DE1284647B

DE1284647B - Flow rate meter

Info

Publication number: DE1284647B
Application number: DEP31050A
Authority: DE
Inventors: Oldfield Thomas Alfred; Kahn Peter Bruno; Coleman Kenneth John; Moss Norman
Original assignee: Plessey Co Ltd
Current assignee: Plessey Co Ltd
Priority date: 1962-02-02
Filing date: 1963-02-01
Publication date: 1968-12-05
Also published as: SE318731B

Description

Die Erfindung betrifft ein Strömungsmengenmeßgerät für ein fluides Medium, welches in einem Kanal strömt, mit einer in dem Kanal angeordneten stationären Abweis- oder Ablenkvorrichtung, welche derart eingerichtet ist, daß diese dem fluiden Medium eine Wirbelung oder eine Drehung um die Achse des Kanals erteilt, und mit einer auf Drehmomente aI1-sprechende Reaktionseinrichtung zur Messung einer Drehmomentenreaktion, die durch die Wirbelungsbewegung des fluiden Mediums, welches durch den Kanal strömt, erzeugt wird. The invention relates to a flow rate measuring device for a fluid Medium flowing in a channel with a stationary one arranged in the channel Rejection or deflection device, which is set up in such a way that this is the fluid Medium given a vortex or rotation around the axis of the canal, and with a reaction device that speaks to torques aI1 for measuring a torque reaction, caused by the turbulence of the fluid medium flowing through the channel, is produced.

Es ist bekannt, zur Messung oder Feststellung der Strömungsmenge einer Flüssigkeit durch eine Leitung in der Leitung zwei im wesentlichen identische Flügelräder anzuordnen. Jedes dieser Flügelräder weist Flügel auf, die sich in einer axialen Ebene erstrecken. It is known to measure or determine the flow rate a liquid through a line in line two essentially identical Arrange impellers. Each of these impellers has wings that are in a extend axial plane.

Das erste Flügelrad wird mit einer genau eingehaltenen Drehzahl angetrieben, wobei diese Drehzahl entweder durch einen Synchronmotor erzeugt wird oder durch einen Synchronmotor sichergestellt wird. Das zweite Flügelrad wird gegen eine Drehung durch eine Drehmomentenmeßeinrichtung gehalten. Das Drehmoment, welches von dieser Einrichtung gemessen wird, ist direkt der Strömungsmenge durch das Meßgerät proportional, wobei natürlich dafür Vorsorge getroffen werden muß, daß die Drehzahl des ersten Flügelrades genau eingehalten wird. Der Einbau eines Synchronmotors ist jedoch nachteilig, und zwar auch dann, wenn dieser nicht verwendet wird, um das volle Drehmoment zu erzeugen, das erforderlich ist, um das erste Flügelrad zu drehen, sondern lediglich dazu, um das Drehmoment eines Turboantriebes zu kompensieren.The first impeller is driven with a precisely maintained speed, this speed being generated either by a synchronous motor or by a synchronous motor is ensured. The second impeller is against rotation held by a torque measuring device. The torque generated by this Device is measured is directly proportional to the flow rate through the measuring device, Of course, care must be taken to ensure that the speed of the first Impeller is strictly observed. However, the installation of a synchronous motor is disadvantageous, even if this is not used to achieve the full torque generate that is required to rotate the first impeller, but only to compensate for the torque of a turbo drive.

Es wurde auch bereits ein Verfahren zur Messung der Durchflußmenge von innerhalb einer Leitung strömenden Medien vorgeschlagen, bei welchem dem strömenden Medium innerhalb der Leitung ein Drall aufgezwungen wird und daß hierbei das auf die Leitung rückwirkende Drehmoment gemessen wird. There has also been a method of measuring flow rate suggested from within a line flowing media, in which the flowing Medium within the line a swirl is imposed and that this on the conduit retroactive torque is measured.

Hierbei wird das Drehmoment mittels eines Kompensationsverfahrens gemessen, und es wird ein torsionselastischer Leitungsteil vorgesehen, an dem Mittel zur Erzeugung eines Dralls des Mediums vorgesehen sind und eine Meßvorrichtung zur Messung des auf den torsionselastischen Leitungsteil wirkenden Drehmomentes. Die Verwendung eines torsionselastischen Leitungsteiles ist jedoch bei vielen Anwendungszwecken nicht immer angezeigt oder nicht möglich Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Strömungsmengenmeßgerät zu schaffen, mit weIchem es möglich ist, Strömungsmengen zu bestimmen, ohne einen Synchronmotor zu verwenden.Here, the torque is calculated using a compensation process measured, and a torsionally elastic line part is provided on the means are provided for generating a swirl of the medium and a measuring device for Measurement of the torque acting on the torsionally elastic part of the line. the Use of a torsion-elastic line part is, however, for many purposes not always indicated or not possible It is the object of the present invention based on creating an improved flow rate measuring device with which it is possible is to determine flow rates without using a synchronous motor.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwischen der Abweis- oder Ablenkvorrichtung und Reaktionseinrichtung eine Meßvorrichtung zum Messen der Wirbelungs- oder Drehungsgeschwindigkeitskomponente vorgesehen ist. According to the invention this is achieved in that between the Abweis- or deflection device and reaction device a measuring device for measuring the Vortex or rotation rate component is provided.

Es werden hier in einfacher Weise zwei Meßwerte erhalten, und die Strömungsmenge wird durch den Quotienten der beiden erhaltenen Meßwerte dargestellt. An Stelle des Motors bei der bekannten Vorrichtung wird mit Vorteil eine Vorrichtung zum Messen der von der Ablenkeinrichtung erzeugten Wirbelungs- oder Drehungsgeschwindigkeit verwendet. Two measured values are obtained here in a simple manner, and the The flow rate is represented by the quotient of the two measured values obtained. Instead of the motor in the known device, a device is advantageously used for measuring the vortex or rotation speed generated by the deflector used.

Hiermit wird es möglich, die bei dem bekannten Gerät noch nötige strenge Konstanz der Wirbelungs- oder Drehungsgeschwindigkeit zu umgehen, in dem der Wirbelungs- oder Drehungsgeschwindigkeitswert gemessen und bei der Bildung des Ergebnisses berücksichtigt wird. In vorteilhafter Weise kann den Meßwertdetektoren der Reaktionseinrichtung und der Wirbelungs oder Drehungsgeschwindigkeitskomponentenmeßvorrichtung ein Rechengerät zur Bestimmung und Anzeige der Strömungsmenge nachgeschaltet sein. Hierdurch wird ein besonders einfacher Aufbau mit direkter Anzeige möglich. Dabei kann mit Vorteil das Rechengerät aus zwei Antriebsvorrichtungen und zusammenwirkenden Skalen bestehen, die in entgegengesetzten Richtungen gemäß den Logarithmen der gemessenen Geschwindigkeit und des gemessenen Drehmomentes bewegbar sind.This makes it possible to meet the strict requirements that are still required in the known device To circumvent constancy of the vortex or rotation speed in which the Eddy or the rotation speed value is measured and taken into account in the formation of the result will. In an advantageous manner, the measured value detectors of the reaction device and the vortex or rotational velocity component measuring device is a computing device be connected downstream to determine and display the flow rate. This will a particularly simple structure with direct display is possible. This can be an advantage the arithmetic unit consist of two drive devices and interacting scales, those in opposite directions according to the logarithms of the measured speed and the measured torque are movable.

Mit Vorteil kann die Abweis- oder Ablenkeinrichtung einstellbar sein, und es können automatisch wirkende Vorrichtungen vorgesehen sein, welche die Einstellung der Ablenkung der Abweisflügel derart steuern, daß die Umfangsgeschwindigkeit oder das Drehmoment konstant gehalten wird. Im ersten Fall gibt die Reaktionseinrichtung und im zweiten Fall die Meßvorrichtung eine Anzeige, welche lediglich eine Funktion der Massenströmung ist. Dadurch ist es möglich, bei Verwendung einer bestimmten Gradeinteilung die Strömungsmenge direkt an einer einzigen Skala abzulesen. The deflection or deflection device can advantageously be adjustable, and it can be provided automatically acting devices which the setting control the deflection of the deflector so that the peripheral speed or the torque is kept constant. In the first case there is the reaction device and in the second case the measuring device has a display which only has a function the mass flow is. This makes it possible to use a specific Graduation to read the flow rate directly on a single scale.

