reich sowie die Reibungskräfte reduziert, so daß bereits bei minimalen Durchflußmengen stabile Umdrehungszahlen er reicht werden.Due to this design, not only the rotor weight be kept extremely low due to the metal coating tion of the plastic rotor is also despite the Plastic material also has an inductive rotary motion possible, so that due to missing magnets a loading impairment of functional safety due to ferritic Soiling is excluded in any case. As a result the extremely light rotor design is the high response sensitivity especially without an enlarged rotor leaves or the like reached. With the reduced Ro gate weight are also a possible wear in the warehouse rich and reduced the frictional forces, so that already at minimal flow rates, stable revs be enough.
Vorzugsweise weist der Rotor eine Vielzahl zumindest im we sentlichen radialer Flügel auf, wobei zumindest die Flügel des Rotors wenigstens teilweise mit einer Metallschicht bzw. Metallummantelung versehen sind. Mit derartigen, me tallbeschichteten bzw. eine Metallummantelung aufweisenden Flügeln ergibt sich bei sich drehendem Rotor eine impulsar tige Beaufschlagung des induktiven Drehbewegungs-Aufneh mers, der beispielsweise ein induktiver Näherungsschalter oder dergleichen sein kann.The rotor preferably has a plurality, at least in the least substantial radial wing, at least the wing of the rotor at least partially with a metal layer or metal casing are provided. With such, me metal-coated or a metal jacket When the rotor is rotating, wings are impulsive Acting on the inductive rotary motion recording mers, for example an inductive proximity switch or the like.
Die Metallschicht sollte eine möglichst große Permeabilität aufweisen und besteht vorzugsweise aus Nickel.The metal layer should have the highest possible permeability have and preferably consists of nickel.
Auch im Falle einer Metallummantelung sollte die Permeabi lität wiederum möglichst groß sein, wobei eine solche Me tallummantelung zweckmäßigerweise aus Edelstahl bestehen kann und vorzugsweise durch auf die Flügel, beispielsweise auf deren freie Enden aufgesteckte Hülsen gebildet ist.The permeabi should also be used in the case of metal sheathing lity in turn should be as large as possible, with such a me tallum sheathing expediently consist of stainless steel can and preferably by on the wing, for example on the free ends of which sleeves are attached.
Zur Erzielung einer hinreichend hohen Laufstabilität be steht die Achse des drehbar im Gehäuse gelagerten Rotors zweckmäßigerweise aus Metall oder Keramik.To achieve a sufficiently high running stability stands the axis of the rotatably mounted rotor in the housing expediently made of metal or ceramic.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß Rotor und Achse einen zumin dest drehfesten, vorzugsweise auch in Axialrichtung festen Verbund bilden und die Achsenden in vorzugsweise aus Kunst stoff bestehenden Lagern des Gehäuses aufgenommen sind.According to a particularly advantageous embodiment variant of the Invention is provided that the rotor and axis at least least non-rotatable, preferably also fixed in the axial direction Form composite and the axle ends in preferably made of art fabric existing bearings of the housing are added.
Hierdurch ist ein möglicher Verschleiß zwischen Kunststoff rotor und Metallachse von vorneherein ausgeschlossen. Nach dem lediglich polierte Achsköpfe in Kunststofflagern aufge nommen sind, ist die Reibung und damit auch ein möglicher Verschleiß insgesamt auf eine Minimum reduziert. This is a possible wear between plastic rotor and metal axis excluded from the outset. After which only polished axle heads in plastic bearings are taken is the friction and thus a possible one Overall wear reduced to a minimum.
Vorzugsweise besteht das gesamte Gehäuse aus Kunststoff, so daß die Lager durch in die betreffenden Gehäuseinnenwände eingearbeitete Aufnahmen gebildet sein können.Preferably, the entire housing is made of plastic, so that the bearings through in the relevant housing inner walls incorporated recordings can be formed.
Vorteilhafterweise besitzt die auf einer der Ausströmöff nung gegenüberliegenden Seite des Gehäuses vorgesehene Ein strömöffnung einen kleineren Querschnitt als das angren zende Leitungssystem, so daß die Einströmcharakteristik durch die Einströmöffnung bestimmt ist.It advantageously has one of the outflow openings opposite side of the housing provided on flow opening a smaller cross section than that zende pipe system, so that the inflow characteristic is determined by the inflow opening.
Sind das Gehäuse bzw. dessen Ein- und Ausströmöffnungen über bezüglich der Öffnungsachsen drehbare, vorzugsweise mittels steckbarer Bügel oder dergleichen fixierbare Adap ter mit dem Leitungssystem verbindbar, so ist das Gerät auch nach erfolgtem Einbau gewünschtenfalls noch drehbar und kann damit in der jeweils besten Arbeitsposition ju stiert werden.Are the housing or its inlet and outlet openings via rotatable with respect to the opening axes, preferably Adap fixable by means of plug-in brackets or the like The device can be connected to the pipe system If necessary, it can still be rotated even after installation and can therefore be in the best working position ju be bulled.
