Caudalímetro de ruedas dentadas.

Caudalímetro de ruedas dentadas para la medición del caudal de un fluido con una cámara de ruedas dentadas

(50) en la que hay dispuesta al menos una rueda dentada de medición (20, 21), con una base (52) y una tapa (56), que delimitan la cámara de ruedas dentadas (50) en lados frontales de la al menos una rueda dentada de medición (20, 21), proporcionándose en el centro de cada rueda dentada de medición (20, 21) respectivamente un vástago de giro (30, 31), estando alojada cada rueda dentada de medición (20, 21) de manera giratoria, y pudiéndose conducir un fluido para girar la al menos una rueda dentada de medición (20, 21) a través de la cámara de ruedas dentadas (50), con una instalación de medición (60) para determinar un giro de la rueda dentada, y con medios de evaluación (70) para determinar un caudal del fluido a través de la cámara de ruedas dentadas (50) en base al giro de la rueda dentada, proporcionándose entre cada rueda dentada de medición (20, 21) y la base (52), así como entre cada rueda dentada de medición (20, 21) y la tapa (56), respectivamente una zona de alojamiento (24), en la que para el alojamiento de la correspondiente rueda dentada de medición (20, 21) hay dispuestos elementos de rodadura (40) caracterizado por que los elementos de rodadura (40) entran en contacto directamente con la correspondiente rueda dentada de medición (20, 21), con el correspondiente vástago de giro (30, 31) y la base o la tapa (52, 56), formándose superficies de rodadura de los elementos de rodadura (40) mediante la rueda dentada de medición (20, 21) y el vástago de giro (30, 31) en sí, y por que los elementos de rodadura (40) pueden moverse respectivamente como un todo en relación con el vástago de giro (30, 31), con la rueda dentada de medición (20, 21) y con la base o la tapa (52, 56), que entran en contacto con ellos.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12179494.

Solicitante: KEM KUPPERS ELEKTROMECHANIK GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Liebigstrasse 5 85757 Karlsfeld ALEMANIA.

Inventor/es: FRISCH,JURGEN, BIELING,HARALD, STEUER,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO... > Medida del flujo volumétrico o flujo másico de... > G01F3/10 (Medidores de rotor engranado o lobulado)

PDF original: ES-2541019_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Caudalímetro de ruedas dentadas La presente invención se refiere a un caudalímetro de ruedas dentadas según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los caudalímetros de ruedas dentadas pueden utilizarse en principio, para la medición de cualesquiera corrientes de fluido. En el caso de estos fluidos, puede tratarse por ejemplo, de barnices, adhesivos, etanol, disolventes, aditivos, cantidades mínimas de productos químicos, gasolina o diésel. De esta manera se puede comprobar particularmente la inyección en los motores diésel.

Un caudalímetro de ruedas dentadas genérico para la medición del caudal de un fluido presenta una cámara de ruedas dentadas, en la que hay dispuesta al menos una rueda dentada de medición, con una base y una tapa, que delimitan la cámara de ruedas dentadas en lados frontales de la al menos una rueda dentada de medición, proporcionándose en el centro en relación con cada rueda dentada de medición respectivamente un vástago de giro, estando alojada cada rueda dentada de medición de manera giratoria, y pudiéndose conducir un fluido a través de la cámara de ruedas dentadas para hacer girar la al menos una rueda dentada. Además de ello, un caudalímetro de ruedas dentadas de este tipo presenta una instalación de medición para la determinación de una rotación de ruedas dentadas, y medios de evaluación para la determinación de un caudal del fluido a través de la cámara de ruedas dentadas en base a la rotación de las ruedas dentadas.

En el caso de estos caudalímetros de ruedas dentadas, el fluido se transporta entre dientes adyacentes de la al menos una rueda dentada de medición y una pared de la cámara de ruedas dentadas a través de la cámara de ruedas dentadas. Las tolerancias en el movimiento de la al menos una rueda dentada de medición influyen en la cantidad de caudal del fluido y conducen de esta manera a una alteración de la precisión de la medición.

Una sección transversal de un caudalímetro de ruedas dentadas convencional 1 se representa esquemáticamente en la Fig. 5. Este presenta al menos una rueda dentada de medición 13 que está alojada en una cavidad de un cuerpo principal 11. Esta cavidad está cerrada por una tapa 12 para formar una cámara de ruedas dentadas. Un fluido, cuyo caudal ha de medirse, llega a través de una conducción de suministro 10 en el cuerpo principal 11 a la cámara de ruedas dentadas. Al atravesar ésta, la rueda dentada de medición 13 gira. Se detecta el giro de la rueda dentada de medición 13 para determinar la cantidad de caudal.

