DE2304020C2

DE2304020C2 - Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen

Info

Publication number: DE2304020C2
Application number: DE2304020A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Zweng
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-01-27
Filing date: 1973-01-27
Publication date: 1981-10-15
Also published as: JPS49111672A; FR2215623A1; GB1412561A; DE2304020A1; US3875797A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen, bei der ein aus einer Strahldüse quer zum zu messenden Gasstrom austretender Leistungsstrahl auf gegenüberliegend angeordnete Empfängerdüsen auftrifft und die Strahldüse in der von den Achsen der Empfängerdüsen aufgespannten Ebene, insbesondere parallel verschiebbar, angeordnet ist.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art (US-PS 33 43 413, US-PS 36 78 746) tritt aus einer verschiebbar angeordneten Strahldüse ein Leistungsstrahl quer zum zu messenden Gasstrom aus. In einem Abstand liegen der Strahldüse zwei Empfängerdü.^cen gegenüber, auf die der Leistungsstrahl auftrifft. Die beiden Empfängerdüsen sind mit einem Differenzdruckmesser verbunden.

Der Leistungsstrahl wird nun durch den zu messenden Gasstrom aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt, wobei er in den Empfängerdüsen unterschiedliche Drücke induziert. Die Höhe der Differenzdrücke, die sich infolge der Ablenkung des Leistungsstrahls durch den zu messenden Gasstrom ändert, ist damit ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß die Empfängerdüsen zur sicheren Funktion eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen und so durch Schmutzablagerungen mit der Zeit zumindest teilweise verschlossen werden, wodurch es zu Meßfehlern kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen zu schaffen, die über einen sehr großen Meßbereich zu sicheren Ergebnissen führt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Empfängerdüsen als Ausströmdüsen ausgestaltet sind, deren Rückstau am Meßdruckausgang einem Differenzdruckmesser zugeleitet ist.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß durch das aus den Empfängerdüsen austretende Gas eine Verschmutzung der Empfängerdüsen sicher vermieden wird.

Besonders vorteilhaft wird dies dadurch erreicht, daß jede Ausströmdüse mit dem von einem Hilfsgasstrom über eine Drossel gespeisten Meßdruckausgang verbunden ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist die Verwendung des gleichen Gases, wie das des zu messenden Gasstroms für den Leistungsstrahl und/oder den Hilfsgasstrom.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 eine an eine Rohrleitung angebaute Meßeinrichtung und in

Fig.2 eine empirisch aufgenommene Zuordnung zwischen dem Durchfluß in dem Rohr und dem jeweils zugeordneten Verschiebeweg der Strahldüse.
Die in F i g. 1 dargestellte Rohrleitung 1 bildet einen Teil einer von einem Gasstrom durchflossenen Anlage, bei der der Durchfluß gemessen werden soll. Die Rohrleitung 1 wird von oben nach unten in Richtung des gezeichneten Pfeiles 2 vom Gasstrom durchflossen. An der einen Seite der Rohrleitung ist ein Lagerbock 3 angeordnet, in dem ein Halterohr 4, das an seinem freien aus dem Lagerbock 3 herausragenden Ende mit einem Schlauchanschlußstück 5 versehen ist, in einer Bohrung längsverschieblich geführt ist. Das andere, dem Schlauchanschlußstück 5 abgewandte Ende des Halterohrs 4 ist mit einem nur teilweise dargestellten Verstellmechanismus 6 verbunden. Dieser Verstellmechanismus kann z. B. nach Art einer Mikrorneterschraube ausgebildet sein, an deren Skala 7 direkt der Verschiebeweg des Halterohrs 4 gelesen werden kann.

Um eine spielfreie Verstellung des Halterohrs 4 zu garantieren, arbeitet dieses gegen eine Druckfeder 8, die sich einerseits im Lagerbock 3 und andererseits an einer am Halterohr 4 angeordneten Scheibe abstützt.

Etwa auf der halben Länge trägt das Halterohr 4 eine im rechten Winkel angeordnete Strahldüse 9, deren freies Ende durch eine Öffnung 10 in das Innere der Rohrleitung 1 weist. Die Strahldüse 9 wird über einen auf das Schlauchanschlußstück 5 aufgeschobenen Schlauch mit einem Hilfsgasstrom versorgt. Zweckmäßigerweise wird für den Hilfsgasstrom das gleiche Gas wie das des zu messenden Gasstroms 2 verwendet. Diametral gegenüberliegend sind der Strahldüse 9 zwei bei diesem Ausführungsbeispiel in spitzem Winkel zueinander geneigte Empfängerdüsen 11, 12 angeordnet. Die Achsen der Empfängerdüsen 11, 12 spannen dabei eine Ebene auf, die zugleich die Verschiebeebene der Strahldüse 9 ist.

Die Skala 7 am Verstellmechanismus 6 ist dabei so angeordnet, daß die Achse der Strahldüse 9 bei der Einstellung Null der Skala genau in der Mitte zwischen den Empfängerdüsen U, 12 liegt. Die Empfängerdüsen 11, 12 sind in einer Düsenhalterung 13 angeordnet, welche dem Lagerbock 3 diametral gegenüberliegend an der Rohrleitung 1 befestigt ist. Die Düsenhalterung 13 weist zwei Meßdruckausgänge 14, 15 auf, in jeden von denen eine der Empfängerdüsen 11, 12 münHet. Jede der Meßdruckausgänge 14,15 wird über Drossein 16, 17 mit einem Hilfsgasstrom gespeist. Der Hilfsgasstrom wird den Drosseln 16, 17 über ein an einem Deckel 18 angeordnetes Schlauchanschlußstück 19 zugeführt. Die Meßdruckausgänge 14,15 sind dabei mit einem nicht näher dargestellten Differenzdruckmesser 20 von bekannter Bauart verbunden. Das Schlauchanschlußstück 5 und das Schlauchanschlußstück 19 sind ebenfalls mit einer nicht näher dargestellten Druckmittelquelle 21 verbunden, bei der es sich z. B. um einen herkömmlichen Verdichter handeln kann.
Die Einrichtung zur Messung der Strömungsge-

schwindigkeit des die Rohrleitung 1 durchströmenden Gasstroms 2 arbeitet folgendermaßen: Quer zu dem zu messenden Gasstrom 2 tritt aus der Strahldüse 9 ein Leistungsstrahl aus. der auf die gegenüberliegenden Empfängerdüsen 11, 12 auftrifft Das aus den als Ausströmdüsen ausgebildeten Empfängerdüsen 11, 12 ausströmende Gas wird dabei von dem Leistungsstrahl zurückgestaut Da der Leistungsstrahl aber durch den Gasstrom 2 abgelenkt wird und er somit mehr auf die Empfängerdüse 12 auftrifft, entsteht am Mel>druckansgang 15 ein höherer Druck als am Meßdruckausgang 14. Mittels des Verstellmechanismus 6 wird nun die Strahldüse 9 so lange entgegen dem zu messenden Gasstrom 2 verschoben, bis der am Differenzdruckrhesser 20 abgelesene Differenzdruck wieder zu Null geworden ist Der an der Skala 7 gelesene Verschiebeweg der Strahldüse 9 ist dann ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Gasstroms 2.

Soll nun der Durchfluß durch die Rohrleitung 1 gemessen werden, so kann man dem Verschiebeweg der Strahldüse 9 auch direkt Durchflußwerte zuordnen. Eine solche Zuordnung ist in Fig.2 durchgeführt worden. Auf der Koordinatenachse sind die Durchflüsse in Litern/Stunde, auf der Abszissenachse die Schiebewege der Strahldüse 9 in Millimetern abgetragen. Für zwei verschiedene Leistungsstrahlen sind dabei die beiden in F i g. 2 dargestellten Kurvenzüge empirisch aufgenommen worden. Der obere iCurvenzug stammt dabei von einem Leistungsstrahl mit einem Ausströmdruck von 0,24 bar, der untere Kurvenzug von einem Leistungsstrahl mit einem Ausströmdruck von 0,06 bar.

Natürlich würde auch eine vereinfachte Ausführungsform der dargestellten Einrichtung, bei der die in den Empfängerdüsen 11, 12 induzierten Drücke direkt einem Differenzdruckmesser zugeführt werden, zum Erfolg führen. Wenn allerdings die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Durchfluß von einem Gasstrom gemessen werden soll, in dem Feststoffe enthalten sind, so können sich die Empfängerdüsen 11,12 mit der Zeit zusetzen, wodurch die Einrichtung nicht mehr zuverlässig funktionieren würde. Dies gilt ganz besonders dann, wenn z. B. ciie Messung in einer nach dem Wirbelschichtverfahren arbeitenden pneumatischen Feststoffförderanlage verwendet werden solL Durch das ständig aus den als Ausströmdüsen ausgebildeten Empfängerdüsen 11,12 austretende Hilfsgas wird eine Verschmutzung der Empfängerdüsen sicher vermieden.

Die bei diesem Ausführungsbeispiel in spitzem Winkel zueinander angeordneten Empfängerdüsen 11, 12 können auch parallel liegen. Die Strahldüse 9 kann auch durch eine Drehbewegung oder eine kombinierte Dreh-Schiebe-Bewegung — im einfachsten Fall durch Verbiegen der Strahldüse selbst — verschoben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen, bei der ein aus einer Strahldüse quer zum zu messenden Gasstrom austretender Leistungsstrahl auf gegenüberliegend angeordnete Empfängerdüsen auftrifft und die Strahldüse in der von den Achsen der Empfängerdüsen aufgespannten Ebene insbesondere parallel verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerdüsen (11, 12) als Ausströmdüsen ausgestaltet sind, deren Rückstau am Meßdruckausgang (14, 15) einem Differenzdruckmesser (20) zugeleitet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausströmdüse (11, 12) mit dem von einem Hilfsgasstrom über eine Drossel (16, 17) gespeisten Meßdruckausgang (14,15) verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Leistungsstrahl und/oder den Hilfsgasstrom das gleiche Gas wie das des zu messenden Gasstroms verwendet wird.