DE2443610A1 - Flow sensor device for pipe line - has piston with permanent magnet and external switch with internal constrictions - Google Patents
Flow sensor device for pipe line - has piston with permanent magnet and external switch with internal constrictionsInfo
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Abstract
Description
Strömungswächter für flüssige und gasförmige Medien Es sind bereits Strömungswächter bekannt, die in Rohrleitungen strömende flüssige oder gasförmige Medien überwachen und ein optisches oder elektrisches Signal bei Unterschreitung bzw. Überschreitung einer bestimmten Strömungsmenge geben.Flow monitors for liquid and gaseous media There are already Flow monitors known, the liquid or gaseous flowing in pipelines Monitor media and send an optical or electrical signal if the value falls below the limit or exceeding a certain flow rate.
Besonders haben sich solche Strömungswächter bewährt, die mit einem geradlinigen Durchgangsgehäuse ausgerüstet sind, in dem ein mit Permanent-Magnet versehener, gegen den Druck einer Feder abgestützter Strömungskolben beweglich gelagert ist. Außerhalb des Strömungsraumes ist dabei ein Magnetschalter angeordnet, der bei Verschiebung des Strömungskolbens von dem auf diesem befestigten, meist zylindrisch oder ringförmig ausgebildeten Permanent-Magneten betätigt wird. Ein gewisser Nachteil dieser bekannten Geräte liegt in dem relativ großen Druckverlust, der zwischen Einlauf- und Auslaufseite bereits bei Schaltmenge, in wesentlich stärkerem Maße jedoch bei höheren Mengenströmen auftritt.Such flow monitors have particularly proven to be those with a straight through housing, in which a permanent magnet provided, supported against the pressure of a spring flow piston movably mounted is. A magnetic switch is arranged outside the flow space when moving the flow piston from the one attached to it, mostly cylindrical or ring-shaped permanent magnet is operated. A certain disadvantage of these known devices lies in the relatively large pressure loss that occurs between the inlet and outlet side already with switching volume, but to a much greater extent with higher volume flows occurs.
Der zur Überwindung der Federkraft erforderliche Druck des strömenden Mediums tritt bei diesen Geräten praktisch in seiner gesamten Höhe als statischer bleibender Druckverlust in Erscheinung, da die Reibungskräfte des zu überwachenden Mediums an der zylindrischen Innenwand der Bohrung und an der zylindrischen Außenwand des Kolbens erhebliche Werte annehmen.The pressure required to overcome the spring force of the flowing Medium occurs in these devices practically in its entire height as static permanent pressure loss in appearance, since the frictional forces of the to be monitored Medium on the cylindrical inner wall of the bore and on the cylindrical outer wall of the piston take on considerable values.
Außerdem ist die Abhängigkeit von der Viskosität des Mediums besonders groß, da höherviskose Flüssigkeiten einen stärkeren Anstieg der Reibungsverluste und damit der bleibenden Druckverluste bewirken.In addition, the dependence on the viscosity of the medium is special large, since higher-viscosity liquids have a greater increase in friction losses and thus cause permanent pressure losses.
Zusätzlich tritt bei solchen bekannten Geräten nachteilig in Erscheinung, daß der Unterschied zwischen der Einschalt- und Ausschaltmenge unkontrollierbar groß wird. Dieser als Schalthysterese bezeichnete Mengenunterschied ist bedingt durch die erforderliche Vorspannung an den Kontaktzungen des außerhalb des Strömungsraumes angebrachten Magnetschalters. Die Vorspannung bewirkt ein gewisses Sprungverhalten, wobei zur Einschaltung ein stärker konzentriertes Magnetfeld erforderlich ist als zur Rückschaltung. Hierdurch muß der am Strömungskolben befestigte Permanent-Magnet um einen relativ langen Verschiebeweg nach vorn geschoben werden, ehe der Magnetschalter schließt. Den gleichen Weg in umgekehrter Richtung muß der Permanent-Magnet zurücklegen, ehe der Schalter wieder öffnet.In addition, such known devices have the disadvantage that that the difference between the switch-on and switch-off quantity is uncontrollable grows big. This quantity difference, known as switching hysteresis, is conditional due to the required preload on the contact tongues outside of the flow space attached magnetic switch. The preload causes a certain jump behavior, whereby a more concentrated magnetic field is required for switching on than to switch back. As a result, the permanent magnet attached to the flow piston must be pushed forward a relatively long distance before the magnetic switch closes. The permanent magnet must cover the same path in the opposite direction, before the switch opens again.