Da die tangentiale Strömungskomponente sowohl das Drehmoment wie auch die Meßturbinendrehzahl proportional zueinander beeinflußt und da andererseits lediglich der Quotient des Drehmomentes und der Meßturbinendrehzahl zur Bestimmung der Strömungsmenge verwendet wird, können mit Vorteil Vorrichtungen zur automatischen Veränderung der Anstellwinkel der Ablenk- oder Abweisflügel vorgesehen sein, welche das Drehungsmaß oder die Drehungsgeschwindigkeit in einer derartigen Weise steuern, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Wirbelungs- oder Drehungsgeschwindigkeitsmeßvorrichtung bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten in zulässigen Grenzen gehalten wird, ohne daß diese Umlaufgeschwindigkeit bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten so weit abfällt, daß diese nachteilig durch die Reibung beeinflußbar ist. Dies kann mit Vorteil dadurch erzielt werden, daß die Flügel derart befestigt sind, daß sich der Mittelpunkt des dynamischen Drukkes an einer solchen Stelle befindet, daß dieser die Flügel beim Anstieg der Strömung in eine mehr axiale Stellung drückt und daß Federn vorgesehen sind, welche die Flügel in der entgegengesetzten Richtung vorspannen. Dabei kann die Schwenkachse eines jeden Flügels außerhalb der Ebene des Flügels angeordnet sein. Dies bildet eine Möglichkeit zur Erzielung erhöhter wirksamer Drehmomente um die Schwenkachsen eines jeden Abweis- oder Ablenkflügels. Es können aber auch mit Vorteil schwenkbar gelagerte gekrümmte Ablenk- oder Abweisflügel vorgesehen sein, deren Schwenkachse im Flügel angeordnet ist und bei denen die Achsen der Strömungswiderstandskräfte von dieser Schwenkachse seitlich versetzt angeordnet sind, wenn am Austrittsende des Flügels der Anstellwinkel oder Neigungswinkel Null ist. Since the tangential flow component is both torque and the measuring turbine speed is also influenced proportionally to one another and there on the other hand only the quotient of the torque and the measuring turbine speed for determination the flow rate is used, devices for automatic Change of the angle of attack of the deflecting or deflecting wings can be provided, which control the amount or speed of rotation in such a way as to that the rotational speed of the vortex or rotational speed measuring device is kept within permissible limits at high flow velocities without this speed of circulation drops so far at low flow speeds, that this can be adversely influenced by the friction. This can take advantage of this be achieved that the wings are attached such that the center of the dynamic pressure is located at such a point that the wings at Increase in flow pushes into a more axial position and that springs are provided which bias the wings in the opposite direction. Here can the pivot axis of each wing is arranged outside the plane of the wing be. This forms one way of achieving increased effective torques around the pivot axes of each deflector or deflector wing. But it can also pivotably mounted curved deflecting or deflecting vanes are advantageously provided be, whose pivot axis is arranged in the wing and in which the axes of the drag forces are arranged laterally offset from this pivot axis when at the exit end of the wing, the angle of attack or angle of inclination is zero.

Mit Vorteil kann der Axialschub des Geschwindigkeits- oder Drehzahlmeßrotors dadurch neutralisiert sein, daß im Durchgangsweg der eintretenden Strömung eine Verengung vorgesehen ist, und der verminderte statische Druck in dieser Verengung kann einer Fläche an der stromaufwärts gerichteten Oberfläche des Rotors zugeleitet werden, der für die Messung der Dreh- oder Wirbelungsgeschwindigkeit verwendet wird. The axial thrust of the speed or rotational speed measuring rotor can be advantageous be neutralized by the fact that in the passage of the incoming flow a Narrowing is provided, and the static pressure in this narrowing is reduced may be an area on the upstream surface of Rotor are fed to the measurement of the rotation or vortex speed is used.

Der Axialschub des Drehmomentenmeßreaktors kann mit Vorteil dadurch neutralisiert sein, daß einer Oberfläche am stromabwärts gelegenen Ende des Drehmomentenmeßreaktors ein erhöhter Druck zugeführt ist, der hinter dem stromabwärts gelegenen Ende des Rotors durch einen Diffusorteil im Kanal erzeugt wird. The axial thrust of the torque measuring reactor can thereby advantageously be neutralized that a surface at the downstream end of the torque measuring reactor an increased pressure is supplied, which is behind the downstream end of the Rotor is generated by a diffuser part in the channel.

Mit Vorteil können ferner die auf den Wirbelungs-oder Drehungsmeßrotor und auf den Drehmomentenmeßreaktor einwirkenden radialen Lagerkräfte dadurch abgeglichen werden, daß der Rotor und der Reaktorkörper mit inneren Hohlräumen versehen sind, welche Schwimmkammern bilden, die das Verdrängungsvolumen eines jeden dieser Körper in einem solchen Ausmaß erhöhen, daß das Gewicht der verdrängten Flüssigkeit annähernd gleich dem Gesamtgewicht des Körpers ist. Advantageously, the vortex or rotation measuring rotor and radial bearing forces acting on the torque measuring reactor are thereby balanced that the rotor and the reactor body are provided with internal cavities, which swimming chambers form the displacement volume of each of these bodies increase to such an extent that the weight of the displaced liquid approximates is equal to the total weight of the body.

In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Strömungsmengenmeßeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei in der Darstellung Teile weggebrochen sind, F i g. 2 eine Teilseitenschnittansicht, die eine Abänderung einer Einzelheit der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung zeigt, F i g. 3 eine Leitung, in der ein Geschwindigkeitsmeßrotor stromaufwärts der fest angeordneten Abweis- oder Ablenkflügel vorgesehen ist, F i g. 4 eine Einrichtung, bei welcher ein Rotor, der angestellte Flügel aufweist, zwischen einem Satz von einstellbaren Abweis- oder Ablenkflügeln und einem Drehmomentmeßstator angeordnet ist, F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines einstellbaren Flügels, bei welchem die Schwenkachse gegenüber der Flügelebene versetzt ist, F i g. 6 eine Schnittansicht eines gekrümmten Abweis- oder Ablenkflügels, der bei einem Anstellwinkel Null am Ausgang noch einen endlichen Hebelarm für die wirksamen Reaktionskräfte gegenüber einer Schwenkachse aufweist, die innerhalb des Profils des Flügels angeordnet ist, F i g. 7 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung, F i g. 8 eine Schnittansicht der in F i g. 7 gezeigten Einrichtung, Fig. 9 ein Schaltschema der Drehmomentmeßeinrichtung, Fig. 10 und 11 zwei abgeänderte Anordnungen von sich selbst einstellenden Einlaßführungsflügeln, wobei Fig. 10 eine Endansicht eines Satzes von flexiblen Flügelblättern zeigt, zusammen mit einem Satz der Halterungskanäle und wobei F i g. 11 eine Endansicht von zwei Drehflügeln zeigt, die einen Teil eines Satzes von Führungsflügeln bilden und F i g. 12 einen Führungsflügel mit seiner Lagerung im Schnitt, wobei der Schnitt längs der Linie 12-12 der F i g. 11 genommen ist. In the figures of the drawing are exemplary embodiments of the invention shown schematically. 1 shows a perspective view of a flow rate measuring device according to one embodiment of the invention, parts broken away in the illustration are, F i g. Fig. 2 is a partial side sectional view showing a modification of a detail the in F i g. 1 shows the device shown, F i g. 3 a line in which a Speed measuring rotor upstream of the fixed deflector or deflector blades is provided, F i g. 4 a device in which a rotor, the employed Has wings, between a set of adjustable deflector or deflector wings and a torque measuring stator is arranged, F i g. 5 is a perspective view an adjustable wing, in which the pivot axis relative to the wing plane is offset, F i g. 6 is a sectional view of a curved deflector or deflector wing; which with a zero angle of attack at the output still has a finite lever arm for the has effective reaction forces with respect to a pivot axis that is within the Profile of the wing is arranged, F i g. 7 is a perspective view, in part in section, of a further exemplary embodiment of the invention, FIG. 8 is a sectional view the in F i g. 7, FIG. 9 is a circuit diagram of the torque measuring device, Figures 10 and 11 show two modified arrangements of self-adjusting inlet guide vanes; 10 showing an end view of a set of flexible blades together with a set of the support channels and where F i g. 11 is an end view of two Shows rotary vanes forming part of a set of guide vanes and F i g. 12 a guide wing with its mounting in section, the section being longitudinal the line 12-12 of FIG. 11 is taken.

