Schwebekörper-Durchflussmesser

Ein Schwebekörper-Durchflussmessgerät besteht aus einem senkrecht stehenden Messrohr, das sich nach oben hin kontinuierlich erweitert. In diesem Rohr befindet sich ein speziell geformter Schwebekörper, der sich frei auf und ab bewegen kann. Die Messkante des Schwebekörpers bildet mit der Messröhre bzw. dem Messkonus einen variablen Ringspalt, dessen Größe sich mit der Position des Schwebekörpers ändert.

Wenn kein Durchfluss vorliegt, befindet sich der Schwebekörper aufgrund der Schwerkraft am unteren Ende der Messröhre. Sobald das Medium von unten nach oben durch das Rohr fließt, wird der Schwebekörper angehoben. Die Position des Schwebekörpers stellt sich so ein, dass die Gewichtskraft (G) des Schwebekörpers durch die Auftriebskraft (A) und die Strömungskraft (S) im Gleichgewicht gehalten wird.

Je höher der Schwebekörper steigt, desto größer wird der Ringspalt und damit der Flächenquerschnitt, durch den das Medium fließen kann. Dies führt zu einer Abnahme der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungskraft, bis ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht ist. Die Höhenstellung des Schwebekörpers ist somit ein direktes Maß für den Volumenstrom.

Bei Glaskonen kann die Durchflussmenge direkt an einer Skala auf der Messröhre abgelesen werden. Bei Metallkonen, wo der Schwebekörper nicht sichtbar ist, erfolgt die Anzeige über eine magnetische Kopplung. Ein Magnet im Schwebekörper überträgt seine Position auf einen Koppelmagneten, der die lineare Bewegung in eine Drehbewegung eines Zeigers umsetzt, der den Durchfluss auf einer Skala anzeigt.

Mit den Metallgeräten H250 M40 und DK32/34/37 bietet KROHNE ein durchgängiges Ex-Konzept für verschiedenste Einsatzzonen in gas- wie auch in staubexplosionsgefährdeten Bereichen. Mit den Zündschutzarten eigensicher, nicht-funkend oder druckfest gekapselt wird den regional unterschiedlichen Explosionsschutzstrategien Rechnung getragen.

Die Geräte sind nach ATEX, IECEx und FM/QPS für die USA und Kanada sowie nach NEPSI für China zugelassen. Darüber hinaus verfügen sie über weitere lokale Zulassungen, z.B. INMETRO für Brasilien, KCS für Korea oder CCOE/PESO für Indien. Somit sind die Messgeräte ideal für Unternehmen mit internationalen Produktionsstandorten bzw. Maschinen- und Anlagenbauer, die ihre lokalen Anforderungen des Explosionsschutzes erfüllen müssen.

KROHNE bietet für sein gesamtes Produktportfolio an Schwebekörper-Durchflussmessgeräten SIL 2-konforme Ausführungen mit NAMUR-Grenzwertschaltern für den Low Demand Mode an. Dies gilt sowohl für Metallgeräte, z.B. das H250 M40, und die Kleinströmungsmessgeräte DK32, DK34 und DK37 als auch für die Glasgeräte. Sowohl das VA40-Glasgerät für einfache industrielle Anwendungen als auch die Kleinströmungsmessgeräte DK46, DK47, DK48 und DK800 sind in einer SIL 2-konformen Ausführung für den Einsatz in PLT-Schutzeinrichtungen verfügbar.

KROHNE bietet mit dem VA40 und dem H250F M40 zwei Schwebekörper-Durchflussmessgeräte in hygienischer Ausführung für Lebensmittel- und Pharma-Anwendungen. FDA-, EC1935- und GB4806-konforme Werkstoffe tragen den strengen hygienischen und gesetzlichen Vorschriften Rechnung. Ein Design ohne Toträume und Stagnationszonen sowie die gebeizte und optionale elektropolierte Oberfläche der medienberührten Teile mit einer Rautiefe Ra <0,8 µm erschweren Ablagerungen und ermöglichen eine sehr gute Reinigung. Die hervorragenden Eigenschaften des H250F M40 nutzt die Pharmaindustrie z. B. in Reinstwasseranlagen und die Lebensmittelindustrie für die Rahm-Messung.

