DE1473126A1 - Wirkdruckgeber zum Messen der Stroemungsgeschwindigkeit von Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Wirkdruokgober zum Meaaen der Strömungsgeschwindigkeit von Plüaeikeiten,.
• Für die Durchführung von Durchflußmessungen in Rohrleitungen mit großem Qucrcobnltt lot nobon der üblichen Durohflußmessung mit Hilfe von Einschnürungen des gesamten Rohrquerschnittes durch Blenden, Düsen odor Venturirohre auoh die Verwendung von Sektorblonden bekannt geworden. A disse Wirkdruckgeber erfordern bei groin Abmessungen der Hauptrohre einen großen apparativen Aufwand, deshalb hohe Kosten und eie bewirken überdies sinon nobbaren Druckverlust, der bei großen bewegten Casson laufend Betriebakosten verureaoht.
• Weiterhin ist an bekannt, fUr die Durohflußmeaaung in Rohrleitungen mit großem Querschnitt dam aogenannte Tolltroprinzip anzuwenden, wobei jedoch ein erhebliches Hinderni@ gegen allgemeine Anwendung darin besteht, daß die bekannten Wirkdruckgeber MeBbohrungen sutweieen, die sur Aufnahme de dynamischen Wirkdruokea entgegen der Strömungsrichtung verlaufen und die deshalb von mitgeführten Presdkdrpcrn lolaBt verlegt oder verstopft werden können. Der Nachteil tritt eowohl bei eogenannten Zylinderoonden ale auch bei Spreiakragen-oder Multiplikatordüaen auf.
• Dio Erfindung vermeidet diese Nachteil daduroh, o keine in Strömungsrichtung angeordnete Meßbohrungen Verwendung finden und die dem Durchfluß annähernd quadratisch proportionale Druckdifferens ausschließlich durch Meßbohrungen gewonnon wird, die wntwwdwr nur senkrecht sur oder ownkrocht sur und in StrNmungtriohtung verlaufen 8011 dwr Wirkdruckgeber sur Messung In swi Strömungerichtungen on~ dung n, lot dite Anordnung so getroffen, daß der eigontliohe XoBkopf, d. h. die Metwondo, nicht wylindriweh sondera elliptisch ausgeführt ist. Sie be@itst deshalb *in* boosre Anpassungsfh@higkeit an die für die Vermeidung veiner Abladung günstige Tropfenform. Dabei werden in Richtung der kleinen Achse der BllipM diw Bohrungen bzw. Bohrung für denstatischen Druck und in Richtung der größten Aghas dite Bohrung bsw. Bchrungwn für die Entnahme des dynmmischen Dru@kes vorgesehen. Die in Strömungerisctung liegenden Bohrungen wrzwugen don von der Strömungsgeschwindigkeit abh@ngigen Unterdruck.
• Gemäß aines weiteren Morkmal der Erfindung ist der Wirk-Orvobgeber fUr die Verwendung in svi Strümungwriohtungen so ausgebildet, daß j sine Bohrung b@w. je ein Satz Bohrungen in Riohtung der groden Ellipeenmohwe, d. h. an jeder Stirneeite angeordnet eind, wobei jeweile nur die auf der Sogeeite lleçendon verwendet worden.
• Gemäß einer weiteren Ausgeetaltung des Erfindungegedankens lot der Wirkdruekgeber so auagebildet, da@ die Meßbohrungen sur Gewinnung des Wirkdruckes sue mindestens einem Satz son swei Bohrungen, die annähernd senkrecht zur Strömungsriohtung verlaufen, gebildet wind, loche denen eine den glatten Strömungsverlauf störende Leiste quer sur Strömungsriohtung angeordnet ist, wobei die in Strömungsrichtung vor der Leiste liegende Me@bohrung sur Gewinnung des positiven und die hinter der Lot liwgwndw MeßbOhrung sur Gewinnung des negativen Druckanteils vont.
• 8011 der Wirkdruckgeber für die Durchführung von fliegendon Messungen oder für Revisionsswecke verwendet werden, insbesondere bei unter Druck wtwhtndwn Rohrleitungen, o ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Befestigung des Wirkdruokgebere so getroffen, dal die Sonde in einem ble in die Nähe der Meßstelle reichenden, starren und gegen Seitenkrtfte abgestützten Mhrungerohr axial vereohiebber gelagert lit.
• Welters BiMelheiten der Erfindung sind in folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert und in der Zeichnung dargestellt.
• In Fig. 1 ist der Meßkopf bzw. die Sonde in drei Ansichten gezeigt und zwar in Fig. 1a in der Aufsicht, in Fig. 1b in Schnitt A-A und in Fig. le in Längsschnitt.
• Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Sonde und zwar mit elliptischem Quersahnitt und völlig eymmetriechem Autbau fUr die Messung in beiden Strömwngerichtungen. Dabei zeigt Fig. 2a die Seitenansioht des Wirkdruckgebere in Stromungsrichtung und Fig. 2b den Quereahnitt durch die Sonde in vergrößertem Maßstab.
• In Fig. 3 ist die Gesamtansicht des Wirkdruckgebere in vorkleinertem Ma$etab. dargestellt, wo die Befestigungs-und Veratelleinriohtung su erkennen ist.
• G*m*B Fig. 1 beeteht sine Ausführungsform der Sonde 1 aus sinon starren Korper mit annähernd rechteckigen Querschnitt 2, bei don die in Strömungsriohtung (siehe Pfeil 3) liegenden Kanten 4 abgerundet sind. Der in Fig. 1b sohraffiert gozeichnete Querschnitt der Sonde ist völlig symmetrisch ausgebildet. Quer zur Strdmungeriohtung sind in der Symetrieachse die Bohrungen 5a und 5b vorgesehen, die in den gressinoan Meßkanal 5o zur Gewinnung des statischen Druckes münden. Auf der anderen Symmetrieachse die in Stromungsrichtung verläuft, sind an beiden Stirnseiten weitere Bohrungen 6 bsw. 7 angebracht, die ebenfalls wieder in die gemeinsamen Meßkanäle 6a bsw. 7a stinden. Dabei wird jeweils die Bohrung bsw. Bohrungen 6 (bsw. 7) unbenutst gelassen, die entgegen dos Strömungsrichtung gerichtet ist. Es wird also nur der X zur Gewinnung des Wirkdruckes herangesogen, desson Bohrungen 7 (entsprechend der durch den Pfeil 3 gokenn@eichneten Strömungerichtung) in Richtung des Strö-@ung@verlaufen gerichtet sind. Es wird dadurch vermi@den, dal bei sinuer Verstopfung der entgegen der Strömungsrichtut angeordneten Meßbohrungen durch von der Strömung mitgeführte Fr@@dkörper Fehlmessungen und die daraus resultierenden falsohen Warnsignale und Steuerbefehle entstehen k Boll nun die Sonde sur Kessung bei ungekehrter Strö@ung@richtung verwendet werden, so wird sun@ch@t eine Sp@leinrichtung in Tätigkeit geset@t, welche den Meßkanal 6a nnd dis Me@bohrungen 6, die bisher entgegen der Strömungsriahtmg unbe@@@@@ gestanden haben, freigespült werden. Darwnfhin wird r Me@ka@al 7 ab- und der Meßkanal 6a an die Meß- und Jlactello d<r la Ausführungbeispiel gemäß Fig. 1 gezeigten drei Satz MbenrungMt s je nteh dem jeweilig vorliegenden Anwendungsfall auch mehrere oder @ur ein Sats Bohrungen in der Sonde vorgesehen sein. U@ F@hlmessungen @u vermeiden, wird die Sonde 1 @o in der Rohrleitung angeordnet, daß die in Strö@ungsrichtung verlaufende Sy@@etri@@chse der Ne@bOhrungen (i@ Ausführungsbeispiel g@@@@ Fig. 1a ist das die A@h@@ A-A) in der @@he der Linie der mittleren Strö@ungeg@@@hwindigkeit li@@@. @@@h Aichelen befindet @ich dieser ge@@@trische Ort bei einem b@@isf@@@@gen Rohrquerschnitt auf einem zur A@@@@ kons@@tris@hen Kreis@ing, der i@ Abstand @ -0,119 des lichten D@rch@@@@@@@ von der inneren @R@hr@andung (@. @@@ Fig. 3) li@@t.
• Unter UmStänden aind die @it einer Sonde gemäB Fig. 1 gowonnen Druckdifferenzen, die aich durch die Kombination aines statischen und eines an der Unterdruckeaite gewonnenen dyna@inschen Druokea ergeben, fUr den AneohluB der Ubliahen Transmitter odor hnlicher DurchfluBmeeser su klein. In dieson Palle wird eine Sonde 10 gemäß Fig. 2a und 2b verwendet, die aueaohließlioh annghernd senkrecht sur Strbaungerichtung verlaufende Meßbohrungon 11, 12 besitzt. Die Strömungariohtung lot hier duroh den Pfeil 13 angedeutet. Zwiaohen den MeBbohrungen 11 und 12 int sine quer zur Stromungariohtung verlaufende Leist@ 14 auagebildet, die sich einige an über do* Ellipaenprofil 15 dee Sondenquerschnittes erhebt. Die eine Me@bohrung bsw. die eine Reihe der MeBbohrungen, die in den gemeinsamen MeBkanal 11@ münden, befinden @ich auf der Stauaeite und die anderen MeBbohrungen 12a, 12b die in den gemein@@men MeBkanal 12o münden, befinden sich auf der Sogaeite der Lotos 14a bzw. 14b. Der Querohnitt 15 der Sonde und die Anordnung und Verteilung der Bohrungen Ha, 11b, 12, 12b, sind in Richtung des beiden Ellipsenach@en sblllg symm@trisch angeordnet, so daB der Wirkdruckgeber aowohl in belden Richtungen der Strömung angewendet werden kann, ala auch bei Schräganströmung, gegen die aie weitgehend unempfindlloh lot.
• Für die Verwendung des Wirkdruckgeber@ in beiden Strömung@-richtungen werden ttweder DurohfluBmeaaer verwendet, die Für bols* Strö@ungsrichtungen geeignet sind odor o worden beiepieleweiee Transmitter für eine Strömungerichtung in hydrmulieeher Parallelschaltung und ctriseher Antipermlleleeheltung, gegebenenfalls unter Zwieohensohaltumg von Di@den, vorgesehen. AuBer de@ Vorteil des gro-@@n erreichbaren Wirkdruckes und den für beide Strömungeriehtaagwn einhoitlichou Wirkdruckverbindung@el@itungen whist die sonde noch den weiteren gro@en Vorteil auf, daß eine grö@ere Anzahl von Ne@b@hrungen vorgesehen werdon koung woduroh sich die Un@@pfindlichkeit des Wirkdruckgebers gegen Versch@utsung no@h weiter vergrößert. Durch geeignete Dimensioni@rung der geneins@@en M@@l@itungen, die mit grö@ere@ @uerschnitt versehen werden al@ die eigentlichen Austritt@@tellen der Me@bohrungen, wird bei@ Spülen die Strömung@geschwindigkeit an diesen @@hr stark erhöht, wodurch sich eine hervorragende Spülwirkung an den MeBbchrungen ergibt.
• In Fig. 3 ist eine besondere geeignete konstruktive Ausbildung des Wirkdruckgebers i@ Au@@@@enhang mit seiner Befestigong und Yerstellvorrichtung gezeigt. Der eigentliche MeB-kopf 20 ist an der Xohretenge 21 befeetigt, in der die o B-leitungen verlegt sind. Der sehr lange Führung@@chaft 22 verbürgt eine gute Führung und verhindert d@@ Flattern, insbeso@@ere bei gro@@n Strömungsgeschwindigkeiten oder bei pulsierender Strömung. Die eigentliche Rohrleitung ist mit 23 und ein Hannlo@hi@ckel mit 24beseichnet, an d@@ der Wirkdruckgeber befeetigt ist. Mach d@@ Ausbringen d@@ Wirkdruskgebers kann der Kannl@@hdeckel 24 durch einen Blinddookel ereetst werden. Die Anordnung einer Stopfbuchse 25 und eines Absperrschieber@ 26 geatatten das Herauaaiehen des Wirkdruckgebers 20, 21 tue der geflllton und unter Druck eichenden Rohrleitung 23 ohne jade Betriebeunterbrechung. Sie gestattet ferner das Einstellen verschiedenor Einbautiefen a. In beaondera vorteilhafter Weise sind hierfür lange Gewindeepindeln 27 vorgeeehen, die nioht nur die Vereohiebbarksit des Wirlcdruokgebers gogen die Reibungskrdft* der stopfbuchae und den atatiaehen Druck der Rohrleitung ermöglichen, aondern zugleich eine eindeutige Lage der Meßsonde 20 gegenüber der Stromungariohtung verbürgen. Mittels derselben Gewindespindeln 27 und der Muttorn 28 ist suf einfache Weise das Einstellan der Stopfbuohae möglich.

Claims (21)

1. Anspruche: 1. Wirkdruckgeber zum Messen der Strömungegeschwindigkeit von Flüssigkeiten in Rohrleitungen, mit vorzugsweise groles Quersohnitt, dadurch gekennzeichnet, das die in der Meßsonde vorgesehenen Meßbohrungen für die Gewinnung des dynamischen und/oder statischen Druckes entweder nur senkrooht tur oder eenkrecht zur und in Stromungsrichtung verlaufen.
2. 2. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da9 die Meßbohrungen zur Gewinnung des statischen Druokee eenkreoht sur Strömungerichtung und die Meßbohrungen sur Gewinnung do* dynamischen Druokee euf der Foglto der Hetzende in Strduungeriahtung verlaufen.
