DE29715090U1

DE29715090U1 - Durchflußmeßumformer

Info

Publication number: DE29715090U1
Application number: DE29715090U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2007-08-23

Description

GR 97 G 4439 DE

Beschreibung
Durchflußmeßumformer

Die Erfindung betrifft einen Durchflußmeßumformer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 44 37 588 ist ein Durchflußmeßumformer bekannt, bei welchem zwei Ultraschallwandler in axialem Abstand zueinander an einem Meßrohr befestigt sind. Die beiden Wandler werden wechselweise als Sender bzw. als Empfänger betrieben und die Laufzeiten von Ultraschallsignalen stromauf und stromab gemessen. Aus der Differenz der gemessenen Laufzeiten kann auf die Strömungsgeschwindigkeit eines Meßmediums, welches durch das Meßrohr fließt, geschlossen werden. Das Meßrohr ist im wesentlichen als Gußteil gefertigt. An den beiden Enden des Meßrohrs ist jeweils ein Flansch mit einem trichterförmigen Einlauf angeformt. Nachteilig bei dieser Ausführung sind der Aufwand für die Bearbeitung der ReflektorfIachen für das Ultraschallsignal im Meßrohr, für welche ein gesonderter Deckel vorgesehen werden muß, und für die Bearbeitung der Flanschanschlußstellen sowie die große Einbaulänge des Meßumformers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmeßumformer zu schaffen, der sich durch einen geringeren Herstellungsaufwand und eine geringe Einbaulänge auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue Durchflußmesser der 0 eingangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des An-

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spruchs 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß bei geringer Einbaulänge des Meßrohrs ein gezogenes Rohr verwendet werden kann, das durch ein Kaltumformverfahren auf eine für die Ultraschallmeßstrecke gewünschte Form gebracht werden kann. In einfacher Weise kann so eine helixförmige Schallführung im Meßrohr realisiert werden, die als solche aus der DE 43 36 370 Cl bekannt ist. Bei der dort beschriebenen Schallführung sind auf der den Ultraschallwandlern jeweils gegenüberliegenden Seite des Meßrohrs Reflektoren befestigt, deren Geometrie so ausgelegt ist, daß die Ultraschallwellen spiral- oder helixförmig durch das Meßrohr geführt werden. Für zusätzliche Reflexionen zwischen diesen eingesetzten Reflektoren muß die Innenfläche des Meßrohrs keiner zusätzlichen Behandlung unterzogen werden.

Gegenüber einem Vorschweißflansch, der an der Stirnseite eines gezogenen Rohrs angeschweißt werden müßte, hat ein auf das Meßrohr aufgesetzter Flansch den Vorteil, daß kein Durchschweißen durch die gesamte Dicke der Meßrohrwand erforderlich ist und keine Schweißnähte oder Schweißwulste auf der Wandinnenseite und somit im Meßkanal entstehen. Zudem ist im Meßkanal kein durch ein Anfügen des Flansches verursachter Fügespalt vorhanden, und die Einbaulänge des Meßumformers wird um die Länge der Vorschweißflansche reduziert.

Bei einer Befestigung des Flanschs am Meßrohr durch Schweißen 0 hat ein aufgesetzter Flansch gegenüber einem Vorschweiß-

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flansch den Vorteil, daß er nur in einer Ebene verschweißt werden muß und eine rotierende Bewegung des Meßrohrs in der Schweißanlage nicht erforderlich ist. Es genügt eine Stichschweißnaht, die mit einem Laser- oder WIG-Schweißverfahren angeschweißt wird und die Fügestelle zwischen Flansch und Meßrohr nicht vollständig durchdringen muß.

Auf das Meßrohr können Standardflansche aufgesetzt werden, die in Massenproduktion kostengünstig vorgefertigt sind. Bei der Montage wird der Flansch in einfacher Weise auf das Meßrohr aufgesetzt und auf Anschlag oder definierte Einbaulänge positioniert. Durch vorbearbeitete Meßrohre und Flansche ist eine lagegenaue Montage gewährleistet. Dadurch werden Verspannungen des Meßumformers am Einbauort in einer prozeßtechnischen Anlage vermieden.

Der Flansch kann aus einem anderen Material als das Meßrohr gefertigt werden. Das ist von Vorteil, wenn das Meßrohr aufgrund von Anforderungen an eine Medienresistenz aus einem hochwertigen und teuren Material besteht. Damit ein evtl. weniger medienresistentes Flanschmaterial nicht vom Medium berührt wird, wird eine Dichtlippe eingesetzt, welche einen Fügespalt zwischen Meßrohr und Rohrleitung verschließt. Auf diese Weise kann mit einer einfachen konstruktiven Maßnahme eine Kostenreduzierung erreicht werden. Der Flansch ist einfach an die Bedürfnisse der Meßrohrkonstruktion, beispielsweise Rohrdurchmesser oder Wandstärke, anpaßbar.

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Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im folgenden Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine Perspektivansicht eines Meßumformers und Figur 2 ein Schnittbild durch einen aufgesetzten Flansch.

In Figur 1 ist ein Meßumformer für die Durchflußgeschwindigkeit eines Mediums in einem Meßrohr 1 dargestellt. Als Meßfühler oder Aufnehmer dienen zwei Ultraschallwandler, die in axialem Abstand zueinander an dem Meßrohr l angebracht sind. In Figur l ist einer der Ultraschallwandler verdeckt, der andere mit dem Bezugszeichen 2 versehen. An das Meßrohr 1 ist ein Gehäuse für eine Elektronik des Meßumformers angeflanscht, das im wesentlichen aus zwei Gehäuseabschnitten besteht, deren Form jeweils einem Zylinder entspricht. An der vorderen Grundfläche des einen Zylinders 3 ist ein Bedien- und Beobachtungsmodul 4 angeordnet. Hinter diesem Modul befindet sich ein zylinderförmiger Raum für die Elektronik des Meßumformers. In dem anderen Zylinder 5 befinden sich hinter einem Abschlußdeckel 6 Anschlußklemmen für ein in der Figur nicht dargestelltes Anschlußkabel, das durch Kabeleinführungen 7 und 8 in das Gehäuse eingezogen werden kann.

Das Meßrohr 1 ist aus einem gezogenen Rohr gefertigt. Im Bereich der Meßstrecke wird durch ein Kaltumformverfahren aus einem ursprünglich runden Rohrquerschnitt ein quadratischer geformt. In den Bereichen zwischen der Meßstrecke und den Flanschanschlüssen ist jeweils ein Übergang des quadratischen

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Querschnitts auf einen runden angeformt. Je nach Schallführung innerhalb der Meßstrecke sind auch andere Querschnittsformen, z. B. beliebig vieleckig oder rund, möglich. Auf den beiden runden Enden des Meßrohrs 1 ist jeweils ein Flansch 9 bzw. 10 aufgesetzt. Die beiden Flansche 9 und 10 können in einfacher Weise aus einem Blindflanschrohteil gefertigt werden. Aufgrund der gewählten Anbringung der Flansche 9 und 10 an dem Meßrohr 1 wird die Einbaulänge des Meßumformers in einer Rohrleitung einer nicht dargestellten prozeßtechnischen Anlage gegenüber der Länge der eigentlichen Ultraschallmeßstrecke nur unwesentlich vergrößert. Das wirkt sich günstig auf eine kompakte Bauform des Meßumformers aus. Zudem verfälscht ein ungleichmäßiges Strömungsprofil im Meßrohr 1 aufgrund der helixförmigen Schallführung kaum das Meßergebnis, so daß auf einen besonderen Einlauf am Meßrohr verzichtet werden kann.

Figur 2 verdeutlicht die Art der Befestigung eines Flansches 11 auf einem Meßrohr 12. Der Flansch 11, der mit Bohrungen und 15 für Schrauben zur Befestigung an einem dazu korrespondierenden Flansch einer Rohrleitung versehen ist, wird auf das Ende des Meßrohrs 12 aufgesetzt und durch einen nicht dargestellten Anschlag positioniert. Eine kreisförmige Dichtfläche 13, auf welche beim späteren Einbau in eine Rohrleitung ein flacher Dichtring aufgelegt wird, ragt etwa einen Millimeter über das Rohrende hinaus. Nach Einbau verbleibt somit ein Spalt zwischen Meßrohr 12 und Rohrleitung, in welchen eine Dichtlippe eingesetzt werden kann. Der Flansch 11 wird dann nicht von einem Medium, welches durch das Meßrohr 12 fließt, berührt und muß nicht aus einem medienresistenten

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Material gefertigt werden. Der Flansch 11 wird durch eine Stichschweißnaht gegen ein Verschieben vom Meßrohr 12 gesichert, die mit Laser- oder WIG-Schweißverfahren angeschweißt wird. Dabei wirkt es sich vorteilhaft aus, daß die Verbindungsstelle zwischen Flansch 11 und Meßrohr 12 vollständig von der freien Flanschanschlußseite her zugänglich ist. Daher ist ein kostengünstiges Schweißen aus einer Ebene möglich. Es genügt eine Schweißnaht, die zu etwa 20 % in die Tiefe der Berührungsfläche zwischen Flansch 11 und Meßrohr 12 eindringt.

Claims

GR 97 G 4439 DE Schutzansprüche

1. Durchflußmeßumformer mit einem Meßrohr (1), das von einem Medienstrom durchflossen wird und an den Enden jeweils mit einem Flansch (9, 10) zum Einbau in eine Rohrleitung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Meßrohrs (1) jeweils ein Flansch auf die Mantelfläche des
Meßrohrs (1) aufgesetzt und gegen ein Verschieben gesichert ist.
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2. Durchflußmeßumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meßrohr (1) aus einem gezogenen oder kaltgeformten Rohr gefertigt ist.

3. Durchflußmeßumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) auf dem Meßrohr (12) durch eine umlaufende Schweißnaht befestigt ist.

4. Durchflußmeßumformer nach Anspruch 3, dadurch ge-

kennzeichnet, daß der Flansch (11) auf dem Meßrohr (12) mit einer durch ein Schweißverfahren von der Anschlußseite her angebrachten Stichschweißnaht befestigt ist.

5. Durchflußmeßumformer nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) und das Meßrohr (12) aus unterschiedlichen Materialien bestehen und eine Berührung des Flansches (11) durch das Medium mit einer Dichtlippe verhindert wird.

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6. Durchflußmeßumformer nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß am Meßrohr (1) in axialem Abstand zueinander zwei Ultraschallwandler (2) angebracht sind, die wechselweise als Sender und als Empfänger betreibbar sind, so daß aus der Differenz der gemessenen Schallaufzeiten stromauf und stromab die Strömungsgeschwindigkeit des Meßmediums berechenbar ist.