[发明专利]可变面积流量计

说明书

本发明涉及一种可变面积流量计。该可变面积流量计(1)用于确定和/或监视介质在垂直延伸的流体管线(2)中沿与重力方向相反的方向的流量，该流量计具有：具有在流动方向(RD)上锥形地敞开的部分(4)的引导件(3)；以及布置在引导件中的浮体(5)，该浮体被设计成使得在引导件(3)的内壁(31)和浮体(5)的外表面(51)之间存在围绕浮体(5)的间隙(6)，并且浮体(5)的外表面(51)具有在流动方向(RD)上敞开的通道形凹槽(7)。本发明还涉及具有根据本发明的可变面积流量计(1)的分析器(20)。

技术领域

本发明涉及一种用于确定和/或监视介质在垂直延伸的流体管线中沿与重力方向相反的方向的流量的可变面积流量计，该流量计具有引导件和布置在引导件中的浮体，引导件具有在流动方向上锥形地敞开的部分。

背景技术

可变面积流量计的测量原理是基于这样的事实，即作为对于在竖直延伸的流体管线中沿与重力方向相反的方向的流动的回应，浮体受到与重力方向相反的作用力。该作用力由浮力和流动阻力组成。如果与重力方向相反的力大于浮体的重量，则浮体在沿流动方向锥形地敞开的引导件中升高。随着浮体在引导件中的高度上升，在引导件的内壁与浮体的外表面之间并且包围浮体的间隙因此增大。这又降低了流动阻力。因此，浮体仅仅上升直至在由流动介质引起的力和重量之间的力平衡占主导地位为止。静止时，在引导件中浮动的浮体高度相应地表示流量的量度。原则上，可变面积流量计在操作期间不需要任何能量供应。在现有技术中，它们被描述在包括例如专利说明书DE 196 24 974 C1的许多出版物中。

在介质是不均匀介质的情况下，例如介质中含有异物和/或气泡时，现有技术中已知的可变面积流量计很容易失效。例如，气泡聚集在浮体下面，并且不能通过浮体。这就增加了浮力，从而错误地指示过高的流量。在极端情况下，即使没有流动，浮体也会由于气泡而继续浮动，因此即使不存在流动，也会指示流量。这种情况在可变面积流量计被用作限位开关时是特别成问题的，此时将通过限位开关来监视所设定的欲存在的最小流量的可用性。

可变面积流量计被用作限位开关，例如用在尤其是用于分析介质样品的在线分析仪的分析设备的流体管线中。在DE 10 2012 102 256 A1、DE 102 22 822 A1、DE 102 27032 A1和DE 10 2009 029 305 A1中提到了在线分析仪的例子。在这种情况下，可变面积流量计可用于确定和/或监视流体管线中的流动-例如用于控制和/或调节输送和/或定量给料装置。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种即使在不均匀介质中也可靠地测量流量的可变面积流量计。

该目的通过一种用于确定和/或监视介质在垂直延伸的流体管线中沿与重力方向相反的方向的流量的可变面积流量计得以实现，该流量计具有引导件和布置在引导件中的浮体，引导件具有在流动方向上锥形地敞开的部分，浮体被设计成使得在引导件的内壁与浮体的外表面之间存在着围绕浮体的间隙，并且浮体的外表面具有在流动方向上敞开的通道形凹槽。

根据本发明的解决方案的巨大优点在于，借助于凹槽，使得否则在浮体下面聚集的任何气泡和/或可能的其他异物可以在沿流动方向敞开的通道形凹槽中自由地流动通过浮体。

例如，通过对浮体的外表面进行特殊处理，将沿流动方向敞开的通道形凹槽引入外表面中。可替代地，带凹槽的浮体以一次成形方法制造。在这种情况下，“在流动方向上敞开的”是指借助于通道形凹槽，在浮体下方的区域与浮体上方的区域之间存在着开放的通道，其中，原则上关于通道形凹槽的特殊形状没有限制。围绕浮体的间隙在至少一个垂直于流动方向的剖面中完全地环绕浮体。

在这种情况下，尤其有利地是凹槽的尺寸被布置成使得介质中存在的气泡的直径小于附加间隙，该间隙是由于凹槽而存在于引导件的内壁与浮体的外表面之间。这里，“附加间隙”表示由引导件的内壁与浮体的外表面之间的凹槽所引起的间隙，即与没有凹槽的另外相同设计的浮体相比较而言。