DE1773337C - Vorrichtung zur Entnahme der Drucke fur eine Differenzdruck Meßeinrichtung fur Flüssigkeiten, z B mit Druckentnah mestellen beidseits einer Meßblende - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme der Drücke für eine Differenzdruck-Meßeinrichtung für Flüssigkeiten, ι. B, mit Druckentnnhmestellen beidseits einer Meßblendc, und mit von dieser zu einem Meßgerät führenden Lei-Hingen.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art ist eine fehlerfreie Wirkdruckentnahme nicht erzielbar, wenn in den Leitungen zum Meßgerät eine Verdampfung der Flüssigkeit einsetzt, weil sich die Lage der ['liasL'iitrennfläche, insbesondere hei im Betrieb auftretenden Druckschwankungen, fortgesetzt verändern kann. Dabei stellt die Masse der in der Wirkdruckleitung befindlichen Flüssigkeit im Zusammenwirken mit dem tragenden elastischen Dampf- oder Gaspolster ein schwingungsfähiges System dar, das, unterstützt durch abwechselnde Verdampfung und schlagartige Kondensation, sich zu weiteren Druckschwankimi>en aufschaukeln kann, so daß der tatsächliche Wirkdruck am Meßgerät nicht mehr bestimmbar ist. ao Bei Flüssigkeiten, Jie sich nahe ihrer Sättigungs-Umperatur befinden, können deshalb bei einer der üblichen Druckentnahmen nach Hampson große und nicht vorausbestimmbare Fehler des angezeigten Wirkdruckes auftreten.

Mit de erfindungsgemäßen Einrichtung soll eine praktisch fehlerfreie Wirkdruckentnahme mit einem möglichst gcriniren Aufwand und bei höchster Be-Iriehssicherheit ermöglicht werden, wobei diese auch für Menjienmessungcn von Flüssigkeiten, deren Tem- 3" puatur sich nahe ''irem Siedepunkt befindet, mit !•!eich gütern Ergebnis anwendbar sein soll.

Zur Lösung dieser Aufgaoc wild vorgeschlagen, daß in die mit hohem Wärmele<twer* ausgebildeten Leitungen ein kurzes, einen möghchst geringen Wärmelcitwert besitzendes, zumindest annänernd senkrecht angeordnetes Leitungssliick eingesetzt ist, daß in dem Leitungsteil unterhalb des Leitungsstiickcs d'c Temperatur der Flüssigkeit herrscht und daß in dem vom Leitungsstück zum Meßgerät füh- !'•ntlcn I.citungsleil eine über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegende Temperatur durch Wärmezuleitung pciTcbcn ist.

Durch diese Anordnung ist in dem kurzen Leilungsstiick in Achsrichtung ein sehr steiles Tempcrfi;ii!j''jfiillc cr/cui'- und aufrechterhaltbar, so daß sich clic I acc der Phascntrcnnflüchc auch bei Druckscliw:inkun"cn nur in einem sehr kleinen, für die McfV'cn:iui"kcit praktisch unbedeutenden Bereich vcriindcrn kann. Bei einer besonders zweckmäßigen 5» Aiisfiihruivsform können die eingesetzten Lcitungssiiickc in der Nähe der Druckcntnahmestcllen an«co'dn.'t sc^;n, d. h. die Lcitun^sstücke können direkt .'in c'ncr eine Mcßblcrtdc aufnehmenden Rinpkammcr .'!!'"cbrachl sein, wodurch die Ausführung sehr einfach und stabil ist. Zur Erzielung des erforderlichen Wiirmcflusscs in dem vom Lcitungsstiick /um Mcßiniiit führenden I.cititnestcil kann an diesem eine I fci/vnrrichtunc vorgesehen »ein, die im Falle der Mc.sttni? vnn lief siedenden Flüssigkeiten in einfacher βο und betriebssicherer Weise dadurch gebildet werden kiinn. daß der aus der Isolation herausführende Lei· liiiR'sicil mit großer wiirmcaufnehmcndcr Obcrflücho /um Würmckontakt mit dem Umgcbungstcmpcraturniuiiii nusrcfiihrt ist oder mit normale Raumtemp*- inliir h/ibcndcn, entsprechend große Masse besit?enden Bauteilen der Anlage wärmeleitend verbunden ist Diese Bauteile können z. B. ein Behältcrmantcl und/oder Anschlußflansche usw. sein. Für den Fall, daß eine eigene Heizvorrichtung vorzusehen ist, kann diese in beliebiger Weise ausgebildet sein. Ist mit erheblichen und kurzzeitig auftretenden Schwankungen der Flüiisigkeitsdrucke zu rechnen, so kann eine Stabilisierung dadurch weiter verbessert werden, daß an den Leitungsteilen oberhalb des Leitungsstückes — bevorzugt in der Nähe der Verbindung mit dem Leitungsstück — wärmespeichernde Massen angeordnet sind. Die wärmespeichernden Massen können in vorteilhafter Weise wärmeleitend miteinander verbunden sein,, wodurch eine weitere Stabilisierung der Wirkdruckentnahme und außerdem eine Niveaugleichheit der Phasentrennflächen bei Druckschwankungen erzielbar ist.

!n den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung scluimatisch dargestellt. Dabei veranschaulichen

Fig. 1 deis allgemeine Prinzip und

F i g. 2 in einem zugeordneten Schaubild den Verlauf der Temperatur im Leitungsstück und den anschließenden Leitungsteilen;

Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit einer in einer Ringkammer angebrachten Meßblende in einer Rohrleitung.

F i g. 1 zeigt den wesentlichen Abschnitt einer von einem GcfU;i für die zu messende Flüssigkeit zu einem Meßgerät führenden Leitung. Dabei ist das Leitungsteil 1 an seinem abgebrochenfen End: bis zu dem nicht gezeichneten Gefäß und das Leitungsteil 2 an seinem abgebrochenen Ende bis zu dem nicht gezeichneten Meßgerät verlängert zu denken. Die beiden Leitungsteile 1 und 2 sind mittels eines Leitungsstückes 3 derart miteinander verbunden, daß sich ihre Stirnflächen im kurzen Abstand einander gegenüberliegen. Der Leitungsteil 2 besitzt infolge seiner Querschnittsbemessung und seiner Materialwahl, er ist z. B. aus Kupfer oder einer Aluminiumlegierung, einen hohen Wärmeleitwert. Außerdem ώ. ihm eir.w Temperatur gegeben, die über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegt. Das Leitungsteil 1 hat die Temperatur der Flüssigkeit, ist also kalter als das Leitungsteil 2. Das Leitungsstück 3 hat infolge seiner Querschnittsbcmcssung und seines Materials, z. B. ein austenitischcr oder Chromnickelstahl oder ein wärmeschlechtlcitender Kunststoff, einen möglichst kleinen Wärmelcitwert, so daß sich zwischen den Stirnflächen der Leitungsteile 2 und * ein hoher Temperaturabfall einstellt und der unvermeidliche Wärmefluß vom Leitungsteil 2 zum Leitungsteil i trotzdem möglichst gcriüg ist. Die trotzdem übertragene kleine Wärmcmcngc wird durch den Leitungsteil 1 und gegebenenfalls durch die Flüssigkeitssäule in diesem abgeführt. Die flUssigkcitsscitigc Anordnung des Leitungsteilcs 1 ist so getroffen, daß die Flüssigkeitssäule bis in das I citungsstück 3 ansteigt und in diesem einen Flüssigkeitsspiegel 4 bildet. Ein weiteres Ansteigen der Flüssigkeit in das Lcituncstcil 2 ist ausgeschlossen, da infolge der höheren Temperatur in diesem und an dessen Stirnflache die Flüssigkeit sofort verdampft. Damit ist die Phasentrcnnflachc gleich dem Flüssigkeitsspiegel 4 zwischen Flüssigkeit und Dampf bzw. Gas in das kurze Leitungsstück 3 gelegt und auch wegen des vergleichsweise hohen Temperalurabfall* von der Stirnfläche des Leitungsteiles 2 zu der des LcitungstciUs 1 während betriebsbedingter Druckschwankungen in diesem aufrechtcrhallbar. Dadurch ist eine sehr genaue, baulich einfache und betrieblich

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billige Wirkdruckentnahme bei stark unterdrückter Sclnvingungsneigung erzielbar.

In dem der Fig, 1 zugeordneten Schaubild nach Fig. 2 sind nach rechts die der« einzelnen Teilen zugeordneten Temperaturen aufgetragen. Daraus ist insbesondere erkennbar, daß die Temperaturen T₁ und T., in den Leitungsteilen 1 bzw. 2 von der jeweiligen Stirnfläche ausgehend nur geringfügig ab- bzw. zunehmen, während zwischen diesen beiden Temperaturen 7', und T_a in einem dem kurzen Leitungsstück 3 entsprechenden Abstand ein hohes Tempelaturgcfälle vorhanden ist, innerhalb dessen die PhasentrennflUche entsprechend der Temperatur Ta auf Grund der Kocxistenzlinie fixiert ist.

Fig. 3 zeigt die Wirkdruckentnahme an einer Meßstrecke für eine Flüssigkeit, fieren Temperatur nahe an lern Siedepunkt liegt, z. B. für eine tiefsiedende Flüssigkeit. An einem Meßrohr 11, in dem dij Flüssigkeitsströmung stattfindet, sind zwei Ringicummern 12« und 126 angeordnet, zwischen denen ao eine Meßblende 13 angebracht ist. Vor und hinter der Meßblende 13 erfolgt je eine Wirkdruckentnahme durch Anordnung je einer zu einem nichtgezeichneten Meßgerät führenden Leitung 14,15 am Umfang der Ringkammer 12. Die Leitungen 14,15 haben einen as hohen Wärmeleitwert bis zu der Stirnfläche 16 bzw.

