DE102004053065A1 - Magnetically inductive flow meter incorporates a gap which is located between the flange of the measuring pipe and the edge zone of the insulating lining, and is providedd with a filler compound - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetisch-induktiven Durchflussmesser mit einem metallischen Messrohr, das über endseitige Flanschabschnitte in ein Rohrleitungssystem einsetzbar ist, mit mindestens zwei einander gegenüberliegend in die Wandung des Messrohres elektrisch isoliert eingesetzte Messelektroden zur Erfassung einer Messspannung, wobei eine ebenfalls außen am Messrohr angeordnete Magneteinheit ein im Wesentlichen senkrecht zur Fließrichtung des zu messenden leitfähigen Strömungsmediums ausgerichtetes Magnetfeld erzeugt, wobei das Messrohr innen mit einer isolierenden Auskleidung zur elektrischen Isolation der Messelektroden vom metallischen Messrohr versehen ist, die im Bereich der beidseitigen Flanschabschnitte in einen sich nach Radialaußen erstreckenden Randbereich mündet. Die Erfindung betrifft des Weiteren auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen magnetisch-induktiven Durchflussmessers.The The present invention relates to a magnetic-inductive flowmeter with a metallic measuring tube, which has end flange sections can be used in a pipeline system, with at least two each other opposite in the wall of the measuring tube electrically isolated measuring electrodes used for detecting a measuring voltage, wherein a likewise externally arranged on the measuring tube Magnetic unit a substantially perpendicular to the flow direction of the conductive to be measured flow medium aligned magnetic field generated, with the measuring tube inside with an insulating lining for electrical insulation of the measuring electrodes is provided by the metallic measuring tube, which in the area of bilateral Flange sections in a radially outwardly extending edge region empties. The invention further relates to a method for the production such a magnetic-inductive flowmeter.
Ein solcher magnetisch-induktiver Durchflussmesser wird vorzugsweise als Durchflussmessgerät für Flüssigkeiten, Breie und Pasten eingesetzt, die eine bestimmte elektrische Mindestleitfähigkeit aufweisen. Diese Art von Durchflussmessgerät zeichnet sich durch recht genaue Messergebnisse aus, wobei im Rohrleitungssystem durch die Messung kein Druckverlust verursacht wird. Außerdem haben magnetisch-induktive Durchflussmesser keine beweglichen oder in das Messrohr hineinragende Bauteile, welche besonders verschleißbehaftet sind.One Such electromagnetic flowmeter is preferably as a flowmeter for liquids, Slurry and pastes used, which have a certain minimum electrical conductivity. This type of flowmeter draws characterized by quite accurate measurement results, where in the piping system no pressure loss is caused by the measurement. Besides, have Magnetic-inductive flowmeters no moving or in the measuring tube protruding components, which are particularly prone to wear are.
Das Einsatzgebiet der hier interessierenden Durchflussmesser erstreckt sich auf Anwendungen in der chemischen Industrie, der Pharmazie sowie der Kosmetikindustrie, der kommunalen Wasser- und Abwasserwirtschaft, der Nahrungsmittelindustrie und dergleichen.The Field of application of interest here flow meter extends on applications in the chemical industry, pharmacy and the cosmetics industry, the municipal water and wastewater industry, the food industry and the like.
Die Grundlage für das von einem magnetisch-induktiven Durchflussmesser verwendete Messverfahren bildet das Faraday'sche Induktionsgesetz, welches besagt, dass in einem sich in einem Magnetfeld bewegenden Leiter eine Spannung induziert wird. Bei der messtechnischen Ausnutzung dieses Naturgesetzes durchfließt das elektrisch leitfähige Medium ein Messrohr, in dem senkrecht zur Fließrichtung ein Magnetfeld erzeugt wird. Die im Medium induzierte Spannung wird von einer Elektrodenanordnung abgegriffen. Da die so gewonnene Messspannung proportional zur mittleren Fließgeschwindigkeit des strömenden Mediums ist, kann hieraus der Volumenstrom des Mediums – oder unter Beachtung der Dichte – der Massenstrom bestimmt werden.The basis for the measuring method used by a magnetic-inductive flowmeter forms the Faraday's Induction law, which states that in a magnetic field moving conductor is induced a voltage. In the metrological Utilization of this natural law flows through the electrically conductive medium a measuring tube in which generates a magnetic field perpendicular to the flow direction becomes. The voltage induced in the medium is from an electrode arrangement tapped. Since the measurement voltage obtained in this way is proportional to the mean flow rate of the streaming Medium, it can be the volume flow of the medium - or under Attention to the density - the Mass flow can be determined.
