DE1218175B

DE1218175B - Gas flow meter according to the partial flow or auxiliary flow method

Info

Publication number: DE1218175B
Application number: DEN12837A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Heuhaus
Original assignee: GUSTAV HEUHAUS DIPL ING
Current assignee: GUSTAV HEUHAUS DIPL ING
Priority date: 1956-10-13
Filing date: 1956-10-13
Publication date: 1966-06-02

Description

Gasdurchflußmengenmeßgerät nach dem Teilstrom oder Hilfsstrom-Verfahren Die Erfindung betrifft ein Gasdurchflußmengenmeßgerät nach dem Teilstrom- oder Hilfsstrom-Meßverfahren.Gas flow rate measuring device according to the partial flow or auxiliary flow method The invention relates to a gas flow rate measuring device according to the partial flow or auxiliary flow measuring method.

Bekannte Durchflußmengenmeßgeräte weisen eine Membran in einem Gehäuse auf, welche einerseits von einem vor der Blende in der Hauptleitung abgezweigten Teilstrom und andererseits von einem hinter dieser Blende abgezweigten Teilstrom beaufschlagt wird. Entsprechend der Druckdifferenz steuert die Membran ein Ventil. Bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten spricht das in der Mitte der Membran gelegene Ventil wegen eines geringeren Druckunterschiedes an der Blende in der Hauptleitung nicht an. Der geringe Druckunterschied kann den Sog am Ventil, das einen durch den Hauptarbeitsbereich des Gerätes bestimmten Durchgangsquerschnitt aufweist, nicht überwinden. Das Gerät zeigt daher nicht an. Known flow meters have a membrane in a housing which on the one hand branched off from a front of the diaphragm in the main line Partial flow and, on the other hand, from a partial flow branched off behind this diaphragm is applied. The membrane controls a valve according to the pressure difference. At lower flow velocities, the one in the middle of the membrane speaks Valve due to a lower pressure difference at the orifice in the main line not on. The small pressure difference can cause suction on the valve, which causes the Main working area of the device has a certain passage cross-section, not overcome. The device therefore does not display.

Es ist ein Durchflußmengenmesser bekannt, bei welchem eine Druckentlastungsvorrichtung einem einzelnen Strömungsteilerventil nachgeschaltet ist, so daß zwei Ventile benutzt werden, die hintereinandergeschaltet sind. A flow meter is known in which a pressure relief device downstream of a single flow divider valve so that two valves are used that are connected in series.

Diese Bauart hat zur Folge, daß bei Stillstand der Druck vor dem Entlastungsventil verlorengeht. Beim Wiederanlaufen ist dann ein erheblicher Druckabfall am ersten Ventil vorhanden. Dieses Ventil ist jedoch auf kleinen Druckabfall eingestellt und öffnet daher beim Anlaufen nicht. Die Ventilentlastung arbeitet daher beim Anlauf nicht befriedigend. This design has the consequence that at standstill the pressure before Relief valve is lost. When restarting, there is then a considerable drop in pressure present on the first valve. However, this valve is set for a small pressure drop and therefore does not open when starting. The valve relief therefore works on start-up not satisfying.

Bei einer anderen, mit zwei Ventilen arbeitenden Bauart, ist dem Strömungsteiler ein Membranventil vorgeschaltet, um beim Stillstand Gaspulsationen und Gasvibrationen weitgehend zu dämpfen. Another type that works with two valves is the A diaphragm valve is connected upstream of the flow divider to prevent gas pulsations during standstill and to dampen gas vibrations to a large extent.

Die Erfindung geht von einem Gerät aus, welches nach dem Teil- oder Hilfsstromverfahren arbeitet und mit mindestens zwei membrangesteuerten Ventilen zwischen dem Meßgerät und einer im Teil- oder Hilfsstrom befindlichen Blende ausgerüstet ist. Es liegt die Aufgabe zugrunde, das Arbeiten des Gerätes und die Genauigkeit der Messung im Bereich geringer Geschwindigkeiten und geringer Mengen zu verbessern. The invention is based on a device which after the part or Auxiliary flow process works and with at least two diaphragm-controlled valves between the measuring device and an orifice located in the partial or auxiliary flow is. It is based on the task of the device working and its accuracy to improve the measurement in the range of low speeds and small quantities.

Die Erfindung besteht darin, daß die Ventile parallel zueinander im Teilstrom angeordnet und ihre freien Durchflußquerschnitte sehr verschieden groß sind. The invention consists in that the valves are parallel to each other arranged in the partial flow and their free flow cross-sections very different sizes are.

Das kleinere Ventil kann einen Durchmesser bis herab zu kapillarer Größe haben, etwa in der Größenordnung von 0,1 mm, so daß es schon bei einer Druckdifferenz von wenigen Millimetern Wassersäule anspricht. The smaller valve can have a diameter down to capillary Have a size, roughly on the order of 0.1 mm, so that there is already a pressure difference of a few millimeters of water column.

Beide Ventile liegen außerhalb aer Membranmitte. Both valves are outside the center of the membrane.

Der Schwerpunkt des Soges an der Membran liegt beim Ventil mit dem größeren Querschnitt. Das kleinere Ventil öffnet sich daher leichter und eher als das größere; das Gerät arbeitet daher schon bei geringeren Druckdifferenzen an der Blende im Hauptstrom als die bekannten Geräte.The focus of the suction on the membrane is at the valve with the larger cross-section. The smaller valve therefore opens more easily and sooner than the bigger one; the device therefore works even at lower pressure differences on the Aperture in the main stream than the known devices.

Die Membran kantet gewissermaßen beim Ansprechen des kleineren Ventils etwa um eine Achse in der Nähe des größeren Ventils, und dadurch wird beim Steigen der Durchflußmenge auch die Öffnung des größeren Ventils eingeleitet. Um auf jeden Fall zu vermeiden, daß die Membran labil wird, daß sie etwa um die Verbindungslinie zwischen den beiden Ventilen kippt oder flattert, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Dreieckabstützung benutzt. Die beiden Ventile bilden mit einer weiteren Abstützung zwischen Membran und Gehäuse die Ecken eines Dreiecks, dessen Schwerpunkt zugleich Mittelpunkt der Membran ist. Die Bewegungen der Membran sind damit eindeutig festgelegt. To a certain extent, the membrane edges when the smaller valve responds about an axis near the larger valve, and this will cause it to climb the flow rate also initiates the opening of the larger valve. To on everyone To avoid the case that the membrane becomes unstable, that it is around the connecting line tilts or flutters between the two valves, according to a further embodiment the invention uses a triangle support. The two valves form with one further support between the membrane and the housing, the corners of a triangle whose The focus is at the same time the center of the membrane. The movements of the diaphragm are thus clearly defined.

Das Gasdurchflußmengenmeßgerät mit der erfindungsgemäßen Ausbildung kann in mehrfacher Hinsicht abgewandelt werden. So ist es auch möglich, statt zwei Ventilen, wie in der beschriebenen Weise von derselben Membran zu steuern, diese Membran gewissermaßen aufzuteilen und jedes Ventil durch eine besondere Membran, vorzugsweise in einem besonderen Gehäuse, steuern zu lassen. Die Ausströmleitungen an den beiden Ventilen können dem gleichen Gaszähler zugeleitet werden. Man kann aber auch die Ableitungsrohre beider Ventile getrennten Gaszählern zuführen, so daß man die Ventile auch getrennt überwachen kann. Zur Ermittlung der gesamten Gasmenge werden dann die beiden Gaszähler mit einer Additionsvorrichtung versehen. The gas flow rate measuring device with the training according to the invention can be modified in several ways. So it is also possible instead of two Valves, as in the manner described by the same membrane to control this To divide the membrane, as it were, and each valve by a special membrane, preferably in a special housing to be controlled. The outflow lines the same gas meter can be fed to the two valves. One can but also feed the discharge pipes of both valves to separate gas meters, see above that the valves can also be monitored separately. To determine the total amount of gas the two gas meters are then provided with an addition device.

Die neue Bauart hat außer dem Vorteil des Funktionierens bei geringeren Geschwindigkeiten und geringen Mengen noch den Vorzug, daß das kleine Ventil die Steuerungsfehler des großen Ventils so lange ausgleicht, bis das große Ventil selbst fehlerlos steuert. The new design also has the advantage of working with smaller ones Speeds and small quantities still have the advantage that the small Valve compensates for the control errors of the large valve until the large valve controls itself flawlessly.

Einen weiteren Vorteil hat das kleinere Ventil, wenn Pulsationen und Vibrationen im Gas auftreten. The smaller valve has another advantage when there are pulsations and vibrations occur in the gas.

Das Mitschwingen der Membran bringt den Nachteil, daß bei Stillstand der Teilstrommesser fälschlich eine Teilstrommenge ausströmen läßt. Selbst bei künstlich erzeugtem verstärktem Andruck der Membran an den Ventilsitz ist dieser Fehler nicht zu vermeiden.The resonance of the membrane has the disadvantage that at standstill the partial flow meter erroneously allows a partial flow to flow out. Even with artificial This error is not caused by the increased pressure of the diaphragm against the valve seat to avoid.

Bei der Neuausbildung sind die losen Ränder der Membran bei den beiden Ventilen mit verschiedener Spannung eingestellt, um die Ventile nulldicht zu erhalten. Daher schwingen beide Membranränder ab, -statt daß die ganze Membran schwingt. Im Gasmesser tritt keine Vibration auf. Der Teilstrommesser arbeitet betriebssicher und genau.When re-training, the loose edges of the membrane are on the two Valves set at different voltages to keep the valves zero-tight. Therefore, both edges of the membrane oscillate instead of the entire membrane oscillating. in the Gas meter does not vibrate. The partial flow meter works reliably and exactly.

Die neue Bauart mit zwei parallelgeschalteten Ventilen unterschiedlichen Querschnitts bringt also in mehrfacher Richtung Vorteile. In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. The new design with two different valves connected in parallel Cross-section therefore brings advantages in several directions. In the drawing are several embodiments shown schematically.

F i g. 1 zeigt im Querschnitt eine Anordnung, bei welcher eine Membran zwei Ventile steuert; F i g. 2 gibt schematisch den Grundriß dazu wieder; Fig.3 zeigt eine andere Grundriß anordnung der Ventile bei gemeinsamer Membran; F i g. 4 zeigt eine Ausführung mit zwei getrennten Membranen in getrennten Gehäusen. F i g. 1 shows in cross section an arrangement in which a membrane controls two valves; F i g. 2 schematically shows the plan for this; Fig. 3 shows another plan arrangement of the valves with a common membrane; F i g. 4 shows an embodiment with two separate membranes in separate housings.

Beim ersten Ausführungsbeispiel wird eine Hauptleitung 1 in Richtung eines Pfeiles 2 vom Meßstrom durchströmt, er passiert dabei eine Blende 3. In the first embodiment, a main line 1 is in the direction of an arrow 2 flows through the measuring current, it passes an aperture 3.

Vor der Blende 3 zweigt eine Leitung 4 mit einer Blende 6 ab. Hinter der Blende 3 ist eine Leitung 5 angeordnet. Die beiden Leitungen führen zu einem Strömungsteilergehäuse 8, das durch eine Membran 9 in zwei Räume 10 und 11 unterteilt ist, wobei die Leitung 4 mit dem Raum 11 und die Leitung 5 mit dem Raum 10 verbunden ist. Die Membran 9 schließt in Ruhestellung zwei Ventilkörper 12 und 13 mit den Sitzen 14 und 15. Der Durchflußquerschnitt des Ventils 12, 14 ist wesentlich größer als der des Ventils 13, 15. An die Ventile schließen Leitungen 16 und 17 an, welche in eine gemeinsame, zu einem Gaszähler 19 führende Leitung 18 münden. A line 4 with a diaphragm 6 branches off in front of the diaphragm 3. Behind a line 5 is arranged in the diaphragm 3. The two lines lead to one Flow divider housing 8 which is divided into two spaces 10 and 11 by a membrane 9 is, wherein the line 4 is connected to the space 11 and the line 5 to the space 10 is. The membrane 9 closes two valve bodies 12 and 13 with the rest position Seats 14 and 15. The flow cross-section of the valve 12, 14 is much larger than that of the valve 13, 15. Lines 16 and 17 connect to the valves, which open into a common line 18 leading to a gas meter 19.

Nach F i g. 2 liegen die Ventilsitze 14 und 15 auf einer Geraden, welche durch den Mittelpunkt der Membran 9 verläuft. According to FIG. 2 the valve seats 14 and 15 are on a straight line, which runs through the center of the membrane 9.

Wenn in der Leitung 1 eine geringe Menge strömt, ist die Druckdifferenz gering. In diesem Fall spricht nur das Ventil 13, 15 an; dabei kantet die Membran 9 etwas um das Ventil 12, 14; das größere Ventil bleibt geschlossen. If a small amount is flowing in line 1, the pressure difference is small amount. In this case, only the valve 13, 15 responds; the membrane edges in the process 9 something about the valve 12, 14; the larger valve remains closed.

Wächst die Geschwindigkeit und die Menge in der Hauptleitung, so wird die Druckdifferenz größer, und die von dem kleineren Ventil eingeleitete Bewegung und Verformung der Membran erleichtert das Öffnen des größeren Ventils. If the speed and the amount in the main line grows, so the pressure difference increases, and so does the movement initiated by the smaller valve and deformation of the diaphragm facilitates opening of the larger valve.

Durch die neue Ausbildung wird nicht nur die Genauigkeit des Gerätes erhöht, es wird auch für höhere statische Drücke geeignet und für größere Durchflußmengen, weil man den Fluß querschnitt des größeren Ventils größer wählen kann, als man dies bisher mit Rücksicht auf die ebenfalls vorkommenden niedrigeren Geschwindigkeiten in der Hauptleitung durfte. The new training not only improves the accuracy of the device increased, it is also suitable for higher static pressures and for larger flow rates, because you can choose the flow cross-section of the larger valve larger than this so far with regard to the lower speeds that also occur in the main line.

Um unter allen Betriebsverhältnissen eine eindeutige Bewegung der Membran zu erhalten, kann man nach F i g. 3 einen dritten Stützpunkt einführen; die Membran 9 liegt dann zusätzlich noch auf einem festen Stützpunkt 20 auf. Hierbei bilden in Abwandlung der Anordnung nach Fig.2 die Ventile 12, 14 und 13, 15 sowie der Stützpunkt 20 die Ecken eines Dreiecks, dessen Mittelpunkt identisch ist mit dem Membranmittelpunkt. Wenn bei geringen Drücken das Ventil 13, 15 geöffnet wird, so kann die Membran unter anderem um eine durch die Stützen 21 und 12, 14 gehende Achse abheben. In order to ensure a clear movement of the To obtain membrane, one can according to FIG. 3 introduce a third support point; the membrane 9 then also rests on a fixed support point 20. Here form the valves 12, 14 and 13, 15 as well as a modification of the arrangement according to FIG the support point 20 the corners of a triangle whose center is identical to the center of the membrane. If the valve 13, 15 is opened at low pressures, so the membrane can, among other things, around a through the supports 21 and 12, 14 going Lift off the axis.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 führen die beiden Leitungen 4 und 5 in getrennte Gehäuse 30 und 31 mit getrennten Membranen 32 und 33 sowie einem größeren Ventil 40, 42 und einem kleineren Ventil 41, 43. Die Räume 34 und 35 sind durch eine Leitung 38 untereinander verbunden. Die Räume 40 und 41 stehen durch eine Leitung 39 in Verbindung. Die Ausströmleitungen 16 und 17 münden wie gemäß Fig.1 in eine gemeinsame Leitungl8, die zum Gaszähler 19 hinführt. Auch bei dieser Ausführung öffnet sich bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten zuerst das kleinere Ventil 41, 43, während das Ventil 40, 42 geschlossen bleibt und erst bei größeren Geschwindigkeiten und den damit verbundenen Druckunterschieden anspricht. Es kann sich als zweckmäßig erweisen, die Leitungen 16 und 17 getrennten Gaszählern zuzuführen. In the embodiment according to Figure 4, the two lines lead 4 and 5 in separate housings 30 and 31 with separate membranes 32 and 33 as well a larger valve 40, 42 and a smaller valve 41, 43. The spaces 34 and 35 are connected to one another by a line 38. Rooms 40 and 41 are standing through a line 39 in connection. The outflow lines 16 and 17 open like 1 into a common line 8 which leads to the gas meter 19. Also at This version opens first at low flow rates smaller valve 41, 43, while the valve 40, 42 remains closed and only at responds to higher speeds and the associated pressure differences. It may prove useful to have the lines 16 and 17 separate gas meters to feed.

Die Erfindung kann in sinngemäß gleicher Weise auch bei Hilfsstrommeßgeräten angewendet werden. The invention can also be used in the same way for auxiliary current measuring devices be applied.

Die Membran kann statt Kreisform auch Ellipsenform aufweisen.The membrane can also have an elliptical shape instead of a circular shape.

Claims

Claims: 1. Gas flow rate measuring device according to the partial flow or auxiliary flow method using gas meters with at least two membrane-controlled ones Valves between the measuring device and one located in the partial auxiliary flow Screen, characterized in that the valves (12, 14; 13, 15 and 40, 42; 41 43) arranged parallel to one another in the partial flow and their free flow cross-sections are very different in size.

2. Apparatus according to claim, characterized in that both valve bodies (12, 13) are controlled together by a circular membrane (9) and the central connection line the valve goes through the center of the membrane.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that two of the Diaphragm (9) jointly operated valves (12, 14; 13, 15) with a further support (20) between the membrane (9) and the housing (8) form the corners of a triangle whose The center point is also the center point of the membrane (9).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that each valve (40, 42 and 41, 43) is assigned its own membrane (32, 33).

Considered publications: German Patent Specifications No. 825 174, 923 092, 949 904.