Para el alojamiento giratorio de la rueda dentada de medición 13, hay dispuesta una varilla o un eje de giro 14 a través del centro de la misma. Esta se extiende desde el cuerpo principal 11 a través de la cámara de ruedas dentadas hacia el interior de la tapa 12. La rueda dentada de medición 13 está alojada en el eje de giro 14 mediante dos cojinetes de bolas de estría 15. Entre los dos cojinetes de bolas 15, hay dispuesto un anillo separador, que también rodea el eje de giro 14. Además de ello, en el ejemplo representado hay dispuesto un cojinete en una cavidad de la tapa 12 alrededor del eje de giro 14. Hay posicionado un cojinete adicional en una cavidad correspondiente en el cuerpo principal 11 por debajo de la rueda dentada de medición 13.

Mediante estos componentes, en particular, mediante los cojinetes de bolas de estría 15, ha de permitirse un giro de baja fricción de la rueda dentada de medición 13.

Un cojinete de bolas de estría 15 de este tipo se represente en la Fig. 6 esquemáticamente en sección. Comprende una pluralidad de bolas o cuerpos de rodamiento 16 que ponen en contacto un anillo interior 17 y un anillo exterior 18. El anillo interior 17 rodea el eje de giro 14 representado en la Fig. 5 y es fijo con respecto al eje de giro 14 durante el funcionamiento. El anillo exterior 18 entra en contacto con su superficie exterior con la rueda dentada de medición 13 y es fijo con respecto a ésta durante el funcionamiento. Además de ello, el anillo interior 17 y el anillo exterior 18 están unidos por dos discos de sellado 19, y una jaula no mostrada mantiene los cuerpos de rodamiento 16 dentro del cojinete de bolas 15.

En el caso de este cojinete de bolas 15 existe una holgura entre los componentes, es decir, son posibles movimientos no deseados entre los componentes del cojinete de bolas 15. Esto se representa en la Fig. 6 mediante un desplazamiento entre el anillo interior 17 y el anillo exterior 18. Para reducir esta holgura, pueden haber dispuestos discos de calce en los lados superior y/o inferior representados en la Fig. 6. De esta manera puede reducirse no obstante, un transcurso inquieto de las ruedas dentadas de medición. Sin embargo, pueden producirse una ligera inclinación de las ruedas dentadas de medición, resultando imprecisiones en la medición del caudal. También pueden producirse debido a la holgura corrientes de fuga a lo largo de los cuerpos de rodamiento 16. Estas corrientes de fuga tienen un efecto desventajoso sobre la exactitud de la determinación del caudal. Además, una fricción durante los giros de la rueda dentada de medición, no solo conduce a inexactitudes en la medición, sino también a un gran par de arranque, con lo que se impiden mediciones de corrientes de fluido reducidas.

Del documento JP S62 51232 se conoce un caudalímetro de ruedas dentadas. En éste se utilizan dos ruedas dentadas de medición. Para su alojamiento existe respectivamente en un espacio interior de la rueda dentada de medición un elemento anular, que entra en contacto con varias bolas. A través de las bolas se pone a disposición un alojamiento con fricción reducida.

Otros caudalímetros de ruedas dentadas se conocen de los documentos WO 2007/104517 y EP 0 393 294 A1. En estos casos se utilizan respectivamente dos ruedas dentadas de medición, las cuales se sujetan mediante cojinetes de rodamientos.

Una tarea puede considerarse la puesta a disposición de un caudalímetro de ruedas dentadas, que permita con una construcción sencilla una medición de caudal lo más precisa posible.

Esta tarea se soluciona mediante un caudalímetro de ruedas dentadas con las características de la reivindicación 1.

Son objeto de las reivindicaciones dependientes, variantes ventajosas del caudalímetro de ruedas dentadas según la invención, y se describen además en la siguiente descripción, particularmente en relación con las figuras.

En los caudalímetros de ruedas dentadas del tipo mencionado anteriormente, está previsto según la invención, que entre cada rueda dentada de medición y la base, así como entre cada rueda dentada de medición y la tapa, se proporcione respectivamente una zona de alojamiento, en la que hay dispuestos elementos de rodadura para el alojamiento de la correspondiente rueda dentada de medición, que los elementos de rodadura toquen directamente la correspondiente rueda dentada de medición, el correspondiente vástago de giro y la base o la tapa, y que los elementos de rodadura sean movibles respectivamente como un todo en relación con el vástago de giro, la rueda dentada de medición y la base o la tapa, con los que están en contacto.