Aus
der
Gewöhnlich ist das Messrohr eines solchen magnetischen-induktiven Durchflussmessgeräts, soweit dieses aus einem leitfähigen Material besteht, mit einem nicht-leitfähigen Material ausgekleidet. Die Auskleidung dient zur elektrischen Isolierung der sich durch die Wandung des Messrohres hindurch erstreckenden Messelektroden gegenüber dem leitfähigen Messrohr. Als Auskleidung werden in der Praxis vornehmlich sogenannte Liner verwendet, also dünnwandige elektrische Kunststoffrohre, die in das meist metallische Messrohr eingezogen werden. Hierbei lässt sich ein Spalt zwischen dem stirnseitigen Flanschbereich des Messrohres und dem sich nach Radialaußen erstreckenden Randbereich der Auskleidung nicht vermeiden. Dieser Bereich dient auch als Dichtungsbereich am Flanschabschnitt des Messrohres beim Einbau in eine Rohrleitung und ist wegen des durch den Spalt abstehenden Randbereichs der Auskleidung montagekritisch. Denn es sind mechanische Hilfsmittel erforderlich, mit welchen der Randbereich an den Flanschabschnitt gedrückt wird während der Montage. Diese Maßnahme erschwert die Montage. Des Weiteren kann trotz Andrücken des Randbereichs der Auskleidung an den Flanschabschnitt während der Montage Feuchtigkeit in den Spalt zwischen Messrohr und Auskleidung eindringen, der den Gebrauch des magnetisch-induktiven Durchflussmessers durch fortschreitende Korrosion nachhaltig beeinträchtigt. Dies kann bis hin zur Unbrauchbarkeit führen. Auch wenn das Messrohr vor Benetzung mit Wasser geschützt werden kann, so reichen in der Praxis bereits Temperaturunterschiede aus, aufgrund derer Wasser am metallischen Messrohr kondensiert und in den Spalt gesogen wird. Hierdurch wird Spaltkorrosion verursacht.Usually is the measuring tube of such a magnetic-inductive flowmeter, as far as this one of a conductive Material is lined with a non-conductive material. The lining is used for electrical insulation by the wall of the measuring tube through extending measuring electrodes across from the conductive measuring tube. As a lining mainly in practice so-called liners used, so thin-walled electrical plastic pipes, which are in the most metallic measuring tube be confiscated. This leaves there is a gap between the end flange region of the measuring tube and to the radial outside extending edge region of the lining can not be avoided. This Area also serves as a sealing area on the flange portion of the measuring tube when installing in a pipeline and is because of through the gap protruding edge region of the lining assembly critical. Because it is mechanical aids required, with which the edge area pressed against the flange portion is during the assembly. This measure makes it difficult the assembly. Furthermore, despite pressing the edge region of the lining to the flange section during Mounting moisture into the gap between meter tube and liner penetrate the use of the electromagnetic flowmeter sustainably impaired by progressive corrosion. This can lead to uselessness. Even if the measuring tube before Wetting protected with water temperature differences can be enough in practice due to which water condenses on the metallic measuring tube and sucked into the gap. This causes crevice corrosion.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen magnetisch-induktiven Durchflussmesser der vorstehend beschriebenen Art dahingehend weiter zu verbessern, dass die Montage innerhalb eines Rohrleitungssystems erleichtert wird und die Gefahr einer drohenden Spaltkorrosion vermieden wird.It is the object of the present invention tion to further improve a magneto-inductive flow meter of the type described above so that the assembly is facilitated within a piping system and the risk of imminent crevice corrosion is avoided.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem magnetisch-induktiven Durchflussmesser gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.The The task is based on a magnetic-inductive flowmeter according to the generic term of claim 1 in conjunction with its characterizing features solved. The subsequent dependent ones claims give advantageous developments of the invention again.
