DE2051850C3

DE2051850C3 - Durchflußmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE2051850C3
Application number: DE2051850A
Authority: DE
Inventors: William Edward Foxton Hertfordshire Abbotts (Ver. Koenigreich)
Original assignee: British Steam Specialties Ltd
Current assignee: British Steam Specialties Ltd
Priority date: 1969-10-23
Filing date: 1970-10-22
Publication date: 1980-01-17
Also published as: US3709037A; DE2051850A1; DE2051850B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchflußmeßvorrichtung, deren Gehäuse einen sich vertikal nach oben erweiternden, von dem Strömungsmedium in Aufwärtsrichtung durchströmten Kanal aufweist, in welchem ein von dem aufwärtsströmenden Strömungsmedium lagerfrei gehaltener, in Abhängigkeit von der Durchflußmenge heb- und senkbarer und von dem Strömungsmedium in Drehung versetzter Rotor angeordnet ist, der einen sich nach oben verbreiternden Abschnitt aufweist.

Aus DE-OS 14 98 *33 ist eine Durchflußmeßvorrichtung dieser Art bekannt, bei welcher der als Meßkörper verwendete, aus einem Schwebekörper mit Propeller bestehende Rotor lagerfrei in einem von dem Strömungsmedium in Aufwärtsrichtung durchströmten Meßkanal angeordnet ist, der sich auf ganzer Länge nach oben hin konisch erweitert. Innerhalb des Meßkanals führt der Rotor in Abhängigkeit von der Durchflußgeschwindigkeit des Strömungsmedium!) Aufbzw. Abwärtsbewegungen aus. Bei diesen Bewegungen ändert sich aufgrund der konischen Ausbildung des Meßkanals zwangsläufig die Querschnittsfläche desjenigen Teils des Kanals, in welchem sich der Propeller befindet. Infolgedessen besteht hier keine lineare Abhängigkeit zwischen dem am Propeller vorbe'iströmenden Medium und der volumetrischen Durchflußmenge. Entsprechend ist auch keine lineare Abhängigkeit in bezug auf die Drehgeschwindigkeit des Rotors gegeben. Aufgrund der verhältnismäßig großen Aufwärts- und Absenkbewegungen des Rotors innerhalb des Meßkanals ist eine Überwachung und Messung der Drehgeschwindigkeit des Rotors schwierig zu bewerkstelligen.

Daneben sind z. B. aus US-PS 32 51 227 DurchfluQ-meßgeräte bekannt, bei welchen der Meßkörper innerhalb des Meßkanals in einem besonderen Lager gelagert ist Solche Drehlager mit unvermeidlicher Lagerreibung sind aber bei empfindlichen Meßgeräten nachteilig. Es besteht.hier auch die Gefahr, daß der Rotor bei geringen Durchflußgeschwindigkeiten und/ oder bei vom Strömungsmedium mitgeführtem Schmutz klebt, was zu Meßungenauigkeiten führt Die Lagerreibung und die Massenträgheit erschweren den Anlauf des Meßkörpers. Außerdem kann die Lagerreibung Änderungen unterworfen sein, wodurch sich ebenfalls Meßungenauigkeiten ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Durchflußmeßvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei möglichst geringer Hubbewegung des Rotors eine genaue Messung des Durchflußvolumens möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kanal bis auf einen sich nur auf einer Teillänge stark in Aufwärtsrichtung erweiternden Kanalabschnitt im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist daß der sich nach oben verbreiternde kegelstumpfförmige Abschnitt des Rotors zur Halterung des Rotors durch das Strömungsmedium dem sich erweiternden Kanalabschnitt gegenüberliegt, und daß der Rotor mit innerhalb des zylindrischen Kanalabschnittes befindlichen Flügeln versehen ist, derart, daß er in Abhängigkeit von der Durchflußmenge rotiert

Da bei der erfindungsgemäßen Durchflußmeßvorrichtung der Meßkanal sich nur auf einem vergleichsweise kurzen Teilabschnitt in Strömungsrichtung unter rascher Querschnittserhöhung konisch erweitert, ergibt sich der Vorteil, daß der Rotor im Meßbetrieb nur eine

