DE6933339U - DEVICE FOR MONITORING THE FLOW OF MEDIA CONDUCTED THROUGH PIPES. - Google Patents
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Description
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SIEI-IIKS AKTIINGESELISCHAIT München, den 21 AUG. 196SIEI-IIKS AKTIINGESELISCHAIT Munich, 21 AUG. 196
PAPA
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Vorrichtung zur Überwachung der Strömung von durch Leitungen geführten MedienDevice for monitoring the flow of through pipes guided media
In einer diskontinuierlichen Probenaufbereitungsanlage für z.B. gaschrcmatograjhische Zwecke, müssen geringe Xcngcn vcn Flüssigkeiten in Eehälter eingefüllt, abgemes-εεη und weitertraneportiert v/erden. Als Transportmittel dient ein Druckgas. Tür die Überwachung des Zustandes eines Ichälters oder für die Anzeige, ob in einem bestimmten Eohrstu'ck !Flüssigkeit statt Gas strömt, dienen Strömungswächter. In a discontinuous sample preparation system e.g. for gas chromatographic purposes, low Xcngcn of liquids filled into a container, measured εεη and transported onwards. As a means of transport a pressurized gas is used. The monitoring of the state of an ego elder or for the indication of whether in a certain door Eohrstu'ck! Fluid instead of gas flows, flow monitors are used.
rs sind elektronische Füllstandsanzeiger bekannt, die die unterschiedliche Wärmeableitung eines Kaltleiters in Abhängigkeit des ihn urgetenden Kediums als Heßsignal aus-rs are electronic level indicators known that the different heat dissipation of a PTC thermistor depending on of the urgent kedium as a hate signal
PA 9/522/69PA 9/522/69
11.9.1960, Gl/Scl -2-9/11/1960, Gl / Scl -2-
$933339-4.3.71$ 933339-4.3.71
PA 9/522/69 -Z- PA 9/522/69 -Z-
nutzen. ITachteile dieser .mordnung sind die Temperaturbegrenzung der Medien, die Temperaturabhängigkeit und der große elektronische Aufwand. Außerdem sind derartige Kaltleiter und deren Zuleitungsdrähte sehr schlecht gegen aggressive Medien zu schützen. Mechanische Strömungswächter können diese L'achteile zwar weitgehend vermeiden, doch besitzen "bekennte Geräte dieser Bauart ein sehr großes Totvolumen, das tei der Irotcraufbcreitung einen wesentlichen Nachteil in sich birgt.to use. The disadvantage of this order is the temperature limit the media, the temperature dependency and the great electronic effort. In addition, such PTC thermistors and to protect their lead wires very poorly against aggressive media. Mechanical flow monitors can These disadvantages largely avoid, but have "confessed Devices of this type have a very large dead volume, which is a major disadvantage in terms of spreading the noise conceals itself.
Die Irfindur.g sieht dahingegen eine Vorrichtung zur Überwachung der Strömung von durch leitungen geführten Medien vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einen Strömungsweg für die Medien freilassender einseitig entgegen der otrUnur.gsrichtung des Mediums mit Federdruck beaufschlagter Kolben in einem Zylinder bewegbar ist und daß ein in der Zylir.derv.-andung angebrschter Schutzgaskontakt von dem Magnetfeld eines innerhalb des Kolbens geschützt angeordneten Magneten betätigbar ist. Die Vorteile des erfindungsgemäßen magneto-mechanischcn Strömungswächter sind darin zu sehen, daß der Strömungswächter einfach im Aufbau ist, daß er auch bei hohen letriebstcmperaturen benutzt werden kann und keine Temperaturabhängigkeit aufweist. Außerdem ist es möglich, C ihn durch Verwendung vcn z.B. V4A-Material für aggressive Medien unangreifbar zu machen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß durch Verwendung kleiner lauteile (Schutzgaskontakte sind in ihrem lufbau bereits gering an Größe; die Schutzgaskontakte sprechen auf kleine Magnetfelder an, so daß der Magnet im Kolben klein gehalten werden kann; kleine V4A-Federn ergeben bereits hche Fcderdrücke) eine möglichst totvolumenfreie Anordnung geschaffen ist.In contrast, Irfindur.g sees a device for monitoring the flow of media guided through lines, which is characterized in that a flow path for the media released on one side against the direction of rotation of the medium acted upon with spring pressure Piston can be moved in a cylinder and that a protective gas contact from the magnetic field abrschter in the cylinder valve a magnet arranged in a protected manner within the piston can be actuated. The advantages of the invention magneto-mechanical flow monitors can be seen that the flow monitor is simple in construction, that it can also be used at high operating temperatures and none Has temperature dependence. It is also possible to use e.g. V4A material for aggressive media to make invulnerable. Another major advantage of the device according to the invention is that by using small sound parts (protective gas contacts are already small in size in their construction; the protective gas contacts respond to small magnetic fields so that the magnet in the piston can be kept small; small V4A springs result already high compression pressures) an arrangement that is as free from dead space as possible is created.
. Die erfindungsgcmäße Vorrichtung wird anhand eines Ausführur.£sbeispiels und zwei J*nwendungsbeispielen mittels der Figuren 1 "bis 4 näher erläutert.. The device according to the invention is illustrated using an embodiment example and two examples of use explained in more detail by means of FIGS.
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In Figur 1 ist der Auftau des Strcmungswächters ¥ schematisch dargestellt. In einem zylindrischen Rohrstück 2, dessen Enden E 1 und E 2 mit RchranschluCstückcn 5 und 6 abgeschlossen (angelötet) sind, ist ein Holten 3 eingepaßt, der mit der Cchäuccwand einen bestimmten Ringspalt R bildet. Der Kolben wird durch die Rückstellfeder 4, die zwischen der den Rohrcr.cchlußstück 5 abgesandten Ceite des Kolbens 3 und dem Rohrar.cchluCstück 6 liegt, in Ruhestellung gehalten. Tritt nun bei der Durchströmung des Strcmungswächters W von Rohranschlußstück 5 zu Rohranschlußstück 6 durch den Ringspalt R ein Druckabfall ütcr dem Kolben 3 auf, so wird dieser in Strönungsrichtung (in Richtung Rohranschlußstück 6). entgegen der in Achsrichtung des Rohrstückes 2 wirkenden Federkraft der Feder 4 verschoben.In Figure 1, the thawing of the flow monitor ¥ is schematic shown. In a cylindrical pipe section 2, the ends of which E 1 and E 2 terminated with RchranschluCstückcn 5 and 6 (soldered on), a Holten 3 is fitted, which with the Cchäuccwand forms a certain annular gap R. The piston is by the return spring 4, which is between the Rohrcr.cchlußstück 5 sent Ceite of the piston 3 and the Rohrar.cchluCstück 6 is held in the rest position. Now occurs with the flow through the flow monitor W from the pipe connector 5 to pipe connection piece 6 through the annular gap R a pressure drop over the piston 3, this is in Direction of flow (towards pipe connector 6). against the spring force acting in the axial direction of the pipe section 2 the spring 4 moved.
1515th
Ics Innere des Kolbens 3 ist ausgehöhlt und mit einem Permanentmagneten P ausgefüllt. Kach Einbringen des Permanentmagneten P ist der Kolben 3 dicht verschlossen worden, so daß keine ihn umströmenden Kedien (Gas bzw. Flüssigkeit) an den Iernancntragneten P gelangen können. Die Wandung des Kolbens scwie das Eohrctück 2, die Rohranschlußstücke 5 und 6 und die Feder 4 kennen aus V4A-Stahl hergestellt sein, so daß auch die Strömung aggressiver Kedien, ohne die Einzelteile der Vorrichtung zu beschädigen, geprüft werden kann. Das.Ics interior of the piston 3 is hollowed out and with a permanent magnet P filled in. After the permanent magnet P has been introduced, the piston 3 has been sealed so that no sewage (gas or liquid) flowing around it can reach the Iernancntragneten P. The wall of the piston scwie the Eohrctück 2, the pipe connection pieces 5 and 6 and the spring 4 know to be made of V4A steel, so that the flow of aggressive piping without the individual parts damage to the device can be checked. That.
Kcgnetfeld des Perrancntcagneten P dringt durch die Wandung des Kolbens 3 hindurch. Wird nun der Kolben 3 verschoben, so schaltet das Kagnetfeld des im Kolben 3 untergebrachten Permanentmagneten P einen außen in der Rohrwandung des Rohrstückes 2 in einer !Tut IT eingegossenen Schutzgaskontakt 1. .The kneading field of the permanent magnet P penetrates through the wall of the piston 3 through. If the piston 3 is now moved, the magnetic field of the permanent magnet housed in the piston 3 switches P a protective gas contact 1 cast in the outside of the pipe wall of the pipe section 2 in a! Tut IT.
Dieser gibt danach das gewünschte Signal an eine nicht näher dargestellte Schaltstation ab. Unterschreitet die durch den Druckabfall (bedingt durch die Größe des Ringspaltes R, der IL'nge des Kolbens 3 und der Viskosität der den Kolben 3 umstrUmenden Kedien) über den Kolben 3 hervorgerufene Druckkraft einen bestimmten Wert, der durch die Federvorspan-This then sends the desired signal to a switching station not shown in detail. If it falls below the Pressure drop (caused by the size of the annular gap R, the length of the piston 3 and the viscosity of the piston 3 surrounding it Kedien) the pressure force caused by the piston 3 has a certain value that is determined by the spring preload
PA 9/522/69 - 4 -PA 9/522/69 - 4 -
nung gegeben ist, wandert der Kolben 3 wieder in seine Aus- £angslsge zurück und der Schutzgaskontakt 1 öffnet sich wiederum, ler Schutzgaskontakt 1 ist innerhalb der Wut mit einer wtrmebestfr.digen Ilrcse II eingekittet, die ihn in seiner lage festhält und vor mechanischer Beanspruchung schützt»is given, the piston 3 moves back into its extension Angslsge back and the shielding gas contact 1 opens again, ler inert gas contact 1 is within the anger with a wtrmebestfr.digen Ilrcse II cemented into his holds position and protects against mechanical stress »
Die der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen werden an Ecnd einer schematischen Zeichnung (Figur 2) im folgenden erklärt. Da der Strömungswächter W nur strömende Flüssigkeit und nicht strömendes Gas anzeigen soll, müssen bestimm- ^ te bedingungen bei seiner Anwendung eingehalten werden. Figur 2 zeigt schematisch den Einbau eines Strömungswächters 'J in einen Rohrleitungszug Z.The considerations on which the invention is based are illustrated below in a schematic drawing (FIG. 2) explained. Since the flow monitor W should only display flowing liquid and non-flowing gas, certain ^ te conditions are observed during its application. figure 2 schematically shows the installation of a flow monitor 'J in a pipeline Z.
Die Strömungswidersttnde des vor dem Strömungswächter V/ liegenden Rohrleitungssystem sind als Strömungswiderstände R 2 zusammengefaßt, während der Strömungswiderstand des Strömungswächters M mit R 1 bezeichnet ist. Der Druck im Rohrsystem vor dem Strömungswiderstand R 2 ist mit P 2, der Druck zwischen Strömungswiderstand R 2 und Strömungswiderstand R 1 mit P 1 und der nach dem Strömungswiderstand R 1 mit P 0 bezeichnet. Die Strömung erfolgt in der eingezeichneten Pfeilrichtung. Is gilt die GleichungThe flow resistances of the pipeline system upstream of the flow monitor V / are summarized as flow resistances R 2, while the flow resistance of the flow monitor M is denoted by R 1. The pressure in the pipe system upstream of the flow resistance R 2 is referred to as P 2, the pressure between flow resistance R 2 and flow resistance R 1 is referred to as P 1 and that after the flow resistance R 1 is referred to as P 0. The flow is in the direction of the arrow. Is the equation applies
P2-PJI R2P2-PJI R2
Das bedeutet aber, daß die Druckabfälle (P 2 - P 1) bzw. (P 1 - P 0) an den Widerständen R 2 bzw. R 1 den Viderstfnden R 2 bzw. R 1 proportional sind, wenn der Hassen— fluß über die Widerstände R 2 und R 1 gleich ist, d.h. wenn, in beiden Widerständen R 2 und R 1 das gleiche Medium strömt Strömt jedoch z.B. im Strömungswächter W Gas, das eine um den Faktor 10C0 geringere Dichte (und damit geringerer Viskesität) als eine Flüssigkeit hat, dann tritt der Druckabfall (P 2 -- P 1) mit P 1 ^ = P 0) praktisch nur am Wider-This means, however, that the pressure drops (P 2 - P 1) or (P 1 - P 0) across the resistors R 2 and R 1 are the same R 2 and R 1 are proportional if the Hassen flow across the resistors R 2 and R 1 is equal, i.e. if, the same medium flows in both resistors R 2 and R 1, however, if gas flows e.g. in flow switch W, one of them flows around the factor 10C0 lower density (and thus lower viscosity) than a liquid, then the pressure drop (P 2 - P 1) with P 1 ^ = P 0) occurs practically only at the counter
β· It·· 0 ■ β«β · It ·· 0 ■ β «
PA 9/522/69 - 5 - \!PA 9/522/69 - 5 - \ !
stand R 2 auf. Der Kolben 3 im Strömungswächter V/ kann nicht ,§;..
verschoben werden. Gelangt Flüssigkeit in den Strömungswäch-. ter W, erhöht sich dort der Druckabfall P 1
> P 0 und der Kolben 3 wird verschoben.
5R 2 stood up. The piston 3 in the flow monitor V / cannot, §; .. be moved. If liquid gets into the flow guard. ter W, there increases the pressure drop P 1 > P 0 and the piston 3 is displaced.
