DE1904435C - Rohrförmiger Dralldurchflußmesser - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen rohrförmigen Drall- nur über eine bestimmte Strecke halten kunn, die durchflußmesser mit einer eintrittsseitigen Drallvor- Möglichkeit besteht, daß im ungünstigsten Falle die richtung und einer austrittsseitigen Entdrallvorrich- Sekundärrotation schon vor Erreichen des MelMlntung für das durchströmende Medium sowie minde- lers zum Verschwinden kommt,
stens einem Meßfühler zum Erfassen der Sekundär- 5 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den

rotation des Wirbelkerns des Mediums, geschilderten Nachteil bei rohrförmigen pralldurch-

Aus der schweizerischen Patentschrift 453 732 ist flußmessern auf einfache Weise zu beseitigen und ein rohrförmiger Dralldurchflußmesser mit einer ein- zumindest im Bereich des Meßfühlers eine von Vertrittsseitigen Drallvorrichtung und einer austritts- änderungen des Mediums unabhängige stabile Sekunseitigen Entdrallvorrichtung für das durchströmende io därrotation des Wirbelkernes zu erzwingen.
Medium sowie mindestens einem Meßfühler zum Er- Die Lösung der Aufgabe gelingt nach der Einfassen der Sekundärrotation des Mediums bekannt- dung dadurch, daß im Meßrohr ein rotationssymgeworden. metrischer Widerstandskörper mit einer zur Rohr-

Bei diesem bekanntgewordenen Dralldurchfluß- längsachse fluchtenden Symmetrieachse im Bereich

messer wird das einströmende Medium durch die 15 der Sekundärrotation und des Meßfühlers angeordnet

als Leitrad ausgebildete Drallvorrichtung in eine ist, der eine dem strömenden Medium zugekehrte

drehende Bewegung um die Fließrichtung versetzt, Staufläche aufweist.

d. h., es wird ihr eine Drallkomponente aufgezwun- Zur Erleichterung der Entstehung der Sekundärgen, und durchfließt einen zylindrischen Teil des rotation des Wirbelkernes, d. h. des zentrisch im Gehäuses, von wo aus das Medium in einen gegen- ao rohrförmigen Dralldurchflußmesser liegenden Beüber diesem Teil erweiterten Teil des Gehäuses, reichs des strömenden Mediums, wird vorteilhaltereinen Diffusor, tritt, der den senkrecht auf der weise die Staufläche etwas unsymmetrisch zur Sym-Geräteachse stehenden Druckgradienten vergrößert metrieachse des Widerstandskörpers angeordnet, und und eine Auslenkung des mit hoher Umfangsge- zwar durch eine Mulde oder durch einen Vorsprung, schwindigkeit rotierenden Wirbelkerns in Gebiete 25 der sich etwa nasenförmig aus der Stirnseite des geringerer Umfangsgeschwindigkeiten bewirkt, so Widerstandskörpers erhebt. Der Widerstandskörper daß eine schraubenlinienförmige Sekundärrotation wird vorteilhafterweise die Entdrallvorrichtung mit des Wirbelkernes um die Längsachse des rohrförmi- seinem rückwärtigen Teil, bezogen auf die Strögen Dralldurchflußmessers erfolgt. Im oder vor dem mungsrichtung, durchdringen und an der Entdrall-Diffusor ist ein Meßfühler angeordnet, der auf die 30 vorrichtung, die ein Austrittsleitrad sein kann, durch abweichenden Eigenschaften des in sich rotierenden die Leitschaufeln gehalten. Wesentlich ist dabei, Wirbelkernes (schraubenförmige Sekundärrotation) daß die Halterung des Widerstandskörpers so erfolgt, gegenüber dem übrigen strömenden Medium reagiert daß keine die Strömung ungünstig beeinflussenden und diese Sekundärrotation des Wirbelkernes durch Streben od. dgl. vor der Entdrallvorrichtung ange-Signale anzeigt. Die Ganghöhe der Schraubenlinien- 35 ordnet sind.

