FI61759C - Volymstroemsmaetare foer ett stroemmande medium - Google Patents

Description

1 61759

Tilavuusvirtamittari virtaavaa väliainetta varten

Volymströmsmätare för ett strömmande medium Tämän keksinnön kohteena on tilavuusvirtamittari vir-5 taavan väliaineen, erityisesti nesteen virtausmäärän mittaamista varten, johon mittariin kuuluu lieriömäinen mittauskanava, johon liittyy tulokohta ja poistokohta mitattavan väliaineen johtamiseksi mittauskanavan läpi, mittauskanavassa aksiaalisesta liikkuva osoitinmäntä, jota tulokanavasta vir-10 taava väliaine siirtää mittauskanavassa eri aksiaalisiin asentoihin virtausmääristä riippuen ja mittauskanavassa sijaitseva aksiaalinen virtausrako, jonka kokoon vaikuttaa osoitinmännän aksiaalinen asema.

Tunnetaan aikaisemmin tämäntapaisia tilavuusvirtamit-15 tareita nesteiden virtausmäärien mittaamista varten käyttäen hyväksi nesteen nopeuspaineen ja staattisen paineen vuorovaikutusta kooltaan muuttuvassa mittauskanavassa. Näin syntyvä painetila ohjaa mittauskanavassa liikkuvaa mäntää, jonka asento kanavassa on tilavuusvirtamäärän mittana. Eräissä tun-20 netuissa mittarirakenteissa on mittauskanava kartiomaisesti laajeneva ja osoitinelimenä on käytetty kuulaa tai muuta ui-muria, jolloin nesteen läpivirtaukselle käytettävissä olevan virtausraon koon muuttuminen tapahtuu aksiaalisesti liikkuvan kuulan tai uimurin muuttaessa sijaintiaan mittauskanavan le-25 veämpään tai kapeampaan kohtaan virtausmäärän vaihtuessa.

Toisissa tunnetuissa mittarirakenteissa on mittauskanava lieriömäinen ja osoitinelimenä on käytetty mittauskanavan sisäpintaa laahaavaa mäntää, joka liikkuu männän läpi ulottuvan kiinteän kartiokaran ympärillä. Tällöin nesteen läpivirtauk-30 selle käytettävissä oleva virtausraon koon muuttuminen tapahtuu männän muuttaessa sijaintiaan kartiokaran paksumpaan tai kapeampaan kohtaan virtausmäärän vaihtuessa.

Haittana tämänkaltaisissa mittareissa on se, että nesteen epäpuhtaudet, esimerkiksi veden humusaineet, muodosta-35 vat kerrostumia mittauskanavan sisäpinnalle. Tämä vaikeuttaa 2 61759 liikkuvan männän asettumista oikeaan kohtaan ja tummentaa myös mittauskanavan sisäpintaa niin, että männän sijaintia on vaikea havaita. Jotta vältyttäisiin purkamasta mittaria puhdistusta varten on suomalaisessa patentissa 53 042 ehdo-5 tettu asentaa mittauskanavaan ulkopuolelta liikuteltavissa oleva harja, jolla mittauskanavan sisäpinta on puhdistettavissa. Mainittu patentti koskee kylläkin mittaria, jossa on kartiomaisesti laajeneva mittauskanava, mutta samantapaista harjapuhdistusta voitaisiin myös ajatella mittarissa, 10 jossa on lieriömäinen mittauskanava ja osoitinmäntä. Harjan käyttö on kuitenkin verrattain hidasta, josta syystä sen käyttö saattaa jäädä suorittamatta. Mittarista ulkoneva harjan varsi on lisäksi helposti vahingoittuva ja lisää huomattavasti mittarin tilantarvetta.

15 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tila- vuusvirtamittari, joka poistaa likaantumisesta johtuvan ongelman lisäten siten mittareiden toimintavarmuutta ja luotettavuutta. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella tilavuusvirtamittarilla, joka on tunnettu suunnanvaihtovent-20 tiilistä, joka ohjaa mitattavan väliaineen valinnaisesti mittauskanavan tulokohtaan tai kiertokanavan kautta mittauskanavaan osoitinmännän vastakkaiselle puolelle tulokohtaan nähden ja että osoitinmännässä on virtausyhteys mittauskanavan mainitulta puolelta tulokohdan puolelle ja mittauskanavan vir-25 tausrakoon.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että mittauskanavan puhdistaminen suoritetaan itse osoitinmännän avulla saattamalla se liikkumaan nopealla iskulla alkuasentoonsa ja takaisin mittausasentoonsa muuttamalla nesteen virtaus hetkel-30 lisesti päinvastaiseksi erityisen suunnanvaihtoventtiilin avulla. Osoitinmännän tämä liike pyyhkäisee mittauskanavan sisäpinnan puhtaaksi epäpuhtauksista. Osoitinmännän pyyhkäisy-liike käynnistetään yksinkertaisesti painamalla nappia, jolloin mitattava neste huolehtii männän liikuttelemisesta.

35 Osoitinmännän pyyhkäisyiskun aikana ei nesteen virtaus mittarin poistokohtaan katkea, mikä on tärkeätä esim. käytettäessä mittaria kaksipuolisen liukurengastiivisteen tiivistenesteen valvontaan.

3 61759

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen virtamittarin erästä edullista sovellutusmuotoa edestä nähtynä, 5 kuvio 2 esittää mittaria sivulta nähtynä leikkauksena pitkin kuviossa 1 olevaa viivaa II-II, kuvio 3 esittää mittaria edestä nähtynä leikkauksena pitkin kuviossa 2 olevaa viivaa III-III, kuvio 4 esittää mittaria sivulta nähtynä leikkauksena 10 pitkin kuviossa 3 olevaa viivaa IV-IV, kuvio 5 esittää mittaria edestä nähtynä leikkauksena pitkin kuviossa 4 olevaa viivaa V-V, kuvio 6 esittää mittaria sivulta nähtynä leikkauksena pitkin kuviossa 3 olevaa viivaa VI-VI, 15 kuvio 7 esittää mittaria pohjasta nähtynä, kuvio 8 esittää mittaria päältä nähtynä leikkauksena pitkin kuviossa 1 olevaa viivaa VIII-VIII, ja kuviot 9 ja 10 esittävät mittarin vaihtoehtoista sovellutusmuotoa edestä nähtynä pystyleikkauksena virtauksenmit-20 tausasennossa ja vastaavasti puhdistusasennossa.

Piirustusten kuvioissa 1-3 esitetty tilavuusvirtamitta-ri koostuu teräksisestä asennusosasta 1 ja sen päälle kiinnitetystä läpinäkyvästä muovisesta mittausosasta 2. Mittaus-osassa on lieriömäinen mittauskanava 3, jossa on aksiaali-25 sesti liikkuva osoitinmäntä 4, jota jousi 5 painaa mittauskanavan tulopäätä kohti.

Asennusosassa 1 on tuloliitäntäaukko 6 mitattavaa nestettä varten, joka tuloaukko on yhdistetty kanavien 7, 3, 9 ja 10 kautta mittauskanavan 3 tulopäähän. Asennusosassa on 30 lisäksi poistoliitäntäaukko 11, joka on yhdistetty kanavalla 12 mittauskanavaan ja kanavalla 13 painemittariin 14. Kanavaan 8 on asennettu säätöruuvilla 15 aseteltavissa oleva ku-ristuselin 16, joka muodostaa kanavaan kuristuskohdan mittauskanavaan tulevan tilavuusvirran säätämiseksi halutun suu-35 ruiseksi kalibroinnin yhteydessä.

