DE1648115A1

DE1648115A1 - Durchflussmesser mit beweglichem Rohr

Info

Publication number: DE1648115A1
Application number: DE19671648115
Authority: DE
Inventors: Kamekichi Shiba
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-10-14
Filing date: 1967-10-12
Publication date: 1972-03-02
Also published as: US3538769A; DE1648115B2; DE1648115C3; GB1199624A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Durchflußmesser und insbesondere auf Durchflußmesser mit einem beweglichen Rohr, die auf einem neuen Prinzip beruhen, wonach die Änderung im Winkelmoment eines durch ein bewegliches Rohr strömenden Fluids oder Strömungsmittels für das Messen der Durchflußrate des Fluids benutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Durchflußmesser der obenbeschriebenen Art zu schaffen, durch den trotz seines einfachen Aufbaus die Durchflußrate eines Fluids wirksam und genau gemessen werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Kuv.-,j„.».^. 209810/0026

164811b

Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. .1 schematisch das grundsätzliche Prinzip der erfindungemäßen Messung der Durchflußrate;

Fig. 2a . und 2b grundsätzliche Ausfuhrungsformen des Durchflußmessers nach der Erfindung und

Fig. 3 bis 11 zahlreiche andere Ausführungsformen nach der Erfindung.

Der Durchflußmesser nach der Erfindung besitzt ein.Hauptrohr, das Dreh- oder Schwingbewegungen um eine feststehende Achse ausführen kann und gerade Einlaß- und Auslaßrohrabschnitte aufweist, die z.B. mit Hilfe von Bälgen an feststehende Leitungen angeschlossen sind. Der Durchflußmesser ist so ausgebildet, daß beim Durchfluß eines Fluids durch das bewegliche Rohr in stetigem Strom das Winkelmoment, das eine Fluidseinheitsmenge am Einlaßende des beweglichen Rohrs erzeugt, nicht gleich dem Winkelmoment um die gleiche Achse ist, das die Fluideinheitsmenge am Auslaßende des beweglichen Rohrs erzeugt. Gemäß der Erfindung kann die Strömungsrichtung des einstörmenden Fluids von derjenigen des ausströmenden Fluids verschieden sein oder es können das einströmende Fluid und das das ausströmende Fluid parallel zueinander in der gleichen Richtung strömen.Die feststehende Achse, * ""''

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um die das bewegliche Rohr seine Drehbewegung ausführt, liegt vorzugsweise rechtwinklig mit Bezug auf die Strömungsrichtungen des einströmenden und ausströmenden Fluids. " ■ '

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nunmehr das Grundprinzip der Erfindung beschrieben, wobei angenommeil wird, das Einströmen und Ausströmen in der durch die Zeichnungsebene gegebenen Ebene erfolgt. Der Durchflußmesser besitzt ein Haupt- | rohr 1 mit geradem Ein- und Auslaßrohrabschnitt, die beide mit Hilfe von Bälgen 4 bzw. 5 an feststehende Leitungen 2 und 3. angeschlossen sind. Der Schnittpunkt zwischen der Zeichnungsebene und der feststehenden Achse,um die das Hauptrohr 1 seine Drehbewegung ausführt, ist mit dem Bezugszeichen 0 bezeichnet, während das Ein- und Auslaßende der Ein- und Auslaßrohrabschnitte des Hauptrohrs 1 durch die Bezugszeichen E bzw. A gekennzeichnet sind. Der Balg 4 liegt koaxial zum geraden Einlaßrohrabschnitt des Hauptrohrs 1, während der Balg 5 koaxial j zum geraden Auslaßrohrabschnitt des Hauptrohrs 1 liegt.

Es wird angenommen, daß die Achsen des geraden Ein- und Auslaßrohrabschnitts des Hauptrohrs 1 im Abstand R_£ und R. von der feststehenden Drehachse liegen; die Auslaßenden E und A besitzen die Querschnittsflächen S_ß bzw. S_A; die Bälge 4 und 5 haben die wirksamen Querschnitte Sg⁺ bzw. S_A ⁺; ein Fluid hat die entsprechenden Geschwindigkeiten Vg und V. und die zu-

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-Umgeordneten Drücke P„ und P„ an dem Einlaß- bzw. Auslaßende E und A. Es wird ferner angenommen;das Fluid hat die Dichte s> und strömt durch das bewegliche Rohr"*l gemäß Fig. 1 in stetigem Strom mit einer Durchflußrate Q. Somit ist Q = SgVg - ^sa^v wobei aus den bekannten Bewegungsgesetzen für das durch das Hauptrohr 1 strömende Fluid die. folgende Beziehung abgeleitet werden kann:

RR

f ♦

worin T^ die Summe der durch die Wandabschnitte des Hauptrohrs 1 auf das Fluid ausgeübten Drehmomente oder Drehkräfte ist.

Da die Strömung eine stetige Strömung ist und das bewegliche Rohr in seinem stationären Zustand gehalten wird, wird die folgende Gleichgewichtsbedingung erfüllt:

worin P der Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs 1, -T„ die Reaktion gegen die Drehkraft T^ und T die auf das bewegliche Rohr 1 ausbalancierend wirkende äußere Drehkraft ist, worin die Drehkraftkomponenten eingeschlossen sind, die durch die federnde Nachgiebigkeit der Bälge 4 und 5 erzeugt werden.

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BADORiGfNAL

- 0

Aus den obigen Gleichungen (1) und (2) kann die folgende Gleichung abgeleitet werden: . .

Man erkennt aus der Gleichung (3). daß die Strömungsrate Q durch Messen der drei Größen T, *Y~^{P unci p}e*"^{P unter} der-Voraussetzung errechnet werden kann, daß die Dichte ρ bereits be-

se

kannt ist. Es ist klar, daß nach dem Meßprinzip"der Erfindung die Viskosität des Fluids für die Messung der Durchflußrate keine Bedeutung hat,.da die Bernoulli-Theorie in diesem Fall nicht anwendbar ist. ·

Genügt man verschiedenen Bedingungen, so können erfindungs-.gemäß eine Vielzahl von Ausführungsformen für Durchflußmesser gebaut werden. Im folgenden werden verschiedene die Erfindung verwirklichende Ausführungsformen beschrieben; selbstverständlich sind diese Ausführungsbeispiele nur zum Zwecke der Erläuterung der Erfindung gegeben; die Erfindung ist nicht auf diese speziellen Beispiele beschränkt.

Beispiel 1

Das Beispiel 1 bezieht sich auf einen Durchflußmesser mit einem Aufbau, bei dem R„ oder R_E in Fig. 1 zu Null gemacht ist,

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ORIGINAL

■- #

Im Falle Rg=O erkennt man, daß. die Strömungsrichtung dem Fall R.=0 entgegengesetzt ist. Im Falle R_A ⁼⁰ kann die Gleichung (3) in der folgenden Form ausgedrückt werden

man sieht, daß die Durchflußrate Q durch Messen der beiden ^ Größen errechnet werden kann, die die Drehkraft T und den Differenzdruck Pg-P bedeuten. Da in diesem Fall die Strömungs-. richtung am Auslaßende A unabhängig von der Gleichung (4) ist, kann die Strömung am Auslaßende A in jeder beliebigen Richtung erfolgen.

In der Fig. 2a und in den folgenden Fig. sind zur Bezeichnung derjenigen Teile, die den in Fig. 1 gezeigten Teilen entsprechen, gleiche Bezugszeichen verwendet worden. Bei der in der ^ Fig. 2a gezeigten Ausführungsform des Durchflußmessers liegt die Strömungsrichtung am Auslaßende A parallel zur Strömungsrichtung am Einlaßende E₃ während bei der anderen, in der Fig. 2b gezeigten Ausführungsform des Durchflußmessers letzterer ein bewegliches Hauptrohr 1 besitzt., das im wesentlichen L-Form hat. Die Drehachse kann mit der Achse des geraden Auslaßrohrabschnitts 3 des Hauptrohrs 1 zusammenfallen und es kann der zuvor beschriebene Punkt 0 an jeder gewünschten Stelle auf einer strichpunktierten Linie liegen, wie sie in den Fig. 2a und 2b

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ORIGINAL

gezeigt ist. Der Durchflußmesser mit L-förmigem beweglichen Rohr gemäß Fig. 2b besitzt einfachsten Aufbau; die Ausführungsformen, die der Bedingung Rn=O genügen,werden im folgenden allgemein L-förmige Durchflußmesser mit beweglichem Rohr oder einarmige Durchflußmesser mit beweglichem Rohr genannt.

Bei dem L-förmigen Durchflußmesser mit beweglichem Rohr ist das Auslaßende A des beweglichen Rohrs 1 mit Hilfe eines Balges 5 an eine feststehende Leitung 3 angeschlossen, wie es in der Fig. 2b gezeigt ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform besitzt jedoch der Durchflußmesser ein bewegliches Rohr 1 biegsamer Art, das am Auslaß ende A an edrtefeststehende Lei- _t tung 3 angeschlossen ist jSo daß Verbiegen des Rohrs 1 Dreh- oder Schwingbewegung eines geraden Einlaßrohrabschnitts verursachen kann, der mit Hilfe eines Balges U an eine - feststehende Leitung 2 angeschlossen ist, wodurch die gleiche Funktion wie bei der Ausftlhrungsform nach Fig. 2b erreicht wird. In diesem Fall beinhaltet die Drehkraft T eine Drehkraftkomponente, dieaus den Spannungen durch Verbiegen des Rohrs 1 resultieren.

Die im folgenden beschriebenen Beispiele 1-1 bis 1-3 beziehen sich auch auf Durchflußmesser, die ein biegsames Rohr verwenden. '

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ÖAD

Beispiel 1-1

Das Beispiel 1-1 bezieht sich auf einen Durchflußmesser derjenigen Bauart, bei der R_A=0 und P=P_E ist. Wie man aus der schematischen Fig. 4 erkennt, besitzt der Durchflußmesser ein L-förmiges bewegliches Rohr 1, das abgedichtet vollständig von einem stationären Gehäuse 7 umschlossen ist, wobei anstelle des Balges 4 der vorhergehenden Ausführungsformen eine Federeinrichtung 4 verwendet? worden ist, um der oben angegebenen Bedingung R_A=0 und P=Pg zu genügen. Alternativ kann anstelle der obengenannten Federeinrichtung ein Balg 4 mit geeigneten Perforationen verwendet werden. Bei der Ausführungsform des Durchflußmessers nach Fig. 4a ist das Auslaßende A des bewegliehen Rohrs 1 mit Hilfe eines Balgs 5 an eine feststehende Leitung 3 angeschlossen, während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4b das bewegliche Rohr 1, das in diesem Falle ein flexib~ les oder biegsames Rohr ist, an seinem Auslaßende A an einer feststehenden Leitung 3 befestigt ist. In· jedem der obengenannten Fälle kann die Gleichung (3) in der folgenden Form ausge-. drückt werden

T =j> Q^fcgÜ . (5),

so daß man die Durchflußrate Q lediglich durch Messen durch

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BAD ORJGiNAL

einer Größe, nämlich der Drehkraft T bestimmen kann.

Da die Drehkraft proportional zur Dreh- od&r Schwingbewegung des beweglichen Rohrs 1 ist, kann die Drehkraft T ohne Schwierigkeit durch jede geeignete Maßnahme ermittelt werden, die gemäß den Fig. 4a und 4b einen Differentialumformer 8 einschldeßer kann. Ist es beispielsweise, beabsichtigt, die Drehkraft T oder das Drehmoment durch eine eine Verschiebung ausbalancierende Einrichtung zu messen, so kann beispielsweise der Differentialumformer zur elektrischen Ermittlung und Anzeige der' Verschiebung,-d.h. der Drehkraft T verwendet werden. Auch kann ein elektrostatisches Verfahren angewendet werden, bei dem die· Veränderung der Kapazität eines Kondensators benutzt werden kann, um elek-. trostatisch die Verschiebung, d.h. die Drehkraft T zu ermitteln und anzuzeigen. Auch ist,es möglich, zur Ermittlung und Anzeige der Verschiebung, d.h. der Drehkraft T lediglich die Verschiebung mechanisch zu vergrößern, beispielsweise mit Hilfe einer Vergrößerungseinrichtung wie ein Bourdon Meßgerät. Ist es gewünscht, die Drehkraft T durch eine kraftbalancierende Einrichtung zu .messen, so kann ein elektrisches oder pneumatisches System verwendet werden, welches eine Ausgleichskräft zur ermittelten Drehkraft T liefert.

Beispiel 1-2 " · - .

Das Beispiel 1-2 bezieht sich auf eimn Durchflußmesser 20 9810/0020

derjenigen Bauart, bei der H_A ^SO ist und Einrichtungen zur Druckaufhebung im Durchflußmesser vorgesehen sind.

Gemäß der Fig. 5a besitzt der Durchflußmesser dieser Ausführung ein L-förmiges bewegliches Rohr 1, einen das Rohr 1 mit einer stationären Leitung 2 verbindenden Balg 4, einen das Rohr 1 mit einer stationären Leitung 3 verbindenden Balg 5 und einen zusätzlichenBalg 9_? der durch ein Druckausgleichsrohr Io mit dem Balg 4 verbunden ist. Es wird 'angenommen, daß der zusätzliche Balg 9 eine wirksame Querschnittsfläche S_n ⁺ besitzt, seine Achse von der feststehenden Drehachse des Rohrs 1 einen Abstand von R_c hat und hierdurch die Bedingung RqS,, = RgSg erfüllt ist. Dann können beide Bedingungen, nämlich R.=0 und Druckaufhebung erfüllt werden, da die Innendrücke der Bälge 4 und 9 durch die Druckaufhebungswirkung des zwischengeschalteten Rohrs Io ausgeglichen werden können. In diesem Fall kann die auf das Rohr 1 wirkende ausbalancierende Drehkraft T in. der folgenden Weise ausgedrückt werden

T= R_ES_E ⁺(P_E-P)

worin T¹ die durch die Nachgiebigkeit der Bälge 4 und 9 erzeugte Drehkraft ist, die proportional zur Dreh- oder Schwingbewegung de's beweglichen Rohrs 1 ist. In diesem Falle kann die Gleichung (4) wie folgt ausgedrückt werden · .

_T, _S/)Q2*E 2.0.9.ai.CUAQ2.§.... (6),

man erkennt, daß die Durchflußrate Q lediglich durch Messung einer Größe, nämlich der Größe T¹ ermittelt werden kann» Die Drehkraft T¹ kann ohne Schwierigkeit beispielsweise durch ei-

nen Differentialumformer 8 gemessen werden.

Die weitere Ausführungsform gemäß Fig. 5b verwendet ein flexibles Rohr 1 und ist sonst im wesentlichen gleich zu derjenigen nach Fig. 5a.In diesem Fall beinhaltet die Drehkraft T¹ jedoch eine zusätzliche Drehkraftkompönente, die durch die aus der durch die Verbiegung des flexiblen Rohrs 1 herrührenden Spannung erzeugt wird. Da auch diese Drehkraft proportional zur Dreh- oder Schwingbewegung des Rohrs 1 an deren geradem Einlaßrohrabschnitt ist,kann die Drehkraft T¹ in gleicher Weise durch jede geeignete Einrichtung, beispielsweise einen Differentialumformer 8 gemessen.werden.

Beispiel 1-3

Das Beispiel 1-3 bezieht sich auf einen Durchflußmesser -derjenigen Bauart, bei der R.=0 und T=R^S₁₇ (P₀-P) ist. Dieser Durchflußmesser ist insoweit mit demjenigen gemäß Beispiel 1-2 gleich, als der einen zusätzlichenBalg 9 mit einem Innendruck P_c verwendet. Die Fig. 6a zeigt eine Ausführungsform des Durchflußmessers mit einem L-förmigen beweglichen Rohr 1, während die Fig. 6b eine weitere Ausführungsform des Durehflußmessers

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mit. einem flexiblen Rohr 1 wiedergibt. Bei beiden Ausführungsformen des Durchflußmessers sind mit dem zusätzlichen Balg 9 Druckregulierungseinrichtungen 11 betrieblich verbunden, um den Druck in dem Balg 9 in der Weise zu regulieren, daß die durch einen Differentialumformer 8 ermittelte Dreh- oder Schwingbewegung des Rohrs 1 zu Null gemacht wird, damit die beiden'obengeannten Bedingungen erfüllt werden. In diesem Falle kann die Gleichung,(4) in folgender Weise ausgedrückt werden

man erkennt, daß die Durchflußrate Q lediglich durch Messen einer Größe, nämlich des Differenzdrucks Pq-P_e ermittelt werden kann. Zum Messen des obengenannten Differenzdrucks Pr₁-P_x, kann

1 — - W. JtIl

ein Differenzdruckmesser 12 verwendet werden.

Beispiel 2

Das Beispiel 2 bezieht sich auf einen Durchflußmesser derjenigen Bauart, bei der P=Pg oder P=Pa ^^{st und der>
als} Durchflußmesser mit doppelarmigem beweglichen·. Rohr bezeichnet wird, weil R^O und Rg^O ißt,Gemäß Pig. 7 besitzt der Durchflußmesser dieser Art ein^doppelarmiges bewegliches Rohr,das vollständig

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und dicht in ein feststehendes Gehäuse 7 eingeschlossen ist; ferner wird anstelle eines Balgs 4 eine Federeinrichtung -4 verwendet, um das Rohr 1 an eine ^stationäre-Leitung 2 anzuschliessen, so daß die Bedingung P=Pg erfüllt ist. Ein Balg 5 ver- bindet das Rohr 1 mit einer stationären Leitung 3. In diesem Falle wird die ausbalancierende Drehkraft T durch die federnde Nachgiebigkeit des Balges 5 und der Federeinrichtung 4 erzeugt und kann beispielsweise durch einen Differentialumformer 8 gemessen werden,. "

Bei dieser. Anordnung kann die Gleichung (3) wie folgt ausgedrückt werden

^HA^sA*<v^pA>^{+ T} ■ f «²⁽%⁺

man erkennt, daß die Durchflußrate Q durch Messen der beiden Größen, nämlich der Drehkraft T und des Differenzdrucks Pg"P_A ermittelt werden kann. Zum Messen des Differenzdrucks Pg-P_A ist ein Differenzdruckmesser 12 vorgesehen. '

Die Gleichung (8) gilt auch in einem Fall, in dem der Bernoulli-Satz nicht gilt» Wo jedoch der Bernoulli-Satζ gilt, gibt es die Beziehung

^ΰΑ "Ε

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. . BAD ORIGINAL

ersetzt man Pg-P _A in der Gleichung (8) durch Pg"P_A der Gleichung (9), so erhält man die folgende Beziehung:

man erkennt hieraus, daß die Durchflußrate lediglich durch Messen der einen Größe, nämlich der Drehkraft T ermittelt werden kann.

Beispiel 3

Das Beispiel 3 bezieht sich auf einen Durchflußmesser derjenigen Bauart, bei der die Beziehung T=O durch Regulierung des Drucks ausserhalb des Rohrs verwirklicht wird. Der Durchflußmesser dieser Art ist in der Fig. 8 gezeigt und besitzt ein doppelarmiges bewegliches Rohr 1„ das als Ganzes dichtend von einem stationären Gehäuse 7 umschlossen ist. Mit dem Durchflußmesser ist betrieblich eine Druckregulierungseinrichtung 11 verbunden,.um den Druck ausserhalb des Rohrs 1 in der Weise. zu regulieren, daß beim Durchfluß eines Strömungsmittels das Rohr 1 die gleiche Lage einnimmt wie für.den Fall Q=O, so daß dadurch die Beziehung T=O verwirklicht werden kann. Unter der ■Annahme, daß der Druck ausserhalb des Rohrs 1 gleich P ist, nimmt die Gleichung (3) die folgende Form an

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man erkennt, daß die Durchflußrate Q durch Messen der beiden Größen, nämlich des Differentialdrucks P_E-P_Q und P^-P₀ ermittelt werden kann. Zum Messen der Differenzdrücke Pg-P₀ und P_a ^wPq sind Differenzdruekmesser 12 bzw. 13 vorgesehen.

Beispiel 4

Das Beispiel 4 bezieht sich auf einen Dürchflußmesser derjenigen Bauart, bei der Einrichtungen für die Druckaufhebung im Durchflußmesser vorgesehen sind. Wie man aus der Fig. 9 erkennt, besitzt der Durchflußmesser ein doppelarmiges bewegliches Rohr 1, ferner das Rohr 1 mit stationären Leitungen 2 und 3 verbindende Bälge 4 bzw. 5 sowie zusätzliche Bälge 9 und 14, die mit Hilfe druckausgleiehender Rohre Io und mit den Bälgen 4 bzw. 5 verbunden sind. Die Beziehung zwischen den Bälgen 4^.5 und den zusätzlichen Bälgen 9» 14 ist gleich derjenigen in Beispiel 1-2.

Da in diesem Fall die Drehkraft T durch die folgende \ Gleichung ausgedrückt werden kann

T * T« ₊ H_ÄS_A ^+i?A~^P> ⁺ RA^V«·.

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BADOFUQINAL

Jt

kann die Gleichung (3) wie folgt ausgedrückt werden

?· = pQ²(^ + A -. (12).

Die Drehkraft T¹ wird durch die federnde Nachgiebigkeit der vier Bälge erzeugt und kann beispielsweise durch einen Differentialumformer 8 gemessen werden. Man erkennt, daß die Durchflußrate Q durch Messen lediglich einer Größe, nämlich der Drehkraft T¹ ermittelt werden kann.

Beispiel 5

Das Beispiel 5 bezieht sich auf einen Durchflußmesser derjenigen Bauart, bei der Ρ⁼Ρλ oder P⁼P_E ist und Mittel zur Erzielung einer Druckaufhebung im Durchflußmesser vorgesehen sind. Der Durchflußmesser dieser Art ist in der Pig. Io gezeigt .und besitzt ein doppelarmiges bewegliches Rohr 1, das vollständig und abdichtend von einem feststehenden Gehäuse 7 umschlossen ist. Bei diesem Durchflußmesser ist ähnlich dem Beispiel 4 ein zusätzlicher Balg 9 vorgesehen und durch ein kommunizierendes Rohr Io an einem Balg k angeschlossen; .ferner ist anstelle eines Balges eine Federeinrichtung 5 vorgesehen, um das Rohr 1 mit einer feststehenden Leitung 3 zu verbinden. Die Gleichung (12) gilt auch für diesen Durchflußmesser, und es kann die Durehflußrate Q lediglich durch Messen einer Größe,

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■■■''- BAD ORIGINAL

ff

nämlich der Drehkraft T¹ ermittelt werden.

Beispiel 6

Das Beispiel 6 bezieht sich auf einen Durchflußmesser derjenigen Bauart, bei der P-P_A oder P=Pg und T=RgSg⁺-(P₀-P) oder. T=R_AS_A -(P₀-P) ist.. Der Durchflußmesser dieser Ausführung ist in Fig. 11 gezeigt und besitzt- ein doppelarmiges bewegliches Rohr 1, das vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse 7 umschlossen ist, ferner am Auslaßende A des Rohrs vorgesehene Federeinrichtungen 5 zum Verbinden des Rohrs 1 mit einer stationären Leitung 3 sowie ein am Einlaßende E vorgesehener Balg 4 zum Verbinden des Rohrs 1 mit _%einer stationären Leitung 2. Der Bälg 4 ist durch ein kommunizierendes Rohr an einen zusätzlichen Balg 9 angeschlossen. Mit dem zusätzlichen Balg 9 ist eine Druckregulierungseinrichtung 11 betrieblich verbunden,um den Druck in dem zusätzlichen Balg ( 9 derart zu variieren, daß die durch einen Differentialumformer 8 ermittelte Dreh- oder Schwingbewegung des Rohrs 1 zu Null gemacht wird. Unter der Annahme, daß die oben angegebenen Bedingungen erfüllt werden, wenn der ausgleichende Druck im zusätzlichen Balg P-_c ist, dann lässt sich die Gleichung (3) in . der folgenden Weise ausdrücken

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man erkennt, daß die Durchflußrate Q lediglich durch Messen einer Größe, nämlich des Differenzdrucks Eq~^pe ^erm^^^e^ werden kann. Zum Messen des Differenzdrucks P«-Pt-. ist ein Differenzdruckmesser 12 vorgesehen.

In der vorangegangenen Beschreibung ist deutlich geworden, daß die Erfindung einen mit beweglichem Rohr versehenen Durchflußmesser der Winkelmoment" oder Drehmomentbauart liefert, der gegenüber, herkömmlichen Durchflußmessern viele Vorteile und neue Merkmale aufweist, unter anderem besitzt der Durchflußmesser nach der Erfindung die folgenden bemerkenswerten Merkmale:

I)-Mit Ausnahme gerader Einlaß- und Auslaßrohrabschnitte besteht überhaupt keine Begrenzung hinsichtlich der Form des Hauptrohrs.

2) Die Durchflußrate eines Fluids kann unabhängig vom Bernoulli-Satz gemessen v/erden, der ausschliesslich bei einem viskositätsfreien vollkommenen Fluid anwendbar ist. Daher kann die Durchflußrate unabhängig von der Viskosität des jeweiligen Fluids gemessen werden.

3) In die Messung der Durchflußrate durch den Durchflußmesser sind keine Konstanten einschliesslich des Strömungs-

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kooffizienten und dergleichen, die experiraentiell zu bestimmen sind, eingeschlossen".

k) Der Strömungsmesser ist ein sogenannter Haupt-Strömungsmesser ,in dem die Durchflußrate durch Rechnung ermittelt wird. Es werden mit. anderen Worten die obengenannten Konstanten, die .experimentiell zu bestimmen sind, vom Durchflußmesser nicht gebraucht. , '

5) Durchflußmesser kann ohne Schwierigkeit so konstruiert werden, daß er hohen Durchflußraten gerecht wird, und zwar durch die Tatsache, daß Überhaupt keine Sorge in Hinsicht auf die Kalibrierung besteht.

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ORIGINAL

Claims

1I4S11J - Scr ■- Patentansprüche

1) Durchflußmesser der Winkelmomentbauart mit beweglichem Rohr, gekennzeichnet durch ein bewegliches Rohr (1) _f

• ' das so angeordnet ist, daß es in Abhängigkeit von Änderungen φ im Winkelmoment eines hindurchströmenden Fluids eine Drehbewegung um eine feststehende Achse (0) durchführen kann, durch flexible Anschlüsse (4, 5)» die Fluiddurchfluß gestatten und gegenüberliegende Enden des beweglichen Rohrs (1) mit stationären Leitungen (2,"3) in der Weise verbinden, daß . , das bewegliche Rohr die Drehbewegung ausführen kann, wobei der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist,, indem die Durchflußrate (Q) des Fluids durch Messen wenigstens einer Größe aus derjenigen Gruppe ermittelt wird, zu der die Differenz ^ zwischen dem Druck am Einlaßende des beweglichen Rohrs und dem Aussendruck, die Differenz zwischen dem Druck am Auslaßende des beweglichen Rohrs und dem Aussendruck, die von aussen ausgeübte Drehkraft zum Ausbalancieren d@s beweglichen Rohrs und eine Vielzahl von Größen gehört, die sich aus einer Kombination der oben angegebenen Größen ergeben.

2) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei welcher die Durchflußrate (Q) durch Messen dreier Größen ermittelt wird, nämlich die Differenz zwischen dem Druck am

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. BAD ORIGINAL

Sinlaßende des beweglichen Rohrs (1) und dem Aussendruck, die Differenz zwischen dem Druck am Auslaßende des beweglichen Rohrs und dem Aussendruck und die von aussen angelegte Drehkraft zum Ausbalancieren des beweglichen Rohrs.

3) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei dem die Durchflußrate (Q) durch Messen zweier Größen ermittelt wird, nämlich der Differenz zwischen dem Druck am Einlaßende des beweglichen Rohrs (1) und dem Aussendruck und der von aussen ausgeübten Drehkraft zum Ausbalancieren des beweglichen Rohrs, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr einen an seinem Auslaßende endenden geraden Rohrabschnitt (1) aufweist und die feststehende Achse für die Drehbewegung in der Ebene liegt, in der auch die Achse des geraden Auslaßrohrabschnitts liegt und wobei jede der flexiblen Anschlüsse (4, 5) von Balgexnrichtungen gebildet sind.

■3

4) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußräte (Q) durch Messen zweier Größen ermittelt, wird, nämlich die Differenz zwischen dem Druck am Auslaßende des beweglichen Rohrs (1) und dem Aussendruck und die von aussen wirkende Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen

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Rohrs, wobei der Aufbau derart ist, daß das bewegliche Rohr einen geraden am Einlaßende endenden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Achse (0) der Drehbewegung in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet.und wobei die flexiblen Anschlüsse (4, 5) von Bälgen gebildet sind.

5) Durchflußmesser nach Amspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei dem die Durchflußrate durch Messen zweier Größen ermittelt wird, nämlich der Differenz zwischen dem Druck am Einlaßende des be- ' weglichen Rohrs (1) und dem Aussendruck und die von aussen wirkende Drehkraft·zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr L-Form mit einem am Auslaßende endenden geraden Rohrabschnitt besitzt und die. feststehende Achse (0) für die Drehbewegung in der Ebene liegt, in-der sich die Achse des geraden Rohrauslaßabschnitts befindet und wobei der flexible Anschluß am Auslaßende in Form eines flexiblen, einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs (1) bildenden Rohrs gebildet ist.

6) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei dem die Durchflußrate durch Messen zweier Größen ermittelt wird, nämlich die Differenz zwischen dem Druck am Auslaßende des ber weglichen Rohrs (1) und dem Aussendruck und die von aussen

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te

wirkende Drehkraft zur Ausbalaneierung des beweglichen Rohrs, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliehe Rohr
etwa L-Form mit einem geraden, am Einlaßende endenden Rohrabschnitt aufweist und die feststehenee Drehachse in der Ebene
liegt, in der sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet und wobei der flexible"Anschluß am Einlaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs bildenden flexiblen Rohrs gebildet ist.

7) Durchflußmesser nach" Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen.Bauart ist, bei der die Durchflußrate durch Messen nur einer Größe ermittelt wird,
nämlich die von aussen wirkende Drehkraft zum Ausbalancieren
des beweglichen Rohrs, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr etwa L-Form mit einem am Auslassende endenden geraden Abschnitt aufweist und die feststehende Drehachse in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Auslaßrohrabschnitts befindet und wobei das bewegliche Rohr (1) vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse {?) umschlossen ist und der flexible Anschluß am Auslaßende ein Balg (5)
und der flexible Anschluß am Einlaßende so ausgebildet ist,
daß er den Druck an diesem Einläßende mit dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs (1) gleich macht»

8) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeieh-

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net, daß der Durchflußmesser' derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate durch Messen nur einer Größe ermittelt wird, nämlich die von aussen wirkende Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (1)., wobei der Aufbau so getroffen ist, das das bewegliche Rohr etwa L-Form mit einem am Einlaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die Drehachse in der Ebene liegt in'der sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet und wobei das bewegliche Rohr (1) vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse (7) umschlossen ist und der flexible Anschluß am Einlaßende ein Balg (5) und der flexible Anschluß am Auslaßende so ausgebildet ist, daß er den Druck an diesem Auslaßende mit dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs (1).gleich macht.

9) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei dem die Durchflußrate durch Messen lediglich einer Größe ermittelt wird, nämlich der von aussen wirkenden Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (1), wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr (1) etwa L-Form mit einem am Auslaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse (0) in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Ausiaßrohrabschnitts befindet und wobei das bewegliche Rohr vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse (7) umschlossen ist und der flexible Anschluß (5) am Auslaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweg--.

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lichen Rohrs bildenden flexiblen Rohrs gebildet ist und der "Anschluß am Einlaßende so ausgebildet ist, daß er den Druck an diesem Einlaßende mit dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs gleich macht.

lo) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe, ermittelt wird, nämlich der von aussen wirkenden Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (1), wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr etwa L-Form mit einem am Einlaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist

und die feststehende Drehachse (0) in der Ebene liegt, in der sich die Achse dieses geraden Einlaßrohrabschnitts befindet, und wobei das bewegliche Rohr vollständig unddieht von einem stationären Gehäuse (7) umgegeben ist und der flexible Anschluß am Einlaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs bildenden flexiblen Rohrs ausgebildet und der flexible Anschluß, am Auslaßende so ausgebildet ist, daß er den Druck an diesem Auslaßende mit dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs gleich macht.

11) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei welcher die Durchflußmenge (Q) durch Messen lediglich einer Größe ermittelt wird, nämlich der von aussen wirkenden Drehkraft

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zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (I)₃ wobei der Aufbau so getroffen ist, daß' das bewegliche Rohr etwa L-Form mit einem am Auslaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse (O) in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Auslaßrohrabschnitts befindet und wobei die flexiblen Anschlüsse in Form von Bälgen (k_s 5) ausgebildet sind und wenigstens ein zusätzlicher Balg (9) vorgesehen ist, um den Druck am Einlaßendabschnitt des beweglichen Rohrs aufzuheben.

12) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe ermittelt wird, nämlich der von aussen wirkenden Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (1), wobei der Aufbau derart ist, daß das bewegliche Rohr etwa L-Form mit einem am Einlaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse (O) in der Ebene liegt,in der sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet und wobei jeder flexible Anschluß in Form eines Balgs (4, 5) ausgebildet und ferner wenigstens ein zusätzlicher Balg (9) vorgesehen ist, um den Druck am Aüslaßendabschnitt des beweglichen Rohrs aufzuheben.

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13) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser, derjenigen Bauart ist, bei welcher die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe ermittelt wird, nämlich die von aussen angelegte Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs, wobei der Aufbau so getroffen ist; daß das bewegliche'Rohr (1) etwa L-Form mit einem am Auslaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Auslaßrohrabschnitts befindet und. wobei der flexible Anschluß am Auslaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs (1) bildenden flexiblen Rohrs ausgebildet und wenigstens ein zusätzlicher Balg (9) vorgesehen ist, um den Druck am Einlaßendabschnitt des beweglichen Rohrs aufzuheben.

14) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate durch Messen lediglich einer Größe ermittelt wird, nämlich die von aussen wirkende Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (1), wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr. (1) etwa L-Form mit einem am Einlaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse (0) in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet und wobei der flexible Anschluß am Einlaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs bildenden flexiblen Rohrs ausgebildet

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ist und ferner wenigstens ein zusätzlicher Balg (9) vorgesehen ist, um den Druck am Auslaßendabschnitt des beweglichen.

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Rohrs aufzuheben.

15) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjeningen Bauart ist, bei dem die Durchflußrate durch Messen lediglich einer Größe, nämlich einer abgeleiteten Größe ermittelt wird, d.h. durch Ermittlung des Differenzdrucks, der die Differenz zwischen dem Druck in einem zusätzlichen Balg (9) und dem Druck am Einlaßende des beweglichen Rohrs wiedergibt, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr (1) etwa L-Form mit einem am Auslaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse (O) in der Ebene liegt, in der sich die Achse des . geraden Auslaßrohrabschnitts, befindet, und wobei jeder flexible Anschluß in Form eines Balgs (4, 5) ausgebildet ist und wobei ferner der zusätzliche Balg (9) mit dem Balg am Einlaßende in der Weise verbunden ist, daß das bewegliche Rohr durch Regulierung des Drucks im zusätzlichen Balg in seine Null-Stellung zurückgeführt werden kann.

16) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe, nämlich einer abgeleiteten Größe ermittelt wird, d.h. durch Ermittlung

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des die Differenz zwischen dem Druck in einem, zusätzlichen Balg (9) und dem Druck am Auslaßende desbeweglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdrucks, wobei der Aufbau derart ist, daß das bewegliche Rohr etwa L-Form mit einem am Einlaßende endenden geraden Rohrabschnitt aufweist und die feststehende Drehachse in der Ebene liegt, in der/ sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet .und wobei jeder flexible Anschluß ein Balg (4, 5) ist und der zusätzliche Balg (9) mit dem Balg am Auslaßende derart in Beziehung steht, daß das be- wegliche Rohr durch Regulierung des Drucks im zusätzlichen Balg in seine Null-Stellung zurückgeführt werden kann.,

17) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe, nämlich einer abgeleiteten Größe ermittelt wird,' d.h. durch Ermittlung des die Differenz zwischen dem Druck in einem zusätzlichen Balg % (9) und dem Druck am Einlaßende des beweglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdrück, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr etwa L-Porm mit einem am Auslaßende endenden geraden Abschnitt aufweist und die feststehende Drehachse (0) Inder Ebene liegt, -in der sich die Achse des geraden Auslaßrohrabschnitts befindet und wobei der flexible Anschluß (5).am Auslaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs bildenden flexiblen Rohrs ausgebildet

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ist und mit dem flexiblen Anschluß am Einlaßende der zusätzliche Balg in einer derartigen Beiziehung steht, daß das bewegliche Rohr durch Regulierung des Drucks im zusätzlichen Balg in seine Null-Stellung zurückgeführt werden kann.

18) Durchflußmesser nach Anspruch I₃ dadurch' gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe, nämlich einer abgeleiteten Größe ermittelt xfird, nämlich durch Ermittlung des die Differenz zwischen dem Druck in einem zusätzlichen Balg (9) und dem Druck am Auslaßende des beweglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdrucks, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliehe Rohr etwa L-Form mit einem am Einlaßende endenden geraden Abschnitt besi.tzt und die feststehende Drehachse (0) in der Ebene liegt, in der sich die Achse des geraden Einlaßrohrabschnitts befindet und wobei der flexible Anschluß am Einlaßende in Form eines einen integralen Bestandteil des beweglichen Rohrs bildenden flexiblen Rohrs ausgebildet ist und der zusätzliche Balg mit dem flexiblen Anschluß am Auslaßende derart in Beziehung steht, das durch Regulierung des Drucks im zusätzlichen Balg das bewegliche Rohr in seine Null-Stellung zurückgeführt werden kann.

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19) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen zweier Größen,nämlich abgeleiteter Größen ermittelt wird, d.h. durch Ermittlung des die Differenz zwischen dem Druck am Einlaßende und dem Druck am Auslaßende des beweglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdrucks und der von aussen wirkenden Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs (1), wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse (7) umschlossen ist und eines der flexiblen Anschlüsse am Einlaß- und Auslaßende des beweglichen Rohrs so ausgebildet ist, daß er den Drück am zugeordneten Ende mit dem Druck ausserhalb des bewegliehen Rohrs gleich'macht.

20) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflussmesser derjenigen Bauart ist, bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen zweier abgeleiteter Größen ermittelt wird, nämlich dem die Differenz zwischen dem Druck am Einlaßende und am Auslaßende des bexieglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdruck und dem die Differenz zwischen dem Druck am Auslaßende und dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdruck, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse (7) umschlossen ist und Mittel vorgesehen sind, um den Druck ausserhalb des betireglichen Rohrs in der Wei-

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se zu regulieren, daß das bewegliche Rohr fortlaufend in seiner Null-Stellung gehalten werden kann.

21) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist,bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe, nämlich der von aussen ausgeübten Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs ermittelt wird, wobei der Aufbau derart ist, daß zwei zusätzliche Bälge derart vorgesehen sind, daß der Druck am Einlaßende und der Druck am Auslaßende des beweglichen Rohrs aufgehoben wird.

22) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser derjenigen Bauart ist, bei welcher die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer Größe ermittelt wird, nämlich der von aussen ausgeübten Drehkraft zur Ausbalancierung des beweglichen Rohrs, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse (7) umschlossen ist und einer der flexiblen Anschlüsse am Einlaß- und Auslaßende des beweglichen Rohrs so ausgebildet ist, daß der Druck am zugeordneten Ende mit dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs gleich gemacht wird und wobei ein zusätzlicher Balg derart mit dem anderen flexiblen Anschluß betrieblich verbunden ist, daß der Drück am zugeordneten Ende aufgehoben wird.

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23) Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser, derjenigen Bauart ist, "bei der die Durchflußrate (Q) durch Messen lediglich einer abgeleiteten Größe ermittelt wird, nämlich dem die Differenz zwischen dem Druck in einem zusätzlichen Balg und einem der Drücke am Auslaß- und Einlaßende des beweglichen Rohrs wiedergebenden Differenzdruck, wobei der Aufbau so getroffen ist, daß das bewegliche Rohr Cl) vollständig und dicht von einem stationären Gehäuse (7) umschlossen ist und einer der flexiblen Anschlüsse am Einlaß- oder Auslaßende des beweglichen Rohrs so ausgebildet ist, daß der Druck am zugeordneten Ende mit dem Druck ausserhalb des beweglichen Rohrs gleichgemacht wird und wobei der zusätzliche Balg derart betrieblich mit dem anderen flexiblen Anschluß verbunden ist, daß das bewegliche Rohr durch Regulierung des Drucks im'zusätzlichen Balg in seine Null-Stellung, zurückgeführt werden kann.

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