DE1173680B

DE1173680B - Durchflussmengenmesser

Info

Publication number: DE1173680B
Application number: DE1962P0029455
Authority: DE
Inventors: Vilem Bednar; Karel Stolpa
Original assignee: PRESNA MECHANIKA NARODNY PODNIK
Current assignee: PRESNA MECHANIKA NARODNY PODNIK
Priority date: 1961-05-22
Filing date: 1962-05-22
Publication date: 1964-07-09
Also published as: CH398102A; GB976236A

Description

Durchflußmengenmesser Der Gegenstand dieser Erfindung ist ein Durchflußmengenmesser, bei welchem die Drosseleinrichtung einen stetig veränderbaren Durchflußquerschnitt besitzt.
Die bisher bekannten Verfahren zur Messung der Durchflußmenge, die auf der Bestimmung des Volumens beruhen, sind mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. So sind z. B. die zur Messung von Gasen verwendeten Membran-Gasmengenmesser nur für Stundenmengen bis zu 400 m3 anwendbar, da Abmessungen und Gewicht für größere Durchflußmengen ihre praktische Verwendung verhindern.
Außerdem können diese Membran-Gasmengenmesser nur für niedrige Betriebsdrücke des zu messenden Mediums konstruiert werden.
Die drehenden Gasmengenmesser, sogenannte Kolben-Gasmesser, die auch das Volumen der durchfließenden Substanz messen, haben ebenfalls große Abmessungen und großes Gewicht. Außerdem sind sie störanfällig, und ihre Betriebskosten sind unzulässig hoch.
Auch andere Arten von Durchflußmengenmessern, z. B. Drosseleinrichtungen, Scheiben, Düsen, Thomas-Rohre, Durchfluß-Kniestücke u. dgl., entsprechen nicht den Anforderungen der Betriebsmessung.
Durchflußmengenmesser nach der Art der Messer mit dem Flügelrad, Schraubenradmesser, Propellermesser u. dgl., bei denen das bekannte Prinzip des Durchflusses durch verengten Querschnitt zur Messung der Durchflußmenge einer gegebenen Substanz ausgenutzt wird, haben nicht die obenerwähnten Nachteile der Durchflußmesser, welche unmittelbar das durchgeflossene Volumen messen. Durchflußmesser dieser Gattung sind wesentlich kleiner, leichter, und ihre Erzeugung ist viel einfacher als diejenige der volumetrischen Durchflußmengenmesser.
Die allgemeine Einführung der Durchflußmengenmesser wurde jedoch bisher durch ihre schwierige Einstellung verhindert. Eine exakte Einstellung dieser Geräte ist jedoch unbedingt nötig zur Erzielung der vorgeschriebenen Genauigkeit. Ein anderer Nachteil besteht in der Notwendigkeit der Umrechnung der gemessenen Anzeigen mit Bezug auf das spezifiische Gewicht des durchfließenden Mediums, da zur Prüfung derartiger Durchflußmesser allgemein Niederdruckluft verwendet wird. Außerdem ist man gezwungen, eine große Menge verschiedener Typen dieser Geräte herzustellen, weil die Durchflußquerschnitte der Drosseleinrichtung jeweils derjenigen Durchflußmenge entsprechen müssen, für welche das Gerät bestimmt ist.
Die vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, die Nachteile der bisherigen Durchflußmengenmesser zu beseitigen. Der Grundgedanke der Erfindung geht von der Analyse der allgemein gültigen Grundgleichung der Durchflußerscheinungen im verengten Querschnitt aus. Diese Grundgleichung lautet G,= K- Fo K.F0. Ü)-£ Hier bedeutet G0 = durchfließende Menge, Fo= Durchflußquerschnitt, P1-P2 = wirksamer Druck, welcher durch die Einengung bzw. Drosselung der Durchflußquerschnitte erzeugt wird, und K = Konstante, welche die folgenden Einflüsse umfaßt: a) spezifisches Gewicht der zu messenden Substanz, b) Gravitationsbeschleunigung, c) Durchflußkoeffizient, welcher der Rauhigkeit der inneren Oberfläche der Rohrleitung und der Anordnung der Drosseleinrichtung Rechnung trägt, und d) Expansionskoeffizient, in welchem die thermodynamischen Umstände des Durchflusses durch die Drosseleinrichtung zusammengefaßt sind.
Die Analyse der oben angeführten Grundgleichung führt zum Schluß, daß die Durchflußmenge nur durchVeränderungdes GliedesF0, d. h. des Durchflußquerschnittes der Drosseleinrichtung, gesteuert werden kann, da das zweite Glied l/PI P2 dieser Gleichung von der Größe F0 selbst abhängig ist.
Die vorliegende Erfindung nutzt diesen Tatbestand aus, und zwar derart, daß der erfindungsgemäße Durchflußmesser eine vor dem drehbaren Indikator angeordnete Drosseleinrichtung besitzt, deren Durchflußquerschnitt stetig verändert werden kann. Solch eine Drosseleinrichtung ermöglicht die Einstellung und Regelung der günstigen Durchflußparameter, die zur Erzielung der erforderlichen Genaugikeit und des gewünschten Meßbereiches nötig sind.
Die stetig einstellbare Drosseleinrichtung ermöglicht darum die Ausscheidung aller Faktoren, die anderenfalls bei der Strömung in Betracht gezogen werden müssen, z. B. spezifisches Gewicht, Druck, Durchflußkoeffizient, Expansionskoeffizient u. dgl.
Eine solche Einrichtung trägt ferner dazu bei, daß der Durchflußmengenmesser auch während des Betriebes durch Vergleich mit einem Normalgerät genau eingestellt werden kann.
Eine nur als Beispiel zu betrachtende praktische Durchführung des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht. Die Zeichnung zeigt einen axialen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Durchflußmengenmesser mit einstellbarer Drosseleinrichtung.
In dem Durchflußmesserkörper 1 ist vor dem drehbaren Indikator 7 - in der durch Pfeile angedeuteten Stromrichtung des zu messenden Mediums eine Drosseleinrichtung eingebracht, die aus einem äußeren Ring 2 und einer inneren Scheibe 3 besteht.
Die Scheibe 3 trägt radial zu ihr bewegliche Segmente 4. Die radiale Lage der Segmente 4 ist in an sich bekannter Weise mittels eines drehbaren Kranzes 5 einstellbar, der mit Hilfe einer quer zur Messerachse verlaufenden Steuerwelle 6 gedreht werden kann. Dadurch kann der Durchflußquerschnitt der Drosseleinrichtung stetig eingestellt werden, und zwar auf diejenige Größe, die zur Erzielung optimaler Beziehungen einerseits zwischen der Strö- mungsgeschwindigkeit und den Eigenschaften der durchfließenden Substanz (z. B. spezifisches Gewicht, Druck u. dgl.), andererseits zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und den Umdrehungen des Indikators 7 nötig ist. Die Zahl der Indikatorumdrehungen ist dann proportional der durchgeflossenen Menge, die auf dem Zähler 10 unmittelbar abgelesen werden kann.
Unerlaubter Eingriff in die richtig eingestellte und überprüfte Drosseleinrichtung 2, 3, 4, 5 kann dadurch verhindert werden, daß das Ende der Steuerwelle 6 mit einem Schraubenverschluß 8 zugedeckt ist und eine Plombe 9 den Verschluß 8 gegen Lockerung oder Herausnahme sichert.

Claims

Patentansprüche: 1. Durchflußmengenmesser, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß vor dem drehbaren Indikator (7) eine stetig veränderbare Drosseleinrichtung (2, 3, 4, 5) für den Durchflußquerschnitt angeordnet ist.
2. Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stetig veränderbare Drosseleinrichtung von auf einer festen, zur Achse des Messers konzentrischen Scheibe (3) radial verschiebbar angeordneten Segmentstücken (4) gebildet wird, welche mit ihrem äußeren Ende über die Scheibe vorstehen und mit ihrer Außenkante den Durchflußkanal zum Indikator (7) innen begrenzt, während die äußere Begrenzung von einem fest angeordneten Ring (2) gebildet ist.
3. Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialverstellung der Segmente (4) auf der Scheibe (3) in an sich bekannter Weise durch einen zur Scheibe (3) konzentrischen Kranz (5) erfolgt, der mittels einer zur Messerachse senkrecht verlaufenden Welle (6) verdrehbar ist.
4. Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (6) der Drosseleinrichtung (2, 3, 4, 5) aus dem Durchflußmesserkörper (1) hinausragt.