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Gerät zum Messen der jeweiligen Durchflußmenge eines Mediums, insbesondere
einer Faserstoffaufschwemmung Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen
der jeweiligen Menge eines durch eine Leitung strömenden Mediums mittels eines von
der Strömung beeinflußten Meßorgans, insbesondere zum Messen der Mengen von Faserstoffaufschwemmungen
bei der Papier- und Zelluloseherstellung.
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Bei einem bekannten Meßgerät dieser Art ist in einem von dem Medium
durchströmten Gehäuse eine an einem Ende drehbar gelagerte Klappe angeordnet, die
im Ruhezustand durch ihr Gewicht die Leitung abschließt, während sie bei Durchströmung
mehr oder weniger angehoben wird. Die Winkelstellung dieser Klappe ist dann ein
Maß für die pro Zeiteinheit durchfließende Menge. Solche Geräte können sowohl für
durchsichtige als auch für undurchsichtige Medien verwendet werden, wozu die Stellung
der Klappe entweder unmittelbar durch durchsichtige Gehäuseteile hindurch nach außen
sichtbar gemacht wird oder aber in der Weise, daß die Klappenachse nach außen verlängert
und dort mit einem Zeiger versehen wird, dem eine Skala zugeordnet ist.
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Solche Meßgeräte haben sich nur für reine Flüssigkeiten bewährt,
dagegen sind sie für stark verunreinigte Flüssigkeiten, insbesondere aber flir Flüssigkeiten,
die mit Fasern versetzt sind, nicht geeignet. Solche Verunreinigungen setzen sich
nämlich schon nach kurzem Betrieb in den Lagern bzw. Stopfbüchsen der Drehklappe
fest und verursachen eine zusätzliche Reibung, durch welche die von dem Meßorgan
angezeigten Meßwerte verfälscht werden. Es ist selbst nach umfangreichen Versuchen
bis jetzt noch nicht gelungen, eine so einwandfrei dichtende Stopfbüchse zu entwickeln,
daß beispielsweise feine Fasern, wie sie bei der Papier- und Zellulose-Herstellung
entstehen, oder feine Schmutzteilchen nicht in dieselbe gelangen können.
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Diese Nachteile werden bei dem Gerät nach der Erfindung dadurch vermieden,
daß das Meßorgan als ein auf Drehung oder Biegung oder auf Drehung und Biegung beanspruchtes
Glied ausgebildet wird, das völlig dichtungsspaltfrei und reibungsfrei in der Wandung
der Rohrleitung bzw. im Meßgerätgehäuse gelagert ist.
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Beispielsweise kann das Meßorgan als eine, wie oben gezeigt, für
Durchflußmengen-Messungen an sich bekannte Drehklappe ausgebildet sein, deren Drehachse
oberhalb des Schwerpunktes der Drehklappe angeordnet ist und welche in Ruhestellung
durch ihr Gewicht die Durchflußöffnung des Mediums abschließt, sich aber bei vorhandenem
Durchfluß entsprechend der Durchflußmenge mehr oder weniger
schräg stellt. Diese
Drehklappe wird jedoch gemäß der Erfindung ausschließlich mittels elastischer, mit
den Zapfen der Drehklappe und den Bohrungen in der Rohrleitungswand fest und dicht
verbundener Elemente, beispielsweise über ein oder mehrere Torsionselemente, ohne
Dichtungsspalt und völlig frei von gleitender Reibung gelagert.
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Zweckmäßigerweise wird als Torsionselement für die Drehklappe ein
Gummiring verwendet, der auf seiner Außenseite fest mit dem Gehäuse und auf seiner
Innenseite fest mit der Welle bzw. dem Drehzapfen der Drehklappe verbunden ist.
Unter anderem könnten Bauelemente ähnlich den bekannten »silent blocs« verwendet
werden, bei denen ein Gummiring zwischen einem Innenring und einem Außenring eingespannt
wird, wobei dann der Innenring fest auf die Welle der Drehklappe und die Außenring
fest in die Wandung der Rohrleitung bzw. des Gehäuses einzusetzen wäre.
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Eine weitere Möglichkeit für die Ausbildung des Meßorganes gemäß
der Erfindung besteht darin, daß als Meßorgan ein auf Biegung beanspruchter Stab
mit einer niedrigen Elastizitätsziffer verwendet wird, der entweder an seinen beiden
Enden oder auch nur an einem Ende spaltfrei und reibungsfrei in der Wandung der
Rohrleitung bzw. des Gehäuses eingesetzt ist. Dabei wird wiederum dieser Stab etwa
über Gummiringe in der Wandung völlig dicht gelagert, wobei diese Gummiringe aber
nicht wie bei der Ausführung mit der Drehklappe auf Verdrehung, sondern nur auf
Druck und Zug beansprucht werden.
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Die Durchbiegung des Biegungsstabes kann wiederum etwa durch ein
Fenster nach außen sichtbar gemacht werden oder aber es wird ein Ende des Stabes
durch die eine Rohrleitungs- bzw. Gehäusewand hindurchgeführt
und
außen mit einem Zeiger versehen, dem eine Skala zugeordnet ist. Eine weitere Möglichkeit
besteht in der Anordnung eines für die Messung der Durchbiegung von Trägern an sich
bekannten elektrischen Dehnungsmeßstreifens auf der der Strömung abgewandten Seite
des Biegungsstabes. Hierbei wird die mit der Biegung verbundene Dehnung des Stabes
auf der äußeren Wölbungsseite auf einen elektrischen Leiter übertragen und die dabei
eintretende Veränderung des Widerstandes des elektrischen Leiters gemessen. Dieser
Vorschlag eignet sich besonders für die Fern anzeige der Strömungsmenge. Dabei empfiehlt
es sich, die elektrischen Anschlußleitungen zum Dehnungsmeßstreifen innerhalb des
Mengenmeßgerätes in dem Biegungsstab eingebettet zu verlegen.
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Beiden genannten Ausführungsformen ist das Kennzeichen gemeinsam,
daß die von der Strömung beeinflußten Meßorgane so gelagert sind, daß sich während
des Betriebes kein Einfluß der Reibung auf die Größen ergeben kann, die für den
der Durchflußmenge entsprechenden Ausschlag des Meßorganes maßgebend sind, nämlich
das Gewicht der Drehklappe bzw. die Biegungssteifigkeit des Biegungsstabes einerseits
und die Elastizität der Gummilagerung andererseits. Es versteht sich dabei natürlich,
daß man beispielsweise die Gummiringe für die Lagerung der Drehklappe bzw. des Biegungsstabes
sowie diesen selbst aus Materialien herstellen wird, die dauernd gleichbleibende
Elastizität besitzen. Solche Materialien sind bekannt und bilden nicht den Gegenstand
dieser Erfindung.
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Die gleichen Durchflußmengen verschiedenartiger Strömungsmedien,
beispielsweise Stoffsuspensionen unterschiedlicher Stoffdichte entsprechenden Bewegungen
des Meßorgans weichen mitunter merklich voneinander ab. Die dem Meßorgan bzw. einem
mit dem Meßorgan verbundenen Zeiger zugeordnete Skala kann für verschiedene Strömungsmedien
geeicht werden, derart, daß für verschiedene Medien je eine besondere Skala aufgetragen
ist. Hierdurch wird es möglich, ein einziges Gerät für verschiedene Medien zu verwenden,
bzw. in der Anlage, in der das Gerät eingebaut wird, verschiedene Medien, also z.
B. Faserstoffaufschwemmungen verschiedener Stoffdichte zu verarbeiten.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Meßgerät mit einer Klappe
als Meßorgan und Fig. 2 einen Längsschnitt hierzu nach LinieA-A; Fig. 3 zeigt einen
Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Meßgeräts mit einem Stab
als Meßorgan; Fig. 4 zeigt ein Meßgerät etwa nach Fig. 3, wobei die Durchbiegung
des Stabes mittels Dehnungsmeßstreifen gemessen wird.
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Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, befindet sich in dem Meßgehäuse
1 ein Einsatzstück 2. In dem Meßgehäuse 1 ist ferner die Meßklappenwelle 3 über
Torsionsfederelemente 4 so gelagert, daß die mit der Meßklappenwelle 3 fest verbundene
Meßklappe 5 bei nicht vorhandenem Durchfluß durch ihr Gewicht die Durchflußöffnung
verschließt. Bei vorhandenem Durchfluß hebt das durchfließende Medium die Meßklappe
5 an, und durch einen mit der Meßklappenwelle 3 fest verbundenen Zeiger 6 ist es
möglich, auf einer für das betreffende Medium geeichten Skalenscheibe 7, welche
an dem Meßgehäuse 1 befestigt ist, die jeweilige Durchflußmenge abzulesen.
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Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem
Meßgehäuse8 über Gummielemente 9, die zwischen Büchsen 10 und 11 angeordnet sind,
ein Stab 12 gelagert. Bei vorhandenem Durchfluß biegt sich der Stab 12 entsprechend
der Durchflußmenge durch. Die Durchflußmenge kann somit mittels eines an dem herausragenden
Ende des Stabes 12 angebrachten Zeigers 13 auf einer für verschiedene Medien geeichten
Skalenscheibe 14, die an dem Meßgehäuse 8 befestigt ist, abgelesen werden.
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Die Ausführung nach Fig. 4 zeigt ebenfalls einen über Gummielemente
15 in einem Meßgehäuse 16 gelagerten Stab 17, an dem ein Dehnungsmeßstreifen 18
befestigt ist. Dieser ist mittels der im Innern des Stabes 17 verlegten Leitung
19 mit einem auf Durchflußmengen geeichten elektrischen Widerstandsmesser20 verbunden.