Durch unvermeidbare Reibungskräfte, die in der Lagerung des beweglichen Kolbens auftreten, wird diese Tendenz unterstützt.Due to unavoidable frictional forces in the bearing of the moving Piston occur, this tendency is supported.
Damit sind die statischen Druckabfälle an den bekannten Geräten beim Einschaltpunkt bereits erheblich höher als beim Ausschaltpunkt, wodurch auch die Strömungsmengen bei diesen beiden Punkten eine große Differenz oder Hysterese aufweisen.This means that the static pressure drops in the known devices are at The switch-on point is already considerably higher than the switch-off point, which means that the Flow rates have a large difference or hysteresis at these two points.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, die vorbeschriebenen Nachteile von Strömungswächtern mit geradlinigen Durchgangsgehäusen, in denen ein mit Permanent-Magnet versehener, gegen den Druck einer Feder abgestützter Strömungskolben beweglich gelagert ist, zu beseitigen. Zu diesem Zweck wird der zum Einbau in Rohrleitungen bestimmte Strömungswächter so ausgebildet, daß die zylindrische Bohrung des Durchgangsgehäuses an einer Stelle ihrer Längserstreckung mit einer blendenartigen Verengung versehen ist, die mit einem kurz hinter dieser Stelle am hohlzylindrischen Kolben angebrachten Durchbruch der Kolbenwandung zur Umlenkung des Medienstromes in den Kolben-Innenraum bei Erhöhung des für die Verschiebung des Kolbens gegen die Federkraft erforderlichen Wirkdruckes eine Reduzierung des statischen Druckverlustes zwischen Geräte-Eingang und Geräte-Ausgang bewirkt.The present invention has set itself the task of the above-described Disadvantages of flow monitors with straight through housing in which a A flow piston equipped with a permanent magnet and supported against the pressure of a spring is movably mounted. For this purpose, the is used for installation in pipelines certain flow monitors designed so that the cylindrical bore of the through housing provided with a diaphragm-like constriction at one point along its length is attached to the hollow cylindrical piston with a just behind this point Breakthrough in the piston wall to divert the flow of media into the interior of the piston when increasing the amount required to move the piston against the spring force Differential pressure a reduction of the static pressure loss between the device input and device output.
Vor der blendenartigen Verengung ergibt sich im strömendnMedium ein Wirküberdruck, wie er beispielsweise von Venturi-Düsen und Meßblenden bekannt ist. Direkt hinter der blendenartigen Verengung ergibt sich ein Unterdruck, der ebenfalls an Diagrammen von Meßblenden oder Venturi-Düsen nachweisbar ist. Die anschließende Umlenkung des Medienstromes von der axialen zu radialen Richtung und die im Kolbeninnern erfolgende zweite Umlenkung von radialer zur axialer Richtung ergeben zusätzlich eine Verringerung des statischen oder bleibenden Druckverlustes, die vornehmlich auf die Querschnittsverhältnisse im Strömungsraum des Gehäuses, in den Durchbrüchen und im Innenraum des hohlzylinder-förmigen Kolbens zurückgeführt werden kann.In front of the diaphragm-like constriction there is a flowing medium Differential pressure, as it is known, for example, from Venturi nozzles and orifice plates. Directly behind the diaphragm-like constriction there is a negative pressure, which is also can be demonstrated on diagrams of measuring orifices or Venturi nozzles. The subsequent Diverting the media flow from the axial to the radial direction and inside the piston ensuing second deflection from the radial to the axial direction result in addition a reduction in static or permanent pressure loss, which is primarily on the cross-sectional ratios in the flow space of the housing, in the openings and can be returned in the interior of the hollow cylinder-shaped piston.
Das günstige Verhältnis zwischen hohem Wirkdruck zu geringen bleibendem Druckverlust wirkt sich naturgemäß auch auf die Schalthysterese aus, die wesentlich geringer wird als bei den bekannten Geräten1 bei denen der verschiebbare Kolben, der der zylindrischen Bohrung des Gehäuses angepaßt ist, in dieser gegen den Druck der Feder bewegt wird.The favorable ratio between high differential pressure and low permanent pressure Pressure loss naturally also has an effect on the switching hysteresis, which is essential is less than in the known devices1 in which the displaceable piston, which is adapted to the cylindrical bore of the housing, in this against the pressure the spring is moved.
In den beigefügten Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt.In the accompanying figures are two exemplary embodiments of the present invention illustrated.
Abb. l zeigt ein Gerät mit beidseitigem Innengewinde, während in Abb. 2 ein Gerät mit Anschluß-Außengewinde und verändertem Innenaufbau dargestellt ist.Fig. 1 shows a device with internal threads on both sides, while in Fig. 2 shows a device with a connection external thread and a modified internal structure.
In Abb. l ist 1 das geradlinige beispielsweise aus Messing, Aluminium, Rotguß, rostfreiem Edelstahl oder Kunststoff hergestellte Gehäuse.In Fig. 1, 1 is the straight line, for example made of brass, aluminum, Housing made of gunmetal, stainless steel or plastic.
Dieses ist mit einer geradlinigen Bohrung 2 versehen, in der der Kolben 3, der von einer Feder 4 gegen den Druck des in Pfeilrichtung 5 fließenden Mediums abgestützt ist, angeordnet ist. Dieser Kolben kann ebenfalls aus Messing, Aluminium, Rotguß, rostfreiem Edelstahl oder aus Kunststoff hergestellt sein. Kunststoff ist besonders günstig bei kalkhaltigen Medien, um eine Kesselsteinbildung zu verhindern.This is provided with a straight bore 2 in which the piston 3, that of a spring 4 against the pressure of the medium flowing in the direction of arrow 5 is supported, is arranged. This piston can also be made of brass, aluminum, Gunmetal, stainless steel or plastic. Plastic is particularly useful for calcareous media to prevent scale formation.
An der Stelle 6 befindet sich in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses eine blendenartige Verengung, die die Durchtrittsöffnung zwischen dieser zylindrischen Bohrung und dem vornehmlich zylindrischen Kolben wesentlich verengt. Diese Verengung ruft an der Stelle 7 einen Wirküberdruck und an der Stelle 8 einen Wirkunterdruck hervor.At the point 6 is in the cylindrical bore of the housing a diaphragm-like constriction, which the passage opening between this cylindrical Bore and the mainly cylindrical piston is significantly narrowed. This narrowing calls a differential pressure at point 7 and a differential pressure at point 8 emerged.
Direkt hinter der blendenartigen Verengung 6 befinden sich im Kolben 3 zwei oder mehrere Durchbrüche 9, durch die der Medienstrom aus der axialen in radiale Richtung umgelenkt wird. Die Durchbrüche 9 können rechtecksförmig oder kreisförmig sein. Bei kreisförmiger Ausführung können drei bzw. vier Durchbrüche gleichmäßig auf den Umfang verteilt werden. Im Kolben 3 strömt das Medium sodann in Richtung des Pfeiles 10 im Innern der Feder 4 axial weiter und tritt am Geräteende in die hier angeschlossene Rohrleitung aus.Directly behind the diaphragm-like constriction 6 are located in the piston 3 two or more openings 9 through which the media flow from the axial in radial direction is deflected. The openings 9 can be rectangular or circular be. With a circular design, three or four openings can be made evenly be distributed over the perimeter. In the piston 3, the medium then flows in the direction of the arrow 10 in the interior of the spring 4 axially and occurs at the end of the device in the pipeline connected here.
Im zylindrischen Hohlkolben 3 befinden sich ein oder mehrere, vornehmlich aus Barium-Ferrit hergestellte Magnete 11, mittels denen der außerhalb des Strömungsraumes angeordnete Reedkontakt 12 bei Bewegung des Kolbens in Richtung des Pfeiles 5 zu- und bei Bewegung in Gegenrichtung rückgeschaltet wird.In the cylindrical hollow piston 3 there are one or more, primarily magnets 11 made of barium ferrite, by means of which the outside of the flow space arranged reed contact 12 when the piston moves in the direction of arrow 5 and is switched back when moving in the opposite direction.
An der gegen die Strömungsrichtung weisenden Stirnseite 13 des Kolbens 3 ist ein stern- oder spinnenartiger Führungskörper 14 angeordnet, der den Kolben 3 in der zylindrischen Bohrung 2 des geradlinigen Gerätekörpers 1 führt. Der Führungskörper 14 begrenzt gleichzeitig den Kolbenweg in beiden Bewegungsrichtungen durch Anschlag an die blendenartige Verengung 6 bei zunehmendem Medienfluß sowie durch Anschlag gegen den ringförmigen Gewindekörper 15 bei abnehmendem Medienfluß.On the end face 13 of the piston pointing against the direction of flow 3 a star-like or spider-like guide body 14 is arranged, which the piston 3 in the cylindrical bore 2 of the rectilinear device body 1 leads. The guide body 14 simultaneously limits the piston travel in both directions of movement by means of a stop to the diaphragm-like constriction 6 with increasing media flow and by stop against the annular threaded body 15 with decreasing media flow.
