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Einstrahl- Flügelradflüssigkeitsmesser.
Um bei Flügelradmessern ein gleichbleibendes Verhältnis zwischen Umdrehungszahl des Flügelrades und der Durchflussmenge zu erreichen, ist die Anordnung von Staueinrichtungen in der Messkammer oberhalb oder unterhalb des Flügelrades in Form von Vorsprüngen, Rippen od. dgl. erforderlich. Bei Flügelradmessern ohne derartige Staueinrichtungen nimmt die Umdrehungszahl des Flügelrades mit wachsender Durchflussmenge in grösserem Masse zu als die Durchflussmenge, so dass ein derartiges Messgerät, wenn eine bestimmte Fehlergrenze nicht überschritten werden soll, ungeeignet ist.
Die Anordnung der Staueinrichtungen geschah bisher in der Regel oberhalb oder unterhalb, oder oberhalb und unterhalb des Flügelrades lediglich vom Gesichtspunkte der Wahrung der Verhältnisgleichheit über einen möglichst grossen Bereich. Durch eingehende Versuche über die Vorgänge in der Messkammer und Messungen wurde festgestellt, dass durch die Staueinrichtungen infolge Bildung von Wasserwalzen eine Kraft auf das Flügelrad in seiner Achsenrichtung ausgeübt wird. Sind die Staueinrichtungen über dem Flügelrad angeordnet, so ist die Kraft von oben nach unten gerichtet. Bei der Anordnung der Staueinrichtungen unterhalb des Flügelrades verläuft dagegen die Kraft von unten nach oben. Wie die Versuche gezeigt haben, nehmen die Kräfte erhebliche Werte an, um so mehr, als sie annähernd in quadratischem Verhältnis zur Durchflussmenge wachsen.
Das Auftreten dieser Kräfte ist von grossem Nachteil, da sie von der Flügelradlagerung aufgenommen werden müssen. Man ist daher gezwungen, entweder die Lagerung entsprechend kräftig zu bemessen und die hiedurch bedingte Verminderung der Messempfindlichkeit in Kauf zu nehmen oder aber von vornherein mit einem erheblichen Verschleiss zu rechnen, der sich ebenfalls ungünstig auf die Messempfindlichkeit und ausserdem noch auf die Lebensdauer auswirkte.
Gegenstand der Erfindung ist die Verteilung des Staues oberhalb und unterhalb des Flügelrades in der Weise, dass sich die auf das Flügelrad in seiner Achsenrichtung wirkenden, durch die Staueinrichtungen verursachten Kräfte gegenseitig aufheben oder nur noch ein leichter Auftrieb verbleibt, durch den bei grossen Durchflussmengen das Flügelrad vom unteren Spurlager abgehoben wird, wobei keine nennenswerte Belastung des oberen Spurlagers auftritt. Eine derartige Verteilung des Staues wird bewerkstelligt durch die Anordnung, Anzahl, Form oder Grösse der oberhalb und unterhalb des Flügelrades befindlichen Staueinrichtungen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt und Fig. 2 ein waagrechter Schnitt durch die Messkammer eines Einstrahlmessers.
Das Flügelrad 6 ist unten bei 3 und oben bei 5 gelagert. Über dem Flügelrad 6 befinden sich zwei diametral angeordnete Staurippen 1, unterhalb vier senkrecht zueinander stehende Staurippen 4. Die Anordnung, Anzahl, Form und Grösse dieser Staurippen ist so gewählt, dass das Rad nur einen leichten Auftrieb erhält, bei grossen Durchflussmengen gewissermassen in der Schwebe gehalten wird und das Lager 3 dann vollkommen entlastet ist.
Die Anordnung, Anzahl usw. der Staueinrichtungen ermittelt man am einfachsten versuchsweise durch Messung der in der Achsenrichtung auf das Flügelrad wirkenden Kraft. Man wählt zunächst eine symmetrische Anordnung der über und unter dem Flügelrad befindlichen Staurippen. So z. B. wurden im beschriebenen Ausführungsbeispiel ursprünglich auch über dem Rad vier Rippen in gleicher Anordnung und Ausführung wie unter dem Rad vorgesehen. Dabei ergab sich eine noch verhältnismässig grosse, nach unten gerichtete Kraft. Es wurden daher oben zwei Rippen herausgenommen und nur noch zwei
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Rippen in diagonaler Anordnung belassen. Eine zweite Messung ergab immer noch eine, wenn auch geringe, nach unten gerichtete, auf das Flügelrad wirkende Kraft.
Die weitere Verringerung dieser Kraft und ihre Umkehr in einen leichten Auftrieb wurde durch Veränderung der Stellung der oberen Staurippen durch Drehung des sie tragenden Zählwerkbechers 7 um die Radachse erreicht. Es ist zweckmässig, die Achsen des Einlauf-und den Auslaufstutzens in an sich bekannter Weise in der gleichen Ebene anzuordnen, etwa in der gleichen Entfernung von den oberen und den unteren Staueinrichtungen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einstrahl-Flügelradflüssigkeitsmesser, dadurch gekennzeichnet, dass die oberhalb und unter-
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verschieden sind, dass die von den unteren Staueinrichtungen auf das Flügelrad in der Richtung seiner Achse nach oben ausgeübte Kraft annähernd gleich oder nur um einen geringen Betrag grösser ist als die durch die oberen Staueinrichtungen ausgeübte, entgegengesetzt gerichtete Kraft.