Beim Einsatz von Schwebekörper-Durchflussmessgeräten sind gerade Einlauf- und Auslaufstrecken aus Gründen der Genauigkeit nicht erforderlich, können jedoch eine instabile Durchflussanzeige aufgrund von schwankenden Strömungsprofilen reduzieren und die Lebensdauer durch den geringeren mechanischen Verschleiß verlängern. Dies gilt insbesondere für Prozessgeräte ≥DN50 / 2", für die Ein-/Auslaufstrecken von 5D/3D empfohlen sind.

Ganzmetall-Durchflussmessgeräte sind speziell für die Messung von Flüssigkeiten und für Gasflussmessungen unter schwierigen Einsatz- und Umgebungsbedingungen konzipiert. Ihre robuste, stoßfeste Ausführung und kompakte Bauform ermöglichen eine einfache und kostengünstige Integration in verschiedene Messsysteme, wie beispielsweise Prozessanalysesysteme, ohne dass Ein- und Auslaufstrecken erforderlich sind.

Mit der H250 M40 bietet KROHNE zudem ein Ganzmetall-Prozessgerät an, das abhängig vom Messstoff auch mit zahlreichen Sonderwerkstoffen verfügbar ist. Um die Langlebigkeit des Gerätes auch bei chemisch anspruchsvollen Medien zu gewährleisten, ist eine Fertigung aus Sonderwerkstoffen wie Hastelloy®, Titan, Monel®, 6Mo, Inconel® etc. möglich. Darüber hinaus steht für Applikationen mit aggressiven Säuren und Laugen mit dem H250C M40 ein Gerät mit einer Kunststoff-Auskleidung aus Polytetrafluorethylen (PTFE) zur Verfügung. Außerdem bietet KROHNE für die H250 M40 spezielle Anzeigengehäuse in Edelstahlausführung an, die selbst Angriffen von Salznebeln und verschmutztem Niederschlag trotzen.

Schwebeköper-Glasgeräte eignen sich besonders gut für Kleinstmengenmessungen von Inertgasen und Probeströmen bis zu einem Druck von 10 barg. Sie bieten eine direkte Sichtbarkeit des Messtoffs und damit ein unmittelbares Ablesen des Durchflusses. Mit der VA40 und VA45 bietet KROHNE Durchflussmesser aus Glas darüber hinaus auch für Prozessanwendungen an.

KROHNE bietet Schwebekörper-Durchflussmessgeräte mit integrierten Druckregelventilen an, die eine präzise Steuerung des Volumenstroms ermöglichen. Diese Ventile sind besonders nützlich in Anwendungen, bei denen der Druck konstant gehalten werden muss, um eine gleichbleibende Durchflussrate zu gewährleisten. Die Druckregelventile sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich, um den spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen gerecht zu werden.

Zusätzlich zu den Druckregelventilen bieten die Schwebekörper-Durchflussmessgeräte von KROHNE auch die Möglichkeit, mit Grenzschaltern ausgestattet zu werden. Sie sorgen dafür, bestimmte Durchflussgrenzwerte zu überwachen und bei Überschreitung oder Unterschreitung dieser Werte ein Signal auszulösen. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen eine genaue Überwachung und Steuerung des Durchflusses erforderlich ist, um die Sicherheit und Effizienz der Prozesse zu gewährleisten.

Auch wenn Durchflussmesser mit Schwebekörper grundsätzlich als rein mechanische Durchflussmesser (Rotameter) ohne Spannungsversorgung funktionieren, bietet KROHNE viele Ausführungen auch mit elektronischer Bargraph-Anzeige, Analog- oder sogar Digitalausgang an.

Beispielsweise kann der Schwebekörpermesser H250 M40 sowohl als mechanisches Gerät ohne Hilfsenergie zur lokalen Durchflussanzeige eingesetzt werden als auch als elektronisches Gerät über verschiedene Signalausgangsoptionen in Systeme integriert werden – über 4-20 mA und HART oder Feldbus bzw. Profibus. Die intelligente Modularität des H250 M40 ermöglicht die funktionale Aufrüstung vorhandener Geräte im Feld durch Nachrüsten oder Austausch der Kommunikationsmodule, ohne Prozessunterbrechung.