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Title:
FLOW DISTRIBUTOR SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/242786
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a flow distributor system as a flow meter and/or through-flow meter for determining a current through-flow rate of a free-flowing medium, having a measurement housing part, comprising a main through-flow conduit and at least one lateral conduit which branches off, comprising the measurement housing part, in which an angle seat valve is disposed movably as a floating body, in particular comprising a Hall effect sensor. A lug element which is disposed on an inner face of the main through-flow conduit protrudes into the main through-flow conduit, and the angle seat valve is designed to be contactable, corresponding to the lug element, as the flow decreases in the main flow conduit. Furthermore, at least one sensor means branching off laterally relative to the main through-flow conduit is disposed outside a flow cross-section in a lateral outlet/lateral recess on a sensor holder.

Inventors:
BECKER PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/000052
Publication Date:
November 24, 2022
Filing Date:
May 16, 2022
Export Citation:
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Assignee:
MFT MEISTER FLOW TECH HOLDING GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
G01F1/24; F16K1/00; F16L41/00; G01F5/00; G01F15/14; G01F15/18
Domestic Patent References:
WO2020182246A12020-09-17
Foreign References:
DE102015003984A12016-10-06
DE102011084243A12012-04-12
DE8705189U11987-06-04
Attorney, Agent or Firm:
NITZ, Astrid (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Strömungsverteilersystem (1) als Strömungs- und/oder Durchflussmesser zur Bestimmung einer momentanen Durchfluss rate eines fließfähigen Mediums (12) mit einem Messgehäuseabschnitt (13), umfassend eine Hauptdurchflussleitung (2) und zumindest eine abzweigende Seitenleitung (11) umfassend den Messgehäuse abschnitt (13), in der ein Schrägsitzventil (3) als Schwebekörper (14), insbesondere umfassend einen Hallsensor, beweglich angeordnet ist, wobei an einer Innenseite (4) der Hauptdurchflussleitung (2) ein Nasenelement (5) angeordnet ist, das in die Hauptdurchflussleitung (2) hineinragt, wobei das Schrägsitzventil (3) bei nachlassender Strömung in der Hauptdurchfluss leitung (2) das Nasenelement (5) korrespondierend kontaktierbar eingerichtet ist, wobei weiterhin zumindest ein Sensormittel (6) seitlich abzweigend zur Hauptdurch flussleitung (2) außerhalb eines Strömungsquerschnitts (15) in einem Seitenaus gang/Seitennische (7) an einer Sensoraufnahme (8), angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbe sondere verschiedene Sensormittel (6) an korrespondierenden Seitenausgängen/- Seitennischen (7) seitlich abzweigend zur Hauptdurchflussleitung (2) vorgesehen sind, insbesondere mit einer oder mehrerer Sensoraufnahmen (8).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensormittel (6) an einem Seitenausgang/Seitennische (7) in einer Sensor aufnahme (8) abnehmbar und/oder austauschbar und/oder zuschaltbar vorgesehen ist.

Bestätigungskopie

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensormittel (6) ein Temperatursensor (9) und/oder ein Drucksensor (10) und/oder weitere Sensormittel aufsetzbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zusammen mit einem intelligenten Steuersystem (17) betreibbar ist, insbesondere angeordnet an der Vorrichtung und/oder auch extern zugeordnet, insbesondere einem digitalen Steuerungssystem, insbesondere mit potentialfreien Reedkontakten und einem digitalen Transceiver, an dem die Sensoren für den Durchfluss und/oder Temperatur und/oder Druck und/oder weitere Sensormittel, an gebunden sind, wobei die Daten zu einem Signal umzuwandeln sind, das sich an einerweiteren Steuereinheit, insbesondere SPS, auslesen lässt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem additiven Herstellungsverfahren, insbesondere 3D-Druck, in Metall und/- oder Kunststoff aufbaubar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem additiven Herstellungsverfahren ein hochviskoses Material zu verwenden ist, insbesondere Aluminium, insbesondere ALSilOMg und/oder AIMgSi05 und/oder Edelstahl und/oder PA12 und/oder Polyamid.

Description:
Strö m u n gsve rte i l e rsyste m

Die Erfindung betrifft eine Strömungsverteilersystem nach dem Oberbegriff von An spruch 1.

