DD254991A1 - MEASURER OF A SWIVEL FLOW METER - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Messwertaufnehmer eines Betriebsmessgeraetes der Durchflussmesstechnik fuer den Einsatz in fluessigen und gasfoermigen Messmedien. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messwertaufnehmer eines Wirbeldurchflussmesers zu schaffen, der wartungsarm mit hoher Zuverlaessigkeit arbeitend in Messmedien hoeherer Temperatur einsetzbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass der Wirbelprofilkoerper a dreigeteilt ausgefuehrt und das mittlere Profilteil 9 schwingungsfaehig ausgebildet ist und die Schwingungen frequenzproportional ueber Torsionsstab 6 und Torsionsrohr 8 nach ausserhalb des Messrohres 4 geleitet und hier von einem guenstig positionierten Sensor abgegriffen und in elektrische Impulsfolgesignale gewandelt werden. Anwendungsgebiet: in Verfahrensprozessen der chemischen Industrie, der Wasserwirtschaft und Energieversorgung. Fig. 1The invention relates to a transducer of a Betriebsmessgeraetes the flow measurement technology for use in liquid and Gasefoermigen measurement media. The invention has for its object to provide a transducer of a vortex flow meter, the low-maintenance with high reliability working in higher-temperature measuring media can be used. The object is achieved according to the invention in that the Wirbelprofilkoerper a three-part executed and the middle profile part 9 is designed schwingungsfaehig and the vibrations frequency proportional over Torsionsstab 6 and Torsionsrohr 8 passed outside the measuring tube 4 and tapped here from a favorably positioned sensor and converted into electrical pulse train signals become. Application: in process processes of the chemical industry, water management and energy supply. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine, als Betriebsmeßgerät ausgeführte Meßeinrichtung für den Einsatz in flüssigen, dampf- oder gasförmigen Medien.The invention relates to a measuring device designed as an operating device for use in liquid, vapor or gaseous media.

Das Hauptanwendungsgebiet dieser Geräteausführung liegt in der Durchfluß- bzw. Strömungsgeschwindigkeitsmessung in industriellen verfahrenstechnischen Anlagen.The main field of application of this device version is in the flow or flow velocity measurement in industrial process plants.

Charakteristik bekannter technischer LösungenCharacteristic of known technical solutions

Nach dem Wirkprinzip der Abtastung geschwindigkeitsproportional abgelöster Karmanwirbel arbeitende Meßeinrichtungen sind in vielfältiger konstruktiver Ausführung im Einsatz. So ist z.B. aus DD-PS 127531 eine derartige Geräteausführung bekannt, die in Strömungsrichtung hinter einem Wirbelprofilkörper und an diesem einseitig starr befestigt eine schwingungsfähige Platte zur Wirbelabtastung nutzt.According to the operating principle of the sampling speed-proportional detached Karmanwirbel working measuring devices are in a variety of constructive design in use. For example, e.g. from DD-PS 127531 such device design known which uses a vibratory plate for Wirbelabtastung downstream of a vortex profile body and this rigidly attached to this one side in the flow direction.

