DE29821673U1 - Fluid power device, in particular flow sensor with housing made of line connecting elements - Google Patents
Fluid power device, in particular flow sensor with housing made of line connecting elementsInfo
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Description
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"Fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Durchflußsensor mit Gehäuse aus Leitungsverbindungselementen""Fluid technology device, in particular flow sensor with housing made of line connection elements"
Die Erfindung betrifft eine fluidtechnische Einrichtung und insbesondere einen Durchflußsensor mit einem Gehäuse, das eine insbesondere zylindrische Durchflußkammer für das Meßmedium enthält.The invention relates to a fluid power device and in particular to a flow sensor with a housing which contains a particularly cylindrical flow chamber for the measuring medium.
Als bekannte Beispiele solcher Durchflußsensoren können Schwebekörper-Durchflußmesser, Flügelrad-Durchflußmesser und dergleichen, genannt werden. Es sind auch Durchflußsensoren der eingangs genannten Art bekannt, bei denen ein in der Durchflußkammer unter der Wirkung des Staudrucks des strömenden Mediums gegen die Kraft einer Rückstellfeder axial bewegbarer Staukörper angeordnet ist, dessen jeweilige axiale Position vom Durchfluß abhängt. Der Staukörper umfaßt einen Permanentmagneten, dessen axiale Position in der Durchflußkammer von einem außerhalb der Durchflußkammer am Gehäuse angeordneten Reed-Kontaktschalter überwacht wird. Der Schaltzustand des Reed-Kontaktschalters wird ausgewertet, um Informationen über das Strömungs- bzw. Durchflußgeschehen zu erhalten. Derartige Durchflußsensoren können als Durchflußwächter verwendet werden, um das Überschreiten bzw. Unterschreiten eines vorbestimmten Durchflußmengenstromwertes zu überwachen oder ggf. die Zustände "Durchfluß vorhanden" und "kein Durchfluß" zu unterscheiden. Bekannte Durchflußsensoren bzw. Durchflußwächter der vorstehend genannten Art weisen zum Teil kompliziert gestaltete Gehäuse für die Durchflußkammern und für die darin untergebrachten Mittel für die Durchflußerfassung auf.Well-known examples of such flow sensors include float flow meters, impeller flow meters and the like. Flow sensors of the type mentioned at the beginning are also known in which a bluff body is arranged in the flow chamber which can be moved axially against the force of a return spring under the effect of the dynamic pressure of the flowing medium and whose respective axial position depends on the flow. The bluff body comprises a permanent magnet whose axial position in the flow chamber is monitored by a reed contact switch arranged on the housing outside the flow chamber. The switching state of the reed contact switch is evaluated in order to obtain information about the flow or throughflow. Such flow sensors can be used as flow monitors to monitor whether a predetermined flow rate value is exceeded or not reached, or to distinguish between the states "flow present" and "no flow". Known flow sensors or flow monitors of the type mentioned above sometimes have complicated housings for the flow chambers and for the flow detection means housed therein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine fluidtechnische Einrichtung und insbesondere einen Durchflußsensor der eingangs genannten Art mit einem auf einfache Weise kostengünstig realisierbaren Gehäuse anzugeben.The object of the present invention is to provide a fluid power device and in particular a flow sensor of the type mentioned at the outset with a housing that can be realized in a simple and cost-effective manner.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Gehäuse auszweiLeitungsverbindungselementen, vorzugsweise genormten Standard-Montageelementen aus dem Bereich der Installationstechnik, deren jedes zwei axiale entgegengesetzte Anschlußenden aufweist, und einem Hülsenkörper gebildet ist, der ein Anschlußende eines der Leitungsverbindungselemente mit einem Anschlußende des anderen Leitungsverbindungselements verbindet.To achieve this object, it is proposed according to the invention that the housing is formed from two line connection elements, preferably standardized standard assembly elements from the field of installation technology, each of which has two axially opposite connection ends, and a sleeve body which connects a connection end of one of the line connection elements to a connection end of the other line connection element.
Bei den aus Standard-Montageelementen gewählten Leitungsverbindungselementen kann es sich insbesondere um handelsübliche Fittings, Schlauch-Verbindungsstücke usw. handeln, die für den sanitärtechnischen Bereich oder chemietechnischen Bereich in großer Stückzahl preiswert hergestellt und kostengünstig angeboten werden.The line connection elements selected from standard assembly elements can in particular be commercially available fittings, hose connectors, etc., which are inexpensively manufactured in large quantities for the sanitary or chemical engineering sector and offered at low cost.
Die hier betrachteten Leitungsverbindungselemente sind üblicherweise rotationssymmetrisch ausgebildet und weisen zwei axial zu entgegengesetzten Seiten von einem zentralen Abschnitt nach außen hin abstehende Anschlußenden bzw. Anschlußnippel auf. Als Hülsenkörper kann ein ebenfalls als Standard-Montageelement im sanitärtechnischen Bereich oder chemietechnischen Bereich verfügbares, preiswertes Bauteil, beispielsweise eine Muffe, herangezogen werden, welches von den Abmessungen her so gewählt wird, daß an seinen entgegengesetzten Enden unmittelbar die Leitungsverbindungselemente mit ihren Anschlußenden passend angeschlossen werden können.The pipe connection elements considered here are usually rotationally symmetrical and have two connection ends or connection nipples that protrude outwards from a central section on opposite sides. An inexpensive component that is also available as a standard assembly element in the sanitary or chemical engineering sector, such as a sleeve, can be used as the sleeve body, the dimensions of which are selected so that the pipe connection elements with their connection ends can be connected directly to its opposite ends.
Das so zusammengesetzte Ensemble aus zwei Leitungsverbindungselementen und einem Hülsenkörper bildet ein Gehäuse mit einer darin befindlichen Durchflußkammer, die von den Hohlräumen der einanderThe ensemble of two line connecting elements and a sleeve body thus assembled forms a housing with a flow chamber located therein, which is filled by the cavities of the mutually
zugewandten und durch den Hülsenkörper miteinander verbundenen Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente und/oder von dem Hohlraum des Hülsenkörpers definiert ist. Die Baugruppe aus Hülsenkörper und beidseitig daran angesetzten Leitungsverbindungselementen weist automatisch äußere Anschlußenden, nämlich die freien, vom Hülsenkörper axial nach außen abstehenden Anschlußenden oder Anschlußnippel der Leitungsverbindungselemente auf. Diese Anschlußenden werden als externe Anschlüsse bei der Integration des Durchflußsensors in ein Leitungssystem herangezogen.facing connection ends of the line connection elements and connected to one another by the sleeve body and/or by the hollow space of the sleeve body. The assembly consisting of the sleeve body and the line connection elements attached to both sides automatically has external connection ends, namely the free connection ends or connection nipples of the line connection elements that protrude axially outwards from the sleeve body. These connection ends are used as external connections when integrating the flow sensor into a line system.
Leitungsverbindungselemente in Form von Schlauchanschlußstücken, Rohrverschraubungen und dazu passende Hülsenkörper sind in diversen Normgrößen erhältlich, so daß nach dem erfindungsgemäßen Konzept ein weiter Bereich verschiedener Gehäusegrößen abgedeckt werden kann.Line connection elements in the form of hose connectors, pipe fittings and matching sleeve bodies are available in various standard sizes, so that a wide range of different housing sizes can be covered according to the inventive concept.
Vorzugsweise werden Leitungsverbindungselemente und Hülsenkörper herangezogen, die betreffende Anschlußgewinde für eine gegenseitige Verschraubung aufweisen. Dabei kann ein mit einem Innengewinde versehener Hülsenkörper vorgesehen sein, in den von beiden axialen Seiten her mit einem betreffenden Außengewinde ausgestattete Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente eingeschraubt werden können.Preferably, line connection elements and sleeve bodies are used which have respective connection threads for mutual screwing. In this case, a sleeve body provided with an internal thread can be provided, into which connection ends of the line connection elements equipped with a respective external thread can be screwed from both axial sides.
Alternativ kann der Hülsenkörper ein Außengewinde aufweisen, so daß die betreffenden Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente mit einem komplementären Innengewinde versehen sind, um die Schraubverbindung herzustellen.Alternatively, the sleeve body may have an external thread so that the respective connection ends of the line connecting elements are provided with a complementary internal thread in order to establish the screw connection.
Je nach Art der Leitungsverbindungselemente und des Hülsenkörpers kommen statt einer Schraubverbindung auch alternative Arten der Verbindung zwischen Hülsenkörper und betreffenden Anschlußenden der Leitungsverbindungselemente in Frage, beispielsweise Steckverbindungen, Klemmverbindungen, Preßverbindungen oder Aufschrumpfverbindungen.Depending on the type of cable connection elements and the sleeve body, alternative types of connection between the sleeve body and the relevant connection ends of the cable connection elements can be used instead of a screw connection, for example plug connections, clamp connections, press connections or shrink-on connections.
Die Leitungsverbindungselemente sind vorzugsweise einander gleich und können in bekannter Weise aus Metall oder/und Kunststoff gefertigt sein.The line connection elements are preferably identical to one another and can be made of metal and/or plastic in a known manner.
In der Durchflußkammer sind entsprechend den jeweiligen Ausführungsformen des Durchflußsensors nach der Erfindung Einrichtungen für die Durchflußerfassung angeordnet, die auf die Strömung des Meßmediums ansprechen.In the flow chamber, devices for flow detection are arranged according to the respective embodiments of the flow sensor according to the invention, which respond to the flow of the measuring medium.
Bei derartigen Einrichtungen kann es sich z.B. um ein Flügelrad im Falle eines Flügelrad-Durchflußmessers, um einen Schwebekörper, im Falle eines Schwebekörper-Durchflußmessers usw. handeln.Such devices may, for example, be an impeller in the case of a vane flow meter, a float in the case of a variable area flow meter, etc.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die in der Durchflußkammer untergebrachte Einrichtung für die Durchflußerfassung einen axial verschiebbar angeordneten Staukörper auf, der von dem strömenden Medium nach Maßgabe des Staudrucks gegen die Rückstellkraft einer Feder in axialer Richtung der Durchflußkammer zu verdrängen ist. Die axiale Auslenkung des Staukörpers hängt von der jeweiligen Durchflußmenge pro Zeiteinheit ab und kann daher als Maß für den Durchfluß herangezogen werden.In a preferred embodiment, the device for flow detection accommodated in the flow chamber has an axially displaceable bluff body which is to be displaced by the flowing medium in accordance with the static pressure against the restoring force of a spring in the axial direction of the flow chamber. The axial deflection of the bluff body depends on the respective flow rate per unit of time and can therefore be used as a measure of the flow.
Vorzugsweise umfaßt der Staukörper einen Permanentmagneten, dessen axiale Position von einem Magnetfeldsensor außerhalb der Durchflußkammer erfaßt wird. Bei dem Magnetfeldsensor kann es sich beispielsweise um einen Reed-Schalter oder um einen Hall-Sensor handeln.Preferably, the bluff body comprises a permanent magnet, the axial position of which is detected by a magnetic field sensor outside the flow chamber. The magnetic field sensor can be, for example, a reed switch or a Hall sensor.
Das Sensorgehäuse nach der Erfindung kann z.B. auch als Gehäuse für einen magnetisch induktiven Durchflußmesser u. dgl. verwendet werden.The sensor housing according to the invention can also be used, for example, as a housing for a magnetic inductive flow meter or the like.
In Verallgemeinerung der vorstehenden Anmerkungen betrifft die Erfindung auch eine fluidtechnische Einrichtung, insbesondere Durchflußsensor oder Pumpe, mit einem in ein Fluidleitungssystem zu integrierendes Gehäuse, dasIn generalization of the above remarks, the invention also relates to a fluid power device, in particular a flow sensor or pump, with a housing to be integrated into a fluid line system, which
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Funktionselemente der fluidtechnischen Einrichtung aufnimmt und einen Eingangsanschluß und einen Ausgangsanschluß aufweist. Die fluidtechnische Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei Leitungsverbindungselementen, deren jedes zwei axial entgegengesetzte Anschlußenden aufweist, und einem Hülsenkörper gebildet ist, der ein Anschlußende eines der Leitungsverbindungselemente mit einem Anschlußende des anderen Leitungsverbindungselements verbindet, wobei die Leitungsverbindungselemente und insbesondere auch der Hülsenkörper aus Standard-Montagebauelementen aus dem installationstechnischen Bereich ausgewählt sind.Functional elements of the fluid power device and has an input connection and an output connection. The fluid power device is characterized in that the housing is formed from two line connection elements, each of which has two axially opposite connection ends, and a sleeve body which connects a connection end of one of the line connection elements to a connection end of the other line connection element, the line connection elements and in particular also the sleeve body being selected from standard assembly components from the installation technology sector.
Unter einem Gesichtspunkt kann die Erfindung auch als Verwendung von Standard-Montageelementen, nämlich Leitungsverbindungselementen und Hülsenkörper, zur Herstellung eines Gehäuses für eine fluidtechnische Einrichtung betrachtet werden.From one aspect, the invention can also be considered as the use of standard assembly elements, namely line connection elements and sleeve bodies, to produce a housing for a fluid power device.
Bei der fluidtechnischen Einrichtung kann es sich beispielsweise um den bereits angesprochenen Durchflußsensor handeln. Das Gehäuse eignet sich auch als Pumpengehäuse, beispielsweise einer Schwingkolbenpumpe. Die Merkmale der Ansprüche 2 - 9 können auch bei einem solchen Pumpengehäuse vorgesehen sein.The fluid power device can be, for example, the flow sensor already mentioned. The housing is also suitable as a pump housing, for example for an oscillating piston pump. The features of claims 2 - 9 can also be provided in such a pump housing.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the figures.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Durchflußsensors nach der Erfindung in einer schematischen nicht maßstäblichen Schnitt-Seitenansicht mit einem Innengewinde-Hülsenkörper.Fig. 1 shows a first embodiment of a flow sensor according to the invention in a schematic, not to scale, sectional side view with an internally threaded sleeve body.
Fig. 2 zeigt ein Gehäuse für ein zweites Ausführungsbeispiel eines Durchflußsensors nach der Erfindung mit Außengewinde des Hülsenkörpers. Fig. 2 shows a housing for a second embodiment of a flow sensor according to the invention with external thread of the sleeve body.
Das Gehäuse 1 des in Fig. 1 dargestellten Durchflußsensors nach der Erfindung besteht aus zwei identischen, handelsüblichen Schlauchanschlußstücken 3a und 3b und aus einem ebenfalls handelsüblichen Hülsenkörper 5, der die beiden Schlauchanschlußstücke 3a und 3b miteinander verbindet.The housing 1 of the flow sensor according to the invention shown in Fig. 1 consists of two identical, commercially available hose connectors 3a and 3b and of a likewise commercially available sleeve body 5 which connects the two hose connectors 3a and 3b to one another.
Die Schlauchanschlußstücke 3a und 3b haben jeweils zwei genormte Anschlußenden 7a, 9a bzw. 7b, 9b, die von einem zentralen Abschnitt 11 a bzw. 11b zu axial entgegengesetzten Seiten abstehen. Die bei der Baugruppe nach Fig. 1 einander zugewandten Anschlußenden (Anschlußnippel) 7a und 7b haben ein Außengewinde 13a bzw. 13b, an dem sie mit dem Innengewinde 15 des Hülsenkörpers 5 verschraubt sind. Die einander zugewandten Stirnseiten 17a und 17b der Anschlußenden 7a und 7b beaufschlagen von entgegengesetzten Seiten her eine O-Ringdichtung 18. Das bei 13a, 13b und 1 5 stabil verschraubte Gehäuse 1 aus den Standard-Montageelementen 3a, 3b, 5 und 19 begrenzt eine Durchflußkammer 21 für das Meßmedium, das bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Durchflußsensors an dem Anschlußende 9a einströmt und aus dem Anschlußende 9b ausströmt. Bei den Anschlußenden 9a und 9b handelt es sich im Beispielsfall um Steckverbindungsanschlüsse für aufsteckbare Schlauch-Anschlußmuffen. The hose connectors 3a and 3b each have two standardized connection ends 7a, 9a and 7b, 9b, respectively, which protrude from a central section 11a and 11b to axially opposite sides. The connection ends (connection nipples) 7a and 7b facing each other in the assembly according to Fig. 1 have an external thread 13a and 13b, respectively, at which they are screwed to the internal thread 15 of the sleeve body 5. The facing end faces 17a and 17b of the connection ends 7a and 7b act on an O-ring seal 18 from opposite sides. The housing 1, which is firmly screwed at 13a, 13b and 15 and is made up of the standard mounting elements 3a, 3b, 5 and 19, defines a flow chamber 21 for the measuring medium, which flows in at the connection end 9a and flows out of the connection end 9b when the flow sensor is used as intended. The connection ends 9a and 9b in the example are plug-in connections for attachable hose connection sleeves.
Bei den gemäß Fig. 1 verwendeten Anschlußstücken 3a und 3b handelt es sich um Reduzier-Anschlußstücke mit einer jeweiligen Ringschulter 19a und 19b am Übergang vom kleineren zum größeren Querschnitt bzw. vom größeren zum kleineren Querschnitt. Die Ringschulter 19b dient als Feder-Widerlager zur axialen Abstützung einer auf Druck belasteten Schraubenfeder 22, die einen verschiebbar in der Durchflußkammer 21 geführten Staukörper 23 zur Ringschulter 19a des Schlauchanschlußstückes 3a hin vorspannt. Im Beispielsfall liegt der Staukörper 23 in einer den Eingangskanal 25 verschließenden Weise an der Ringschulter 19a an, sofern das Meßmedium stillsteht, also kein Durchfluß stattfindet. Strömt jedoch Meßmedium mit hinreichendem Druck in den Einlaßkanal 25 ein, so wird derThe connectors 3a and 3b used in accordance with Fig. 1 are reducing connectors with a respective annular shoulder 19a and 19b at the transition from the smaller to the larger cross-section or from the larger to the smaller cross-section. The annular shoulder 19b serves as a spring abutment for the axial support of a pressure-loaded helical spring 22, which preloads a bluff body 23, which is guided in the flow chamber 21, towards the annular shoulder 19a of the hose connector 3a. In the example, the bluff body 23 rests against the annular shoulder 19a in a manner that closes the inlet channel 25, provided that the measuring medium is stationary, i.e. no flow takes place. However, if measuring medium flows into the inlet channel 25 with sufficient pressure, the
Staukörper 23 gegen die Rückstellkraft der Feder 22 in Fig. 1 nach rechts verdrängt, wobei der Durchflußweg durch den Durchflußsensor hindurch freigegeben ist. Der Staukörper 23 umfaßt einen Permanentmagneten 29 als Lageindikator. Ein außen an dem Hülsenkörper 5 angeordneter Reed-Kontaktschalter 27 ändert als Magnetfeldsensor seinen Schaltzustand, sobald der Staukörper 23 mit seinem Permanentmagneten 29 eine vorbestimmte axiale Position in der Durchflußkammer 21 nach rechts hin überschreitet bzw. wieder nach links hin unterschreitet. Der Schaltzustand des Reed-Kontaktschalters 27 wird von einer (nicht gezeigten) elekironischen Schaltung überwacht, um Informationen über den Durchflußzustand des Sensors nach Fig. 1 bereitzustellen. Es handelt sich somit bei dem Durchflußsensor nach Fig. 1 um einen mit einfachsten Mitteln kostengünstig realisierbaren Durchflußwächter.The bluff body 23 is displaced to the right in Fig. 1 against the restoring force of the spring 22, whereby the flow path through the flow sensor is opened. The bluff body 23 comprises a permanent magnet 29 as a position indicator. A reed contact switch 27 arranged on the outside of the sleeve body 5 changes its switching state as a magnetic field sensor as soon as the bluff body 23 with its permanent magnet 29 exceeds a predetermined axial position in the flow chamber 21 to the right or falls below it again to the left. The switching state of the reed contact switch 27 is monitored by an electronic circuit (not shown) in order to provide information about the flow state of the sensor according to Fig. 1. The flow sensor according to Fig. 1 is therefore a flow monitor that can be implemented inexpensively using the simplest means.
Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Gehäuse für einen Durchflußsensor oder dergleichen, bei dem die Leitungsverbindungselemente 3a' und 3b' an den einander zugewandten Anschlußenden 7a' und 7b' ein Innengewinde 13a', 13b' haben und an diesen Innengewinden 13a' und 13' mit dem Außengewinde 15' des Hülsenkörpers 5' verschraubt sind. Bei den Leitungsverbindungselementen 3a' und 3b' in Fig. 2 handelt es sich beispielsweise um Rohrverschraubungsfittings mit Anschlußgewinde 30a' und 30b' auch an den axial nach außen gerichteten Anschlußenden 9a' und 9b'. Nicht gezeigt in Fig. 2 sind in der Durchflußkammer 21' angeordnete Mittel für die Durchflußerfassung, beispielsweise ein Schwebekörper oder eine Anordnung mit den in Fig. 1 bei 22, 23, 29 vorgesehenen Elementen.Fig. 2 shows a housing according to the invention for a flow sensor or the like, in which the line connection elements 3a' and 3b' have an internal thread 13a', 13b' on the mutually facing connection ends 7a' and 7b' and are screwed to the external thread 15' of the sleeve body 5' at these internal threads 13a' and 13'. The line connection elements 3a' and 3b' in Fig. 2 are, for example, pipe screw fittings with connection threads 30a' and 30b' also on the axially outward-facing connection ends 9a' and 9b'. Not shown in Fig. 2 are means for flow detection arranged in the flow chamber 21', for example a float or an arrangement with the elements provided at 22, 23, 29 in Fig. 1.
Bei den gezeigten Ausführungsformen sind die Leitungsverbindungselemente 3a, 3b; 3a', 3b' gleichartig ausgebildet. Bei bestimmten Anwendungssituationen kann es sinnvoll sein, unterschiedliche Leitungsverbindungselemente heranzuziehen, z.B. ein Schlauchanschlußstück auf einer Seite und ein Rohrverschraubungsfitting auf der anderen Seite.In the embodiments shown, the line connection elements 3a, 3b; 3a', 3b' are designed in the same way. In certain application situations, it may be useful to use different line connection elements, e.g. a hose connector on one side and a pipe screw fitting on the other side.
:T" : T"
Bei den gezeigten Anschlußstücken 3a, 3b liegt eine Stufe (Ringschulter 19a bzw. 19b) am Übergang zwischen den unterschiedlichen Durchmessern der Durchlaßöffnung vor. Es sind im Rahmen der Erfindung auch Anschlußstücke verwendbar, bei denen dieser Übergang allmählich und konisch gestaltet ist.In the illustrated connecting pieces 3a, 3b there is a step (annular shoulder 19a or 19b) at the transition between the different diameters of the passage opening. Within the scope of the invention, connecting pieces can also be used in which this transition is gradual and conical.
Sofern es das Durchflußerfassungsprinzip gestattet, können auch Leitungsverbindungselemente Verwendung finden, deren Durchlaßöffnung keine Durchmesseränderung aufweist.If the flow measurement principle allows it, line connection elements can also be used whose passage opening does not show any change in diameter.
Die in den Figuren 1 und 2 gezeigten Gehäuse 1 und T können alternativ Funktionselemente einer Pumpe aufnehmen, also als Pumpengehäuse genutzt werden.The housings 1 and T shown in Figures 1 and 2 can alternatively accommodate functional elements of a pump, i.e. be used as pump housings.
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