DE1498369A1

DE1498369A1 - Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit oder der Menge stroemender Medien

Info

Publication number: DE1498369A1
Application number: DE19651498369
Authority: DE
Inventors: Joachim Kannenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-08-10
Filing date: 1965-08-10
Publication date: 1969-07-10

Description

Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit oder der Menge strömender Medien.
=================================== Die Erfindung bezieht sich aur eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit oder der Menge strömender Medien, bei welcher die Registrierung mit Hilfe von Meßflügeln auf elektrischem Wege erfolgt, insbesondere für große Leitungsquerschnitte und für sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten.
Die bekannten Meßvorrichtungen dieser Art beruhen auf der Tatsache, daß die Drehgeachwindigkeit der Meßflügel fast proportional zur Geschwindigkeit des strömenden Mediums ist. Die Umsetzung der Drehgeschwindigkeit der Meßflügel in elektrische Werte erfolgt mittels eines elektrischen Gebers, dessen Meßwerte mit Kabel direkt oder über Veratärkereinrichtungen auf anzeigende, schreibende oder zählende Instrumente übertragen werden, welche sich außerhalb des zu messenden Mediums befinden.
Die Xeßgenauigkeiten der bisher verwendeten Geschwindigkeits- und Mengenmesser, insbesondere solcher, die eine Woltmannturbine anwenden, mit deren Hilfe über Magnetkupplungen Zähler, Generatoren, Impulsgeber und dergleichen außerhalb des zu messenden Mediums betrieben werden, sind sehr gut, Jedoch treten bei größeren Strömungsgeschwindigkeiten erhebliche bleibende Druckverluste auf, und es lassen sich diese Geräte nur begrenzt für Messungen in groß dimensionierten Rohrleitungen einsetzen, weil dann ihre Baumaße und Gewichte sehr groß werden. Andererseits werden die Meßergebnisse der bekannten Vorrichtungen fehlerhaft, wenn ee sich um Messungen für Medien mit kleinen Strömungsgeschwindigkeiten handelt.
Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Vorrichtung sum Messen der Geschwindigkeit oder der Menge strömender Medien aufzuzeigen, welche auch zum Messen sehr kleiner Strömungsgeschwindigkeiten in groß dimensionierten Kanälen oder Rohrleitungen geeignet ist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der aus dem Rotor, dem Geberteil, der Welle und den Meßflügeln bestehende rotierende Teil der Vorrichtung ein spezifisches Gewicht hat, welches dem spezifischen Gewicht des zu messenden Mediums entspricht. Der Rotor und die mit ihm verbundenen Teile befinden sich innerhalb des zu messenden Mediums im statischen Gleichgewicht, die Radialgleitlager der Rotorwelle sind vollkommen entlastet und dienen nur noch als FUhrungslager. Reibungsverluste, welche bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten des zu messenden Mediums su Messungenauigkeiten führen, sind praktisch nicht mehr vorhanden. @ Druckverluste, @ welche durch die @ Meßvorrichtung verursacht werden, sind vernachlässigbar gering, zumal ähnlich der @ messung lit ; Staurohr oder @ Krellscher Stauscheibe, nur ein @ Teilstrom des gesamten @ strömenden Medium @ erfaßt wird.
Bei einer @ zweckmäßigen @ Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Teile des Gebers @ an einander @ gegenüberliegenden Stirnseiten des Stators und des Rotors eingebaut, so daß sie mit dem zu messenden Medium in offener Berührung stehen. Das @ Fehlen von Gehäusen, Schutzwänden oder dergleichen für die elektrisch @ wirksamen Teile des @ Gebers @ trägt mit dazu bei, in einfacher Weise su einer @ Meßvorrichtung zu gelangen, deren Rotor das gleiche spezifische Gewicht wie dae su messende Medium aufweist.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird dadurch erreicht, daß der Rotor mit den Meßflügeln einteilig @ ausgebildet ist, wobei sich die @ Umfangsflächen des Rotors und die Umfangs flächen des Stators @ zu einer einheitlichen @ strömungstechnischen Gesamtform ergänzen. Der Aufbau der MeBsorrichtung wird dadurch einiach, und es entfallen @ Befestigungsmittel zwischen dem Rotorkörper und seinen @ Meßflugein, was wiederum @ zu einer Störung mit ; Bezug auf die @ Forderung @ führen würde, wonach der Rotor das gleiche spezifische Gewicht wie das Medium erhalten soll.
Es dient ferner der Förderung und Erreichung des erfindungsgemäß gesetzten Zieles, wenn die Lagerung der Welle des Rotors eine geringstmögliche Reibung aufweist, was sich dadurch erreichen läßt, daß die die rotierenden Teile tragende Welle in Radialgleitlagern aus Kunststoff sowie mittels Spitzenlagerung in Axiallagern aus harten Natur-oder Eunßtedelsteinen gelagert ist.
Je nach der Beschaffenheit des elektrischen Gebers sind Maßnahmen zum Schutz desselben gegenüber dem zu messenden Medium zu treffen. Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Geber als Generator in offener Bauweise ausgebildet ist, dessen im Stator liegender Teil nur durch die Drahtisolation seiner Spule vor dem zu messenden Medium geschützt ist. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Geber als Induktivgeber in offener Bauweise ausgebildet ist, dessen im Stator liegender Teil nur durch die Drahtisolation seiner Spule vor dem zu messenden Medium geschützt ist. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Geber als Kapazitivgeber in offener Bauweise ausgebildet iet, dessen im Stator liegender Teil nur durch die Isolation seiner Kondensatorplatten vor dem su messenden Medium geechütst ist.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine Seitenansicht der in eine Rohrleitung eingebauten neuen Vorrichtung zum Messern der Geschwindigkeit oder der Menge des strömenden Mediums und Fig. 2 eine vergröSerte Seitenansicht der neuen Vorrichtung, teilweise im Schnitt.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnen 1 den Stator, 2 den Rotor, 3 einen Lagerbügel, 4 die Ariallager, 5 die Radialgleitlager, 6 den im Stator untergebrachten Teil des elektrischen Gebers, 7 den im Rotor untergebrachten Teil des Geber, 8 die Welle des Rotors, 9 Meßflügel des Rotors und 10 ein Meßkabel.
Zwischen die beiden vom Lagerbügel 5 gehaltenen Teile des Stators 1 ist der Rotor 2 mit seinen Meßflügeln 9 ein gefügt. Die Umfangsflächen des Stators 1 und des Rotors 2 ergeben zusammen eine strömungstechnische Gesamtform. Der Rotor 2 ist mittels seiner Welle 8 im Stator 1 gelagert, und zwar durch die Radialgleitlager 5, welche aus Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften bestehen und Spielpassung mit der Welle 8 haben, sowie durch die Axiallager 4, welche zwischen den Spitzen an beiden Enden der Welle 8 und harten Nautr- oder Kunstedelsteinen gebildet werden, welche die beim strömenden Medium auftretenden axialen Kräfte aufnehmen.
Der eine Teil 6 des Gebers ist an der einen Stirnfläche des Stators 1 untergebracht, der andere Teil 7 des Gebers ist an der gegenüberliegenden Stirnfläohe des Rotors 2 untergebracht. Das meßkabel 10 überträgt die Meßwerte auf ein anzeigendes, schreibendes oder zählendes Meßinstrument, welches außerhalb des Bereiches des strömenden Mediums angeordnet iet. Die beiden Teile 6 und 7 des Gebers können als Generator oder als Induktivgeber oder als Kapazitivgeber ausgebildet sein.
Der Rotor 2 mit Geberteil 7, Welle 8 und meäflügel 9 ist so ausgeführt, daß sein spezifisches Gewicht dem spezifischen Gewicht des zu messenden Mediums entspricht, wobei er sich in statischen und dynamischen Gleichgewicht innerhalb des Mediums, im allgemeinen einer Flüssigkeit, wie Wasser, befindet. Die Radialgleitlager 5 sind daher vollkonen entlastet und dienen praktisch nur als Führungslager. Der Rotor 2 und die mit ihm verbundenen Teile 7,8 und 9 schwimmen also schwebend in dem Medium, und da bei der Meßwerterzeugung durch Generator nur sehr geringe und bei dem Impulsfernmeßverfahren keine mechanischen Kräfte aufgebracht werden müssen, wird die große Empfindlichkeit erreicht, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum Messen von sehr kleinen StröDungBges¢hwindigteiten geeignet macht.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für den Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in eine groß dimensionierte Druckleitung. Der Einbau kann an anderer Querschnittsstelle der Leitung sowie in Leitungen beliebiger Lage erfolgen.
PatentanaDrüche :

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Vorrichtung sum Messen der Geschwindigkeit oder der Menge strömender Medien, bei welcher die Registrierung mit Hilfe von Meßflügeln auf elektrischem Wege erfolgt insbesondere für große Leitungsquerschnitte und für sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Rotor (2), dem Geberteil (7), der Welle (8) und den Meßflügeln (9) bestehende rotierende Teil der Vorrichtung ein spezifisches Gewicht hat, welches dem spezifischen Gesicht des zu messenden Mediums entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (6,'1) des Gebers an einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Stators (1) und des Rotors (2) eingebaut sind und mit dem zu messenden Medium in offener Berührung stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) mit den Meßflügein (9) einteilig ausgebildet ist, wobei sich die Umfangsflächen des Rotors (2) und die Umfangsflächen des Stators (1) zu einer einheitlichen strömungstechnischen Gesamtform ergänzen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die rotierenden Teile (2,,9) tragende Welle (8) in Radialgleitlagern (5) aus Kunststoff sowie mittels Spitzenlagerung in Axiallagern (4) aus harten Natur- oder Kunstedelsteinen gelagert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (6,) als Generator in offener Bauweise ausgebildet ist, dessen im Stator (1) liegender Teil (6) nur durch die Drahtisolation einer Spule vor dem zu messenden Medium geschützt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (6,7) als Induktivgeber in offener Bauweise ausgebildet ist, dessen im Stator (1) liegender Teil (6) nur durch die Drahtisolation seiner Spule vor dem zu messenden Medium geschützt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bia 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (6,7) als Kapazitivgeber in offener Bauweise ausgebildet iat, dessen im Stator (1) liegender Teil (6) nur durch die Isolation seiner Kondensatorplatten vor dem su messenden Medium geschützt ist.

L e e r s e i t e