DE2035545C - Device for measuring the flow rate of a flow medium - Google Patents
Device for measuring the flow rate of a flow mediumInfo
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- DE2035545C DE2035545C DE19702035545 DE2035545A DE2035545C DE 2035545 C DE2035545 C DE 2035545C DE 19702035545 DE19702035545 DE 19702035545 DE 2035545 A DE2035545 A DE 2035545A DE 2035545 C DE2035545 C DE 2035545C
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Description
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand einiger in Maßstab. Die Öffnungen 31,32 der Kanäle 21,22The invention is scaled up below with reference to some. The openings 31,32 of the channels 21,22
der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele liegen in diametral einander entgegengesetzten Berei-the drawing illustrated embodiments are in diametrically opposed areas
beschrieben. Es zeigt chen des Zylinders 1, und zwar etwa im mittleren Teildescribed. It shows the cylinder 1, approximately in the middle part
F i g. 1 eine Schemaansicht zur Erläuterung der seiner Höhe. Die Lage der Öffnungen 31,32 relativ zurF i g. 1 is a schematic view to explain its height. The position of the openings 31,32 relative to
Bildung von Karman-Wirbeln, 5 Strömung ergibt sich insbesondere aus F i g. 2A. DasFormation of Karman vortices, 5 flow results in particular from FIG. 2A. The
Fig. 2A und 2B Schemadaiatellungen eines Aus- durch die Strömungsmittelquelle 5 gelieferte Strö-2A and 2B are schematic diagrams of a flow supplied by the fluid source 5
führungsbeispäeles der Erfindung, mungsmittel reinigt die Oberfläche des Zylinders 1 inLeadership example of the invention, medium cleans the surface of the cylinder 1 in
F i g. 3 A eine Seitenansicht des beim Ausführungs- der Nähe der Öffnungen 31, 32.F i g. 3 A is a side view of the embodiment in the vicinity of the openings 31, 32.
beispiel der F i g. 2A und 2B benutzten zylindrischen Wird der Zylinder 1 in die Strömung F innerhalbexample of FIG. 2A and 2B used cylindrical being the cylinder 1 in the flow F within
Strömungshindernisses, l0 eines Kanals 10 so eingetaucht, daß die Längsachse desFlow obstacle, l0 of a channel 10 so immersed that the longitudinal axis of the
F i g. 3 B einen Querschnitt längs der Linie X-X der Zylinders 1 und die Verbindungslinie der Öffnungen 31,F i g. 3 B a cross section along the line XX of the cylinder 1 and the connecting line of the openings 31,
F i g- 3 A, 32 beide senkrecht zur Richtung der Strömung Fliegen,F i g- 3 A, 32 both flies perpendicular to the direction of the flow,
F i g. 3C einen Querschnitt längs der Linie Y-Y der so werden hinter dem Zylinder 1 in regelmäßigen Ab-F i g. 3C shows a cross section along the line YY of the so behind the cylinder 1 at regular intervals
F i g. 3 B, ständen und abwechselnd von beiden Seiten WirbelF i g. 3 B, stand and alternate vertebrae from both sides
F i g. 4 eine Schemadarstellung zur Erläuterung der 15 nach der eingangs erwähnten Theorie erzeugt. Bei derF i g. 4 is a schematic illustration to explain FIG. 15 according to the theory mentioned at the beginning. In the
Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles der F i g. 2, Wirbelerzeugung ändert sich die Strömungsgeschwin-Operation of the embodiment of FIG. 2, vortex generation changes the flow velocity
F i g. 5 eine Prinzipdarstellung eines weiteren Aus- digkeit des Strömungfmittels längs der Oberfläche desF i g. 5 shows a basic illustration of a further expanse of the flow medium along the surface of the
führungsbcispieles der Erfindung, Zylinders 1; es ändert sich infolgedessen auch mit derleadership example of the invention, cylinder 1; as a result, it also changes with the
F i μ. 6Λ eine Perspektivansicht einer anderen Aus- Wirbelbildung und der Entfernung des Wirbels vom führung eines im Rahmen der Erfindung verwendbaren 20 Zylinder 1 der Druck des Strömungsmittels auf entzylindrischen Strömungshindernisses, gegengesetzten Seiten des Zylinders 1. Bei dem darge-F i μ. 6Λ is a perspective view of another form of vortex formation and the removal of the vortex from Execution of a cylinder 1 which can be used within the scope of the invention, the pressure of the fluid on decylindrical Flow obstacle, opposite sides of the cylinder 1. In the case of the
F i g. 6Ii und 6C Querschnitte längs der Linien X- X stellten Austührungsbeispiel strömt das von derQuelIe5F i g. 6Ii and 6C cross-sections along the lines X-X illustrated embodiment that flows from the source 5
der F i g. 6 A bzw. längs der Linie K-K der F i g. 6 B, über die Kanäle 21, 22 gelieferte Reinigungs-Strö-the F i g. 6 A or along the line K-K of FIG. 6 B, cleaning currents supplied via channels 21, 22
F i g. 7 A, 7 B, 7C und 8 A, 8 B, 8 C weitere Ausfüh- mungsmittel ständig durch die Öffnungen 31, 32 ausF i g. 7 A, 7 B, 7C and 8 A, 8 B, 8 C further execution means continuously through the openings 31, 32
rungen von zylindrischen Strömungshindernissen (ent- 35 und reinigt die Oberfläche des Zylinders 1. Die MengeCylindrical flow obstacles (clears and cleans the surface of the cylinder 1. The amount
sprechend den F i g. 6A, 6B und 6C), des durch die Öffnungen 31,32 der Kanäle 21,22 aus-speaking the F i g. 6A, 6B and 6C), the outlet through the openings 31,32 of the channels 21,22
F ig. 9 A eine weitere Variante (in teilweise ge- tretenden Strömungsmittels hängt vom Druck desFig. 9 A another variant (in partially entering fluid depends on the pressure of the
schnittener Darstellung), Strömungsmittels F nahe den Öffnungen 31, 32 ab.cutaway view), fluid F near the openings 31,32.