förmigen Sekundärrotation und die Winkelgeschwin- Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand

digkeit des Mediums in der Nähe des Wirbelkernes einiger Ausführungsbeispiele nachfolgend näher

werden durch die Ausbildung der Drallvorrichtung erläutert.

bestimmt, so daß die Frequenz, mit der der ausge- In Fig. 1 ist ein rohrförmiger Dralldurchflußmesser lenkte Wirbelkern einen Festpunkt passiert, an dem 40 gezeigt, der an seiner dem in Richtung des Pfeiles 1 sich der Meßfühler befindet, ein unmittelbares Maß strömenden Medium zugekehrten Seite eine Drallfür die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums und vorrichtung in Form eines Eintrittsleitrades 3 aufbei Kenntnis des betreffenden Querschnitts des Drall- weist, an die sich ein konisch verjüngender Teil des durchflußmessers ein unmittelbares Maß für die Meßrohres anschließt. Mit dem verengten Ende des Menge abgibt, wenn die den Volumenstrom er- 45 Teiles ist eine zylinderrohrförmige Düse 4 verbunden, fassenden Signale integriert werden über eine be- an die sich ein konisch erweiternder Diffusor 5 mit stimmte Zeit. einem zylindrischen Endteil anschließt, der mit einer

Um die Gesamtdruckverluste des strömenden Entdrallvorrichtung in Form eines Austrittsleitrades 7 Mediums nach Austritt aus dem Dralldurchfluß- versehen ist. Ein Widerstandskörper 8 ist im Ausmesser so weit wie möglich klein zu halten, wird 50 trittsleitrad 7, dieses durchdringend, gehalten, und der am Ende des Dralldurchflußmessers noch vor- zwar so, daß seine Rotationsachse mit der Längshandene Restdrall des strömenden Mediums durch achse des Meßrohres 2 zusammenfällt. An seinem eine Entdrallvorrichtung, die wiederum in Form dem einströmenden Medium zugewandten Ende 8 a eines Austrittsleitrades ausgebildet sein kann, be- hat der Widerstandskörper einen dem Diffusor 5 anseitigt. 55 gepaßten verjüngenden konischen Teil 8 ft, der eine

Die erwähnte Sekundärrotation des Wirbelkernes, Staufläche aufweist. Das aus dem Austrittsleitrad 7 die zur einwandfreien Messung unbedingt notwendig ragende Ende 8 c des Widerstandskörpers ist vorist, wird bei dem bekanntgewordenen Dralldurch- nehmlich strömungsgünstig ausgebildet. Im Diffusor 5 flußmesser durch rückströmendes Medium hinter ist dem konischen Teil Sb benachbart ein Meßfühdem Diffusor erzeugt und aufrechterhalten. Dabei 60 ler 6 vorgesehen, der in bekannter Weise auf Temist diese Rückströmung in ihrer Stärke, ihrer Form peraturen anspricht. Auf diese Weise kann die und ihrer Lage zum Meßfühler von den Eigen- schraubenlinienförmig angedeutete Sekundärrotation schäften des strömenden Mediums abhängig und ver- 14 des Wirbelkernes erfaßt werden, da dieser Teil ändert sich insbesondere mit dessen Viskosität und des strömenden Mediums in sich rotiert und dadurch Dichte, so daß die Stelle, wo die Sekundärrotation 65 beim Berühren des Meßfühlers diesen mehr kühlt als des Wirbelkernes entsteht, eine unterschiedliche Lage die übrigen, in sich nicht rotierenden und nur zum Meßfühler haben kann und auf diese Weise, mit einer Drallkomponente fließenden Teile des da die Sekundärrotation sich durch innere Reibung Mediums.