In F i g. 1 ist 1 eine Leitung oder ein Kanal, durch welchen ein fluides Medium strömt. Dieses fluide Medium kann eine Flüssigkeit sein, oder es kann gasförmig sein. Dieses fluide Medium wird in Richtung des Pfeiles 2 geführt. Dem Einlaß des Führungskanals benachbart ist ein rohrförmiges Gehäuse 3 angeordnet, welches die Strömung auf einen ringförmigen Durchlaßkanal begrenzt, in welchem Führungs- oder Ablenkflügel 4 angeordnet sind. Die Anstellwinkel dieser Flügel 4 sind durch eine Einrichtung ein stellt bar, die schematisch mit 5 bezeichnet ist. Diese Flügel erteilen bei jeder gegebenen Einstellung der Strömung eine Wirbelung, deren Umfangsgeschwindigkeit proportional zur Geschwindigkeit der Strömung längs des Führungskanals 1 ist. Ein Turbinenrad 6, welches innerhalb des ringförmigen Kanals axial angeordnete Flügel oder Schaufeln 7 aufweist, ist stromabwärts von den Abweis- oder Ablenkflügeln 4 angeordnet, so daß sich dieses mit einer Drehzahl dreht, die proportional der vorgenannten Wirbelungsgeschwindigkeit ist. Im Führungskanal 1 ist stromabwärts von den Turbinenflügeln7 ein Stator 9 angeordnet, welcher Reaktorflügel 10 trägt, die derart ausgebildet sind, daß diese die Wirbelströmung, welche aus den Turbinenflügeln 7 austritt, in eine reine Axialströmung umwandeln, die gleich der ist, die bei 2 eintritt. Um zu ermöglichen, daß das dabei sich ergebende Reaktionsdrehmoment gemessen-werden kann, ist der Reaktor 9 an einer Welle 11 befestigt, die drehbar ist und die der Einwirkung einer temperaturkompensierten Feder 12 ausgesetzt ist. Die Drehung der Welle 11 unter Einwirkung des Reaktionsdrehmomentes wird durch einen Drehmomentenmesser 13 gemessen. Die Turbinendrehzahl wird durch eine geeignete Einrichtung gemessen, die der Drehung der Turbine einen minimalen Widerstand entgegensetzt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird diese Einrichtung durch einen Pulszähler 14 gebildet, und der Ausgang dieses Pulszähler 14 speist ein Pulsfolgemeßgerät 15. Die Strömungsmenge wird durch den Quotienten des Drehmomentes bestimmt, welches durch das Drehmomentenmeßgerät 13 angezeigt wird, dividiert durch die Drehzahl oder Geschwindigkeit, die durch das Pulsfolgemeßgerät 15 angezeigt wird. Dieses Ergebnis kann durch eine Rechnung durch gleichzeitiges Ablesen von zwei Instrumenten ermittelt werden. Es können aber auch geeignete Rechengeräte vorgesehen sein, die eine direkte Anzeige abgeben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen diese Recheneinrichtungen ein Anzeigeinstrument 16 auf, welches durch die Ausgänge des Torsionsmeßgerätes 13 und des Pulsfolgemeßgerätes 15 gespeist wird, und dieses Anzeigeinstrument weist zwei Skalen auf, die sich in entgegengesetzten Richtungen gemäß den Logarithmen der beiden Ausgänge bewegen. Ein Zeiger an einer der Skalen zeigt direkt an einer logarithmischen Teilung der anderen Skala das Maß der Mengenströmung durch den Kanal 1 an. In Fig. 1 is 1 a line or a channel through which a fluid medium flows. This fluid medium can be a liquid, or it can be gaseous. This fluid medium is guided in the direction of arrow 2. The inlet of the guide channel adjacent a tubular housing 3 is arranged, which limits the flow to an annular passage channel in which guide or deflector vanes 4 are arranged. The angle of attack of these wings 4 are through a device provides a bar, which is indicated schematically at 5. These wings give a vortex at any given setting of the flow, its peripheral speed is proportional to the speed of the flow along the guide channel 1. A Turbine wheel 6, which within the annular channel axially arranged vanes or blades 7 is downstream of the deflector or deflector vanes 4 arranged so that it rotates at a speed proportional to the aforementioned Vortex velocity is. In the guide channel 1 is downstream of the turbine blades 7 a stator 9 is arranged, which carries reactor blades 10, which are designed in this way are that these are the vortex flow emerging from the turbine blades 7 in convert a pure axial flow equal to that which occurs at 2. In order to enable the resulting reaction torque to be measured, the reactor 9 is attached to a shaft 11 which is rotatable and which is of the action a temperature compensated spring 12 is exposed. The rotation of the shaft 11 under the action of the reaction torque, a torque meter 13 measured. The turbine speed is measured by a suitable device, the offers minimal resistance to the rotation of the turbine. When shown Embodiment, this device is formed by a pulse counter 14, and the output of this pulse counter 14 feeds a pulse follower 15. The flow rate is determined by the quotient of the torque, which is determined by the torque measuring device 13 is displayed divided by the RPM or speed represented by the pulse rate monitor 15 is displayed. This result can be achieved through an invoice can be determined by reading two instruments at the same time. But it can suitable computing devices can also be provided which provide a direct display. in the The illustrated embodiment, these computing devices have a display instrument 16, which through the outputs of the torsion meter 13 and the pulse trainer 15 is fed, and this display instrument has two scales, which are in move in opposite directions according to the logarithms of the two outputs. A pointer on one of the scales points directly to a logarithmic division of the Another scale indicates the amount of mass flow through channel 1.

