DE4115963C2 - Schwebekörper-Durchflußmengen-Meßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwebekörper-Durch­ flußmengen-Meßgerät gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches Meßgerät ist bereits aus der DE 28 44 370 C2 bekannt. Bei diesem bekannten Gerät wird das Meßrohr oh­ ne jegliches Spiel zwischen Dichtscheiben eingespannt. Im Betrieb unvermeidliche Temperaturschwankungen führen zu erheblichen axialen Druckveränderungen, die einer­ seits ein so erhebliches Maß annehmen können, daß das Meßrohr diesen Drücken nicht mehr standhalten kann, oder die andererseits zu einer solchen Verminderung des Dicht­ druckes an den Dichtscheiben führen, daß die Dichtfunk­ tion nicht mehr gewährleistet ist.

Auch aus der DE-OS 34 17 066 ist ein solches Gerät be­ reits grundsätzlich bekannt. Bei diesem bekannten Meßge­ rät wird das Meßrohr über entsprechende Dichtungen und ein Klemmstück zwischen oberer und unterer Durchfluß­ armatur gehalten. Der axiale Anpreßdruck auf das Meßrohr wird über ein verschwenkbares Kurvenstück erzeugt, das den axialen Druck über das Klemmstück an das Meßrohr weiterleitet. Damit soll der Austausch der Meßrohre, die durch das hindurchströmende Medium an ihrer Innenwandung verschmutzen, erleichtert werden. Der Anpreßdruck wird dabei über eine Stellschraube des Kurvenstücks justiert. Wie der in der zugehörigen Zeichnungsfigur dargestellte Aufbau dieses bekannten Meßgerätes erkennen läßt, sind relativ viele aufeinander abzustimmende Teile erforder­ lich. Die Auflage des Meßrohres (an der oberen und unte­ ren Durchflußarmatur) besitzt keine radiale Führung und kann daher nicht als optimal angesehen werden.

Beim Gegenstand der DE-AS 12 05 299 erfolgt die Dicht­ funktion über an der Innenwand des Meßrohres anliegende Dichtringe. Beim Auswechseln des Meßrohres erfordert die­ se Anordnung jedoch ein Verschieben des Meßrohres gegen den Druck einer Feder und ein Verschwenken des Meßroh­ res, wodurch die Dichtringe aus der an sich gewünschten Position verschoben werden können mit der Folge, daß an­ schließend die Dichtfunktion nicht mehr gewährleistet ist.

Aus dem DE-GM 76 36 539 ist ein entsprechendes Meßgerät bekannt, bei dem je eine Überwurfmutter an den Enden des Meßrohres vorgesehen ist. Mit Hilfe dieser Überwurfmut­ tern wird das Meßrohr zwischen den Durchflußarmaturen ge­ halten. Damit ist neben einer axialen Fixierung des Meß­ rohres auch eine radiale Führung an den Einspannpunkten (an der oberen und der unteren Durchflußarmatur) gege­ ben. Insbesondere das Einsetzen des Meßrohres mit den übergreifenden Überwurfmuttern zwischen die Durchflußar­ maturen erfordert jedoch ein gewisses Geschick.

Schließlich ist auch aus dem DE-GM 83 23 017 ein entspre­ chendes Meßgerät bekannt, bei dem das Meßrohr über Bajonett­ ringe mit den Durchflußarmaturen verbunden wird. Damit ist das Auswechseln der Meßrohre zwar grundsätzlich sehr schnell möglich. Das Einsetzen des Meßrohres und seine Befestigung zwischen den Durchflußarmaturen erfordert je­ doch auch hier ein gewisses Geschick.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzuent­ wickeln, daß der Herstellungsaufwand für die am Aus­ tausch des Meßrohres beteiligten Teile möglichst gering ist und deren Austausch auch von einem wenig Geübten problemlos durchgeführt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich aus dem Unter­ anspruch.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfi­ gur beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein einzelnes Meßgerät von der Seite im Schnitt und

Fig. 2 eine Mehrzahl einzelner Meßgeräte, die in Reihe nebeneinander angeordnet sind.