Eine äußerst feinfühlige Justierung der Durchflußmeßvor richtung ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß der Ein strömöffnung eine verstellbare Strömungsblende zugeordnet ist, durch die deren Öffnungsquerschnitt veränderbar ist. Durch ein entsprechendes teilweises Abdecken der Einström öffnung ist auf besonders einfache und genaue Weise die je weilige Kalibrierung möglich. Gibt die Strömungsblende die Einströmöffnung frei, so beträgt die auf den Rotor auftref fende Durchflußleistung 100%. Die Strömungsblende ist vor zugsweise stufenlos, d. h. kontinuierlich verstellbar.An extremely sensitive adjustment of the flow measurement Direction is possible according to the invention in that the one flow opening assigned an adjustable flow orifice through which the opening cross section can be changed. By covering the inflow accordingly opening is the most simple and precise way ever calibration possible. The flow aperture gives the Inflow opening free, so it is the impingement on the rotor flow rate 100%. The flow orifice is in front preferably continuously, d. H. continuously adjustable.
Eine baulich besonders einfache und zuverlässige Ausfüh rungsvariante zeichnet sich dadurch aus, daß die Strömungs blende im den Rotor aufnehmenden Strömungsraum angeordnet und über ein von außen betätigbares Verstellorgan verstell bar ist. A structurally particularly simple and reliable design tion is characterized in that the flow aperture arranged in the rotor receiving flow space and adjusted via an externally operable adjusting member is cash.
Hierbei ist von Vorteil, wenn die Strömungsblende als zwi schen Rotor und Innenumfangswand des zylindrischen Strö mungsraumes angeordneter gebogener Streifen ausgebildet ist, der um eine mit der Rotorachse zusammenfallende Achse drehbar ist.It is advantageous here if the flow orifice as two the rotor and inner peripheral wall of the cylindrical flow mung space arranged curved strips formed is about an axis coinciding with the rotor axis is rotatable.
Die Strömungsblende kann ein teilkreisformig, vorzugsweise halbkreisförmig gebogener Streifen sein. Es ist jedoch auch möglich, die Strömungsblende durch einen kreisförmig ge schlossenen Streifen mit zwei korrespondierenden bzw. ein ander gegenüberliegenden Öffnungen zu bilden.The flow orifice can be a partial circle, preferably be a semicircular curved strip. However, it is also possible, the flow orifice through a circular ge enclosed stripes with two corresponding respectively to form other opposite openings.
Die Strömungsblende ist vorzugsweise an einem von außen zu gänglichen, um die mit der Rotorachse zusammenfallende Achse drehbaren, scheiben- oder ringformigen Verstellorgan angeordnet. Hierbei können zweckmäßiger Weise eine Skala sowie wenigstens eine Markierung vorgesehen sein, anhand denen die jeweilige Position der Strömungsblende von außen erkennbar ist.The flow orifice is preferably on one from the outside accessible to coincide with the rotor axis Rotatable, disc-shaped or ring-shaped adjusting element arranged. A scale can expediently be used here and at least one marking can be provided on the basis of which the respective position of the flow orifice from the outside is recognizable.
Eine insbesondere im Hinblick auf eine kostengünstige Her stellung sowie eine problemlose Wartung besonders vorteil hafte Ausführungsvariante besteht darin, daß das scheiben artige, vorzugsweise abnehmbare Verstellorgan das Gehäuse deckelartig verschließt und hierbei den Strömungsraum auf der einen Stirnseite begrenzt.A particularly with regard to an inexpensive Her position and easy maintenance are particularly advantageous The harsh version is that the washers like, preferably removable adjusting the housing closes like a lid and opens the flow chamber one end bounded.
Um bei abgenommenem Deckel beispielsweise den Rotor ein schließlich Achse problemlos entnehmen zu können, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß eines der beiden Lager im vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden deckelartigen Ver stellorgan und das andere Lager im Boden eines vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff bestehenden topfartigen Gehäuse teils angeordnet ist. Auch hierbei können die Lager wie derum als in die betreffenden Kunststoffwände eingearbei tete Aufnahmen gebildet sein.To turn on the rotor, for example, with the cover removed Finally, it is easy to remove the axis Expediently provided that one of the two camps in preferably plastic lid-like Ver actuator and the other bearing in the bottom of a preferably Pot-shaped housing also made of plastic is partially arranged. Again, the bearings can be like therefore as incorporated into the relevant plastic walls tete recordings be formed.
