DE1295880B

DE1295880B - Device for avoiding measurement errors due to changes in gas density in automatically registering gas calorimeters

Info

Publication number: DE1295880B
Application number: DEV26377A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Peter; Scheffler
Original assignee: JUNKALOR VEB
Current assignee: JUNKALOR VEB
Priority date: 1964-07-17
Filing date: 1964-07-17
Publication date: 1969-05-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung von Meßfehlern infolge von Gasdichteänderungen bei automatisch registrierenden Gaskalorimetern, die das Volumenverhältnis Gas zu Wasser durch drehzahlproportionale Kupplung eines Trommelgaszählers mit einem drehenden Wassermesser konstant halten, mit einem Gasdruckregler in der Gasleitung zwischen dem Kalorimeterbrenner und dem Gaszähler. The invention relates to a device for avoiding measurement errors as a result of changes in gas density in automatically registering gas calorimeters, which the volume ratio of gas to water by speed-proportional coupling of a Keep the drum gas meter constant with a rotating water meter, with a gas pressure regulator in the gas line between the calorimeter burner and the gas meter.

Die sehr genauen Gaskalorimeter, die unter der Bezeichnung »Automatische Kalorimeter« bekannt sind, messen die Erwärmung eines Wasserstromes, wobei die Wassermenge und das Gasvolumen sehr genau in einem gleichbleibenden Verhältnis gehalten werden. Das geschieht dadurch, daß je ein drehender Gasmesser und ein Wassermesser das zu dem Meßbereich passende Verhältnis Gas zu Wasser einzustellen gestatten. Ihre Drehzahlen haben dann ein bestimmtes Verhältnis zueinander. Verbindet man Gas- und Wassermesser über einen Kettenabtrieb miteinander, so müssen sich die Zähnezahlen der Kettenräder umgekehrt wie die Drehzahlen verhalten. The very precise gas calorimeters, which are called »Automatic Calorimeters «are known to measure the warming of a water stream, whereby the amount of water and the gas volume can be kept very precisely in a constant ratio. This happens because a rotating gas meter and a water meter close each other Allow the gas to water ratio to be set to match the measuring range. Your speeds then have a certain relationship to each other. If you connect gas and water meters via a chain output, the number of teeth on the sprockets must be different inversely how the speeds behave.

Die Angleichung erfolgt zunächst grob über den Ausflußquerschnitt der Gasdüse eines Brenners und dann fein durch einen, am Feindruckregler einstellbaren Gasdruck vor der Brennerdüse. Auch ohne Kettenverbindung würden dann die Drehzahlen im gleichen Verhältnis bleiben, wenn die Gas dichte gleich bleibt.The approximation is initially carried out roughly via the outflow cross-section the gas nozzle of a burner and then finely through one that can be adjusted on the precision pressure regulator Gas pressure in front of the burner nozzle. The speeds would then also be without a chain connection remain in the same ratio if the gas density remains the same.

Ändert sie sich, so ändert sich die Gasmenge, somit ist die Kettenverbindung nötig, um die Wassermesserdrehzahl der sich ändernden Gasmesserdrehzahl anzupassen. Dadurch ändert sich die vom Wassermesser zugeteilte Wassermenge entsprechend. Der Gasmesser schleppt oder bremst dann den Wassermesser.If it changes, the amount of gas changes, thus creating the chain link necessary to adjust the water meter speed to the changing gas meter speed. This changes the amount of water allocated by the water meter accordingly. Of the The gas meter then drags or brakes the water meter.

Da die Zusatzmomente hierzu sehr klein sind, tritt in Bereichen bis zu +10 ovo Dichteänderung kein nennenswerter Fehler auf. In diesen Grenzen wird also der Dichteeinfluß befriedigend kompensiert, während bei größeren Dichteschwankungen Fehler von über iO'O/o auftreten.Since the additional moments for this are very small, occurs in areas up to to +10 ovo density change there was no significant error. Within these limits will so the density influence compensated satisfactorily, while with larger density fluctuations Errors of over iO'O / o occur.

Mit den bisher bekannten Einrichtungen zur Regelung eines konstanten Volumendurchflusses kann der angestrebte gleichmäßige Volumendurchfluß des Gases und sein gleichbleibendes Verhältnis zum Wasserdurchfluß ebenfalls nur dann erreicht werden, wenn die Dichte des Gases nicht schwankt. Diese Einrichtungen basieren prinzipiell darauf, daß das Druckgefälle in einer Drosselstelle (Strömungswiderstand) gleich gehalten wird, bzw. bei beginnender Abweichung damit ein Stellglied (Durchflußregelglied) den Durchfluß wieder so verstellt, daß das Druckgefälle wieder gleich wird. Im vereinfachten Fall wird daraus ein einfacher Druckregler, der den Überdruck gegenüber der Atmosphäre konstant hält. Diese Einrichtungen können aber nicht vermeiden, daß trotz gleich gehaltener Drücke bzw. With the previously known devices for regulating a constant Volume flow can be the desired uniform volume flow of the gas and its constant ratio to the water flow is also only then achieved if the density of the gas does not fluctuate. These facilities are based in principle ensure that the pressure gradient in a throttle point (flow resistance) is the same is held, or at the beginning of a deviation so that an actuator (flow control element) adjust the flow again so that the pressure gradient is the same again. In the simplified The case becomes a simple pressure regulator, which controls the overpressure against the atmosphere keeps constant. However, these bodies cannot avoid that despite being the same maintained pressures or

Differenzdrücke oder gleicher Druckgefälle in aller Art Strömungswiderständen der Volumendurchfluß sich nach den bekannten Strömungsgleichungen (beispielsweise Bernouillische Gleichung oder Ausflußgleichung) umgekehrt proportional zur Wurzel aus der Dichte ändert. Sie können daher die Forderungen nach Ausgleich des Einflusses von Dichteschwankungen nicht befriedigend erfüllen, wie die praktischen Erfahrungen an den gebauten automatischen Kalorimetern bewiesen haben.Differential pressures or the same pressure gradient in all types of flow resistances the volume flow is determined by the known flow equations (for example Bernouilli's equation or outflow equation) inversely proportional to the root from the density changes. You can therefore meet the demands for balancing the influence of density fluctuations do not meet satisfactorily, like practical experience on the built automatic calorimeters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den durch größere Dichteschwankungen der Gase auftre- tenden Fehler, der durch zu starke Schlepp- oder Bremswirkung des Gasmessers auftreten kann, zu vermeiden. The invention is based on the object of the larger density fluctuations the gases occur error caused by excessive dragging or braking of the Gas meter can occur to avoid.

Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art der Gasdruckregler durch einen Meßgeber für die aus dem Kalorimeterkörper abfließende Wassermenge derart steuerbar ist, daß bei Zunahme der Wassermenge der Gasdruck vor der Ausströmdüse des Kalorimeterbrenners abnimmt. This is achieved according to the invention in that in one device the aforementioned type of gas pressure regulator by a transducer for the from The amount of water flowing off the calorimeter body is controllable in such a way that when it increases The gas pressure in front of the exhaust nozzle of the calorimeter burner decreases with the amount of water.

Die Erfindung geht prinzipiell davon aus, den abfließenden Mengenstrom des Wassers zu einer Druckgebung zu verwenden, die reziprok, d. h. über einen Umkehrhebel, zur Gasdruckregelung verwendet wird. The invention is based in principle on the outflowing mass flow to use the water for pressurization that is reciprocal, d. H. via a reversing lever, is used for gas pressure regulation.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist als Meßgeber am Wasseraustritt des Kalorimeterkörpers ein Gefäß, welches unten eine düsenförmige Öffnung aufweist, an einem Waagebalken, der an einem, vorzugsweise als Spannband ausgebildeten verstellbarem Schwenkgelenk befestigt ist, angeordnet und das andere Ende des Waagebalkens über ein Seil oder ein Spannband mit einer Tauchglocke eines Tauchglockendruckreglers oder mit einer Membran eines Membrandruckreglers verbunden. Ferner kann am Waagebalken ein Gewicht verstellbar angeordnet werden. According to an expedient embodiment of the invention, it is used as a measuring transducer at the water outlet of the calorimeter body a vessel, which at the bottom has a nozzle-shaped Has opening, on a balance beam, which is on one, preferably as a tensioning strap trained adjustable swivel joint is attached, arranged and the other End of the balance beam over a rope or a tensioning band with a diving bell Diving bell pressure regulator or connected to a membrane of a diaphragm pressure regulator. Furthermore, a weight can be adjustably arranged on the balance beam.

Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 ein Schema eines »Automatischen Kalorimeters« mit der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Membrandruckreglers. The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment will. 1 shows a diagram of an “automatic calorimeter” with the one according to the invention Facility; 2 shows a schematic representation of a diaphragm pressure regulator.

Nach F i g. 1 strömt das Wasser in einem gleichmäßigen Strom aus dem Wasserkasten 1 mit Überlauf 2 in den Wassermesser 3, dessen Drehzahl sich ohne Beeinflussung durch den Gasmesser 4 durch die Höhe des Ablaufes 5 einstellen läßt, wodurch sich gleichzeitig die weiter durch das eigentliche Kalorimeter 6 fließende Wassermenge ergibt. Der Ablauf aus dem Kalorimeter erfolgt über den Becher 7 und den Umschalthahn 8 in das Gefäß 9, welches unten eine düsenförmige Austrittsöffnung 10 aufweist. Das Gefäß 9 hängt an einem Waagebalken 11, der seinerseits an einem als Spannband ausgebildeten und verstellbaren Schwenkgelenk 12 befestigt ist. Das andere Ende 13 des Waagebalkens ist über ein Seil oder Spannband 14 entweder mit der Tauchglocke 15 eines Tauchglockendruckreglers oder gemäß Fig. 2 mit der Membran 16 eines Membrandruckreglers verbunden. According to FIG. 1 the water flows out in a steady stream the water tank 1 with overflow 2 in the water meter 3, the speed of which is without The influence of the gas meter 4 can be adjusted by the height of the drain 5, whereby at the same time the further flowing through the actual calorimeter 6 Amount of water. The flow from the calorimeter takes place via the beaker 7 and the switchover valve 8 into the vessel 9, which has a nozzle-shaped outlet opening at the bottom 10 has. The vessel 9 hangs on a balance beam 11, which in turn on a designed as a tension band and adjustable swivel joint 12 is attached. That other end 13 of the balance beam is either with a rope or tension band 14 the diving bell 15 of a diving bell pressure regulator or according to FIG. 2 with the membrane 16 of a diaphragm pressure regulator connected.