*5 geringe Hubbewegung ausführt. Seine Höhenlage ist demgemäß nahezu konstant, was auch im Hinblick auf die genaue Messung der Drehgeschwindigkeit des Rotors und auf die Ausgestaltung de hierfür verwendeten Abtastvorrichtung od. dgl. von Vorteil ist. Bei der erfindungsgemäßen Durchflußmeßvorrichtung liegen außerdem die Flügel des Rotors in einem zylindrischen Teil des Meßkanals, in welchem der Kanal demgemäß einen konstanten Strömungsquerschnitt aufweist. Hierdurch wird eine lineare Abhängigkeit zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des an den Flügeln vorbeiströmenden Mediums und der Durchflußmenge und damit auch der Drehgeschwindigkeit des Rotors erzielt. Es empfiehlt sich, den genannten zylindrischen Kanalabschnitt, in welchem sich die Flügel des Rotors befinden, unterhalb des sich nach oben erweiternden Kanalabschnittes anzuordnen. Der Rotor weist zweckmäßig einen Kegelansatz auf, der mit seiner Kegelspitze von den Flügeln nach unten weist. Dies ist vor allem im Hinblick auf die Meßempfindlichkeit und auf die Laufruhe bzw. die Drehstabilität des Rotors vorteilhaft. Zur Ermittlung und Anzeige der Drehbewegung des Rotors können an sich bekannte optische, elektrische oder magnetische Vorrichtungen verwendet werden.
Die Erfindung wird mit Ausführungsbeispielen

6ö anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I bis 4 im Vertikalschnitt verschiedene Ausführungsformen einer Durchflußmeßvorrichtung,

Fig.5 in einer Ansicht von unten in Richtung der Pfeile X-Xder Fig. I eine gegenüber Fig. 1 geänderte

*■> Ausführungsform des Rotors,

Fig.6 in Seitenansicht den oberen Teil des Rotors gemäß Fig. 5,

F i g. 7 und 8 jeweils eine weitere Ausführungsform im

Vertikalschnitt,

Fig.9 und 10 die Durchflußmeßvorrichtung gemäß F i g. 8 in zwei Alternativ-Querschnitten und

F i g. 11 im Vertikalschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In der Zeichnung sind übereinstimmende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Durchflußmeßvomchtung weist ein zylindrisches Gehäuse 2 mit einem vertikalen Kanal 4 auf, der im Meßbetrieb von dem Strömungsme- ;n dium, dessen Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge gemessen werden soll, in Pfeilrichtung A von unten nach oben durchströmt wird. Der Kanal 4 ist bis auf einen sich nur auf einer Teillänge stark in Aufwärtsrichtung erweiternden, zwischen den Übergangsstellen 6 und 10 liegenden Kanalabschnitt 8 zylindrisch ausgebildet, wobei sein Durchmesser im oberen Bereich entsprechend größer ist als im unteren Bereich.

In dem Kanal 4 befindet sich ein Rotor 12, der zu seiner Vertikalachse rotationssymmetrisch rusgebildet ist Der Rotor 12 weist einen zylindrischen Rotorkörper 14 auf, an welchem eine Anzahl schraubenförmiger Flügel 16 angeordnet ist, die sämtlich denselben Neigungsverlauf haben und in bezug auf die Rotorachse symmetrisch an diesem angebracht sind. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind insgesamt sechs Flügel 16 vorhanden. Die Flügel 16 erstrecken sich von der zylindrischen Mantelfläche des Rotorkörpers 14 so weit nach außen, daß sie die Wandung des unteren, im in Durchmesser kleineren zylindrischen Abschnittes des Kanals 4 dicht überstreichen. Oberhalb seines Rotorkörpers 14 weist der Rotor einen kegelstumpfförmigen, nach Art eines Tellers ausgebildeten Abschnitt 100 auf, der mit dem Rotorkörper 14 über einen Schaft 102 verbunden ist und der in dem konischen Kanalabschnitt 8 liegt. An der Unterseite des Rotorkörpers 14 ist ein Kegelansatz 20 angeordnet, der mit seiner Kegelspitze von den Flügeln 16 nach unten weist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Scheitel- ^o winkel des Kegelansatzes 40°. Die Wandfläche des Kanals im konischen Kanalabschnitt 8 bildet die Fläche eines Kegelstumpfes, dessen Scheitelwinkel 80° beträgt, während der sich nach oben verbreiternde kegelstumpfförmige Abschnitt 100 von einem Kegelstumpf mit einem Scheitelwinkel von 90° gebildet wird.

Wenn im Ruhezustand keine Strömung in dem Kanal 4 vorhanden ist, so ruht der Rotor 12 mit seinem kegelstumpfförmigen Abjchnitt 100 auf der konischen Wandflache des Kanalabschnittes 8. Sobald das Strömungsmedium in Richtung des Pfeiles A zu strömen beginnt, wird der Rotor 12 leicht angehoben, so daß das Strömungsmedium durch den sich öffnenden Ringspalt 22 zwischen dem kegelstumpfförmigen Abschnitt 100 des Rotors 12 und dem Kanalabschnitt 8 strömen kann. Der Rotor 12 wird hierbei vollständig von dem aufwärtsströmenden flüssigen oder gasförmigen Medium getragen. Das aufwärtsströmende Medium trifft auf die Flügel 16, wodurch auf den Rotor 12 ein Drehmoment um seine Vertikalachse ausgeübt wird, w> welches abhängig ist von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums. Die Drehgeschwindigkeit des Rotors 12 ist daher abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Medium den Kanal 4 durchströmt. Mit steigender Strömungsgeschwindigkeit wird der Rotor v> 12 weiter angehoben, vv.durch sich der Durchlaßquerschnitt des Ringspaltcs 22 erhöht. Aufgrund der starken Konizität des im Vergleich zu der Gesamtlänge des Meßkanals kurzen Kanalabschnittes 8 ergibt schon oin kleiner Hub des Rotors 12 einen verhältnismäßig großen Anstieg des Durchlaßquerschnittes des Ringspaltes 22. Der Rotor 12 bleibt daher über den gesamten Arbeitsbereich der Durchflußmeßvorrichtung in einer im wesentlichen konstanten Position innerhalb des Kanals. Unter stationären Bedingungen ist das Gewicht des Rotors 12 von dem Auftrieb des verdrängten Mediums und dem Strömungsdruck des Mediums genau ausgeglichen.

Es versteht sich, daß die richtige Auslegung des Rotors 12 von Bedeutung ist In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn der Schwerpunkt des Rotors 12 über den gesamten Arbeitsbereich der Durchflußmeßvorrichtung unterhalb der Auftriebsmitte liegt, d. h. unterhalb des Punktes, an welchem die Resultierende sämtlicher an dem Rotor 12 wirkenden Auftriebskräfte angreift. Weiterhin sollte die Ebene, in der das von dem Strömungsmedium an den Flügen 16 ausgeübte resultierende Drehmoment wirkt, zwischen dem Mittelpunkt der Auftriebskräfte und dem Schwerpunkt des Rotors 12 liegen.

In F i g. 1 ist schematisch eine optische Abtastvorrichtung angedeutet, mit der die Drehung des Rotors 12 und damit dessen Drehgeschwindigkeit bestimmt wird. Die optische Abtastvorrichtung empfängt das Licht einer Lichtquelle 25. Die Oberfläche des kegelstumpfförmigen Abschnittes 100 des Rotors 12 ist so bemalt, daß sie eine gestreifte Zone mit abwechselnd schwarzen und weißen Streifen aufweist. Der Lichtstrahl der Lichtquelle 25 wird bei der Umdrehung des Rotors 12 von der gestreiften Zone zu einem optischen Detektor 24 reflektiert. Da die Drehgeschwindigkeit des Rotors 12 unabhängig ist von der Strömungsgeschwindigkeit, mit der das Strömungsmedium den Kanal 4 durchströmt, läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit über den Lichteinfall am Detektor 24 und dessin Ausgang bestimmen. Anstelle der genannten Streifenzone kann der aus Metall, wie z. B. Aluminium, oder aus einem organischen thermoplastischen Polymermaterial bestehende Rotor 12 auch ein ihn diametral durchdringendes Loch aufweisen, wobei die Lichtquelle und der optische Detektor einander diametral gegenüber zu beiden Seiten des Rotors angeordnet werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Rotor mit einem oder mehreren Ansätzen, Vorsprüngen od. dgl. zu versehen, die so angeordnet sind, daß sie den Lichtstrahl kurzzeitig unterbrechen.

Andererseits kann die Drehung des Rotors 12 aber auch elektromagnetisch abgetastet werden. Der Rotor 12 kann in diesem Fall mit einem außerhalb des Kanals 4 befindlichen drehbaren Körper magnetisch gekoppelt sein oder er kann einen mit ihm magnetisch gekuppelten äußeren Anker bzw. einen Schwingfederschalter haben. Auch hier kann der Rotor transparente bzw. lichtdurchlässige Bereiche aufweisen, so daß die Umdrehung des Rotors nach Maßgabe des Lichtdurchgangs photometrisch gemessen w ;rden kann.

Gegebenenfalls können auch (nicht dargestellte) feststehende Flügelrippen parallel zur Achse des Kanals 4 an den Wänden desselben in Strömuiigsrichtung vor dem Rotor 12, d. h. unterhalb des in F i g. 1 dargestellten Rotors angeordnet werden.

Versuche mit V/ssser haben ergeben, daß sich reproduzierbare Ergebnisse mit Abweichungen von ±5% oder geringer mit einer Durchflußmeßvorrichtung erzielen lassen, die einen der F i g. I entsprechenden Rotor p.us 18:8 rostfreiem Stahl aufweist, wobei die

Strömungsgeschwindigkeiten zwischen etwa 600cm^J/min und etwa 3600cm^J/min liegen. Das Gehäuse weist hierbei einen vertikalen Kanal 4 mit einem Durchmesser von 13,72 mm und mit einem erweiterten Durchmesser im divergierenden Wandbereich von 19 mm auf, wobei der Scheitelwinkel des den Kanalabschnitt 8 bildenden Kegelstumpfes 80° beträgt. Die Gesamtlänge des Rotors beträgt 24,4 mm, sein größter Durchmesser 16 mm. Der Durchmesser des Rotors an der Wurzel der Flügel beträgt 5 mm und an den Außenkanten der Flügel 11,7 mm.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Durchflußmeßvorrichtungen unterscheiden sich von derjenigen nach Fig. I im wesentlichen nur in der Ausbildung der Rotoren. Bei der Vorrichtung gemäß F i g. 2 besteht der Rotor 30 aus einem Kegel, der an seinem Mantel Flügel 32 trägt. Der Rotor 34 gemäß Fig.3 ist kelchförmig ausgebildet und ebenfaiis mit Klügeln Sb versehen. In beiden Fällen ist die Anordnung so getroffen, daß der Rotor einen sich nach oben verbreiternden kegelstumpfförmigen Abschnitt aufweist, mit welchem er in dem sich in Aufwärtsrichtung erweiternden Kanalabschnitt 8 liegt. Zur Abtastung der Drehbewegung des Rotors und zur Messung der Drehgeschwindigkeit desselben ist ein Detektor 224 vorgesehen. Die Flügel 32 und 36 bestehen aus magnetischem Material, wobei der Detektor 224 eine magnetisch polarisierte Spule ist, deren Ausgangssignal in herkömmlicher Weise überwacht und registriert werden kam:, z. B. durch Anschluß an ein Galvanometer zur visuellen Ablesung oder ein Schreib-Aufzeichnungsgerät mit bewegtem Schreibelement, derart, daß an dem geeichten Meßgerät die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar abgelesen werden kann.

Wenn das Strömungsmedium transparent oder durchscheinend ist und das Gehäuse 2 z. B. aus Glas besteht, so lassen sich auch photometrische Methoden zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Rotors heranziehen. In diesem Fall kann der Rotor Markierungen, z. B. eine Anzahl dunkler Vertikalstreifen, erhalten.

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ict hierko« Ätna Ate* DnlArnU» Medium durch den Kanal 4 strömt. Die Anstiegsrichtung der Nuten 106 kann dieselbe sein wie diejenige der am Rotor angeordneten Flügel. |e nach Größe und Neigung gegenüber der Axialebene haben die Nuten > 106 das Bestreben, die Drehgeschwindigkeit des Rotors zu erhöhen oder zu vermindern, bezogen auf die Drehgeschwindigkeit eines entsprechenden Rotors ohne Nuten 106 bei derselben Strömungsgeschwindigkeit.

if' Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 7 findet der in Fig. I gezeigte Rotor Verwendung. Das Gehäuse 110 weist hier einen vertikalen, zylindrischen Kanal 112 auf, der über einen sich in Aufwärtsrichtung konisch erweiternden Kanalabschnitt in den im Durchmesser

|5 größeren zylindrischen oberen Kanalabschnitt 120 übergeht. Der vergleichsweise kurze konische Kanalabschnitt umfaßt seinerseits zwei unterschiedlich geneigte Hereiche, von denen der erste sich von der Übergangsstelle 114 zu dem unteren Kanal 112 bis /u dem Punkt

2(i 116 und der zweite sich von dem Punkt 116 zu dem Punkt 118 erstreckt, wo der konische Kanalabschnitt in den oberen, größeren zylindrischen Kanalabschnitt 120 übergeht. Der sich in Aufwärtsrichtung erweiternde, zwischen den Punkten 114 und 118 liegende Kanalab-

r> schnitt ist somit abgeknickt, wobei die Konizität im oberen Bereich größer ist als im unteren Bereich. Bei kleinen Lirömungsgeschwindigkeiten des Mediums befindet sich der die Flügel tragende Rotorkörper 14 noch in dem zylindrischen Abschnitt 112 des Kanals 4.

jo Erreicht die Strömungsgeschwindigkeit einen kritischen Wert, so hebt sich der Rotor 12 so weit an, daß er mit seinem Rotorkörper 14 und den Flügeln 16 in dem unteren konischen Bereich zwischen den Punkten 114 und 116 liegt. Aufgrund der sich hierbei am Umfang des Rotorkörpers einstellenden Durchmesseränderung des Kanals 4 ist die Anzahl der Umdrehungen des Rotors je Volumeneinheit des Strömungsmediums bei diesen beiden Betriebszuständen unterschiedlich. Je nachdem, in welchem der genannten Bereiche des Kanals sich der die Flügel 16 tragende Rotorkörper 14 befindet, ist

fläche beleuchtende Lampe und ein Photometer bezeichnet, welches eine unmittelbare Ablesung der Strömungsgeschwindigkeit oder eine integrierte Zähleranzeige auf herkömmliche Weise liefert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist der zylindrische Rotorkörper 14 des Rotors 212 mit parallel zur Rotorachse verlaufenden Flügeln 40 versehen. In Strömungsrichtung vor dem Roi:or 212 sind feststehende schraubenförmig;: Leitflügel 42 an der zylindrischen Wandung des Kanals 4 angebracht, die dem Strömungsmedium bei seinem Durchgang durch den Kanal in Pfeilrichtung A eine Wirbelbewegung erteilen, so daß das wirbelnde Strömungsmedium auf die Flügel 40 des Rotors trifft und dadurch den Rotor in Umdrehung versetzt Je schneller das Medium den Kanal 4 durchströmt, um so größer ist die Wirbelbewegung und um so schneller die Drehbewegung des Rotors.

Der in den F i g. 5 und 6 gezeigte Rotor weist einen sich nach oben verbreiternden kegelstumpfförmigen Abschnitt 104 auf, an dessen kegelstumpfförmiger Mantelfläche 108 schraubenföi-mige Nuten 106 angeordnet sind. Ein solcher Rotor kann bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 in Verbindung mit der dort gezeigten Abtastvorrichtung verwendet werden. Da die Nuten 106 in einem Winkel gegenüber der Axialebene geneigt verlaufen, haben sie das Betreben, den Rotor 100 in Drehung zii versetzen, wenn das Volumeneinheit des Strömungsmediums kleiner oder größer.
Wem; der entgegengesetzte Effekt erwünscht ist, wenn also eine Verminderung der Umdrehungszahl des Rotors je Volumeneinheit des Strömungsmediums bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten erwünscht ist, so kann der untere Bereich des zwischen den Punkten 114 und 116 liegenden konischen Abschnittes rles Kanals auch durch einen konischen Abschnitt ersetzt werden, bei dem der Durchmesser des Kanals an der Stelle 114 größer ist als an der Stelle 116.

Bei der Durchflußmeßvorrichtung gemäß F i g. 8 ist der Rotor 122 mit seinem nach unten gerichteten Kegelansatz 130 in einer den Kanal bildenden Kammer 124 eines Gehäuses 126 angeordnet Der Rotor 122 weist hier einen oberen Zylinderabschnitt 128 und den mit der Kegelspitze nach unten gerichteten Kegelansatz 130 auf. Die Kammer 124 ist mit einem entsprechend geformten konischen Abschnitt versehen, welcher den Kegelansatz aufnimmt Das Strömungsmedium kann in Pfeilrichtung B durch einen von mehreren symmetrisch über den Kammerumfang verteilten Kanälen tangential in die Kammer einströmen. Wie F i g. 9 zeigt sind z. B.

vier symmetrisch angeordnete Zuflußkanäle 132 vorgesehen, während das Gehäuse nach F i g. 10 lediglich drei Zuflußkanäle 132 aufweist Der obere Zylinderabschnitt 128 des Rotors 122 ist mit einer Anzahl vertikaler Flügel

133 versehen, die in gleichmäßigen Abständen am Umfang des Zylinderabschnittes 128 angeordnet sind. Die Flügel 133 sind an derjenigen Stelle des Rotors angebracht, an der dieser seinen maximalen Durchmesse¹" aufweist. Fs wird daher auf den Rotor ein verhältnismäßig großes Drehmoment übertragen.

Die Durchflußmeßvorrichtung nach den F i g. 8 bis IO eignet sich vor allem für hochviskosc Flüssigkeiten, da in unmittelbarer Nähe des Rotors eine sehr kleine Scherkraft in dem Strömungsmedium auftritt. Der Rotor 122 kann als Hohlkörper ausgebildet sein. Das Gehäuse ist mil Kanälen 134 versehen, über die das Strömungsmedium die Durchflußmeßvorrichtung in Pfeilrichtung Γ verläßt. Die Kanäle 134 sind gegenüber der Durchmesserebene geneigt, jedoch im entgegengesetzten Sinn zu den Kanälen 132. Gegebenenfalls kann das obere Ende des Rotors 122 mit einem Ansatz, ähnlich demjenigen des in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellten Rotors, versehen sein. In diesem Fall erhält der Kanal 134 einen entsprechend bemessenen konischen Kanalabschnitl, der sich in Aufwärtsrichtung erweitert.

Die Durchflußmeßvorrichtung nach F i g. 11 weist ein Gehäuse 135 mit einem vertikalen zylindrischen Kanal 136 auf, der an seinem oberen Ende in den sich in Aufwärtsrichtung erweiternden Kanalabschnitt übergeht, der sich von dem Punkt 138 zu einem Punkt 140 e-streckt, welcher den Übergang zu dem oberen, im Durchmesser größeren zylindrischen Kanalabschnitt 142 bildet. Der Rotor 144 liegt mit seinem die schraubenförmigen Flügel 150 tragenden Rotorkörper 148 in dem unteren zylindrischen Kanalabschnitt 136. Er trägt einen mit der Kegelspitze nach unten weisenden Kegelansatz 146. Oberhalb des zylindrischen Rotorkörpers 148 weist der Rotor einen zylindrischen Ansatz 152 auf. der mit dem zylindrischen Rotorkörper 148 über einen kegelstumpfförmigen Teil 154 verbunden ist. Die Innenwand des Kanals weist im Bereich des oberen zylindrischen Kanalabschnittes 142 eine Anzahl schrau-Denlormig verlautender Kippen oder Fiugei ISb auf, die zur Achse des Kanals symmetrisch verteilt angeordnet sind und dem Strömungsmedium bei seinem Durchfluß in Pfeilrichtung A eine Wirbelbewegung erteilen. Die Arbeitsweise dieser Durchflußmeßvorrichtung entspricht im übrigen derjenigen nach Fig. 1, wobei allerdings die von den Flügeln 156 bewirkte Wirbelbewegung des Strömungsmediums ein zusätzliches Drehmoment an dem zylindrischen Ansatz 152 des Rotors ausübt, welches in diesem Fall von der Viskosität und den von der Viskosität des Mediums abhängigen Kräften zwischen Strömungsmedium und Umfangsfläehe des Ansatzes 152 abhängig ist Diese von dem rotierenden Strömungsmedium auf den zylindrischen Teil 152 ausgeübte Drehkraft erhöhl sich mit der Erhöhung der Viskosität, so daß sie die durch die Viskosität bedingte Verzögerungskraft im unteren Bereich des Rotors kompensiert.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Durchflußmeßvorrichiung läßt sich eine mechanische Drehzahlmeßvorrichtung verwenden. Diese kann mit einer magnetischen Kupplung in unterschiedlichen Ausführungen ausgestattet sein. Sie kann auch einen von einem leichtgängigen Hebel angetriebenen Mechanismus aufweisen, wobei die Anordnung z.B. so getroffen ist, daß der Hebel beispielsweise bei jeder einzelnen Umdrehung des Rotors von einer an diesem angeordneten Nase od. dgl. angestoßen wird. Bei dieser Anordnung kann der Rotor während der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Hebelbetätigungcn Drehenergie speichern und sich in seiner Bewegung stabilisieren. Der Hebel und der nachgcschallcte Zählmcchanismus sind so ausgebildet, daß sie eine möglichst geringe Reibung aufweisen; vorzugsweise sind diese Teile sämtlich in einer nach außen abgedichteten Kammer untergebracht. Diese Kammer kann mit einem Medium gefüllt sein, welches sämtliche Teile schützt und schmiert.

Die vorgenannte Anordnung mit intermittierender Betätigung eines leichtgängigen Hebels erlaubt das Messen von niedrigeren Durchflußgeschwindigkeiten als es mit einem System möglich wäre, bei dem der Drehzahlmesser kontinuierlich angetrieben wird. Bei dieser Anordnung ist zweckmäßig auch eine Abstützung für die Rotornase vorgesehen, wenn dieser sich im Ruhezustand befindet. Die Abstützung und die Rotorr.ise sind so geformt, daß in dem Augenblick, in dem das ML'Uiuin tun gelinget Gc^Litwiiiuigucit uuixii uivj Durchflußmcßvor.ichtung zu strömen beginnt, der Rotor eine nahezu volle Umdrehung zurücklegen muß, bevor er gegen den Hebel stößt. F.s steht daher eine maximal mögliche Zeit zur Verfügung, um den Rotor beim Anlaufen aus dem Ruhezustand auf seine Geschwindigkeit zu bringen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Durchflußmeßvorrichtung, deren Gehäuse einen sich vertikal nach oben erweiternden, von dem Strömungsmedium in Aufwärtsrichtung durchströmten Kanal aufweist, in welchem ein von dem aufwärtsströmenden Strömungsmedium lagerfrei gehaltener, in Abhängigkeit von der Durchflußmenge heb- und senkbarer und von dem Strömungsmedium in Drehung versetzter Rotor angeordnet ist, der einen sich nach oben verbreiternden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der (Canal bis auf einen sich nur auf einer Teillänge stark in Aufwärtsrichtung erweiternden Kanalabschnitt (8) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, daß der sich nach oben verbreiternde kegelstumpfförmige Abschnitt (18,100,104,130,154) des Rotors zur Halterung des Rotors durch das Strömungsmedium dem sich erweiternden Kanalabschnitt (8) gegenüberliegt, und daß der Rotor (12,30, 34, 122, 144, 212) mit innerhalb des zylindrischen Kanalabschnittes befindlichen Flügeln (16,32,36,40, 133, 150, 156) versehen ist, derart, daß er in Abhängigkeit von der Durchflußmenge rotiert.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kanalabschnitt (4, 112, 124, 136) unterhalb des sich nach oben erweiternden Kanalabschnittes (8) angeordnet ist

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor einen Kegelansatz (20, 130, 14b) aufweist, der mit seiner Kegelspitze von den Flügeln nach unten w-iist.