Das deckelartige Verstellorgan kann einen in das topfartige Gehäuseteil hineinragenden, gegenüber dessen Innenumfangs wand abgedichteten zylindrischen Fortsatz aufweisen, an dessen innen liegender Stirnseite zweckmäßigerweise das be treffende Lager vorgesehen ist. An diesen zylindrischen Fortsatz kann sich nach außen hin ein erweiterter Kopfab schnitt anschließen, über den das Verstellorgan vorzugs weise mittels eines den Kopfabschnitt umgebenden Ringes be züglich des topfartigen Gehäuseteils axial festlegbar ist. Die Strömungsblende ist als axiale Verlängerung des zylin drischen Fortsatzes an dessen radial äußerem Rand vorgese hen.The lid-like adjusting element can be inserted into the pot-like one Protruding part of the housing opposite its inner circumference have wall-sealed cylindrical extension the inside front side expediently be appropriate warehouse is provided. On this cylindrical one The extension can extend towards the outside Connect the cut over which the adjusting element is preferred as be by means of a ring surrounding the head portion axially fixable with respect to the pot-like housing part. The flow orifice is an axial extension of the cylin vorese extension on its radially outer edge hen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiment variants of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu tert; in dieser zeigt:The invention is based on execution examples with reference to the drawing tert; in this shows:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer er findungsgemäßen Durchflußmeßvorrichtung, Fig. 1 is a schematic sectional view of a he inventive flowmeter,
Fig. 2 einen Schnitt längs Linie A-A in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along line AA in Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Durchflußmeßvorrichtung mit aufgestecktem induktiven Drehbewegungs-Auf nehmer und mit Adaptern zum Anschluß an das Leitungssystem, Fig. 3 is a side view of the flow measuring device with inserted inductive rotary motion on participants and with adapters for connection to the pipe system,
Fig. 4 eine Ausführungsvariante eines Rotors mit auf die Flügelenden aufgesetzten Edelstahlhülsen, und Fig. 4 shows a variant of a rotor with stainless steel sleeves placed on the wing ends, and
Fig. 5 in schematischer Darstellung eine elektroni sche, den Drehbewegungs-Aufnehmer aufweisende Auswerteeinheit, die auf das den Rotor aufneh mende Gehäuse aufsteckbar ist. Fig. 5 shows a schematic representation of an electronic cal, the rotary motion sensor having evaluation unit which can be plugged onto the housing receiving the rotor.
In den Fig. 1 bis 3 ist eine Durchflußmeßvorrichtung 10 mit einem Gehäuse 16 gezeigt, das eine in einen zylindri schen Strömungsraum 46 mündende Einströmöffnung 18 sowie eine aus dem Strömungsraum 46 nach außen führende Aus strömöffnung 20 besitzt.In Figs. 1 to 3 a flow measurement device 10 is shown having a housing 16, the flow orifice an opening into a cylindricity rule flow chamber 46 intake opening 18 and a leading from the flow chamber 46 to the outside from 20 possesses.
Zur Verbindung mit einem Gas und/oder Flüssigkeit führenden Leitungssystem sind den Einström- und Ausströmöffnungen 18, 20 Adapter 12, 14 (vgl. Fig. 3) zugeordnet.For connection to a gas and / or liquid-carrying line system, the inflow and outflow openings 18 , 20 are assigned adapters 12 , 14 (cf. FIG. 3).
Das Gehäuse 16 bzw. dessen zylindrischer Strömungsraum 46 wird vom zu überwachenden Fluid in Richtung der Pfeile F1 (Einlaß) und F2 (Auslaß) durchströmt. Dieser Fluidströmung ist ein im zylindrischen Strömungsraum 46 angeordneter, drehbar im Gehäuse gelagerter Rotor 22 ausgesetzt.The fluid to be monitored flows through the housing 16 or its cylindrical flow space 46 in the direction of the arrows F 1 (inlet) and F 2 (outlet). This fluid flow is exposed to a rotor 22 which is arranged in the cylindrical flow space 46 and is rotatably mounted in the housing.
Dieser Rotor 22 besitzt eine Vielzahl auf einer Nabe 58 an geordneter radialer Flügel 24, die einstückig mit der Nabe 58 ausgebildet sind und sich unter Belassung eines geringen Abstandes bis in den Bereich der Innenumfangswand 48 des zylindrischen Strömungsraums 46 erstrecken.This rotor 22 has a plurality of radial vanes 24 arranged on a hub 58 , which are integrally formed with the hub 58 and, while leaving a small distance, extend into the region of the inner peripheral wall 48 of the cylindrical flow space 46 .
Der Durchmesser der Einström- und Ausströmöffnungen 18, 20 ist geringfügig kleiner als die radiale Länge der Flügel 24, wobei diese Öffnungen 18, 20 im wesentlichen zwischen der Nabe 58 und dem oberen Abschnitt der Innenumfangswand 48 zu beiden Seiten des um eine zur Zeichnungsebene senk rechte Achse 16 drehbaren Rotors 22 angeordnet sind.The diameter of the inflow and outflow openings 18 , 20 is slightly smaller than the radial length of the vanes 24 , these openings 18 , 20 being essentially between the hub 58 and the upper section of the inner circumferential wall 48 on both sides of the right one perpendicular to the plane of the drawing Axis 16 rotatable rotor 22 are arranged.
Hierbei dreht sich der der Strömung ausgesetzte Rotor 22 in Richtung des Pfeiles F3.Here, the rotor 22 exposed to the flow rotates in the direction of arrow F 3 .
Der Rotor 22 besteht aus Kunststoff und weist eine Metall schicht 28, die eine große Permeabilität besitzt und vor zugsweise aus Nickel besteht. Beim in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Flügel 24 als auch die die Flügel tragende Nabe 58 metallbeschichtet. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, nur die Flügel 24 und hierbei insbesondere lediglich deren freie Enden mit einer Metallschicht oder einer Metallummantelung (vgl. Fig. 4) zu versehen.The rotor 22 is made of plastic and has a metal layer 28 , which has a large permeability and preferably consists of nickel. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, both the vanes 24 and the hub 58 carrying the vanes are metal-coated. In principle, however, it is also conceivable to provide only the wings 24 and in particular only their free ends with a metal layer or a metal sheath (cf. FIG. 4).
Dem metallbeschichteten Kunststoffrotor 22 ist ein außer halb des Strömungsraumes 46 angeordneter induktiver Drehbe wegungs-Aufnehmer 30 (vgl. Fig. 3) zugeordnet. Zur Aufnahme des Sensorkopfes dieses induktiven Drehbewegungs-Aufnehmers 30, der beispielsweise ein induktiver Näherungsschalter sein kann, weist das aus Kunststoff oder aus einem anderen Werkstoff mit einer vergleichbar kleinen Permeabilität be stehende Gehäuse 16 eine außenliegende Ausnehmung 44 auf, die sich radial zur Rotorachse 26 hin erstreckt.The metal-coated plastic rotor 22 is associated with an inductive rotary motion sensor 30 arranged outside the flow space 46 (see FIG. 3). To accommodate the sensor head of this inductive rotary motion sensor 30 , which can be, for example, an inductive proximity switch, the housing 16 , which is made of plastic or another material with a comparatively small permeability, has an external recess 44 which extends radially toward the rotor axis 26 extends.
Während die metallbeschichtete Nabe 58 sowie die metallbe schichteten Flügel 24 des Rotors 22 aus Kunststoff beste hen, ist die durch eine Öffnung der Nabe 58 hindurchtre tende und diese tragende Achse 26 aus Metall oder Keramik.While the metal coated hub 58 as well as the coated Metal working vanes 24 of the rotor 22 best plastic hen, the 58 hindurchtre tends through an opening of the hub and this supporting axis 26 made of metal or ceramic.
Hierbei bilden der die Kunststoffnabe 58 sowie die Kunst stoff-Flügel 24 umfassende Rotor 22 und die Metall- bzw. Keramikachse 26 einen festen Verbund, während die polierten Achsenden drehbar in Kunststofflagern 32, 34 des Gehäuses 16 aufgenommen sind.Here, the plastic hub 58 and the plastic wing 24 comprising rotor 22 and the metal or ceramic axis 26 form a firm bond, while the polished axle ends are rotatably received in plastic bearings 32 , 34 of the housing 16 .
Zur Bildung der die Achse 26 aufnehmenden Kunststofflager 32, 34 sind in zwei einander gegenüberliegenden Gehäusein nenwänden des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses 16 ent sprechende Aufnahmen eingearbeitet (vgl. Fig. 2).To form the axis 26 receiving plastic bearings 32 , 34 are in two opposite housing inner walls of the plastic housing 16 ent speaking recordings incorporated (see. Fig. 2).
Die auf einer der Ausströmöffnung 20 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 16 vorgesehene Einströmöffnung 18 be sitzt einen Querschnitt, der kleiner als der Querschnitt des angrenzenden Leitungssystems ist, so daß die Einström charakteristik durch diese Einströmöffnung 18 bestimmt ist.The provided on one of the outflow opening 20 side of the housing 16 inflow opening 18 has a cross section that is smaller than the cross section of the adjacent pipe system, so that the inflow characteristic is determined by this inflow opening 18 .
Infolge der metallbeschichteten Kunststoff-Flügel 24 des Rotors 22 wird der induktive Drehbeweguns-Aufnehmer 30 im pulsartig beaufschlagt. Dieser induktive Impulsaufnehmer 30 ist über eine Leitung 56 mit einer Auswerteschaltung (nicht gezeigt) verbunden.As a result of the metal-coated plastic blades 24 of the rotor 22 , the inductive rotary motion sensor 30 is acted upon in a pulsed manner. This inductive pulse pickup 30 is connected via a line 56 to an evaluation circuit (not shown).