3. 3. Wirkdruolcgeber nach Anspruoh 1, dadurch gekennseichnet, daß die MeßbOhrungen zur Gewinnung des Wirkdruckes aus mindestens einem Satz von zwei Bohrungen, die annähernd aenkreeht sur Strömungsrichtung verlaufen, gebildet aine, zwiaohen denen eine den glatten Strömungsverlauf atorende Leiste quer zur Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei die in Strömungsrichtung vor der Lei@@@ li@-gamme Maßbohrung zur Gewinnung des positiven und die Mater dor Leiste liegenden Meßbchrungen zur Gewinnung dee négatives Druckanteils dient.
4. 4. Wirkdruokgeber nach Anspruoh 1 bin 3. dadurch gekennseiohnet, daB die MeBaonde (in Stromungzriehtung geeehon) elliptieohen Quereehnitt aufweizt, deren grole Ache in Strömun srichtung verläuft.
5. 5. Wirkdruokgeber naoh Anspruch 4, dadurch gekennseichnet, daB da Verhältnis der kleinen sur grison Bllipzenaohee etwa 1 : 5 bis 1,3 beträgtk.
6. 6. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1 bis 3,dadurch gekennseiohnet, daß in einer quer sur Strömungsrichtung gedachten Ebene mehrere Satz Meßbohrungen in der Sonde nebeneinander auegebildet sind.
7. 7. Wirkdruokgeber naoh Anspruoh 3, dadurch gekennzeichnet, dag die zwischen der positiven und negativen Druck ersougende Meßbohrung angeordnete Leiste In Verhältnis zur Dicke der Meßsonde nur eine vergleicheweise gering@ Höhe hat.
8. 8. Wirkdruckgeber naoh Anspruch 1 blé 7, dadurch gekemnsoiohnot, da9 Meßbohrungen und bototos aut bol ton der Sonde symmetrisch zur Ebene der Strömung@richtung angeordnet zind.
9. 9. Wirkdruckgeber nach Anzerueh 1 blé #, dadurch gekennsotch dal die Meßbohrungen zymmetrisch zu einer s@nkrecht sur Strömungsrichtung und durch die Mittelschse der Sonde gedachten Ebene angeordnet sind.
10. 10. Wirkdruokgeber nach Anaprnch 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten der Leiste angeordneten MeBbohrungen jaweila für eich untereinander und mit einer Wirkdruckverbindungeleitung verbunden sind.
11. 11. Wirkdruokgeber nach einem der vorhergehenden Aneprüohe, daduch gekennzeichnet, daß getrennte Keßleitungsanschlüsse sur Verwendung der Sonde in beiden Strmmgeriohtungen vorgeeehen und bilez ab-oder uwsohaltbar ind.
12. 12. Wirkdruckgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennseichnet, daß gemeinsame Meßleitungsanschlüsse sur Beaufsohlagung von hydraulisch parallel und elektrieoh stipes geeohalteten Trenemittern vorgeeehen zlnd.
13. 13. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennsoiohnot, daß die Sonde mo in der Rohrleitung angeordnet iet, daB die in Strömungsrichtung verlsufende Symmetriesches der Meßbohrungen in der Nähe der Linie der mittleren Strömungsgeschwindigkeit liegt. (Abstand von der inneren Rohrwand ttwa 0, 119 der lichten Weite).
14. 14. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er einen kreiszylindrischen Schaft bodtst.
15. 15. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1 bis 14, für die Durchführung fliegender Messungen und für Revision@zwecke bei unter Druck stehenden Mohrleitungen, dadurch gekennseichnet, daß die Sonde in einem bis in die Nähe ter Meßstelle reichenden, starren und gegen Seitenkräfte abgestütsten Führungerohr axial verschiebbar » rt lt.
16. 16. Wirk@ruckgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstellvorrichtung vorgesehen loft# d mit Hilfe von Gewindebolzen und Stellmuttern dam Ein- und Ausbringen der Sonde gestattet.
17. 17. Wirkdruekgeber nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß dieselben Gewindsbolzen zum Anpressen der Stepfbuehee tionen.
18. 18. Wirkdruckgeber ber Ansprush 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Führungsrchr mit Stopfbuchse und Verstellvorrichtung in einem Masnnlochdeckel untergebracht ist, der gegen aines Blinddeokel @u@-taaaahbar lot.
19. 19. Wirkdruckgaber naoh Anspruch 1 bis 18, daduroh gokennseichnet, daß die Sonde von der Unterseite in dl Rohrleitung inbrin ist.
20. 20. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1 bis 19 gekennseichnet duroh die Anwemdung einer fernsteuerbare Spüleinrichtung für das Freispülen der Meßohrungen.
21. 21. WirkdruQkgeber nsoh Anepruch 1 bis 20, dadurch gekennseichnet, daß die gemeinsamen Meßleitung@anschlüsse und -leitungen für die Meßbohrungsgruppen sinen größeren Querschnitt aufweisen als die Semez der angeschlossenen BOhrungsquerschnitte ergibt.