DE1623946A1 - Fluegelradmessgeraet fuer Stroemungsmittelzaehler - Google Patents

Description

Elügelradmessgerät für Strömungsmittel Zähler

Die Erfindung betrifft Flügelradmessgeräte für die Zählung des Yolumens Ton Strömungsmitteln, "bei- denen die Strömung des zu messenden Strömungsmittels ein Flügelrad um eine Achse dreht, die parallel zur Strömungsrichtung liegt.

Bei Messgeräten dieser Art werden die trockenen Reibungswiderstände, der viskose Wideisband und der aerodynamische Widerstand durch das Drehmoment kompensiert, das sich aus dem Schlupf des Flügelrads ergitit, d.h. aus dem Unterschied zwischenseinertheOretischen Drehzahl und seiner wirklichen Drehzahl, Die^ trockenen Reibungen wachsen mit der erzeugten axialen Schubkraft zugleioh mit dem Drehmoment, doch werden sie andrerseits wegen des Ooulombschen G-esetzes bei kleinen Drehzahlen nicht zu Null „Das Messergebnis * wird also bei hohen Drehzahlen durch die von der axialen '■■

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Sohabkraft

Schubkraft hervorgerufenen Reibungen und bei kleinen Drehzahlen durch die trockenen lagerreibungen gestört.

Erfinduhgsgemäss wird dem Drehmoment des Flügelrads ein aerodyanmisches Bremsmoment entgegengesetzt, wobei die zur Erzeugung dieses Bremsmoments dienenden Einrichtungen es ermöglichen, einerseits eine die axiale Schubkraft ψ kompensierende Schubkraft zu erhalten und andrerseits eine Vergrösserung des Schlupfes, welche für eine gegebene Drehzahl des Flügelrads eine grössere Strömungsmenge zulässt, so dass das Flügelrad mit einer grössen Reynoldschen Zahl arbeitet. -

Dadurch lässt sich ein Messgerät bauen, bei welchem die anfängliche Eichung nicht mehr verändert werden muss, wenn das Messgerät bei verschiedenen Temperatur- und/oder .. Drückbedinguügen verwendet wird, oder wenn das Messgerät für 'ein anderes Strömungsmittel verwendet wird, als das Strömungsmittel j für das es geeicht worden ist.

Es wird ferner möglich, ein Messgerät zu bauen, bei. welchem die Anbringung einer lemperatur-Drack- oder Dichtekorrekturanordnung gerechtfertigt ist. \

Ein nach der Erfindung ausgeführtes Flügelradmessgerät für die Zählung von Strömungamittelvolumen, bei welchem : ."to -\ die Strömung des zu messenden Strömungsmittels ein Flügelrad \

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um eine parallel zur Strötottngsriohtung 1 jagende Achse dreht, *

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A a-t-

1st nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet_? dass die Nabe des Flügelrads^ mit den Antriebsflügein durchein Zwischenstück verbunden ist, das mit flügeln versehen ist, welche mit anderen Flügeln anderer Neigung, die an dem strOmaufwärts liegenden Teil des Messgerätgehäuses befestigt sind, so zusammenwirken, dass die beiden Flügelgruppen eine Turbine bilden, die axial zu dem Messflügelrad liegt und ein Bremsmoment mit genau festgelegtem Verlauf sowie gleichzeitig eine die axiale Schubkraft kompensierende Schubkraft erzeugt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigen:

S¹Ig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch das Messgerät nach der Erfindung, _; .

ig.2 einen Schnitt nacii der Linie x-y, gesehen in der durch den Pfeil F angedeutete^ Ströraungsrichtung und

Fig.3. eine Ansicht des stromaufwärtsliegendeiL-Teils des Messgerät egehäuses, entgegen der Richtung des Pfeils F gesehen,

Fig.1 zeigt das Messgerätegehäuse, das aus einem stromaufwärts liegenden Teil la und aus einem stromabwärtsliegenden Teil 1b besteht, die im Innern des Rohres 2 befestigt sind, in dem . das zu messende Strömungsmittel·^:inder Richtung des Pfeils F' durch den ringförmigen Durchlass 3 fli'esst. Das VOlumenzählwerk,

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das beispielsweise aus einem Zeiger 4 besteht, der von der Zwischenwelle 5 angetrieben wird, ist in einem Gehäuse 6 angebracht. Die Drehbewegung der Antriebswelle 7, welche von lagern 8 und 9 in dem Teil 1b des Messgerätsgehäuses . getragen wird, wird auf die Welle 5 beispielsweise mittels Kegelrädern 10 und 11 "...'übertragen, Das Kegelrad 10 ist fest mit der Welle 5 verbunden,, während das- Kegelrad 11 fest mit der Welle 7 verbunden ist, auf der das Messflügelrad befestigt ist.'Das Messflügelrad besteht aus Flügeln 12, die in dem ringförmigen Durchlass 3 liegen und mit einer Nabe 15 über ein Teil 14 verbunden sind, das mit i'lügeln 15 versehen ist,, von denen jeder eine Ausnehmung aufweist. Bei dem dargestellten Beispiel hat das Teil 14 die Form eines Torus mit offenem ovalen Querschnitt, und die Flügel sind im Innern des Teils 14 radial rings um die Nabe 13 angeordnet. Der Teil ta des Messgerätegehäuses enthält ein ringförmiges Teil 16; das der Öffnung des Teils 14 gegenüberliegt, und dessen !Profil den ovalen Querschnitt des Teils 14 vervollständigt. Das Teil 16 dient als Träger, für eine Reihe von Flügeln 17, die eine andere Neigung als die Flügel 15 haben, und deren scheinbarer Umriss der Form der Ausnehmungen der Flügel 15 entspricht. Die Flügel 15 wirken somit mit den feststehenden Flügeln 17 zusammen, die mit dem Messgerätegehäuse fest verbunden sind, wqdurch eine Brems turbine gebildet wird, die koaxial zu dem Messflügelrad liegt, -^

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Fig. 2 zeigt die Flügel 12 des Messfliigelracts j wovon bei dem dargestellten Beispiel sechs vorhanden sind,^ Bisfi; Flügel 12 sind mit der Nabe 15 der Turbine durch daö Teil.1-4 verbunden, das gleieiifallstnit sechs Flügeln 15 versehen ist. , ; ■ _:;

Fig.3 zeigt das Teil 16, das fest mit dem" stromaufwärts v liegenden Teil 1a des Messgerät©gehäuses verbunden/fIseC, und an dem die Flügel 17 angebracht sind, von denen bei dem dargestellten Beispiel 14 vorhanden sind.

Die feststehenden Flügel 17 können auch radial angeordnet sein. Die beweglichen Flügel 15 sind dann gegen die Flügel /geneigt. .- ;;.-'".;■ .- - . _ '---,-.-_ '- . ;;■"._ ■".-.. ...-■;

Die Y₀^"fcöi^^e äes beschriebenen Messgeräts liegen auf der Hand. Die Bremsturbine und das Messflügelrad, die mit ,der gleichen Welle verbunden sind, erzeugen ein Bremsmoment : und ein Antrfebsmoment, welche den zuvor ,definierten Anforderunger entsprechen. Die relative Iiage der mit dem Messgerät gehäuse verbundenen Flügel und der mit dem Messflügelrad verbundenen Flügel ermöglicht die Erzeugung eine⁸*Bremsmoments, dessen Wert so gross ist, dass das von den, trockenen Reibungen und von den viskosen Reibungen hervorgerufene Brememonient demgegenüber als vernaehläBBigbar angesehen werden kann, Andrerseits entsteht in der Bremsftiiirbine eine Äßsaugung von Strömungsmittel aus dem vorderen Teil des Messgerät-' gehäuses« Dadurch ergibt sich ein Druokunta?sohied zwischen

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der stromaufwärts liegenden Seite und der stromabwärts liegenden Seite der Bremsturbine, der eine Schubkraft erzeugt, deren Vorzeichen entgegengesetzt zu dem Vorzeichen der Schubkraft ist, die normalerweise an dem Messflügelrad entsteht. Durch eine geeignete Bemessung ist es möglich, diese Schubkräfte gegenseitig zu kompensieren und dadurch die resultierende Schubkraft sehr stark zu verringern.

Auf Grund der beschriebenen Massnahmen ist es möglich, ein Messgerät auszuführen, bei welchem die Strömungsmenge in einem grossen Messbereich proportional zu der Drehzahl des Messflügelrads bleibt. Man kann ein solches Messgerät ohne Änderung seiner anfänglichen Eignung entweder mit einem Strömungsmittel anderer Art oder mit dem gleichen Strömungsmittel bei anderen Temperatur- und/oder Druckbedingungen verwenden. Im.letzten Fall ist die Anpassung einer Einrichtung zur Korrektur des Messergebnisses in Abhängigkeit von dem Wert des bzw. der veränderlichen Parameter an das Messgerät vollkommen gerechtfertigt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Messgenauigkeit durch die Abnutzung der Lager nicht beeinträchtigt wird, da diese Abnutzung zu dem Anwachsen des Widerstandsmomentes nur zu einem sehr KLeinen Bruchteil beiträgt.

Patentansprüche

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Claims (3)

Pa t e η ta η s p r ü c Ii e

1. Flügelradmessgerät für die Zählung von Strömungsmittelvolumen, bei welchem die Strömung des zu messenden Strömungsmittels ein Flügelrad um eine parallel zur Strömungsrichtung liegende Achse in Drehung versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe des Flügelrads mit dessen Antriebsflügeln über ein Zwischenstück verbunden ist, das mit Flügeln versehen ist, die mit weiteren Flügeln anderer Neigung, die an dem stromaufwärts liegenden Teil des Messgerätgehäuses befestigt sind, so zusammenwirken, dass die-beiden Flügelgruppen eine koaxial zu dem Messflügelrad liegende Turbine bilden, die ein Bremsmoment mit genau bestimmtem. Verlauf zugleich mit einer die axiale Schubkraft kompensierenden Schubkraft erzeugt.

2. Flügelradmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück die Form eines Torus mit offenem ovalem Querschnitt hat, in dessen Innerem die eine Flügelgruppe angebracht ist. ^:

3. Flügelradmessgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die^van dem Messflügelrad befestigten Flügel radial angeordnet sind, und dass die an dem Messgerätgehäuse befestigten Flügel gegen die ersten Flügel geneigt sind. V

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4, Tlügelrääraessgerät nach. Anspruch. 1 oder 2, äacturoh gekenn.zelch.net,- dass die am Messgerätgeliäase "befestigten Hügel radial angeordnet öind, utid dasp die am Hessflügelrad befestigten flügel deuigegenufeer geaeigt sind.

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