DE1111410B - Durchsatzmessgeraet fuer Stroemungsmittel - Google Patents

Description

• Durchsatzmeßgerät für Strömungsmittel Durchsatzmeßgeräte für Strömungsmittel, welche auf einer in einer Leitung untergebrachten rotierenden Schraube beruhen, sind bekannt. Bei diesen Durch satzmeßgeräten wird durch den Flüssigkeitsdurchsatz eine Drehung der Schraube erzeugt; die Drehzahl der Schraube läßt Rückschlüsse auf den Durchsatz zu.
• In den bekannten Durchsatzmeßgeräten dieser Art ist die Drehzahl o bestimmt durch die Fließgeschwindigkeit V und die Ganghöhe der Schraube P nach der Gleichung V a, P wobei aM1 ist.
• Dabei ist a ein Fehlerkoeffizient, der darauf zurückzuführen ist, daß die geradlinigen Strömungsfäden auf die Schraubenflächen auftreffen, der Schraube ein Drehmoment erteilen und selber abgelenkt werden, also einen schraubenförmigen Verlauf annehmen, so daß der Läufer seine theoretische Geschwindigkeit w = v nicht erreicht. Der Koeffizient a ist nicht konstant für verschiedene Durchsätze, so daß sich bei der Messung ein Fehler ergibt, welcher rasch anwächst, je weiter man sich von dem bei der Eichung zugrunde gelegten Durchsatz entfernt.
• Will man ein Durchsatzmeßgerät haben, welches möglichst richtige Anzeigen liefert, so muß man versuchen, den Wert von a möglichst nahe an 1 heranzubringen.
• Der Koeffizient a liegt umso näher bei 1, je geringer die Lagerreibung des Läufers und je größer die Stabilität der geradlinigen Strömung ist.
• Die Stabilität hängt ab von der kinetischen Energie m V2 (dabei ist m die spezifische Masse des Strömungsmittels).
• Bei großen Durchsätzen erreicht man Werte von a, die sehr nahe bei 1 liegen, wenn nämlich die Reibung der Läuferlagerung vernachlässigbar klein wird gegen die kinetische Energie der bewegten Moleküle.
• Will man aber den Durchsatz kleinerer Mengen messen, so ist m V2 verhältnismäßig klein, und es v stellt sich das Gleichgewicht ein bei rn = Z a.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Durchsatzmeßgerät zu schaffen, bei dem der Koeffizient a unter allen Bedingungen möglichst nahe bei 1 liegt.
• Die Erfindung geht aus von den bekannten Durchsatzmeßgeräten, welche auf der Drehung einer Schraube in einem Strömungsfeldberuhen. Kennzeichen der Erfindung ist es, daß die Schraube in mehrere Schraubenabschnitte unterteilt ist, zwischen denen Strömungsbegradigungselemente liegen. Dadurch wird die Rotationskomponente der Strömung jeweils nach dem Durchgang durch einen Schraubenabschnitt beseitigt; jeder Schraubenabschnitt wird also von einer annähernd rotationsfreien Strömung beaufschlagt und erhält jeweils erneut ein Drehmoment, wodurch die Drehzahl des Läufers erhöht wird, so daß unabhängig vom Durchsatz mit zunehmender Zahl der Schraubenabschnitte der Fehler der gewonnenen Anzeigen immer geringer wird.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es stellt dar Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchsatzgerät, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gerät der Fig. 1 nach Linie II-II.
• Das Durchsatzmeßgerät nach den Fig. 1 und 2 enthält einen Rohrkörper 1, in dem eine Welle 3 in Lagern 2, und 22 frei drehbar gelagert ist.
• Auf der Welle 3 sind Schraubenabschnitte4,, 42, 43, 44 usw. angebracht.
• Strömungsbegradigungselemente in Form von Leitschaufeln 5t 52, 53 usw. sind hinter jedem Schraubenabschnitt angeordnet. Diese haben die Aufgabe, die Rotationskomponenten des Strömungsmittels nach dem Durchgang durch jeden Schraube abschnitt zu beseitigen, d. h. die Strömung zu begradigen. Die Leitschaufeln sind in Sternform angeordnet und sind Flächen, welche die Achse der Welle 3 schneiden.
• Im Zentrum der Leitschaufeln ist eine Öffnung 6 für die Welle 3 (s. Fig. 1 und 2) ausgespart.
• Die beiden äußersten Leitschaufelsteme 10 und 11 sind als Träger der Lager 2, und 22 der Welle 3 ausgebildet. Die Strömungsfäden beaufschlagen zunächst die Schraubenfläche der ersten Schraube 4,, teilen dem Läufer dabei eine gewisse Rotation mit und erhalten selbst eine Rotationskomponente, d. h. nehmen eine von der geraden Linie abweichende schraubenförmige Bahn an. Beim Durchgang durch den Leitschaufelstern St wird die Rotationskomponente der Strömung abgebremst, und die Strömung kommt an dem zweiten Schraubenabschnitt 49 wiederum mit einer geradlinigen Bewegung an. Sie teilt dem Läufer in dieser Schraube erneut ein Drehmoment mit und erhöht damit die Drehzahl des Läufers usw. Die Drehzahl des Läufers läßt sich also der theoretischen Drehzahl annähern, so daß die Fehler der Messungen geringer werden.
• Je größer die Zahl der Schrauben ist, umso besser ist auch die Annäherung an die theoretische Drehzahl v cv= p.
• Das vorstehend beschriebene Durchsatzmeßgerät ist mit einem an sich bekannten Tourenzähler aus- gerüstet. Dieser ist etwa von einem Magneten 7 gebildet, welcher auf einem der Schraubenabschnitte angebracht ist. Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels ist er auf dem Abschnitt 4, angebracht.
• Gegenüber diesem Magneten 7 ist in dem Rohr 1 eine Magnetspule 8 untergebracht, welche einen magnetischen Impuls jedesmal dann erzeugt, wenn der Magnet 7 an dieser Magnetspule 8 vorbeigeht. Die Zahl der gemessenen Impulse ist dann ein Maß für die Drehzahl und damit für den Durchsatz.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Durchsatzmeßgerät für Strömungsmittel mit einer Schraube in einem zur Achse dieser Schraube parallelen Strömungsfeld, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube in mehrere Schraubenabschnitte (4,, 42, 43, 44) unterteilt ist, zwischen denen Strömungsbegradigungselemente (5lo 52, 5,) untergebracht sind.
2. 2. Durchsatzmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsbegradigungselemente (5,, 52, 53) von Leitschaufelsternen, d. h. von sternförmig angeordneten, in Axialebene liegenden Platten gebildet sind.
3. 3. Durchsatzmeßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Leitschaufelsternen zentrale Öffnungen (6) für eine gemeinsame Welle (3) der einzelnen Schraubenabschnitte ausgespart sind.