Ein Schwebekörper-Durchflußmengen-Meßgerät wird häufig dazu verwendet, die pro Zeiteinheit durch eine zu kühlen­ de Einrichtung, beispielsweise eine Kunststoff-Spritzguß­ form, hindurchströmende Menge eines Kühlmediums zu erfas­ sen. Das durchsichtige Meßrohr ist mit einem sich von unten nach oben erweiternden Innendurchmesser versehen. Es ist normalerweise im Rücklauf des Kühlmediums angeord­ net und enthält einen Staukegel, der sich bei fehlender Strömung im Meßrohr soweit absenkt, daß er entweder im nach unten verjüngten Innendurchmesser des Meßrohres oder auf einem speziellen Rastsitz aufliegt. Sobald eine Strömung durch das Meßrohr vorhanden ist, wird der Stau­ kegel mit der Strömung nach oben getragen. Dabei vergrö­ ßert sich wegen des sich nach oben erweiternden Innen­ durchmessers des Meßrohres der freie Strömungsquer­ schnitt zwischen Innenwandung des Meßrohres und Stauke­ gel bis sich ein Gleichgewichstzustand zwischen strö­ mungsbedingten Auftriebskräften und dem Gewicht des Stau­ kegels einstellt. Die Höhe, in der sich dieser Gleichge­ wichtszustand für den Staukegel einstellt, ist ein Maß für die durchströmende Menge an Kühlmedium je Zeitein­ heit. Durch eine entsprechende Eichung kann jeder Höhe des Staukegels eine bestimmte Durchflußmenge pro Zeitein­ heit zugeordnet werden.

Da jeder zu kühlenden Kunststoff-Spritzgußform eine Viel­ zahl von Kühlkreisläufen zugeordnet ist, für die je nach Kühlbedarf eine andere Durchflußmenge pro Zeiteinheit er­ forderlich ist, wird normalerweise eine Vielzahl solcher oben beschriebener Meßgeräte in Form eines Registers un­ mittelbar nebeneinander in Reihe angeordnet. Die Zuflüs­ se und Abflüsse aller Kreisläufe werden dabei über Sam­ melkanäle zusammengefaßt. Dies geschieht über Querkanäle zwischen den einzelnen Meßgeräten in der oberen Durch­ flußarmatur für den gemeinsamen Abfluß und durch Querka­ näle zwischen den einzelnen Meßgeräten in der unteren Durchflußarmatur für den Zufluß.

Das Meßgerät 10 besteht im wesentlichen aus einer unte­ ren Durchflußarmatur 11 und einer oberen Durchflußarma­ tur 12. Zwischen den beiden Durchflußarmaturen 11 und 12 befindet sich ein aus Glas oder durchsichtigem Kunst­ stoff bestehendes Meßrohr 13, dessen lichter Innendurch­ messer 14 sich von unten nach oben konisch erweitert. Im Meßrohr 13 befindet sich ein Staukegel 15, der bei Feh­ len eines Kühlmedium-Durchflusses im unteren Teil des Meßrohres 13 von der sich nach unten verengenden Innen­ wandung des Meßrohres gehalten wird. Es kann aber auch ein spezieller Rastsitz vorgesehen werden.

In der unteren Durchflußarmatur 11 und in der oberen Durchflußarmatur 12 sind miteinander fluchtende kreis­ zylindrische Ausnehmungen 16 bzw. 17 vorgesehen, die der Aufnahme der Außenführungen 18 bzw. 19 des Meßrohres 13 dienen. Die Außenführungen 18 und 19 des Meßrohres 13 tragen Dichtringe 23, die trotz voller Dichtwirkung eine gewisse Längsbeweglichkeit des Meßrohres 13 in unterer 11 und oberer Durchflußarmatur 12 gestatten. Die Außen­ führung 18 des Meßrohres 13 in dessen unterem Teil kann sich bis zu einem axialen Anschlag 20 der unteren Durch­ flußarmatur 11 bewegen.

In der oberen Durchflußarmatur 12 ist oberhalb des Meß­ rohres 13 ein Verteilerkopf 21 mit sowohl axialen als auch radialen Kanälen angeordnet, die miteinander in Ver­ bindung stehen. Das aus dem Meßrohr 13 kommende Kühlme­ dium gelangt über die axialen und radialen Kanäle sowie Querkanäle zwischen den einzelnen Meßgeräten 10, 10a, 10b und 10c in die gemeinsame Sammelleitung aller Meßge­ räte für den Abfluß.

Über eine dichtend oberhalb des Verteilerkopfes 21 ange­ ordnete Verschlußschraube 22 werden der Verteilerkopf 21 und das Meßrohr 13 axial in ihrer axialen Längsbeweglich­ keit beschränkt.

Die bereits weiter oben erwähnten Außenführungen 18 und 19 des Meßrohres 13 tragen Dichtringe 23, vorzugsweise sogenannte O-Ringe.

