DD261207A1

DD261207A1 - APPARATUS FOR PRODUCING SOAP FILMS IN SOAP FILM TUBE PIPES

Info

Publication number: DD261207A1
Application number: DD29006386A
Authority: DD
Inventors: Klaus-Dieter Sommer; Guntmar Weidlich; Karin Doerfel
Original assignee: Standardisierung Messwesen Amt
Priority date: 1986-05-08
Filing date: 1986-05-08
Publication date: 1988-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Seifenfilmen in Seifenfilmstroemungsmesser-Rohren in praktisch senkrechter Betriebslage mit abwaerts stroemendem Gas. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, womit sich im stroemenden Gas, unabhaengig von der Groesse des Volumenstromes und ohne Erzeugung stoerender Druckspruenge, Seifenfilme erzeugen lassen. Die erfindungsgemaesse Loesung beinhaltet die Verbindung der oberen Einlaufstrecke des Messrohres mit einem Zweiphasenstroemungserzeuger zur Bildung geschlossener Loesungspfropfen in der Gasstroemung in einer in der Einlaufstrecke des Messrohres endenden Kapillare und mit einem Seifenloesungsdosierer zum Einbringen von Seifenloesung in diese Kapillare. Die erzeugten Loesungspfropfen werden am Ende des kapillaren Stroemungsweges durch die Gasstroemung zu Seifenblasen und nach ihrem Anlegen an die Rohrinnenwandung der Einlaufstrecke des Messrohres zu Seifenfilmen ausgespannt. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Volumenstrommesstechnik fuer kleine Gasstroeme.The invention relates to a device for producing soap films in soap film flow meter tubes in a practically vertical operating position with gas flowing down. The invention has for its object to provide a device, which can produce soap films in the flowing gas, regardless of the size of the volume flow and without generating interfering Druckspruenge. The solution according to the invention comprises connecting the upper inlet section of the measuring tube with a two-phase flow generator to form closed solution plugs in the gas stream in a capillary ending in the inlet section of the measuring tube and with a soap solution dispenser for introducing soap solution into this capillary. At the end of the capillary flow path, the solution plugs produced are expanded to soap bubbles by the gas flow and, after their application, to the tube inner wall of the inlet section of the measuring tube to form soap films. Field of application of the invention is the volume flow measuring technique for small gas streams.

Description

Title of the invention

Yorricutting zur Erzeugung von Seifenfilmen in SeifenfilmstrÖmungsmesser-RohrenYorricutting for the production of soap films in soap film flow meter tubes

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Seifenfilmen in Seifenfilmströmungsmesser-Rohren in praktisch senkrechter Betriebslage mit abwärts strömendem Gas.The invention relates to a device for producing soap films in soap film flow meter tubes in a practically vertical operating position with downwardly flowing gas.

Characteristic of the known technical solutions

Seifenfilmströmungsmesser werden vorzugsweise zur genauen Bestimmung kleiner Volumenströme von Gasen genutzt. Sie zeichnen sich durch einen relativ einfachen Aufbau und eine weitgehende Gasartunabhängigkeit der Meßergebnisse aus.Soil film flow meters are preferably used to accurately determine small volume flows of gases. They are characterized by a relatively simple structure and a largely gas-type independence of the measurement results.

Die bekannten Seifenfilmströmungsmesser besitzen überwiegend senkrecht angeordnete Meßrohre mit von unten nach oben verlaufender Gasströmung. Zur Erzeugung der Seifenfilme wird üblicherweise, wie beispielsweise in der Zeitschrift "messen steuern regeln" Berlin ap (1976) Heft 1, Seiten 16 bis 19 beschrieben ist, mittels eines Gummiballs oder anderer mechanischer Vorrichtungen Seifenlösung in den unteren Teil der Einlaufstrecke des Meßrohres gedrückt. Der nach dem Zurückziehen der lösung verbleibende Seifenfilm im Gasweg wird dann durch die aufsteigende Gasströmung durch die Meßstrecke geführt.The known soap film flow meters have predominantly vertically arranged measuring tubes with gas flow running from bottom to top. To produce the soap films is usually, as described for example in the journal "measure control rules" Berlin ap (1976) Issue 1, pages 16 to 19, pressed by means of a rubber ball or other mechanical devices soap solution in the lower part of the inlet section of the measuring tube. The remaining after the withdrawal of the solution soap film in the gas path is then guided by the ascending gas flow through the measuring section.

Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß Heste der Seifenlösung nach dem Durchlaufen der Meßstrecke und ihrer nachfolgenden Zerstörung den aufsteigenden weiteren Seifenfilmen entgegenwirken. Zudem werden bei der Erzeugung der Filme größere, das Meßergebnis beeinflussende Drucksprünge hervorgerufen» Insbesondere ist es deshalb während eines laufenden Meßvorganges auch kaum möglich, zusätzliche Seifenfilme zu initiieren, um bei den mitunter sehr langen Durchlaufzeiten der Filme durch die Meßstrecke die erreichbare Anzahl von Messungen während einer bestimmten Zeit zu vergrößern und die Drifteffekte zwischen den Messungen zu verringern·However, these arrangements have the disadvantage that Heste the soap solution counteract the ascending further soap films after passing through the measuring section and its subsequent destruction. In addition, during the production of the films, larger, the measurement result affecting pressure jumps caused »Especially it is therefore hardly possible during an ongoing measurement process to initiate additional soap films to the sometimes very long throughput times of the films through the test section, the achievable number of measurements during a certain time and to reduce the drift effects between the measurements ·

Es sind auch Ausführungen von Seifenfilmströmungsmessern, beispielsweise nach den DD-Patentschriften 143 822 und 143 823, bekannt, die zur Vermeidung zurücklaufender Seifenlösung mit waagerecht angeordneten Meßrohren arbeiten.There are also embodiments of soap film flow meters, for example, according to the DD patents 143 822 and 143 823, known to work to avoid returning soap solution with horizontally arranged measuring tubes.

Insbesondere bei größeren Meßrohrdurchmessern kann diese Maßnahme aber dazu führen, daß sich die Seifenlösung während des Meßvorganges stärker an den Unterseiten der Seifenfilme konzentriert und es dadurch zu einer Verformung der Filme mit nachfolgend vergrößerter Meßunsicherheit kommt.However, especially with larger measuring tube diameters, this measure can lead to the soap solution concentrating more strongly on the undersides of the soap films during the measuring process and thus resulting in deformation of the films with subsequently increased measurement uncertainty.

Vorteilhafter für genaue Messungen sind senkrecht angeordnete Meßrohre mit abwärts strömendem Gas« Im französischen Standard EP X 20-204 vom Mai 1974 wird dafür eine Anordnung zur Erzeugung von Seifenfilmen beschrieben, bei der auf eine verengte Stelle der Einlaufstrecke des Meßrohres oberhalb der eigentlichen Meßstrecke mit einer in einem Röhrchen auslaufenden Dosiervorrichtung, welche koaxial und gasdicht in die Einlaufstrecke eingesetzt ist, Seifenlösung getropft wird. Die Tröpfchen werden dann von der Gasströmung mitgeführt und spannen sich entsprechend dem Meßrohrquerschnitt auf. Die auf die Verengung der Einlaufstrecke aufzubringende Lösungsmenge zur Erzeugung eines Films ist sehr gering (1 bis 2 Tropfen), so daß dadurch nahezu keine den Meßvorgang beeinflussende Drucksprünge hervorgerufen werden.In French standard EP X 20-204 of May 1974, an arrangement for the production of soap films is described, in which a narrowed point of the inlet section of the measuring tube above the actual measuring section with a in a tube expiring dosing device, which is coaxial and gas-tight inserted into the inlet line, soap solution is dropped. The droplets are then carried along by the gas flow and expand according to the Meßrohrquerschnitt. The amount of solution to be applied to the narrowing of the inlet section for producing a film is very small (1 to 2 drops), so that virtually no pressure jumps influencing the measuring process are caused thereby.

Solche Anordnungen haben jedoch noch den Nachteil, daß sie in Abhängigkeit von den gewählten geometrischen Verhältnissen und insbesondere von den Grenzflächeneigenschaften der Seifenlösung immer nur für relativ kleine Volumenströme des zu messenden Gases anwendbar sind. Ist der Volumenstrom zu groß, wird der lösungstropfen beim Auftropfen auf die verengte Stelle des Meßrohres durch das strömende Gas zerstört und kann nicht aufgespannt werden.However, such arrangements still have the disadvantage that, depending on the selected geometrical conditions and in particular on the interface properties of the soap solution, they are always applicable only for relatively small volume flows of the gas to be measured. If the volume flow is too large, the drop of solution is destroyed by the flowing gas when dripping on the narrowed point of the measuring tube and can not be clamped.

Object of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Seifenfilmen in Seifenfilmströmungsmesser-Rohren in senkrechter Betriebslage und mit abwärts strömendem Gas zu schaffen, die die Nachteile und Mängel der bekannten technischen Lösungen, vermeidet.It is an object of the invention to provide a device for producing soap films in soap film flowmeter tubes in a vertical operating position and with downwardly flowing gas, which avoids the disadvantages and deficiencies of the known technical solutions.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, womit sich im abwärts strömenden Gas in praktisch senkrecht angeordneten SeifenfilmströmungsmesserRohren weitgehend unabhängig von der Größe des Volumenstromes und ohne Erzeugung störender Irucksprünge Seifenfilme erzeugen lassen,The invention has for its object to provide a device, which can be produced in the downwardly flowing gas in practically vertically arranged soap film flow meter tubes largely independent of the size of the volume flow and without generating annoying jump jump soap films,

Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung zur Erzeugung von Seifenfilmen aus einem mit dem oberen Teil der•Einlaufstrecke des Seifenfilmströmungsmesser-Rohres lösbar und gasdicht verbundenen Zweiphasenströmungserzeuger und einem mit dem Zweiphasenströmungserzeuger ebenfalls lösbar und gasdicht verbundenen Seifenlösungsdosierer. Der Zweiphasenströmungserzeuger selbst besteht aus einem praktisch senkrecht angeordneten äußeren Rohr mit einem im unteren Teil koaxial eingesetzten flachen Trichter, der in einer aus dem äußeren Rohr nach unten hinausragenden Kapillare ausläuft. Oberhalb des Trichters ist am äußeren Rohr ein Ansatzstutzen zur Gaszuführung angesetzt.According to the invention, the device for producing soap films consists of a two-phase flow generator that is detachably and gas-tightly connected to the upper part of the inlet film of the soap film flow meter tube and a soap solution dispenser likewise detachably and gas-tightly connected to the two-phase flow generator. The two-phase flow generator itself consists of a substantially vertically arranged outer tube with a coaxial in the lower part inserted flat funnel, which terminates in a protruding from the outer tube capillary. Above the funnel is attached to the outer tube a neck nozzle for gas supply.

Der Zweiphasenströmungserzeuger und die obere Einlaufstrecke des Meßrohres sind so miteinander verbunden, daß zwischen der in der Einlaufstrecke des Meßrohres endenden Kapillare des genannten Trichters und der inneren Eohrwandung der Einlaufstrecke ein ringförmiger Spalt von mindestens der Breite besteht,, die dem Kapillarinnendurchmesser des Trichterauslaufes gleich ist.The two-phase flow generator and the upper inlet section of the measuring tube are connected to one another so that there is an annular gap of at least the width, which is equal to the capillary inner diameter of the funnel outlet between the capillary of said funnel and the inner Eohrwandung the inlet path in the inlet section of the measuring tube.

Das Auslaufröhrchen des genannten Seifenlösungsdosierers ist in bezug auf die gedachte Mittelachse der Kapillare des Trichters axial und zentrisch angeordnet.The outlet tube of said soap solution dispenser is arranged axially and centrally with respect to the imaginary central axis of the capillary of the funnel.

Mittels des Zweiphasenströmungserzeugers werden in der vom Meßgas durchströmten Kapillare Lösungspfropfen gebildet, die am unteren Ende der Kapillare in der Einlaufstrecke des Meßrohres durch die Meßgasströmung zunächst zu Seifenblasen aufgeblasen werden, welche sich an die Rohrinnenwandung der Einlaufstrecke anlegen und dann als waagerecht aufgespannte Seifenfilme durch das Meßrohr abwärts transportiert werden.By means of the two-phase flow generator solution plugs are formed in the capillary flow in the inlet path of the measuring tube through the Meßgasströmung at the lower end of the capillary into soap bubbles, which create the Rohrinnenwandung the inlet path and then as horizontally mounted soap films through the measuring tube be transported downwards.

Das Einbringen der Seifenlösung in die Kapillare geschieht vorzugsweise durch Auftropfen der Lösung aus dem senkrecht über der Trichterkapillare angeordneten Auslaufröhrchen des Seifenlösungsdosierers auf die Trichteröffnung· Dabei vermindert die kinetische Energie der fallenden Tropfen zusätzlich die Gefahr.ihres Zerstäubens durch die Gasströmung beim Eintritt in die Kapillare. Innerhalb des kapillaren Strömungsweges werden die so gebildeten Lösungspfropfen sicher auf die Geschwindigkeit der Gasströmung gebracht.The introduction of the soap solution in the capillary is preferably done by dropping the solution from the arranged perpendicular to the funnel capillary spout of the soap solution dispenser on the funnel opening · The kinetic energy of the falling drops additionally reduces the Gefahr.ihres sputtering by the gas flow on entering the capillary. Within the capillary flow path, the solution plugs thus formed are securely brought to the velocity of the gas flow.

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es auch möglich, besonders bei sehr kleinen Yolumenströmen des Meßgases, die Seifenlösung unmittelbar mit dem Auslaufröhrchen des Seifenlösungsdosierers in dieIn a further embodiment of the device according to the invention, it is also possible, especially with very small Yolumenströmen the measuring gas, the soap solution directly with the outlet tube of the soap solution in the metering

Kapillare einzubringen.To introduce capillaries.

Die Anwendung lösbarer Verbindungen zwischen dem Meßrohr, dem Zweiphasenströ'mungserzeuger und dem Seifenlösungsdo— sierer ermöglicht überdies in einem weiten Bereich eine spezielle Anpassung der Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Größe des Volumenstromes des Meßgases und an die physikalischen Eigenschaften der verwendeten Seifenlösung.The use of detachable connections between the measuring tube, the Zweiphasenströ'mungserzeuger and the Sudslösungsdo- sierer also allows in a wide range, a special adaptation of the dimensions of the device according to the invention to the size of the volume flow of the measuring gas and the physical properties of the soap solution used.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to two embodiments. In the accompanying drawings show:

Pig. 1: Aufbau der Vorrichtung vorzugsweise für größere Volumenströme des MeßgasesPig. 1: Construction of the device preferably for larger volume flows of the measuring gas

Pig. 2: Aufbau der Vorrichtung vorzugsweise für kleine Volumenströme des MeßgasesPig. 2: Construction of the device preferably for small volume flows of the measuring gas

Entsprechend Pig. 1 sind die obere Einlaufstrecke des Seifenfilmströmungsmesser-Eohres 1, der Zweiphasenströmungserzeuger 2 und das Auslaufteil des Seifenlösungsdosierers mit dem Auslaufröhrchen 4, welche vorzugsweise aus einem Borosilikatglas bestehen, mittels Uormschliffverbindungen aufeinandergesetzt.According to Pig. 1, the upper inlet section of the soap film flow meter tube 1, the two-phase flow generator 2 and the outlet part of the soap solution dispenser with the outlet tube 4, which are preferably made of a borosilicate glass, are placed on each other by means of Uormschliffverbindungen.

Im unteren Teil des äußeren Glasrohres 6 des Zweiphasenströmungserzeugers 2 ist ein ebenfalls aus Glas bestehender flacher Trichter 7, der in eine in der oberen Einlaufstrecke des Seifenfilmströmungsmesser-Eohres 1 endende Kapillare ausläuft, koaxial eingeschmolzen· Zwischen der Kapillare und der Rohrinnenwandung der Einlaufstrecke 1 entsteht so ein ringförmiger Spalt 9. Oberhalb des Trichters 7 ist ein Schlauchansatzstutzen 10 zur Gaszuführung angesetzt.In the lower part of the outer glass tube 6 of the Zweiphasenströmungserzeugers 2 is also made of glass flat funnel 7, which terminates in a capillary in the upper inlet section of Seifenfilmströmungsmesser Eohres 1 capillary, coaxially melted between the capillary and the tube inner wall of the inlet section 1 is formed an annular gap 9. Above the funnel 7, a hose neck 10 is attached to the gas supply.

Das Auslaufröhrchen 4 des Seifenlösungsdosierers ist exakt zentrisoh über der Öffnung des Trichters 7 angeordnet. Bas Auslaufteil 3 ist vorzugsweise über einen flexiblen Plasteschlauch 11 mit der für die Bedienung günstig angeordneten eigentlichen Dosiereinrichtung, wofür vorteilhaft beispielsweise Kolbenhubpipetten, medizinische Spritzen oder auch Vorratsgefäße mit Hahn und passendem Schliffteil anwendbar sind, verbunden.The outlet tube 4 of the soap solution dispenser is arranged exactly centrisoh over the opening of the funnel 7. Bas outlet part 3 is preferably via a flexible plastic tube 11 with the operation conveniently arranged for actual metering device, for which, for example Kolbenhubpipetten, medical syringes or storage vessels are also applicable with tap and matching ground part connected.

Wird durch das Auslaufröhrchen 4 Seifenlösung auf den Trichter 7 getropft, versperrt diese als Lösungspfropfen die Kapillare 8 für das abwärts strömende Gas und wird von diesem mitgeführt. Am unteren Ende der Kapillare 8 bildet sich daraus zunächst eine Seifenblase und aus dieser dann ein Seifenfilm in der Einlaufstrecke des.Seifenfilmströmungsmesser-Rohres 1.If soap solution is dropped onto the funnel 7 through the outlet tube 4, it blocks the capillary 8 for the downflowing gas as a solution plug and is carried along by it. At the lower end of the capillary 8, a soap bubble is formed from this and then a soap film in the inlet section des.Sifenfilmströmungsmesser tube 1.

Die durch die 3?ig. 2 dargestellte Torrichtung unterscheidet sich von der durch die Fig. 1 dargestellte lediglich dadurch, daß als Seifenlösungsdosierer eine bekannte medizinische Spritze 12, welche über ein entsprechendes Gegenstück direkt auf die obere Schliffverbindng 5 des Zweiphasenströmungserzeugers 2 aufgesetzt ist, angewendet wird. An die Spritze 12 ist eine in die Kapillare 8 hineinreichende Kanüle 13 als Auslaufröhrchen angesetzt.The by the 3? Ig. 1 differs from that shown by Fig. 1 only in that as a soap solution dispenser a known medical syringe 12, which is placed over a corresponding counterpart directly on the upper ground joint 5 of the two-phase flow generator 2, is applied. To the syringe 12 a reaching into the capillary 8 cannula 13 is attached as a discharge tube.

Bei sehr kleinen Volumenströmen des Meßgases kann mit dieser Vorrichtung ein Lösungspfropfen gewünschter Größe unmittelbar in der Kapillare 8 erzeugt v/erden.With very small volume flows of the measurement gas, a solution plug of desired size can be generated directly in the capillary 8 with this device.

Claims

invention claim

1, device for producing soap films in soap film flow meter eofars in a practically vertical operating position with gas flowing down, characterized in that

that the upper part of the inlet section of the soap film flow meter tube (1) is detachably and gas-tightly connected to a two-phase flow generator (2) and is detachably and gas-tightly connected to a soap solution dispenser (3),

in that the two-phase flow generator (2) consists of a substantially vertically arranged outer tube (6) with a flat funnel (7) inserted coaxially in the lower part, which terminates in a capillary (8) projecting downwards from the outer tube (6), and arranged above the funnel (7) arranged connecting piece (10) to the outer ear (6) for gas supply,

in that an annular gap (9) of at least the width which is equal to the capillary inner diameter of the funnel outlet (8) exists between the capillary (8) ending in the upper inlet section of the soap film flow meter tube (1) and the inner wall of the inlet section (1) and

the outlet tube (4) of the soap solution dispenser is arranged axially and centrically with respect to the imaginary central axis of the capillary (8) of the funnel (7).

Z ropes drawings