DE947834C - Woltmann liquid flow meter - Google Patents

Description

Woltmann-Flüssigkeitsmengenmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsmengenmesser.Woltmann liquid flow meter The invention relates to a Liquid flow meter.

Bei den zur Flüssigkeitsmengenmessung in geschlossenen Rohrleitungen viel benutzten Woltmannzählern ist der Meßfiügel axial angeordnet. For measuring the amount of liquid in closed pipelines The measuring wing is arranged axially in the much used Woltmann meters.

Er besteht aus einem zylindrischen Mittelkörper, der Nabe, an dem schraubenförmig gekrümmte Paletten angebracht sind. Durch zwei Lagerkörper wird der Flügel vorn und hinten zentrisch gehalten.It consists of a cylindrical central body, the hub on which helically curved pallets are attached. With two bearing bodies the wing is held centrally at the front and back.

Die zwischen Nabe und Rohrwandung strömende Flüssigkeit beaufschlagt die Paletten und versetzt damit den Flügel in Drehung. Die Drehbewegung wird durch eine Schneckenübertragung auf ein Zählwerk übertragen, das in ms entsprechend der durchgefiossenen Flüssigkeitsmenge geeicht ist.The liquid flowing between the hub and the pipe wall is applied the pallets, thereby causing the sash to rotate. The rotary motion is through a worm transmission is transmitted to a counter, which in ms according to the the amount of liquid that has flowed through is calibrated.

Fig. I der Zeichnung veranschaulicht schematisch die Lagerung des Meßflügels bei den bekannten Woltmannzählern. Fig. I of the drawing illustrates schematically the storage of the Measuring wing in the well-known Woltmann meters.

An den Lagerstellen I und 2 des Flügels treten unter der Voraussetzung, daß der Flügel ausgewuchtet ist, im allgemeinen zwei Kräfte auf, nämlich erstens die Schwerkraft und zweitens eine Komponente des Strömungsimpulses der Flüssigkeit, die nicht in Drehbewegung umgesetzt wird. At bearing points I and 2 of the wing occur, provided that that the wing is balanced, generally two forces, namely first the force of gravity and, secondly, a component of the flow momentum of the liquid, which is not converted into rotary motion.

Diese beiden Kräfte sollen möglichst klein gehalten werden, weil dadurch einerseits die Genauigkeitsgrenze des Zählers - das ist die kleinste Durchflußgeschwindigkeit, bei der noch eine richtige Anzeige erfolgt - möglichst tief gelegt und andererseits die Meßdauerhaftigkeit des Zählers erhöht wird. Beide Bedingungen hängen damit zusammen, daß sich bei kleineren Kräften die Lagerreibung vermindert. Bei geringer Reibung genügen schon sehr kleine Impulse, also geringe Strömungsgeschwindigkeiten, um den Flügel in Drehung zu versetzen. Die Folge davon ist.auch eine günstige Genauigkeitsgrenze. Bei geringer Reibung ist aber auch mit geringer Lagerabnutzüng zu rechnen; der Zähler wird sehr lange seine Meßaufgabe genau erfüllen: er ist meßdauerhaft. These two forces should be kept as small as possible because thereby on the one hand the Accuracy limit of the counter - that is the lowest flow rate at which there is still a correct display - placed as low as possible and, on the other hand, increases the measurement durability of the meter will. Both conditions are related to the fact that with smaller forces the Bearing friction reduced. With low friction, even very small impulses are sufficient, so low flow velocities to set the wing in rotation. The consequence of this is also a favorable limit of accuracy. With low friction but a slight wear and tear on bearings is also to be expected; the counter becomes very long fulfill its measuring task exactly: it is permanent.

Seit längerem bekannt ist die Aufhebung der vertikal gerichteten Schwerkraft. Der Nabenkörper des Flügels wird als luftgefüllter Hohlkörper ausgebildet, so daß die Gesamtdichte des Flügels gleich derjenigen der Flüssigkeit wird, also in eine Art Schwebezustand gebracht, wodurch alle Vertikalkräfte aufgehoben werden. The abolition of the vertically directed has been known for a long time Gravity. The hub body of the wing is designed as an air-filled hollow body, so that the total density of the wing becomes equal to that of the liquid, that is brought into a kind of suspension, whereby all vertical forces are canceled.

Bisher ist es jedoch noch nicht gelungen, die horizontal gerichtete Kraft, das ist die Schubkraft, die den Flügel gegen das hintere Lager drückt, wesentlich herabzudrücken. Diese Kraft nimmt aber bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten erhebliche Werte an, so daß die Spitzenlagerung, die man hier zur Erzielung einer guten Genauigkeit gern anwendet, stark überdimensioniert werden muß, wenn sie genügend verschleißfest sein soll. So far, however, it has not yet succeeded in the horizontally directed Force, that is the thrust that presses the wing against the rear bearing, is essential to depress. However, this force increases considerably at high flow velocities Values so that the point bearing that you can use here to achieve good accuracy likes to use, must be greatly oversized if they are sufficiently wear-resistant should be.

Man hat zwar bereits gemäß Fig. I die Lagerkörper I und 2 im gleichen Durchmesser wie die Flügelnabe gehalten und an ihnen sowie an den Palettenkanten eine stromlinienförmige Verjüngung vorgenommen, um den Strömungswiderstand möglichst klein zu halten; eine Aufhebung oder so starke Verminderung der Schubkraft, daß eine wesentliche Lagerentlastung herbeigeführt wird, wurde indessen noch nicht erreicht. It is true that according to FIG. I, the bearing bodies I and 2 are the same Diameter like the wing hub and held on them as well as on the pallet edges made a streamlined taper to reduce the flow resistance as possible to keep small; a cancellation or so great a decrease in the thrust that a substantial relief of the bearing has not yet been achieved.

