DE1648173B2 - Venturidurchflußmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Venturidurchfiußmesser mit einer in eine Rohrleitung einsetzbaren Düse, die aus zwei kegelstumpfförmigen Elementen besteht, die an ihrem kleinsten Durchmesser miteinander verbunden sind und an dieser Stelle eine Verengung bilden, an der eine Öffnung zum Abgreifen des niederen Druckes vorgesehen ist, wobei die in die Rohrleitung eingeschobene Düse nur an dem stromaufwärtigen Ende des ersten in Strömungsrichtung konvergierenden Elements mit der Rohrleitung verbunden ist und der Außendurchmesser des stromabwärts gelegenen Endes des zweiten in Strömungsrichtung divergierenden Elements kleiner ist als der Innendurchmesser der Rohrleitung, so daß ein Durchlaß für einen Druckausgleich vom Inneren der Düse zum ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Düse und der Innenseite der Rohrleitung besteht.

Venturidurchflußmesser dieser Art sind aus der DE-PS 9 28 371 und aus der FR-PS IO 42 073 bekannt. Derartige Durchflußmesser können mit einem annehmbaren Ansprechverhalten zu einem angemessenen Preis hergestellt werden, wenn der Durchmesser des Rohres etwa 10 cm oder weniger beträgt. Das Herstellen derartiger Durchflußmesser für Anordnungen mit größeren Durchmessern führt zu unerschwinglichen Kosten, wobei die Kosten mit dem Anwachsen des Durchmessers des Gerätes ansteigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Durchflußmesser mit gutem Ansprechverhalten zu schaffen, dessen Herstellungskosten gering sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Venturidüse aus Blechmaterial hergestellt ist, und daß zur Abnahme des höheren Druckes eine Röhre vorgesehen ist, die durch eine Öffnung in der Wand des ersten konischen Elements in ditir Nähe der Verengung nur geringfügig mit ihrem verschlossenen Ende in die Düse hineinragt und die eine seitliche stromaufwärts

ϊ gerichtete Staudruckentnahmeöffnung aufweist.

In vorteilhafter Weise wird durch die Erfindung ein Durchflußmesser geschaffen, d«;r sowohl billig hergestellt werden kann, als auch nu:h auf außerordentlich geringe lineare Strömungsgeschwindigkeiten anspricht,

H) so daß auch mit sehr geringen !Strömungsgeschwindigkeiten noch Steuerungen durchgeführt werden können. In vorteilhafter Weise kann die Röhre von dei Öffnung zum Abnehmen des niederen Druckes in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein.

I^ Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht eines Abschnitts einer Rohrleitung, in welcher die !Erfindung Verwendung findet.

F i g. 2 einen axialen Längsschnitt durch den Rohrabschnitt gemäß Fig. 1, der die Konstruktion zur Erzeugung von Druckdifferenzen darstellt,

Fig.3 die im Bereich der linken Seite der Fig.2 dargestellten Elemente in vergrößertem Maßstab,

->'■ F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 4-4 der F i g. 1 und

Fig.5 eine schematische Darstellung eines üblichen Venturimeters.
Die Erfindung ist auf eine Anordnung innerhalb eines

to Rohres gerichtet, das ein Teil der Rohrleitung ist, die eine Flüssigkeit führt, von welcher die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden soll. Der Rohrabschnitt 10 kann in herkömmlicher Weise aus Grob-Material hergestellt sein, das den Drücke ι standhält, mit welchen

.«■> die Flüssigkeit in der Rohrleitung fließt. Der Rohrabschnitt 10 kann jede geeignete Größe und einen Durchmesser größer als etwa 10 cm (4") haben; er kann an den Enden mit Flanschen 11 und 12 zur Verbindung mit weiteren Rohrabschnitten tier Rohrleitung 15 ausgerüstet sein. Die Flußrichtung verläuft in der Zeichnung von links nach rechts in der vom Pfeil 14 in F i g. 2 gezeigten Richtung.

Die gegeneinander konisch verlaufenden Abschnitte sowie die Verengung der Konstruktion, welche die

4> Druckdifferenzen als Folge der durch die Verengung fließenden Flüssigkeit erzeugt sind, aus einem z. B. leichten Meßgeräte-Blechmaterial hergestellt. Durch diese Anordnung werden Maschinenbearbeitungskosten und andere Herstellungskosten eingespart, die bei

w der Herstellung dieser Abschnitte anfallen, wenn sie als Ganzes zusammen mit der Wand des Rohres 10 angefertigt werden. Der Aufbau innerhalb des Rohrabschnitts 10 umfaßt einen ersten kegelstumpfförmig verlaufenden konischen Teil oder ein Element 16,

■» welches in Richtung des Strömungsflusses in die Verengung 17 konvergiert. Der daran anschließende rohrförmige Aufbau umfaßt einen zweiten kegelstumpfförmig verlaufenden Teil oder ein Element 18, welches von der Verengung 17 aus in Richtung des Strömungsflusses konisch auseinanderläuft. Der konische Teil 18 hat an seinem stromabwärts gelegenen Ende 19 einen Durchmesser, der nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrat Schnitts 10 ist. Dieses stromabwärts gelegene Ende I¹) ist nicht an dem Rohr

fei 10 befestigt, sondern bildet mit der Außenseite des Elements 18 und der Innenseile des Rohres 10 einen kreisförmigen Durchlaß 24. Das stromaufwärts gelegene Ende 21 des ein Energieumsetzungssystem bildenden

Blechmaterials ist an dem Rohr 10, wie in Fig.3 dargestellt, befestigt

Der ringförmige Durchlaß 24 zv, ischen der Außenseite des Endes 19 und der Innenoberfläche 22 des Rohres 10 läßt die unter Druck stehende Flüssigkeit in den ringförmigen Bereich 26 eindringen, der sich zwischen der Außenseite der Blechmaterialanordnung und dem Rohr 10 befindet. Auf diese Weise werden die verhältnismäßig dünnen Wände des Energieumwand-Iers während des Gebrauchs der Anordnung nicht verbogen oder zerstört, da kein ausreichender Druckunterschied zwischen der Innenseite und der Außenseite der Blechmaterialanordnung besteht Die Herstellung der Teile 16 und 18 aus Blechmaterial vereinfacht die Anfertigung unter Einhaltung von Toleranzen, welche einen Nutzeffekt in der Nähe von 100% liefern, und mit einem Bruchteil der Kosten, weiche erforderlich sind, um die konischen inneren Oberflächen aus dem Inneren eines langen Rohres herauszuarbeiten. Das Fehlen der Befestigung des Endabschnitts des Teils 19 am Rohr 10 schafft eine Anordnung, die alle Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten der die Energie umsetzenden Anordnung und des Rohres aufnimmt, ohne daß dabei unerwünschte Spannungen in der Blechkonstruktion hervorgerufen werden.

Eine erste zum Teil aus einer Röhre 28 geformte Drucksonde 27 ist an der Außenseite der Blec' ..lordnung angeschweißt und erstreckt sich durch eine Öffnung in der Wand des Rohres SO. Die Röhre 28 kann an ihrem äußeren Ende mit einem Anschlußstück 29 versehen sein. Eine kleine öffnung 31 ist im Blechmaterial an der Verengung 17, wie in F i g. 3 und 4 dargestellt, angebracht, und zwar innerhalb des Umfangs der Röhre 28. Eine zweite Drucksonde 32 von ähnlichem Aufbau besteht aus einer Röhre 33, welche sich durch eine öffnung in der Wand des konischen Teils 16 erstreckt. Das innere Ende der Röhre 33 ist, wie in Fi g. 3 mit dem Bezugszeichen 34 dargestellt, verschlossen. Die Röhre 33 ragt etwas in den verengten Teil der Anordnung, jedoch nicht in einen Bereich innerhalb des Durchmessers der Verengung 17. Die Röhre 33 kann an den konischen Teil 16 angeschweißt sein und erstreckt sich durch eine öffnung in der Wand des Rohres 10. Ein Anschlußstück 36 kann an dem äußeren Ende der Röhre 33 vorgesehen sein. Die AnschlußstOcke 29 und 36 sind gegenüber der Wand des Rohres 10 abgedichtet. Aus der F i g. 3 ergibt sich, daß die zweite Drucksonde 32 mit Bezug atif die erste Drucksonde 27 stromaufwärts angeordnet ist. Diese beiden Drucksonden sind auch in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, wie aus Fig.4

-> entnommen werden kann. Eine kleine Eintrittsöffnung 37 ist an der Röhre 33 vorgesehen und stromaufwärts entgegen der mit dem Pfeil 14 angezeigten Strömungsrichtung gerichtet In einer beispielsweisen Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Eintrittsöffnung 37 ungefähr die Hälfte des Durchmessers der Öffnung 31.