Bekannt ist es, Strömungsverteilersysteme zu fräsen oder auch in einer Spritzguss fertigung aus Druckguss aufzubauen.

Nachteilig ist es, dass eine zusätzliche Bestimmung des Drucks oder der Temperatur Ungenauigkeiten beinhaltet, da die Sensoren direkt in der Strömung oder an Passa gen der Strömung erfolgen, die den Fluss beeinflussen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Strömungsverteilersystem bereitzu stellen, die eine einfache und sichere Bestimmung von Strömungsparametern er möglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Strömungsverteilersystem als Strömungs- und/- oder Durchflussmesser zur Bestimmung einer momentanen Durchflussrate eines fließfähigen Mediums mit einem Messgehäuseabschnitt, umfassend eine Haupt durchflussleitung und zumindest eine abzweigende Seitenleitung umfassend den Messgehäuseabschnitt, in der ein Schrägsitzventil als Schwebekörper - im Sinne eines Strömungsmessers -, insbesondere umfassend einen Hallsensor, beweglich angeordnet ist, wobei an einer Innenseite der Hauptdurchflussleitung ein Nasenele ment angeordnet ist, das in die Hauptdurchflussleitung hineinragt, wobei das Ventil bei nachlassender Strömung in der Hauptdurchflussleitung das Nasenelement kor respondierend kontaktierbar eingerichtet ist, wobei weiterhin zumindest ein Sensor-

Bestätigungskopie mitel seitlich abzweigend zur Hauptdurchflussleitung außerhalb eines Strömungs querschnits in einem Seitenausgang/Seitennische an einer Sensoraufnahme, ange ordnet ist.

Durch die Erfindung wird mit einem Verteilersystem zur Messung einer Strömung eine Bestimmung der Strömungsparameter vor Ort insbesondere kontinuierlich und zeitgleich mit medienspezifischen Parametern ermöglicht, die flexibel einstellbar und sehr genau ist. Die Erfindung bietet ein angepasstes Verteilersystem mit einer ange passten Mehrdimensionalität der Anschlüsse für flüssige Medien, insbesondere Wasser oder Öl oder Wasser-Glykol-Mischung, wobei durch eine additive Fertigung weitere Komponenten einfach integriert werden können, beispielsweise neben einem Durchflusssensor zur Messung des Volumenstroms, insbesondere basierend auf dem Schwebekörper-Messprinzip, Schaltkontakte und/oder Analogtransmiter und/oder IO-Link-Transceiver und/oder ein Temperatursensor zur Messung der T di rekt im Medium und/oder ein Drucksensor zur Messung des statischen Drucks im Medium) und/oder Ventile und/oder Filter. Wobei eine vorteilhafte Optimierung durch Strömungssimulation vorgenommen werden kann. Das Sensormitel liegt vorteilhaft zudem nicht direkt in der Hauptdurchflussrichtung in der Hauptdurchflussleitung, so dass keine Beeinflussung der Strömung durch die Parametermessung mit den Sen soren geschieht. Das Verteilersystem, kann auf einfache Weise insbesondere nach Anzahl und Art an Ausgängen individualisiert werden, wobei es insbesondere als in dividuelle Ingenieurdienstleistung vorgenommen werden. Es ist zugleich ein Strö- mungs- bzw. Durchflussmesser, welcher vorteilhaft mit integrierten Temperatur- und Drucksensoren ausgestatet wird, mit einem additiven Druckverfahren, um diese Da ten dann auch nach außen zu übertragen. Es umfasst ein Messinstrument mit elekt ronischen Sensoren und ein Verteilersystem und Durchflussmesser mit einem Schrägsitzventil, so dass das eigentliche Messgerät nicht direkt im Strom sitzt. Es kann vorteilhaft zeitaufgelöst gemessen werden, sodass die Ergebnisse sehr genau und zeitgenau durch Bluetooth und/oder IO-Link oder ähnliches übertragen und dar gestellt werden können. Vorteilhaft ist es, dass Instandhaltung, Reinigung und Montage schnell und einfach durchführbar sind, da die Formen und Innenflächen strömungsgünstig glatt ausgebil det sind. Durch zusätzliche Sensoraufnahmen können weitere Sensormittel direkt aufgesetzt werden, ohne dass eine Querschnittsreduzierung oder Strömungsbehin derung stattfindet. Der Aufbau ist sehr flexibel insbesondere hinsichtlich verschiede nen Auslässen, Größen und Skalierungen, insbesondere wird die Vorrichtung in ein Liquidverteilersystem eingesetzt wird, insbesondere mit gebogenen Leitungen, als Strömungs- und/oder Durchflussmesser, wobei die Vorrichtung insbesondere in eine Hauptdurchflussleitung einsetzbar ist, insbesondere bei einem Betriebsdruck von etwa 16 bar oder auch darüber, je nach verwendetem Material, und/oder einer Tem peratur bis zu etwa 70°C, wobei im 3D-Druck Wandstärken und das Material und damit den Druck auf die Betriebsbedingungen individuell anpassbar ist.