Beim Einschrauben der Verschlußschraube 22 in die obere Durchflußarmatur 12 dient der Verteilerkopf 21 gleichzei­ tig als vermittelndes Element zwischen Verschlußschraube 22 und Meßrohr 13.

In vielen Fällen ist es erwünscht, die Temperatur des zu­ rückfließenden Kühlmediums zu erfassen. Für solche Fälle kann ein Thermometer 24 an der unteren Durchflußarmatur 11 vorgesehen werden, dessen Temperaturfühler 25 knapp unterhalb des Meßrohres 13 in den zurückfließenden Strom des Kühlmediums hineinragt.

Der Weg des Kühlmediums ist wie folgt: Aus einem gemein­ samen Sammelkanal 26 für den Vorlauf gelangt das Kühlme­ dium über ein Regulierventil 27 in eine Vorlaufleitung 28, die zur zu kühlenden Einrichtung - beispielsweise zur Kunststoff-Spritzgußform - führt. Von dort kommt das Kühlmedium über eine Rücklaufleitung 29 zurück und wird über ein weiteres Regulierventil 30 am Temperaturfühler 25 des Thermometers 24 vorbei zum Meßrohr 13 geführt, in dem es nach oben strömt und dabei den Staukegel 15 je nach Durchflußmenge pro Zeiteinheit um ein bestimmtes Maß nach oben trägt, bis ein Gleichgewichtszustand zwi­ schen dem Gewicht des Staukegels 13 einerseits und den strömungsbedingten Auftriebskräften andererseits gegeben ist. Je größer die Durchflußmenge des Kühlmediums ist umso weiter wird der Staukegel 13 nach oben getragen. Durch Eichung kann jeder Höhe des Staukegels 13 eine be­ stimmte Durchflußmenge zugeordnet und diese mit Hilfe einer Skala 31 direkt abgelesen werden.

Bei dem von Zeit zu Zeit erforderlichen Reinigen bzw. Austauschen des Meßrohres 13 ist bei dem oben beschriebe­ nen Meßgerät 10 nur noch die Verschlußschraube 22 zu lö­ sen, und das Meßrohr 13 nach oben aus der oberen Durch­ flußarmatur 12 herauszuführen. Nach der Reinigung bzw. dem Austausch des Meßrohres 13 sowie ggf. der Dichtrin­ ge 23 an den Außenführungen 18, 19 des Meßrohres 13 wer­ den Meßrohr 13 und Verteilerkopf 21 wieder von oben in die obere Durchflußarmatur 12 eingeführt. Das Meßrohr ist dann zwischen dem axialen Anschlag 20 und der Ver­ schlußschraube 22 bzw. dem Verteilerkopf 21 in Längsrich­ tung (axial) "schwimmend gelagert".

Alle übrigen - hier nicht im einzelnen beschriebenen - Teile des Meßgerätes 10 werden in an sich bekannter Weise ausgeführt.

Die besonderen Vorteile des oben beschriebenen Meßgerä­ tes 10 sind die relativ einfache Anordnung des Meßrohres 13 in zwei miteinander fluchtenden kreiszylindrischen Ausnehmungen 16, 17, sowie die leichte und weitgehend ungehinderte Zugänglichkeit des Meßrohres 13 bei der Reinigung oder beim Austausch, wodurch ein besonderes Geschick beim Austausch des Meßrohres nicht mehr erfor­ derlich ist.

Claims (2)

1. Schwebekörper-Durchflußmengen-Meßgerät mit einem aus­ wechselbaren Meßrohr, das zwischen einer unteren und einer oberen Durchflußarmatur angeordnet ist, wobei oberhalb des Meßrohres in der oberen Durchflußarmatur ein Verteilerkopf mit miteinander kommunizierenden axialen und radialen Kanälen sowie eine dichtende Ver­ schlußschraube vorhanden ist und als Aufnahmeöffnungen für das Meßrohr in der oberen und der unteren Durchfluß­ armatur miteinander fluchtende kreiszylindrische Ausneh­ mungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (13) Außenführungen (18, 19) mit Dichtringen (23) aufweist, die einen leichten Paßsitz in Bezug auf die vorerwähnten Ausnehmungen (16, 17) derart aufweisen, daß das Meßrohr in Längsrichtung innerhalb vorgegebener Grenzen axial beweglich angeordnet ist, wobei der Vertei­ lerkopf (21) mit der Verschlußschraube (22) und ein axialer Anschlag (20) der unteren Durchflußarmatur (11) der axialen Bewegungsbegrenzung für das Meßrohr (13) nach oben bzw. nach unten dienen.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Dichtringen um O-Ringe handelt.