Um diesem Mangel zu begegnen, besteht der Erfindungsgedanke - darin, mit Hilfe der durch die Wasserströmung gegebenen hydrodynamischen Verhältnisse eine Horizontalkraft zu erzeugen, die der durch die Strömung ausgeübten Schubkraft entgegenwirkt und sie der Größe nach aufheben kann. Das kann folgendermaßen geschehen: Beispielsweise erhalten gemäß Fig. 2 die Lagerkörper I und 2 vor und hinter dem Flügel einen größeren Durchmesser als die Nabe des Flügels. Der ringartige Vorsprung 3 des vorderen Lagerkörpers gegenüber der Flügelnabe erzeugt auf der Einströmseite eine Sogwirkung und damit einen Unterdruck zwischen den Stirnflächen der Flügelnabe und des Lagerkörpers. Der Vorsprung 4 am hinteren Nabenkörper dagegen erzeugt hinter dem Flügel eine Stautirkúng, die zu ein-er ' Drüvckerhöhung zwischen der hinteren Stirnfläche und der Stirnfläche des Lagerkörpers 2 führt. In beiden Fällen ergibt sich eine Kraftwirkung, die der Strömungsrichtung und damit der horizontalen - Schubkraft entgegengesetzt gerichtet ist. Es ist möglich, durch geeignete Dimensionierung der Durchmesser diese Gegenkräfte so abzustimmen, daß die ursprüngliche Schubkraft aufgehoben wird. To counter this deficiency, the idea of the invention consists in with the help of the hydrodynamic conditions given by the water flow Generate horizontal force that counteracts the thrust exerted by the flow and can pick them up according to their size. This can be done as follows: For example get according to Fig. 2, the bearing body I and 2 in front of and behind the wing a larger one Diameter than the hub of the wing. The ring-like projection 3 of the front bearing body opposite the wing hub creates a suction effect on the inflow side and thus a negative pressure between the end faces of the wing hub and the bearing body. The projection 4 on the rear hub body, on the other hand, creates a stowage circuit behind the wing, the one-er 'increase in pressure between the rear face and the face of the bearing body 2 leads. In both cases there is a force that the Direction of flow and thus the horizontal thrust is directed in the opposite direction is. It is possible to counteract these forces by dimensioning the diameter appropriately vote so that the original thrust is canceled.

Das läßt sich z. B. schon erreichen, wenn nur die hydraulische Wirkung der vorderen Lagerkörpervergrößerung ausgenutzt wird, so daß der hintere Lagerkörper unverändert bleibt.That can be z. B. already achieve, if only the hydraulic effect the front bearing body enlargement is used, so that the rear bearing body remains unchanged.

Eine Ausführungsmöglichkeit besteht darin, das Gehäuse*5 vor dem Flügel, wie bei 6 in Fig. 3 dargestellt, zu verengen. Nach der Bernoullischen Gleichung )dg = )statt - g v² 2 muß an dieser verengten Stelle die Wassergeschwindigkeit v zunehmen und damit der dynamische Druck Pdyn kleiner werden als dahinter. Es entsteht vor dem Flügel ein Unterdruck, d. h. also ein Druckgefälle, das der Schubkraft entgegenwirkt. Bei entsprechender Dimensionierung der Verengung ist es ohne weiteres möglich, die Schubkraft völlig aufzuheben. One possible embodiment is the housing * 5 before the Wings, as shown at 6 in Fig. 3, to narrow. According to Bernoulli's equation ) dg =) instead of - g v² 2 the water velocity v must at this narrowed point increase and thus the dynamic pressure Pdyn becomes smaller than behind it. It arises a negative pressure in front of the wing, d. H. thus a pressure gradient that counteracts the thrust. With appropriate dimensioning of the constriction, it is easily possible to use the Completely cancel the thrust.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Woltmann-Flüssigkeitsmengenmesser, bei dem der Meßflügel durch zwei Lagerkörper vorn und hinten axial gelagert ist, gekennzeichnet durch solche Querschnittsveränderung in der Trennebene zwischen mindestens einem der Lagerkörper und dem Meßflügel, daß der durch die axiale Beaufschlagung des Meßflügels - erzeugte Schubdruck durch eine entgegengesetzt gerichtete, dem Bernoullischen Gesetz entsprechende Kraft aufgehoben wird. PATENT CLAIMS: 1. Woltmann liquid flow meter in which the Measuring blade is axially supported by two bearing bodies at the front and rear, characterized by such a change in cross-section in the parting plane between at least one the bearing body and the measuring vane, that by the axial action of the measuring vane - Generated shear pressure by an oppositely directed, Bernoullian Law corresponding force is repealed. 2. Flüssigkeitsmengenmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Lagerkörper, in denen der Flügel gelagert ist, im Durchmesser stärker gehalten ist als der Flügelkörper selbst. 2. Liquid flow meter according to claim I, characterized in that that at least one of the two bearing bodies in which the wing is mounted in Diameter is kept stronger than the wing body itself. 3. Flüssigkeitsmengenmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß- die Innenwandung des Gehäuses (5) vor dem Flügel eine Verengung (6) aufweist. 3. Liquid flow meter according to claim I, characterized in that that the inner wall of the housing (5) has a constriction (6) in front of the wing. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 243 274; Gramberg: »Technische -Messungen«, 7. Auflage, I953, S. IS3; Documents considered: German Patent No. 243 274; Gramberg: "Technische -Messungen", 7th edition, I953, p. IS3; 5. Auflage, I923, S. 2I6.5th edition, 1923, P. 2I6.