17, die mit geringerem Abstand bis an die Au3enwandung der Ringkammer 12 herangeführt sind. Zur Verbindung der Leitungen 14,15 mit der Ringkammerwandung dient ein kurzes Leitungsstück 18,19 mit möglichst geringem Wärmeleitwert, das zu diesem Zweck aus einem die Wärme schlecht leitenden Material und dünnwandig ausgeführt ist. Die Leitungssliicke 18, 19 haben eine aus einem zylindrischen und einem kegelstumpfförmig erweiterten Teil zusammengesetzte Form, wobei der zylindrische Teil unter Beibehaltung der Stirnfläche 16 bzw. 17 mit der Leitung

14 bzw. 15 verbunden ist, so daß sich der Übergang vom zylindrischen zum kegelstumpfförmigen Teil ein kurzes Stück unter der Stirnfläche 16,17 der Leitung 14, 15 befindet. Am äußeren Rand des kegelstumpfförmigcn Mantels besitzen die Leitungsstücke 18, 19 einen verstärkten Ring, der den Einbau in die Wandung der Ringkammer 12 a, 12 b erleichtert. Die Leitungen 14,15 sind knapp oberhalb dec Leitungsstücke 18,19 mittels eines blockartigen, die Wärme gut leitenden Teiles 20 miteinander verbunden, dessen Masse als Wärmespeicher dient. Dadurch ist sichergestellt, daß die gezeigten Enden der Leitungen 14,

15 immer die gleiche und auch nach großen und kurzzeitigen Druckcihöhungen eine genügend hohe Temperatur aufweisen. Da auch bei dieser Vorrichtung den Leitungen 14,15 eine Temperatur gegeben ist, die höher ist als der Siedepunkt der Flüssigkeit, kann sich ein Flüssigkeitsspiegel 21 und damit die Phasentrennfiäche nur in dem kurzen Leitungsstück

18, 19 ausbilden und diese Lage der Phasentrcnnlliiche bleibt bei allen zu messenden Drucken und Druckschwankungen erhalten, wodurch die geforderte hohe Genauigkeit der Wirkdruckmessung erzielbar ist.

Im Fafie, daß der Temperaturunterschied zwischen der Siedetemperatur der Flüssigkeit und der Umgebungstemperatur und der Würmelcitwert der Leitungen 14,15 groß genug sind, kann auf eine Beheizung der Leitungsteile 14,15 mittels einer eigenen Heizvorrichtung verzichtet werden; es genügt dann, die aus dem kalten Bereich in die Umgebungstemperatur herausgeführten und isolierten Leitungen mit gröliuren, Umgebungstemperatur aufweisenden Teilen, wie z.B. einem Behältermantel oder Anschlußflanschen usw. wärmeleitend zu verbinden, damit sich ein genügend großer Wärmefluß vom Umgebungstemperaturniveau zu den Stirnflächen 16,17 der Leitungen 14,15 bildet, so daß an diesen Stirnflächen 16,17 eine in erforderlichem Maße über der Siedetemperatur der Flüssigkeit liegende Temperatur aufrechterhaltbar ist.

An den Ringkammern 12 α und 12 b sind noch die Leitungen 22 bzw. 23 angebracht, mittels der verhindert werden kann, daß sich in den Ringkammern ein Gas- oder Dampfpolster bilden kann.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entnahme der Drücke für eine Differenzdruck-Meßeinrichtung für Flüssigkeiten, z. B. mit Druckentnahmestellen beidseits einer Meßblende, und mit von dieser zu einem Meßgerät führenden Leitungen, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit hohem Wärmeleitwert ausgebildeten Leitungen (1,2, YIa, Mb, 14, 15) ein kurzes, einen möglichst geringe'. Wärmeleitwert besitzendes, zumindest annähernd senkrecht angeordnetes Leitungsstück (3,18,19) eingesetzt ist, daß in dem Leitungsteil (1,12 a, 12 6) unterhalb des Leitungsstückes (3, 18,19) die Temperatur der Flüssigkeit herrscht und daß in dem vom Leitungsstück (3,18,19) zum Meßgerät führenden LeiUmgsteil (2,14, 15) eine über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegende Temperatur durch Wärmezuleitung gegeben ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für Flüssigkeiten mit einer Temperatur nahe dem Siedepunkt, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten Leitungsstücke ^3,18,19) in der Nähe der Druckentnahmestellen angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung einer über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegenden Temperatur der vom Leitungsstück (3,18, 19) zum Meßgerät führende Leitungsteil (2, 14, 15) mit eine; Heizvorrichtung verschen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Lcitungsteilcn (2, 14,15) oberhalb des Leitungsstückes (3,18, 19) — bevorzugt in der Nähe der Verbindung mit dem Leitungsstück (3,18, 19) — würmcspeichcrnde Massen (20) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärtncspeicherndcn Massen (20) wärmeleitend miteinander verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen