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Messer und Regler für Strömungen in geschlossenen Leitungen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Regeln von Strömungen in geschlossenen
Leitungen mittels eines Stau-oder Schwebekörpers in einem lotrecht stehenden, konischen
Meßrohr.
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Um den Stand des Schwebekörpers in einer undurchscheinenden Leitung
sichtbar zu machen oder um den Stand auf mechanische Mittel zu übertragen, hat man
bereits Schwebekörper aus magnetischem Werkstoff verwendet und magnetisch mit außerhalb
der Leitung angebrachten Magneten gekuppelt. Man hat auch den Schwebekörper mit
einer nach außen geführten Stange verbunden oder Lichtzellen durch den Schwebekörper
gesteuert. Diese bekannten Mittel sind umständlich und nicht überall anwendbar.
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Gemäß der Erfindung wird der über die ganze Länge des Meßrohres gleich
große Druckabfall. in der Strömung, den der als Drossel wirkende Schwebekörper an
seinem jeweiligen Standort hervorruft, zur Anzeige seines Standes oder zur Übertragung
auf mechanische Vorrichtungen benutzt. Eineinfaches und zweckmäßiges Mittel zur
Übertragung des Druckabfalles stellen Differenzdruckmesser, beispielsweise Flüssigkeitsmanometer,
dar, deren Anschlüsse an die Leitung so weit in der Strömungsrichtung hintereinanderliegen,
daß der als Drossel wirkende Teil des Schwebekörpers zwischen den Anschlüssen stehen
kann und diese Stellung dann einen Ausschlag in dem zugehörigen Flüssigkeitsmanometer
bewirkt.
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Bringt man eine Mehrzahl von derartigen Flüssigkeitsmanometern in
der Leitung an, wobei man sie zur Verkürzung der Höhenabstände schraubengangförmig
in die Wandung des Meßrohres legen kann, so wird bei jedem Stand des Schwebekörpers
ein Flüssigkeitsmanometer ansprechen, während die übrigen in Ruhe bleiben. Auf diese
Weise erhält man auch bei undurchsichtigen Leitungen oder bei unzugänglichen Leitungen
in einem beliebigen Abstand von der Leitung eine Anzeige für den Stand des Sch-,vebekörpers.
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Die Erfindung bietet verschiedene Möglichkeiten, um den Meßwert aufzuschreiben
oder zu zählen: So können beispielsweise die Flüssigkeitsmanometer in bekannter
Weise mit Quecksilber gefüllt und mit Kontakten versehen sein, so daß bei einem
bestimmten Stand ein Stromkreis geschlossen wird. Der Stromkreis kann entweder in
bekannter Weise einen Elektromagneten anziehen und damit eine Schreibfeder gegen
einen abrollenden Papierstreifen drücken oder einen elektrischen Widerstand schalten,
der den Gang eines Zählwerkes beeinflußt. Schließlich ist es auch möglich, den Ausschlag
des Manometers in bekannter Weise photographisch zu übertragen.
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Um den Meßwert zu regeln, kann man sowohl die durch den Druckabfall
hervorgerufene Bewegung als Verstellkraft selbst wie auch als Auslösung für eine
Hilfskraft benutzen. Dabei ist es insbesondere für die ersterwähnte Art der Reglung
wesentlich, daß zum Unterschied von Wirkdruckgebern mit fest eingebauten Widerständen,
wie z. B. Staurändern, nicht ein mit der Strömungsmenge veränderlicher, sondern
ein für jede Str.'imungsmenge gleich großer Wirkdruck als Verstellkraft zur Verfügung
steht.
Eine einfache Anordnung zum Regeln besteht darin, -daß man
am oberen und unteren Ende eines konischen Rohres, in deip sie4' der Schwebeköi-per-bewegt,
je .ein Flüssx=_-keitsmanometer anbringt, das beim Ans'px@e= chen einen Stromkreis
schließt und där@t. bewirkt, daß eine in der Leitung liegende-Drossel (bei dem oberen
Manometer schließend, bei dem unteren Manometer öffnend) verstellt wird.
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Eine derartige Anordnung kann auch für Schreib- und Zählzwecke Verwendung
finden, wenn man die 'Drossel nicht in der Hauptleitung anbringt, sondern in einer
Nebenleitung, in der sich der Schwebekörper befindet; die Anordnung wird dann so
getroffen, daß in der Nebenleitung, trotz veränderlicher Strömungsgeschwindigkeiten
in der Hauptleitung, die Strömungsmengen gleich gehalten und die hierzu erforderlichen
Verstellungen der in der Nebenleitung liegenden Drossel auf .ein Schreib- oder Zählwerk
übertragen werden.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in mehreren Beispielen
dargestellt. Abb. i zeigt das Meßprinzip. In der konischen Meßröhre a stellt sich
der Schwebekörper b, dessen oberer Teil als Stauung wirkt, je nach der Strömung
in verschiedener Höhenlage ein. An dem Meßrohr sind mehrere Wirkdruckmesser c und
d an verschiedenen Stellen so angeschlossen, daß die Einmündungen in gewissem Abstand
übereinanderliegen. Tritt nun der Schwebekörper b zwischen die Einmündungsstellen
eines Wirkdruckmessers, so erfolgt ein Ausschlag des Instruments, wodurch die Lage
des Schwebekörpers gekennzeichnet wird.
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Abb.2 zeigt eine Anordnung im Schnitt, bei welcher die Wirkdruckgeber
e, f, g, h, i
schraubengangartig in der Wandung des Meßrohrs angeordnet sind,
so daß die Stellung des Schwebekörpers in ganz kurzen Höhenabständen angezeigt wird.
-Abb.3 stellt eine Regelvorrichtung dar. In die Wandung des Meßrohrs h sind zwei
Wirkdruckmesser L und m in kurzem Abstande übereinander eingebaut.
Zwischen ihnen befindet sich der Schwebekörper n, der vorteilhaft oben und unten
durch Anschläge in seiner Bewegung begrenzt ist. In seiner oberen Lage steht der
Schwebekörper zwischen den Anschlüssen des oberen, in seiner unteren Lage zwischen
den Anschlüssen des unteren Wirkdruckmessers. Die Wirkdruckmesser, die mit einer
elektrisch leitenden Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, gefüllt sind, haben in die
Röhren hineinragende elektrische Kontakte, die an ein Schaltwerk o angeschlossen
sind, welches die Drosselp steuert. Tritt der Schwebekörpern in seine obere Lage,
so spricht der Wirkdruckmesser L an und schließt den Strom-,kreis; der die Drossel
p im schließenden Sinne .steuert. Bei fallendem Schwebekörper tritt -der umgekehrte
Vorgang ein.
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Abb. 4. zeigt eine Registriervorrichtung. In dem konischen Meßrohr
g bewegt sich der Schwebekörper Y. An das Meßrohr sind die mit einer elektrisch
leitenden Flüssigkeit gefüllten Wirkdruckmesser s und t in kurzem Abstande übereinander
angeschlossen. Sie sind mit elektrischen Kontakten versehen, die, wenn der Schwebekörper
zwischen ihre Anschlußstellen tritt, ein Schaltwerk.u betätigen, das die Drossel
v verstellt. Die Drossel v trägt einen Schreibstift w, der auf dem wandernden Papierstreifen
x ein Diagramm schreibt. Die Einrichtung arbeitet in der Weise, daß der Schwebekörper,
wenn er den oberen Wirkdruckgeber beeinflußt, durch das Schaltwerk die Drossel im
schließenden Sinne betätigt und umgekehrt, wenn er den unteren Wirkdruckgeber in
Tätigkeit setzt. Die Strömung in der Umleitung bleibt also konstant, jedoch ist
die Stellung der Drosselv je nach der die Hauptleitung durchströmenden Menge verschieden
und bildet so ein Maß für letztere, das auf dem Diagramm festgehalten wird.