Zur Durchführung einer einwandfreien Messung ist es erforderlich, das Strömungsbild des Mediums vor dem Diffusor 5 mit dem Meßfllhlnr 6, d, h. in der Düse 4, möglichst genau zu kennen und in bestimmter Weise auszubilden, wozu das Eintrittsleitrad 3 ä dient. Jedoch kann das strömende Medium hinter ' dem Eintrittsleitrad vor der Düse 4 eine Änderung seiner Geschwindigkeitskomponente infolge der Querschnittsverengung erfahren, so daß unkontrollierbare und im ungünstigsten Fall stoff abhängige ι ο Veränderungen eier Oeschwindigkeitskomponenten nicht immer vermieden werden können.

Um diese stoffabhängigen unkontrollierbaren Veränderungen der Geschwindigkeitskomponenten des strömenden Mediums in jedem Fall auszu- ts schließen, ist es vorteilhaft, hinter dem Eintrittsleitrad 3 keinen sich verjüngenden Teil anzuordnen, sondern die Ausbildung des rohrförmigen Drall- · durchflußmessers nach F i g. 2 vorzunehmen, bei der das Eintrittsleitrad 3 in einem Zylinderrohr 9 angc- ao ordnet ist, an das sich, wie im erstgenannten Ausfiihrungsbeispiel, der Diffusor S mit dem Meßfühler6 anschließt. Die Anordnung des Widerstandskörpers 8 und dessen Ausbildung entspricht der des Ausfühiungsbeispiels nach Fig. 1. Auf diese Weise kommt man zu einem Strömungsfeld, dessen Ausbildung leicht ermittelbar und unverändert nur eine Funktion der Form des Eintrittsleitrades wird.

Um das Eintrittsleitrad bestmöglichst ausnutzen zu können, ist es vorteilhaft, die Strömung vor dem Eintrittsleitrad gemäß F i g. 3 durch einen Strömungsgleichrichter 10 gleichzurichten und auf diese Weise stromaufwärts vor dem Dralldurchflußmesser liegenden Störungen wirkungslos zu machen. Auf diese Weise gelingt es durch die Anordnung eines Strömungsgleichrichters 10 mit nachgeordneter Verengung 11 (kegelstumpfförmig ausgebildeter Zwischenteil), vor dem mit dem Eintrittsleitrad 3 versehenen Zylinderrohr 9 einen stoßfreien Eintritt des strömenden Mediums in das Eintrittsleitrad sicherzustellen.

Um das Entstehen der Sekundärrotation des Wirbelkernes, die in F i g. 1 mit 14 bezeichnet ist, zu

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erleichtern, kann es vorteilhaft sein, gemäß Fig.4 und 5 im Stirnbereich des Widerstandskörpers 8 entweder eine Mulde 12 oder einen nasenartigen Vorsprung 13, und zwar unsymmetrisch zur Rotationsachse des Widerstandskörpers 8 anzubringen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Rohrförmiger Dralldurchflußmesser mit einer eintrittsseitigen Drallvorrichtung und einer austrittsseitlgen Entdrallvorrichtung für das durchströmende Medium sowie mindestens einem Meßfühler zum Erfassen der Sekundärrotation des Wirbelkerns des Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßrohr (2) ein rotationssymmetrischer Widerstandskörper (8) mit einer zur Rohrlängsachse fluchtenden Symmetrieachse im Bereich der Sekundärrotation und des Meßfühlers (6) angeordnet ist, der eine dem strömenden Medium zugekehrte Staufläche (8 a) aufweist.

2. Dralldurchflußmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Staufläche durch eine Mulde (12) und/oder einen Vorsprung (13) unsymmetrisch zur Symmetrieachse angeordnet ist.

3. Dralldurchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper (8) hinter der Staufläche (8 a, 12,13) einen in Strömungsrichtung sich konisch erweiternden Teil (8 b) aufweist, dem der oder die Meßfühler (6) gegenüberliegen.

4. Dralldurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandskörper (8) die Entdrallvorrichtung (7) durchdringt und mit dieser verbunden ist.

5. Dralldurchflußmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Entdrallvorrichtung (7) ragende Ende (8 c) des Widerstandskörpersie) strömungsgünstig ausgebildet ist.

6. Dralldurchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallvorrichtung (3) ein Strömungsgleichrichter (10) vorgeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen