PICK-UP DEVICE FOR MAGNETO-INDUCTIVE FLOW METERS

Abstract: The measuring probe for a magnetic induction flow measuring instrument is provided with a ceramic gauge head (1). There is provided a steel envelope (3) formed of two ring-shaped parts (4) having each a securing clamp (6) and a radial flange (7). The ring-shaped parts (4) may be secured to the ceramic gauge head by hot shrink fit, adhesion or sealing by using a joining ring (14). The ring-shaped parts (4) of the envelope are interconnected by a tube-forming piece (5) which embraces the magnetic coils (11). The securing clamps (6) are either integral with the ring-shaped parts (4) or can be secured to a clamp rotating about the axis of the tube-forming piece (5).

Description: Messwertaufnehmer für magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte Die Erfindung betrifft einen Messwertaufnehmer für magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit einem keramischen Messrohr, das in Bohrungen eines Stahlgehäuses befestigt, mit Messelektroden, deren Schaft radial durch den Mantel des Messrohres führt und in der Keramikmasse dicht eingesintert ist, sowie mit auf dem Mantel angeordneten Magnetspulen versehen ist. Bestandteil magnetisch-induktiver Durchflussmessgeräte ist ein rohrförmiger Messwertaufnehmer, der zwischen den Anschlussflanschen einer Rohrleitung befestigt wird und durch den eine leitfähige Flüssigkeit quer zur Richtung eines Magnetfeldes strömt. Die der Strömungsgeschwindigkeit proportionale Spannung wird an zwei Messelektroden abgegriffen und über Stromleiter einem Messwertumformer zugeführt. Aus der älteren europäischen Patentanmeldung 81201316.7 ist ein Messwertaufnehmer bekannt, bei dem die Enden eines keramischen Messrohres durch Schrumpfspannung in Bohrungen eines einteiligen Stahl gehäuses befestigt werden. Die Schrumpfbefestigung sichert das Messrohr gegen ein Verdrehen und gegen axiale Verschiebung, so dass ein späteres Nachjustieren entfällt. Auch liegt das keramische Messrohr geschützt innerhalb des Stahlgehäuses und die feste Schrumpfverbindung verhindert sogar einen Bruch des keramischen Werkstoffes, wenn der Messwertaufnehmer herunterfällt oder auf ihn eine starke Stoss- oder Schlageinwirkung stattfindet. Schliesslich dichtet die Schrumpfverbindung das Innere des Stahl gehäuses flüssigkeitsdicht gegen die peripheren Mantelflächen des Messwertaufnehmers ab. Für einfachere Ausführungen ist es bekannt, den Aussendurchmesser der Lagerflächen des keramischen Messrohres so auszubilden, dass die Enden bei Normaltemperatur in die Bohrungen einsteckbar sind und die Befestigung durch Verkleben bzw. Verkitten der Lagerflächen erfolgt. Eine solche Schrumpfbefestigung hat sich bei Messwertaufnehmern mit kleinen Nennweiten bewährt. Bei grösseren Nennweiten bereitet jedoch die Anpassung der Passflächen für den Schrumpfsitz Schwierigkeiten. Ungenauigkeit in den Bohrungen des Stahlgehäuses, vor allem aber an den Passenden des keramischen Messrohres können leicht zu Zerstörungen des keramischen Werkstoffes führen. Auch ist der Zusammenbau der schweren Bauteile schwierig. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten und für eine geeignete Anwendung der Schrumpfverbindung auch bei Messwertaufnehmern mit grösseren Nennweiten sieht die Erfindung vor, dass das Stahl gehäuse aus zwei ringförmigen Gehäuseteilen besteht, die an ihrem nach innen weisenden Ende einen radial nach aussen weisenden Rand haben und durch ein gegen die Ränder anliegendes Rohrstück fest miteinander verbunden sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in Längsrichtung des keramischen Messrohres keine Biegespannungen auftreten und daher bei der Montage keine Werkstoffzerstörung stattfindet, Ausserdem ist der Zusammenbau sehr einfach und kostensparend. Die Befestigung des Rohrstückes an den Rändern der beiden ringförmigen Gehäuseteile kann verschieden sein. Eine besonders einfache und zweckmässige Be festigung erfolgt durch Verschweissen des Rohrstücks an diesen Rändern. Für einen genauen Sitz der ringförmigen Gehäuseteile auf den Enden des keramischen Messrohres können die ringförmigen Gehäuseteile mit einer gegen die Stirnenden des keramischen Messrohres anliegenden Anschlagschulter versehen sein. In der Regel werden beide ringförmigen Gehäuseteile durch Schrumpfspannung auf dem betreffenden Ende des keramischen Messrohres befestigt. Sind jedoch grössere Wärmeausdehnungen zu erwarten, beispielsweise wenn der Messwertaufnehmer von einem heissen Medium durchströmt wird, so kann eines der beiden ringförmigen Gehäuseteile durch Schrumpfspannung auf einem Ende des keramischen Messrohres befestigt sein, während das andere ringförmige Gehäuseteil unter Zwischenlage eines oder mehrerer, in je einer Ringnut einliegender Dichtungsringe auf dem anderen Ende des keramischen Messrohres befestigt ist. Hierdurch ist ein Spannungsausgleich erreicht. Für einfachere Ausführungen können die ringförmigen Gehäuseteile auch auf den Enden des keramischen Messrohres mittels einer Klebe- oder Kittmasse befestigt sein. Zur Erleichterung der Montage des Messwertaufnehmers in einer Rohrleitung können die ringförmigen Gehäuseteile mit einem um die Rohrachse verdrehbaren Befestigungsflansch versehen sein; durch einfaches Verdrehen lassen sich die Befestigungsflansche in eine solche Lage bringen, dass ihre Bohrungen für die Befestigungsbolzen fluchtend zu denen der Anschlussflansche der Leitungsrohre liegen. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt; es. zeigt: Fig. 1 die obere Hälfte eines Messwertaufnehmers in einem Längsschnitt und Fig. 2 eine weitere Ausführungsform in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung. Der in Fig. 1 dargestellte Messwertaufnehmer besteht im wesentlichen aus einem keramischen Messrohr 1, welches mit Messelektroden 2 versehen ist. Es kann aus verschiedenen keramischen Werkstoffen hergestellt sein, zu denen beispielsweise Aluminiumoxid, Oxide des Berylliums, Magnesiums, Zirkons, Thoriums, Oxidverbindungen wie Magnesium-Aluminiumoxid gehören. Geeignet sind aber auch alle anderen keramischen Werkstoffe, die sich durch Sintern zu einem dichten Werkstoff verarbeiten lassen (z. B. Nitrite, Carbide), wobei die radial durch den Mantel des Messrohres 1 geführten Schäfte der Messelektroden 2 dicht in der Keramikmasse eingesintert sind. Das keramische Messrohr 1 ist in einem Stahl gehäuse 3 angeordnet, welches aus zwei ringförmigen, jeweils mit einem Befestigungsflansch 6 versehenen Gehäuseteilen 4 besteht. Beide ringförmigen Gehäuseteile 4 sind an ihrem nach innen weisenden Ende mit einem radial nach aussen weisenden Rand 7 ausgestattet. Bestandteil des Stahl gehäuses 3 ist weiterhin ein Rohrstück 5, das gegen die ringförmigen Gehäuseteile 4 anliegt. Jedes ringförmige Gehäuseteil 4 ist ausserdem mit einer gegen die Stirnfläche des keramischen Messrohres 1 anliegenden Anschlagschulter 10 versehen. Die Befestigung der ringförmigen Gehäuseteile kann wahlweise durch Schrumpfspannung, mit Hilfe von Dichtungselementen oder durch Verkleben bzw. Verkitten erfolgen. Hierfür werden die Enden des keramischen Messrohres 1 zuvor auf einen für die Befestigungsart geeigneten Aussendurchmesser geschliffen. Auf einen entsprechenden Durchmesser werden die Bohrungen 8 der beispielsweise aus Stahlguss bestehenden ringförmigen Gehäuseteile 4 gedreht. Für eine Schrumpfspannung sind die geschliffenen Lagerflächen 9 und Bohrungen 8 so aufeinander abgestimmt, dass das erwärmte ringförmige Gehäuseteil 4 auf ein Ende des keramischen Messrohres 1 aufsteckbar ist und nach dem Aufstecken und Abkühlen mit einer entsprechenden Schrumpfspannung fest und dicht an der Lagerfläche 9 anliegt. Beim Zusammenbau wird zunächst auf ein Ende des keramischen Messrohres 1 ein ringförmiges Gehäuseteil 4 durch Schrumpfspannung befestigt. Nachdem die Magnetspulen 11 fixiert sind, wird das Rohrstück 5 über den Rand 7 geschoben. An dem noch freien Ende wird nunmehr ein weiteres ringförmiges Gehäuseteil 4 aufgesteckt. Dies kann wahlweise durch Aufschrumpfen geschehen (in der Zeichnung nicht dargestellt), oder es besteht die Möglichkeit, das ringförmige Gehäuseteil 4 unter Zwischenlage eines oder mehrerer in je einer Ringnut 13 einliegender Dichtungsringe 14 auf dem betreffenden Ende des keramischen Messrohres 1 zu befestigen (vgl. rechtes Ende in Fig. 1). Anschlie ssend wird in beiden Fällen das Rohrstück 5 so verschoben, dass es mit seinem Ende auf dem zugehörigen Rand 7 der ringförmigen Gehäuseteile 4 aufliegt und dort verschweisst werden kann. Die beiden Schweissnähte sind mit 12 bezeichnet. Ist eine einfache Befestigung durch Verkleben oder Verkitten vorgesehen, geschieht die Montage in ähnlicher Weise. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die beiden ringförmigen Gehäuseteile 4 mit einem um die Rohrachse verdrehbaren Befestigungsflansch 18 versehen. Hierfür sind die Gehäuseteile 4 in einen Aussenring 15 und einen Innenring 16 unterteilt. Der vorgefertigte Befestigungsflansch 18 wird auf den mit einem Kragen 19 versehenen Aussenring 15 aufgesteckt, ehe beide Ringteile miteinander verschweisst werden (vgl. Schweissnaht 17). Die Bohrungen des Aussenrings 15 und Innenrings 16 können einen gleichen oder einen unterschiedlichen Durchmesser erhalten, wobei entweder beide oder einer durch Schrumpfspannung befestigt sein kann. Ähnlich ist eine Befestigung mittels Dichtungsringen oder durch Verkleben möglich. Beim Einbau des Messwertaufnehmers in eine Rohrleitung wird an den Stirnenden des keramischen Messrohres 1 je ein Dichtungsring (nicht dargestellt) angeordnet. Die neuartige Ausbildung des Gehäuses kann auch bei Ausführungen gleichermassen Verwendung finden, wo anstelle von Stahl ein anderer Werkstoff, beispielsweise ein Leichtmetall, Kunststoff o. dgl. verwendet wird. Der Ausdruck 'XStahlgehäuse" schliesst solche anderen Werkstoffe ein.

Claims: Patentansprüche 1. Messwertaufnehmer für magnetisch-induktive Durch flussmessgeräte, bestehend aus einem keramischen Messrohr (1), welches in Bohrungen (8) eines Stahl gehäuses (3) befestigt, mit Messelektroden (2), deren Schaft radial durch den Mantel des Messroh res führt und in der Keramikmasse dicht eingesin- tert ist, sowie mit auf dem Mantel angeordneten Magnetspulen (11) versehen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stahlgehäuse (3) aus zwei ring förmigen Gehäuseteilen (4) besteht, die an ihrem nach innen weisenden Ende einen radial nach aussen weisenden Rand (7) haben und durch ein gegen die Ränder (7) anliegendes Rohrstück (5) fest mitein ander verbunden sind. 2. Messwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Rohrstück (5) an den Rändern (7) verschweisst ist. 3. Messwertaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Gehäuseteile (4) mit einer gegen die Stirnfläche des keramischen Messrohres (1) anliegenden Anschlagschulter (10) ver sehen sind. 4. Messwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide ringförmigen Ge häuseteile (4) durch Schrumpfspannung auf dem be treffenden Ende des keramischen Messrohres (1) be festigt sind. 5. Messwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden ring förmigen Gehäuseteile (4) durch Schrumpfspannung auf einem Ende des keramischen Messrohres (1) be festigt und das andere ringförmige Gehäuseteil (4) unter Zwischenlage eines oder mehrerer in je einer Ringnut (13) einliegender Dichtungsringe (14) auf dem anderen Ende des keramischen Messrohres (1) be festigt ist. 6. Messwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Ge häuseteile (4) auf den Enden des keramischen Mess rohres (1) mittels einer Klebe- oder Kittmasse befestigt sind. 7. Messwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Ge häuseteile (4) mit je einem um die Rohrachse ver drehbaren Befestigungsflansch (18) versehen sind.

Inventors: RADEMACHER-DUBBICK, KRISTIAN
Applicants: RHEOMETRON AG
Application year: 1983
Main classification: G01F1
IPC codes: G01F1