Auf Grund der konstruktiven Ausführung, d. h. eines in einer inneren Ausnehmung der Wirbelabtastplatte angeordneten Sensors, ist ein Einsatz der Meßeinrichtung in Medien höherer Temperaturen ausnahmslos von der Temperaturbeständigkeit des Sensors vorbestimmt. In DE-OS 2842557 ist der Wirbelprofilkörper mit Bohrungen versehen, in denen sich das Fühlerelement zur Erfassung der durch Wirbelablösung eintretenden Druckschwankungen befindet und diese über einen verschiebbaren Zwischenkörper mit gelenkig gelagerter Stange frequenzproportional nach außerhalb des Meßrohres leitet und hier mit einer Schwingungserfassenden Auswerteeinheit verbunden wird. Bedingt durch das gewählte Abtast- und Übertragungssystem können Stoßfolgen und/oder Schwingungen der Mediensäule sowie des Rohrleitungssystems die gelenkig gelagerte und mit notwendigem Gleitspiel versehene Übertragungsstange in meßwertverfälschende Schwingungen versetzen.Due to the structural design, d. H. an arranged in an inner recess of the Wirbelabtastplatte sensor, an employment of the measuring device in media of higher temperatures without exception of the temperature resistance of the sensor is predetermined. In DE-OS 2842557 the vortex profile body is provided with holes in which the sensor element for detecting the vortex shedding entering pressure fluctuations and this frequency-proportional to a movable intermediate body with articulated rod passes outside the measuring tube and is connected here with a vibration detection evaluation. Due to the selected sampling and transmission system shock sequences and / or vibrations of the media column and the piping system can put the articulated and provided with a necessary sliding play transmission rod in Meßwertverfälschende vibrations.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Meßwertgeber eines Wirbeldurchflußmessers, der wartungsarm und mit hoher Zuverlässigkeit arbeitend in Medien höherer Temperatur einsetzbar ist.The aim of the invention is a transmitter of a vortex flow meter, the low maintenance and high reliability working in higher temperature media can be used.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mechanische Auslenkung der Wirbelabtastplatte frequenzproportional über den Wirbelprofilkörper nach außerhalb der Rohrleitung zu übertragen und hiervon einem Sensor mit niedrigerer Temperaturbelastbarkeit zu erfassen.The invention has for its object to transmit the mechanical deflection of the Wirbelabtastplatte frequency proportional to the vertebral profile body outside the pipeline and to detect a sensor with lower temperature resistance.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wirbelprofilkörper einschließlich Rückteil, als Einheit von Wirbelabtastplatte und seitlich symmetrisch dazu angeordneten Stabilisierungsplatten, in Höhe des Trennspaltes zwischen Wirbelabtastplatte und Stabilisierungsplatte durchtrennt wird. Das hierdurch entstandene Wirbelprofilkörpermittelteil ist über einen Torsionsstab einschließlich eines dünnwandigen und druckdicht zum Meßrohr ausgeführten Torsionsrohres federelastisch axial zum feststehenden Wirbelprofilkörper gelagert. Seitliche, senkrecht zur Strömungsrichtung auftretende Biegeschwingungen mit meßwertverfälschendem Einfluß sind zu eliminieren. Diese Funktion übernehmen Schwingungsstabilisatoren, die den feststehenden und tordierenden Teil des Wirbelprofilkörpers verbinden. In der einfachsten Ausführung können dies zwei Plattfedern sein, die beidseitig symmetrisch zur Wirbelprofilkörperachse in Nähe der Seitenkontur angeordnet ihr größtes Biegemoment senkrecht zur Strömungsrichtung aufbringen. Um weitgehendst Pulsationseinflüsse bei der Wirbelabtastung fernzuhalten, ist dem Wirbelprofilkörper als integrale Einheit eine axial durchgängige Anströmplatte vorgelagert. Das freischwingende Mittelteil verhält sich hinsichtlich Verdrehwinkel und Verdrehfolge frequenzproportional zur Auslenkung der Wirbelabtastplatte und damit zur Anströmgeschwindigkeit des Wirbelprofilkörpers. Der Torsionseffekt kann außerhalb der Temperaturzone mittels Sensor unterschiedlichen Wirkprinzips erfaßt und einer signalverarbeitenden Auswerteeinheit zugeführt werden.The object is achieved in that the vertebral profile body including the rear part, as a unit of Wirbelabtastplatte and laterally symmetrically arranged stabilizing plates, is severed at the level of the separation gap between Wirbelabtastplatte and stabilizing plate. The resulting vortex profile body middle part is mounted on a torsion bar including a thin-walled and pressure-tight running to the measuring tube torsion tube resiliently axially to the fixed vertebral profile body. Lateral bending vibrations occurring perpendicular to the direction of flow and having influence on the measuring value are to be eliminated. This function is carried out by vibration stabilizers, which connect the fixed and twisting part of the vertebral profile body. In the simplest embodiment, these may be two flat springs arranged symmetrically to the vertebral profile body axis in the vicinity of the side contour arranged on both sides of their largest bending moment perpendicular to the flow direction. In order largely to keep Pulsation influences in the Wirbelabtastung, the vortex profile body as an integral unit upstream of an axially continuous Anströmplatte. The free-running middle part behaves in terms of angle of rotation and rotation frequency proportional to the deflection of the Wirbelabtastplatte and thus the flow velocity of the vortex profile body. The torsion effect can be detected outside the temperature zone by means of a sensor of different active principle and fed to a signal-processing evaluation unit.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment with the aid of the drawings. In the figures show:

Fig. 1: Meßeinrichtung im Längsschnitt dargestellt Fig. 2: Meßeinrichtung gemäß Fig. 1 im Schnitt gezeigtFig. 1: measuring device shown in longitudinal section Fig. 2: measuring device according to FIG. 1 in section

In Fig. 1 ist der Meßwertaufnehmer 1, bestehend aus Wirbelprofilkörper a mit Rückteil b als Einheit von Wirbelabtastplatte 2 und seitlichen Stabilisierungsplatten 3, im Meßrohr 4 dargestellt. Das in Strömungsrichtung hinter der Anströmplatte 5 geschützt angeordnete und federelastisch über die Torsionsstäbe 6, die körperlich nicht berührend durch die Ausnehmung 7 hindurchgeführt sind, mit dem Meßrohr 4 direkt oder über ein Torsionsrohr 8 verbundene mittlere Wirbelprofilkörperteil 9 wird mit der Wirbelfrequenz ausgelenkt.In Fig. 1, the transducer 1, consisting of vortex profile body a with back b as a unit of Wirbelabtastplatte 2 and lateral stabilizing plates 3, shown in the measuring tube 4. The protected in the flow direction behind the Anströmplatte 5 and resiliently on the torsion bars 6, which are not physically touching passed through the recess 7, with the measuring tube 4 directly or via a torsion tube 8 connected average Wirbelprofilkörperteil 9 is deflected at the vortex frequency.