Geeignete Verfahrensschritte zur Herstellung des erfindungsgemäß verbesserten magnetisch-induktiven Durchflussmessers sind Gegenstand der Verfahrensansprüche 8–10.suitable Process steps for the preparation of the inventively improved electromagnetic flowmeter are the subject of the method claims 8-10.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Spaltbereich zwischen dem Flanschabschnitt des Messrohres und dem hiermit korrespondierenden Randbereich der Auskleidung mit einem Füllstoff zur Versiegelung ausgefüllt ist.The Invention includes the technical teaching that the gap area between the flange the measuring tube and the corresponding edge region of the Lining with a filler filled in for sealing is.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass mit dieser recht einfach während des Herstellungsprozesses durchzuführenden Maßnahme sowohl eine wirksame Abdichtung des Spaltbereichs erzielt wird, als auch eine Lagefixierung des Randbereichs der Auskleidung gegenüber dem Messrohr. Da somit mechanische Hilfsmittel zum Einbau an dieser Stelle nicht mehr erforderlich sind, vereinfacht sich die Montage des erfindungsgemäß verbesserten magnetisch-induktiven Durchflussmessers in eine Rohrleitung.Of the Advantage of the solution according to the invention exists in that with this pretty easy during the manufacturing process to be performed measure both an effective sealing of the gap area is achieved as well as a positional fixation of the edge region of the lining relative to the measuring tube. Since thus mechanical aids for installation at this point not are more required, simplifies the assembly of the inventively improved electromagnetic flowmeter in a pipeline.
Vorzugsweise ist der Füllstoff ein Klebstoff, welcher ein spaltfreies Verkleben der Auskleidung am Messrohr gewährleistet. Ein Vorteil des spaltfreien Verklebens liegt darin, dass die Auskleidung im endseitigen Randbereich eng auf das Einbaumaß am Flanschabschnitt anliegt, so dass das Messrohr sich besonders einfach und unproblematisch in die Rohrleitung einbauen lässt.Preferably is the filler an adhesive, which a gap-free bonding of the lining on Measuring tube guaranteed. An advantage of the gap-free gluing is that the lining closely abuts the mounting dimension on the flange section in the end edge area, so that the measuring tube is particularly simple and unproblematic can be installed in the pipeline.
Als Klebstoff eignet sich beispielsweise ein 2-Komponenten-Epoxidharzkleber, welcher sich durch eine gewisse Teilelastizität bei hohen Klebkräften auszeichnet. Stattdessen ist es auch denkbar, einen anderen geeigneten Klebstoff mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften einzusetzen.When Adhesive is, for example, a 2-component epoxy adhesive, which is characterized by a certain partial elasticity at high bond strengths. Instead, it is also possible to use another suitable adhesive to use with the properties given above.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme besteht die vorzugsweise als dünnwandiges elastisches Kunststoffrohr (Liner) ausgeführte Auskleidung aus PTFE (Polytetrafluorethylen), Hartgummi, Weichgummi oder aus einem PFA-Material. Das letztgenannte Material zeichnet sich durch Vakuumfestigkeit aus und eignet sich insbesondere bei hygienischen Anwendungen.According to one Another measure improving the invention is preferably as thin-walled elastic plastic pipe (liner) lined PTFE (polytetrafluoroethylene), Hard rubber, soft rubber or a PFA material. The latter Material is characterized by vacuum resistance and is suitable especially in hygienic applications.
Das metallische Messrohr kann dagegen aus Stahl, Titan, Tantal, Platin oder Legierungen hiervor, oder aus einem Leichtmetall bestehen. Das Material des metallischen Messrohrs richtet sich nach der geforderten Druckfestigkeit sowie der erforderlichen Korrosionsfestigkeit.The In contrast, metallic measuring tube can be made of steel, titanium, tantalum, platinum or alloys herebefore, or consist of a light metal. The material of the metallic measuring tube depends on the required Compressive strength and the required corrosion resistance.