Um sicherzustellen, daß die Drehzahl der Turbine 6 genau proportional zur Wirbelungsgeschwindigkeit der Strömung ist, welche aus den Flügeln austritt, und demzufolge der Umfangsgeschwindigkeit der Strömung, die in die Reaktorflügel 10 eintritt, müssen die Widerstände gegen eine Drehung des Turbinenrades 6 auf ein Minimum herabgesetzt werden. Zu diesem Zweck weist die dargestellte Ausführungsform eine hydrodynamische Ausgleichseinrichtung auf, welche die Verwendung eines Drucklagers nicht erforderlich macht. Die Welle 17, welche das Turbinenrad 6 trägt, ist mit einem Kolben 18 ausgerüstet, welcher axial beweglich im Gehäuse 3 angeordnet ist. Ein Umfangsfeld dieses Kolbens wirkt mit Öffnungen 19 im rohrförmigen Gehäuse derart zusammen, daß ein größerer oder kleinerer Teil dieser Öffnungen in tJbereinstimmung mit der axialen Stellung des Turbinenrades freigegeben wird. Das Gehäuse ist über den Kolben 18 hinausgeführt und wird durch einen kegelstumpfförmigen Haubenteil 20 abgeschlossen, der an seinem schmaleren Ende eine Einlaßöffnung 21 aufweist, die zur Strömung 2 hin gerichtet ist. Da der für die Strömung 2 durch die Einsetzung des Gehäuses 3 verfügbare Strömungsquerschnitt an den Öffnungen 19 geringer ist als an der Einlaßöffnung 21, bewirkt die Strömung des fluiden Mediums durch den Kanal 1, daß der Druck an den Öffnungen 19 geringer ist als an der Einlaßöffnung 21. Der Druck innerhalb der Haube 20, der auf die Außenfläche des Kolbens 18 einwirkt, verändert sich mit den Öffnungsbereichen der Durchlässe 19, die durch den Kolben 18 freigegeben werden. Durch die Veränderungen der Durchtrittsbereiche der Öffnungen 19 in bezug auf den Querschnitt der Einlaßöffnung 21 verändert sich dieser Druck von einem Maximalwert, der gleich dem Druck an der Öffnung 21 ist, bis zu einem Minimalwert, der gleich dem Druck in den Öffnungen oder Durchlässen 19 ist. Der Druck innerhalb des Gehäuses 3 wirkt ebenfalls auf die benachbarte Seite des Turbinenrades ein und wird daher über die Welle 17 abgeglichen. Der maßgebliche Druck ist deshalb derjenige, der am Ausgang des Turbinenrades herrscht, und dieser Druck wirkt auf das Turbinenrad zwischen diesem und dem Reaktor ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Druck derart eingerichtet, daß dieser Druck höher ist als der Druck an den Öffnungen 19. Die Nabe des Turbinenrades 6 ist konisch verlaufend oder abgeschrägt ausgebildet, so daß das fluide Medium sich radial ausdehnen kann, während dieses durch das Turbinenrad 7 strömt. Daraus ergibt sich, daß der Kolben 18 eine Stellung einnimmt, in der die Öffnungen 19 teilweise verschlossen sind. To ensure that the speed of the turbine 6 is exactly proportional is the swirl velocity of the flow emerging from the wings, and consequently the peripheral velocity of the flow entering the reactor blades 10 occurs, the resistances against rotation of the turbine wheel 6 must be on Be reduced to a minimum. For this purpose, the illustrated embodiment a hydrodynamic compensation device, which the use of a thrust bearing does not require. The shaft 17, which carries the turbine wheel 6, is with equipped with a piston 18 which is arranged axially movable in the housing 3. A peripheral field of this piston acts with openings 19 in the tubular housing in this way together that a bigger one or smaller part of these openings is released in accordance with the axial position of the turbine wheel. The housing extends beyond the piston 18 and is shaped like a truncated cone Cover part 20 completed, which has an inlet opening 21 at its narrower end which is directed towards the flow 2. Since the flow 2 through the insertion of the housing 3 available flow cross-section at the openings 19 is less than at the inlet opening 21, causes the flow of the fluid medium through the channel 1 that the pressure at the openings 19 is lower than at the inlet opening 21. The pressure within the hood 20 acting on the outer surface of the piston 18, changes with the opening areas of the passages 19 through the piston 18 to be released. By changing the passage areas of the openings 19 with respect to the cross section of the inlet opening 21, this pressure changes from a maximum value equal to the pressure at port 21 to one Minimum value which is equal to the pressure in the openings or passages 19. Of the Pressure within the housing 3 also acts on the adjacent side of the turbine wheel and is therefore adjusted via the shaft 17. The relevant pressure is therefore the one that prevails at the exit of the turbine wheel, and this pressure acts on the turbine wheel between this and the reactor. In the illustrated embodiment this pressure is set up in such a way that this pressure is higher than the pressure on the openings 19. The hub of the turbine wheel 6 is conical or beveled designed so that the fluid medium can expand radially during this flows through the turbine wheel 7. It follows that the piston 18 has a position occupies, in which the openings 19 are partially closed.

Dadurch wird an der Außenseite des Kolbens 18 ein Druck ausgebildet, der zwischen dem Druck an der Öffnung 19 und zwischen dem Druck an der Öffnung 21 liegt, so daß durch die Welle 17 ein axialer Druckausgleich erzielt werden kann.This creates a pressure on the outside of the piston 18, that between the pressure at the opening 19 and between the pressure at the opening 21 is so that an axial pressure equalization can be achieved through the shaft 17.

Um die Maximalwerte der Turbinendrehzahl und der Reaktordrehmomente herabzusetzen, sind die Schwenkachsen 4 a der Flügel4 derart angeordnet, daß die Strömung die Neigung hat, diese Flügel in eine axiale Stellung hinein zu verdrehen, während die Federn 8 die Flügel in eine mehr tangentiale Stellung vorspannen, so daß der Drehzahlzuwachs des Turbinenrades 6 und der Drehmomentenzuwachs am Reaktor 10 für einen gegebenen Zuwachs der Strömungsmenge größer bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten ist als bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten. About the maximum values of the turbine speed and the reactor torques reduce, the pivot axes 4 a of the wings 4 are arranged such that the Flow has the tendency to twist these blades into an axial position, while the springs 8 bias the wings in a more tangential position, see above that the increase in speed of the turbine wheel 6 and the increase in torque at the reactor 10 for a given increase in the flow rate is greater at low flow velocities is than at high flow velocities.

Die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsform können abgeändert werden. So kann beispielsweise der Kolben 18, der eine zylindrische Umfangsfläche aufweist, die wie ein Schieberfeld wirkt, welches einen Teil der Öffnungen 19 abdeckt, durch einen scharfkantigen Kolben 18 a ersetzt werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Wellel7a kann in diesem Fall mit einem axialen Kanal 17 b versehen sein, der zur Einlaßöffnung 21 a der Haube 20a hinweist. Dieser Kanal 17 b kann über Querbohrungen 17 c mit dem Innenraum des Gehäuses 3 a zwischen dem Kolben 18 a und einer Trennwand 20 verbunden sein. Diese Trennwandung 20 kann innerhalb des Gehäuses 3 a befestigt sein. In diesem Falle verändern sich die Drücke an den beiden Seiten des Kolbens 18 a umgekehrt im Bereich zwischen dem Druck am Einlaß 21 a und dem Druck an den Einlaßöffnungen 19 a, wenn sich die Welle 17 a mit dem Kolben 18 a zum Einlaß 21 a hin oder von diesem fort bewegt, so daß der sich ergebende Druckunterschied der Verschiebungsbewegung entgegenwirkt. Auf diese Weise wird das Turbinenrad zentralisiert, und zwar ohne Verwendung eines Druckanstieges der Strömung durch das Turbinenrad hindurch. The details of the described embodiment can be modified will. For example, the piston 18, which has a cylindrical circumferential surface which acts like a slide field which covers part of the openings 19, be replaced by a sharp-edged piston 18 a, as shown in FIG is. The Wellel7a can in this case be provided with an axial channel 17b, which points to the inlet opening 21 a of the hood 20 a. This channel 17 b can have transverse bores 17 c with the interior of the housing 3 a between the piston 18 a and a partition 20 be connected. This partition wall 20 can be attached within the housing 3 a be. In this Trap, the pressures on both sides of the piston change 18 a reversed in the area between the pressure at the inlet 21 a and the pressure at the Inlet openings 19 a when the shaft 17 a with the piston 18 a to the inlet 21 a moved towards or away from this, so that the resulting pressure difference of Counteracts displacement movement. In this way the turbine wheel is centralized, without using a pressure increase in the flow through the turbine wheel through.

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Strömungsrichtung wieder durch den Pfeil 2 angedeutet. Der Führungskanal 1 enthält in Strömungsrichtung einen Rotor 20, der frei um eine Welle 21 drehbar ist und der Flügel 22 aufweist, die unter einem Winkel a zur Achse des Führungskanales eingestellt sind. Dem Rotor folgt ein Satz von fest angeordneten Abweisern oder Ablenkern 23, die als gekrümmte Flügelblätter dargestellt sind und die einen axialen Einlaß aufweisen und einen Auslaß, der gegenüber der Achse unter einem festen Winkel geneigt ist. Weiterhin ist ein Drehmomentenstator 24 vorgesehen, der axial sich erstreckende Flügel 25 aufweist, die stromabwärts von den Ablenkflügeln 23 angeordnet sind. In the case of the one shown in FIG. 3 illustrated embodiment is the direction of flow again indicated by the arrow 2. The guide channel 1 contains in the direction of flow a rotor 20 which is freely rotatable about a shaft 21 and which has blades 22, which are set at an angle α to the axis of the guide channel. The rotor follows a set of fixed deflectors or deflectors 23, which are called curved Impellers are shown and which have an axial inlet and one Outlet inclined at a fixed angle with respect to the axis. Farther a torque stator 24 is provided, the axially extending vanes 25 which are arranged downstream of the deflector vanes 23.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Rotor 30, der ähnlich aufgebaut ist wie der Rotor 20 des in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispieles, hinter einem Satz von Abweisflügeln 31 angeordnet, die frei beweglich um eine Schwenkachse 32 gegen die Einwirkung von federnden VorspanneinrichtungenF die nicht dargestellt sind, angeordnet sind. Diese Vorspanneinrichtungen neigen dazu, die Anstellwinkel der Flügel zu erhöhen, während die Reaktionskräfte, die durch die Ablenkung der Strömung 2 erzeugt werden, dazu neigen, die Anstellwinkel zu vermindern. Die federnden Einrichtungen sind derart angeordnet, daß auch bei maximaler Strömung, die noch gemessen werden soll, der Anstellwinkel der Flügel 31 noch größer ist als der der Flügel des Rotors 30. Dadurch wird sichergestellt, daß der Antrieb des Rotors 30 zwangläufig erfolgt. In the embodiment shown in FIG. 4, there is a rotor 30, which is constructed similarly to the rotor 20 of the FIG. 3 illustrated embodiment, arranged behind a set of deflector wings 31, which are freely movable about a pivot axis 32 against the action of resilient pretensioning devices F which are not shown are arranged. These pretensioners tend to reduce the angle of attack the wing while increasing the reaction forces created by the deflection of the Flow 2 generated tend to reduce the angle of attack. The springy ones Facilities are arranged so that even at maximum flow, the still is to be measured, the angle of attack of the wings 31 is even greater than that of the Vane of the rotor 30. This ensures that the drive of the rotor 30 inevitably takes place.

Stromabwärts vom Rotor 30 ist ein Stator 33 vorgesehen, der Flügel oder Schaufeln 34 aufweist, deren Einstellwinkel, wenigstens am Auslaß, der gleiche ist, wie der der Flügel des Rotors 30, so daß das gemessene Drehmoment unter den gleichen Bedingungen zu Null wird, unter denen die Drehzahl des Rotors 30 zu Null wird.Downstream of the rotor 30 is a stator 33, the vane or blades 34, the setting angle of which, at least at the outlet, is the same is like that of the blades of the rotor 30, so that the measured torque is below the the same conditions becomes zero, under which the speed of the rotor 30 becomes zero will.

F i g. 5 zeigt einen Flügel 40, der an seinen inneren und äußeren Kanten mit Ösen 41 versehen ist, die Schwenklager 42 aufweisen, die außerhalb der Ebene des Flügels 40 liegen. F i g. 5 shows a wing 40 attached to its inner and outer Edges are provided with eyelets 41, which have pivot bearings 42 which are outside of the Level of the wing 40 lie.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Abweisflügel 50 ein gekurvtes Flächenprofil aufweisen, so daß, wenn dieser Flügel einer Strömung in Richtung des Pfeiles 2 ausgesetzt ist und wenn dessen Anstellwinkel am Ausgang Null ist, wobei die abgehende Strömung parallel zur Richtung der Strömung 2 ist, der größere Teil der wirksamen Oberfläche 51 auf einer Seite des Schwenkpunktes 52 angeordnet ist. Dieser Schwenkpunkt ist, wie dargestellt, innerhalb des Profils des Flügels nahe der Vorderkante des Flügels angeordnet. Der in den F i g. 5 und 6 gezeigte Flügelaufbau kann in dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Strömungsmesser verwendet werden, wobei es nicht erforderlich ist, Stator- und Rotorflügel zu verwenden, die, wie in F i g. 4 gezeigt, unter einem Winkel zur Axialrichtung eingestellt sind. Fig. 6 shows a further embodiment in which the deflector wings 50 have a curved surface profile, so that when this wing of a flow exposed in the direction of arrow 2 and if its angle of attack at the exit Is zero, where the outgoing flow is parallel to the direction of flow 2, the greater part of the effective surface 51 on one side of the pivot point 52 is arranged. This pivot point is, as shown, within the profile of the wing located near the leading edge of the wing. The in the F i g. 5 and 6 can be used in the flow meter shown in FIGS can be used, whereby it is not necessary Stator and rotor blades to use which, as shown in FIG. 4 shown at an angle to the axial direction are set.

Das in den Fig. 7 bis 9 dargestellte Strömungsmeßgerät weist ein rohrförmiges Gehäuse 101 auf, welches aus verschiedenen Abschnitten aufgebaut ist und welches am stromaufwärts und am stromabwärts gelegenen Ende Befestigungsflansche 102 und 103 aufweist, mittels welcher dieses Gehäuse mit anderen Abschnitten einer Leitung für ein fluides Medium, welches gemessen werden soll, verbunden werden kann. Beispielsweise kann dieses Meßgerät in die Kraftstoffleitung eingesetzt werden. Koaxial innerhalb des Gehäuses 101 ist dem stromaufwärts gelegenen Ende benachbart eine statische Druckmeßeinlaßhaube 105 eingesetzt, die durch vier radiale Streben 104 gehalten wird. Diese Haube verengt an einem Punkt in der Nähe des -Einlaßendes den Querschnitt des Strömungskanals und ist an einem Punkt der größten Verengung oder an einem Punkt in der Nähe der größten Verengung mit radialen Durchlässen 106 versehen. Der Zweck dieser radialen Durchlässe 106 soll später noch erläutert werden. Ein Satz von Einlaßführungsflügeln 107 ist ein dem ringförmigen Kanal angeordnet, welcher die Einlaßhaube 105 umgibt. Jeder dieser Flügel 107 ist an einer Welle verschwenkbar gelagert. Eine Feder 109 wirkt über eine Rolle 110 auf ein Nockenglied 111 ein, welches an jeder Welle 108 befestigt ist. Dadurch werden die Führungsflügel 107 derart vorgespannt, daß sie bestrebt sind, einen maximalen Winkel gegenüber der Richtung der Axialströmung einzunehmen. Da die Wellen 108 nahe dem stromaufwärts gelegenen Ende eines jeden Flügels angeordnet sind, haben die Reaktionskräfte, die durch die Ablenkungswirkung der Flügel auf die Strömung hervorgerufen werden, die Neigung, diese Flügel in eine mehr axiale Stellung hineinzubewegen, in welcher diese Flügel eine geringere Wirbelung verursachen, so daß durch eine geeignete Wahl der Stärke der Federn 109 und der Form der Nocken 111 die Winkeleinstellung, welche die Flügel annehmen, derart eingerichtet werden kann, daß diese einer gewünschten Funktion der Strömungsgeschwindigkeit folgt. Das Maß der Wirbelung, die durch diese Führungsflügel erzeugt wird, wird durch einen Satz von geraden, axial angeordneten Schaufeln 112 gemessen, welche als Ganzes mit einem hohlen Rotorkörper 113 ausgebildet sind. Der Hohlraum 114 des Rotors 113 weist eine derartige Größe auf, daß der gesamte Rotorkörper praktisch gewichtslos erscheint, wenn dieser in den Kraftstoff eingetaucht ist, dessen Strömungsmenge gemessen werden soll. The flow meter shown in FIGS. 7 to 9 has a tubular housing 101, which is constructed from different sections and which have mounting flanges at the upstream and downstream ends 102 and 103, by means of which this housing with other sections of a Line for a fluid medium which is to be measured can be connected. For example, this measuring device can be used in the fuel line. Coaxially within housing 101 is adjacent the upstream end a static pressure measuring inlet hood 105 is used, supported by four radial struts 104 is held. This hood narrows at a point near the inlet end the cross section of the flow channel and is at a point of greatest constriction or at a point near the largest constriction with radial passages 106 Mistake. The purpose of these radial passages 106 will be explained later. A set of inlet guide vanes 107 are disposed in the annular channel, which surrounds the inlet hood 105. Each of these wings 107 can be pivoted on a shaft stored. A spring 109 acts on a cam member 111 via a roller 110, which is attached to each shaft 108. This causes the guide wings 107 biased so that they tend to have a maximum angle with respect to the To assume the direction of the axial flow. Since the waves 108 are close to the upstream located end of each wing have the reaction forces that caused by the deflecting action of the wings on the flow, which Tendency to move these wings into a more axial position in which they Wing cause less turbulence, so that by a suitable choice of Strength of the springs 109 and the shape of the cams 111 determine the angle setting, which adopt the wings, can be set up to provide a desired one The function of the flow velocity follows. The amount of vortex created by this Guide wing is created by a set of straight, axially arranged Blades 112 measured, which are formed as a whole with a hollow rotor body 113 are. The cavity 114 of the rotor 113 has such a size that the entire The rotor body appears practically weightless when it is immersed in the fuel whose flow rate is to be measured.

Der Rotor 113 ist auf einer Achse 115 angeordnet, deren zugespitzten Enden in Edelsteinlagern, beispielsweise in Saphirlagern, gelagert sind. Das Lager für das stromaufwärts liegende Ende wird durch radiale Arme 116 gehalten, die im stromabwärts gelegenen Ende des Haubenkörpers 105 angeordnet sind. Das Lager für das stromabwärts gelegene Ende liegt in einer wannenartigen Halterung 117, welche sich von einem Lagertragkörper 118 nach vorn erstreckt. Dieser Lagertragkörper 118 wird durch Rippen 119 getragen, die in einer Auslaßhaube 120 angeordnet sind. Diese Auslaßhaube 120 selbst wird durch radiale Rippenarme 121 im stromabwärts gelegenen Ende des Gehäuses 101 gehalten. Die Einlaßhaube 105 weist an ihrer Hinterkante eine axial vorspringende ringförmige Lippe 122 auf, die dicht am strom aufwärts gelegenen Ende des hohlen Rotorkörpers 113 verläuft, so daß die stromaufwärts gelegene Oberfläche des Rotorkörpers dem niedrigen statischen Druck ausgesetzt ist, der durch die Öffnungen 106 dem Inneren des Gehäusekörpers 105 zugeleitet wird. Die Größe der Verengung der Strömung an diesen Öffnungen 106 ist derart gewählt, daß die Summe des statischen Druckes, der auf die stromaufwärts gelegene Oberfläche des Körpers 113 einwirkt, und des dynamischen Druckes, der auf die Vorderkanten der Flügel 112 einwirkt, durch die entgegengesetzten Kräfte ausgeglichen wird, die auf das strom abwärts gelegene Ende des Körpers 113 und der Flügel 112 einwirken. Da der Körper 113 und die Flügel oder Schaufeln 112 vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material gefertigt sind, weist jeder Flügel 112 einen Einsatz 123 aus Weicheisen in seiner äußeren Kante auf, und das Gehäuse 101 ist mit einer geeigneten Anzahl von elektromagnetischen Impulsabnahmeelementen 124 versehen, welche jedesmal einen elektrischen Impuls erzeugen, wenn an diesen Elementen einer der Einsätze 123 vorbeigeht. Die Drehzahl des Rotors 112, 113 kann demzufolge durch eine Zählung der auf diese Weise erzeugten Impulse pro Zeiteinheit gemessen werden.The rotor 113 is arranged on an axis 115, the pointed Ends in gemstone bearings, for example in sapphire bearings, are stored. The warehouse for the upstream end is supported by radial arms 116, which are im downstream end of the hood body 105 are arranged. The warehouse for the downstream end lies in a trough-like holder 117, which extends forward from a bearing support body 118. This bearing support body 118 is supported by ribs 119 which are arranged in an outlet hood 120. These Outlet hood 120 itself is through radial rib arms 121 in the downstream End of the housing 101 held. The inlet hood 105 has a at its rear edge axially projecting annular lip 122 that tightly on the upstream End of the hollow rotor body 113 extends so that the upstream surface of the rotor body is exposed to the low static pressure exerted through the openings 106 is fed to the interior of the housing body 105. The size of the constriction the flow at these openings 106 is chosen such that the sum of the static Pressure acting on the upstream surface of the body 113, and the dynamic pressure applied to the leading edges of the blades 112 the opposing forces acting on the downstream is balanced End of the body 113 and the wings 112 act. As the body 113 and the wings or blades 112, preferably made of a non-magnetic material each wing 112 has a soft iron insert 123 in its outer Edge on, and the housing 101 is equipped with a suitable number of electromagnetic Pulse pick-up elements 124 which generate an electrical pulse each time, when one of the inserts 123 passes these elements. The speed of the rotor 112, 113 can consequently by counting the pulses generated in this way can be measured per unit of time.

Stromabwärts vom Drehzahlmeßrotor 113 und koaxial zu diesem ist eine Drehmomentenmeßeinheit vorgesehen, welche ähnlich axial angeordnete, gerade verlaufende Flügel oder Trorsionsschaufeln aufweist, die mit 125 bezeichnet sind. Diese Flügel oder Schaufeln 125 sind an einem ringförmigen hohlen Körper 126 angeordnet, der koaxial zum Körper 113 eingebaut ist. Damit dieser Körper 126 eine begrenzte Drehbewegung um seine Achse ausführen kann, ist dieser auf einer zugespitzten Welle 127 gelagert. Diese Lagerung erfolgt über ein Paar von Halterungen oder Vorsprüngen 128, die sich von der inneren Wandung der Körpers 126 aus erstrecken Die Spitzen der Achse 126 ruhen in Edelsteinlagern, beispielsweise in Saphirlagern. Eines dieser Lager ist in der wannenartigen Halterung 117 angeordnet, und zwar dem einen der Lager für die Achse 115 des Rotors 113 benachbart. Das andere Saphirlager wird vom Lagerhaltungskörper 118 getragen. Die Anzahl der Drehmomentenmeßschaufeln 125 kann beispielsweise sechzehn betragen. Der Rotor 113 ist ebenfalls mit sechzehn Flügeln 112 ausgestattet. Um eine größere Starrheit oder Festigkeit zu erzielen, können die äußeren Enden der Drehmomentenschaufeln 125 an einem hohlen Wandungsring 129 befestigt sein oder mit diesem ein Ganzes bilden. Das Gesamtvolumen der im Körper 126 ausgebildeten Hohlräume 130 und 131 und des Hohlraumes im Mantelring 129 ist, ähnlich wie im Falle des Rotors 113, derart bemessen, daß die gesamte Drehmomentenmeßeinrichtung Gewichtslosigkeit zeigt, wenn diese in den Brennstoff eingetaucht ist, dessen Strömungsmenge gemessen werden soll. Die Drehmomentenmeßeinheit 126 ist, ähnlich wie der Rotor 113, vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material, wie beispielsweise Leichtmetallguß, gefertigt. Diese Einheit trägt auf der Außenseite des Gehäuses 129 eine Anzahl von Weicheisensegmenten 132. Diese Segmente bilden einen Teil eines Drehmomentenmotors, der später beschrieben werden soll. Dieser Motor dient zur Begrenzung der Winkelverdrehung, der die Einrichtung 126 gemäß irgendeinem speziellen Drehmoment ausgesetzt ist. Weiterhin sind Wechselstromaufnahmeglieder 133 im äußeren Gehäuse 101 angeordnet.Downstream of the tachometer rotor 113 and coaxial therewith is one Torque measuring unit provided, which is similarly axially arranged, straight Has wings or torsion blades, which are designated by 125. These wings or blades 125 are arranged on an annular hollow body 126, the is installed coaxially to the body 113. So that this body 126 has a limited rotational movement can run about its axis, this is mounted on a pointed shaft 127. This storage takes place via a pair of brackets or projections 128, which are located The tips of the axis 126 extend from the inner wall of the body 126 rest in gemstone stores, for example in sapphire stores. One of these camps is arranged in the trough-like holder 117, namely one of the bearings for the axis 115 of the rotor 113 is adjacent. The other sapphire bearing is from the bearing body 118 worn. The number of torque measuring blades 125 can be sixteen, for example be. The rotor 113 is also equipped with sixteen blades 112. Around To achieve greater rigidity or strength, the outer ends of the Torque blades 125 be attached to a hollow wall ring 129 or with make this a whole. The total volume of cavities formed in body 126 130 and 131 and the cavity in the jacket ring 129, similar to the case of the rotor 113, dimensioned such that the entire torque measuring device is weightless shows, when this is immersed in the fuel, its flow rate measured shall be. The torque measuring unit 126, like the rotor 113, is preferred made of a non-magnetic material such as light metal cast. This unit carries a number of soft iron segments on the outside of the housing 129 132. These segments form part of a torque motor, which will be described later shall be. This motor is used to limit the angular rotation that the device causes 126 according to any particular torque. Furthermore, there are AC power consumption members 133 arranged in the outer housing 101.

