DE1773118A1 - Umlaufender Fluessigkeitsmengenzaehler - Google Patents

Description

5830-68/Dr.Sd/Ja

(ρ 19509)

Rotron Manufacturing Company, Inc.,Woodstock, Ν.Ύ.

(V.St.A.)

Umlaufender Flüssigkeitsmengenzähler

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Flüssigkeitsmengenzähler, beispielsweise der Peltonräder oder der umlaufenden Zähler mit Wirbelbildung und bezieht sich im einzelnen auf eine Eicheinrichtung zur Beeinflussung des Verhältnisses von Motorgeschwindigkeit und Flüssigkeitsdurchsatz .

Umlaufende Flüssigkeitsmengenzähler ermöglichen die Messung der Geschwindigkeit von Flüssigkeiten durch Benutzung eines Schaufelrades oder Motors zur Angabe der Flüssigkeitsgeschwindigkeit in dem Wiroel. Beispielsweise kann in einem Wirbelgeschwindigkeitsmesser die Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit Innerhalb eines in einer Wirbelkammer entstehenden Wirbel durch geeignete Bemes- eungsmaßnahmen in ein lineares Verhältnis zu der Durch -

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— ρ —

Satzgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Meßleitung gebracht werden. Die Anzahl der Umläufe des Motors kann daher dadurch gezählt werden, daß man den Motor mechanisch oder elektrisch an einen geeigneten Zählmechanismus ankuppelt und daß man die Angabe dieses Zählmechanismus mit einem Faktor multipliziert um den Volumenwert des Flüssigkeitsstromes zu erhalten. In der amerikanischen Patentschrift 2.906.121 (Knauth) ist einBeispiel eines Wirbelgeschwindigkeitsmessers beschrieben, welches durch die Erfindung verbessert werden soll.

Wie oben bereits bemerkt soll die Drehgeschwindigkeit des Rotors eine lineare Funktion der Geschwindigkeit des Flüssigkeitsdurchsatzes durch das Meßgerät sein. Wie in der amerikanischen Patentschrift 3.091,118 (Hubbard), dessen Patentinhaber gleich der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung ist, ist eine Meßeinrichtung beschrieben, bei welcher der Flüssigkeitsdurchsatz durch einen Wirbelgeschwindigkeitsmesser außer demWirbelfluß im wesentlichen 3 Flüssigkeitssysteme enthält, nämlich den Hauptfluss , der durch den Wirbel gemessen wird, einen vom Hauptfluss abgezweigten Nebenfluss und einen weiteren Fluss, der aus dem in den Wirbel eintretenden und den Wirbel verlassenden Fluss besteht. Diese Flusssysterae sind miteinander verknüpft und beim Entwurf des Meßgerätes müssen alle j5 Flußsysteme berücksichtigt werden. Die zuletzt genannte araeri-

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kanische Patentschrift enthält ein Meßgerät, welches auf optimale Präzision konstruirt ist und mit welchem jedes der 3 o.g. Flußsysteme beeinflußt werden kann.

Die Erfindung bezieht sich auf Eicheinrichtung für Rotorflußmesser und enthält nicht nur Wirbelflußmesser sondern auch Peltonräder, welche es erlauben den Meßfaktor zu ändern, um ein Optimum an Wirkungsweise innerhalb eines Bereiches von Betriebsbedingungen dadurch einzustellen, daß man die verschiedenen Flussoedingungen in dem Meßgerät verändert. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht hat die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Eicheinrichtung den wichtigen Vorteil, daß sie nicht nur eine gute Eichung liefert, sondern auch in der praktischen Ausführung sehr billig ausfällt. Im einzelnen enthält die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Eicheinrichtung einen ztur Eichung dienenden bolzenförmigen Körper, welcher in dem Flüssigkeitsweg so angeordnet ist, daß er in diesen Flüssigkeitsweg hinein verschiebbar und aus dem Flüssigkeitsweg heraus entfernbar ist. Dieentsprechende Anordnung enthält ein mit einem Gewinde versehenes Befestigungsstück, welches mit dem bolzenförmigen Körper gekuppelt ist und eine Vorrichtung, welche eine Drehbewegung des bolzenartigen Körpers verhindert, während dieser in den Flüssigkeitsweg hineingeschraubt, d.h. der Achse des Flüssigkeitsstrotnes angenähert und aus diesem Flüssigkeitsstromes wieder entfernt wird. Die Fläche des bolzenförmigen Körpers, wel-

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ehe dem Rotor zugewendet ist ist konvex und gleichmäßig gekrümmt, sodaß ein störungsfreier Verlauf des Plüssigkeits Stroms über den bolzenförmigen Körper hinweg gewährleistet ist. Unter Umständen kann es von Vorteil sein am Scheitelpunkt des bolzenförmigen Körpers ein Plättchen anzuordnen, sodaß die Grenzschicht des Flüssigkeitsstroms turbulent verläuft und somit ein Übergang zwischen laminaren und turbulenten Grenzschichten vermieden wird. Die Wirkung des bolzenförmigen Körpers besteht darin, eine veränderliche Venturiwirkung in der Nähe des Rotors hervorzurufen und die Geschwindigkeitdes Flüssigkeitsstromes durch den Querschnitt zu erhöhen oder zu vermindern. Die Geschwindigkeitsänderung in dem Flußsystem wird durch den Rotor angezeigt und daher kann bei konstantem Flüssigkeitsdurchsatz die Drehgeschwindigkeit des Rotors je Einheit des Flüssigkeitsvolumens im Wirbelfluß in geeigneter Weise geändert werden, um eine Zähleranzeige zu erreichen, welche proportional dem Volumenfluß ist. Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in welcher

Flg. 1 eine Seitenansicht des Meßgerätes längs einer in der Flußrichtung verlaufenden Schnittebene ist;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Ausführungsform nach Fig. 1 darstellt, bei welcher die Schnittebene längs der Ebene 2-2 in Figur 1 geführt ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des bolzenförmigen Körpers ist, welcher auch das oben bereits erwähnte Plättchen enthält und

Fig. 4 eine Stirnansicht der Anordnung nach Fig. 3 darstellt. 10 9 8 3 6/0429

In Figur 1 und 2 enthält das Meßgerät ein im ganzen mit Io bezeichnetes Gehäuse mit einem Durchtrittkanal 12, der rohrförmige Ansätze 14 und 16 enthält, an wdßhe mittels Gewindekupplungen 18 und 20 Rohrleitungen 22 und 24 angesetzt sind, durch welche hindurch die zu messende Flüssigkeit verläuft. In der Mitte des Körper 10 befindet sich eine vergößerte Wirbelkammer 26, in welcher die Wirbelströmung erzeugt wird. Der Wirbelfluß treibt einen in Form eines Schaufelrades ausgeführten Rotor 28 auf einer Welle 30 an, die in Lager J2 in den Seiten-wänden 3>4 und ;56 des Gehäuses 10 läuft. Die Welle J>0 durchstößt die Seitenwand y\ und ist an einen geeigneten elektrischen oder mechanischen Zählmechanismus, der in der Zeichnung nicht mehr dargestellt ist, angekuppelt, welcher die Zahl der Umläufe des Rotors 28 zählt und entweder eine sichtbare Anzeige an einer Ableseeinrichtung oder ein elektrisches Signal liefert, welches entweder angezeigt oder anderweitig in eine nutzbare Form umgewandelt wird.

Die Wand des Gehäuses 10, welche dem Rotor 28 gegenüberliegt ist mit einem Ansatz 40 (Fig. 2) versehen, innerhalb dessen ein Aufnahmeraum 42 für einen bolzenartigen Körper 44 vorhanden ist. Der bolzenartige Körper 44 enthält einen Hauptteil 46 von in der Zeichenebene der Fig. 1 ovaler Form. Die dem Rotor 28 zugewendete Begrenzungsfläche dieses Körpers 46 besteht aus Erzeugenden, welche

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paralell zu der Rotorwelle ~j>0 verlaufen. Der bolzenartige Körper 44 ist so angeordnet, daß er durch eine durch die Rotorwelle verlaufende Ebene, die senkrecht zu der Durchflußöffnung 12 gerichtet ist in zwei gleichgroße Hälften zerlegt wird. Die Fläche 48 des bolzenartigen Körpers verläuft somit symetrisch zu dieser Ebene. Man kann jedoch den .bolzenartigen Körper auch in der Strömungsrichtung gesehen gegenüber der Anordnung in Fig. 1 verlagern oder entgegen gesetzt der Strömungsrichtung gegenüber der in Fig. 1 eingezeichneten Lage anordnen, sofern der Strömungsverlauf durch das Gehäuse 10 durch den bolzenartigen Körper beeinflußt werden kann.

Der Hauptteil 46 des bolzenartigen Körpers 44 ist auf einem Stab 50 angebracht, welcher mit einem Gewinde in eine AoscBilußplatte 52 des Nippels 40 eingreift. Zwischen dem Hauptteil 46 und den Stab 50 ist gemäß Fig. j5 und 4 ein Drehgelenk vorhanden, sodaß der Hauptteil 46 sich bei derDrehoewegung des Stabes 50 nach oben oder unten nicht verdreht. Um eine solche Verdreheung des Hauptteils 46 zu verhindern, greift ein Stift 54, der auf der Platte 52 befestigt ist in einen Kanal im Hauptteil 46 ein. Somit ist der Hauptteil 46 stets zu der Kanalöffnung 12 richtig orientiert und läßt sich dort nach oben oder unten verschieben.

Im Betrieb wirddas Meßgerät dadurch geeicht, daß 109836/0A29 - 7 -

man den oolzenartigen Körper 44 durch Drehung des Stabes 50 in Richtung auf den Rotor hin verstellt oder von diesem Rotor entfernt. Je nach der Einstellung dieses bolzenartigen Körpers wird in kleinerem oder größerem Ausmaß ein Venturieffekt erzeugt und zwar ist wenn der bolzenartige Körper sich näher an dem Rotor befindet die Geschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Meßgerät hindurch vergrößert und wenn der bolzenartige Körper sich in grösserer Entfernung vom Rotor befindet die Geschwindigkeit verkleinert. Jede Geschwindigkeitsänderung beeinflußt die Wirbelbildung und somit die Umlaufgeschwindigkeit des Rotors und die Einstellung dieses bolzenartigen Körpers ermöglicht es also die Ablesung des Meßgerätes für einengegebenen Fluß zu ändern.

Fig. J3 und 4 zeigen einen bolzenartigen Körper 44' von einer der Fig. 1 und 2 sehr ähnlichen Form, lediglich mit der Ausnahme, daß sich an dem Scheitel des bolzen-. artigen Körpers ein Plättchen 60 befindet, welches sich über die gesamte Länge dieses Scheitels erstreckt. Dieses Plättchen hat die Wirkung,daß die Grenzschicht der Strömung an der Oberfläche 48* turbulent verläuft, sodaß nicht innerhalb der Strömung an anderen Stellen ein Übergang zwischen einer laminaren Strömung und einer turbulenten Strömung eintreten kann. Hierdurch wird der Hinfluß der Zähigkeit der Flüssigkeit auf den Motor verkleinert.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.) Umlaufender Flüssigkeitsinengenzähler mit einem Rotor, der wenigstens zum Teil in einem von der zu messenden Flüssigkeitsmenge durchsetzten Querschnitt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Beeinflussung des Verhältnisses von Motorgeschwindigkeit und Flüssigkeitsdurchsatz ein bolzenartiger Körper senkrecht zur Querschnittsachse in den Flüssigkeitsweg hinein verschieboar und aus dem Flüssigkeitsweg heraus entfernbar angeordnet ist und daß der Flüssigkeitsstrom zwischen dem Rotor und dem bolzenartigen Körper frei hindurchtreten kann.

2.) Zähler nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der oolzenartige Körper einen Teil enthält, der in den Flüssigkeitsweg hineinreicht und der dem Rotor eine glatte, gekrümte, konvexe Oberfläche zuwendet.

5·) Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bolzenartige Körper in derjenigen Ebene, welche in der Ebene der Strömung liegt, eine ovale Form besitzt.

4.) Zähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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die konvexe Oberfläche des bolzenartigen Körpers symetrisch zu einer Ebene verläuft, die den Flüssigkeitsstrom senkrecht durchsetzt und durch die Achse des Rotors hindurchgeht.

5.) Zähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Scheitelpunkt der konvexen Fläche des bolzenartigen Körpers ein in den Flüssigkeitsstrom hineinreichendes Plättchen befindet, das eine turbulente Grenzschicht in den Flüssigkeitsstrom erzeugt und einen Üoergang zwischen laminaren und turbulenten Schichten im Flüssigkeitsweg verhindert.

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