DE19648591C1

DE19648591C1 - Wirkdruckgeber eines Durchflußmessers

Info

Publication number: DE19648591C1
Application number: DE1996148591
Authority: DE
Original assignee: TAVIRA HOLDINGS Ltd
Current assignee: TAVIRA HOLDINGS Ltd
Priority date: 1996-11-23
Filing date: 1996-11-23
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2016-11-24
Also published as: WO1998023928A1; RU2157971C2; AU5500798A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Durch flußmessung von Fluiden in geschlossenen Leitungen und insbesondere auf den Wirkdruckgeber eines Durchflußmes sers.

Übliche Wirkdruckgeber sind Meßblenden, Meßdüsen und Venturirohre, die den gesamten Strömungsquerschnitt des Fluidstroms erfassen und zur Erzeugung eines Wirkdrucks drosseln. Für Rohrleitungen sehr großen Querschnitts sind diese wenig brauchbar; außerdem sind sie für solche Fälle schwer, voluminös und material- sowie arbeitsauf wendig, was die Herstellung betrifft. Überdies sind mit ihrer Verwendung Begrenzungen der Durchlaßfähigkeit der Rohrleitung und Reibungsverluste verbunden. Schließlich ist die Zuverlässigkeit und Meßgenauigkeit in den ge nannten Fällen nicht befriedigend.

Aus DE-PS 6 53 331 ist ein Meßdruckgeber zur Durchfluß messung in Rohrleitungen großen Querschnitts bekannt, bei dem einer Meßblende ein Venturirohr zugeordnet ist, welches zentral so gehalten ist, daß es zum größten Teil vor der Meßblende liegt und sein hinteres Ende durch die Blendenöffnung ragt und in einem kurzen Abstand hinter derselben endet. Der vor der Blende herrschende höhere Druck wird einer Wandbohrung entnommen und der niedrige Druck wird der engsten Stelle des Venturirohrs entnom men, wobei dieser wesentlich niedriger ist als es der von der Blende allein erzeugte niedrigere Druck wäre. Diese Anordnung ist aufwendig und hat auch die vorer wähnten Nachteile.

Aus US-PS 3 449 954 ist ein Durchflußmesser für Rohre großen Querschnitts bekannt, bei dem mehrere Wirkdruck geber auf dem Umfang verteilt sind. Jeder derselben ist ein von der Rohrwand auf eine gegenüber dem Rohrradius geringe Höhe aufragender Trapezkörper mit einer den Staudruck der Anströmung und einer den Druck im Totwas serbereich hinter dem Körper erfassenden Bohrung. Hier wird nur an diskreten wandnahen Stellen gemessen; das gesamte Strömungsprofil wird nicht erfaßt.

Aus DE-GM 19 94 160 ist ein Differenzdruckerzeuger für Rohrleitungen bekannt, bei dem ein einem Venturirohr entsprechender Querschnittsverlauf dadurch erzielt ist, daß der Strömungskanal beidseits durch ebene Flächen symmetrisch zu einer die Rohrachse enthaltenden Ebene verengt und wieder erweitert wird. Auf diese Weise gehen gegenüberliegende Mantelflächen des Rohrs kontinuierlich durch, was das Ansammeln von Feststoffen oder Gas vor der Verengung verhindert.

US-PS 5 576 498 beschreibt einen Durchflußmesser, in dem das strömende Medium durch im Querschnitt rechteckige parallele Kanäle mit im Verhältnis zur Querschnittshöhe geringer Breite strömt. Dies gewährleistet eine laminare Strömung für spezielle Anwendungsfälle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Wirkdruckgebers für einen Durchflußmesser, der sich zur Anwendung in Rohrleitungen großen Querschnitts eignet und dabei die eingangs erwähnten Nachteile ver meidet.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Wirkdruckgeber wird aus dem ge samten Strömungsquerschnitt wenigstens ein schmaler Ra dialstreifen vom Zentrum bis zum Außenumfang herausge schnitten und durchströmt einen eingebauten Radiuskanal, in dem er zwischen zwei in Strömungsrichtung hinterein ander liegenden Stellen entweder - im Falle konstanten Strömungsquerschnitts des Radiuskanals - nur durch Rei bung oder - im Falle von Querschnittsveränderungen in Längsrich tung - durch Beschleunigung und Verzögerung der Strömung einen Wirkdruck erzeugt, der an entsprechenden Stutzen abgenommen und von geeigneten Meßgeräten - insbesondere Differentialmanometern - ausgewertet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigegebenen Zeich nungen weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Wirkdruckgeber mit einem Radiuskanal konstanten Querschnitts im Längsschnitt;

Fig. 2 den Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Gehäuse achse ineinander übergehenden und in gleicher Ebene liegenden Radiuskanälen konstanten Quer schnitts im Längsschnitt;

Fig. 4 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 3;

Fig. 5 einen Wirkdruckgeber mit drei oder vier an der Gehäuseachse zusammenstoßenden und ineinander übergehenden sowie gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Radiuskanälen konstanten Quer schnitts im Längsschnitt gemäß Linien 2-2 von Fig. 6 oder 7;

Fig. 6 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 5 bei der Ausbildung mit vier Radiuskanälen;

Fig. 7 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 5 bei der Ausbildung mit drei Radiuskanälen;

Fig. 8 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Gehäuse achse ineinander übergehenden und in gleicher Ebene liegenden Radiuskanälen, die aufeinand erfolgend einen Diffusor- und einen Konfusor abschnitt aufweisen, im Längsschnitt;

Fig. 9 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 8;

Fig. 10 einen Wirkdruckgeber mit einem bis zur Ge häuseachse reichenden Radiuskanal, der auf einanderfolgend einen Diffusor- und einen Konfusorabschnitt aufweist, im Längsschnitt;

Fig. 11 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 10;

Fig. 12 einen Wirkdruckgeber mit einem Radiuskanal, in dem ein profilierter Außenwandstreifen aufeinanderfolgend eine Düsenverengung und einen Diffusorabschnitt bildet, im Längs schnitt;

Fig. 13 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 12;

Fig. 14 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Ge häuseachse ineinander übergehenden und in gleicher Ebene liegenden Radiuskanälen, in denen profilierte Außenwandstreifen aufeinand erfolgend eine Düsenverengung und einen Diffu sorabschnitt bilden, im Längsschnitt;

Fig. 15 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 14;

Fig. 16 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Gehäuse achse ineinander übergehenden und in gleicher Ebene liegenden Radiuskanälen, deren Außenbe grenzung aufeinanderfolgend einen Diffusor-, einen Konfusor- und einen Diffusorabschnitt bildet, im Längsschnitt;

Fig. 17 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 16;

Fig. 18 den Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. 16;

Fig. 19 einen Wirkdruckgeber mit einem Radiuskanal, dessen äußere Begrenzung aufeinanderfolgend einen Diffusor-, einen Konfusor- und wieder einen Diffusorabschnitt bildet, im Längs schnitt;

Fig. 20 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 19;

Fig. 21 den Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. 19;

Fig. 22 einen Wirkdruckgeber mit einem Radiuskanal, dessen äußere Begrenzung aufeinanderfolgend einen Diffusor-, einen Konfusor- und wieder einen Diffusorabschnitt bildet, wobei die innere höhenbegrenzende Abschlußfläche erst an der Stelle des Halses zwischen Konfusor- und Diffusorabschnitt beginnt und stromauf wärts hiervon der innere Rand der Seiten wände keine Kanalbegrenzungsfläche aufweist und vom Außenumfang schräg zum Vorderrand der inneren Abschlußfläche verläuft, im Längs schnitt;

Fig. 23 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 22;

Fig. 24 den Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. 22;

Fig. 25 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Gehäuse achse ineinander übergehenden, in gleicher Ebene liegenden Radiuskanälen, deren äußere Begrenzung aufeinanderfolgend einen Diffu sor-, einen Konfusor- und wieder einen Diffusorabschnitt bildet, wobei die vorderen Ränder der Seitenwände einen symmetrischen Winkeleinschnitt bilden, der bis zur Stelle des Halses zwischen Konfusor- und anschließen dem Diffusorabschnitt reicht, im Längsschnitt;

Fig. 26 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 25;

Fig. 27 den Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. 25;

Fig. 28 einen Wirkdruckgeber mit einem Radiuskanal, in dem außen ein höhenbegrenzender Einbau vorge sehen ist, im Längsschnitt;

Fig. 29 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 28;

Fig. 30 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Gehäuse achse zusammenstoßenden und in einer Ebene liegenden Radiuskanälen, in denen jeweils au ßen ein höhenbegrenzender Einbau vorgesehen ist, im Längsschnitt;

Fig. 31 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 30;

Fig. 32 bis 43 jeweils Längsschnitte und Querschnitte von Wirkdruckgebern mit jeweils einem Radius kanal, in denen außen höhenbegrenzende Einbau ten verschiedener Konfiguration vorgesehen sind;

Fig. 44 einen Wirkdruckgeber mit zwei an der Gehäuse achse ineinander übergehenden und in gleicher Ebene liegenden Radiuskanälen, die gemeinsam einen eine innere Höhenbegrenzung darstellen den kreisförmigen massiven Einbau aufweisen, im Längsschnitt;

Fig. 45 den Schnitt nach Linie 1-1 von Fig. 44;

Fig. 46, 47 einen Wirkdruckgeber wie in Fig. 44, 45 wo bei der Einbau eine Kreisscheibe ist;

Fig. 48, 49 einen Wirkdruckgeber wie in Fig. 44, 45 wo bei der Einbau ein Stromlinienkörper ist.

Der vorgeschlagene Wirkdruckgeber besteht aus einem Ge häuse 1, das mittels wenigstens eines Flanschs 2 unter Zwischenlegung einer Dichtung 3 angeschlossen ist an den Flansch 4 einer Rohrleitung 5, die das Fluid führt, des sen Durchflußmenge pro Zeit zu messen ist. Der Radius r des Gehäusekanals dient als charakteristisches Bezugs längenmaß.

Im Gehäuse 1 ist anschließend an die Stirnfläche des Eintrittsflanschs 2 ein wirkdruckerzeugendes Element 8 eingebaut, z. B. eingeschweißt, das im einfachsten Fall (Fig. 1, 2) aus einem dünnwandigen schmalen, vorn und hinten offenen Durchströmungskörper mit parallelen Sei tenwänden 10 besteht, der einen Radiuskanal 9 der Breite δ und der Höhe b bildet, wobei im betrachteten Beispiel die Höhe b = r = konstant ist, das heißt die schmalen höhenbegrenzenden Abschlußflächen 12 eben sind und in Achsrichtung verlaufen, wobei die äußere Fläche 12 sich längs des Gehäuseumfangs erstreckt und die innere Fläche 12 die Gehäuseachse 14 einschließt, die mit der Rohrach se 15 zusammenfällt. Das wirkdruckerzeugende Element 8 hat scharfe vordere Ränder 16 und schneidet einen schma len, im Querschnitt rechteckigen und sich längs eines Radius erstreckenden Strömungsteil aus der Gesamtströ mung, welcher Strömungsteil im betrachteten Beispiel ohne Querschnittsveränderung, das heißt ohne Beschleuni gung oder Verzögerung durchströmt.

Außen am Element 8 sind, jeweils in der Nähe des vorde ren und des hinteren Randes, zwei Druckabnahmestutzen 6 und 7 vorgesehen, an die ein geeignetes Meßinstrument, insbesondere ein Differentialmanometer angeschlossen ist. Die sich bei einer Durchströmung einstellende Dif ferenz zwischen den in den Stutzen 6 und 7 anstehenden Drücken ist in diesem Beispielsfall im wesentlichen nur durch die Reibung zwischen den Seitenwänden 10 bedingt.

Zur besseren Mittelung über Ungleichmäßigkeiten der Rohrströmung kann das wirkdruckerzeugende Element mehre re Radiuskanäle 9 bilden. Fig. 3, 4 zeigen eine Ausbil dung, bei der zwei an der Gehäuseachse 14 ineinander übergehende und in gleicher Ebene liegende Radiuskanäle gebildet sind, das heißt der Durchströmungskörper sich in einer Diametralebene quer durch den lichten Gehäuse querschnitt erstreckt.

Fig. 5, 6 und 7 zeigen zwei weitere Möglichkeiten, näm lich die in Fig. 6 ersichtliche Ausbildung des wirk druckerzeugenden Elements 8 mit vier Radiuskanälen 9, die gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind, also Win kel von 90° miteinander einschließen, und die auf der Gehäuseachse 14 ineinander übergehen. Fig. 7 zeigt die Ausbildung mit drei Radiuskanälen 9, die Winkel von 120° miteinander einschließen. Die Kanäle können einen belie bigen Winkel miteinander einschließen vorzugsweise sind sie jedoch gleichmäßig verteilt, das heißt der Winkel zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Kanälen beträgt α = 360°/n mit n = Anzahl der Kanäle.

Die Breite δ der Radiuskanäle bezogen auf den Radius r liegt bei δ/r = 0,05 bis 0,0002. Die Innenflächen der Seitenwände 10 liegen somit in einem Abstand von δ/2 von der jeweiligen Radialebene 11.

Bei den bisher betrachteten Ausbildungen gemäß Fig. 1 bis 7 ist die Höhe b jedes Radiuskanals konstant und gleich der Höhe b₁ am Eintritt, das heißt die der Messung unterworfene Teilströmung durchströmt das wirkdrucker zeugende Element ohne Geschwindigkeitsveränderung. In den weiteren Ausbildungsvarianten verändert sich bei gleichbleibender Breite δ die Höhe des Radiuskanals 9, entweder außen durch einen entsprechenden Profilab schnitt 13 der äußeren Kanalbegrenzungsfläche 12, wie in Fig. 8 bis 27, oder durch außenliegende Einbauten, wie in Fig. 28 bis 43, oder innen durch zentrale Einbauten, wie in Fig. 44 bis 49. Dabei kann die Aufeinanderfolge von divergenten Diffusorabschnitten, konvergenten Düsen abschnitten und Einlauf-, Auslauf- und Halsabschnitten konstanten Querschnitts verschieden sein.

Fig. 8, 9 bzw. 10, 11 zeigen zwei bzw. einen Radiuska nal, die einen Einlaufabschnitt konstanten Querschnitts mit der Höhe b₁ = r haben, dessen Höhe b anschließend unter Bildung einer Diffusorerweiterung zunimmt, wobei die zusätzliche Kanalhöhe in einem an das Gehäuse 1 an geschweißten Steg ausgearbeitet ist und der erste Druck abnahmestutzen 7 an der Stelle maximalen Querschnitts angeordnet ist, und dessen Höhe anschließend unter Bil dung eines Konfusorabschnitts abnimmt und in einen Aus laufabschnitt mit b = r übergeht, in dem der zweite Druckabnahmestutzen 6 angeordnet ist. Eine andere durch Profilierung der Außenbegrenzung erzielte Reihenfolge von Diffusor- und Konfusorabschnitten ist in Fig. 12 bis 15 und 38 bis 43 gezeigt.

Fig. 16 bis 27 zeigen weitere Kanalverläufe, bei denen ein erster Diffusorabschnitt mit b < b₁ über einen Kon fusorabschnitt in einen Hals mit b < b₁ übergeht, von wo die Kanalhöhe unter Bildung eines nochmaligen Diffusor abschnitts wieder auf den Rohrwert b₁ = r zurückläuft.

Die Druckabnahmestutzen 7₁, 7₂ sind an den Stellen maxi malen und minimalen Querschnitts angeordnet.

Fig. 28 bis 43 zeigen Ausbildungen, bei denen die ver änderliche Höhe des Radiuskanals bzw. der beiden in ei ner gemeinsamen Ebene liegenden Radiuskanäle durch außen liegende Einbauten erzielt ist. In Fig. 28 bis 31 ist der Einbau 17 in jedem Radiuskanal ein querschnittsver engendes dreieckiges Drosselelement mit scharfer Abreiß kante 26, die unmittelbar vor dem stromabwärts gelegenen Druckabnahmestutzen 7 angeordnet ist. Möglich sind auch Einbauten 19 mit linear ansteigendem Anlaufrand, der über einen Abschnitt konstanter Höhe bis zu einem Ab reißrand verläuft, oder ein Einbau 20 mit einfach ge krümmtem Anlaufrand (Fig. 34) oder ein Einbau 21 mit einen knickfreien Einlauf gewährleistendem doppelt ge krümmten Einlaufrand (Fig. 36).

In Fig. 38 bis 43 sind Ausbildungen gezeigt, bei denen der Einbau nicht mit einer scharfen Abreißkante endet, sondern den Kanal von der von ihm gebildeten engsten Halsstelle, wo sich der zweite Druckabnahmestutzen 7 befindet, wieder in gleichem Verlaufscharakter erweitert auf die Ausgangshöhe b = r.

Mittels der in Fig. 44 bis 49 gezeigten zentralen Ein bauten werden, wie ersichtlich, Konfusor-Diffusor-Ver läufe von zwei in einer Ebene liegenden Radiuskanälen verwirklicht, wobei die ersten Druckabnahmestutzen 6 stromauf vom Drosseleinbau in der Querschnittsebene 25 und die zweiten Druckabnahmestutzen 7 an der engsten Kanalstelle in der Querschnittsebene 26 liegen. Der Ein bau 22 ist eine massive Kreisscheibe, der Einbau 23 eine Ringscheibe und der Einbau 24 ein etwa tropfenförmiger Strömungskörper, der zwei Kanalverläufe ähnlich wie ein Venturirohr bildet.

Die Länge l der Einbauten 17 bis 24 beträgt zwischen l_max und l_min mit

l_max = l_1max + l₂ + l_3max und
l_min = l_1min + l₂ + l_3min

und wobei l₂ die Längserstreckung des Einbauelements ist und die Längen l_min und l_max die Mindestlänge bzw. die ma ximale Länge der vor (l₁) und hinter (l₃) dem Einbau lie genden Strömungsstabilisierungsstrecken sind. Es gilt

l_1min = l_3min = (1 ÷ 100)·δ und
l_1max = l_3max = (100 ÷ 1000)·δ.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Wirkdruckgebers im Betrieb ist folgende:
Die aus der Rohrleitung 5 eintretende Fluidströmung durchströmt das Gehäuse 1, wobei der größte Teil des Durchflusses das wirkdruckerzeugende Element 8 umströmt, ohne einem wesentlichen Widerstand ausgesetzt zu sein. Ein wesentlich kleinerer Teil der Strömung tritt in den oder die Radiuskanäle 9 ein und durchströmt diese.

In den Radiuskanälen konstanten Querschnitts (Fig. 1 bis 7) strömt das Fluid mit konstanter Geschwindigkeit und erleidet auf Grund der Reibung zwischen den Seitenwänden einen Druckverlust, so daß auf der Meßstrecke ein negati ver Druckgradient herrscht, das heißt ein Druckabfall auftritt. Der Druckhöhenverlust beträgt

wobei mit P₆ und P₇ die an den Stutzen 6 und 7 anstehen den Drücke sind und γ das spezifische Gewicht des Fluids ist.

In den Radiuskanälen mit Diffusor-Konfusor-Verlauf (b < r; Fig. 8 bis 11) tritt im Diffusorabschnitt bis zum Druckabnahmestutzen 7 eine Verzögerung und somit ein Druckanstieg bis zum maximalen Druck P₇ im Querschnitt des maximalen Kanalquerschnitts auf; in der anschließen den Konfusorstrecke wird die Kanalströmung wieder be schleunigt und es kommt zu einem Druckabfall auf den im Stutzen 6 anstehenden Druck P₆.

Der positive Druckgradient bewirkt eine Druckdifferenz bzw. einen Druckhöhenunterschied von

der in diesem Falle (b < r) auch durch das Wechselspiel von statischem und dynamischem Druck verursacht ist.

Ähnliches gilt für die Konfusor-Diffusor-Kanalverläufe mit b < r (Fig. 12 bis 15), wo der stromauf von den Querschnittsänderungen gelegene Stutzen 6 den maximalen Druck P₆ abnimmt, während im verengten Querschnitt mit dem Stutzen 7 die hier herrschende angestiegene Ge schwindigkeit einen Druckabfall auf P₇ bewirkt hat, das heißt ein Druckhöhenunterschied festzustellen ist von

Bei den Konfusor-Diffusor-Konfusor-Kanalverläufen (Fig. 16 bis 27) nimmt die Geschwindigkeit in der Ebene des Druckabnahmestutzens 7₁ ihren minimalen Wert an und es tritt der maximale Druck auf, während durch die Be schleunigung bis zur Ebene des Stutzens 7₂ dort eine ma ximale Geschwindigkeit herrscht und der minimale Druck ansteht. Die Druckdifferenz bewirkt einen Druckhö henunterschied von

Bei der Anordnung von Drossel-Einbauten im Radiuskanal (Fig. 28 bis 49) tritt zwischen den Querschnitten 26, wo die Strömung eingeschnürt und der Druckabnahmestutzen 7 angeordnet ist, und den Querschnitten 25, wo der Stutzen 6 den höheren Druck der ungestörten Strömung abnimmt, eine Druckhöhendifferenz auf von

Aus den Druckabfällen, die im wirkdruckerzeugenden Ele ment auftreten, bestimmt sich der Durchsatz durch das wirkdruckerzeugende Element nach der Beziehung

mit
α₁ - Durchflußkoeffizient eines einzelnen Radiuska nals;
f - Fläche des engen Querschnitts;
g - Erdbeschleunigung.

Mit dieser Beziehung wird der gesamte Rohrleitungsdurch fluß Q gefunden zu

mit
α₂ - Korrekturkoeffizient zur Berücksichtigung mög licher Unterschiede der Geschwindigkeiten in der Rohrleitung 5 und im Wirkdruckgeber;
F - lichte Strömungsquerschnittsfläche der Rohr leitung 5;
F₁ - Eintrittsquerschnittsfläche eines einzelnen Radiuskanals 9, nämlich
F₁ = b₁·δ = r·δ.

Wenn das wirkdruckerzeugende Element aus mehreren Radi uskanälen (n 2) besteht und die Druckgefälle ΔP₁, ΔP₂, . . ., ΔP_n in jedem derselben gemessen werden, so wird zu nächst ein mittleres Druckgefälle ΔP_mittel bzw. eine mitt lere Druckhöhendifferenz nach folgender Beziehung ermit telt:

Mit diesem Wert wird der Gesamtdurchsatz des Fluids durch den Wirkdruckgeber für den Fall n 2 gefunden aus der Beziehung

mit
α₃ - Koeffizient zur Berücksichtigung des Zusammen wirkens der Fluidströme im Bereich des Über gangs mehrerer Radiuskanäle ineinander auf der Gehäuseachse 14;
bei n = 1 ist α₃ = 1
bei n 2 ist α₃ ≠ 1.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Formel bestimmt sich der Fluiddurchfluß Q in der Leitung 5 für den Fall von n 2 nach der Beziehung

mit
F₁ - Summe der Eintrittsquerschnittsflächen der Radiuskanäle
(F₁ = n·b₁·δ = n·r·δ)
F₂ - Querschnittsfläche der Übergangszone der mehreren Radiuskanäle auf der Achse 14 des Wirkdruckgebers.

Der vorgeschlagene Wirkdruckgeber eines Durchflußmessers erlaubt eine bedeutende Verringerung des Material- und Herstellungsaufwands und erhöht wesentlich die Durchlaß fähigkeit der Rohrleitung, und zwar bei gleichzeitiger Verringerung der Energieverluste und Erhöhung der Meß genauigkeit sowie der Zuverlässigkeit des Meßsystems. Dies gilt auch für Fluidströme mit groben Festkörperein schlüssen, deren Abmessungen die Breite der Radiuskanäle übersteigen.

Claims

1. Wirkdruckgeber eines Durchflußmessers zur Messung des Durchflusses von Fluiden in geschlossenen Rohrleitungen mit einem Gehäuse (1) mit Flansch (2) zum Abschluß an einen Flansch (4) der Rohrleitung (5) und mit einem wirkdruckerzeugenden Element (8) mit Druckabnahmestutzen (6, 7), dadurch gekennzeichnet, daß das wirkdruckerzeugende Ele ment (8) wenigstens einen schlitzförmigen Radiuskanal darstellt, dessen Breite (δ) klein im Verhältnis zu sei ner Höhe (b) ist und dessen parallele Seitenwände (10) symmetrisch beidseits einer Radialebene (11) im Abstand der halben Breite (δ/2) von dieser liegen, und der we nigstens eine außenliegende höhenbegrenzende Abschluß fläche (12) aufweist.

2. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die höhenbegrenzende Abschlußfläche geradlinig verläuft und die Querschnittsfläche des Radiuskanals konstant ist (Fig. 1 bis 7).

3. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die höhenbegrenzende Abschlußfläche gekrümmt verläuft und die Querschnittsfläche des Radiuskanals sich in Längsrichtung (Strömungsrichtung) unter Bildung von Diffusor- und Konfusorabschnitten ändert.

4. Wirkdruckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß mehrere Radiuskanäle gleichmä ßig auf dem Umfang verteilt sind, auf der Achse (14) des Gehäuses (1) zusammenstoßen und ihre Strömungsräume in einander übergehen.

5. Wirkdruckgeber nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver hältnis von Breite (δ) jedes Radiuskanals zum Radius (r) der Rohrleitung (5) zwischen 0,05 und 0,0002 liegt.

6. Wirkdruckgeber nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Querschnittsprofil in Längsrichtung bestimmenden höhen begrenzenden Abschlußflächen als gerade oder gekrümmte Wandstreifen ausgeführt sind.

7. Wirkdruckgeber nach einem oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein trittshöhe (b₁) der Radiuskanäle dem Radius (r) der Rohr leitung (5) entspricht und die dünnwandigen Seitenwände (10) sowie der bei Ausbildungen mit nur einem Radiuska nal dessen innere Höhenbegrenzung bildende Wandstreifen (12) mit scharfen Vorderkanten (16) ausgebildet sind.

8. Wirkdruckgeber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und 7, gekennzeichnet durch die Höhe des Strömungsquerschnitts der Radiuskanäle außen begrenzende Einbauten (17, 19, 20, 21) oder innen begrenzende Ein bauten (22, 23, 24), die die Breite (δ) des Radiuskanals einnehmen.

9. Wirkdruckgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Länge (l) der strömungsverengenden Einbau ten zwischen den Werten l_max = l_1max +l₂ + l_3max und
l_min = l_1min + l₂ + l_3minliegt, mit l₂ = Länge des Einbaus und l_1max und l_3max sowie l_1min und l_3min als den maximalen und minimalen Längen der strömungsstabilisierenden Abschnitte l₁ vor dem Einbau und l₃ hinter dem Einbau, wobeil_1min = l_3min = 1 ÷ 100 δ und
l_1max =l_3max = 100 ÷ 1000 δ(Fig. 28).

10. Wirkdruckgeber nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wirkdruckerzeugende Element im Gehäuse (1) befestigt ist.