Um die Axialkräfte, denen das Bauteil 126 mit seinen Flügeln 125 unter der Einwirkung der Strömung ausgesetzt ist, im wesentlichen abzugleichen, ist die Auslaßhaube 125 am stromabwärts gelegenen Ende nach innen abgeschrägt, um einen Diffusorteil 134 zu bilden, durch den ein Druckanstieg am stromabwärts gelegenen Ende erzeugt wird. Dieser erhöhte Druck wird über eine Endöffnung 135 auf den Innenraum der Auslaßhaube 120 übertragen und auf diese Weise auf die stromabwärts weisende Endfläche des Körpers 126. Diese Fläche ist im wesentlichen von dem niedrigen statischen Umgebungsdruck isoliert, und zwar dadurch, daß das stromaufwärts gelegene Ende der Haube 120 als Kappe ausgebildet ist, die dicht an der stromabwärts weisenden Oberfläche des Körpers 126 anliegt.To the axial forces, which the component 126 with its wings 125 under is exposed to the action of the flow, to balance essentially, is the Outlet hood 125 beveled inwardly at the downstream end to one To form diffuser part 134, through which a pressure increase at the downstream End is generated. This increased pressure is applied to the interior via an end opening 135 the outlet hood 120 transferred and in this way to the downstream End face of body 126. This face is essentially of the low static Ambient pressure isolated by having the upstream end of the Hood 120 is designed as a cap, which is close to the downstream-facing surface of the body 126 is applied.

DerAufbau des Drehmomentenmotors und der Aufnahmeeinrichtungen, die mit der Drehmomentenmeßeinrichtung 126 verbunden sind, soll unter Bezugnahme auf die F i g. 9 näher erläutert werden. F i 9 zeigt eine schematische Endansicht der wesentlichen Teile des Drehmomentenmotors. Der Pfeil A in F i g. 9 zeigt die Richtung der Wirbelung, die durch die Einlaßführungsflügel in der zu messenden Strömung erzeugt wird. Dies ist auch die Richtung des Drehmoments, welche die Strömung auf die Drehmomentenmeßeinrichtung 126 ausübt. Die Einrichtung 126 ist mit einem Anschlag 136 versehen, der zwischen zwei Anschlagflächen 137 und 138 beweglich ist. Die Anschlagfläche 137 begrenzt die Dreh-und des Körpers 126 in Richtung der Wirbelung, während die Fläche 136 die Rückkehrbewegung unter der Einwirkung der noch zu beschreibenden Rotoranordnung begrenzt. Die Fig. 9 zeigt den Körper 126 in der Stellung, die einer Maxmalströmung entspricht. In dieser Stellung liegt das Ankersegment 132 der Drehmomentenmeßeinrichtung völlig dem Aufnahmeglied 133 gegenüber, so daß für dieses Glied ein Weg von minimalem magnetischem Widerstand erzeugt wird. Eine Primärwicklung 139 wird mit einem Wechselstrom konstanter Spannung gespeist. The structure of the torque motor and the recording devices that connected to the torque measuring device 126 is intended with reference to FIG the F i g. 9 will be explained in more detail. FIG. 9 shows a schematic end view of FIG essential parts of the torque motor. The arrow A in FIG. 9 shows the direction the vortex created by the inlet guide vanes in the flow to be measured will. This is also the direction of the torque, which the flow on the torque measuring device 126 exercises. The device 126 is provided with a stop 136 between two stop surfaces 137 and 138 is movable. The stop surface 137 is limited the rotating and the body 126 in the direction of the vortex, while the surface 136 the Return movement under the action of the rotor assembly to be described limited. Fig. 9 shows the body 126 in the position that a maximum flow is equivalent to. The armature segment 132 of the torque measuring device is in this position completely opposite the receiving member 133, so that a path of minimal for this member magnetic resistance is generated. A primary winding 139 is supplied with an alternating current fed with constant voltage.

Es wird bei dieser Einstellung in der Sekundärwicklung 140 ein Maximalstrom induziert. Der Ausgang wird in einem Siliciumtransistorgerät 141 verstärkt und wird einer Wicklung 143 zugeleitet, um einen Magnetpol 142 zu erregen, der mit einem zweiten Weicheisenanker 132 zusammenarbeitet. Dieser Weicheisenanker 132 ist gegenüber dem Pol 142 asymmetrisch angeordnet, so daß im Körper 126 ein Rückholdrehmoment in Richtung des Pfeils B erzeugt wird. Das heißt, dieses Rückholdrehmoment hat die entgegengesetzte Richtung zum Drehmoment A, welches durch die Wirbelströmung erzeugt wird.With this setting, there is a maximum current in the secondary winding 140 induced. The output is amplified in a silicon transistor device 141 and is fed to a winding 143 to excite a magnetic pole 142 which is connected to a second soft iron anchor 132 cooperates. This soft iron anchor 132 is opposite the pole 142 arranged asymmetrically, so that in the body 126 a restoring torque is generated in the direction of arrow B. That is, this return torque has the opposite direction to the torque A, which is generated by the vortex flow will.

Wenn auf Grund dieses Drehmomentes sich der Körper 126 in Richtung des Pfeils B zu drehen beginnt, so vermindert die Verschiebung des Ankers 132 gegenüber dem Abnahmeglied 133 die Kopplung zwischen den Wicklungen 139 und 140, und dadurch wird die Speisung des Drehmomentenmotors 142, 132 a vermindert, bis ein abgeglichener Zustand erreicht ist. In diesem Zustand bildet der magnetische Fluß durch den Pol 142 ein Maß für das Drehmoment, welches durch die Strömung dem Drehmomentenmeßkörper 126 erteilt wird. Dieser Fluß, der ein Wechselfluß ist, erzeugt eine Spannung, in einer Sekundärwicklung 144 des Poles 142, die dem Drehmoment proportional ist, und diese Spannung der Wicklung 144 bildet den Ausgang der Drehmomentenmeßeinheit.When due to this torque, the body 126 in the direction of the arrow B begins to rotate, the displacement of the armature 132 relative to it is reduced the take-off member 133 the coupling between the windings 139 and 140, and thereby the supply of the torque motor 142, 132 a is reduced until a balanced State is reached. In this state, the magnetic flux forms through the pole 142 is a measure of the torque that is transmitted to the torque measuring body by the flow 126 is granted. This flow, which is an alternating flow, creates a voltage in a secondary winding 144 of pole 142 which is proportional to the torque, and this tension the Winding 144 forms the output of the torque measuring unit.

Die Verwendung von zwei Ausgangswerten, welche die Wirbelung und das Drehmoment darstellen, zur Erzeugung einer Anzeige, die proportional zur Strömungsmenge ist, kann in irgendeiner gewünschten Weise erfolgen. Es kann ein elektronisches Rechengerät für diesen Zweck verwendet werden. Obwohl zwar ein Analogrechner oder eine ähnliche Recheneinrichtung verwendet werden kann, um die Strömungsmenge in irgendeiner Brennstoffleitung festzustellen, kann die Verwendung eines Digitalrechners vorteilhaft sein, insbesondere, wenn die Kraftstoffströmung für jede einer Anzahl von Triebwerken in einem Flugzeug einzeln zu ermitteln ist und wenn gleichzeitig der gesamte Kraftstoffverbrauch festgestellt werden soll, um die Gesamtmenge des noch zur Verfügung stehenden Kraftstoffes zu ermitteln. The use of two output values, which is the vortex and represent the torque to produce a readout proportional to the flow rate can be done in any desired manner. It can be an electronic one Computing device can be used for this purpose. Although an analog computer or a similar computing device can be used to calculate the amount of flow in Any fuel line can be determined using a digital computer be advantageous, especially when the fuel flow is for each of a number of engines in an aircraft can be determined individually and if at the same time the total fuel consumption should be determined to get the total amount of the to determine the fuel that is still available.

In diesem Fall können eine Anzahl von Strömungsmeßeinheiten der beschriebenen Art vorgesehen sein, und diese können einen einzelnen Digitalrechner nach einem Zeitmultiplexverfahren speisen. Dadurch ist es möglich, daß der Rechner die Informationen derart verarbeitet, daß dieser praktisch alle erforderlichen Daten kontinuierlich und fortlaufend zur Verfügung stellt.In this case a number of flow measuring units may be as described Kind be provided, and these can be a single digital computer after a Feed time division multiplexing. This makes it possible for the computer to receive the information processed in such a way that this practically all the necessary data continuously and makes it continuously available.

Verschiedene Einzelheiten der in den F i g. 7 bis 9 gezeigten und im Zusammenhang mit diesen Figuren beschriebenen Einrichtung können abgeändert werden, und diese Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung. So kann beispielsweise die beschriebene Nockensteuerungs- und Federanordnung zur automatischen Veränderung der Einstellung der Einlaßführungsflügel durch flexible Führungsflügel ersetzt werden. Die Anordnung und Anwendung dieder flexiblen Führungsflügel soll unter Bezugnahme auf die Fig. 10 noch erläutert werden. Es können aber auch feste oder starre Führungsflügel verwendet werden, die an Torsionsstäben in einer Art und Weise befestigt sind, wie es unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 noch beschrieben werden soll. Various details of the FIGS. 7 to 9 shown and Equipment described in connection with these figures can be modified and these modifications are within the scope of the invention. For example, the described cam control and spring arrangement for automatic change the adjustment of the inlet guide wings can be replaced by flexible guide wings. The arrangement and use of the flexible guide wings should be referenced to FIG. 10 will be explained. But it can also be fixed or rigid guide wings can be used, which are attached to torsion bars in a manner such as it will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

Die in F i g. 10 dargestellte Anordnung bildet Einlaßführungsflügel, die eine Krümmung aufweisen, welche mit ansteigender Strömungsgeschwindigkeit sich verringert. Zu diesem Zweck sind die Führungsflügelelemente 145 aus einem dünnen federnden Material gefertigt und sind mit ihren Vorderkanten 145 a in dem ringförmigen Durchflußkanal des Gehäuses 101 derart befestigt, daß diese Flügel im unbeaufschlagten Zustand die dargestellte Form mit maximaler Krümmung annehmen. Eine ansteigende Strömungsgeschwindigkeit erzeugt auf der konkaven Seite eines jeden Flügels einen ansteigenden Druck, der die Neigung hat, die Krümmung dieser Flüge] zu vermindern, so daß fortschreitend die Wirbelung abnimmt, die bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird. Da jedoch das durch die hydrodynamischen Kräfte erzeute Biegemoment in der Nähe der feststehenden Vorderenden 145 a am größten ist, besteht die Neigung, daß die Flügel etwa die Form eines großen S annehmen, wobei der vordere Teil des Flügels eine konkave Krümmung aufweist und das hintere Ende eine konvexe Krümmung. The in F i g. 10 arrangement forms inlet guide vanes, which have a curvature which increases with increasing flow velocity decreased. For this purpose, the guide wing members 145 are made of a thin one Made of resilient material and are with their front edges 145 a in the annular Flow channel of the housing 101 fixed in such a way that these wings in the unaffected Assume the shape shown with maximum curvature. An increasing one Flow velocity creates one on the concave side of each wing increasing pressure, which has a tendency to reduce the curvature of these flights], so that progressively the vortex decreases, which is related to the flow velocity is produced. However, there is the bending moment generated by the hydrodynamic forces is greatest near the fixed front ends 145 a, there is a tendency that the wings assume the shape of a capital S, with the front part of the Wing has a concave curvature and the rear end has a convex curvature.

Um dieser Einwirkung entgegenzuwirken, können Halterungs- oder Tragteile 146 von geringem radialem Ausmaß in der Umgebung der inneren und äußeren Wandung des ringförmigen Strömungsweges vorgesehen sein. Diese Halterungen oder Tragteile sind derart geformt, daß sie fortschreitend ansteigende Längen eines jeden Flügels abstützen, wenn der Flügel deformiert wird. Dadurch wird bewirkt, daß das maximale Biegemoment sich schrittweise vom befestigten, stromaufwärts gelegenen Ende 145 a zum strom abwärts gelegenen Ende des Flügels hin bewegt.To counteract this effect, mounting or support parts 146 of small radial extent in the vicinity of the inner and outer walls of the annular flow path may be provided. These brackets or support parts are shaped in such a way that they become progressively increasing Lengths of a support each wing if the wing is deformed. This causes that the maximum bending moment gradually decreases from the paved, upstream The end of 145 a moved towards the downstream end of the wing.

Bei einer anderen Ausführungsform ist jeder Flügel 147 in der Nähe seines stromaufwärts gelegenen Endes an einem Torsionsstab 148 gelagert. Die beiden Enden des Torsionsstabes sind im Gehäuse 101 und im Haubenteil 105 unverdrehbar gelagert. Der Torsionsstab erstreckt sich durch zwei miteinander fluchtende Bohrungen 149 und 150 hindurch, die im stärkeren, stromaufwärts gelegenen Ende eines jeden Flügels vorgesehen sind. Diese Bohrungen sind voneinander durch einen Trennwandungsteil 151 getrennt, der mit dem Flügel 147 ein Ganzes bildet.In another embodiment, each wing 147 is nearby its upstream end is mounted on a torsion bar 148. The two Ends of the torsion bar cannot rotate in the housing 101 and in the hood part 105 stored. The torsion bar extends through two aligned holes 149 and 150 through, those in the stronger, upstream end of each Wing are provided. These bores are separated from one another by a partition wall part 151 separated, which forms a whole with the wing 147.

Die Mitte des Torsionsstabes 148 ist mit diesem Trennwandungsteil verkeilt.The center of the torsion bar 148 is with this partition wall part wedged.

Claims

Claims: 1. Flow rate measuring device for a fluid medium, which flows in a channel, with a stationary deflector arranged in the channel or deflection device, which is set up in such a way that this the fluid medium given a vortex or rotation about the axis of the canal, and with a reaction device that responds to torques for measuring a torque reaction, caused by the turbulence of the fluid medium flowing through the channel, is generated, d u r c h e k e n n n z eh n e t that between Abweis- or Deflection device (4, 107) and reaction device (10, 126) a measuring device (7, 14, 15) for measuring the vortex or rotation speed component is.

2. flow meter for a fluid medium according to claim 1, characterized in that the measured value detectors (13, 15) of the reaction device and the vortex or rotational speed component measuring device (7, 113) Computing device (16) for determining and displaying the flow rate is connected downstream.

3. flow meter according to claim 2, characterized in that that the computing device (16) consists of two drive devices and cooperating scales consists in opposite directions according to the logarithms of the measured Speed and the measured torque are movable.

4. flow meter according to claim 1, characterized in that that the deflecting or deflecting device (4, 107) is adjustable and automatic Acting devices are provided, which allow the setting of the deflection or Control deflector blades in such a way that the peripheral speed is kept constant.

5. flow meter according to claim 1, characterized in that that the deflecting or deflecting device (4, 107) is adjustable and automatic Acting devices are provided which adjust the deflector or deflector control so that the torque is constant.

6. Flow rate measuring device according to one of the Claims 1, 4 or 5, characterized through devices for the automatic change of the angle of attack of the deflection or deflector wings (4, 107), which measure the degree of rotation or the speed of rotation control in such a way that the rotational speed of the vortex or Rotational speed measuring device at high flow speeds in permissible Limits is kept without this orbital velocity at low flow velocities drops so far that it can be adversely affected by the friction.

7. flow meter according to claim 6, characterized in that that the guide wings (4, 40, 50) are attached in such a way that the center of the dynamic pressure is located in such a place that the wings presses into a more axial position when the flow rises, and that springs (6) are provided which bias the wings in the opposite direction.

8. flow meter according to one of claims 4 to 7, characterized characterized in that the pivot axis (42) of each wing (40) outside the Level of the wing is arranged.

9. flow meter according to one of claims 4 to 8, characterized by pivotably mounted curved deflecting or deflecting vanes (50), their pivot axis (52) is arranged in the wing, in which the axes of the drag forces are arranged laterally offset from this pivot axis when at the exit end of the wing, the angle of attack or angle of inclination is zero.

10. Flow rate measuring device according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the axial thrust of the speed or speed measuring rotor is neutralized by the fact that there is a constriction in the passage of the entering flow (20, 20 a, 105) is provided, and that the reduced static pressure in this Narrowing of an area (18, 18 a) on the upstream surface of the Rotor (6, 7, 113) is fed to the measurement of the rotational or vortex speed is used.

11. Flow meter according to one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the axial thrust of the torque measuring reactor (126) is thereby neutralized is that of a surface at the downstream end of the torque measuring reactor an increased pressure is supplied, which is behind the downstream end of the Rotor is generated by a diffuser part (34) in the channel (1, 101).

12. Flow rate measuring device according to one of claims 1 to 11, characterized characterized in that on the vortex or rotation measuring rotor and on the torque measuring reactor acting radial bearing forces are balanced in that the rotor and the reactor body is provided with internal cavities (114, 130) which floating chambers constitute the displacement volume of each of these bodies to such an extent increase that the weight of the displaced liquid approximately equal to the total weight of the body is.