DD232551A1 - Kontinuierlich nach dem auftriebsprinzip arbeitende dichtemesseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtemesseinrichtung, die besonders fuer zur Entmischung neigende Fluessigkeiten geeignet ist und in der chemischen Industrie angewendet werden kann. Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der Messgenauigkeit nach dem Auftriebsprinzip arbeitender Dichtemesseinrichtungen unter Verwirklichung eines einfachen, robusten und zuverlaessigen Aufbaus. Aufgabengemaess soll dies vor allem auch fuer zur Phasentrennung neigende Fluessigkeiten erreicht werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass in dem Ringraum zwischen Tauchkoerper und Messkammerinnenwand ein gewindefoermiges Leitelement angebracht ist, das diesen Ringraum in radialer Richtung weitestgehend ausfuellt. Figur

Description

a) Tj₁ -hei der Erfindung

Kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung

b) ^J^^^IHl^Snh^^⁺' ^Λ(ΛΣ

Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung, insbesondere für zur Entmischung neigende Flüssigkeiten beziehungsweise Flüssigkeitsgemische und ist in der chemischen Industrie anwendbar.

atik dea hpTcamrhpn .StanHffs der Tpfihni Ic

Bekannt sind zahlreiche Einrichtungen zur Messung der Dichte von Flüssigkeiten nach dem Auftriebsprinzip mit Kraftkompensation, auch unter Verwendung eines doppelten Überlaufs.

So wird in der PS-US 3,952,761 eine Dichtemeßeinrichtung beschrieben, welche das Prinzip des doppelten Überlaufs verwirklicht, um den Durchfluß der Meßflüssigkeit konstant zu halten. Dabei tritt die Meßflüssigkeit seitlich in die Meßkammer ein und versetzt den mit Flossen versehenen Tauchkörper in eine diesen stabilisierende Rotationsbewegung. Der Nachteil dieses Aufbaus besteht darin, daß aufgrund des großen axialen Strömungsquerschnittes der Meßkammer sich Totraumzonen Bilden können und der Turbulenzgrad der die Meßkammer durchströmenden Flüssigkeit so klein ist, daß bei zur Entmischung neigenden Flüssigkeiten eine Phasentrennung nicht auszuschließen ist, was die Meßergebnisse bedeutend verfälschen kann.

Bei der Ausführungsvariante des WP-DD 36 132 wird die Gefahr der Bildung von Totraumzonen zwar durch die am Boden der Meßkamrner verteilten Eintrittsoffnungen verringert, jedoch können auch hier, besonders im mittleren Bereich der Meßkammer, Entmischungsprozesse auftreten.

d) 7.ieT der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verbesserung der Meßgenauigkeit von Dichtemeßgeräten, die nach dem Auftriebsprinzip arbeiten, unter Verwirklichung eines einfachen, robusten und zuverlässigen Aufbaus.

e) HarJLegmig—ila.s_^¥.ejaeiia._dejg^E"rf 1 η ri upg

Das Wesen der Erfindung liegt darin begründet, eine kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung zu entwickeln, die für die Anwendung auf zur Entmischung neigende Flüssigkeiten geeignet ist und deren Phasentrennung zuverlässig verhindert.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem sich zwischen dem im wesentlichen in Ruhe befindlichen Tauchkörper und der Meßkammerinnenwand gebildeten Ringraum ein gewindeförmiges Leitelement angebracht ist, welches den Ringraum in radialer Richtung weitestgehend ausfüllt. Dadurch wird erreicht, daß die Geschwindigkeit und der Turbulenzgrad der Füssigkeitsströmung wesentlich erhöht werden, was eine Phasentrennung von zur Entmischung neigenden Flüssigkeiten zuverlässig verhindert. Darüberhinaus wird durch das Leitelement eine stabile Lage des Tauchkörpers -gewährleistet.

f) Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand einer Figur, die nur eine mögliche Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Lösung darstellt, näher erläutert.

Die Dichtemeßeinrichtung besteht aus Einlaufstutzen 4, oberer Ringkammer 1, die bis zur Höhe des AuslaufStutzens 5 mit der zu messenden Flüssigkeit gefüllt ist, weiterhin aus mehreren innerhalb der Meßkammer 6 befindlichen Fallrohren 3· Diese münden in die untere Wendekammer 2, welche über Verteileröffnungen 17 in der Deckplatte 12 mit der Meßkammer 6 verbunden ist. An der Innenwand der Meßkammer 6 befindet sich das gewindeförmige Leitelement 8. Der Überlauf 7 mündet in die äußere Ringkammer 15, an die sich seitlich der Auslaufstutzen 16 anschließt. In der Meßkammer 6 befindet sich ein Tauchkörper 9, der mit einem Störelement 13 ausgerüstet ist und über eine Zugstange 14 mit dem induktiven Meßwandler 11 verbunden ist. Das Störelement 13 soll die Bildung von Totraumzonen im unteren Randbereich der Meßkammer 6 verhindern.

Das Meßsignal gelangt von dem induktiven Meßwandler -1<1 in eine Signalverarbeitungseinrichtung 18, welcher außer'äSemii'd^as Signal des Temperaturmeßfühlers 10 aufgeschaltet ist.

Die Dichtemeßeinrichtung arbeitet, wie folgt: Bedingt durch die Höhendifferenz der Flüssigkeitsspiegel in der oberen Ringkammer 1 und der Meßkammer 6 wird vom eintretenden Flüssigkeitsstrom ein konstanter Teilstrom abgezweigt und über die Fallrohre 3 sowie die untere Wendekammer 2 in die Meßkammer 6 geleitet.' Der in die Meßkammer 6 eingeleitete Flüssigkeitsstrom wird durch das vorzugsweise ringförmige Störelement 13 an der Unterseite des Tauchkörpers 9 verwirbelt und somit einer Trennung der Flüssigkeit in der besonders entmischungsgefährdeten unteren Zone entgegengewirkt. Die verwirbelte'Flüssigkeit trifft" nun" auf das gewindeartige Leitelement 8 nrf-d-wird -- durch dieses zn·einer.aufwärts gerichteten,, spiralförmigen Bewegung gezwungen.

-S 184-01 96Oi 6

Der Querschnitt eines solchen Gewindegangs sollte wesentlich geringer sein als die Summe der freien Querschnitte der Fallrohre 3. Ein Teil des Flüssigkeitsstromes tritt durch den Spalt zwischen dem Leitelement 8 und dem Tauchkörper 9 in den darüber liegenden Gewindegang. Dieser Strömungsanteil sollte vorzugsweise in einem Bereich von 10 - 30 % liegen. Die sich an der Innenkante des Leitelements 8 bildenden Verwirbelungen bewirken, daß sich schwerere Flüssigkeitskomponenten nicht absetzen können und somit stets eine weitestgehend homogene Flüssigkeit vorhanden ist. · -

Entsprechend dem Einsatzfall und den geometrischen Abmessungen der Dichtemeßeinrichtung können unterschiedliche Modifikationen des Leitelementes 8 vorteilhaft sein. So sollte beispielsweise für stark zur Entmischung neigende Flüssigkeiten ein Leitelement 8 zur Anwendung kommen, das starke Turbulenzen in der Meßflüssigkeit verursacht. Dies wird am besten dadurch erreicht, daß für das Leitelement 8 ein scharfkantiges, streifenförmiges Material verwendet wird, welches senkrecht stehend auf der Meßkammerinnenwand befestigt ist. Bei relativ breitstreifigem Material kann es von Vorteil sein, dieses meßkammerseitig zu perforieren .

Für nicht oder nur wenig zur Entmischung neigende Flüssigkeiten können auch Materialien mit kreisförmigem Querschnitt verwendet werden. Die Arretierung eines solchen Leitelements 8 kann sehr einfach durch dessen Vorspannung kraftschlüssig in der Meßkammer erfolgen. Die an der Heßkammerwand verbleibenden Spalten sichern in der Regel einen hinreichenden Flüssigkeitsdurchsatz, um die Bildung von Totraumzonen und Entmischungseffekte zu verhindern.

Die Erfordernisse für eine richtige Dimensionierung der Dichtemeßeinrichtung können sehr einfach durch Laborversuche, zumeist visuell ermittelt werden, indem man die Ganghöhe des Leitelements 8. und die Strömungsgeschwindigkeit der Meßflüssigkeit variiert.

Die Vorteile der Erfindung sind:

- Einfacher und robuster Aufbau

Hohe Meßgenauigkeit und Zuverlässigkeit

- Auch für zur Entmischung neigende Flüssigkeiten einsetzbar

Claims (2)

1. - 6 Erfindungsanspruch

   1. Kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung für Flüssigkeiten unter Verwendung eines doppelten Überlaufes, eines im wesentlichen in Ruhe befindlichen Tauchkörpers sowie von Meßwandler und peripherer Signalverarbeitung, gekennzeichnet dadurch, daß an. der Innenwand der Meßkammer (6) ein gewindeförmiges Leitelement (8) angebracht ist.
2. 2. Kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Ringspalt zwischen dem Leitelement (8) und.dem Tauchkörper (9) und die gegebennfalls in axialer Richtung freien Strömungsquerschnitte zwischen dem Leitelement (8) und der Meßkammer (6) so dimensioniert sind, daß entsprechend den hydraulischen Bedingungen 10 - 30 % des der Meßkammer (6) zugeführten Teilstromes dort hindurchtreten.

   Kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Leitelement (8), insbesondere für stark zur Entmischung neigende Flüssigkeiten, aus vorzugsweise senkrecht auf der Meßkammerinnenv/and stehenden* streifenf örmigem Material besteht.

   k. Kontinuierlich nach dem Auftriebsprinzip arbeitende Dichtemeßeinrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Leiteinrichtung (8) aus Material .kreisförmigen Querschnitts besteht und vorzugsweise für nicht oder nur wenig zur Entmischung neigende Flüssigkeiten eingesetzt wird.

   - Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -

   r nil.

   ΠΑ QRfH η