Seitlich, wie in Fig. 2 dargestellt, eingefügte Schwingungsstabilisatoren 10 unterbinden ein radiales Ausbiegen des über die trennenden Spalte 11,12 freibeweglich ausgeführten Profilkörpermjttelteils9. Das äußere Ende 13 des Torsionsstabes 6 ist am dünnwandig ausgeführten Torsionsrohr 8 und dieses mit seinem inneren Ende 14 am Meßrohr 4 starr und druckdicht verbunden. Am äußeren Ende 15 des Torsionsrohres 8, das frequenzproportional der Anströmgeschwindigkeit ausgelenkt wird, ist ein Sensor unterschiedlichen Wirkprinzips zu positionieren, der die mechanische Verdrehung in elektrische Impulsfolgesignale wandelt und einer signalverarbeitenden Auswerteeinheit zuführt.Laterally, as shown in Fig. 2, inserted vibration stabilizers 10 prevent radial bending of the over the separating column 11,12 freely movable profiled body part. The outer end 13 of the torsion bar 6 is connected to the thin-walled torsion tube 8 and this connected with its inner end 14 on the measuring tube 4 rigid and pressure-tight. At the outer end 15 of the torsion tube 8, which is deflected frequency proportional to the flow velocity, a sensor is to position different principle of action, which converts the mechanical rotation in electrical pulse train signals and a signal processing processing unit supplies.

Claims (6)

1. Meßwertaufnehmer eines Wirbeldurchflußmessers, vorteilhaft aus Wirbelprofilkörper mit einseitig starr an diesem verbundenen Rückteil bestehend, gekennzeichnet dadurch, daß in einer Aussparung des Wirbelprofilkörpers (a) einschließlich dessen Rückteil (b) im axialen Abstand (c) zum Meßrohr (4) hinter einer durchgängig gestalteten Anströmplatte (5) und durch einen Spalt (11, 12) getrennt ein möglichst konturgleiches Wirbelprofilkörperteil (9) freibeweglich über einen Torsionsstab (6), der beidseitig ohne körperliche Berührung durch eine innere Ausnehmung (7) des Wirbelprofilkörpers (a) geführt ist, wobei eines seiner Enden (13) direkt und das andere über ein Torsionsrohr (8) mittels starrer Verbindungsstellen (13/15; 4/14), mit dem Meßrohr (4) verbunden ist.1. Transducer of a vortex flow meter, advantageously consisting of vortex profile body with one side rigidly connected to this back part, characterized in that in a recess of the vortex profile body (a) including the rear part (b) at an axial distance (c) to the measuring tube (4) behind a continuous formed Anströmplatte (5) and separated by a gap (11, 12) as close as possible vertebral profile body part (9) freely movable via a torsion bar (6), which is guided on both sides without physical contact by an inner recess (7) of the vertebral profile body (a), wherein one of its ends (13) directly and the other via a torsion tube (8) by means of rigid connection points (13/15; 4/14), with the measuring tube (4) is connected. 2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das mittlere Wirbelprofilkörperteil (9) über Schwingungsstabilisatoren (10) mit großem radialem Biegemoment, die symmetrisch zur Wirbelprofilkörperachse angeordnet sind, mit den äußeren starr angeordneten Wirbelprofilkörperteilen (a) verbunden ist.2. Transducer according to claim 1, characterized in that the middle vertebral profile body part (9) via vibration stabilizers (10) with a large radial bending moment, which are arranged symmetrically to the vertebral profile body axis, with the outer rigidly arranged vertebral profile body parts (a) is connected. 3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß am äußeren Ende (15) des Torsionsrohres (8) ein Sensor unterschiedlichen Wirkprinzips positioniert ist.3. Transducer according to claim 1 and 2, characterized in that at the outer end (15) of the torsion tube (8) is positioned a sensor different principle of action. 4. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das innere Ende (14) des Torsionsrohres (8) mit dem feststehenden Wirbelprofilkörperteil (a) starr verbunden ist.4. Transducer according to claim 1 to 3, characterized in that the inner end (14) of the torsion tube (8) with the fixed vertebral profile body part (a) is rigidly connected. 5. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Torsionsstab (6) an seinem einen Ende (13) im variablen Abstand zum Meßrohr (4) in der inneren Ausnehmung (7) und an seinem anderen Ende (13) über das Torsionsrohr (8) am Meßrohr (4) befestigt ist.5. Transducer according to claim 1 to 4, characterized in that the torsion bar (6) at its one end (13) at a variable distance to the measuring tube (4) in the inner recess (7) and at its other end (13) over the Torsion tube (8) is attached to the measuring tube (4). 6. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Wirbelprofilkörper mit unterschiedlicher Profilausbildung (a), mit oder ohne Rückteil (b), ausgeführt ist.6. Transducer according to claim 1 to 5, characterized in that the vertebral profile body with different profile training (a), with or without the back (b) is executed.