Die Vorrichtung kann beispielsweise als Wächter, Anzeiger oder Meßgerät verwendet werden. Im Falle eines Wächters können beispielsweise zwei unabhängig voneinander ein stellbare Relaiskontakte für einen Minimal- und Maximalwert vorgesehen sein, während ein Anzeiger darüber hinaus insbe sondere eine zusätzliche, beispielsweise durch eine Dioden kette realisierte Mengentrendanzeige umfassen kann. Bei einem Meßgerät kann diese als genaue digitale Anzeige aus gebildet sein. Für eine Mehrkreisüberwachung kann ein Bat terieadapter zur Verfügung gestellt werden, der einen An schluß an beispielsweise bis zu acht Meßstellen ermöglicht. The device can be used, for example, as a watchdog or indicator or measuring device can be used. In the case of a guard can, for example, two independently of one another adjustable relay contacts for a minimum and maximum value be provided while an indicator in particular special one additional, for example by a diode chain realized volume trend display can include. At a measuring device can display this as an accurate digital display be educated. A bat Terieadapter be made available that an An allows for example at up to eight measuring points.
Der mittels einer Mutter 54 am Gehäuse 16 angebrachte in duktive Drehbewegungs-Aufnehmer 30 kann eine integrierte Pulsaufbereitungs-Schaltung zur Erzeugung exakter Rechteck- Signale umfassen. Eine solche Pulsaufbereitung kann grund sätzlich jedoch auch in der nachgeschalteten Auswerteein heit erfolgen.The inductive rotary motion sensor 30 attached to the housing 16 by means of a nut 54 can comprise an integrated pulse processing circuit for generating exact square-wave signals. Such pulse processing can in principle also take place in the downstream evaluation unit.
Die zum Anschluß des Gehäuses 16 bzw. der Einström- und Ausströmöffnungen 18, 20 an das angrenzende Leitungssystem bestimmten Adapter 12, 14 (siehe Fig. 3) sind um deren Längsachsen drehbar und vorzugsweise mittels steckbarer Bü gel bezüglich des Gehäuses 16 fixierbar. Das Gerät ist so mit gegebenenfalls auch nach Einbau noch drehbar und kann leicht in die beste Arbeitsposition justiert werden.The adapters 12 , 14 (see FIG. 3) intended for connecting the housing 16 or the inflow and outflow openings 18 , 20 to the adjacent line system are rotatable about their longitudinal axes and can preferably be fixed with respect to the housing 16 by means of pluggable brackets. The device can also be rotated after installation and can be easily adjusted to the best working position.
Darüber hinaus ist der Einströmöffnung 18 erfindungsgemäß eine stufenlos verstellbare Strömungsblende 36 zugeordnet, durch die der Öffnungsquerschnitt der Einströmöffnung 18 veränderbar ist.In addition, the inflow opening 18 is according to the invention associated with a continuously adjustable flow aperture 36 through which the opening cross section of the inflow opening is variable 18th
Diese Strömungsblende 36 ist innerhalb des den Rotor 22 so wie die Achse 26 aufnehmenden Strömungsraums 46 angeordnet.This flow orifice 36 is arranged within the flow space 46 which receives the rotor 22 and the axis 26 .
Beim in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine streifenförmige Strömungsblende 36 vorgesehen, die halbkreisförmig um eine mit der Rotorachse zusammenfallende Achse B (vgl. Fig. 2) gebogen und zwischen Rotor 22 und In nenumfangswand 48 des zylindrischen Strömungsraumes 46 an geordnet ist.In the embodiment shown in FIGS. 1-3, a strip-shaped flow orifice 36 is provided, which is bent semicircularly about an axis B coinciding with the rotor axis (see FIG. 2) and is arranged between the rotor 22 and inner circumferential wall 48 of the cylindrical flow space 46 .
Die in Richtung der Rotorachse gemessene axiale Breite C (vgl. Fig. 2) der streifenförmigen Strömungsblende 36 ist größer als der Durchmesser der Einströmöffnung 18 und im wesentlichen etwa gleich groß wie die axiale Länge des Ro tors 22, der in Fig. 2 weggelassen ist.The measured in the direction of the rotor axis axial width C (see. Fig. 2) of the strip-shaped flow orifice 36 is larger than the diameter of the inflow opening 18 and substantially the same size as the axial length of the rotor 22 , which is omitted in Fig. 2 .
Mit Ausnahme des jeweils der Einströmöffnung 18 gegen überliegenden Abschnitts liegt die streifenförmige, teil kreisförmig gebogene Strömungsblende 36 über ihre gesamte, in Umfangsrichtung des Rotors 22 gemessene Länge hinweg an der Innenumfangswand 48 des zylindrischen Hohlraumes 46 an.With the exception of each of the inflow opening opposite portion 22 measured length is 18, the strip-shaped part-circular arcuate flow aperture 36 over its entire in the circumferential direction of the rotor away on the inner peripheral wall 48 of the cylindrical cavity 46 at.
Die streifenförmige Strömungsblende 36 ist mittels eines von außen zugänglichen Verstellorgans 38 um die mit der Ro torachse zusammenfallende Achse B (vgl. Fig. 2) verdrehbar.The strip-shaped flow orifice 36 can be rotated by means of an adjuster 38 accessible from the outside about the axis B coinciding with the ro tor axis (cf. FIG. 2).
Die Strömungsblende 36 ist in axialer Verlängerung am ra dial äußeren Rand eines zylindrischen Fortsatzes 16′ des um die Achse B drehbaren scheibenartigen Verstellorgans 38 vorgesehen, der in die durch die Innenumfangswand 48 be grenzte Öffnung eines topfartigen Gehäuseteils 16′ hin einragt und gegenüber der Innenumfangswand 48 mittels einer Ringdichtung 40 abgedichtet ist.The flow orifice 36 is provided in an axial extension on the ra dial outer edge of a cylindrical extension 16 'of the rotatable about the axis B disk-like adjusting member 38 , which projects into the opening through the inner peripheral wall 48 be a pot-like housing part 16 ' and opposite the inner peripheral wall 48th is sealed by means of an annular seal 40 .
Nach außen hin schließt sich an den zylindrischen Fortsatz 16′′ ein erweiterter Kopfabschnitt 16′′′ des scheibenarti gen Verstellorgans 38 an, über den das Verstellorgan 38 mittels eines den Kopfabschnitt 16′′′ umgebenden Ringes 42 bezüglich des topfartigen Gehäuseteils 16′ axial festgelegt ist. Hierzu weisen der äußere Ring 42 sowie der erweiterte Kopfabschnitt 16′′′ ineinandergreifende radiale Vorsprünge bzw. Ringflansche 60, 62 auf.To the outside adjoins the cylindrical extension 16 '' an enlarged head portion 16 '''of the disk-like gene adjusting member 38 , via which the adjusting member 38 by means of a head portion 16 ''' surrounding ring 42 with respect to the pot-like housing part 16 'axially fixed is. For this purpose, the outer ring 42 and the expanded head portion 16 '''interlocking radial projections or ring flanges 60 , 62 .
Der erweiterte Kopfabschnitt 16′′′, der sich daran an schließende zylindrische Fortsatz 16′′ sowie die von diesem getragene streifenförmige, um die Achse B halbkreisförmig gebogene Strömungsblende 36 sind als einstückiges Teil aus Kunststoff oder einem anderen Werkstoff mit einer ver gleichbar kleinen Permeabilität ausgebildet. Ebenso besteht das topfartige, den Boden 50 aufweisende Gehäuseteil 16′ aus Kunststoff bzw. einem vergleichbare Eigenschaften auf weisenden Material.The expanded head portion 16 ''', the closing cylindrical extension 16 ''and the stripe-shaped, by this around the axis B semicircular curved flow orifice 36 are formed as a one-piece part made of plastic or another material with a comparably small permeability . Likewise, there is the pot-like, the bottom 50 housing part 16 'made of plastic or a comparable properties on pointing material.
Der Strömungsraum 46 ist somit durch die Innenumfangsfläche 48 und den Boden 50 des topfartigen Gehäuseteils 16′ sowie die dem Boden 50 gegenüberliegende Stirnseite des zylin drischen Fortsatzes 16′′ des scheibenartigen, deckelförmi gen Verstellorgans 38 begrenzt. Hierbei sind die Lager 32, 34 für die Achse 26 des Rotors 22 einerseits in den Kunst stoffortsatz 16′′ und andererseits den Kunststoffboden 50, welche Stirnwände des Gehäuses 16 bilden, in Form von Aus nehmungen eingearbeitet.The flow space 46 is thus limited by the inner peripheral surface 48 and the bottom 50 of the pot-like housing part 16 'and the bottom 50 opposite end of the cylindrical extension 16 ''of the disk-like, cover-shaped adjusting member 38 . Here, the bearings 32 , 34 for the axis 26 of the rotor 22 on the one hand in the plastic extension 16 '' and on the other hand the plastic base 50 , which form end walls of the housing 16 , incorporated in the form of recesses.
Außen am um die Achse B drehbaren scheibenartigen Ver stellorgan 38 sowie dem den verbreiterten Kopfabschnitt 16′′′ dieses Organs umgebenden Außenring 42 konnen eine Skala sowie wenigstens eine Marke vorgesehen sein, so daß von außen erkennbar ist, welche Position die mit dem Ver stellorgan 38 einstückige Strömungsblende 36 jeweils ein nimmt.Outside on the rotatable about the axis B disk-like Ver actuator 38 and the widened head portion 16 '''of this organ surrounding the outer ring 42, a scale and at least one mark can be provided, so that it can be seen from the outside what position the with the Ver actuator 38th one-piece flow orifice 36 takes one each.
Der in Fig. 4 gezeigte Rotor 22 weist anstelle einer Me tallbeschichtung auf die äußeren, freien Enden der Flügel 24 aufgesteckte Edelstahlhülen 28′ auf. Diese eine Me tallummantelung für die freien Flügelenden bildenden Edel stahlhülsen 28′ erstrecken sich parallel zur Achse 26 des Rotors 22 und besitzen jeweils einen der Achse 26 zugewand ten Längsschlitz 66, der das Aufstecken der Hülsen auf die , Flügelenden ermöglicht. The rotor 22 shown in FIG. 4, instead of Me metal coating that on the outer free ends of the wings 24 plugged Edelstahlhülen 28 '. This Me tallumantelung for the free wing ends forming stainless steel sleeves 28 'extend parallel to the axis 26 of the rotor 22 and each have an axis 26 facing th longitudinal slot 66 , which allows the insertion of the sleeves on the wing ends.
Sowohl die Nabe 58 als auch die Flügel 24 des Rotors 22 be stehen wiederum aus Kunststoff.Both the hub 58 and the wing 24 of the rotor 22 be in turn made of plastic.
Während beim in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsbei spiel der Drehbewegungs-Aufnehmer 30 vorzugsweise lösbar am den Rotor 22 aufnehmenden Gehäuse 16 befestigt war, ist der Drehbewegungs-Aufnehmer 30′ beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 einer elektronischen Auswerteeinheit 63 zugeordnet, die auf das den Rotor aufnehmende Gehäuse 16 aufsteckbar ist.While in the Fig. Ausführungsbei shown 1-3 of the rotary motion pickup play 30 is preferably releasably attached to the rotor 22 receiving housing was fixed 16, the rotational motion sensor 30 'in the embodiment 5 of an electronic evaluation unit 63 is shown in FIG. Assigned based on the housing 16 accommodating the rotor can be plugged on.
Hierbei ist der Drehbewegungs-Aufnehmer 30′ in einem vor springenden Gehäuseabschnitt 64 des die Auswerteeinheit 63 aufnehmenden Gehäuses 65 untergebracht, der komplementär zur Ausnehmung 44 des Gehäuses 16 ausgebildet und bei auf das Gehäuse 16 aufgesteckter Auswerteeinheit 63 in dieser Ausnehmung 44 aufgenommen ist. Um ein solches Aufstecken der Auswerteeinheit 63 auf das Gehäuse 16 zu ermöglichen, ist die Ausnehmung 44 sowohl nach oben als auch seitlich zur Auswerteeinheit 63 hin offen.Here, the rotary motion sensor 30 'is accommodated in a front jumping housing section 64 of the evaluation unit 63 receiving housing 65 , which is complementary to the recess 44 of the housing 16 and is received in this recess 44 when the evaluation unit 63 is plugged onto the housing 16 . In order to enable the evaluation unit 63 to be plugged onto the housing 16 in this way, the recess 44 is open both upwards and laterally towards the evaluation unit 63 .
Da der induktive Drehbewegungs-Aufnehmer 30′ im aufsteckba ren Gehäuseabschnitt 64 der elektronischen Auswerteeinheit 63 angeordnet ist, sind keinerlei elektrische Verbindungen zwischen dem den Rotor aufnehmenden Gehäuse 16 und der Aus werteeinheit 63 erforderlich.Since the inductive rotary motion sensor 30 'is arranged in the plug-in housing section 64 of the electronic evaluation unit 63 , no electrical connections between the housing 16 accommodating the rotor and the evaluation unit 63 are required.
Die in Richtung der Pfeile auf das Gehäuse 16 aufsteckbare Auswerteeinheit 63 weist eine Digitalanzeige 68 sowie Ta sten 70 zur Eingabe jeweiliger Minimal- und Maximalwerte auf. Ferner ist eine Mengentrendanzeige 72 vorgesehen.The evaluation unit 63 which can be plugged onto the housing 16 in the direction of the arrows has a digital display 68 and keys 70 for entering respective minimum and maximum values. A quantity trend display 72 is also provided.
Bei der beschriebenen Durchflußmeßvorrichtung wird die ein strömende Flüssigkeit durch die eine definierte Abmessung aufweisende Einströmbohrung auf den Rotor geleitet. Der leichte, im vorliegenden Fall zehnflügelige Kunststoffrotor ist mit einer Metallschicht bzw. -ummantelung versehen, so daß die Drehzahl des Rotors von einem induktiven Aufnehmer rückwirkungsfrei detektiert werden kann. Die Drehzahl des Rotors ist direkt proportional zur Durchflußmenge.In the flow measuring device described, the one flowing liquid through a defined dimension having inflow bore directed to the rotor. The light, in the present case ten-bladed plastic rotor is provided with a metal layer or coating, so that the speed of the rotor from an inductive transducer can be detected without reaction. The speed of the The rotor is directly proportional to the flow rate.
Da die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne magnetische Innen teile und optische Sensoren arbeitet, ist eine mögliche Be einträchtigung der Funktionssicherheit durch ferritisch be lastete oder trübe Flüssigkeiten von vorneherein ausge schlossen.Since the device according to the invention without a magnetic interior parts and optical sensors is a possible loading impairment of functional safety due to ferritic be contaminated or cloudy liquids from the outset closed.
Der Rotor bildet einen festen Verbund mit der Achse, deren polierte Köpfe jeweils in einer schalenförmigen Kunst stoffaufnahme des Gehäuses gelagert sind. Diese Art der La gerung ermöglicht die zuverlässige und stabile Drehung des Rotors bereits bei kleinsten Durchflußmengen und führt zu sammen mit dem geringen Rotorgewicht und entsprechend redu zierter Reibung zu einer langlebigen, verschleißfreien Funktion.The rotor forms a firm bond with the axis, the polished heads each in a bowl-shaped art are stored in the housing. That kind of La the reliable and stable rotation of the Rotors even with the smallest flow rates and leads to together with the low rotor weight and correspondingly reduced graced friction to a durable, wear-free Function.
Da im Strömungsraum keinerlei Toträume enthalten sind, ist eine sehr gute Linearität zwischen Frequenz und Volumen strom gegeben.Since there are no dead spaces in the flow space, very good linearity between frequency and volume given electricity.
Durch die relativ hohe Geberfrequenz sind eine kurze Meß zykluszeit sowie günstige Torzeiten für einen jeweiligen Frequenzzähler erzielbar.Due to the relatively high encoder frequency, the measurement is short cycle time and favorable gate times for each Frequency counter achievable.
BezugszeichenlisteReference symbol list
10 Durchflußmeßvorrichtung
12 drehbarer Adapter
14 drehbarer Adapter
16 Gehäuse
16′ topfartiges Gehäuseteil
16″ zylindrischer Fortsatz
16″′ erweiterter Kopfabschnitt
18 Einströmöffnung
20 Ausströmöffnung
22 Rotor
24 Flügel
26 Achse
28 Metallbeschichtung
28′ Metallummantelung
30 induktiver Drehbewegungs-Aufnehmer
30′ induktiver Drehbewegungs-Aufnehmer
32 Kunststofflager
34 Kunststofflager
36 verstellbare Strömungsblende
38 Verstellorgan
40 Ringdichtung
42 äußerer Ring
44 Ausnehmung
46 Strömungsraum
48 Innenumfangswand
50 Boden
52 Rand
54 Mutter
56 Leitung
58 Nabe
60 radialer Vorsprung
62 radialer Vorsprung
63 elektronische Auswerteeinheit
64 vorspringender Gehäuseabschnitt
65 Gehäuse
66 Längsschlitz
68 Digitalanzeige
70 Tasten
72 Mengentrendanzeige
A-A Schnittlinie
B Achse
C Breite
F1 Pfeil
F2 Pfeil
F3 Pfeil 10 flow measuring device
12 rotatable adapters
14 rotatable adapter
16 housing
16 ' pot-like housing part
16 ″ cylindrical extension
16 ″ ′ extended head section
18 inflow opening
20 outflow opening
22 rotor
24 wings
26 axis
28 metal coating
28 ′ metal casing
30 inductive rotary motion sensors
30 ' inductive rotary motion sensor
32 plastic bearings
34 plastic bearings
36 adjustable flow orifice
38 adjusting element
40 ring seal
42 outer ring
44 recess
46 flow space
48 inner circumferential wall
50 floor
52 rand
54 mother
56 line
58 hub
60 radial projection
62 radial projection
63 electronic evaluation unit
64 projecting housing section
65 housing
66 longitudinal slot
68 digital display
70 keys
72 Quantity trend display
AA cutting line
B axis
C width
F 1 arrow
F 2 arrow
F 3 arrow
Claims (26)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904026692 DE4026692A1 (en) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | Flowmeter using inductive pick=up assigned to rotor - of plastics material with metal layer or coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19904026692 DE4026692A1 (en) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | Flowmeter using inductive pick=up assigned to rotor - of plastics material with metal layer or coating |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=6412769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19904026692 Ceased DE4026692A1 (en) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | Flowmeter using inductive pick=up assigned to rotor - of plastics material with metal layer or coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4026692A1 (en) |
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-
1990
- 1990-08-23 DE DE19904026692 patent/DE4026692A1/en not_active Ceased
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