DE1901203U - Messfluegel-fuer hydrometrische messungen. - Google Patents

Description

Ι» i r m a A. Ott G. m. b. H. , . ETempten (Allgäu), Mozartstraße 18 - 2 0.

leßflugel für hydrometris e he Messungen

Die Erfindung betrifft einen Meßflügel mit einer Flügelschaufel zum Messen der Strömungsgescliwindigkeiten von Wasser strömungen in natürlichen oder Minstliciien offenen Gerinnen wie Wasserläufen "bzw. Strömungskanälen oder aucJi in geschlossenen Sohrleitungen wie z.B. Wasserzuleitungsrohren für Wasserturbinen, in Turbineneinläufen usw. oder von sonstigen 3?lüssigke itsstr ömungen.

Bei den üblichen hydrometrisehen Meßfitigeln ist die Welle oder Hohlwelle der meist schraubenförmig gewundenen ITügelschaufel im vorderen Teil eines länglichen . yygsngarygtaf''k nt. WIgffisra'fc'lrküi:]*.«.trintff ;Hny<3rTrfeisnx1irarBr G-e haus e5 gelagert, welches an einer in die Strömung ragenden Stange befestigt, an einem z.B. über einen flüßlauf gespanntem Tragseil aufgehängt oder in einer Hohrleitung an einem Meßkreuz angeordnet werden kann. Die in der Strömung liegende Flügelschaufel dreht sich entsprechend der Wassergeschwindigkeit mehr oder weniger rasch um ihre Achse, und die Umdrehungen der Flügelschaufel werdem mechanisch oder elektrisch auf ein Zählwerk übertragen, welches die Anzahl der Umdrehungen innerhalb einer Zeiteinheit zählt oder registriert. Da die Drehzahl der Flügelschaufel in der Zeiteinheit der Wassergeschwindigkeit proportional ist, ergibt sioh die Strömungsgeschwindigkeit an der Meßstelle entsprechend dem für jeden Meßflügel durch Eichung ermittelten Umlaufwert. Dabei ist der Proportionalitätsfaktor von der geometrischen Form der Flügelschaufel abhängig.

Die Übertragung der flugeIschaufelumdrehungen auf das Zählwerk kann beispielsweise mittels einer auf der Flügelschaufelwelle angeordneten Schnecke oder mittels Zahnrädern od. dgl. erfolgen, welche

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einen mechanischen Eontaktmechanismus mit elektrischer Kontakt gäbe in [Tätigkeit versetzen. Diese Zähl- "bzw. Hegistrierungsvarrichtungen benötigen für ihren Betrieb ein entsprechendes Drehmoment, welches zusätzlich von der flügelschaufel erzeugt werden muß. Daher muß die Wassergeschwindigkeit genügend hoch sein, um die Hügelschaufel in Drehung zu versetzen. Dafür sind diese Vorrichtungen verhältnismäßig robust, gegen äußere Störungseinflüsse wenig empfindlich und in der Herstellung nicht übermäßig teuer.

Anstelle mechanischer Übertragungsmittel kann die Drehzahl der llügelschaufel auch mittels einer induktiven bzw. elektronischen Impulsgebervorrichtung abgegriffen und nach außen übertragen werden. Hierbei wird z.B. durch Schneiden eines elektromagnetischen !Feldes mittels eines Permanentmagneten eine Spannungsänderung herbeigeführt, die dem Zählgerät über besondere Verstärker zugeführt werden muß. Die der Drehzahl der HugeIschaufel entsprechenden Impulse werden von dem Zählwerk gezählt bzw. registriert. Da der induktive Abgriff nahezu leistungslos erfolgt, ist die für den Anlauf und den Antrieb der FlügeIschaufel benötigte Wassergeschwindigkeit erheblich geringer als bei dem mechanischen Abgriff. Dagegen stellt die notwendige Verwendung von Verstärkern einen Nachteil dar, weil

die Verstärkereinrichtungen nicht nur kostspielig, sondern vor allem auch sehr empfindlich -und störungsanfällig sind. Eine Benutzung solcher elektronischer Impulsgebereinrichtungen bzw. der damit ausgerüsteten Meßflügel kam aus diesem Grunde bisher für Strömungsmessungen im Freien, also Tor allem in Ilußläufen, Kanälen usw. praktisch nicht in Frage.

Durch die Erfindung wird vor allem bezweckt, einen insbesondere für hydrometrische Messungen bestimmten und geeigneten Meßflügel zu schaffen, der die Nachteile der bekannten mechanischen und elektronischen bzw. induktiven Torrichtungen beseitigt und die Vorteile beider Arten in sich vereinigt.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin₉ daß in die Welle, Hohlwelle oder Hülsennabe der IPlügelschaufel des Meßflügels ein Permanentmagnet mit axial, aber exzentrisch zur Schaufelachse angeordnetem Magnetfeld eingebaut und parallel zur Schaufelachse und zum Magneten in einer Aussparung oder einem Baum des im wesentlichen zylindrischen oder ähnlichen Meßflügelgehäuses ein Schutzgassehalter angeordnet ist, dessen Kontakte an nach außen zu einem Zähl- oder Registrierwerk od. dgl. führende leitungen angeschlossen sind.

Der Permanentmagnet wird zweckmäßig in eine radiale Ausfräsung oder Ausnehmung der Schaufelwelle eingesetzt. Bei der "besonders vorteilhaften Ausbildung der Schaufelwelle als Hohlwelle oder Hülse hat der Magnet vorzugsweise die Porm eines halben Singes und ist in axialer Sichtung magnetisiert, so daß das Magnetfeld exzentrisch zur llüge lschaufelach.se liegt. Bs könnte auch ein Kingmagnet verwendet werden, der dann nur einseitig bzw. zur Hälfte magnetisiert sein müßte.

Es ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ferner zweckmäßig, den Schutzgasschalter mit seinen Kontaktfahnen lose einschiebbar in der hierfür vorgesehenen, axial verlaufenden Aussparung des Meßflügelgehäuses unterzubringen und mit Profilteilen od. dgl. zu versehen, welche in entsprechende ortsfeste G-egenprofile eingreifen, so daß die Lamellen des Schutzgasschalters beim Einsetzen desselben in das Gehäuse automatisch die richtige Lage zu dem Magnetfeld erhalten. Diese Positionierung kann auf einfache Weise mit Hilfe eines an einer Eontaktfahne des Schutzgasschalters angebrachten EontaktStückes erzielt werden, welches etwa keilförmig in einen Längsschlitz eines G-ehäuseteiles, vorzugsweise einer in das G-ehäuse eingesetzten Steckerbuchse eingreift. Der Schutzgasschalter kann dann druck- und wasserdicht und leicht auswechselbar eingebaut werden.

Der durch, die Erfindung erzielte technische Fortschritt wird insbesondere darin erblickt, daß ein nahezu leistungsloser Abgriff der Plugelschaufelumdrehungen und trotzdem eine direkte Betätigung des Zähl- oder Registrierwerkes durch den über den Xontakt im Schutzgasschalter fließenden Strom möglich ist. Der Meßflügel ist einfacher und billiger sowie zuverlässiger als die bisher üblichen Torrichtungen mit induktivem Abgriff, und er arbeitet mit einem geringeren Drehmoment für die Drehzahlübertragung, so daß er schon auf wesentlich niedrigere Wassergeschwindigkeiten anspricht. Infolge seiner geringeren Störungsanfälligkeit kann der Meßflügel ohne weiteres auch für Messungen in llußläufen und offenen Kanälen usw. verwendet werden, wobei sich sein Meßbereich nach unten, d. ho auf langsamere Strömungen erweitert.

Infolge der Parallelität zwischen der Flügelschaufelachse bzw. —welle und dem Schutzgasschalter und der konzentrischen Anordnung von Achse, Welle bzw. Hülse und Permanentmagnet wird eine strömungstechnisch günstige Form des Meßflügelgehäuses oder -körpers bei kleinstmöglichem Durchmesser desselben erreicht. Die leßgenauigkeit wird daher durch den vom G-ehausekörper verursachten Eückstau praktisch nicht mehr beeinträchtigt. Außerdem ist die projizierte Fläche des G-ehäusekörpers bei Anströmungen aus allen Richtungen stets gleich.

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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.

fig. 1 zeigt teils in Seitenansicht, teils

im Längsschnitt einen Meßflügel gemäß der Erfindung,

Pig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Pig. 1 in vergrößertem Maßstab,

ig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Meß~ flügel nach der Linie A-B der Pig. 2, und

fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Meßflügel nach der Linie ö - D der !ig. 2.

Der dargestellte Meßflügel hat einen im wesentlichen zylindrischen Gehäusekörper 1, der sich nach vorn hin leicht verjüngt. In einer zentralen Längsführung des G-ehäusekb'rpers 1 ist eine Schaufelachse 2 angeordnet und z.B. mittels einer nicht gezeigten Klemmschraube fest mit dem G-ehäusekörper 1 verbunden. Auf der Schaufelachse 2 ist drehbar eine Hohlwelle oder Hülsennabe 3 gelagert, die mit der flügelschaufel 4 fest verbunden ist.

In einer Ausfräsung der Hülsemialoe 3 ist ein Permanentmagnet 5 "untergebracht. Dieser Permanentmagnet hat, wie aus fig. 3 ersichtlich ist, die Form eines halben Hinges und ist in axialer Richtung magnetisiert, so daß ein zur Schaufelachse 2 exzentrisch liegendes Magnetfeld entsteht.

Parallel zur Schaufelachse 2 und damit auch zur Längsachse des ganzen Meßflügels ist in einer axial verlaufenden Bohrung oder Aussparung 6 des Gehäusekörpers 1 ein Schutzgasschalter 7 angeordnet, der somit parallel zur Schaufelachse 2 und zum Permanentmagneten 5 liegt. Die hintere Eontaktfahne 8 des Schutzgasschalters 7 ist mit einem Eontaktstück 9 verbunden, während die vordere Eontaktfahne 10 mit einer Zappe 11 in Verbindung steht.

Der Schutzgassehalter 7 und das Eontaktstück 9 sind durch eine Isolierung 12 vor einer unmittelbaren Berührung mit dem G-ehäusekörper 1 geschützt. Die vordere Sappe 11 ist mit flexiblen Dichtungen 13 und 14 versehen, die das Eindringen von Wasser und damit das Entstehen eines Kurzschlusses zwischen dem Kontaktstück 9 tuid dem G-ehäusekörper 1 verhindern.

Auf dem G-ehäusekörper 1 des Meßflügels ist ein zweipoliger Stecker 15 befestigt, durch den der Strom

der Kontakteinrichtung zugeführt wird. Vom Stecker 15 aus ragt eine stromführende Steckerbuchse 16 in eine Querbohrung des S-ehäusekörpers 1, gegen den sie mittels eines Isolierrohres 17 isoliert ist. Die Steckerbuchse 16 hat an ihrem unteren Ende einen ausgefrasten Schlitz 18, in welchen das mit der Eontaktfahne 8 verbundene Kontaktstück 9 keilartig eingreift, wie aus Pig. 4 ersiohtlioh ist. Der andere Pol des Steckers 15 ist über eine lasche 19 und eine Schraube 20 mit dem Gehäusekö'rper 1 des Meßflügels verbunden.

Der dem Stecker 15 über ein nicht dargestelltes Kabel zugeführte Strom fließt über die Steckerbuchse 16, das Eontaktstück & 9 und die Sontaktfahne 8 in die Kontakte des Schutzgasschalters % und von dort über die Kontaktfahne 10, die Kappe 11, den G-ehäusekörper 1 und die lasche 19 zurück zu dem Stecker 15· Wenn sich die llügelschaufel 4 mit der Hülsennabe 3 uad dem Permanentmagneten 7 um die Schaufelachse 2 dreht, wird in der Wirkposition des Magneten 7 der Eontakt im Schutzgasschalter 6 geschlossen. Dann fließt der Strom in der beschriebenen Weise durch die Einrichtung und betätigt direkt z.B. ein elektromechanisches Zählwerk. Bei jeder Umdrehung der PlügeIschaufel 4 wird ein Impuls auf das Zählwerk übertragen, welches die Anzahl der Impulse und damit der Schaufelumdrehungen regis***- triert.

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Aus der abgelesenen "bzw. registrierten Umdrehungszahl der llügelschaufel in der Zeiteinheit errechnet sich dann die Strömungsgeschwindigkeit des Gewässers od. dgl. an der Stelle, an der der Meßflügel angeordnet ist.

Im einzelnen ist die Erfindung nicht an die Ausbildung des vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels gebunden, sondern sie umfaßt alle Varianten im Bahmen des wesentlichen Brfindungsgedankens.

Änsj) rüche

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Claims (8)

P.A. 215188*23.3. er S chutzansprüehe

1. Meßflügel für hydrometrische Messungen, dessen Hügelschaufel auf einer in einem Meßflügelgehäuse gelagerten Sohaufelwelle sitzt, deren Umdrehungen über eine elektronische, iron einem mit der Schaufelwelle umlaufenden Magneten beeinflußte Einrichtung nach außen auf ein Zählwerk od. dgl. übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß in die Welle, Hohlwelle oder Hülsennabe (3) der I? lüge 1-schaufel (4) des Meßflügels ein Permanentmagnet

(5) mit axial, aber exzentrisch zur Flügelschamfelachse (2) angeordnetem Magnetfeld eingebaut und parallel zur Schaufelachse und zum Magneten in einer Aussparung (6) des im wesentlichen zylindrischen oder ähnlich geformten G-ehäusekörpers (1) ein Schutzgasschalter (7) angeordnet ist, dessen Kontakte an nach außen zu einem Zähl- oder Registrierwerk od. dgl. führende Leitungen angeschlossen sind.

2. Meßflügel nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (5) in eine radiale Ausfräsung der Schaufelwelle bzw. der Hülsennabe (3) eingesetzt ist.

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3. Meßflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (5) die Form eines halben, in axialer Richtung magnetisieren Binges hat.

4. Meßflügel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet die IPorm eines nur einseitig bzw. zur Hälfte magnetisierten Hinges hat.

5. Meßflügel nach Αηερ ruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzgasschalter (7) auswechselbar in der axial verlaufenden Aussparung (6) des Meßflügelgehäuses (1) untergebracht und mit mindestens einem in ein ortsfestes G-egenprofil eingreifenden Pro-

■ filteil versehen ist.

6. Meßflügel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einer Sontaktfahne (8) des Schutzgasschalters (7) angebrachtes Eontaktstüek (9) keilartig in einen Längsschlitz (18) eines G-ehäuseteiles, vorzugsweise einer in das Gehäuse (1) eingesetzten Steckerbuchse (16) eingreift.

7. Meßflügel nach Anspruch 1, bzw. 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Xontaktfahne (10)

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mit einer Kapjje (11) in Verbindung steht, die mit Dichtungen (Ί3> 14) versehen ist.

8. Meßflügel nach einem der Ansprüche 1, 5, 6, 7, dadurch, gekennzeichnet, daß der Schutzgassohalter (7) von einer Isolieriing (12) umgeben ist.

A. Ott G.m.TD.H. vertreten durchs

(Edmund F. SStner) Pat entanwalt