F i g. 9 B und 9 C Querschnitte längs der Linien X-X Unmittelbar nachdem ein Wirbel e nahe der Öffnung 31F i g. 9 B and 9 C cross-sections along the lines XX Immediately after a vortex e near the opening 31
(Fig. 9A) bzw. K-K(Fig. 9B), 30 erzeugt ist (vgl. Fig. 4) und sich ein Wirbel vom(Fig. 9A) or K-K (Fig. 9B), 30 is generated (see. Fig. 4) and a vortex develops from
F i g. 1OA ein weiteres Ausführungsbeispiel (in teil- Zylinder 1 nahe der anderen Öffnung 32 getrennt hat,F i g. 1OA has another embodiment (separated in partial cylinder 1 near the other opening 32,
weise geschnittener Darstellung), wird die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich derwise sectioned representation), the flow velocity is in the range of
F i g. 1OB und IOC Querschnitte längs der Linien Oberfläche des Zylinders auf der Seite der Öffnung 32F i g. 10B and IOC cross sections along the lines of the surface of the cylinder on the side of the opening 32
X-X (F ig. 10A) bzw. K-K(F i g. 10B), größer; der Druck des Strömungsmittels F auf der XX (FIG. 10A) or KK (FIG. 10B), larger; the pressure of the fluid F on the
Fig. 11 bis 13 Querschnitte durch verschiedene 35 Seite mit der Öffnung32 wird somit kleiner. Infolgeweitere Ausführungsformen des zylindrischen Strö- dessen tritt durch die Öffnung 32 mehr Reirigungsmungshindernisses (entsprechend der Darstellung in Strömungsmittel aus. Auf der anderen Seite wird in F i g. 10B). diesem Falle die Strömungsgeschwindigkeit des Strö-11 to 13 cross-sections through different sides with the opening 32 thus becoming smaller. As a result further Embodiments of the cylindrical flow pass through the opening 32 to prevent more cleaning (as shown in Fluid. On the other hand, in F i g. 10B). in this case the flow velocity of the flow
Beim Ausführungsbeispiei der F i g. 2A und 2B be- mungsmittels Fauf der Seite mit der Öffnung 31 kleiner; sitzt das zylindrische Strömungshindernis 1 (nach- 40 der von dem Strömungsmittel F auf den Zylinder 1 in folgend auch als Zylinder bezeichnet) zur Erzeugung der Nähe der Öffnung 31 ausgeübte Druck wird somit der Karman-Wirbel einen kreisförmigen Querschnitt. größer; infolgedessen verringert sich die durch die Kanäle 11, 22 von kleinem Durchmesser sind mit ihrem Öffnung 31 austretende Menge des Reinigungs-Ströeinen Ende in den Zylinder 1 eingeführt und weisen auf mungsmittels. Infolgedessen ändert sich die Menge des entgegengesetzten Seiten Öffnungen 31,32 auf. Durch 45 durch die Öffnungen 31, 32 austretenden Reinigungsdiese Öffnungen 31, 32 der Kanäle 21, 22 wird ein Teil Strömungsmittels in Abhängigkeit von der Bildung der des Strömungsmittels F in Abhängigkeit von den Wirbel auf entgegengesetzten Seiten des Zylinders I. Druckänderungen des Strömung^mittels F nahe den Die Änderung der aus den Öffnungen 3I,_32 austretenöffnungen 31, 32 in die Kanäle 21, 22 eingeführt; diese den Strömungsmittelmenge bewirkt eine Änderung der Druckänderung wird durch die erzeugten Wirbel her- 50 Strömungsgeschwindigkeit des Reinigungs-Strömungsvorgerufen. Die Kanäle 21,22 werden — wie noch mittels im Bereich der Drosseln 41, 42 in den Kanälen späterbeschriebenwird —dazubenutzt.einStrömungs- 21,22; die Zahl der nahe der Öffnung31 gebildeten mittel zur Reinigung der Oberfläche des Zylinders 1 Wirbel kann somit bestimmt werden, indem die Andedurchzuführen. In den Kanälen 21, 22 sind Drosseln rung der Geschwindigkeit bzw. Menge des den Kanal 41,42 vorgesehen. Das andere Ende der Kanäle 21, 22 55 21 durchsetzenden Reinigungs-Strömungsmittels festist an eine Strömungsmittelquelle 5 angeschlossen, die gestellt wird, beispielsweise durch den Hitzdraht 6. den Kanälen 21, 22 mit etwa konstantem Druck ein Das vom Fühler 6 gelieferte elektrische Signal ist der ReinigungsströmungSmitlel zuführt. Ein Fühler 6, der Änderung der Strömungsgeschwindigkeit des Reinieine Strömungsmittelbewegung feststellt, beispielsweise gungs-Strömungsmittels proportional und wird über ein Hitzdraht, der die Bewegung des StrönuingsmiUels fio den Verstärker 7 einem (nicht dargestellten) geeigneten nicht behindert, ist beispielsweis in dem Kanal 21 ange- Meßgerät zugeführt.In the exemplary embodiment of FIG. 2A and 2B determining means F on the side with the opening 31 smaller; the cylindrical flow obstacle 1 is seated (after that of the fluid F on the cylinder 1 in hereinafter also referred to as cylinder) to generate the vicinity of the opening 31 pressure is thus applied the Karman's vertebrae have a circular cross-section. greater; as a result, the reduced by the Channels 11, 22 with a small diameter are, with their opening 31, a quantity of cleaning streams emerging End inserted into the cylinder 1 and point to the medium. As a result, the amount of the opposite sides openings 31,32. By 45 cleaning these exiting through the openings 31, 32 Openings 31, 32 of the channels 21, 22 will be a part of the fluid depending on the formation of the of the fluid F as a function of the eddies on opposite sides of the cylinder I. Pressure changes of the flow ^ by means of F near the The change of the openings from the openings 3I, _32 31, 32 inserted into the channels 21, 22; this the amount of fluid causes a change in the The pressure change is caused by the vortices generated. The channels 21, 22 are - as still by means of in the area of the throttles 41, 42 in the channels is described later —is used for this purpose.a flow 21,22; the number of those formed near the opening31 means for cleaning the surface of the cylinder 1 vortex can thus be determined by performing the Andes. In the channels 21, 22 are throttling tion of the speed or amount of the channel 41,42 provided. The other end of the cleaning fluid permeating channels 21, 22 55 21 is solid connected to a fluid source 5 which is provided, for example by the hot wire 6. the channels 21, 22 with an approximately constant pressure. The electrical signal supplied by the sensor 6 is the Cleaning fluid supplies. A sensor 6, the change in the flow speed of the pure one Detects fluid movement, for example, proportional flow fluid and is over a hot wire, the movement of the StrönuingsmiUels fio the amplifier 7 a (not shown) suitable not obstructed, for example, a measuring device is supplied in the channel 21.
ordnet und stellt Änderungen in der Strömungs- Da bei der erläuterten Ausführung das Reinigungsgeschwindigkeit bzw. der Strömungsmenge im Kanal Strömungsmittel stets auf beiden Seiten aus dem zy-21 fest. Ein Verstärker 7 verstärkt das Ausgangssignal lindrischen Strömungshindernis 1 herausgeblasen bzw. des Fühlers 6 und liefert ein Signal am Ausgangs- 65 gedrückt wird, erfolgt eine ständige Reinigung dei anschluß 8. Oberfläche des Zylinders 1; es wird dadurch vermieden,arranges and represents changes in the flow As in the embodiment explained, the cleaning speed or the flow rate in the channel fluid is always on both sides of the zy-21 fixed. An amplifier 7 amplifies the output signal blown out or blown out of the flow obstacle 1. of the sensor 6 and delivers a signal at the output 65 is pressed, a constant cleaning of the takes place connection 8. surface of cylinder 1; this avoids
Die Fig. 3 A, 3 B und 3 C zeigen das zylindrische daß sich Staub- oder sonstige Feststoffteilchen an sein«Figs. 3 A, 3 B and 3 C show the cylindrical that dust or other solid particles are to be «
Strömungshindernis 1 der Fig. 2 A, 2 B in größerem Oberfläche anlegen und die Bildung, das Wachsen undFlow obstacle 1 of Fig. 2A, 2B create a larger surface and the formation, growth and
das Ablösen der Karman-Wirbel beeinträchtigen. Der den F i g. 6 A bis 6C so in das Strömungsmittel F ein-Fühler 6 ist im Kanal 21 angeordnet und ermittelt getaucht, daß die Längsachse des Zylinders 1 sowie die somit die Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit Verbindungslinie der öffnungen 35, 36 etwa senkrecht des stets sauberen Reinigungs-Strömungsmittels; der zur Strömungsrichtung des Strömungsmittels F liegen, Fühler 6 kommt dagegen nicht unmittelbar mit dem 5 so wird das in die Hohlräume 33,34 durch die öffnunzu messenden Strömungsmittel in Berührung. Selbst gen 35, 36 eintretende Strömungsmittel über diese Öffwenn somit das zu messende Strömungsmittel ein bei- nungen 35, 36, die Hohlräume 33,34 und den Verbinspielsweise stark verunreinigtes Gas ist, kann die Zahl dungskanal 38 in Abhängigkeit von den Druckändeder sich bildenden Wirbel genau bestimmt werden. Da rungen verdrängt, die durch die Bildung von Wirbeln ferner der Fühler in einem Rohr außerhalb des zylindri- jo nahe den öffnungen 35,36 bzw. durch das Ablösen sehen Strömungshindernisses 1 angeordnet ist, bereitet dieser Wirbel erzeugt werden. Das Reinigungsseine Wartung oder sein Austausch keine Schwierig- Strömungsmittel, das aus den öffnungen 31, 32 der keiten. Kanäle 21, 22 in die Hohlräume 33, 34 austritt, reinigtinterfere with the shedding of the Karman's vertebrae. The F i g. 6 A to 6C so in the fluid F a sensor 6 is arranged in the channel 21 and immersed determined that the longitudinal axis of the cylinder 1 as well as the thus the changes in the flow velocity connecting the openings 35, 36 approximately perpendicularly the always clean cleaning fluid; which lie to the direction of flow of the fluid F, Sensor 6, on the other hand, does not come directly with 5, so it is in the cavities 33,34 through the opening measuring fluid in contact. Even for 35, 36 incoming fluids via this opening thus the fluid to be measured, openings 35, 36, the cavities 33, 34 and the way of connecting If the gas is heavily contaminated, the number of duct 38 may vary depending on the pressure the vortices that are formed can be precisely determined. As a result of the formation of eddies it is displaced Furthermore, the sensor is in a tube outside the cylinder near the openings 35, 36 or as a result of the detachment see flow obstacle 1 is arranged, this vortex prepares to be generated. The cleaning, maintenance or replacement is not difficult. Fluid coming out of openings 31, 32 of the opportunities. Channels 21, 22 exiting into the cavities 33, 34, cleans
Bei dem in F i g. 5 dargestellten weiteren Ausfüh- diese Hohlräume sowie die Öffnungen 35, 36 und verrungsbeispiel enthalten die Kanäle 21, 22, durch die das 15 läßt dann den Zylinder 1. Wird das Strömungsmittel in Reinjgmigs-Strömungsmittel zugeführt wird, eine An- den Hohlräumen 33, 34 entsprechend der Bildung bzw. zahl von öffnungen 31, 32, die auf entgegengesetzten Ablösung der Wirbel verlagert, so ändert sich dement-Seiten des Zylinders 1 in axialer Richtung aufeinander- sprechend auch der Strömungsmitteldruck in den Hohlfolgend angeordnet sind. Auch hierbei sind in den räumen 33, 34. Dies wiederum beeinflußt die Menge Kanälen 21, 22 Drosseln 41, 42 vorgesehen. In beiden 20 des Reinigungs-Strömungsmittels, das aus den Kanal-Kanälen 21, 22 sind hier Fühler 6, 6' angeordnet, J;e öffnungen 31, 32 aus und in die Hohlräume 33, 34 ein-Geschwindigkeitsänderungen des die Kanäle 21, 22 tritt. Die Zahl der sich bildenden Wirbel kann somit durchsetzenden Reinigungs-Strömungsmittels feststel- durch Feststellung der Änderungen der Strömungslen. Die Anordnung enthält ferner zwei in Reihe ge- geschwindigkeit des Reinigungs-Strömungsmittels im schaltete Widerstände 63, 64, zwischen deren freie »5 Kanal 21 gemessen werden. . Enden eine Gleichspannungsquelle 65 geschaltet ist. Da bei dem erläuterten zylindrischen Strömungs-Die Fühler 6, 6' und die Widerstände 63, 64 bilden hindernis das Ansaugen bzw. Auspressen des Strözusammen eine elektrische Brückenschaltung, wobei in mungsmittels im Bereich der Öffnungen 35, 36 in Abder einen Diagonale die Gleichspannungsquelle 65 an- hängigkeit von der Bildung und Ablösung der Wirbel geordnet ist, während die beiden anderen Diagonal- 30 erfolgt, kann die Bildungsbedingung des Wirbels durch punkte an den Verstärker 7 angeschlossen sind. das Ansaugen und Auspressen des StrömungsmittelsIn the case of the FIG. 5, these cavities as well as the openings 35, 36 and embodiment contain the channels 21, 22, through which the 15 then allows the cylinder 1. If the fluid is supplied in pure fluid, one of the cavities 33, 34 According to the formation or number of openings 31, 32, which are displaced on opposite separation of the eddies, the dement sides of the cylinder 1 changes in the axial direction and the fluid pressure is arranged in the hollow sequence. Here, too, in the spaces 33, 34. This in turn influences the amount of channels 21, 22 throttles 41, 42 are provided. In both 20 of the cleaning fluid coming out of the channel channels 21, 22, sensors 6, 6 'are arranged here, J ; e openings 31, 32 from and into the cavities 33, 34-changes in speed of the channels 21, 22 occurs. The number of vortices that are formed can thus be determined by the penetrating cleaning fluid by determining the changes in the fluid. The arrangement also contains two resistors 63, 64 connected in series with the cleaning fluid, between whose free channels 21 are measured. . A DC voltage source 65 is connected at the ends. Since in the case of the explained cylindrical flow, the sensors 6, 6 'and the resistors 63, 64 form an electrical bridge circuit together as an obstacle to sucking in or squeezing out the flow, with the direct voltage source 65 on a diagonal in the area of the openings 35, 36 - depending on the formation and detachment of the eddies is ordered, while the other two diagonals occur, the condition of the eddy formation can be connected to the amplifier 7 by means of points. sucking in and squeezing out the fluid
Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 5 wird das gesteuert werden. Die Wirbelbildung kann infolgc-Reinigungs-Strömungsmiltel, das von der Quelle 5 dessen weiter wegen des Vorhandenseins von Strögeliefcrt wird, am Umfang des Zylinders 1 in zwei ein- mungsmitlelschwankungen und Wirbeln außer den ander abgewandten Zonen jeweils durch mehrere in 35 Karman-Wirbeln stabilisiert werden. Wenn die Grenzaxialer Richtung verteilte Öffnungen 31, 32 ausge- schicht des .Strömungsmittels längs der Oberfläche eines blasen. Auf diese Weise werden besonders wirksam Gegenstandes von kreisförmigem Querschnitt bereit Staub- oder sonstige Feststoffteilchen von der Ober- ist, sich von der Oberfläche abzulösen, so wird dieses fläche des Zylinders 1 entfernt. Ablösen begünstigt, wenn das Wegdrücken bzw Weg-In the embodiment of FIG. 5 that will be controlled. The formation of eddies can result from cleaning flow means, that from the source 5, which continues because of the presence of strangles, on the circumference of the cylinder 1 in two atmospheric fluctuations and eddies in addition to the other zones facing away from each other are stabilized by several in 35 Karman vortices. When the limit axial Openings 31, 32 distributed in the direction of the .Strömungsmittel along the surface of a blow. In this way, objects of circular cross-section are prepared particularly effectively Dust or other solid particles from the top is to detach from the surface, so this will area of the cylinder 1 removed. Detachment favors when pushing away or away
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ändert sich die 40 blasen des Strömungsmittels von der Oberfläche desIn this embodiment too, the 40 bubbles of the fluid from the surface of the changes
Strömungsgeschwindigkeit des Reinigungs-Strörr.ungs- Gegenstandes nahe dem Ablösungspunkt erfolgt, wäh-The flow velocity of the cleaning flow object takes place near the separation point, while
mittcls in den Kanälen 21, 22 in Abhängigkeit von den rend das Ablösen der Grenzschicht behindert bzw. vcr-in the channels 21, 22, depending on the rend, the detachment of the boundary layer is hindered or
Dnickändeningen des Strömungsmittel* F. die durch zögert wird, wenn nahe diesem Ablösungspunkt einThinning of the fluid * F. which is hesitating when near this separation point
Wirbel an den beiden Seilen des Zylinders 1 abwech- Ansaugen des Strömungsmittel erfolgt,Vortices on the two cables of the cylinder 1 alternately - suction of the fluid takes place,
selnd erzeugt werden. Anden Ausgangsanschlüssen der 45 Bei dem in den Fig. 7 A, 7 B und 7C dargestelltencan be generated independently. And the output terminals of Fig. 45 In that shown in Figs. 7A, 7B and 7C
Brücke erhält man infolgedessen Ausgangssignale in weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist dasBridge, as a result, output signals are obtained in a further exemplary embodiment of the invention
Abhängigkeit von der Zahl der sich bildenden Wirbel, zylindrische Strömungshindernis 1 auf entgegengesctz-Depending on the number of eddies forming, cylindrical flow obstacle 1 on opposite
da sich die Widerstandswerte der Fühler 6, 6' in Abhän- ten Seiten in Längsrichtung verlaufende Schlitze 35, 36since the resistance values of the sensors 6, 6 'are located in longitudinally extending slots 35, 36 depending on the sides
gigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit in den auf, die den Öffnungen 35,36 der Ausführung gemäß Kanälen 21, 22 ändern. 50 F i g. 6 entsprechen. Die Öffnungen 31,32 der Kanäleity of the flow rate in the, the openings 35,36 according to the embodiment Change channels 21, 22. 50 Fig. 6 correspond. The openings 31,32 of the channels
Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6 A, 21, 22 münden in diese Schlitze 35,36. Im übrigen ent-6 B und 6 C sind für identische Bauelemente die gleichen spricht die Ausführung der Anordnung gemäß F i g. 6. Bezugszeichen wie bei den zuvor erläuterten Ausfüh- Wird der Zylinder 1 gemäß den Fig. 7A bis 7C rungen verwendet. Die Öffnungen 31,32 der Kanäle ebenso wie die Anordnung gemäß F i g. 6 in das 21,22 münden in Hohlräume 33,34 im Zylinder 1. Auf 55 Strömungsmittel Feingetaucht, so wird das Strömungsentgegengesetzten Seiten sind in axialer Richtung ver- mittel in Abhängigkeit von der Bildung und Ablösung teilt eine Anzahl von öffnungen 35,36 in dem Zylin- der Wirbel durch die Schlitze 35,36, die Hohlräume der 1 vorgesehen. Sie stehen mit den Hohlräumen 33, 33,34 unci den Verbindungskanal 38 in der Trennwand 34 in Verbindung, so daß in Abhängigkeit von den 37 verdrängt. Das Reinigungs-Strömungsmittel wird durch die Karman-Wirbel erzeugten Druckänderungen 60 aus den Kanälen 21,22 durch die öffnungen 31,32 in des Slrömungsmittels Fdieses Strömungsmittel Fin die die Schlitze 35,36 eingeblasen und tritt dann aus dem Hohlräume 33,34 gelangt. In einer Trennwand 37 Zylinder 1 aus. Die Strömungsgeschwindigkeit des zwischen den beiden Hohlräumen 33,34 ist ein Verbin- Reinigungs-Strömungsmittels hängt dabei auch hier dungskanal 38 vorgesehen, über die die beiden Hohl- von den Druckänderungen in den Schlitzen 35,36 und räume miteinander in Verbindung stehen. In einem der 65 damit von der Zahl der sich an der Außenseite des Kanäle, beispielsweise im Kanal 21, ist der Fühler 6 Zylinders 1 bildenden und ablösenden Karman-Wirbel angeordnet ab. Auch hierbei wird somit die Zahl der sich bildendenAlso in the embodiment of FIGS. 6A, 21, 22 open into these slots 35,36. Otherwise ent-6 B and 6 C are the same for identical components speaks the design of the arrangement according to FIG. 6th Reference numerals as in the previously explained embodiments, the cylinder 1 according to FIGS. 7A to 7C used. The openings 31,32 of the channels as well as the arrangement according to FIG. 6 in the 21,22 open into cavities 33,34 in cylinder 1. Submerged in 55 fluid, the flow is opposite Sides are mediated in the axial direction depending on the formation and detachment divides a number of openings 35,36 in the cylinder, the vertebrae through the slots 35,36, the cavities the 1 provided. You stand with the cavities 33, 33,34 and the connecting channel 38 in the partition 34 in connection, so that depending on the 37 displaced. The cleaning fluid will changes in pressure 60 generated by the Karman vortices from the channels 21, 22 through the openings 31, 32 in of the fluid F is injected into the slots 35,36 and then exits the Cavities 33,34 arrives. In a partition wall 37 cylinder 1 from. The flow rate of the A connecting cleaning fluid is also suspended here between the two cavities 33, 34 Extension channel 38 is provided through which the two hollow pressure changes in the slots 35,36 and rooms are connected to each other. In one of the 65 thus on the number of on the outside of the Channels, for example in channel 21, is the feeler 6 of the cylinder 1 forming and separating Karman vortex arranged from. Here, too, the number of developing
Wird das zylindrische Strömungshindernis 1 gemäß Karman-Wirbel durch Messung der Änderung derIf the cylindrical flow obstacle 1 according to the Karman vortex is determined by measuring the change in
Strömungsgeschwindigkeit in den Kanälen 21, 22 mit i?dÄi 6, 6' bestimmt.The flow velocity in the channels 21, 22 is determined as i? DÄi 6, 6 '.
ATif Ä™/*? mi SÄ nuniSlTden"V rbindunjskanal 38 in der Trennwand Im übngc" enfsprich. diese Ausführung imATif Ä ™ / *? mi SÄ nuniSlTden "V rbindunjskanal 38 in the partition In the practice, this execution in
Aus Gleichung (4) ergibt sich, daß die Menge Q proportional zu der zu messenden Geschwmd.gkeil .·«From equation (4) it follows that the quantity Q is proportional to the speed to be measured.
" Wie erwähnt, wird bei der Ausführung gemäß den F ig. 9 A bis 9 C der Austntlsdruck P1, m.t dem das Reinigungs-Strömunpm.Uel von der Quelle 5 gehefertAs mentioned, in the embodiment according to FIGS. 9 A to 9 C, the discharge pressure P 1 , with which the cleaning flow from the source 5 is produced
37 verdräng, bzw. Druckschwankungen Strömungsmittel·, f. Selbst wenn sich som.l die Ce-37 displacement or pressure fluctuations fluid, f. Even if som.l the ce-
"strömün|smillels hängt auch hier von der Z* des f„ dem -bindu^« vorHere, too, "strömün | smillels" precedes the Z * of the f "dem -bindu ^"
ührimg wir! somi d e Zahl der sich bildenden Wirbel duÄSnRTerÄnderungderSlrörnungsgcschwin-.s dokeit im KanaUl mit Hilfe des Fühlers 6 bestimmt. i Äh der F i g. 9 A bis 9C entspricht im klein, so ist die Energie der in dem durcj, d -^π«^=~ührimg we! thus the number of vortices formed due to the change in the flow rate in the channel is determined with the aid of sensor 6. i uh the F i g. 9 A to 9C corresponds to im small, so the energy is that in d durcj, d - ^ π «^ = ~
etnem solchen FaHe wird die Strömungsmenge des Rcinigungs-Strfimungsm.ttcls automat.sch verringert, so daß dieses Reinigungs-Slromungsmitlcl bei der Reinigung bzw dem Entfernen von Staub- oder hrerndteilchen die Bildung von Wirbeln n.cht stört. 1st da-In such a case, the flow rate of the Cleaning Strfimungsm.ttcls automatically reduced, so that this cleaning agent in the Cleaning or removing dust or debris does not interfere with the formation of eddies. Is there-
cclirfert wird, eis cclirfert, e
1Dn-,. des Strangs- 1 Dn- ,. of the strand
Si ?„i M undΓ S. d»»gSkanals 38 vc,ä,ä,k,. In diesem Fall« ^Si? „I M undΓ S. d» »g S k a nals 38 vc, ä , ä, k ,. In this case «^
mTdem dt Renf8ung,-S,romungs. 3S sich a»h automatisch <1« Slremunismcne. Q des % cclirfert wird, etwa >ut den. Reinigungs-Strömungsmiltels. so daO Staub- und/oder 1 d Stags sonstige,**^ J*"£mTdem dt Renf 8 ung, -S, romungs. 3 S you a "h automatically <1" Slremunismcne. Q des% cclirfert, for example> ut den. Cleaning fluid. so daO dust and / or 1 d Stags other, ** ^ J * "£
,«,η ™£ ^Z^ die Änderung de. Strömung in de, OftnungM sogleich den, U,^ P des Strömungsmittel/· in aen noniraumen jj, j«, uct, «, Η ™ £ ^ Z ^ the change de. Flow in de, OftnungM immediately den, U, ^ P of the fluid / · in aen noniräne jj, j «, uct
-n d=nr:;scHen-nd = n r :; look
"U ,„"U,"
™e° Auslrittäuek Dichte™ e ° Auslrittäuek density
Beziehungen:Relationships:
(P0 (P 0
P)P)
ssssssss
2 m2 m
^2 (2)^ 2 ( 2)
5o 5 o
wobei K0 und K, Konstanten sind.where K 0 and K, are constants.
Da bei dem Ausföhrungsbeispie der ^
9C der Auslnttsdruck P1 etwa gleich dem
Druck P0 des zu messenden ^^üS
ten wird, ergibt sich aus den
folgende Gleichung (3):Since in the embodiment example of ^ 9C the output pressure P 1 is approximately equal to the pressure P 0 of the ^^ üS th to be measured, results from the
following equation (3):
O ΛιΡιO Λ ιΡι
ο sο s
<y ßej dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1OA bis IOC ist das freie Ende eines Rohrteiles, der für die mit Drosseln41.42 versehenen Kanäle21,22 gemeinsam ist. zur Atmosphäre hin geöffnet; der Fühler 6 zur Feststellung der Strömungsmittelbewegung ist in dem Kanal 21 angeordnet. Im übrigen entspricht die Ausführung der in den F \ g. 9 A bis 9 C mit Ausnahme des Fühlers 9. Eine besondere Reinigungs-Strömungsfi bej dem Ausföhrungsbcispiel der <y ßej the exemplary embodiment of FIG . 10A to IOC is the free end of a pipe part which is common to the channels21,22 provided with throttles41.42. open to the atmosphere; The sensor 6 for determining the movement of the fluid is arranged in the channel 21. Moreover, the design corresponds to the g in the F \. 9 A to 9 C with the exception of the sensor 9. A special cleaning flow fi bej the Ausföhrungsbcisp i el of
^ . hi weggeiassen; es wird dafür die Atmo-^. hi Wegge i s ass; the atmosphere is
sphlre belut. Deftflhler 6 ist nicht in den, Kanal 38 ν ^^Q p . g ^ sondern jm Kana, ^ angcordnet feel belut. Deftflhler 6 is not in the, canal 38 ν ^^ Q p . g ^ but in the Cana , ^ arranged
Dje AusfQhrung der F i g. 1OA bis IOC kann mit The execution of the fig. 1OA to IOC can with
gutem Ergebnis eingeseUt werden, wenn der statischegood result if the static
Druck des zu messenden Strömungsmittels F kleinerPressure of the fluid to be measured F is smaller
strömenden Rem.gungs-Stromungsm.ttels ausdrucken:Print out the flowing rem. flow meter:
to.gtto.gt
(4) ^ Slrömungsmittel£ Fmit Pn, seine Dichte mit eo, die strömungsgeschwindigkeit mit v0, den Atmosphärendruck mil P,, die Dichte der Atmosphäre mit ρ,, die Menge des durch die Rohre fließenden Reinigungs-Strömungsmiltcls mil Q und den mittleren Druck des (4) ^ Slrömungsmitt el £ F with P, n its density with eo, the flow velocity v 0, the atmospheric pressure mil P ,, the density of the atmosphere with ρ ,, the amount of current flowing through the pipes cleaning Strömungsmiltcls mil Q and mean pressure des
309619/79309619/79
Strömungsniittels in den Hohlräumen mit P, so lassen sich folgende Gleichungen aufstellen:Allow flow medium in the cavities with P, so set up the following equations:
(P0-P) = K0Lt0 (P1 - P) = Ii1 (j, (P 0 -P) = K 0 Lt 0 (P 1 - P) = Ii 1 (j,
wobei K0 und K1 Konstante sind.where K 0 and K 1 are constants.
Ist P1 gleich P0, entspricht also der statische Druck P0 des Strömungsmittels Fdem Atmosphärendruck P1, so erhält man aus den obigen Gleichungen (5) und (6) folgende Gleichung1:If P 1 is equal to P 0 , i.e. if the static pressure P 0 of the fluid F corresponds to the atmospheric pressure P 1 , the following equation 1 is obtained from the above equations (5) and (6):
K ν 2 — K f)2 (T) K ν 2 - K f) 2 (T)
Eine Auflösung nach Q ergibt für die Strömungsmengeß des durch die Kanäle strömenden Reinigungs-Strömungsmittels: Solving for Q gives the flow rate of the cleaning fluid flowing through the channels:
Q-Q-
K0 QoK 0 Qo
Hierbei ist K eine Konstante entsprechend dem Wurzelausdruck.Here, K is a constant corresponding to the root expression.
Man ersieht aus Gleichung (8), daß die Strömungsmenge β des Reinigungs-Strömungsmittels proportional zu der zu messenden Geschwindigkeit i„ des Strömungsmittels Fist.It can be seen from equation (8) that the flow rate β of the cleaning fluid is proportional to the speed i "of the fluid to be measured Fist.
Wirkungsweise und Vorzüge dieses Ausführungsbeispieles entsprechen denen der F i g. 9 A bis 9 C, so daß sich insoweit weitere Ausführungen erübrigen.The mode of operation and advantages of this exemplary embodiment correspond to those in FIG. 9 A to 9 C, so that further explanations are not necessary.
Auch bei der Ausführung der Fig. 1OA bis IOC kann der Fühler 6 statt im Kanal 21 im Kanal 38 angeordnet werden.Also in the embodiment of FIGS. 10A to IOC the sensor 6 can be arranged in the channel 38 instead of in the channel 21.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 11 ist in der Trennwand 37 eine Nut bzw. ein Loch g vorgesehen. Das freie Ende bzw. die öffnung des einzigen Kanals 21, durch die das Reinigungsströmungsmittel austritt, mündet in die Nut bzw. das Loch g, so daß das Reinigungs-Strömungsmittel durch dieses Loch g des Kanals 38 zuströmt und hierbei das Loch g und den Kanal 38 reinigt. Der Fühler 6 zur Feststellung der Strömungsmittelbewegung ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Kanal 38 angeordnet.In the embodiment of FIG. 11, a groove or a hole g is provided in the partition 37. The free end or the opening of the single channel 21 through which the cleaning fluid emerges opens into the groove or the hole g, so that the cleaning fluid flows through this hole g of the channel 38 and thereby the hole g and the channel 38 cleans. The sensor 6 for determining the movement of the fluid is arranged in the channel 38 in this exemplary embodiment.
Die Variante gemäß F i g. 12 entspricht weitgehend der Anordnung gemäß F i g. 11; es sind jedoch zwei Fühler 6 und 6' im Kanal 38 vorgesehen.The variant according to FIG. 12 largely corresponds to the arrangement according to FIG. 11; however there are two Sensors 6 and 6 'are provided in channel 38.
Gemäß Fig. 13 sind für das Reinigungs-Strömungsmittel
zwei Kanäle 21, 22 vorgesehen, deren eine Enden in zwei Bohrungen oder halbkreisförmige Nuten 31a,
32a im Zylinder 1 münden. Die freien Enden dieser halbkreisförmigen Nuten 31a, 32a sind an den öffnungen
35, 36 geöffnet, so daß das aus den öffnungen der Kanäle 21, 22 herausgeblasene Reinigungs-Strömungsmittel
die Teile nahe den öffnungen 35, 36 reinigt.
Bei den obigen Erläuterungen wurde angenommen,According to FIG. 13, two channels 21, 22 are provided for the cleaning fluid, one end of which opens into two bores or semicircular grooves 31a, 32a in the cylinder 1. The free ends of these semicircular grooves 31a, 32a are open at the openings 35, 36, so that the cleaning fluid blown out of the openings of the channels 21, 22 cleans the parts near the openings 35, 36.
In the above explanations it was assumed that
ίο daß das Ende von einem oder von zwei Kanälen zur Atmosphäre hin geöffnet oder mit einer besonderen Reinigungs-Strömungsmittelquelle verbunden ist. Man kann jedoch die Kanalenden auch in reinem Wasser ausmünden lassen und dieses reine Wasser als Reinigungs-Strömungsmittel verwenden. Hierbei entfällt eine gesonderte Strörnungsrnittelquel'eS; der mittlere Druck in den Hohlräumen 33, 34 wird ferner automatisch bei einem Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit in den Hohlräumen verringert; die Strömungsmenge desίο that the end of one or two channels to the The atmosphere is opened or connected to a special cleaning fluid source. Man However, you can also let the ends of the channel open out in pure water and use this pure water as a cleaning fluid use. In this case, there is no need for a separate flow source; the mean pressure in the cavities 33, 34 is also automatically when the flow rate increases in the Voids decreased; the flow rate of the
ao Reinigungs-Strömungsmittels wird somit entsprechend der zu messenden Strömungsmittelgeschwindigkeit beeinflußt, wobei stets eine wirksame Reinigung des zylindrischen Strömungshindernisses 1 erzielt wird.ao cleaning fluid is thus influenced according to the fluid velocity to be measured, an effective cleaning of the cylindrical flow obstacle 1 is always achieved.
Bei den erläuterten Ausführungen verwendet man alsIn the explanations, one uses as
as Fühler zur Feststellung der Strömungsmittelbcwegung zweckmäßig einen Hitzdraht, einen Thermistor, einen stark temperaturabhängigen Widerstand, ein Thermoelement od. dgl., wobei in diesen Fällen dieTempcraturänderung ausgenutzt wird, die durch eine Kühlung seitens des Strömungsmittels erfolgt. Es ist ferner nicht unbedingt erforderlich, ein zylindrisches Strömungshindernis mit kreisförmigem Querschnitt zu benutzen; es können auch Strömungshindernisse mit elliptischem oder rechteckigem Querschnitt Verwendung finden.The sensor for determining the flow of fluid expediently a hot wire, a thermistor, a strongly temperature-dependent resistor, a thermocouple od. The like. In these cases, the temperature change is used, which is caused by cooling takes place on the part of the fluid. Furthermore, it is not absolutely necessary to use a cylindrical flow obstacle with a circular cross-section; flow obstacles with an elliptical or rectangular cross section can also be used.
Da erfindungsgemäß die Reinigung des Strömungshindernisses, der Hohlräume, Bohrungen, Öffnungen usw. mit dem reinen Reinigungs-Strömungsmittel erfolgt und der Fühler zur Bestimmung der Strömungsmittelbewegung in dem Rohr angeordnet ist, durch welches das reine Reinigungs-Strömungsmittel strömt, kann die Zahl der sich bildenden Karman-Wirbel sicher und genau mit einer im Aufbau sehr einfachen Einrichtung selbst dann gemessen werden, wenn das zu messende Strömungsmittel selbst verunreinigt ist. Wird derFühlerin dem Kanal angeordnet, der sich außerhalb des Zylinders befindet, so kann er sehr leicht gewartet und im Bedarfsfalle ausgetauscht werden.Since according to the invention the cleaning of the flow obstacle, the cavities, bores, openings etc. with the pure cleaning fluid and the sensor for determining the fluid movement is located in the tube through which the clean cleaning fluid flows, can determine the number of Karman vertebrae that form safely and precisely with a very simple structure Device can be measured even if the fluid to be measured is itself contaminated. Will the sensor is placed in the channel that is outside the cylinder, so it can be serviced very easily and exchanged if necessary.
Claims (10)
Karman-Wirbeln sowie mit einem die Zahl der sich Wird ein zylindnsches Stromungsh.ndern s 1 (vgl. bildenden Wirbel feststellenden Fühler, dadurch F i g. 1) in ein Strömungsmittel f eingetaucht so werg e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Fühler (z. B. 6) den hinter diesem Stromungshindemis 1 in gleichin einem Kanal (z. B. 21) angeordnet ist, durch den io mäßigen Abständen abwechselnd von beiden Seiten der Oberfläche des Strömungshindernisses (1) ein nach innen drehende Karman-Wirbel e erzeugt. Diese Reinigungs-Strömungsmittel zuführbar ist, dessen Wirbel e1 liegen in zwei parallelen Reihen gegenein-Strömungsgeschwindigkeit sich mit der Bildung der ander versetzt hinter dem Stromungsrjindernis.
Karman-Wirbel ändert. Zwischen der Zahl / der pro Zeiteinheit gebildeter1. Device for measuring the flow * - with a cylinder speed of a fluid * immersed in the fluid, with a drical flow obstacle to generate cylindrical 5 Karman vortices immersed in the fluid and with emem the number of s.ch see flow obstacles Generation of forming vortices detecting feelers
Karman vortices as well as with a sensor that detects the number of a cylindrical flow change s 1 (cf. Sensor (e.g. 6) which is arranged behind this flow obstacle 1 in a channel (e.g. 21), through which an inward rotating Karman vortex alternates from both sides of the surface of the flow obstacle (1) e generated. This cleaning fluid can be supplied, the eddies e 1 of which lie in two parallel rows against one another - the flow velocity is offset with the formation of the other behind the flow obstacle.
Karman vortex changes. Between the number / those formed per unit of time
Öffnungen (35, 36) in Verbindung stehen. D approximately diametrically on the circumference of the cylindrical flow obstacle (1) opposite one another so V
Openings (35, 36) are in communication. D.
axialer Richtung verlaufenden Schlitz gebildet Bei einer bekannten Meßvorrichtung dieser Art miIi;. werden. eier Fühler die Wirbelfrequenz unmittelbar an der4. Apparatus according to claim 2, thereby determining the forming Karman vortex. The finding indicates that the openings through one in the number of vertebrae are made by a feeler
axially extending slot formed in a known measuring device of this type miIi ;. will. eier feeler the vortex frequency directly at the
hindernisses(l) münden, die mit etwa diametral am Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-Umfang des zylindrischen Strömungshindernisses löst, daß der Fühler in einem Kanal angeordnet ist, einander gegenüberliegenden Öffnungen (35, 36) in 45 durch den der Oberfläche des Strömungshindernisses Verbindung stehen und voneinander durch eine ein Reinigungs-Strömungsmittel zuführbar ist, dessen Trennwand (37) getrennt sind, in der ein den Strömungsgeschwindigkeit sich mit der Bildung der Fühler (6) aufnehmender Verbindungskanal (38) Karman-Wirbel ändert.6. Apparatus according to claim 1, characterized in that a measuring device of the type mentioned at the outset is so designed that, for the supply of the cleaning agent 40, two channels (21, 22) provided impurities in the fluid are reliable even when the fluid is present which takes place in two cavities (33, 34) of the streamline - measurement of the flow velocity,
This object is achieved according to the invention by the circumference of the cylindrical flow obstacle that the sensor is arranged in a channel, opposite openings (35, 36) in 45 through the connection of the surface of the flow obstacle and can be fed from one another by a cleaning fluid whose partition wall (37) is separated and in which a Karman vortex connecting channel (38) which receives the flow velocity changes with the formation of the sensors (6).
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5688569 | 1969-07-18 | ||
JP5688569 | 1969-07-18 | ||
JP819770A JPS4942069B1 (en) | 1970-01-30 | 1970-01-30 | |
JP819870A JPS4942070B1 (en) | 1970-01-30 | 1970-01-30 | |
JP45008195A JPS4932152B1 (en) | 1970-01-30 | 1970-01-30 | |
JP819870 | 1970-01-30 | ||
JP819570 | 1970-01-30 | ||
JP819770 | 1970-01-30 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2035545A1 DE2035545A1 (en) | 1971-03-04 |
DE2035545B2 DE2035545B2 (en) | 1972-10-19 |
DE2035545C true DE2035545C (en) | 1973-05-10 |
Family
ID=
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