DE1773608A1

DE1773608A1 - Flow meter

Info

Publication number: DE1773608A1
Application number: DE19681773608
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Kawakami
Original assignee: Oval Engineering Co Ltd
Current assignee: Oval Engineering Co Ltd
Priority date: 1968-06-11
Filing date: 1968-06-11
Publication date: 1972-03-16

Description

Durchflu#messer Die @rfindung bezieht ich auf einen nach dem Drehkolbenprinzip arbeitenden Durchflu#messer zur Messung der Durchflußmenge von Flüssigkeiten hoher Viskosität oder verschiedenen Flüssigkeiten hoher Viskosität vor allem bei hohen Ternperaturen. Flow meter The invention relates to a rotary piston principle working flow meter for measuring the flow rate of liquids of high Viscosity or various liquids of high viscosity especially at high Temperatures.

Hauptziel der Erfindung ist es, einen Durchflu#messer zu schaffen, bei dem die sich zwischen Eintritts- und Austrittsseite einstellende Druckdifferenz der Messflüssigkeit über eine von der Messflüssigkeit abweichende Plüssigkeit übertragen wird, um Abweichungen aufgrund der Viskosität der Messflüssigkeit oder aufgrund der Tatsache, daß diese infolge gro#er Moleküle stagniert, genau festzustellen und moglienst auszuschalten.The main aim of the invention is to create a flow meter at which the pressure difference between the inlet and outlet side of the measuring liquid via a liquid that differs from the measuring liquid to deviations due to the viscosity of the measuring liquid or due to the fact that this stagnates due to large molecules can be precisely determined and switch off moglienst.

Weiterhin soll durch die erfindung eine Möglichkeit angegeben werden, einen Servomechanismus möglichst entfernt von der Messflüssigkeit anbringen zu Können, um die Übertragungsflüssigkeit kühl halten und den Hauptkörper des Durcfiflußmessers vor der Hitze der Messflüssigkeit schützen zu können und dadurch zuverlässige und genaue Plessungen zu erhalten.Furthermore, the invention is intended to provide a possibility to be able to attach a servomechanism as far as possible from the measuring liquid, to keep the transmission fluid cool and the main body of the flow meter to be able to protect against the heat of the measuring liquid and thereby reliable and to receive exact plessings.

Dieses Ziel wird erfindungsgemä# dadurch gelöst, dad mit dem Eintrittskanal wie mit dem Austrittskanal des Durchflußmessers über Leitungen seS geringen Querschnitts, in die durch flexible Membranen die von der hessflüssigkeit abweichende Flüssigkeit eingeschlossen ist, ein Differenzdruckmesser in Verbindung steht, der ein der ermittelten Druckdifferenz entsprechendes Signal an einen Servomotor liefert, der seinerseits in tbhängigkeit davon ein den Durchfluß unterstützendes Drehmoment auf die Drehkolben überträgt.This goal is achieved according to the invention by using the entry channel as with the outlet channel of the flow meter via lines seS small cross-section, into the liquid, which differs from the hessiquid due to flexible membranes is included, a differential pressure meter is in connection, which is one of the determined Pressure difference supplies the corresponding signal to a servomotor, which in turn as a function of this, a torque supporting the flow on the rotary lobes transmits.

Zur weiteren Erläuterung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Figuren beschrieben.An exemplary embodiment is provided below for further explanation of the invention described with reference to the figures.

Figur 1 zeigt einen Aufriß des erfindungsgemäßen durchflu#-messers, teilweise im Schnitt.Figure 1 shows an elevation of the flow meter according to the invention, partly in cut.

Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf den eigentlichen Durchflußmesser, teilweise im Sctmitt.Figure 2 shows a plan view of the actual flow meter, partly in Sctmitt.

Figur j zeigt eine stirnseitige ansicht desselben Durchflu#messers, schematisch verbunden iiit einigen wesentlichen Teilen.Figure j shows an end view of the same flow meter, schematically connected with some essential parts.

Der eigentliche Durchflußmesser 1 besitzt einen Bintritts-Icillal 2 und einen austrittskanal 3, die in die Nesskammer 4 munden. Innerhalb der letzteren sind, wie üblich, zwei Drehkolben 5 frei beweglich gelagert. Diese Drehkolben 5 sind im dargestellten Fall kreisrunde Zahnräder, die mit einander im eingriff stehen, aber elyptische Zahnräder und auch Drehkolben des Roots-Typs oder dergl. können an ihre Stelle treten und über Hilfszahnräder angetrieben werden.The actual flow meter 1 has an entry-icillal 2 and an outlet channel 3, which open into the ness chamber 4. Within the latter are, as usual, two rotary pistons 5 mounted freely movable. This rotary piston 5 are in the illustrated case circular gears that mesh with each other, but elliptical gears and also rotary pistons of the Roots type or the like. Can take their place and are driven by auxiliary gears.

Da die Messflüssigkeit eine solche hoher Viskosität ist, ist der Austrittskanal 3 vorzugsweise groß ausgebildet, so daß die Drehkolben keine Schwingungen erfahren.Since the measuring liquid is such a high viscosity, the outlet channel is 3 is preferably made large so that the rotary lobes do not experience any vibrations.

Itit C ist eine der Antriebswellen der Drehkolben 5 bezeichnet, die sich aus der esskmmer 4 nach augen erstreckt und über eine mechanische oder magnetische Kupplung mit einer Zwischenwelle 8 verbunden ist. die welle 8 erstreckt sich durch ein langes, zylindrisches Hohr 7 und ist ihrerseits über eine mechanische oder magnetische Kupplung mit einem Getriebe 9 verbunden, das an die Stirnseite des Rohres 7 angesetzt ist. Mit 10 ist ein Gehäuse bezeichnet, welches das ETetriebe 9 sowie einen Servomotor 11 und andere Teile des Durchflu#messers umgibt und zahlreiche vorsprünge 12 besitzt, die als Kühlrippen zur Ableitung der an das Gehäuse 10 gelangenden Hitze dienen.Itit C is one of the drive shafts of the rotary piston 5 referred to, the extends from the essence 4 to the eyes and a mechanical or magnetic one Coupling is connected to an intermediate shaft 8. the shaft 8 extends through a long, cylindrical Hohr 7 and is in turn via a mechanical or magnetic Coupling connected to a gear 9 which is attached to the end face of the pipe 7 is. With a housing 10 is referred to, which the E gear 9 and a servo motor 11 and other parts of the flow meter and numerous protrusions 12 owns, which serve as cooling fins to dissipate the heat reaching the housing 10.

Mit 13 bzw. 13' sind Differenzdruck-Hessleitungen bezeichnet, die einerseits vor bzw. hinter den Drehkolben 5 innerhalb der Messkammer 4 und andererseits in einer Differenzdruck-Messkammer 15 eines Differenzdruckmessers 14 enden.With 13 and 13 'differential pressure Hess lines are referred to, the on the one hand in front of or behind the rotary piston 5 within the measuring chamber 4 and on the other hand end in a differential pressure measuring chamber 15 of a differential pressure meter 14.

Mit 16 sind flexible Membranen bezeichnet, mit denen die Differenzdruck-Messleitungen 13, 13' gegenüber der Messkammer 4 abgetrennt sind und die den austritt der Ubertragungsflüssigkeit 17 bzw. 17' aus den Leitungen 13, 13' verhindern.With 16 flexible membranes are designated with which the differential pressure measuring lines 13, 13 'are separated from the measuring chamber 4 and the exit of the transmission liquid 17 or 17 'from the lines 13, 13' prevent.

Ber Kreis der Übertragungsflüssigkeit 17, 17' ist gegenüber der Au#enatmosphäre hermetisch abgedichtet. Der Umstand, da# die Übertragungsflüssigkeit eine andere als die Messflüssigkeit ist, ermoglicht die ungehinderte Erfassung des Differenzdruckes, wobei die trennenden Membranen 16 unmittelbar an den Kanälen für die Messflüssigkeit angeordnetsind. Ein differenzdruck-Messkörper 19 mit einer weiteren Membran ist in der Kammer 15 unter Federspannung zwischen den offenen Enden der Differenzdruck-Messleitungen 13 und 13' angeordnet. 20 ist eine Weder, welche den Differenzdruckhesskörper 19 abstützt, und 21 ist eine Übertragungsstange, die mit der Pcder 20 verbunden ist. Der Differenzdruckmesser ist mit einem Differentialumformerkeni 22 versehen, der mit dem Ende der Stange 21 verbunden ist, und an dessen Umfang eine Differentialumformerwicklung 23 angeordnet ist. iDas resultierende, der Druckdifferenz entspreehende elektrische Signal wird über einen Servo-Verstärker von bei spielsweise 69 Watt dem Servootor 11 zugeleitet.The circuit of the transmission fluid 17, 17 'is opposite the outside atmosphere hermetically sealed. The fact that # the transmission fluid is different than the measuring liquid, enables the unhindered detection of the differential pressure, the separating membranes 16 directly on the channels for the measuring liquid are arranged. A differential pressure measuring body 19 with a further membrane is in the chamber 15 under spring tension between the open ends of the differential pressure measuring lines 13 and 13 'arranged. 20 is a neither, which the differential pressure measuring body 19 and 21 is a transmission rod connected to the Pcder 20. The differential pressure meter is provided with a Differentialumformerkeni 22, the is connected to the end of the rod 21, and on the periphery of a differential transformer winding 23 is arranged. i The resulting, corresponding to the pressure difference The electrical signal is transmitted via a servo amplifier of for example 69 watts fed to the servo motor 11.

24 bezeichnet einen Heizmantel, der um den eigentlichen Durchflu#messer 1 herurn angeordnet und von einer geeigneten Heizflüssigkeit durchströmt ist. 25 ist ein Kühlrohr, das koaxial zu dem Zylinderrohr um dessen Au#enseite hierum angebracht ist und den Durchflu# einer Kühlflüssigkeit, beispielsweise Wasser, durch denzwischen den beiden rohren vo rljandenen Zwischenraum 26 gestattet.24 denotes a heating jacket that surrounds the actual flow meter 1 is arranged around and a suitable heating fluid flows through it. 25th is a cooling tube which is attached coaxially to the cylinder tube around its outside and the flow of a cooling liquid, for example water, through the between The space 26 in front of the two pipes is permitted.

Das soweit beschriebene Gerät arbeitet wie folgt: wenn die Messflüssigkeit hoher temperatur und hoher Viskosität durch den Eintrittskanal 2 des Durchflu#messers ücer die Drehkolben 5 zum Austrittskanal 5 fließt, werden die Membranen 16 auf der Eintritts- wie auf der Austrittsseite unter der sich in der Messflüssigkeit einstellenden Druckdifferenz ver@ormt, wodurch sich die in den differenzdruck-Messleitungen 13, 13' eingeschlossene Übertragungsflüssigkeit 17, 17' verlagert und den Differenzdruck-Messkörper 19 innerhalb der Kammer 15 des differenzdruckmessers 14 mit führt.The device described so far works as follows: if the measuring liquid high temperature and high viscosity through inlet channel 2 of the flow meter ücer the rotary piston 5 flows to the outlet channel 5, the membranes 16 are on the Both the inlet and the outlet side are below that of the liquid to be measured Pressure difference de @ orms, whereby the in the differential pressure measuring lines 13, 13 'enclosed transmission fluid 17, 17' is displaced and the differential pressure measuring body 19 within the chamber 15 of the differential pressure meter 14 with leads.

Infolge@lessen bewegt sich auch iiber die Stange 21 der differentialumformerkern 22, wodurch der Servomotor 11 aus dem Ausgangssignal des Differenzdruckmessers 14 einen Speisestrom erhält.As a result, the differential converter core also moves over rod 21 22, whereby the servomotor 11 from the output signal of the differential pressure meter 14 receives a feed stream.

Wenn also der -Druck auf der Austrittsseite des ALrchflußmessers gegenüber demjenigen auf der Mintrittsseite absinkt, so d&J eine Druckdifferenz antsteht, übermittelt der Servomotor 11 über das @etriebe 9 ein Antriebsdrehmoment uf die Drehkolben @, @odurch die Druckdifferenz stets auf ann{hernd null reduziert wird und die in den Durchflu#messer eintretende Messflüssigkeit praktisch ungehindert passieren kann.So if the pressure on the outlet side of the flowmeter opposite the one on the lower side sinks, so that there is a pressure difference, The servomotor 11 transmits a drive torque via the gear unit 9 Rotary piston @, @by means of which the pressure difference is always reduced to almost zero and the measuring liquid entering the flowmeter practically unhindered can happen.

Infolge@dessen treten auch keine Leckverluste an den Drehkolben des Durchflu#messers auf, wodurch zum einen der Durchsatz im Verhältnis zu den Drehkolben vergrößert, zum anderen eine hohc genauigkeit der Messung erreicht werden kann.As a result, there are also no leakage losses on the rotary piston of the Flow meter, whereby on the one hand the flow rate in relation to the rotary lobes on the other hand, a high accuracy of the measurement can be achieved.

Da der eigentliche Durchflußmessers 1 weiterhin mit dem Heizmantel 24 ungeben ist, wird ein Temperaturabfall während der Messung der Durchflußmenge verhindert, wobei dennoch das durch den Raum 26 um das zylindrische ohr 7 hindurchtretende Wasser im Verein mit den Kühlrippen 12 in dem Gehäuse 10 und den von diesem umschlossenen Teilen keine hohen Temperaturen entstehen lässt, die zu Beschädigungen und Fehlern bei der Messung führen könnten. aus den genannten Gründen ist der hier angegebene Durchflußmesser besonders geeignet für die durchflu#messung an Flüssigkeiten hoher Temperatur und hoher Viskosität, wobei dafür Sorge getragen isti daß bei der Differenzdruckerfassung infolge der Verwendung einer von der Messfüssigkeit abweichenden Übertragungsflüssigkeit keine Erstarrung und damit verbundene Verformung in den Messleitungen auftritt. Da ferner die Druckdifferenz zwischen der Bintritts-und der Austrittsseite zu null gemacht wird, gewährleistet der angegebene Durchflußmesser Me#ergebnisse mit der hochstmöglichen Genauigkeit, was bisher bei Flüssigkeiten hoher Viskosität unter Verwendung herkömmlicherDurchflu#messer mit geringem E@nergieverbrauch für unmöglich gehalten wurde.Since the actual flow meter 1 continues with the heating jacket 24 is uneven, there is a temperature drop during the measurement of the flow rate prevented, but that through the space 26 around the cylindrical ear 7 passing through Water in association with the cooling fins 12 in the housing 10 and those enclosed by it Parts do not generate high temperatures, which can lead to damage and errors could lead to the measurement. for the reasons mentioned is the one given here Flow meter particularly suitable for measuring the flow of liquids with high levels Temperature and high viscosity, being care is taken that in the differential pressure detection as a result of the use of one of the measuring liquid deviating transmission fluid no solidification and associated deformation occurs in the test leads. Furthermore, since the pressure difference between the entry and the outlet side is made zero, the specified flow meter ensures Measurement results with the highest possible accuracy, which was previously possible with liquids high viscosity using conventional flowmeters with low energy consumption was considered impossible.

Auch wird bei der angegebenen Konstruktion der eigentliche Durchflußmesser mit Hilfe des Heizmantels stets auf konstanter hoher Temperatur gehalten, so daß auch Fehler des Instrumentes in@folge von Temperaturschwankungen ausgeschaltet werden, wobei dennoch die Servo-Einrichtung und die Kraftübertragung kühl gehalten und eine Beschädigung des Instrumentes infolgedessen zugunsten seiner Lebensdauer vermieden wird.The actual flow meter is also used in the specified construction always kept at a constant high temperature with the help of the heating jacket, so that errors in the instrument due to temperature fluctuations can also be eliminated, while still keeping the servo device and the power transmission cool and one As a result, damage to the instrument is avoided in favor of its service life will.

Mit Vorteil können weiterhin Drehkolben höherer Leistung in Form zeyptischer Rotoren oder von Roots-Kolben mit hohem iirkungsgrad Verwendung inden.Rotary lobes of higher performance in the form of zeyptic can also advantageously be used Rotors or Roots pistons are used with high efficiency.

Weitere Abwandlungen sind selbstverständlich im Rahmen der vorausgehend beschriebenen Erfindung möglich.Further modifications are of course within the scope of the preceding described invention possible.

Claims

Patent claims 1. Rotary piston flow meter, thereby g e k e n nz e i c h n e t that with its inlet channel (2) as with its outlet channel (3) via lines (13, 13 ') of very small cross-section, into which flexible membranes are used (16) a liquid (17) that differs from the measuring liquid is enclosed, a differential pressure meter (14) is connected to one of the determined pressure differences supplies a corresponding signal to a servomotor (11), which in turn depends on of which a torque supporting the flow is transmitted to the rotary piston (5).

2. Flow meter according to claim 1, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that the actual flow meter (1) is covered with a heating jacket (24) and that the rotary piston shafts exiting on one side from the covered part (6, 8) are surrounded by cylindrical tubes (7) surrounded by cooling liquid, which lead to a housing (10) accommodating the servomotor (11).

3. Flow meter according to claim 2, characterized in that g ek e n n z e i c h n e t that the housing (10) accommodating the servomotor (11) is provided with cooling ribs (12) is.

4. Flow meter according to one of the preceding claims, characterized g e k e n n n z e i n e tttt that with the differential pressure measuring lines (13, 13t) from the actual flow meter (1) protruding filler neck (18) for the transmission fluid, which after filling the required amount of transmission fluid are hermetically sealed.