Vorteilhaft ist es, wenn mehrere, insbesondere verschiedene Sensormittel an korres pondierenden Seitenausgängen/Seitennischen seitlich abzweigend zur Hauptdurch flussleitung vorgesehen sind, insbesondere mit einer oder mehrerer Sensoraufnah men.

Vorteilhaft ist es, wenn ein Sensormittel an einem Seitenausgang/Seitennische in einer Sensoraufnahme abnehmbar und/oder austauschbar und/oder zuschaltbar und/oder nachrüstbar vorgesehen ist.

Vorteilhaft ist es, wenn als Sensormittel ein Temperatursensor und/oder ein Druck sensor und/oder C02 Sensor und/oder pH Sensor aufsetzbar ist.

Vorteilhaft ist es, wenn dass die Vorrichtung zusammen mit einem intelligenten Steu ersystem betreibbar ist, insbesondere angeordnet an der Vorrichtung und/oder auch extern zugeordnet, insbesondere einem digitalen Steuerungssystem, insbesondere mit potentialfreien Reedkontakten und einem digitalen Transceiver, an dem die Sen soren für den Durchfluss und/oder Temperatur und/oder Druck und/oder weiteren Sensoren, angebunden sind, wobei die Daten zu einem Signal umzuwandeln sind, das sich an einerweiteren Steuereinheit, insbesondere SPS, auslesen lässt. Vorteilhaft ist es, wenn sie in einem additiven Herstellungsverfahren, insbesondere 3D-Druck in Metall und/oder Kunststoff aufbaubar ist. Somit ist die Vorrichtung 3D- Druck variabel je nach individueller Verwendungsanforderung herstellbar, die Anzahl und Ausrichtung der Ein- und Auslässe und/oder die Größe und/oder die Anschluss art und/oder das Material können variabel gestaltet werden. So können beispielswei se auch temperatur- und druckfeste Materialien genutzt werden, zudem kann durch eine Anpassung der Wandstärke zusätzlich mehr Druckwiderstand aufgebaut wer den.

Vorteilhaft ist es, wenn in einem additiven Herstellungsverfahren ein hochviskoses Material verwendet wird, insbesondere Aluminium, insbesondere ALSilOMg und/oder AIMgSi05 und/oder Edelstahl und/oder PA12 und/oder Polyamid.

Vorteilhaft ist es, wenn Anzahl und Art der Sensormittel nach dem Anbringen der Vorrichtung austauschbar sind,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert sind.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht und

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische erfindungsgemäße Strömungsverteilersystem 1 in Ausschnittsdarstellung als Strömungs- und/oder Durchflussmesser zur Bestimmung einer momentanen Durchflussrate eines fließfähigen Mediums 12 mit einem Mess gehäuseabschnitt 13, umfassend eine Hauptdurchflussleitung 2 und zumindest eine abzweigende Seitenleitung 11 umfassend den Messgehäuseabschnitt 13, in der ein Schrägsitzventil 3 als Schwebekörper 14, insbesondere umfassend einen Hallsen sor, beweglich angeordnet ist, wobei an einer Innenseite 4 der Hauptdurchflusslei tung 2 ein Nasenelement 5 angeordnet ist, das in die Hauptdurchflussleitung 2 hineinragt, wobei das Schrägsitzventil 3 bei nachlassender Strömung in der Hauptdurchflussleitung 2 das Nasenelement 5 korrespondierend kontaktierbar eingerichtet ist, wobei weiterhin zumindest ein Sensormittel 6, insbesondere abnehmbar und/oder austauschbar, seitlich abzweigend zur Hauptdurchflussleitung 2 außerhalb eines Strömungsquerschnitts 15 in einem Seitenausgang/Seitennische 7 an einer Senso raufnahme 8, angeordnet ist, so dass das Sensormittel 6 nicht direkt in der Haupt durchflussrichtung 2 in der Hauptdurchflussleitung 2 sitzt.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Strömungsverteilersystem 1, hergestellt im addi tiven Druckverfahren, insbesondere einem Laserdruckverfahren, im Schnitt, wobei an Ausgängen beispielhaft Gewinde 16 zur Anbringung von nicht dargestellten Leitun gen dargestellt sind. Vorteilhaft können auch beispielhaft Bajonettverschlüsse und/oder Turn- and Lock und/oder andere Anschlussvarianten zur Verbindung ein gesetzt werden oder andere Kontaktmittel, die eine vorteilhafte Ausfertigung mittels additiven Druckverfahrens erlauben. Ein Sensormittel 6 an einem Seitenaus gang/Seitennische 7 in einer Sensoraufnahme 8 abnehmbar und/oder austauschbar und/oder zuschaltbar vorgesehen ist, wobei beispielhaft als Sensormittel 6 ein Tem peratursensor 9 und/oder ein Drucksensor 10 aufgesetzt ist.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Strömungsverteilersystem 1 in Außenansicht als Strömungs- und/oder Durchflussmesser zur Bestimmung einer momentanen Durch flussrate eines fließfähigen Mediums mit einem Messgehäuseabschnitt 13, umfas send eine Hauptdurchflussleitung 2 und zumindest eine abzweigende Seitenleitung 11 umfassend den Messgehäuseabschnitt 13, in der ein Schrägsitzventil 3 als Schwebekörper 14, insbesondere umfassend einen Hallsensor, beweglich angeord net ist, wobei an einer Innenseite der Hauptdurchflussleitung 2 ein Nasenelement angeordnet ist, das in die Hauptdurchflussleitung 2 hineinragt, wobei das Schrägsitz ventil 3 bei nachlassender Strömung in der Hauptdurchflussleitung 2 das Nasenele- ment korrespondierend kontaktierbar eingerichtet ist, wobei weiterhin zumindest ein Sensormittel 6 schräg zur Hauptdurchflussleitung 2 außerhalb eines Strömungsquer schnitts in einem Seitenausgang/Seitennische 7 an einer Sensoraufnahme 8, angeordnet ist, wobei mehrere verschiedene Sensormittel 6 an korrespondierenden Seitenausgängen/Seitennischen 7 seitlich abzweigend zur Hauptdurchflussleitung 2 vorgesehen sind. Beispielhaft ist die Vorrichtung 1 zusammen mit einem intelligenten Steuersystem betreibbar, insbesondere angeordnet an der Vorrichtung und/oder auch extern, insbesondere einem digitalen Steuerungssystem, insbesondere mit potentialfreien Reedkontakten und einem digitalen Transceiver, an dem die Sensoren für den Durchfluss und/oder Temperatur und/oder Druck, angebunden sind, wobei die Daten zu einem Signal umzuwandeln sind, das sich an einer weiteren Steuerein heit, insbesondere SPS, auslesen lässt.

Fig. 4 zeigt eine beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in Außenansicht, wo bei die Sensoren und Leitungen nicht dargestellt sind. An den Ausgängen ist bei- spielhaft Gewinde 16 zur Anbringung von nicht dargestellten Leitungen dargestellt, vorteilhaft können jedoch auch Bajonettverschlüsse zur Verbindung eingesetzt wer den oder andere Kontaktmittel, die eine vorteilhafte Ausfertigung mittels additiven Druckverfahrens erlauben.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Strömungsverteilersystem

2 Hauptdurchflussleitung

3 Schrägsitzventil

4 Innenseite

5 Nasenelement 6 Sensormittel

7 Seitenausgang/Seitennische

8 Sensoraufnahme

9 Temperatursensor

10 Drucksensor 11 Seitenleitung

12 fließfähiges Medium

13 Messgehäuseabschnitt

14 Schwebekörper

15 Strömungsquerschnitt 16 Gewinde




 
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