Die Stützfeder 4 wird durch den Gewindering 16, der aus fertigungstechnischen Gründen in gleicher Weise ausgebildet ist wieber Gewindering 15, gehalten.The support spring 4 is through the threaded ring 16, which is made of manufacturing technology Reasons is designed in the same way wieber threaded ring 15, held.
In Abb. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt. Das geradlinige Durchgangsgehäuse 21 ist an seinen Enden mit Außengewinden 22 und 22' versehen. Der hohlzylindrische Kolben 23 wird von der Feder 24 abgestützt, die in diesem Fall von einem Federstützring 25 und einem Seegerring 26 in der zylindrischen Bohrung des Gehäuses gehalten wird. Die blendenartige Verengung 27 verengt den Spalt 28. Die Durchbrüche 29 sorgen für das Umlenken des Medienstromes in das Kolbeninnere. Der stern-oder spinnenförmige Führungskörper 30 dient zusätzlich wiederum als Bewegungsbegrenzung für den Kolben 23. Er legt sich gegen die blendenartige Verengung 27 bei steigender Strömungsmenge bzw. gegen den Innenseegerring 31 bei fallender Strömungsmenge.In Fig. 2 is another embodiment of the inventive concept shown. The straight through housing 21 is externally threaded at its ends 22 and 22 'provided. The hollow cylindrical piston 23 is supported by the spring 24, in this case by a spring support ring 25 and a Seeger ring 26 in the cylindrical Bore of the housing is held. The diaphragm-like constriction 27 narrows the gap 28. The openings 29 ensure that the media flow is deflected into the interior of the piston. The star-shaped or spider-shaped guide body 30 also serves to limit the movement for the piston 23. It lies against the diaphragm-like constriction 27 as it rises Flow rate or against the Inner Seegerring 31 when the flow rate falls.
Auch bei dieser Ausführungsform wird der erfindungsgemäße Fortschritt erreicht, den bleibenden Druckabfall zwischen Eingang 33 und Ausgang 34 des Gerätes auf ein Minimum zu verringern.The progress according to the invention is also achieved in this embodiment reached, the permanent pressure drop between input 33 and output 34 of the device reduce to a minimum.
Der Reedkontakt 32 ist in diesem Fall in einer Außenlängsnut 33 angeordnet. Der Anschluß der Steuerleitung erfolgt an die Litzen 34. Zur Einstellung des gewünschten Schaltpunktes wird so vorgegangen, daß der Reedkontakt, der einschließlich der angelöteten Litzen vor Einbau in einen Elektroisolierlack getaucht wird, mittels eines Schrumpfschlauches 35 in der gewünschten Stellung gehalten wird. Der Schrumpfschlauchabschnitt 35 wird vor dem Aufbringen mit einem Loch versehen, durch welches die Anschluß litzen nach außen gezogen werden. Sodann wird der Reedkontakt beispielsweise durch Aufdrücken mit einem Filzstreifen und - falls erforderlich - mit einem zusätzlichen Klebestreifen in die gewünschte Lage gebracht, worauf anschließend in einem Ofen oder durch ein Warmluftgerät das Aufschrumpfen des Schrumpfschlauchabschnittes 35 erfolgt.In this case, the reed contact 32 is arranged in an outer longitudinal groove 33. The control line is connected to the strands 34. To set the desired Switching point is proceeded in such a way that the reed contact, including the soldered The strands are dipped in an electrical insulating varnish before installation, by means of a shrink tube 35 is held in the desired position. The shrink tube section 35 is Provided with a hole before application, through which the connection stranded pulled outside. The reed contact is then pressed on, for example with a felt strip and - if necessary - with an additional adhesive strip brought into the desired position, after which then in an oven or by a Warm air device the shrinking of the shrink tube section 35 takes place.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2443610A DE2443610A1 (en) | 1974-09-12 | 1974-09-12 | Flow sensor device for pipe line - has piston with permanent magnet and external switch with internal constrictions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2443610A DE2443610A1 (en) | 1974-09-12 | 1974-09-12 | Flow sensor device for pipe line - has piston with permanent magnet and external switch with internal constrictions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2443610A1 true DE2443610A1 (en) | 1976-03-25 |
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ID=5925531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2443610A Withdrawn DE2443610A1 (en) | 1974-09-12 | 1974-09-12 | Flow sensor device for pipe line - has piston with permanent magnet and external switch with internal constrictions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2443610A1 (en) |
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1974
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| 8130 | Withdrawal |