Gemäß einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme kann es je nach Formgebung des Messrohres im Flanschbereich in Verbindung mit dem nach Radialaußen weisenden Randbereich der Auskleidung auch gewünscht sein, einen definierten Spalt zwischen der Auskleidung und dem Messrohr zu erzeugen, welcher dann spaltüberbrückend mit dem Füllstoff zur Versiegelung auszufüllen ist. Zur Realisierung dieser Ausführungsvariante ist eine gleichmäßige Spaltbreite wünschenswert, damit sich der Füllstoff gleichmäßig verteilen kann. Diese kann in einfacher Weise durch einen Distanzring erzeugt werden, dessen Außendurchmesser kleiner als der durch den Randbereich der Auskleidung erzeugte Außendurchmesser ist, so dass ein Spaltbereich von definierter Breite und Tiefe entsteht, welcher dann anschließend mit dem Füllstoff zu versiegeln ist.According to one Further measure improving the invention, it can be depending on the shape of the Measuring tube in the flange area in connection with the radially outward facing Edge area of the lining also be desired, a defined gap between the liner and the meter tube, which then gap bridging with the filler to be filled in for sealing is. To realize this variant is a uniform gap width desirable, so that the filler spread evenly can. This can be generated in a simple manner by a spacer ring, its outer diameter smaller than the outside diameter created by the edge region of the liner is, so that a gap of defined width and depth is formed, which then afterwards with the filler to seal.
Im Hinblick auf ein geeignetes Herstellungsverfahren zur Umsetzung der Erfindung bei der Herstellung magnetisch-induktiver Durchflussmesser empfiehlt es sich in einem ersten Herstellungsschritt den Randbereich der Auskleidung gegenüber dem Flanschabschnitt des Messrohres so auszurichten, dass der Spaltbereich frei bleibt, d.h. von außen her zugängig ist, wonach in einem zweiten Herstellungsschritt der zugängliche Spaltbereich mit dem Füllstoff umlaufend dichtend gefüllt wird. Im Falle der Erzeugung eines gleichmäßigen Spaltbereichs sollte zuvor der Distanzring zwischen dem Flanschabschnitt des Messrohres und dem hiermit korrespondierenden Randbereich der Auskleidung montiert werden.in the With regard to a suitable production process for the implementation the invention in the manufacture of magnetic-inductive flowmeter recommends it is in a first manufacturing step, the edge region of Lining opposite to align the flange portion of the measuring tube so that the gap area remains free, i. from the outside accessible which is the accessible one in a second production step Gap area with the filler circulating filled tightly becomes. In case of creating a uniform gap area should previously the spacer ring between the flange portion of the measuring tube and the edge region of the lining corresponding thereto become.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die Figur zeigt einen schematischen Längsschnitt eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers.Further the invention improving measures will be described below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the single figure shown in more detail. The figure shows a schematic longitudinal section a magnetic-inductive flowmeter.
Gemäß der Figur
besitzt der magnetisch-induktive Durchflussmesser ein Messrohr
Das
metallische Messrohr
Im
Randbereich
In
diesem Ausführungsbeispiel
wird als Füllstoff
Die
Herstellung der Versiegelung erfolgt, indem der Randbereich
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche umfasst sind. So ist es beispielsweise auch denkbar anstelle einer spaltfreien Verklebung der Auskleidung am Messrohr hier einen Spalt definierter Breite zu erzeugen und durch den Füllstoff auszufüllen. Eventuell wäre der mit dem Randbereich der Auskleidung korrespondierende Flanschabschnitt des Messrohres hieran konstruktiv anzupassen. In diesem Falle empfiehlt es sich, zur Erzeugung einer gleichmäßigen Spaltbreite einen Distanzring zu verwenden, dessen Außendurchmesser kleiner als der durch den Randbereich erzeugte Außendurchmesser der Auskleidung ist. Der so ausgefüllte Spalt definierter Breite wirkt vorteilhafterweise als eine Art Flanschdichtung.The Invention is not limited to the embodiment described above. It is rather also modifications thereof conceivable, which of the scope of the following claims are included. So for example it is conceivable instead of a gap-free bonding of the lining to the measuring tube here a gap defined width and fill through the filler. Perhaps would be the with the edge region of the lining corresponding flange portion of the Measuring tube to adapt constructively. In this case recommends it is, to create a uniform gap width a spacer ring to use, its outer diameter smaller than the outer diameter generated by the edge region the lining is. The so-filled gap defined width acts advantageously as a kind of flange seal.
- 11
- Messrohrmeasuring tube
- 22
- Flanschabschnittflange
- 33
- Strömungsmediumflow medium
- 44
- Magneteinheitmagnet unit
- 55
- Messelektrodemeasuring electrode
- 66
- Elektronikeinheitelectronics unit
- 77
- Auskleidunglining
- 88th
- Randbereichborder area
- 99
- Spaltbereichgap region
- 1010
- Füllstofffiller
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