Durch Zusatzgewichte 17 oder Feder 18 kann in Verbindung mit dem Verstellgewicht 19 der Reglerdruck und damit der Gasdruck vor der Brennerdüse 20 eingestellt werden, der mit der ausströmenden Gasmenge auch den Gasdurchfluß durch den Gaszähler 4 bestimmt und die genaue Anpassung der Gasmesserdrehzahl an die Wassermesserdrehzahl gestattet. By additional weights 17 or spring 18 in connection with the Adjustment weight 19, the regulator pressure and thus the gas pressure in front of the burner nozzle 20 be set, which with the outflowing amount of gas also the gas flow through the gas meter 4 determines and the exact adjustment of the gas meter speed to the water meter speed allowed.

Das in das Gefäß 9 einströmende und über die Düse 10 ausströmende Wasser füllt das Gefäß 9 bis zu einer bestimmten Höhe, die sich quadratisch mit der Menge verändert. That flowing into the vessel 9 and flowing out via the nozzle 10 Water fills the vessel 9 up to a certain height, which is square with the crowd changed.

Wird beispielsweise der Gasdurchffuß bei abnehmender Gasdichte in Folge der zunehmenden Volumenausströmung aus der Brennerdüse zunehmen, so hat die damit verbundene Zunahme der Gasmesserdrehzahl auch eine Zunahme der Wassermesserdrehzahl zur Folge, was wiederum die durch das Gefäß 9 strömende Wassermenge erhöht. Hierdurch wird aber das Gewicht des Gefäßes 9 größer und der Druck auf die Tauchglocke 15 oder die Membran 16 kleiner, wodurch der Gasdruck und damit die Gasausströmung wieder sinkt. Resultierend kann deshalb die Zunahme der Gasausströmung nur so geringfügig werden, daß ein Fehler im Verhältnis Gasmenge zu Wassermenge nicht mehr nennenswert wird. Nimmt die Gasdichte zu, so verläuft der Prozeß umgekehrt, auch hier tritt keine Verfälschung mehr ein. Die Einrichtung ermöglicht die exakte Erfassung des Heizwertes zu Verrechnungszwecken auch bei starken Dichteänderungen, d. h. bei der Zusammenmischung sehr verschiedenartiger Gase, wie sie zur ökonomischen Nutzung der Brenngaswärme neuerdings immer mehr gefordert wird. If, for example, the gas flow rate with decreasing gas density in As a result of the increasing volume outflow from the burner nozzle, the associated increase in gas meter speed also an increase in water meter speed result in what in turn the through the vessel 9 flowing amount of water elevated. As a result, however, the weight of the vessel 9 is greater and the pressure on the Diving bell 15 or the membrane 16 smaller, whereby the gas pressure and thus the gas outflow sinks again. As a result, the increase in gas outflow can only be so slight that an error in the ratio of gas volume to water volume is no longer significant will. If the gas density increases, the process is reversed, here too it occurs no more adulteration. The device enables the exact recording of the Calorific value for billing purposes even with strong changes in density, d. H. in the Mixing together of very different gases, such as those for economic use the fuel gas heat has recently been more and more demanded.

Claims

Claims: 1. Device for avoiding measurement errors as a result of gas density changes in automatically registering gas calorimeters that have the Volume ratio of gas to water through the speed-proportional coupling of a drum gas meter with a rotating water knife keep stant with a gas pressure regulator in the Gas line between the calorimeter burner and the gas meter, characterized in that that the gas pressure regulator through a measuring transducer for the outflow from the calorimeter body The amount of water can be controlled in such a way that, when the amount of water increases, the gas pressure prevails the outlet nozzle of the calorimeter burner decreases.

2. Device according to claim 1, characterized in that as a measuring transducer at the water outlet of the calorimeter body a vessel (9), which has a nozzle-shaped bottom Has opening (10) on a balance beam (11) which is attached to one, preferably as Tension band trained adjustable swivel joint (12) is attached, arranged and the other end (13) of the balance beam via a rope or a tensioning strap (14) with a diving bell (15) of a diving bell pressure regulator or with a membrane (16) of a diaphragm pressure regulator is connected.

3. Device according to claim 2, characterized in that the balance beam (11) a Ge weight (19) is arranged to be adjustable.