5
In Figur 3 ist ein Anwendungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung erklärt, bei dem.der Strömungswächter \l als Füllstandsanzeiger eines Eehälters B verwendet wird. Es soll mit Druckgas D über eine leitung L 1 in den Eehälter A, in dem sich eine Flüssigkeit F befindet, die Flüssigkeit F aus dem Vorratsbehälter A über eine leitung L 2, in der eine Drossel DR liegt, in den Eehälter B gefüllt werden. Beim Füllen tritt der Druckabfall (P 2 - P 1) am Verbindungsrohr (leitung L 2) zwischen den Eehältern A und B auf. In den Behalter B ragt von der Unterseite her ein Entlüftungsrohr ER bis zu einem bestimmten Eöhenstand hinein. Das durch das Entlüftungsrohr ER entweichende Gas G erzeugt keinen für das Ansprechen des im Belüftungsrohr ER liegenden Strömungswächters V/ ausreichenden Druckabfall (P 1 - P 0). Erst wenn der Eehälter B bis zum Ende des Drtlüftungsrohres ER gefüllt ist, gelangt Flüssigkeit F über das Entlüftungsrchr IR in den Strömungswächter W, wodurch der Druckabfall (P 1 - P 0) ansteigt und der Strömungswächter W anspricht.In Figure 3 an application example for the device according to the invention is explained, in which the flow monitor \ l is used as a level indicator of a container B. It is to be filled with pressurized gas D via a line L 1 into the container A, in which there is a liquid F, the liquid F from the storage container A via a line L 2, in which a throttle DR is located, into the container B. When filling, the pressure drop (P 2 - P 1) occurs on the connecting pipe (line L 2) between Eehältern A and B. A ventilation pipe ER protrudes into the container B from the bottom up to a certain level. The gas G escaping through the vent pipe ER does not generate a pressure drop (P 1 - P 0) that is sufficient for the response of the flow monitor V / located in the vent pipe ER. Only when the container B is filled to the end of the ventilation pipe ER does the liquid F enter the flow monitor W via the ventilation pipe IR, whereby the pressure drop (P 1 - P 0) increases and the flow monitor W responds.
lin weiteres Anwendungsbeispiel ist in Figur 4 dargestellt. Aus dem Gefäß C soll Flüssigkeit F über eine Rohrleitung L 3 weitertransportiert werden. Eei einem Störungsfall ist es dann möglich, daß im Eehälter C gar keine Flüssigkeit F vorhanden ist. In der Rohrleitung L 3 sind zwei Strömungswächter V/ 1 und W 2 angebracht, die signalisieren sollen, ob in dem Rohrstück zwischen den beiden Strömungswächtern V/ 1 und W 2 wirklich Flüssigkeit F strömt. Über eine Vcrdrccsel VD strcmt in das Gefäß C Druckgas D ein, welches die Flüssigkeit F durch die Rohrleitung L 3 pressen soll.Another application example is shown in FIG. From the vessel C liquid F is to be delivered via a pipeline L 3 be transported further. In the event of a malfunction, it is then possible that there is no liquid F at all in the container C is available. Two flow monitors V / 1 and W 2 are installed in pipeline L 3, which are intended to signal whether in the pipe section between the two flow monitors V / 1 and W 2 really fluid F is flowing. Over a Vcrdrccsel VD flows into the vessel C pressurized gas D, which the liquid F is to press through the pipeline L 3.
Die Vordrossel VD in der Druckgasleitung L 4 ist derart zu bemessen, daß bei einer Gasströmung im gesamten Rohrlei-The choke VD in the pressure gas line L 4 is of this type to be dimensioned that with a gas flow in the entire pipeline
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tungssystcm (I 3 und L 4) der Hauptdruckabiall (P 2 - P 1) mit (P O ΐ>= P 1) an der Vordrossel VD auftritt. Dabei sollen beide Strömungswächter V 1 und W 2 nicht ansprechen. Gelangt Flüssigkeit P aber in den ersten Strömungswächter VM , so spricht dieser zunächst an, während der Strömungswächter V 2 noch ausgeschaltet bleibt. Erst wenn beim zweiten Strömungswächter W 2 ebenfalls Flüssigkeit Έ erscheint, sjricht auch dieser an und es besteht die Gev/iseheit, daß sich im Zwischenstück der Rohrleitung L 3 zwischen den beiden Strbmungswächtern W 1 und W 2 Flüssigkeit i1 befindet.tungssystcm (I 3 and L 4) the main pressure balance (P 2 - P 1) with (PO ΐ> = P 1) occurs at the choke VD. Both flow monitors V 1 and W 2 should not respond. However, if liquid P gets into the first flow monitor VM, it responds initially, while the flow monitor V 2 remains switched off. Only when liquid Έ also appears at the second flow monitor W 2 does this also come on and there is the condition that there is liquid i 1 in the intermediate piece of the pipeline L 3 between the two flow monitors W 1 and W 2.
Patentansprüche
Bl. ZeichnungenClaims
Bl. Drawings
Claims (7)
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