61759 4

Kanavaan 7 on keksinnön mukaisesti asennettu suunnan-vaihtoventtiili 17, kuvio 8, johon kuuluu venttiilin rungossa aksiaalisesti liikkuva käyttökara 18, jonka sisäpäähän on kiinnitetty sulkulevy 19 ja ulkopäähän painike 20. Painikkeen 5 ja rungon väliin sovitettu jousi 21 työntää karaa kuviossa 8 esitettyyn mittausasentoon, jossa sulkulevy painautuu venttiilin rungon putkimaista jatketta 22 vasten. Painikkeen ollessa sisäänpainettuna sulkee sulkulevy kanavien 7 ja 8 välisen yhdysaukon 23, kuten kuviossa 5 on esitetty. Putkimai-10 seen jatkeeseen 22 on tehty poraus 24, joka yhdistää jatkeen sisätilan asennusosaan tehtyyn kanavaan 25, joka vuorostaan on yhdistetty kanavalla 26, kuv. 5, mittauskanavan 3 jousen puoleiseen päähän.

Mittauskanavan 3 lieriömäisen seinän alaosaan on muo-15 dostettu vinoporaus eli U-muotoinen virtausrako 27, joka viettää noin 5° kulmassa mittauskanavan tulopäästä poistokanavaan 12 asti. Osoitinmännän 4 suljetun pään kohdalla on rengasmainen kehäura, joka on yhdistetty säteettäisellä aukolla 28 ja aksiaalisella keskiaukolla 29 männän sisätilaan ja edelleen 20 mittauskanavan 3 jousen puoleiseen tilaan 3'. Männässä on holkkimainen jatke 4a, joka peittää männän suljetun pään ja poistoaukon 12 väliin kulloinkin jäävän osan virtausraosta 27.

Tilavuusvirtamittari toimii seuraavalla tavalla: 25 Mitattava neste virtaa mittariin tuloaukosta 6 kanavien 7, 8, 9 ja 10 kautta mittauskanavaan 3. Mittauskanavaan vir-taava neste kohdistaa osoitinmäntään 4 voiman, joka pyrkii siirtämään mäntää jousen 5 vaikutusta vastaan. Osoitinmännän asento mittauskanavassa on riippuvainen nesteen nopeuspaineen 30 ja staattisen paineen vaihteluista ja on nesteen tilavuusvir-tamäärän mittana. Osoitinmännän asento on helposti havaittavissa ulkopuolelta mittausosan läpinäkyvän materiaalin ansiosta. Tilavuusvirran kasvaessa liikkuu mäntä nesteen painamana jousta vastaan. Samanaikaisesti avautuu suurempi ulosvir-35 tausaukko nesteelle kaltevan virtausraon 27 ansiosta. Tällöin 5 61759 osa nesteen nopeuspaineesta muuttuu staattiseksi paineeksi, jolloin mäntä siirtyy tilanteen ja virtausmäärän edellyttämään asentoon. Mittausosan ulkopinnassa on asteikko, josta voidaan suoraan lukea kyseessä oleva tilavuusvirta. Männän 5 aukot 28, 29 tasaavat nestepaineet mittauskanavassa männän eri puolilla.

Kun mittari halutaan puhdistaa, painetaan suunnanvaih-toventtiilin 17 painiketta 20. Tällöin sulkulevy 19 sulkee kanavien 7 ja 8 välisen yhdysaukon 23, niin että nesteen 10 virtaus tuloaukosta 6 kanavan 10 kautta mittauskanavaan estyy. Samanaikaisesti avautuu kuitenkin yhteys kanavasta 7 suunnanvaihtoventtiilin putkimaisen jatkeen 22 ja porauksen 24 kautta kanavaan 25 ja edelleen kanavan 26 kautta mittaus-kanavan 3 jousen puoleiseen tilaan 3’. Nesteen paineen ja 15 jousen 5 yhteisestä voimavaikutuksesta siirtyy mäntä perusasentoonsa tulokanavan 10 kohdalle. Tarkan liukusovitteen johdosta mäntä samalla pyyhkii mittauskanavan sisäpintaan mahdollisesti kiinnittyneen liman ja epäpuhtaudet irti puhdistaen täten mittarin näyttöalueen. Nestevirtaus mittaus-20 kanavan 3 poistokanavaan 12 ei kuitenkaan katkea, sillä neste pääsee osoitinmännän 4 aukkojen 28 ja 29 kautta mittaus-kanavan tulopuoleiseen tilaan 3" ja sieltä edelleen virtaus-raon 27 kautta poistokanavaan 12. Aukossa 28 syntyy voimakas painehäviö, jolloin paine mittauskanavan tilassa 3’ on 25 suurempi kuin tilassa 3”, joten mäntä siirtyy silmänräpäyk-sellisesti perusasentoonsa. Kun painike 20 vapautetaan, palauttaa jousi 21 käyttökaran alkuasentoonsa, jolloin yhdys-aukko 23 avautuu ja putkimainen jatke 22 jälleen sulkeutuu. Tämän johdosta nesteen virtaus palautuu kanavien 7, 8, 9 ja 30 10 kautta mittauskanavan tulopuolelle, niin että osoitin- mäntä jälleen osoittaa nesteen virtaamaa. Puhdistus voidaan tällä tavalla toistaa painamalla painiketta halutun monta kertaa.

Huomataan, että mittari saadaan yksinkertaisella ta-35 valla puhdistetuksi itse osoitinmännän avulla ja että puh- 61759 6 distustoimenpide ei katkaise nestevirtausta mittarin poisto-liitäntään. Koska mittari on suunniteltu asennettavaksi sellaiseen asentoon, että mittauskanava on vaakasuuntainen ja osoitinmäntä toimii makaavassa asennossa, ei männän omaa 5 painoa tarvitse kumota, vaan nesteestä saatu paine-energia voidaan kokonaisuudessaan varata jouseen 5, jolloin puhdis-tusisku tulee ripeämmäksi. Nestettä raskaammat irrotetut epäpuhtaudet pääsevät laskeutumaan mittauskanavan alaosassa olevaan ulosvirtausrakoon ja sen kautta poistumaan esteettömäs-10 ti mittarista sitä tukkeamatta.

Kuvioissa 9 ja 10 esitetty tilavuusvirtamittarin vaihtoehtoinen sovellutusmuoto poikkeaa kuvioissa 1-8 esitetystä vain siinä, että nesteen tulokanavistoon 7-10 asennettu suunnanvaihtoventtiili 17 on korvattu mittauskanavaan 3 15 asennetulla suunnanvaihtoventtiilillä 37. Sovitelma on tällöin sellainen, että venttiilin sulkulevy 39 sijaitsee kuviossa 9 esitetyssä mittausasennossa tulokanavan 10 oikealla puolella, jossa tulokanavasta on suora yhteys mittauskanavaan ja sieltä ulosvirtausrakoon 27, ja kuviossa 10 esite-20 tyssä puhdistusasennossa tulokanavan 10 vasemmalla puolella, jossa tulokanava on eristetty mittauskanavasta ja ulos-virtausraosta. Kanava 26, joka johtaa mittauskanavan 3 jou-senpuoleiseen päähän, avautuu mittauskanavan seinän sellaiseen kohtaan, että kanavan 26 tuloaukko on sulkulevyn mit-25 tausasennossa (kuv. 9) sulkulevyn sulkema mutta sulkulevyn puhdistusasennossa (kuv. 10) avautuu sulkulevyn ja suunnan-vaihtoventtiilin rungon väliseen tilaan. Puhdistusasennossa saadaan nesteen virtaus täten ohjatuksi osoitinmännän vastakkaiselle puolelle ja mäntä pakotetuksi suorittamaan edel-30 lä selitetyn puhdistusiskun.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi keksinnön mukainen mittari vaihdella huomattavastikin patenttivaatimusten puitteissa.

- i

Claims (9)

1. Tilavuusvirtamittari virtaavan väliaineen, erityisesti nesteen virtausmäärän mittaamista varten, johon mitta-5 riin kuuluu lieriömäinen mittauskanava (3), johon liittyy tulokohta (10) ja poistokohta (12) mitattavan väliaineen johtamiseksi mittauskanavan läpi, mittauskanavassa aksiaalisesta liikkuva osoitinmäntä (4), jota tulokanavasta virtaava väliaine siirtää mittauskanavassa eri aksiaalisiin asentoihin 10 virtausmääristä riippuen, ja mittauskanavassa sijaitseva aksiaalinen virtausrako (27), jonka kokoon vaikuttaa osoi-tinmännän aksiaalinen asema, tunnettu suunnanvaihto-venttiilistä (17; 37), joka ohjaa mitattavan väliaineen valinnaisesti mittauskanavan (3) tulokohtaan (10) tai kierto-15 kanavan (26) kautta mittauskanavaan (3) osoitinmännän (4) vastakkaiselle puolelle (3') tulokohtaan (10) nähden, ja että osoitinmännässä (4) on virtausyhteys (28, 29) mittaus-kanavan mainitulta puolelta (3') tulokohdan (10) puolelle (3") ja mittauskanavan virtausrakoon (27).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittari, tun nettu siitä, että suunnanvaihtoventtiili (17) on sovitettu mittauskanavan (3) tulokohtaan (10) johtavaan tuloka-navaan (7) ja että kiertokanava (26) kulkee tulokanavasta (7) mittauskanavan (3) ohi sen vastakkaiseen päähän (3') tu-25 lokohtaan (10) nähden.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mittari, tunnettu siitä, että suunnanvaihtoventtiili (37) on sovitettu mittauskanavan (3) tulokohdan (10) puoleiseen päähän (3") ja että kiertokanava (26) kulkee mittauskanavan tästä 30 päästä (3") mittauskanavan ohi sen vastakkaiseen päähän (3’).

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mittari, tunnettu siitä, että suunnanvaihtoventtiili (17) käsittää painikekäyttöisen, aksiaalisesti liikkuvan karan (18), joka mittausasennossa sulkee tulokanavan (7) yhteyden kiertokana- 35 vaan (26) ja avaa tulokanavan (7) yhteyden tulokohtaan (10) s 61759 ja puhdistusasennossa sulkee tulokanavan (7) yhteyden tulo-kohtaan (10) ja avaa tulokanavan (10) yhteyden kiertokana-vaan (26).

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen mittari, tunnet-5 t u siitä, että suunnanvaihtoventtiili (37) käsittää paini- kekäyttöisen, aksiaalisesti liikkuvan karan (18), joka mit-tausasennossa avaa tulokohdan (10) yhteyden mittauskanavaan (3) ja sulkee mittauskanavan yhteyden kiertokanavaan (26) ja puhdistusasennossa avaa mittauskanavan (3) yhteyden kiertoka- 10 navaan (26) ja sulkee tulokohdan (10) yhteyden mittauskanavaan (3) .

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittari, tunnettu siitä, että osoitinmäntä (4) on kuormitettu jousella (5), joka painaa mäntää mittauskanavan tu- 15 lokohtaa (10) kohti.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen mittari, tunnettu siitä, että mittauskanava (3) on lieriömäinen ja että virtausraon (27) muodostaa vähintään yksi mittauskanavan seinäpinnassa oleva ura, joka ulottuu mittaus- 20 kanavan tulokohdasta (10) poistokohtaan (12) ja syvenee jatkuvasti poistokohtaa kohti.

7 Cl 759

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen mittari, tunnet-t u siitä, että osoitinmäntä (4) on sovitettu liukutiukkuu-della mittauskanavaan (3) ja että männässä on holkkimainen 25 jatke (4a), joka männän eri asennoissa peittää virtausraon (27) sen osan, joka sijaitsee männän vastakkaisella puolella tulokohtaan (10) nähden.

9 61759