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Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter Gasströme
Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen zur Messung der Durchflußmenga
(Durchsatzos) von GasstrUmen, insbesondere Einrichtungen zur Messung der Durchflußmenge
verstaubter Gasströme, die in großen Gasleitungen (= 2 bis 2,5 m) der Gasreinigungssysteme
anwendbar sind.
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Bekannt ist eine Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter
Gasströme, bei der die zu messende Durchflußmenge verstaubter Gasströme mit Hilfe
eines primären Umformers in ein Druckgefälle umgewandelt wird, das mit einem Differentialmanometer
gemessen, das mit dem primären
Umformer pneumatisch verbunden ist,
und mit einem sekundären Gerät, das mit dem Differentialmanometer pneumatisch verbunden
ist, registriert wird (siehe z. B. die DL-PS Nr. 54117, K1. 42e, 23/20).
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Bei dieser Einrichtung wird als primärer Umformer ein poröses Material
benutzt, welches als für den zu messenden Strom drosselnder Widerstand auftritt,
wodurch zusätzliche Schwierigkeiten beim Einsatz des porösen Materials infolge dessen
Verstaubung entstehen. Die genannte Einrichtung hat eine kleine Nutzsignalgröße
und ist für die Messung der Durchflußmenge in großen Gasleitungen ( = 2 bis 2,5
m) praktisch ungeeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der genannten
Nachteile eine Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter Gasströme
zu entwickeln, bei der der Ausbau des primären Umformers es gestattet, diese Einrichtungen
in großen Gasleitungen ( = 2 bis 2,5 m) der Gasreinigungssysteme zu verwenden.
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Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge
verstaubter Gasströme, bei der die zu messende Durchflußmenge verstaubter Gasströme
mit Hilfe eines Primärumformers in ein Druckgefälle umgewandelt wird, das gemessen
wird einerseits mit einem Differentialmanometer, das mit dem Primärumformer pneumatisch
verbunden ist, und andererseits registriert wird mit einem Sekundärgerät, das mit
dem Differentialmarsometer pneumatisch verbunden ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Primärumformer durch zwei Hohl rohre mit Öffnungen auf deren äußerer Oberfläche
gebildet ist, durch welche Dnlekluft oder inertes
Gas dem zu messenden
verstaubten Gasstrom zugeführt wird, wobei die Öffnungen des einen Rohres koaxial
mit den Öffnungen des anderen Rohres angeordnet und gegeneinander gerichtet sind,
so daß Druckluft oder inertes Gas aus den Öffnungen beider Rohre in einer Richtung
ausströmt, die zu der Richtung des zu messenden verstaubten Gasstromes senkrecht
ist.
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Um den statischen Druck des zu messenden verstaubten Gas stromes
auszugleichen, ist es zweckmäßig, die Einrichtung mit einem zusätzliohen, mit dem
Differentialmanometer pneumatisch verbundenen Hohlrohr mit Öffnungen auf der äußeren
Oberfläche zu versehen , die dazu dienen, Druckluft bzw.
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Gas dem zu messenden verstaubten Gasstrom zuzuführen.
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Ein derartiger Aufbau der vorliegenden Einrichtung zur Messung der
Durchflußmenge verstaubter Gas ströme ermöglicht, die Verstaubung des Primärumformers
zu verhindern, die Durchflußmengen in großen Gasleitungen ( = 2 bis 2,5 m) zu messen
und die Nef3genauigkeit bei Durchflußmengen von 120 bis 200 io3 nm3/h zu steigern
sowie die Betriebskosten zu vermindernO Im folgenden wird die erfindung anhand von
Ausfüh rungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert0 Bs zeigen: Fig. 1 den
Prinzipschaltplan einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge
verstaubter Gas ströme; Fig. 2 den Prinzipschaltpian einer weiteren AusfUhrungsform
der
erfindungsgemäßen Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter Gasströme;
Fig. 3 den Primärumformer der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einem Rohr zum Ausgleich
des statischen Drucks des zu messenden Gasstromes (Gesamtansicht mit Teilausschnitt)l
und Fig, 4 eine Einzelheit A von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab (Gesamtansicht und
Teilausschnitt).
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Die Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter Gasströme
enthält erfindungsgemäß miteinander verbunden einen Primärumformer 1 (Fig. 1), ein
Differentialmanometer 2 und ein Sekundärgerät 3.
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Der Primärumformer 1 ist in Form von zwei Hohlrohren 4 und 5 mit
Öffnungen 6 und 7 (in Fig. bedingt dargestellt) auf der äußeren Oberfläche ausgebildet,
die dazu dienen, Druckluft bzw. inertes Gas dem zu messenden verstaubten Gasstrom
zuzuführen. Die Richtung dieses Stromes in der beschriebenen Ausführungsform ist
zur Zeichenebene senkrecht und bedingt mit einem Kreuz im Kreis bezeichnet.
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Die Öffnungen 6 stellen Speiseöffnungen und die Öffnungen 7 Aufnahmeöffnungen
dar. Die Öffnungen 6 des Rohrs 4 sind mit den Öffnungen 7 des Rohrs 5 koaxial angeordnet
und gegeneinander derart ausgerichtet, daß Druckluft aus den Öffnungen 6 und 7 beider
Rohre 4 und 5 in einer Richtung ausströmt, die zu der Richtung des zu messenden
verstaubten Gasstromes senkrecht ist. Die Anzahl der Paare von Öffnungen
wird
durch die geometrischen Abmessungen der Gasleitungen bestimmt, in denen die erfindunggemäße
Einricha tung verwendet wird.
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Die Rohre 4 und 5 sind pneumatisch an eine nicht dargestellte Druckquelle
zur Speisung mit Druckluft (bzw. inertem Gas) über feste (konstant wirkende) Drosseln
8 bzwo 9 angeschlossen. Die Druckkraft der Druckluft, die den Rohren 4 und 5 huber
die festen Drosseln 8 bzw. 9 zugeführt wird, wird mit Hilfe eines Manometers 10
kontrolliert und mit einem Druckminderventil 11 geregelt.
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In eine durch das Rohr 4 und die feste Drossel 8 gobildete Zwischendrosselkammer
ist pneumatisch die Minuskammer des Differentialmanometers 2 eingeschaltt, während
dessen Pluskammer pneumatisch in eine durch das Rohr 5 und die feste Drossel 9 gebildete
Zwischendrosselkammer eingeschaltet ist.
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Die Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge Wert staubter Gas
ströme nach einer weiteren Ausführungsform' die in Fig. 2 dargestellt ist, ist analog
der Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter Gasströme, die vorstehend
beschrieben und in Fig. 1 dargestellt ist.
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Der Unterschied besteht darin, daß die Einrichtung in Fig. 2 ein
zusätzliches Hohlrohr 12 mit Öffnungen 13 aus der äußeren Oberfläche aufweist, durch
welche Druckluft (bzw. inertes Gas) dem zu messenden verstaubten Gasstrom zugeführt
wird, die den statischen Druck dieses verstaubten Gasstromes ausgleicht. Das Rohr
12 ist pneumati3ch an die Druckquelle zur Speisung mit Druckluft über die feste
Drossel
14 angeschlossen. Die Druckkraft der Druckluft, die dem Rohr 12 über die feste Drossel
12 zugeführt wird, wird, wie bereits oben beschrieben, durch das Manometer 10 kontrolliert
und mit dem Druckminderventil 11 geregelt.
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In diesem Fall ist die Pluskammer des Differentialmanometers 2 pneumatisch
in die Zwischendrosselkammer, die durch das Rohr 12 und die feste Drossel 14 gebildet
ist, und die Minuskammer in die Zwischendrosselkammer, welche durch das Rohr 5 und
die feste Drossel 9 gebildet ist1 eingeschaltet.
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Die Rohre 4, 5 und 12 (Fig. 3) sind starr miteinander mittels Versteifungsrippen
15 verbunden. An einem ihrer Enden haben die Rohre 4, 5 und 12 Rohrverschltisse
16. Das andere Ende dieser Rohre ist in einem Becher 17 untergebracht, der an einem
Ende einen Aufsatzkonus 18 und an dem anderen drei Rohrstutzen 19 nach der Zahl
der Rohre mit Uberwurfmuttern 20 aufweist.
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In Fig. 4 ist deutlich eine koaxiale Anordnung der Öffnungen 6 und
7 der Rohre 4 bzw. 5 und die gegenseitige Ausrichtung der Öffnung 6 und 7 zu sehen.
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In Fig. 1 und 2 bezeichnen die Indizes P1, P2 und P3 jeweils die
Druckluftspeisedrücke der Rohre 9 und 6 und der ganzen Einrichtung insgesamt, und
in Fig. 2 bezeichnet der Index P4 den Druckluftspeisedruck des Rohres 12.
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Die Arbeitsweise der vorliegenden Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge
verstaubter Gasströme nach Fig. 1 ist wie folgt:
Die Druckluftstrahlen
des Primärumformers 1 die aus den Öffnungen des Rohres 4 unter Speisedruck P1 austreten,
verhindern das Ausströmen von Druckluft aus den Aufnahmeöffnungen 7 des Rohres 5
unter Druck P2 und somit ein freies Austreten von Druckluft aus der Zwischendrosselkammer,
die durch das Rohr 5 und die feste Drossel 9 gebildet ist.
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Diese Strahlen stellen im wesentlichen eine pneumatische Klappe für
die Aufnahmeöffnungen 7 des Rohres 5 dar.
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Der zu messende verstaubte -Gas strom ist zu den Druckluftstrahlen,
die aus den Öffnungen 6 und 7 austreten, senkrecht gerichtet.
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Bei Fehlen des zu messenden Gasstromes (oder bei dessen konstantem
Wert) stellt sich in der Zwischendrosselkammer, die durch das Rohr 5 und die feste
Drossel 9 gebildet ist, ein maximaler Druck (oder-ein gewisser konstanter Wert davon)
ein.
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Bei Auftreten des zu messenden Gasstromes wirkt dieser auf die aus
den Öffnungen 6 austretenden Druckluftstrahlen ein und lenkt sie von dem ursprünglichen
Wert ab5 wodurch der Widerstand dem Druckluftaustritt aus den Åufnahmedffnungen
7 vermindert wird, d. h. die pneumatische Klappe ein wenig geöffnet und folglich
der Druck in der Zwischendrosselkammer, die durch das Rohr 5 und die feste Drossel
9 gebildet ist, vermindert wird. Dieser Druck (dessen Abweichung von einem gewissen
Wert) stellt ein Ausgangssignal des Primärumformers 1 dar, welches in die Minuskammer
des Differentialmanometers 2 gegeben wird. Aus der Zwischendrosselkammer 2, die
durch das Rohr 4 und die feste Dróssel 8 gebildet ist, wird der Druck der Pluskammer
des Differentialmanometers 2 zugeführt.
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Auf diese Weise mißt das Differentialmanometer 2 das Druckgefälle
in den Zwischendrosselkammern, welches aus der Durchflußmenge verstaubter Gasströme
mit Hilfe des Primärumformers 1 umgewandelt ist.
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Das Ausgangssignal des Differentialmanometers 2 wird mit Hilfe des
Sekundärgerätes 3 registriert, dessen Skala in Durchflußeinheiten des verstaubten
Gasstromes geeicht ist.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter
Gasströme nach Fig. 2 ist der der Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter
Gasströme nach Fig. 1 analog.
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Der Unterschied besteht darin, daß der Druck aus der Zwischendrosselkammer,
die durch das Rohr 5 und die feste Drossel 9 gebildet ist, in die Minuskammer des
Differentialmanometers 2 und der Druck zum Ausgleich des statischen Drucks des verstaubten
Gasstromes aus der Zwischendrosselkammer, die durch das Rohr 12 und diefeste Drossel
14 gebildet ist, in die Pluskammer desselben Manometers gegeben wird.
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Auf diese Weise mißt das Differentialmanometer 2 das Druckgefälle
in den Zwischendrosselkammern.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Messung der Durchflußmenge verstaubter
Gasströme gewährleistet eine hohe Zuverlässigkeit, weist kleine Abmessungen auf
und ermöglicht, die Meßgrenzen in einem weiten Bereich zu verändern. Auch ist sie
wirtschaftlich, einfach in Herstellung und Bedienung,
vollkommen
feuer- und explosionssicher.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung in größen Gasleitungen
( = 2 bis 2,5 m) von Gasreinigungssystemen gewährleistet eine Automatisierung von
Gasreinigungsanlagen und eine Einsparung von Bedienungspersonal, eine Steigerung
der Gasreinigungsqualität bei einer wirksameren Verwertung von Sorptionsmitteln
und eine Verminderung des Metallaufwandes für die Herstellung dieser Einrichtung.