DE2026131A1 - Meßgerät mit Rotor zur Volumenzählung von Fluiden - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz Dr. Gertrud Hauser Dipl.-Ing. Gottfried Leiser

Patentanwälte

Telegramme! Labyrinth München

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8000 Manchen 60,

Ernsbergerstrasse-19

27. Mai 1970

Unser Zeichen: C

COMPAGNIE DES COMPTEURS 3, Rue Dosne, Paris l6e/Frankreich

Meßgerät mit Rotor zur Volumenzählung von Fluiden

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Volumenzählung eines strömenden Fluids, bei welchem sich ein Rotor im Inneren eines Einspritzgehäuses'dreht.

Bekanntlich sind übliche Rotormeßgeräte einer Anzahl von

ßu/ku

Belastungen

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Belastungen unterworfen, welche ihr Anlaufen bremsen und ihre Linearität beeinflussen. Diese Belastungen beruhen hauptsächlich auf den Drehlagerungen sowie auf den im allgemeinen wenig rationellen Anordnungen der Einspritz- und Austrittskanäle der Stromfäden· Daraus ergeben sich Störwirkungen, welche die Empfindlichkeit dieser Meßgeräte beeinflussen, worauf ihre mangelnde Genauigkeit bei sogenannten "gekapselten" Meßgeräten beruht, was bei diesen letzteren einen schwerwiegenden Nachteil trotz bestimmter unleugbarer Vorteile, wie Einfachheit des Aufbaus und geringer Platzbedarf, darstellt. Die üblichen Rotormeßgeräte sind infolgedessen nur ab einem minimalen Durchsatz verwendbar, dessen Wert verhältnismäßig groß sein kann. Ihr Meßbereich wird dadurch begrenzt.

Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist die Vermeidung dieser genannten Nachteile.

Erfindungsgemäß werden im wesentlichen einige besondere Maßnahmen bezüglich der gegenseitigen Form des Rotors und des Einspritzgehäuses vorgenommen, wobei diese Maßnahmen die Störungen ausschalten sollen, welche im allgemeinen durch das Strömen des Fluids durch das Meßgerät hervorgerufen werden, indem man ermöglicht, daß die Stromröhren eine gleichsam ideale Bahn einnehmen, um die durch die Antrieb sflachen des Rotors hervorgerufenen Kräfte und die durch seine passiven Flächen hervorgerufenen Kräfte auszugleichen und an den Enden des Rotors Wirbelströmungszonen hervorzurufen, mit Hilfe derer die axiale Selbstzentrierung des Rotors gewährleistet wird. Diese Maßnahmen sollen außerdem die Drehung des Rotors durch eine Eiraädtung

bremsen

bremsen, deren Energieverbrauchsfunktion.sich von der die in dem Fluid verfügbare Energie darstellenden Punktion nur durch einen konstanten Faktor unterscheidet.

Es wird dadurch möglich, von der Abhängigkeit von den Drehlagern freizukommen und einen freien Rotor zu verwirklichen, welcher sich radial und axial lediglich durch das Strömen des Fluids durch das Meßgerät selbst zentriert,

Das erfindungsgemäße Meßgerät ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Rotor aus einem zylindrischen Körper, besteht, wobei jedes Ende desselben eine ebene Stirnfläche aufweist, die gegenüber einer ebenfalls ebenen, das EinspTitzgehäuse begrenzenden Fläche angeordnet ist, und daß andererseits das Einspritzgehäuse Einspritzöffnungen und Austrittsöffnungen aufweist, deren Achsen bezüglich der Rotorachse derart geneigt sind, daß die im Inneren des zwischen dem Rotorkörper und dem Einspritzgehäuse gebildeten Ringraums aneinandiriiegenden Stromröhren eine schraubenförmige Bahn um diesen Körper bilden, wobei dieser das Zentrum eines Wirbels einnimmt.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 einen Axialschnitt des Meßgeräts längs der Linie I-I, in Figur 2, ^v

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Figur 2 und

Figur 4 009849/0270

Figur 4 einen der Figur 1 entsprechenden Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des Meßgeräts.

Ein Rotor 1 ist im Inneren eines Einspritzgehäuses 2 angeordnet .

Der Rotor 1 weist die Form einer Spule auf, die aus einem vertikalen zylindrischen Körper 3 und zwei Stirnplatten 4 und 5 besteht, welche über den Körper hinausragen. Jede Stirnplatte weist eine ebene Endfläche 4a bzw. 5a auf, welche gegenüber einer ebenfalls ebenen Oberfläche 6 bzw. 7 angeordnet ist, die das Gehäuse 2 an seinem oberen und unteren Ende abschließen.

Die hydrostatische Auswuchtung des Rotors 1 ist mit der größten Genauigkeit durchgeführt. Zu diesem Zweck sind der hydrostäHsche Druckpunkt und der Schwerpunkt so weit wie möglich voneinander entfernt, wobei der Schwerpunkt der tiefere ist. Man kann diese Bedingung erfüllen, indem man Stoffe mit verschiedenen Dichten verwendet, wobei die schwersten natürlich im unteren Teil des Rotors 1 verwendet werden. Die genannte Bedingung wird offensichtlich umso besser erfüllt, je höher das tatsächliche Gewicht des Rotors 1 ist, während sein scheinbares Gewicht so ge-¹ ring wie möglich sein soll.

An der Oberfläche 4a ist eine Reihe von Zellen 8 ausgebildet, welche kreisförmig um den Umfang dieser Oberfläche angeordnet sind. Diese Zellen liegen gegenüber einer Reihe von gleichen Zellen 9» welche in der Oberfläche 6 ausgebildet sind. In gleicher Weise liegt eine Reihe von in der Oberfläche 5a ausgebildeten Zellen 10 gegenüber

einer 009849/0270

einer Reihe von in der Oberfläche 7 ausgebildeten Zellen

Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform sind die Zellen 8 in der Stirnfläche 4b der Stirnplatte 4 ausgebildet und sind gegenüber einer Reihe von gleichen Zellen 9 angeordnet, welche in der vertikalen zylindrischen Wand 12 des Gehäuses 2 ausgebildet sind. In der gleichen Figur ist eine magnetische Antriebseinrichtung 13 üblicher Bauart dargestellt, welche die Drehung des Rotors 1 auf einen nicht dargestellten Zähler überträgt. In Figur 1 erfolgt diese Übertragung mechanisch mittels eines mit dem Rotor 1 fest verbundenen Zahnrads 14.

Das Einspritzgehäuse 2 weist in seinem unteren Teil EInspritzöffnungen 15 und in seinem oberen Teil Austrittsöffnungen 16 auf, wobei diese Öffnungen im zylindrischen-Teil dieses Gehäuses ausgebildet sind. Die Achsen dieser Öffnungen mit langgestrecktem Querschnitt sind um einen Winkel Ot gegen die Horizontale geneigt. Die Neigung o» und die Abmessungen der Öffnungen 15 und 16 sind so bestimmt, daß die Stromröhren mit rechteckigem Querschnitt im Inneren des zwischen dem Körper 3 und dem Gehäuse 2 gebildeten Ringraums 17 einander berührend übereinanderliegen und im Inneren dieses Raums eine schraubenförmige Bahn bilden, so daß der Körper 3 sich im Zentrum eines Wirbels befindet. Die obige Bedingung kann durch Veränderung des Werts der genannten Parameter sowie des Durchmessers des Körpers 3 in vielfacher Weise erfüllt werden. Man kann auch die Stirnplatten 4 und 5 so bemessen, daß die durch die Antriebsflächen des Rotors 1 ausgeübten Kräfte die durch die passiven Flächen desselben ausgeübten Kräfte ausgleichen.

Solche

Solche dem Fachmann geläufige Rechnungen werden hier nicht durchgeführt. Es wird jedoch ein Ausführungsbeispiel angegeben, welches diese Anforderungen erfüllt:

Durchmesser des Rotorkörpersi Gesamthöhe des Rotors: Durchmesser der Stirnplatten: Dicke der Stirnplatten: Durchmesser des Einspritzgehäuses: Gesamthöhe des Einspritzgehäuses:

Querschnitt der Einspritz- und Austrittsöffnungen:

Anzahl der Öffnungen jeder Art: Neigung CX :

Man sieht, daß an den Enden des Rotors 1 ein restliches Spiel von 1,5 mm vorhanden ist, welches mit einem "toten" Fluid gefüllt ist, das Wirbeiströmungszonen bildet, mit Hilfe derer die Spiele gleichmäßig verteilt werden, wodurch die axiale Selbstzentrierung des Rotors 1 durch Gleiten desselben längs seiner Drehachse bewirkt wird. Die radiale Selbstzentrierung wird darüberhinaus durch den Wirbel gewährleistet. Das "tote" Fluid wird verwendet, um die Bremsung des Meßgeräts mit Hilfe der oben beschriebenen Zellenanordnungen zu gewährleisten. Bei der oben anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform weist diese Zellenanordnung die folgenden Abmessungen auf:

Anzahl von Zellen einer Reihe: 24

Querabmessungen einer Zelle: 3 χ 3 nun

Tiefe einer Zelle: 0,5 mm

Kreisdurchmesser der Mittelpunkte der Zellen: 35

32	mm
21,5	mm
38,6	mm
1,5	mm
44,5	mm
24,5	mm
8x4	mm
6
11°

Diese letzteren Abmessungen hängen vom passivem Drehmoment des durch das Meßgerät angetriebenen Zählers ab.

Das erfindungsgemäße Meßgerät weist die folgenden Vorteile auf:

Seine Druckverluste liegen wesentlich unter denjenigen der üblichen Meßgeräte und können mittels einer zweck·? mäßigen Bemessung so gering wie möglich gemacht werden.

Der Betrieb des Meßgeräts ist unabhängig von der Viskosität des Fluids, welches dassselbe durchsetzt.

Ein erfindungsgemäßes Meßgerät kann in verschiedenen Stellungen arbeiten, wobei seine Achse, wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, vertikal oder horizontal oder auch geneigt sein kann.

Patentansprüche 009849/0270

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Meßgerät zur Volumenzählung eines strömenden Fluids, bei welchem sich ein Rotor im Inneren eines Einspritzgehäuses dreht, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Rotor aus einem zylindrischen Körper besteht, wobei jedes Ende desselben eine ebene Stirnfläche aufweist, die gegenüber einer ebenfalls ebenen, das Einspritzgehäuse begrenzenden Fläche angeordnet ist, und daß andererseits das Einspritzgehäuse Einspritzöffnungen und Austrittsöffnungen aufweist, deren Achsen bezüglich der Rotorachse derart geneigt sind, daß die im Inneren des zwischen dem Rotorkörper und dem Einspritzgehäuse gebildeten Ringraums aneinanderliegenden Stromröhren eine schraubenförmige Bahn um diesen Körper bilden, wobei dieser das Zentrum eines Wirbels einnimmt.

   Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang jedes Endes des Körpers eine Reihe von Zellen ausgebildet ist, welche gegenüber einer weiteren Reihe von gleichen, in der Wand des Einspritzgehäuses ausgebildeten Zellen angeordnet ist.

   Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in der ebenen Oberfläche jedes Endes ausgebildet sind,

   Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen in der Stirnfläche jedes Endes ausgebildet sind.

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