DE1473126B2 - Wirkdruckgeber zum messen der stroemungsgeschwindigkeit von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wirkdruckgeber in Form einer von der zu messenden Flüssigkeit umströmten Sonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit in Rohrleitungen in beiden Strömungsrichtungen, bei dem die Meßsonde symmetrischen-Querschnitt bezüglich; ihrer senkrecht zur Strömungsriehtung verlaufenden Mittelebene auf-.weist; Dabei geht die Erfindung .im ersten Fall,davon aus, daß der Wirkdruckgeber in einer Ebene parallel zur Strömungsriehtung an den beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils.mindestens eine Meßbohrung mit eigenem Meßleitungsanschluß besitzt. Im zweiten Fall geht die Erfindung davon aus, daß der Wirkdruckgeber senkrecht zur Strömungsriehtung angeprdnete Meßbohrungen besitzt.
' Die Messung der ■Strömungsgeschwindigkeit mit Hilfe eines Wirkdruckgebers erfolgt im allgemeinen durch Ausnutzung des an einer Sonde oder Drosselsteile, auftretenden. „Staueffektes. So ..ist es bekannt, eine der Stömungsgeschwindigkeit proportionale Druckdifferenz zu erzeugen, indem man eine Sonde mit mindestens einer Meßbohrung versieht, die entgegen der Strömungsriehtung angeordnet ist und eine weitere Meßbohrung auf; der Sogseite, also in Strömungsriehtung anbringt. Es ist auch bekannt, derartige Sonden symmetrisch zu gestalten. Des weiteren sind Sonden bekannt, die zur Ermittlung des statischen Druckes senkrecht zur Strömungsriehtung angeordnete Meßbohrungen besitzen, zur Ermittlung des dynamischen Druckes jedoch wiederum mit entgegen der Strömungsriehtung angeordneten Meßbohrungen ausgestattet sind.

Die bekannten Sonden zur Messung des Wirkdruckes bei einer strömenden Flüssigkeit haben je-

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doch durch die Anordnung mindestens einer für die gebers in verkleinertem Maßstab dargestellt, wo die Messung erforderlichen Meßbohrung entgegen der Befestigungs- und Verstelleinrichtung zu erken-Strömungsrichtung einen entscheidenden Nachteil. nen ist.

So kann es nur allzu leicht passieren, daß sich Fremd- Gemäß F i g. 1 besteht eine Ausführungsform der

körper, die von der Flüssigkeit mitgeführt werden, 5 Sonde 1 aus einem starren Körper mit annähernd vor die Meßbohrungen legen und diese teilweise oder rechteckigem Querschnitt 2, bei dem die in Ströganz verstopfen und dadurch das Meßergebnis ver- mungsrichtung (s. Pfeil 3) liegenden Kanten 4 abgefälschten. Wenn die entgegen der Strömungsrichtung rundet sind. Der in F i g. 1 b schraffiert gezeichnete angeordnete Meßbohrung bei einer bekannten Sonde Querschnitt der Sonde ist völlig symmetrisch ausgeauch noch trichterförmig gestaltet ist, so ist die Gefahr ip bildet. Quer zur Strömungsrichtung sind in der der Verstopfung natürlich besonders groß. Symmetrieachse die Meßbohrungen 5 α und 5 b vor-

- Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten gesehen, die in den gemeinsamen Meßkanal Sc zur Nachteile bekannter Einrichtungen zu vermeiden und Gewinnung des statischen Druckes münden. Auf der einen Wirkdruckgeber zu finden, der für die Messung anderen Symmetrieachse, die in Strömungsrichtung keine in Strömungsrichtung angeordnete Meßboh- 15 verläuft, sind an beiden Stirnseiten weitere Meßbohrung benutzt. Darüber hinaus soll der Wirkdruck- rangen 6 bzw. 7 angebracht, die ebenfalls wieder in geber so gestaltet sein, daß er ohne Verdrehung in die gemeinsamen Meßkanäle 6 α bzw. 7 α münden, beiden Strömungsrichtungen anwendbar ist. Dabei wird jeweils die Bohrung bzw. Bohrungen 6

Diese Aufgabe. wird im ersten Fall erfindungsgemäß (bzw, 7) unbenutzt gelassen^ die entgegen■ der, Strödadurch gelöst, daß für die Gewinnung des statischen 20 mungsrichtung gerichtet ist.. Es wird also nur der Druckes in bekannter Weise auch senkrecht zur Strö- Meßkanal zur Gewinnung des Wirkdruckes heran-• mungsrichtung Meßbohrungen angeordnet sind und gezogen, dessen Meßbohrungen 7 (entsprechend der daß der dynamische Druck nur jeweils an den strom- durch den Pfeil 3 gekennzeichneten, Strömungsrichabwärts gerichteten Meßbohfungen abgreifbar ist, tung) in Richtung des Strömungsverlaufes gerichtet während die der Strömung entgegengerichteten Meß- 25 sind. Soll nun die Sonde zur Messung beiumgekehrbohrungen abschaltbar sind: .. ter Strömungsrichtung verwendet werden, so wird zu-

Im zweiten Fall wird die Aufgabe erfindungsgemäß nächst. eine Spüleinrichtung in Tätigkeit gesetzt;, weldadurch gelöst, daß alle Meßbohrungen zur Gewin- ehe den Meßkanal 6a und die Meßbqhrungen 6, die nung des Wirkdruckes senkrecht zur Strömungsrich- bisher entgegen der Strömungsrichtung unbenutzt getung verlaufen und daß zwischen den Meßbohrungen 30 standen haben, freigespült werden. Daraufhin wird eine den glatten Strömungsverlauf störende Leistet-..den Meßkanal 7 α ab- und der Meßkanal 6 α an die

quer zur Strömungsrichtung angeordnet ist, so daß Meß- ■ und Überwachungseinrichtung angeschaltet.

die in Strömungsrichtung vor der Leiste liegende An Stelle der im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 Meßbohrung den positiven und die hinter der Leiste gezeigten drei Satz Meßbohrungen können je nach liegende Meßbohrung den negativen Anteil der den 35 dem jeweilig vorliegenden Anwendungsfall auch Wirkdruck bildenden Druckdifferenz liefert. mehrere oder nur ein Satz Bohrungen in der Sonde

Es wird dadurch vermieden, daß bei einer Ver- vorgesehen sein. Um Fehlmessungen zu vermeiden, stopfung der entgegen der Strömungsrichtung ange- wird die Sonde 1 so in der Rohrleitung angeordnet, ordneten Meßbohrungen durch von der Strömung daß die in Strömungsrichtung verlaufende Symmemitgeführte Fremdkörper Fehlmessungen und die 40 trieachse der Meßbohrungen (im Ausführungsbeispiel daraus resultierenden falschen Warnsignale und gemäß Fig. la ist das die Achse.4-/1) in der Nähe Steuerbefehle entstehen können. der Linie der mittleren Strömungsgeschwindigkeit

Soll der Wirkdruckgeber für_die Durchführung von liegt. Dieser geometrische Ort befindet sich bei einem fliegenden Messungen oder für Revisionszwecke ver- kreisförmigen Rohrquerschnitt auf einem zur Achse wendet werden, insbesondere bei unter Druck stehen- 45 konzentrischen Kreisring, der im Abstand a — 0,119 den Rohrleitungen, so ist gemäß einem weiteren des lichten Durchmessers von der inneren Rohr-Merkmal der Erfindung die Befestigung des Wirk- wandung (s. α in F i g. 3) liegt, druckgebers so getroffen, daß die Sonde in einem Unter Umständen sind die mit einer Sonde gemäß

bis in die Nähe der Meßstelle reichenden, starren und Fig. 1 gewonnenen Druckdifferenzen, die sich durch gegen Seitenkräfte abgestützten Führungsrohr axial 50 die Kombination eines statischen und eines an der verschiebbar gelagert ist. Unterdruckseite gewonnenen dynamischen Druckes

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind aus ergeben, für den Anschluß der üblichen Transmitter den Unteransprüchen ersichtlich. oder ähnlicher Durchflußmesser zu klein. In diesem

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von zwei Falle wird eine Sonde 10 gemäß F i g. 2 a und 2 b Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der 55 verwendet, die ausschließlich annähernd senkrecht Zeichnung dargestellt sind. In zur Strömungsrichtung verlaufende Meßbohrungen

Fig. 1 ist der Meßkopf bzw. die Sonde in drei 11,12 besitzt. Die Strömungsrichtung ist hier durch Ansichten gezeigt, und zwar in Fig. la in der Auf- den Pfeil 13 angedeutet. Zwischen den Meßbohsicht, in F i g. 1 b im Schnitt A-A und in F i g. 1 c im rungen 11 und 12 ist eine quer zur Strömungsrichtung Längsschnitt; 60 verlaufende Leiste 14 ausgebildet, die sich einige

F ί g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Millimeter über das Ellipsenprofil 15 des Sonderquer-Sonde, und zwar mit elliptischem Querschnitt und schnittes erhebt. Die eine Meßbohrung bzw. die eine völlig symmetrischem Aufbau für die Messung in Reihe der Meßbohrungen, die in den gemeinsamen beiden Strömungsrichtungen. Dabei zeigt Fig. 2a Meßkanal lic münden, befinden sich auf der Staudie Seitenansicht des Wirkdruckgebers in Strömungs- 65 seite, und die anderen Meßbohrungen 12 a, 12 b, die in richtung und Fig.2b den Querschnitt durch die den gemeinsamen Meßkanal 12c münden, befinden Sonde in vergrößertem Maßstab; sich auf der Sogseite der Leiste 14 α bzw. 14 b. Der

F i g. 3 ist die Gesamtansicht des Wirkdruck- Querschnitt 15 der Sonde und die Anordnung und

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Verteilung der Bohrungen 11 a, 11 b, 12, 12 b sind in In F i g. 3 ist eine besonders geeignete konstruktive Richtung des beiden Ellipsenachsen völlig symme- Ausbildung des Wirkdmckgebers im Zusammenhang irisch angeordnet, so daß der Wirkdruckgeber sowohl mit seiner Befestigung und Verstellvorrichtung gein beiden Richtungen der Strömung angewendet wer- zeigt. Der eigentliche Meßkopf 20 ist an der Rohrden kann als auch bei Schräganströmung, gegen die 5 stange 21 befestigt, in der die Meßleitungen verlegt sie weitgehend unempfindlich ist. sind. Der sehr lange Führungsschaft 22 verbürgt eine Für die Verwendung des Wirkdmckgebers in bei- gute Führung und verhindert das Flattern, insbesonden Strömungsrichturigen werden entweder Durch- dere bei großen Strömungsgeschwindigkeiten oder bei flußmesser verwendet, die für beide Strömüngsrich- pulsierender Strömung. Die eigentliche Rohrleitung tungen geeignet sind, oder es werden beispielsweise ιό ist mit 23 und ein Mannlochdeckel mit 24 bezeichnet; Transmitter für eine Strömungsrichtung in hydrau- an dem der Wirkdruckgeber befestigt ist. Nach dem lischer Parallelschaltung und elektrischer Anti- Ausbringen des Wirkdmckgebers kann der Mannparallelschaltung, gegebenenfalls unter Zwischen- lochdeckel 24 durch einen Blinddeckel ersetzt werschaltung von Dioden, vorgesehen. Außer dem Vor- den. Die Anordnung einer Stopfbuchse 25 und eines teil des großen erreichbaren Wirkdruckes und den 15 Absperrschiebers 26 gestatten das Herausziehen des für beide Strömungsrichtungen einheitlichen Wirk- Wirkdruckgebers 20, 21 aus der gefüllten und unter druckverbindungsleitungen weist die Sonde noch den Druck stehenden Rohrleitung 23 ohne jede Betriebsweiteren großen Vorteil auf, daß eine größere Anzahl unterbrechung. Sie gestattet ferner das Einstellen vervon Meßbohrungen vorgesehen werden kann, wo- schiedener Einbautiefen. In besonders vorteilhafter durch sich die Unempfindlichkeit des Wirkdruck- 20 Weise sind hierfür lange Gewindespindeln 27 vorgegebers gegen Verschmutzung noch weiter vergrößert. sehen, die nicht nur die Verschiebbarkeit des Wirk¹· Durch geeignete Dimensionierung der gemeinsamen druckgebers gegen die Reibungskräfte der Stopf-Meßleitungen, die mit größerem Querschnitt versehen buchse und den statischen Druck der Rohrleitung werden als die eigentlichen Austrittsstellen der Meß- ermöglichen, sondern zugleich eine eindeutige Lage bohrungen, wird beim Spülen die Strömungsge- 25 der Meßsonde 20 gegenüber der Strömungsrichtüng schwindigkeit an diesen sehr stark erhöht, wodurch verbürgen. Mittels derselben Gewindespindeln 27 sich eine hervorragende Spül wirkung an den Meß- und der Muttern 28 ist auf einfache Weise das Einbohrungeri ergibt. stellen der Stopfbuchse möglich. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Wirkdruckgeber in Form einer von der zu messenden Flüssigkeit umströmten Sonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit in Rohrleitungen in beiden Strömungsrichtungen, bei dem die Meßsonde symmetrischen Querschnitt bezüglich ihrer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Mittelebene aufweist und in einer Ebene parallel: zur Strömungsrichtung an den beiden gegenüberliegenden Seiten jeweils min-; _; destens eine Meßbohrung mit eigenem Meßleitungsanschluß besitzt, dadurch ge kennzeichnet, daß für die Gewinnung des statisehen Druckes in bekannter Weise auch senkrecht zur Strömungsriehtung (3) Meßbohrungen (5 a, 5 b) angeordnet sind und daß der dynamische Druck nur jeweils an den stromabwärts gerichtet ten Meßbohrungen (7 oder 6) abgreifbar ist, während die der Strömung entgegen gerichteten Meßbohrungen (6 oder 7) abschaltbar sind (Fig. la bis Ic).

2. Wirkdruckgeber in Form einer von der zu messenden Flüssigkeit umströmten Sonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit in Rohrleitungen in beiden Strömungsrichtungen, bei dem die Meßsonde symmetrischen Querschnitt bezüglich ihrer senkrecht zur Strömungsriehtung verlaufenden Mittelebene aufweist und Meßbohrungen senkrecht zur Strömungsriehtung besitzt, dadurch gekennzeichnet* daß alle Meßbohrungen (11,12) zur Gewinnung des Wirkdruckes senkrecht zur Strömungsriehtung verlaufen und daß zwischen den Meßbohrungen eine den glatten.35 Strömungsverlauf störende Leiste (14) quer zur Strömungsriehtung angeordnet ist, so daß die in Strömungsriehtung vor der Leiste liegende Meßbohrung den positiven und die hinter der Leiste liegende Meßbohrung den negativen Anteil der den Wirkdruck bildenden Druckdifferenz liefert.

3. Wirkdruckgeber; nach: Anspruch 1 '■ oder.:2,·.·■■.'./ dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (10) elliptischen Querschnitt (15) aufweist, deren große Achse in Strömungsriehtung verläuft.

4. Wirkdruckgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der kleinen zur großen Ellipsenachse etwa 1:5 bis 1:3 beträgt. . . . ,, , .

5. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1^r oder -2, < dadurch gekennzeichnet, daß in einer quer- zur "■ Strömungsriehtung gedachten Ebene mehrere

Meßbohrungen, in der Meßsonde., nebeneinander

ausgebildet sind.

6. Wirkdruckgeber nach Anspruch 2, dadurch;. gekennzeichnet, daß die zwischen den-Meßbohrungen angeordnete Leiste (14) im Verhältnis zur Dicke der Meßsonde nur eine vergleichsweise geringe Höhe hat.

7. Wirkdruckgeber' nach einem · der Anspräche 1. bis' 6, dadurch gekennzeichnet, daß Meßbohrungen (5 a, 5 b bzw. 11 a, 11 b und 12 a, 12 b) und Leisten (14 a, 14 b) auf beiden Seiten der Sonde symmetrisch zur Ebene der Strömungsrichtung angeordnet sind.

8. Wirkdruckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbohrungen symmetrisch zu einer senkrecht zur Strömungsriehtung und durch die Mittelachse der Sonde gedachten Ebene angeordnet sind.

9. Wirkdruckgeber nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten der Sonde, und zwar vor und hinter der Leiste (14) angeordneten Meßbohrungen (Ua, Ub, 12a, 12b) jeweils für sich untereinander und mit einer Wirkdruckverbindungsleitung (11 c, 12 c) verbunden sind.

10. Wirkdruckgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß gemeinsame Meßleitungsanschlüsse für hydraulisch parallele Meßbohrungen vorgesehen sind.

11. Wirkdruckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er einen kreiszylindrischen Schaft (21) besitzt.

12. Wirkdruckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1,10, 20) in einem bis in die Nähe der Meßstelle reichenden, starren und gegen Seitenkräfte abgestützten Führungsrohr (22) axial verschiebbar gelagert ist. .■'■·■.-: ....

13. Wirkdruckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Meßleitungsanschlüsse und -leitungen für die Meßbohrungsgruppen einen größeren Querschnitt aufweisen, als die Summe der angeschlossenen Bohrungsquerschnitte ergibt.