DD227234A1 - Anordnung zur luftmengenmseeung und steuerung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Volumenstrommessung gasfoermiger Stoffe. Ziel der Erfindung ist die Kombination eines Volumenstrommessers auf dem Rotamesserprinzip mit entsprechenden Drosseleinrichtungen im Bereich von 20-700 m3/h Luftdurchsatz. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in einem teils konischen und teils zylindrischen Koerper eine Leitspindel mittig angeordnet ist, an der sowohl ein Schwebekegel als auch ein Drosselkegel gegeneinander angeordnet sind, wobei der Drosselkegel von aussen feinfuehlig axial beweglich ist und so den Volumenstrom definiert. Angewendet kann die Erfindung ueberall dort werden, wo Volumenstroeme in grossen Bereichen variiert werden, z. B. in Kammern zur Simulation von Umweltbedingungen oder Pruef- und Laborraeumen, in denen eine Luftwechselzahl vorgeschrieben ist. Fig. 1

Description

Anordnung zur Luftmengenmessung und -steuerung

Anwendungsgebie t

Die Erfindung wird angewendet zur Luftversorgung in Räumen mit in weiten Bereichen schwankenden Luftdurchsatzmengen, die dosiert werden sollen· Diese Meß- und Steuereinrichtung wird angewendet z. B. in Kammern zur Simulation von Umweltbedingungen, in Prüfkammern und in Produktionsstätten mit vorgeschriebenen Luftwechselzahlen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Luftmengenmessung und -steuerung ist eine Anzahl von speziellen Anordnungen bekannt, so z. B. die Messung mittels Prandtelschem Staurohr- und Schrägrohrmanometer, verbunden mit Drosseleinrichtungen wie z· B, Schieber, Blenden, Irisblenden und Drosselkegel· Bei diesen bekannten Anordnungen bereitet jedoch immer eine exakt reproduzierbare Einstellung Schwierigkeiten, da zu exakten Messungen hohe Strömungsgeschwindigkeiten benötigt werden· Hohe Strömungsgeschwindigkeiten erzeugen jedoch nach Drosseleinbauten, zur Steuerung der Luftmenge, Wirbel und somit ein über den Rohrquerschnitt ungleiches Strömungsprofil» Je nach dem, an welcher Stelle, das im Vergleich zum Bohrquerschnitt kleine Staurohr angeordnet ist, wird ein Wert ermittelt, der bei einer nächsten Messung an dieser Stelle bei gleicher Drosselung nicht reproduzierbar ist·

Relativ genaue Werte in der Reproduzierbarkeit lassen sich, nur erreichen, wenn das Staurohr über den Querschnitt bewegt wird und somit der Meßwert aus einem Mittelwert mehrerer Messungen resultiert· Damit wird aber diese Anordnung als Betriebsmeß- und Steuergerät zu aufwendig. Sin weiterer Nachteil dieser Anordnung ist der Einsatz hochempfindlicher Differenzialdruckmanometer, die nur in relativ kleinen Meßbereichen anwendbar sind. Beim Umstellen des Meßbereichs, sofern das möglich ist, ist ein Eichen nach jeder Meßbereichsumstellung erforderlich. Die Anwendung dieser Anordnung setzt weiterhin einen exakten Einbau aller Geräte voraus.

Desweitern sind gemäß DB OS-3306340 Durchflußmeßgeräte bekannt, die für Gas- oder JTüssigkeitsströme geeignet sind. Diese Geräte verfugen über ein nach oben erweitertes durchsichtiges Rohr mit mindestens einer darin befindlichen Schwebekugel, wobei das Rohr innen im Winkelbereich von 1 Grad bis 2 Grad 30* oder auch darüber konisch ausgebildet ist· Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Meßbereich recht gering ist und ebenfalls zur Reglung nur Düsen mit den oben beschriebenen Nachteilen zur Verfügung stehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der Nachteile handelsüblicher Volumenstrommesser· Es soll eine Anordnung gefunden werden, die es erlaubt, bei geringstem regelungstechnischem und apparativem Aufwand mit hoher Funktionssicherheit die Frischluftzufuhr zu Räumen in einem weiten Bereich mit großer Genauigkeit einzustellen und den eingestellten Wert durch ständige Messung zu überwachen. Der Herstellüngsaufwand soll gering sein und die Wartung servicefreundlich·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum kontinuierlichen Messen und Steuern von Luftströmen mit einem Luftdurchsatzbereich von 20 m?/h bis 700 m-vh. unter

Anwendung des Sotamesserprinzips in Verbindung mit Drosseleinrichtungen zu schaffen·

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem teilweise konischen und teilweise zylindrischen Meßrohr an einer symmetrisch angeordneten Leitspindel ein Schwebekegel und eine in Strömungsrichtung vor dem Schwebekegel mit ständig strömungssymmetrischem Drosselquerschnitt verstellbare Drosseleinrichtung angeordnet sind, wobei diese aus Drosselkegel, Kegelsitz und Verstellspindel besteht. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen der Meßteil der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, der Drosselkegel und der Schwebekegel aus einem Schaumstoff, vorzugsweise Polyurethan· Mit diesem Materialeinsatz ist es möglich eine äußerst leichte Bauweise zu realisieren und einen großen Meßbereich zu erreichen· Die Einrichtung läßt sich rationell fertigen und ist kostengünstig.

Die Verstellschraube ist erfindungsgemäß drehbar an der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung angeordnet. Durch den Drosselkegelwinkel wird eine feinfühlige Verstellung des Ringluftspaltes erreicht und somit eine gute Dosierbarkeit des Luftstromes in weiten Grenzen.

Bin wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen besteht darin, daß der tatsächliche Volumenstrom ermittelt werden kann in direkter Abhängigkeit vom eingestellten Drosselquerschnitt, unabhängig von störenden Einflußgrößen wie z. B· Volumenstromänderungen durch Störgrößen wie verschmutzte Filter und dergleichen oder Spannungsschwankungen beim Ventilator.

Die im Bereich des Schwebekegelhubes angeordnete Skala läßt sich leicht eichen und ist übersichtlich im Aufbau und wird realisiert mit einem durchsichtigen Element, das innerhalb des Meßkegelbereiches vertikal angeordnet ist.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Figur ist im Schnitt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Luftmengenmessung mit Steuereinrichtung dargestellt.

In der Figur ist mit 1 die Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, mit 2 eine geeichte Skala, eine Drosseleinrichtung 3 ^i t Drosselkegel A und Kegelsitz 5 dargestellt· Durch Drehen der Verstellschraube 8 wird die Yerstellspindel 6 in axialer Richtung bewegt.

Schwebekegel 9 und Drosseleinrichtung 3 befinden sich achssymmetrisch auf der Leitspindel 7.

Die von einem Ventilator über die Meßeinrichtung gedrückte bzw. gesaugte Luft wird über Drosselkegel geführt. Mit der als Bändelmütter ausgebildeten Verstellschraube 8 wird der ringförmige Abstand zwischen Drosselkegel 4 und Kegelsitz 5 so bemessen, daß die Luft den Schwebekegel 9 in eine Position bringt, die es ermöglicht, an der Meßskala die Durchflußmenge abzulesen· Der untere Bereich der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung 1 ist zylindrisch ausgebildet, so daß erst ab einer bestimmten Luftdurchsatzmenge der Meßvorgang beginnt. Damit wird die Ablesegenauigkeit verbessert. In Abhängigkeit von der Drosselkegeleinstellung 4, der Luft- bzw. Gasgeschwindigkeit und der angeschlossenen Rohrleitung stellt sich ein bestimmter Luftdurchsatz,ein, welcher durch die Schwebehöhe des Schwebekegels 9 im Meßkonus bestimmt wird und an der geeichten linearen Skala 2 abgelesen werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Schwebekegel 9 und Drosselkegel 4 an einer gemeinsamen Führung in einem gemeinsamen Gehäuse ergibt die Möglichkeit, bei konstruktiv einfachem Aufbau eine hohe Ablesegenauigkeit bei sehr weiten Volumenstromdurchsätzen zu garantieren. Zusätzlich können äußere Störeinflüsse erkannt und innerhalb eines bestimmten Toleranzbe-

reiches verändert werden. Damit ergibt sich unabhängig von der Drosselstellung stets die Anzeige des tatsächlichen Volumenstromes, welcher mit dem Drosselkegel 4 auf den gewünschten Wert korrigiert werden kann.

Claims (3)

Erfindungsanspruch

1. Anordnung zur Luftmengenmessung und -steuerung unter Verwendung einer Schwebekegelmengenmeßeinrichtung und einer Drosseleinrichtung gekennzeichnet dadurch, daß in der teilweise konischen und teilweise zylindrischen Schwebekegelmengenmeßeinrichtung (1) an einer symmetrisch angeordneten Leitspindel (7) ein Schwebekegel (9) und die in Strömungsrichtung vor dem Schwebekegel (9) mit ständig strömungssymmetrischen Drosselquerschnitt verstellbare Drosseleinrichtung (3)» bestehend aus Drosselkegel (4), Kegelsitz (5), Verstelischraube (8) und Verstellspindel (6) angeordnet sind·

2_# Anordnung zur Luftmengenmessung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Verstellschraube (8) drehbar in der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung (1) angeordnet ist und die Verstellspindel (6) ein Gewinde besitzt.

3* Anordnung zur Luftmengenmessung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß der Meßteil der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, der Drosselkegel (4) und der Schwebekegel (9) aus einem Schaumstoff, vorzugsweise Polyurethan, bestehen·

- siehe hierzu 1 Seite Zeichnung -