CN1113218C - 浮子流量计及用于该浮子流量计的量具盒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流动介质用的一种浮子流量计，它有一个测量管，一个设置在测量管中可在流动方向运动的浮子，至少一个与该浮子连接的永久磁铁、一个量具盒、至少一个设置在量具盒测量管外面的可旋转支承的、跟踪与浮子连接的永久磁铁的运动的随动磁铁，以及一个设置在量具盒中的转换随动磁铁运动的指示装置。根据本发明，一种公知的浮子流量计的量具盒设计成至少设置了一个装有机械和/或电气功能单元的插接件的插接导轨。

Description

浮子流量计及用于该浮子流量计的量具盒

根据第一原则，本发明涉及流动介质用的一种浮子流量计，这种流量计具有一个测量管、一个设置在测量管中可在流动方向运动的浮子、至少一个与浮子连接的永久磁铁、一个量具盒、至少一个设置在量具盒测量管外面的可旋转支承的随动磁铁，该随动磁铁跟踪与浮子连接的永久磁铁的运动，以及一个设置在量具盒中转换随动磁铁的运动用的指示装置。

根据第二原则，本发明涉及流动介质浮子流量计的一种量具盒，该量具盒具有至少一个可旋转支承的随动磁铁和一个转换随动磁铁的运动用的指示装置，该随动磁铁跟踪与设置在测量管中可沿流动方向运动的浮子连接的永久磁铁的运动。

自上世纪中叶以来，浮子流量计一直用于测定封闭管道中的体积流量和质量流量。甚至今天在化学工业和过程测量技术中的每五个流量计中就有一个是这种流量计。在DE8226199U1中公开了一个这种流量计。

浮子流量计在其最简单的结构中只由一个锥形测量管和浮子组成。测量管是一个向上扩大的和从下到上通过要测量的液体流和气体流的锥形管，位于测量管中的浮子是一个形状合适的可垂直自由运动的测量体，浮子与测量管一起构成一个节流点。浮子的密度大于流体的密度。根据流量，浮子在稳定状态中停止在测量管的一定高度位置上，这个高度位置是由流动引起的传递到浮子上的流体动力与流体重力和浮力之差的平衡来确定的。这个高度位置或者由观察者直接通过玻璃测量管上的刻度读出，或者通过一个磁耦合传递到一个外部的标度上，和/或一个电测量敏感元件上。本发明的浮子流量计通过磁耦合经一个外部的随动磁铁将浮子的高度位置传递到设置在量具盒中的刻度上和/或传递到同样也设置在量具盒中的一个电测量敏感元件上。

除了带锥形测量管和球形或锐边的浮子结构形式外，也有采用带一个测量孔板的直线测量管和板孔中带一个锥形的浮子。测量管也可不垂直布置，在这种情况中，有必要将浮子的重力通过一个作用在浮子上的弹簧的弹力来代替。

本发明主要涉及一种量具盒的结构，该量具盒用来容纳至少随动磁铁和转换随动磁铁的运动的指示装置，这种结构根据浮子流量计的结构而可有不同的方案。本发明的第二原则考虑到了在封闭管内中已经安装测量管的情况下还可能补装量具盒。

流体介质用的浮子流量计的公知的量具盒总的说来是这样设计的：附加的机械和/或电气功能单元只通过螺丝与量具盒本身连接或通过插塞或螺丝与一个安装指针的指针轴的轴套连接或与指针轴本身连接。这里首先必须指出，浮子流量计通常只提供一种基本结构，亦即不提供把随动磁铁的运动转换成电信号的变送器或不提供指示浮子流量计达到最大或最小量程的机械或电气的阈值指示装置。公知的固定方法对这种流量计补装别的功能单元是有问题的，因为这种公知的固定方法很难根据浮子流量计的安装位置进行施工，特别是对指针轴需要特别小心。

由此产生一个特殊的问题是，为了校准浮子流量计，多数浮子流量计通常都在指针轴上配置一个重心位于指针轴外的配重或校准重，其位置单独由每个浮子流量计的校准过程来确定。这时为了在指针轴的轴套上安装带有可能的电气接触传感器的阈值指示装置和在指针轴上安装所属的接触片，则必须取下这种浮子流量计指针轴的配重或校准重。所以，这种公知的浮子流量计需要补装，然后该浮子流量计必须进行重新校正，以确定配重或校准重的位置。由于种种原因，这样作是很成问题的：第一，为了校准浮子流量计必须拆卸设备的管道系统，这样通常需要中断生产过程；第二，校准工作需要专业技术人员，这种人不是每个车间都配有的，即使配有这种人，也会增加费用；第三，需要的校准只能用一种校准装置来调节通过浮子流量计的一种已知的流量，这样的校准装置当然需要相当大的费用。

所以本发明的任务在于，对公知的浮子流量计进行这样设计和改进，使它配备量具盒或可补装量具盒，而且将浮子流量计的附加功能单元补充装入量具盒中时不成问题，也不需要专门的技术人员。

根据本发明的第一原则，前面提出的任务是这样解决的：量具盒至少具有一个安装机械和/或电气功能单元的插接件用的插接导轨。根据本发明的第二原则，前面提出的任务是这样解决的：流动介质浮子流量计用的量具盒至少有一个安装机械和/或电气功能单元的插接件用的插接导轨。按第一和第二原则的本发明设计确保了附加的机械和/或电气功能单元的补装很简单、很迅速，既需要专门技术人员，又不需要随后进行校准。补装简化到这样的程度，例如只由一个车间电工在其一般的业务工作范围内就可完成。此外，本发明还保证了相应配备的量具盒的制造过程比公知的量具盒简单得多。

根据第一种有利的结构，本发明装置的特征是，插接件作成刻度盘，这种结构特别简化了制造过程，可用同一个量具盒与不同公称内径的测量管和相应配合的刻度盘连接。就这方面而言，特别有利的是，本发明的原则与属于发明人的追加公布的同样涉及一种配备一个随动磁铁的浮子流量计的专利DE-A-196 39 060的原则相结合而可同时实现公称内径不同的测量管也能采用相同距离的刻度。此外，即使用其他的插接件，补装工作也很简单，因为刻度盘很容量拆卸，所以可从上方拆卸其他的插接件。

特别有利的是，本发明装置设计成使插接件至少装有一个具有一根阈值指针的阈值指示装置。恰好这种阈值指示装置的安装在先有技术公开的浮子流量计是特别麻烦的，而且通常需要进行上面述及的浮子流量计的重新校准。本发明的结构方案确保了这种阈值指示装置的安装不用专业技术人员而用一个例如车间电工即可在几分钟内完成。

根据本发明设置在插接件上的阈值指示装置最好设计成具有一个能够从一侧推到指针轴的轴套上并与轴套共同作用构成一个径向轴承的槽。在这种结构中，阈值指示装置上设置的槽同时作为装有阈值指示装置的插接件的止挡和径向轴承，该径向轴承可使阈值指示装置绕指针轴中心旋转。

由轴套和槽构成的径向轴承附加需要的阈值指示装置的导向通过一个导向槽来保证阈值指示装置与所属的插接件连接是特别适合的，即一个设置在阈值指示装置圆周方向延伸的槽与一个设置在插接件上的固定销共同动作而象一个月牙形导向装置。这种固定方式特别简单，而且例如可用一个固定销将两个阈值指示装置固定成使之与轴套共同动作绕指针轴旋转。

如果阈值指示装置同时带有电接触传感器，则随着所属的插接件的插入，用阈值指针机械指示最小和最大量程达到阈值和用电接触传感器电指示达到最小和最大量程都是不成问题的。

通过将电接触传感器的操作片构成指针的配重而可使本发明的装置进一步简化。通过这一措施可避免将单个操作片安装在指针轴上。

如果将插接件进一步作成印刷电路板，则通过这一措施除了可将机械的功能单元设置在插接件上外，同时还可设置一个电气的功能单元，后者用螺丝或插塞式连接即可与浮子流量计的其余电气部件实现简单的电连接。

如果把装有阈值指示装置的插接件同时作成印刷电路板，则在该印刷电路板上附加装配至少用来控制开关接点所需的电子器件乃是特别适合的。这样就提供了一个功能单元，这个功能单元可将现有装置用一道工序在几分钟之内配上机械和电气的最小和最大值指示。

本发明浮子流量计或本发明量具盒的结构和改进结构具有各种不同的方案。为此，下面将结合附图中所示的优选实施例来进一步加以说明。附图表示：

图1表示浮子流量计用的本发明量具盒第一实施例的分解图；

图2表示本发明阈值指示装置的一个实施例的透视图；

图3表示浮子流量计用的本发明量具盒第二实施例的局剖侧视图。

图1表示浮子流量计用的一种量具盒1，该量具盒具有一个图中未示的测量管、一个设置在测量管中可沿流动方向运动的未示出的浮子和一个与该浮子连接的未示出的永久磁铁。在图1中同样也未示出一个可旋转地设置在量具盒1的盒底2上的随动磁铁，该随动磁铁用来跟踪与浮子连接的永久磁铁的运动。这个随动磁铁的结构已在前述专利DE-A-196 39 060中详细指出。在量具盒1内设置的转换随动磁铁的运动的指示装置在图1所示本发明量具盒的第实施例中作成一个设置在一根与该随动磁铁连接的指针轴3上的指针4。指针轴3在此实施例中装有一个轴套5上。本发明的量具盒1为装有机械和/或电气功能单元的插接件9、10配置了三个插接导轨6、7、8。

在图1所示本发明量具盒1的第一实施例中，在盒底2上装有一个将随动磁铁的运动转换为电信号的变送器11。

在图1所示实施例中，第一插接件9作成刻度盘。在这个第一插接件9上为指针轴3开一个切口。在第一插接件9上印制的刻度12的旁边设置有一个槽13，通过此槽可看到指示最大或最小量程的阈值指示器14、15的端部。从先有技术可知，该阈值指示器14、15用来标定最大和最小量程，在该量程内实际的流量值是临界的并需要修正。作为刻度盘构成的第一插接件9插入量具盒1最上的插接导轨6中。这条最上的插接导轨6与下面的两条插接导轨7、8是有区别的，因为它通过一个图中未示出的护板可直接看到，所以它是透光的。

在图1所示实施例中，第二插接件10插入最下的插接导轨8，第二插接件10装有两个分别具有一个阈值指针14、15的阈值指示装置16、17。

图2是阈值指示装置16的一种实施例的放大图，这个阈值指示装置16的这个实施例由一块半圆形底板18、一个指针支柱19、阈值指针14和图中未示出的一个电接触传感器的一个支柱20组成。这个阈值指示装置16最好用一块钢板作成整体。阈值指示装置16上设置一个槽而可将阈值装置16从一侧推到指针轴3的轴套5上。该槽的半径与轴套5的半径精确配合，所以该槽和轴套5共同作用形成一个承受径向向里作用的力的径向轴承。

为了可能承受径向向外作用的力，阈值指示装置具有一个平行于圆周延伸的槽21，此槽与图1中所示的一个固定在第二插接件10上的销子22构成一个月牙形的导向槽。这个导向槽与由该槽和轴套5构成的径向轴承一起保证了阈值指示装置绕指针轴旋转。也可用一个螺丝代替销子22，在阈值指示装置16、17调整后，该螺丝拧紧以固定这个调节位置。这种固定例如还可用一个粘接点来保证。

同样如图1所示，阈值指示装置16、17在其支柱上支承着电接触传感器23、24，这两个传感器23、24分别具有一个槽，与指针轴3连接的操作片25根据指针位置进入该槽中并控制电接触传感器23、24。在这个实施例中，操作片25与指针4作成整体，同时构成指针4的重量的配重，并由此平衡指针轴3上的力矩。所以与公知的浮子流量计比较，在所属的量具盒的每种基本结构中都已经设置了操作片25，因此，在补装一个或多个阈值指示装置时不需要在指针轴3上固定附加的操作片。

最后，在图1所示实施例中，第二插接件10作成印刷电路板，而且这块印刷电路板至少配有控制电接触传感器用的图中未示出的电子器件。除了控制电接触传感器的电子器件外，还可在构成第二插接件10的印刷电路板上设置别的电子器件，例如设置一个驱动器来桥接浮子流量计和中央控制台之间的大的距离。

图3表示本发明量具盒26的第二实施例。在这个第二实施例中，全部三个插接导轨27、28、29都作成侧板30、31中的槽。与图1所示第一实施例比较，此处的两个下插接导轨7、8由装在侧板上的塑料导轨组成。在图3所示的第二实施例中也插接一个装有机械和/或电气功能单元的插接件32。插接件10、32和变送器11或外部电源之间的电连接通过插塞连接或螺丝连接33、34、35来保证。

最后，在图3中还示出了一块在图1中未示出的护板36，该护板由一个透明窗口37和一个外壳38组成。第二实施例与图1所示第一实施例相同的其余全部部件都用相同的标号表示。

Claims (7)

1.流动介质浮子流量计的量具盒(1、26)，其具有至少一个用来跟踪与设置在测量管中可沿流动方向运动的浮子连接的永久磁铁的运动的旋转支承着的随动磁铁和一个转换随动磁铁的运动的指示装置(3、4、5)，其中，为插接件(10)至少设置一条插接导轨(8、29)，其特征是，插接件(10)至少装有一个具有一根阈值指针(14、15)的阈值指示装置(16、17)。

2.按权利要求1的量具盒，其特征是，阈值指示装置(16、17)具有一个槽而可从一侧插到指针轴(3)的轴套(5)上并与轴套(5)共同作用构成一个径向轴承。

3.按权利要求1或2的量具盒，其特征是，阈值指示装置(16、17)带有一个电接触传感器(23、24)。

4.按权利要求3的量具盒，其特征是，设置了一个带配重的指针(4)，指针(4)的配重构成电接触传感器(23、24)的操作片(25)。

5.按权利要求1或2的量具盒，其特征是，插接件(10、32)作成印刷电路板。

6.按权利要求5的量具盒，其特征是，该印刷电路板至少装有用来控制电接触传感器(23、24)所需的电子器件。

7.流动介质的浮子流量计，其特征是采用如权利要求1～6所述的量具盒。

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