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Strömungsmengenmesser
Zum Messen von Gas- und Flüssigkeitsmengen werden
vielfach Geräte benutzt, mit denen die Menge des durch eine Leitung od. dgl. strömenden
Mediums aus der Durchflußgeschwindigkeit bestimmt wird. Derartige Strömungsmengenmesser
bestehen aus einer lotrecht angeordneten Röhre, innerhalb deren ein frei beweglicher,
als Staukörper wirkender Schwimmer je nach der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums
mehr oder weniger hochgehoben wird, so daß auf einer mittel- oder unmittelbar auf
der durchsichtigen Meßröhre angebrachten geeichten Skala die entsprechende Durchflußmenge
abgelesen werden kann. Da die Skala dabei jeweils auf die auf die Zeiteinheit bezogene
Menge (in der Regel 1/min oder cbm/Std.) abgestimmt ist, kann sie stets nur für
eine bestimmte Gasart bei einem bestimmten statischen Druck die richtige Durchflußmenge
anzeigen. Ändert sich eine der Größen, beispielsweise der statische Druck, so muß
durch formelmäßige Umrechnung der richtige Mengenwert ermittelt werden.
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Ein solches Vorgehen ist umständlich und insbesondere im praktischen
Betrieb wegen der Möglichkeit des Auftretens von Fehlerquellen unerwünscht. Zwar
kann man mit Hilfe von Umrechnungsdiagrammen die Rechnung als solche ersparen, indessen
ist auch hierbei mindestens ein zusätzliches Hilfsmittel erforderlich, um von der
Skalenablesung auf den richtigen Mengenwert zu kommen. Die Folge ist, daß auf die
Verwendung von Strömungsmengenmessern, trotz deren unbestreitbaren Vorteile, dann
immer verzichtet wird, wenn das zu messende Medium wechselnden Drücken unterliegt.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden die geschilderten Mängel und
Nachteile der bekannten, mit jeweils nur einer bestimmten Skala versehenen Strömungsmengenmesser
dadurch in vorteilhafter
Weise behoben, daß mittel- oder unmittelbar
auf der Meßröhre zwei oder mehrere die Durchflußmenge anzeigende achsparallele Meßstriche
angebracht sind, deren jeder für einen bestimmten statischen Druck gilt, wobei zweckmäßig
die die gleiche Menge anzeigenden Punkte auf den einzelnen Meßstrichen durch Linien
miteinander verbunden sind, die somit über ihre ganze Länge stets gleiches Volumen,
jedoch bei verschiedenem Druck, anzeigen und die mit einer bestimmten, formelmäßig
festzulegenden Steigung schraubenlinienförmig den ganzen oder einen Teil des Umfangs
der Meßröhre umlaufen.
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Durch eine derartige Anordnung wird es ermöglicht, unabhängig von
dem Druck, der jeweils in der mit dem Gerät versehenen Leitung herrscht, die Menge
des durchströmenden Mediums stets an demselben Gerät abzulesen. Dies ist insbesondere
dann von erheblichem Vorteil, wenn der Druck des Mediums öfter wechselt, was vor
allem bei Gasleitungen, die durch Druckminderventile oder ähnliche Regeleinrichtungen
gesteuert werden, vielfach der Fall ist; hier erübrigt sich nun die bisher erforderl
iche Benutzung des Umrechnungsdiagramms.
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Da die verschiedenen Meßstriche sämtlich gleichzeitig sichtbar sind,
besteht gegebenenfalls die Gefahr, daß beim Ablesen des Gerätes von einem falschen
Meßstrich ausgegangen wird, der für einen anderen als den tatsächlich herrschenden
Druck maßgeblich ist. Um dem vorzubeugen, wird zweckmäßig über der eigentlichen,
mit den Meßstrichen versehenen Meßröhre eine undurchsichtige, lediglich einen achsparallelen
Längsschlitz aufweisende Abdeckhülse drehbar angeordnet. Der Schlitz dieser Hülse
wird entsprechend dem im Einzelfall herrschenden statischen Druck jeweils auf den
für diesen Druck in Frage kommenden Meßstrich eingestellt, so daß nunmehr eine genaue
Ablesung der angezeigten Durchflußmenge des Mediums gewährleistet ist.
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Bei feststehender Meßröhre und dieser gegenüber beweglicher Hülse
ist der Umstand nachteilig, daß sich die Ablesestelle gegebenenfalls an den Seiten
der Meßröhre oder aber, vor allem bei Vorhandensein einer Vielzahl von Meßstrichen,
im rückwärtigen Bereich der Röhre befindet, was je nach den örtlichen Verhältnissen
eine Erschwerung der Ablesung zur Folge haben kann. Es kann daher die Anordnung
auch in der Weise getroffen werden, daß die innere Meßröhre gegenüber der sie umgebenden
ortsfesten Hülse verdreht wird, so daß an deren nunmehr stets im Bereich des Beobachters
liegendem Längsschlitz die jeweilige Durchflußmenge bequem abgelesen werden kann.
Da indessen bei Anbringung einer beweglichen Meßröhre die Frage der Abdichtung des
unter Druck stehenden Innenraumes gegenüber der Außenluft gewisse Schwierigkeiten
bereitet, kommt dieser Ausführungsform für die Praxis in der Regel nur in Sonderfällen
Bedeutung zu. Um trotzdem stets eine ungehinderte Ablesemöglichkeit von der Vorderseite
des Gerätes her zu haben, kann demgemäß auch so vorgegangen werden, daß Meßröhre
und Hülse feststehen, während die Skala auf einem besonderen, zwischen die beiden
ortsfesten Teile hineinragenden verdrehbaren Rohr angebracht ist, das entsprechend
dem jeweiligen Druck des Mediums derart eingestellt wird, daß der hierfür in Frage
kommende Meßstrich genau hinter dem Längsschlitz der Hülse liegt. Bei einfachster
fertigungsmäßiger Ausbildung der Teile ist hierdurch in jedem Fall eine. genaue
und zuverlässige Ablesung an der Vorderseite des Gerätes möglich.
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Die Verdrehung der die Skaleneinteilung aufweisenden Meßröhre bzw.
des besonderen Skalenrohres oder der Abdeckhülse kann statt von Hand mit gleich
vorteilhafter Wirkung auch selbsttätig durch den Druck des zu messenden Mediums
bewirkt werden. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein von dem Druck des Mediums
beeinflußtes Gerät, beispielsweise ein Röhrenfedermanometer, zwischengeschaltet,
das die Hülse bzw. die Meßröhre oder das zusätzliche Skalenrohr derart verdreht,
daß im Längsschlitz der Hülse zwangsläufig der dem jeweiligen Druck entsprechende
Meßstrich sichtbar wird. Erreicht wird dies dadurch, daß die Dehnung des ebenfalls
unter dem Leitungsdruck stehenden Federrohres über ein Zahnsegment auf ein Zahnrad
übertragen wird, das mittel- oder unmittelbar mit der Hülse bzw. der Meßröhre oder
dem Skalenrohr verbunden ist.
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In allen Fällen ist es nunmehr möglich, mit Hilfe eines und desselben
Strömungsmengenmessers die Durchflußmenge des jeweiligen Mediums festzustellen,
unabhängig davon, welchen Druck das Medium besitzt. Es ist lediglich erforderlich,
den Stand des in der Meßröhre beweglichen Staukörpers an demjenigen Meßstrich abzulesen,
der dem im Einzelfall herrschenden Druck entspricht, wobei je nach der Ausführungsform
des Gerätes die nicht in Frage kommenden Skalenstriche abgedeckt werden können.
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Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an Hand
von zwei Ausführungsbeispielen, und zwar zeigt Abb. I einen Strömungsmengenmesser
mit drei verschiedenen Meßstrichen in seiner einfachsten Gestalt, Abb. 2 einen Strömungsmengenmesser
mit über die Meßröhre geschobener, sich selbsttätig nach dem jeweiligen Druck einstellender
Ahdeckhülse in Vorderansicht, und Abb. 3 einen Querschnitt nach Linie A-B von Abb.
I.
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Das Gerät nach Abl>. I besteht aus der eigentlichen Meßröhre I,
in die das Medium durch den Anschlußstutzen 2 eintritt. Der im Innern der Röhre
I freibeweglich angeordnete Schwimmer 3 wird durch das Medium, das in Abhängigkeit
von der Menge und dem Druck verschieden große Strömungsgeschwindigkeiten aufweist,
je nach der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit auf eine bestimmte Höhe angehoben.
Diese Höhe entspricht bei einem bestimmten statischenDruok des Mediums bestimmten
Durchflußmengen, die auf den achsparallelen Meßstrichen 4 in 1/min oder cbm/Std.
auf-
getragen sind. Die die gleiche Menge anzeigenden Punkte auf
den einzelnen Meßstrichen 4 sind außerdem durch Linien 5 miteinander verbunden,
die somit über ihre ganze Länge stets das gleiche Volumen, jedoch bei verschiedenem
Druck, anzeigen.
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Im Gegensatz zu bei bekannten Geräten können auf diese Weise auch
bei wechselnden Drücken die entsprechenden Durchflußmengen des jeweiligen Mediums
an dem gleichen Gerät abgelesen werden.
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Bei der tusführungsform nach den Abb. 2 und 3 ist über die Meßröhre
1, die auch hier die den verschiedenen Drücken entsprechenden Meßstriche 4 sowie
die Meßlinien 5 trägt, eine drehbar gelagerte Abdeckhülse 6 geschoben. Die Hülse
ist mit einem Längsschlitz 7 versehen, dessen Breite so gewählt ist, daß stets nur
ein einziger Meßstrich 4 in ihm sichtbar ist.
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Zum Zweck der selbsttätigen Einstellung des Schlitzes 7 der Hülse
6 auf den dem jeweiligen Druck des Mediums entsprechenden Meßstrich 4 auf der Meßröhre
1 ist das Gerät in diesem Fall mit einem Manometer 8 verbunden. Das Medium tritt
durch den Stutzen 2 in die Meßröhre 1 ein, von der ein Abzweigkanal 9 in ein Federrohr
10 führt, dessen Dehnung unter der Wirkung des Druckes in bekannter Weisse über
ein Zahnsegment 11 auf das Zahnrad 12 übertragen wird, das infolgedessen die auf
ihm ruheude Abdeckhülse 6 verdreht. Die Bemessung und Anordnung der einzelnen Glieder
ist dabei so getroffen, daß die Hülse 6 unter der Wirkung des jeweiligen Druckes
des strömenden Mediums zwangsläufig um ein solches Ausmaß verdreht wird, daß in
dem Schlitz 7 der Hülse 6 der dem fraglichen Druck entsprechende, auf der ortsfesten
Meßröhre I angebrachte Meßstrich 4 erscheint. I)a gleichzeitig der freilewegliche
Schwimmerkörper 3 in Abhängigkeit von der dem Druck entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit
des Mediums auf eine bestimmte Höhe in der Meßröhre 1 angehol>en wird, kann nunmehr,
ohne daß die Gefahr von Fehlablesungen besteht, die auf dem sichtbaren Meßstrich
4 aufgetragene Durchflußmenge genau ermittelt werden.
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Beim Auftragen der Meßstriche 4 wird in der Regel in der Weise vorgegangen,
daß man von einer dem Eichdruck entsprechenden achsparallelen Nullinie ausgeht und
den Winkelabstand der übrigen Meßstriche nach bekannten Formeln berechnet, worauf
die den gleichen Durchflußmengen entsprechenden Punkte auf den Meßstrichen 4 durch
die schraubenförmig den Umfang der Meßröhre 1 umlaufenden Meßlinien 5 verbunden
werden. Selbstverständlich steht auch nichts im Wege, zunächst die Meßlinien 5 aufzutragen
und von diesen ausgehend den Winkelabstand der achsparallelen Meßstriche 4 zu berechnen
und diese alsdann entsprechend anzubringen.
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Die Erfindung laßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen
und ist nicht auf die dargestellten Ausfiihrungstispiele beschränkt.
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So sind insbesondere bei solchen Strömungsmengenmessern, bei denen
die Sichtbarmachung des jeweils in Frage kommenden Meßstriches selbsttätig mit Hilfe
von durch den Druck des Mediums beeinflußten Geräten oder Einrichtungen bewirkt
wird, die Anordnung und gegenseitige Beeinflussung der verschiedenen Meß- und Betätigungsglieder
durchaus beliebig und richten sich in der Regel ausschließlich nach den Erfordernissen
des Einzelfalles.