Bei einem üblichen in F i g. 5 dargestellten Venturi-Meter sind die Durchmesser D\ und D 2 einander gleich. Der Druck an der Stelle Pi ist der statische Druck. Der Druck P2 ist kleiner als der Druck P1, wenn eine Flüssigkeitsströmung durch die Verengung fließt, da dort eine Beschleunigung der Strömung als Folge der Geschwindigkeit in der Verengung auftritt, wo der Druck Γ2 abgenommen wird. Diese an Stellen außerhalb der Strömungsachse w.-j am Umfang des Strömungsbereiches abgenommenen D~ücke zeigen das Druckgefälle und Geschwindigkeitsgefälle an, wie dies mit dem schraffierten Teil des Manometers 41 dargestellt wird. Wenn das offene Ende des Pitotrohres

2S in dei Achse des Druckbereiches P2 stromaufwärts gerichtet ist, trifft die Strömung auf das offene Ende des Pitotrohres. In diesem Fall wird das Geschwindigkeitsgefälle zu dem statischen Druckgefälle addiert, und es wird ein Druck erzeugt, der größer als der statische

ω Druck ist. Diese Anordnung des Pitotrohres ist besonders nützlich, um damit eine größere Druckdifferenz anzuzeigen, wenn die Strömung durch die Rohrleitung einen extrem niedrigen Wert hat.
Die vorliegende Erfindung verhindert Druckverluste,

j-, die von derartigen Pitotrohranordnungen hervorgerufen werden. Die Drucksonde 17 dient der Anzeige des Drucks am Punkt der größten Beschleunigung. Die Drucksonde 32 ist so nahe wie möglich an de-,η Punkt der größten Beschleunigung angeordnet und nimmt den Gesamtdruck durch die Eintrittsöffnung 37 ab. Die D; ucksonden 27 und 32 greifen Differentialdrücke an den Steilen ab, wo diese Differentialdrücke je nach der Geschwindigkeit der an den Öffnungen 31 und 37 vorbeifließenden Strömung am größten oder am kleinsten sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Venturidurchflußmesser mit einer in eine Rohrleitung einsetzbaren Düse, die aus zwei kegelstumpfförmigen Elementen besteht, die an ihrem kleinsten Durchmesser miteinander verbunden sind und an dieser Stelle eine Verengung bilden, an der eine öffnung zum Abgreifen des niederen Druckes vorgesehen ist, wobei die in die Rohrleitung eingeschobene Düse nur an dem stromaufwärtigen Ende des ersten in Strömungsrichtung konvergierenden Elements mit der Rohrleitung verbunden ist und der Außendurchmesser des stromabwärts gelegenen Endes des zweiten in Strömungsrichtung divergierenden Elements kleiner ist als der Innendurchmesser der Rohrleitung, so daß ein Durchlaß für einen Druckausgleich vom Inneren der Düse zum ringförmigen Bereich zwischen der Außenseite der Düse und der Innenseite der Rohrleitung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Venturidüse aus Blechmaterial hergestellt ist und daß zur Abnahme des höheren Druckes eine Röhre (33) vorgesehen ist, die durch eine öffnung in der Wand des ersten konischen Elements (16) in der Nähe der Verengung nur geringfügig mit ihrem verschlossenen Ende (34) in die Düse hineinragt und die eine seitliche stromaufwärts gerichtete Staudruckentnahmeöffnung aufweist.

2. Venturidurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre (33) von der öffnung (31; zum Abnehmen des niederen Druckes in Umfangsrichtung versetzt .!geordnet ist.