WO2011100959A1 - Vorrichtung zur überwachung eines volumenstroms und verfahren zur überwachung eines volumenstroms - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung (1) eines Volumenstroms eines viskosen, insbesondere hochviskosen, Mediums, mit einem Gehäuse (4), zum Hindurchströmen des Volumenstroms (3), insbesondere in Form von einzelnen Dosiervorgängen, und einem Magnetsensor (5), insbesondere einem Reed-Kontakt, zur Signalgabe bei Auftreffen eines Volumenstromes (3) mit vorbestimmten Eigenschaften auf einen Schwebekörper (6) mit einem vorbestimmten Druck und Verschieben des Schwebekörpers (6), wobei der Schwebekörper (6) durch eine Gegenkraftfeder (7), die kraftschlüssig mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, mit einer Gegenkraft beaufschlagt ist, wobei ein dem Volumenstrom zugewandter Bereich (8) des Schwebekörpers (6) an die Eigenschaften des Volumenstroms des Mediums angepasst ausgebildet ist, so dass der Schwebekörper (6) durch den Volumenstrom lediglich innerhalb einer vorbestimmten Hubhöhe (9) und/oder vorbestimmten Hubzeit auszulenken und wieder rückstellbar ist.

Description

Vorrichtung zur Überwachung eines Volumenstroms und Verfahren zur Überwachung eines Volumenstroms

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Volumenstroms nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Überwachung eines Volu- menstromes nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Bekannt sind Dosierwächter mit Schwebekörpern und Rückstellfedern, wobei jedoch insbesondere hochviskose Medien nur unzureichend überwacht werden können, da nur ein sehr schlechtes Durchströmen erfolgt oder beispielsweise der Schwebekör- per nicht ausreichend in seine Ausgangsposition zurückgestellt werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und sichere Vorrichtung zur Überwachung eines Volumenstromes insbesondere eines hochviskosen Mediums bereitzustellen, die die Nachteile des Stand der Technik überwindet.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Überwachung eines Volumenstroms eines viskosen, insbesondere hochviskosen, Mediums, mit einem Gehäuse, zum Hindurchströmen des Volumenstroms, insbesondere in Form von einzelnen Dosiervorgängen, und einem Magnetsensor, insbesondere einem Reed-Kontakt, zur Signalgabe bei Auftreffen eines Volumenstromes mit vorbestimmten Eigenschaften auf einen Schwebekörper mit einem vorbestimmten Druck und Verschieben des Schwebekörpers, wobei der Schwebekörper durch eine Gegenkraftfeder, die kraftschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist, mit einer Gegenkraft beaufschlagt ist, wobei ein dem Volumenstrom zugewandter Bereich des Schwebekörpers an die Eigen- Schäften des Volumenstroms des Mediums angepasst ausgebildet ist, so dass der

BESTÄTIGUNGSKOPIE Schwebekörper durch den Volumenstrom lediglich innerhalb einer vorbestimmten Hubhöhe und/oder Hubzeit auszulenken und/oder wieder rückstellbar ist.

Die Vorrichtung ermöglicht es, während des Volumenstromes auch bei hochviskosen, zähen Medien, wie beispielsweise Schmiermittel oder andere Fette Dosierhübe sicher zu detektieren. Durch diesen Einsatz eines mechanischen Dosierwächters mit elektrischem und/oder magnetischen Schaltkontakt zur Überwachung von Dosiervorgängen bei der Schmiermittelzuführung ist eine einfache und sichere Messung möglich. Die Vorrichtung zur Überwachung weist beispielhaft einen Körper mit ^* zylindrischer Bohrung auf, in der sich ein Schwebekörper in Form eines Kolbens be- wegt, dessen Kolbenwandung so gestaltet ist, dass ein für das Vorbeiströmen des Volumenstroms ausreichender, freier Querschnitt auch für ein hochviskoses Medium, wie beispielsweise Schmiermittel zur Verfügung steht. Der äußere Bereich des Schwebekörpers, im Sinne eines Kolbenbodens, wird in Abhängigkeit vom zu überwachenden Volumenstrom, insbesondere beispielsweise von Schmierstoff und Schmiermenge in unterschiedlichen, an die Strömungseigenschaften angepassten Formen ausgeführt. Nach Beendigung des Dosiervorgangs stellt eine Gegenfederkraft im Sinne einer Rückstellfeder den Kolben in seine Ausgangsposition zurück. Die Feder, gekennzeichnet durch insbesondere Federlänge und Federkonstante, wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Volumenstroms und von der erforderlichen Rückstellzeit gewählt. Jeder Hub des Kolbens wird durch einen magnetisch gekoppelten externen Schaltkontakt detektiert und kann so überwacht und/oder gezählt werden.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schwebekörper in einer angepassten Aufnahme ruht und erst bei Anliegen des Volumenstroms gegen die Gegenkraftfeder auszulenken ist, wobei der Abstand zwischen Aufnahme und Schwebekörper bei größerer Viskosität des Mediums größer auszubilden ist.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schwebekörper zumindest an seinem dem Volumenstrom zugewandten Bereich mit einem zylinderförmigen Vorsprung ausgebildet ist, wobei die Aufnahme entsprechend zylinderförmig angepasst ausgebildet ist. Vorteilhaft ist es, wenn ein zylinderförmiger Vorsprung an dem Volumenstrom zugewandten Bereich des Schwebekörpers mit einem pilzförmigen Kopf ausgebildet ist,

Vorteilhaft ist es, wenn ein äußerer Rand des pilzförmigen Kopfes einen vorbestimm- ten Abstand von einer umgebenden, zylinderförmigen Wand der Aufnahme aufweist, der im wesentlichen von der Viskosität abhängt.

Vorteilhaft ist es, wenn die Gegenkraftfeder in einen Federsitz an dem Gehäuse an einem vom Volumenstrom abgewandten Ende der Gegenkraftfeder eingesetzt ist, wobei der Federsitz das abgewandte Ende der Gegenkraftfeder mittels einer zylinderförmigen Wandung umgibt.

Vorteilhaft ist es, wenn im Bereich des Federsitzes ein Durchlass für den Volumenstrom des Mediums eingebracht ist.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Magnet des Magnetsensors an oder in dem Schwebekörper angeordnet ist.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schwebekörper eine zylinderförmige Wandung aufweist und der Magnet innerhalb der Wandung angeordnet ist.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung eines Volumenstromes eines viskosen, insbesondere hochviskosen, Medium, mittels einer Vorrichtung zur Überwachung eines Volumenstromes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Volumenstrom durch ein Gehäuse mit einem Schwebekörper hindurchströmt, insbesondere in Form von einzelnen Dosierhüben, wobei beim Anlegen des Volumenstromes ein an die jeweiligen Eigenschaften des Volumenstromes angepasster Schwebekörper gegen eine Gegenfederkraft ausgestellt wird und in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Mediums rückgestellt wird. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind. Die Anführungen in den folgenden Ausführungsformen sind nicht einschränkend sondern lediglich beispielhaft zu verstehen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Überwachung,

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung zur Überwachung, Fig. 3a-3c einen schematischer Ablauf bei einem Anlegen eines Volumenstroms, Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Volumenstroms,

Fig. 5a-5d beispielhafte Darstellungen eines Schwebekörpers,

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung zur Überwachung und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Überwachung.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Überwachung 1. Durch eine Leitung 2 wird ein Volumenstrom 3 eines Mediums an die Vorrichtung zur Überwachung 1 herangeführt. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auch für Einzeldosierschübe geeignet. Hierbei wird ein Schwebekörper 6, der innerhalb eines Gehäuses 4 der Vorrichtung zur Überwachung 1 angeordnet ist, entgegen der Gegenkraft einer Gegenkraftfeder 7 in eine Innenbohrung 22 des Gehäuses 4 geschoben. Hierbei wird das Medium zunächst entlang einer Aufnahme 10 für einen Vorsprung 12 an einem vorderen Bereich 8 des Schwebekörpers 6 und/oder teilweise auch zwischen einer Wandung 16 der Aufnahme 10 und einem Vorsprung 12 des Schwebekörpers 6 derart entlanggedrückt, dass ein Vorschub des Schwebekörpers 6 entgegen der Gegenkraft der Gegenkraftfeder 7 erfolgt. An dem Schwebekörper 6 ist ein Magnet 19 angeordnet, der ein Signal an einen an dem Gehäuse 4 nicht dargestellten entsprechend angeordneten Reed-Kontakt ermöglicht. Ein bekanntes Reed- Relais entspricht einem Relais zum Schalten eines Stromkreises, wobei unter Vaku- um oder Schutzgas in einen Glaskolben eingeschmolzene Kontaktzungen in diesem Fall durch einen Dauermagneten, der in die Nähe und wieder davon weg gebracht wird, betätigt werden. Sobald sich das Magnetfeld entfernt, öffnet sich der Kontakt wieder. Nach Abschluss des Dosierhubs drängt sich der Schwebekörper mit dem Magneten mit Hilfe des Vorsprungs 12, insbesondere mit dem pilzförmigen Kopf 14 durch die daran anströmendes Reste des Mediums hindurch bis zu der Aufnahme. Zum sicheren Eindringen in die Ausgangsposition in der Aufnahme 10 ist es vorteil- haft, Abfasungen an dem vorderen Bereich des Vorsprungs 12 vorzusehen. Ein äußerer Rand 15 des Vorsprungs 12 ist beispielhaft so angepasst, dass die Strömung zwischen Aufnahme 10 und Vorsprung 12 eine ausreichend schnelle Rückkehr in die Ausgangsposition ermöglicht, insbesondere pilzförmig. Der maximale, auf die Eigenschaften des Mediums abgestimmte Hub des Schwebekörpers 6 ist insbesondere begrenzbar durch die Federkraft der Gegenkraftfeder 7 sowie deren Federsitz bzw. eine Wandung 21 des Federsitzes.

Durchströmendes Medium kann im Bereich eines Durchlasses 18 im Federsitz 17 selbst im Fall eines Zusammenstoßes von Federsitz und Schwebekörper 6 herausströmen.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung zur Überwachung . In dem Gehäuse 4 der Vorrichtung zur Überwachung 1 ist eine Innenbohrung 22 einge- bracht, in der der Schwebekörper 6 mit einer im wesentlichen rechteckigen Form zentriert angeordnet ist und sich dennoch darin in Längsrichtung bewegen kann, wobei das Medium zwischen Schwebekörper 6 und Innenbohrung 22 vorbeiströmen kann. Fig. 3a-3c zeigen einen schematischer Ablauf bei einem Anlegen eines Volumenstroms 3. Fig. 3a zeigt die Ausgangsposition des Schwebekörpers 6. Der Abstand 11 des Vorsprungs 12 mit Kopf 14 zu der umgebenden Aufnahme 10 ist aus Gründen der besseren Darstellbarkeit größer gezeichnet, als in der Erfindung vorteilhaft umzusetzen ist. Fig. 3b zeigt einen durch den Volumenstrom in einer mittleren Hubhöhe 9 gegen die Gegenfederkraft heerausgehobenen Schwebekörper 6. Der Abstand 11 ermöglicht auch bei hochviskosen Medien ein ausreichendes Vorbeiströmen des Vo- lumenstromes an dem Schwebekörper 6. Fig. 3c zeigt einen Schwebekörper 6 in einer maximalen Hubhöhe 9. Diese Hubhöhe verlässt der Schwebekörper 6 nach Abschwellen des Dosiervorgangs im Rahmen eines Dosierhubs wieder und der Vorsprung 12 wird in die Aufnahme 10 zurückgesetzt. Durch den pilzförmigen Kopf 14 und den angepasst ausgewählten Abstand 11 ist beispielhaft zum einen ein besseres Herumströmen des Mediums um den Schwebekörper 6 und ein zuverlässiges Herausheben des Schwebekörpers 6 aus der Aufnahme 10 ermöglicht und zum anderen ein einfacheres Wieder-Absinken in die Aufnahme 10.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Volumenstroms 3, der durch die Vorrichtung zur Überwachung 1 hindurchströmt indem das Medium durch den Durchflussbereich 23 und anschließend durch die Durchführung 1 hindurchströmt.

Fig. 5a-5d zeigen beispielhafte Darstellungen eines Schwebekörpers 6 mit einem Vorsprung 12 in unterschiedlichen, erfindungsgemäßen Ausführungen.

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer Vorrichtung zur Überwachung, wobei lediglich an einer Seite ein Freiraum für die Flüssgkeit gelassen ist.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Überwachung mit seitli- chen Durchlass für die Flüssigkeit.

BEZUGSZEICHENLISTE

Vorrichtung zum Überwachung

Leitung

Volumenstrom

Gehäuse

Magnetsensor

Schwebekörper

Gegenkraftfeder

Bereich

Hubhöhe

Aufnahme

Abstand

Vorsprung

Durchführung

Kopf

Rand

Wandung der Aufnahme

Federsitz

Durchlass

Magnet

Wandung des Schwebekörpers

Wandung des Federsitzes

Bohrung

Durchflussbereich

Claims

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Überwachung (1) eines Volumenstroms eines viskosen, insbesondere hochviskosen, Mediums, mit einem Gehäuse (4), zum Hindurchströmen des Volumenstroms (3), insbesondere in Form von einzelnen Dosiervorgängen, und einem Magnetsensor (5), insbesondere einem Reed-Kontakt, zur Signalgabe bei Auf- treffen eines Volumenstromes (3) mit vorbestimmten Eigenschaften auf einen Schwebekörper (6) mit einem vorbestimmten Druck und Verschieben des Schwebekörpers (6), wobei der Schwebekörper (6) durch eine Gegenkraftfeder (7), die kraftschlüssig mit dem Gehäuse (4) verbunden ist, mit einer Gegenkraft beaufschlagt ist, wobei ein dem Volumenstrom zugewandter Bereich (8) des Schwebekörpers (6) an die Eigenschaften des Volumenstroms des Mediums angepasst ausgebildet ist, so dass der Schwebekörper (6) durch den Volumenstrom lediglich innerhalb einer vorbestimmten Hubhöhe (9) und/oder vorbestimmten Hubzeit auszulenken und wieder rückstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (6) in einer angepassten, zumindest teilweise umgebenden Aufnahme (10) ruht und erst bei Anliegen des Volumenstroms gegen die Gegenkraftfeder (7) auszulenken ist, wobei der Abstand (11) zwischen Aufnahme (10) und Schwebekörper (6) bei größerer Viskosität des Mediums größer auszubilden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (6) zumindest an seinem dem Volumenstrom zugewandten Bereich (8) mit einem zylinderförmigen Vorsprung (12) ausgebildet ist, wobei die Aufnahme (10) entsprechend mit einer zylinderförmigen Durchführung (13) angepasst ausgebil- det ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderförmiger Vorsprung (12) an dem Volumenstrom zugewandten Bereich des Schwebekörpers (6) mit einem pilzförmigen Kopf (14) ausgebildet ist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Rand (15) des pilzförmigen Kopfes (14) einen vorbestimmten Abstand (11) von einer umgebenden, zylinderförmigen Wandung (16) der Aufnahme (10) aufweist, der im wesentlichen von der Viskosität abhängt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraftfeder (7) in einen Federsitz (17) an dem Gehäuse (4) an einem vom Volumenstrom abgewandten Ende der Gegenkraftfeder (7) eingesetzt ist, wobei der Federsitz (17) das abgewandte Ende der Gegenkraftfeder (7) mittels einer zylinderförmigen Wandung (21) umgibt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Federsitzes (17) ein Durchlass (18) für den Volumenstrom des Mediums eingebracht ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnet (19) des Magnetsensors (5) an oder in dem Schwebekörper (6) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (6) eine zylinderförmige Wandung (20) aufweist und der Magnet (19) innerhalb der Wandung (20) angeordnet ist.

10. Verfahren zur Überwachung eines Volumenstromes eines viskosen, insbesondere hochviskosen, Medium, mittels einer Vorrichtung zur Überwachung eines Volumenstromes (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Volu- menstrom durch ein Gehäuse (4) mit einem Schwebekörper (6) hindurchströmt, insbesondere in Form von einzelnen Dosierhüben, wobei beim Anlegen des Volumen- Stromes ein an die jeweiligen Eigenschaften des Volumenstromes angepasster Schwebekörper (6) gegen eine Gegenfederkraft der Gegenkraftfeder (7) ausgestellt wird und in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Mediums rückgestellt wird.