Para reducir las corrientes de fuga y las fricciones, es deseable un momento de vuelco de la rueda dentada de medición lo más pequeño posible. Esto se puede lograr, cuando un eje de giro de los elementos de rodadura se encuentra lo más fuera posible. La invención se basa en la constatación de que un desplazamiento del eje de giro hacia el exterior mediante la utilización de cojinetes de bolas convencionales más grandes no tiene sentido, dado que el grosor reducido de la rueda dentada de medición asociado con ello no proporciona fuerza y estabilidad suficientes. Como idea central... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Caudalímetro de ruedas dentadas para la medición del caudal de un fluido con una cámara de ruedas dentadas

(50) en la que hay dispuesta al menos una rueda dentada de medición (20, 21) , con una base (52) y una tapa (56) , que delimitan la cámara de ruedas dentadas (50) en lados frontales de la al menos una rueda dentada de medición (20, 21) , proporcionándose en el centro de cada rueda dentada de medición (20, 21) respectivamente un vástago de giro (30, 31) , estando alojada cada rueda dentada de medición (20, 21) de manera giratoria, y pudiéndose conducir un fluido para girar la al menos una rueda dentada de medición (20, 21) a través de la cámara de ruedas dentadas (50) , con una instalación de medición (60) para determinar un giro de la rueda dentada, y con medios de evaluación

(70) para determinar un caudal del fluido a través de la cámara de ruedas dentadas (50) en base al giro de la rueda dentada, proporcionándose entre cada rueda dentada de medición (20, 21) y la base (52) , así como entre cada rueda dentada de medición (20, 21) y la tapa (56) , respectivamente una zona de alojamiento (24) , en la que para el alojamiento de la correspondiente rueda dentada de medición (20, 21) hay dispuestos elementos de rodadura (40) caracterizado por que los elementos de rodadura (40) entran en contacto directamente con la correspondiente rueda dentada de medición (20, 21) , con el correspondiente vástago de giro (30, 31) y la base o la tapa (52, 56) , formándose superficies de rodadura de los elementos de rodadura (40) mediante la rueda dentada de medición (20, 21) y el vástago de giro (30, 31) en sí, y por que los elementos de rodadura (40) pueden moverse respectivamente como un todo en relación con el vástago de giro (30, 31) , con la rueda dentada de medición (20, 21) y con la base o la tapa (52, 56) , que entran en contacto con ellos.

2. Caudalímetro de ruedas dentadas según la reivindicación 1, caracterizado por que en la cámara de ruedas dentadas (50) hay dispuestas al menos dos ruedas dentadas de medición (20, 21) que se engranan entre sí.

3. Caudalímetro de ruedas dentadas según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que las zonas de alojamiento

(24) están configuradas respectivamente por un hueco escalonado (25) que es una cavidad en un lado frontal de la rueda dentada de medición (20, 21) o en la base (52) y en la tapa (56) , y por que cada hueco escalonado (25) está abierto hacia el vástago de giro (30, 31) .

4. Caudalímetro de ruedas dentadas según la reivindicación 3, caracterizado por que cada hueco escalonado (25) presenta respectivamente una pared de base, que se extiende transversalmente con respecto a un eje de rotación (34) de la rueda dentada de medición (30, 31) , y una pared lateral, que se extiende en la dirección del eje de rotación (34) , y por que los elementos de rodadura (40) entran en contacto directamente con la pared lateral y la pared de base del hueco escalonado (25) en el que están dispuestos.

5. Caudalímetro de ruedas dentadas según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que cada hueco escalonado (25) presenta una zona de paso redondeada o al bies entre su pared de base y su pared lateral.

6. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que cada vástago de giro (30, 31) está formado por un eje de giro (32) fijo, con respecto al cual la correspondiente rueda dentada de medición (20, 21) está alojada de manera giratoria mediante los elementos de rodadura.

7. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que cada vástago de giro (30, 31) está formado por un eje giratorio (33) , que está conectado de manera fija con la correspondiente rueda dentada de medición (20, 21) .

8. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la cámara de ruedas dentadas (50) está delimitada lateralmente mediante una pieza central (54) , la cual rodea lateralmente la al menos una rueda dentada de medición (20, 21) , que la base (52) y la tapa (56) están conectadas respectivamente con la pieza central (54) y por que la base (52) , la tapa (56) y la pieza central (54) están formadas al menos en tres partes.

9. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la base (52) y/o la tapa (56) presentan una escotadura, en la cual está dispuesta la al menos una rueda dentada de medición (20, 21) , que la cámara de ruedas dentadas (50) está delimitada en los lados frontales de la rueda dentada de medición (20, 21) , así como lateralmente con respecto a la rueda dentada de medición (20, 21) mediante la base (52) y la tapa (56) .

10. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la base (52) y la tapa (56) presentan una superficie plana para la sujeción de los elementos de rodadura (40) , estando la superficie plana alisada y tocando los elementos de rodadura (40) la superficie plana directamente.

11. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que al menos zonas de las ruedas dentadas de medición (20, 21) y/o de la base (52) y de la tapa (56) y/o los vástagos de giro (30, 31) , están endurecidas o presentan un revestimiento, cuya dureza es mayor que la de un material adyacente al revestimiento.

12. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que en las zonas de alojamiento (24) hay dispuestos elementos de rodadura (40) en contacto entre sí.

13. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que los elementos de rodadura (40) están dispuestos en las zonas de alojamiento (24) libres de jaulas de cojinetes de bolas.

14. Caudalímetro de ruedas dentadas según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por que los elementos de rodadura (40) son bolas (40) .