DE2022889A1 - Geraet zur Massedurchflussmessung eines Mediums - Google Patents

Geraet zur Massedurchflussmessung eines Mediums

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DE2022889A1
DE2022889A1 DE19702022889 DE2022889A DE2022889A1 DE 2022889 A1 DE2022889 A1 DE 2022889A1 DE 19702022889 DE19702022889 DE 19702022889 DE 2022889 A DE2022889 A DE 2022889A DE 2022889 A1 DE2022889 A1 DE 2022889A1
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turbine
medium
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Jan Jablonski
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Elliott Brothers London Ltd
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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/78Direct mass flowmeters
    • G01F1/80Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted
    • G01F1/82Direct mass flowmeters operating by measuring pressure, force, momentum, or frequency of a fluid flow to which a rotational movement has been imparted using a driven wheel as impeller and one or more other wheels or moving elements which are angularly restrained by a resilient member, e.g. spring member as the measuring device

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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. CURT WALLACH D'IPL-ING. GÜNTHER KOCH
DR. TINO HAIBACH
8 MÜNCHEN 2, 1 1t Mal
UNSERZEiCHEN: 1265S
Elliot Brothers (London) Limited London - Großbritannien
Gerät zur Massedurchflußmessung eines Mediums
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung des Massedurchflusses einer Stoffmasse.
Dieses Gerät, das im wesentlichen ein Meßgerät ist, ist von besonderem Nutzen zur Messung des Kraftstofflusses in einem Flugzeug und mißt den Massedurchfluß von Kraftstoff je Zeiteinheit, Das Gerät soll eine zuverlässige Information hinsichtlich der Durchflußgeschwindigkeit über einen ausserordentlich grossen Bereich von Durchflußgeschwindigkeiten und Betriebsbedingungen geben, aus welcher Information der tatsächlich verbrauchte Kraftstoff errechnet werden kann»
Eine typische Form dieses Geräts'besitzt eine Leitung, in welcher dae Medium durch ein Strömungsausrichteorgan fließt, welches gewährleistet, daß das Medium praktisch keine Winkelgeschwindigkeit hat. Das Medium aus dem StrÖ-
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mungsausrichteorgan tritt dann durch ein Laufrad hindurch, welches dem Medium eine Winkelgeschwindigkeit mitteilt. Das Laufrad wird durch einen Antrieb in Drehung versetzt und ist mit bezug auf ein Bezugselement winkelig verlagerbar, das zweckmässig irgendein routierender Teil des Antriebs oder ein umlaufendes Element ist, welches durch den Antrieb angetrieben wird. Bei der üblichen Form dieser Anordnung ist das Laufrad mit dem Antrieb durch eine Schrauben- oder Spiralfeder gekuppelt, so daß unter stetigen Bedingungen sich das Laufrad mit der gleichen Drehzahl wie der Antrieb und das Bezugselement dreht, jedoch gegenüber dem Bezugselement um einen Betrag verlagert wird, der eine Anzeige für die Mediumströmung ist. Wenn sich die Durchflußgeschwindigkeit verändert, verändert sich auch die Drehzahl des Laufrades mit bezug'auf den Antrieb, jedoch läßt sich ständig die tatsächliche Verlagerung des Laufrades durch elektrische Meßwertgeber ermitteln, von denen einer auf das Laufrad anspricht und der andere auf den Antrieb. Diese Meßwertgeber liefern Signale, die zur Messung des Mengenstroms bzw. Massedurchflusses je Zeiteinheit verwendet werden kann, wobei die Zeiteinheit einen beliebigen Wert hat.
Das Laufrad kann durch verschiedene Mittel, beispiels~ weise durch einen Elektromotor oder eine Turbine angetrieben werden und der Antrieb kann Über ein geeignetes Getriebe erfolgen. Es ist nicht immer notwendig, daß die Drehzahl des Antriebs im wesentlichen konstant gehalten wird, da jedoch das Gerät gewisse nichtlineare Betriebseigenschaften hat, wird dadurch, daß die Antriebsdreh^il im wesentlichen konstant gehalten wird«, ©in veränderlicher Faktor vermieden.
Ein weiterer zn berücksichtigander Punkt ist die Wirkung der Erwärmung de© Gerätes durch die au. messend© Flüssigkeit.
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ORIGINAL
was bei Flugzeugen besonders wichtig ist, bei denen die' Tendenz zur Verwendung des Kraftstoffes mit zunehmend höheren Temperaturen besteht.
Es ist daher vorteilhaft, die Verwendung eines Elektromotors oder:Getriebes für den Laufradantrieb zu vermeiden, da, abgesehen von der Wirkung einer übermässigen Erwärmung des Motors, die Kosten des Gerätes herabgesetzt werden . können, vtenn die Verwendung sowohl des Elektromotors als auch des Getriebes vermieden wird.
Ein Merkmal des erfindungsgemässen Gerätes zur Messung des Massedurchflusses eines Mediums besteht darin, daß das durch das Gerät hindurchtretende Medium durch ein Stromungsausrichteorgan fließt und ihm dann eine Winkelgeschwindigkeit durch ein sich drehendes Laufrad mitgeteilt wird, das gegenüber einem Bezugselement verlagerbar ist, wobei das Laufrad durch eine Turbine zur Drehung angetrieben wird, die durch das Medium getrieben wird, das durch das Gerät fließt und dessen Durchflußgeschwindigkeit gemessen werden soll.
Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemässen Gerätes ist eine Ventilanordnung in Parallelschaltung zur Turbine vorgesehen, die bei Veränderungen in der zu messenden Durchflußgeschwindigkeit des Mediums in Tätigkeit tritt, um die Menge des Mediums, das zum Stromungsausrichteorgan und zum Laufrad durch die Turbine gelangt, zu regeln, wodurch die Drehzahl der Turbine im wesentlichen konstant gehalten wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachfolgend drei Ausführungsformen derselben beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben,
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Vielehe die Erfindung in Anwendung auf ein Gerät zur Massedurchflußmessung von Kraftstoff bei einem Flugzeug darstellt, und zwar zeigen;
Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gerät gemäß einer ■ Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach1der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie B-B in Fig. Fig. 4 eine Abänderungsform der Erfindung und
Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche die Charakteristik eines Teils des erfindungsgemässen Gerätes zeigt, und
Fig. 6 und 7 in schematischer Darstellung eine Anordnung zum Ausgleich von Temperaturveränderüngen im Gerät infolge von Temperaturänderungen des durch das Gerät fliessenden Kraftstoffs.
Das in Fig. 1 gezeigte Gerät besitzt ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10 mit zwei annähernd zylindrischen Endteilen 11 und 12, die am Gehäuse durch nicht gezeigte Mittel und unter Zwischenschaltung von Dichtungsringen 13 befestigt sind.
Der Endteil 12 begrenzt den Kraftstoffeinlaßweg zum Gerät und trägt die festen Schaufeln 16 einer Turbine, die allgemein mit 17 bezeichnet ist und deren Rotorschaufeln bei 18 gezeigt sind. Die festen Turbinenschaufeln 16 stellen einen Teil eines im wesentlichen ringförmigen Gebildes dar,
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welches einen ringförmigen Teil 20 umfaßt, der eine Mittelöffnung 21 begrenzt.
Die Rotorschaufeln 18 stellen in ähnlicher Weise einen Teil eines ringförmigen Gebildes dar, welches einen ringförmigen Teil 22 umfaßt, der von einer mittigen Nabe 2 3 durch drei in gleichen Abständen voneinander befindliche, radiale Stützen getragen wird, von denen zwei bei 24 gezeigt sind, einer davon im Schnitt. Die Mitte des Turbinenrotors hat daher drei mittige öffnungen zwischen den Stützen. Aus Gründen der Zweckmässigkeit werden diese drei mittigen öffnungen als "die mittige öffnung" IM· des Rotors beschrieben.
Der Turbinenrotor ist auf einer Welle 30 angeordnet, die in Lagern 15 und 32 gelagert ist.
Unmittelbar hinter dem Turbinenrotor ist ein Organ angeordnet, welches die Kraftstoffströmung ausrichtet, die durch den Turbinenrotor hindurchgetreten ist. Dieses Strömungsausrichteorgan weist eine Anzahl fester Schaufeln und ein stationäres ringförmiges Element 31 mit einem inneren kegelstumpffÖrmigen Teil 19 auf, welcher der Turbine zugekehrt ist. Das ringförmige Element erstreckt sich von benachbart dem Turbinenrotor zu einem nachfolgend näher beschriebenen Laufrad. Das Strömungsausrichteorgan besitzt eine ringförmige Anordnung von sich radial erstreckenden Schaufeln 33, die sich zwischen dem Element 31 und der Innenfläche des Gehäuses 10 radial erstrecken und zwar im wesentlichen.über die volle Länge des Elements 31, Im übrigen läßt sich die Anordnung der Schaufeln air besten in Fi^. 3 erkermon,
'/!,; orainhfclichs" fließt: KrMf· · ,'ζ, !■■■? i, i^i Ί.-1 i<vH·■; -^
no r'\ r» -', ν / ι,/ η 7 y
BAD
Gehäuseendteil 12 eintritt, durch den Turbinenrotor und dann durch die Strömungsausrichteschaufeln 33 zum Ende dieser Schaufeln, das bei 3"+ gezeigt ist. An dieser Stelle soll der Kraftstoff praktisch keine Winkelgeschwindigkeit haben.
Auf der Welle 30 ist ferner ein Laufrad angeordnet. Dieses besitzt einen mittigen zylindrischen Teil 4-0, der auf der Welle 30 durch Lager 4-1 und 4-2 drehbar gelagert ist» Von dem mittigen Teil 4-0 stehen eine Anzahl Speichen ab9 von denen zwei bei 4-3 gezeigt sind, eine davon im Schnitt« Diese Speichen tragen einen inneren zylindrischen Teil 4-4-des Laufrades.
Der Aufbau des Laufrades ergibt sich am besten aus Fig» I in Verbindung mit Fig» 20 Diese beiden Figuren zeigen, daß das Laufrad einen Innenring von Schaufeln 4-5 besitzt«, die von dem inneren zylindrischen Teil HH getragen werden, ferner einen äusseren zylindrischen Teil 4-6 sowie einen ausseren Ring von Schaufeln 4-7 9 die sich von dem Ring 4-6 radial nach aussen erstrecken»
Das Laufrad ist mit der Welle 30 durch eine Spiralfeder gekuppelt j oder es können auch mehrere Federn verwendet werden. Das eine Ende 51 der Feder ist am Laufrad befestigt, während das andere Ende 5 2 der Feder an der Welle 30"befestigt ist ο
Wonn'sich die Turbine dreht, wird das Laufrad ebenfalls Ln Γι..-'ohuiir vernetzt,, Da jedoch das Laufrad mit der Turbinen·=· welle Ί0 'Uu-1Ch die Spiralfeder 50 r,ekupp>;l,t ist, basteht boi u..r Ltufrvicklroh7.ahl -iu, Tendenz, sich ~u verändern und '; : ''Ln.1 ι -'t.; 1.luiu-; = I»·-:j Lmtr.-1 i a ei : tr hin Let- iluu ^»irb.inenr Il. it-, ".i, Mü Λ ' -Iu1--.-!. I - 1 ; ti '■- LSt, via1' .He'l.s 1.:. ■- -■-:, ■■"■'■--
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stoff eine Winkelgeschwindigkeit mitteilt. Wenn sich der Kraftstoffdurchfluß verändert, verändert sich die Drehzahl des Laufrades mit bezug auf den Turbinenrotor, jedoch ist unter stetigen Betriebsbedingungen die Laufraddrehzahl die gleiche wie die Turbinendrehzahl. Das Laufrad eilt hinter dem Rotor unter allen Betriebsbedingungen nach, während bei einem unveränderlichen Kraftstoffdurchfluß seine Drehzahl die gleiche wie die der Turbine ist.
Auf der Turbinenwelle 30 ist benachbart dem Lager 32 eine Trommel befestigt, welche die folgenden Teile besitzt:
einen inneren zylindrischen Teil 71, radiale Speichen 70, einen Endring 53 und einen ringförmigen Teil 5M-, der sich vom Endrim, 53 zurück zum Turbinenende des Gerätes erstreckt und das Laufrad eng umgibt. Wie ersichtlich, ist. die L^nge der Trommel derart, daß sie das Laufrad vollständig umgibt, so daß unter stetigen Betriebsbedingungen, d.h. wenn das Laufrad und die Trommel sich mit der gleichen Drehzahl drehen, praktisch kein viskoser Widerstand am Laufrad besteht.
Vom Laufrad fließt Kraftstoff durch nicht gezeigte öffnungen im Endring 53 der Trommel und gelangt zu den Auslaßwegen 72 und 73 im Gehäuseendteil 11.
Auf der Trommel sind zwei Magnete 55 im Abstand von 180 voneinander angeordnet und auf dem Laufrad sind zwei Magnete 58 ebenfalls/in einem Abstand von 180. voneinander angeordnet.
Die Trommelmagnete 55 wirken mit einem elektrischen Geber
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zusammen, der allgemein mit 56 bezeichnet ist, und die Laufradmagnete 58 wirken mit einem allgemein mit 59 bezeichneten elektrischen Geber zusammen.
Die zusammenwirkenden Magnete und elektrischen Geber liefern elektrische Signale, deren Abstand voneinander die Nacheilung des Laufrades mit bezug auf die Turbine anzeigt. Mit Hilfe der durch die Geber gelieferten Signale ist es möglich in beliebigen Zeiteinheiten den Massedurchfluß von Kraftstoff durch das Gerät zu messen. Aus dieser Information ist es möglich, den tatsächlichen Kraftstoffverbrauch zu messen. Die Gesamtwirkungsweise dieser Gerätebauart ist jedoch bekannt und es wird deshalb nicht für notwendig erachtet, die Arbeitsweise im einzelnen zu beschreiben.
Wie ersichtlich, wird der Kraftstoff dazu verwendet, die Turbine anzutreiben, welche ihrerseits das Laufrad antreibt. Bei den bisherigen Geräten wurde ein Elektromotor anstelle der Turbine verwendet.
Wie einleitend erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn nicht wesentlbh, daß die Drehzahl der Turbine im wesentlichen konstant gehalten wird, jedoch wird natürlich durch Veränderungen im Durchfluß des Kraftstoffes die Drehzahl der Turbine verändert. Um die Turbinendrehzahl im wesentlichen konstait zu halten, ist eine Anzahl Umgehungsventile vorgesehen, wie folgt.
Das ringförmige stationäre Element 31 weist eine Anzahl Schlitze 60 auf, welche sich zwischen dem axial inneren Ende des kegelstumpfförmigen Teils 19 und einem Endring 61 erstrecken, der einen Teil des Elements 31 an dessen turbinenseitigen Ende bildet. Wie sich am besten aus Fig. 3 ergibt, münden die Schlitze 60 in die Räume zwischen
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benachbarten Strömungsausrichteschaufeln 33. Jeder Schlitz 60 ist durch eine Blattfeder 62 verschlossen, deren eines Ende an dem Ring 61 befestigt ist, während ihr anderes Ende am ringförmigen Element 31 angebracht ist. Jede Blattfeder 61 hat eine Vorspannung, so daß sie in ihrer Stellung, in der sie zur Achse des Gerätes im wesentlbhen parallel ist, unter Spannung steht und als selbstschliessendes Klappen ventil wirkt.
Wenn der Durchfluß des Kraftstoffes über einen bestimmten Wert ansteigt, wird das freie Ende jeder Blattfeder 62 abgehoben, wodurch der zugeordnete Schlitz 60 freigegeben wird, so daß Kraftstoff durch die Mittelöffnung 21 des Turbinenstators und durch die Mittelöffnung 14· des Turbinenrotors fliessen kann, um unmittelbar in das Strömungsausrichteorgan von diesem in das Laufrad zu fliessen.
Durch die Verwendung einer geeigneten Anzahl dieser Blattfedern 62 kann die Drehzahl der Turbine über einen weiten Bereich von Kraftstoffdurchflußgeschwindigkeiten im wesentlichen konstant gehalten werden. Obwohl die Blattfedern 62 verschiedene Federsteifigkeiten haben können und auf verschfedene Werte vorgespannt sein können, ergibt die Gesamtheit dieser Federn jedoch die gewünschte Drehzahlregelung.
Obwohl die einzelnen Blattfedern 62 eine gewünschte Drehzahlregelung ergeben können, läßt sich eine bessereDrehzahlregelung durch die Verwendung von zwei Blattfedern erzielen, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt. Oberhalb jeder Blattfeder 62 befindet sich eine zusätzliche Blattfeder 63, die sich von der Blattfeder 62 in Abstand befindet und ebenfalls am Endring 61 befestigt ist. Jede Feder 63 befindet eich im Federweg der zugeordneten Feder 62 und das Verhältnis von Kraft zu Federweg jeder Feder 62 ist kleiner als das der zugeord-
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neten Feder 63. Bei dieser Anordnung ist jede innere Blattfeder 62 vorgespannt, um zu verhindern, daß Kraftstoff in das Strömungsausr-ichteorgan bei Kraft stoff drücken gelangt, die unter einem bestimmten Mindestwert liegt, wie vorangehend beschrieben. Jede äussere Feder 63 tritt, da sie sich im Federungsweg jeder Blattfeder·62 befindet, bei Kraftstoffdrücken in Tätigkeit, die über einem zweiten bestimmten Mindestwert liegen, wenn jede innere Feder.62 Kontakt mit jeder äusseren Feder 63 erhält. Auf diese Weise läßt sich eine feinere Regelung der Drehzahl der Turbine erzielen.
Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher nur die Turbine und die Ventilanordnung von der vorangehend in Verbindung mit Fige I9 2 und 3 beschriebenen Anordnung abweichen. In Figo !4 ist der Turbinenstator bei 80. gezeigt, die Statorschaufeln sind mit 81. bezeichnet, der Rotor mit 82 und die Rotorschaufeln mit 83. Der Tuxbinenstator hat eine abweichende Bauform mit einer Mittelöffnung 81I9 welche durch eine Platte 85 geschlossen ist.
Bei der Anordnung nach Fig» H ist der normale Flußweg des Kraftstoffes durch den Turbinenstator und die Rotorschaufeln zu dem nicht gezeigten Strömungsausrichteorgan«, das dem vorangehend beschriebenen identisch sein kanna Die Mittelöffnun&fles Stators ist durch die Platte 8^ abgeschlossen» die federnd getragen wirds so daßa wenn der Kraftstoffdurchfluß über einen bestimmten Wert ansteigt«, die Platte 85 axial nash innen gedrückt wird9 um die öffnung 8H zu öffnen, so daß der Kraftstoff die Turbine umgehen kann.
Die Platte 85 ist auf Blattfedern 86 angeordnetB um die an der Innenseite der Platte 85 sowie an einer mittigen
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Halterung, die allgemein mit 87 bezeichnet ist, innerhalb des Turbinenstators befestigt. ___
Die Wirkungsweise der Blattfedern 86 ist die gleiche, wie die der Blattfedern 62 der Ausführungsform nach Fig. 1, 2 und 3. Es können jedoch wahlweise Blattfedern 88^hinter den Blattfedern 8.6. vorgesehen und mit einem Winkel zu diesen angeordnet werden. Die Anordnung der doppelten ^x Blattfedern 86 und 88 hat die gleiche Wirkungsweise x«?ie die Anordnung der doppelten Blattfedern 62 und 6 3*
Fig. 5 zeigt die Kraft-Federweg-Kennlinie der in Verbindung mit Fig. 1 und U beschriebenen Doppelblattfeder-Umgehungsventilanordnung. Wie ersichtlich, findet unterhalb eines einem bestimmten Durchfluß zugeordneten Kraftstoffdruckes keine Durchbie^u^n der inneren Federn 62 (Fig. 1) oder der äusseren Federn 86 nach Fig. M- (der primären Federn) statt. Es wurdefestgestellt, daß bei Durchflußgeschwindigkeiten, die etwas höher als der erwähnte bestimmte Durchfluß ist, die Kennlinie der primären Federn einen steil ansteigenden Anfangsteil haben muß. Bei höheren Durchflußgeschwindigkeiten erfordert ein Betrieb mit einer konstanten Drehzahl eine weniger steil ansteigende Kennlinie und es kann durch eine geeignete Anordnung der Federnpaare sowie durch eine geeignete Wahl der Federsteifigkeiten die Gesamtkennlinie nach Fig. .5 erzielt werden.
Es ist möglich, die in Fig. 5 gezeigte Gesamtkennlinie ohne die Doppelfederanordnung zu erhalten. Bei dieser Anordnung jedoch, die nur Einzelfedern erfordert, ergibt Federn, bei denen die Gefahr der Ermüdung und des Bruchs bei stark schwankendem Kraftstoffdurchfluß, d.h. bei sich innerhalb weiter Grenzen verändernden Betriebsbedingungen der Federn.
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Fig. 6 und 7 zeigen eine Anordnung zum Ausgleich von Temperaturveränderungen im Gerät infolge von Veränderungen der Temperatur des durch das Gerät fliessenden Kraftstoffs.
Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch das Gerät, welches dem Gerät nach Fig. 1 ähnlich ist und eine Anordnung besitzt, welche die Veränderungen im Elastizitätsmodul der Spiralfeder infolge von Veränderungen der Kraftstofftemperatur ausgleicht. In Fig. 6 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet und sind die Strömungsausrichteschaufeln mit 33, die Spiralfeder mit 50, die Welle mit 3O9 die Wellenlager mit 32, die Laufradlager mit 41 und 42, die einzige ringförmige Anordnung von Laufradschaufeln mit 47 und die Blattfedern mit 62 und 63.
Der Kraftstoff fließt aus dem Laufrad in nicht gezeigte Kanäle und von diesen in Kanäle 72 im Gehäuseendteil 11.
Zum Ausgleich für Veränderungen im Elastizitätsmodul der Feder 50, läßt man etwas Kraftstoff die Laufradschaufeln 47 umgehen und dieser Kraftstoff fließt in die folgenden Wege. Am axial inneren Ende des Laufrades ist das zylindrische Element 31 mit öffnungen 100 versehen. Der mittige Teil des Laufrades diesa? Anordnung ist etwas abweichend ausgebildet und mit Kanälen 101 und 102 versehen. Benach~ bart den Kanälen 102 weist das Gehäuse eine mittige zylindrische Dlatte 103 auf, welche mit öffnungen 104 gegenüberliegend den öffnungen 102 versehen ist. Der Gehäuseendteil 11 besitzt eine mittige Endnabe 105 und ist mit drei weiteren öffnungen 106 versehen, wie sich am besten aus Fig, 7 ergibt. Diese öffnungen erstrecken sich von den Kanälen 72 zurück in das Innere des Gerätegehäuses, so daß Medium durch die öffnungen IOD, 101, 102, 104, 106 zu den Auslaßkanälen 72 flicssen kann, wodurch das Laufrad umgangen $ipd0
Π η π π /, 7 / 1 ο 9 7
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Der Durchfluß des Mediums durch diese Umgehungskanäle wird in der folgenden Weise geregelt. Ein Verschluß 110 ist auf einem Zapfen 111 drehbar gelagert und in einer Ausnehmung 113 in der Nabe 105 angeordnet. Der Verschluß weist drei radiale Arme 112 (Fig. 7) und einen gekrümmten Streifen 113 aus Bimetallmaterial auf, dessen eines Ende mit der Nabe 105 und dessen anderes Ende mit dem Verschluß 110 durch ein Glied 114 verbunden ist.
Durch eine Bewegung des Bimetallstreifens wird der Verschluß natürlich so gedreht, cfeß bei einer bestimmten niedrigen Temperatur die öffnungen 106 völlig verschlossen werden und fortschreitend freigelegt werden, um einen maximalen Kraftstoffluß bei einer bestimmten hohen Temperatur zu ermöglichen. ·
Es eind auch andere Bauformen des Gerätes möglbh, bei welchen die Spiralfeder 50 durch eine Schraubenfeder ersetzt ist und in ähnlicher Weise können die Blattfeder-Ventilanordnungen durch irgendeine andere Form elastisch belasteter Ventilelemente ersetzt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Umgehungsventile um die Aussenseite der Turbine herum angeordnet werden, damit der Umgehungskraftstoff um die Turbine herum fliessen und dann in das Strömungsausrichteorgan eintreten kann.
Die Erfindung kann natürlich auch zum Messen des Durchflusses einer anderen Stoffmasse statt Flugzeugkraftstoff verwendet werden. '
*i Q P
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Claims (1)

  1. 2Ü22889
    Patentansprüche :
    Γ.j Gerät zur Massedurchflußmessung eines Mediums, bei welchem das durch das Gerät hindurchfliessende Medium durch ein Strömungsausrichteorgan fließt und' ihm dann eine Winkelgeschwindigkeit durch ein drehbares Laufrad mitgeteilt wirds welches gegenüber einem Bezugselement winkelig verlagert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß für den Drehantrieb des Laufrades eine Turbine vorgesehen ist, w&che durch das Medium angetrieben wird9 das durch das Gerät fließt und dessen Durchfluß gemessen werden SoIl0
    2. Gerät nach Anspruch I9 gekennzeichnet durch eine Ventilanordnung s die zur Turbine parallelgeschaltet ist und bei Veränderungen in dem zu messenden Durchfluß des Mediums in Tätigkeit tritt9 um die Menge des Mediums zu regeln9 welche durch die Turbine dem Strömungsausrichteorgan und dem Laufrad zugeführt ttfirds um da-» durch die Drehzahl der Turbine im wesentlichen konstant zu haltenο
    3. Gerät nach Anspruch 23 gekennzeichnä: durch ein zylindrlshes GehäusG9 eine Turbine in dem einen i-lnde dos Gehäuses ä ein Med iumströmunn;sausrichteor^an innerhalb des Gehäuses benachbart dem Auslaß dos Turbinenrotors., und ein Laufrad innerhalb des GuIrUnes ar-<
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    2Ü22889
    -IS-
    Ende des Stromungsausrichteorgans, welche Turbine eine ringförmige Anordnung von Statorschaufeln aufweist, die um eine mittige Öffnung herum angeordnet sind, sowie eine ringförmige Anordnung von Rotorschaufeln, welche um eine ähnliche Mittelöffnung angeordnet sind, die Ventilanordnung sich am Turbinenrotorende des Stromungsausrichteorgans befindet und so vorgesehen ist, daß der Durchtritt von Medium durch die Mittelöffnungen des Turbinenrotors und des Stators erfolgen kann.
    Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung durch eine Anzahl gesonderter Ventile gebildet wird, welche um das turbinenseitige Ende des Stromungsausrichteorgans herum angeordnet sind.
    5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ventil einen Schlitz aufweist, der sidvin der Längsrichtung des Gehäuses erstreckt, wobei das eine Ende jedes Schlitzes mit der Mittelöffnung des Turbinenrotors in Verbindung steht, während das andere Ende des Schlitzes mit dem Strömungsausrichteorgan verbunden ist und durch ein bewegliches Ventilelement normalerweise verschlossen ist.
    6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Ventilelement ein selbstschlicssendes Klappenventil ist.
    Q091U7 ' 1 ?97 ■.
    BAD
    Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Ventilelement durch eine vorgespannte Blattfeder gebildet wird, die an ihrem einen Ende be-, festigt ist und auf dem Schlitz aufliegt und diesen verschließt, wobei jede Blattfeder nachgibt, um den Schlitz zu öffnen, wenn der Mediumdurchfluß einen bestimmten Wert überschreitet.
    8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein elastisches Element im Bewegungsweg der Blattfeder, das nachgibt, wenn der Mediumdruck einen bestimmten Druck überschreitet, der höher als der ersterwähnte bestimmte Wert des Mediumdruckes ist.
    9, Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element durch eine zweite Blattfeder gebildet wird, welche der ersterwähnten Blattfeder benachbart ist, eich jedoch von dieser in Abstand be-' findet.
    10. Gerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein zylindrisches Gehäuse, eine Turbine in dem einen Ende des Gehäuses, ein Mediumströmungsausrichteorgan innerhalb des Gehäuses benachbart dem Auslaß des Turbinenrotors, und ein Laufrad innerhalb des Gehäuses am Ende des Strömungsausrichteorgans, welche Turbine eine ringförmige Anordnung von Statorschaufeln um eine Mittelöffnung herum sowie eine ringförmige Anordnung von Rotorschaufeln um
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    eine gleiche Mittelöffnung herum aufweist, wobei das Ventilelement durch eine elastisch belastete Platte gebildet wird, welche die Mittelöffnung des Turbinenstators normalerweise verschließt.
    11. Gerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein elastisches Belastungselement, welches eine Öffnungsbewegung der Platte zur Freigabe der Mittelöffnung des Turbinenstators zuläßt, wenn dev Mediumdurchfluß einen bestimmten Wert überschreitet, und ein zweites elastisches Belastungselement in der Bewegungsbahn der Platte, wobei das zweite elastische Belastungselement nur nachgibt, wenn der Mediumdurchfluß einen bestimmten Wert überschreitet, der höher als der ersterwähnte bestimmte Wert ist.
    12. Gerät nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine temperaturempfindliche Einrichtung, die auf die Temperatur des durch das Gerät hhdurcht ret enden1 Mediums anspricht, um einen Ausgleich für Veränderungen im Elastizxtätsmodul der Feder zu schaffen, welche die Turbine und das Laufrad miteinander kuppelt.
    13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturempfindliche Einrichtung einen Umgehungsweg aufweist, damit das Medium das,Laufrad umgehen kann, wobei der Querschnitt des Umgehungsweges zwischen dem voll abgeschlossenen und einem voll geöffneten Zustand durch ein Bimetallmaterial geregelt wird, welches einer
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    Erwärmung oder Abkühlung durch das durch das Gerät fliessende Medium ausgesetzt ist.
    0098Ä7/1297
DE19702022889 1969-05-09 1970-05-11 Geraet zur Massedurchflussmessung eines Mediums Pending DE2022889A1 (de)

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GB3464369 1969-07-09

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