DE2259086C3 - Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes von durch eine Rohrleitung bewegtem Schlamm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes von durch eine Rohrleitung bewegtem Schlamm, mit einem U-förmigen in die Rohrleitung eingefügten Meßrohr, dessen Schenkel eine endliche Projektion auf die Vertikale aufweisen, mit an beiden Sehenkeln vorgesehenen Druckmeßanschlüssen und mit einem Differenzdruckmesser, der mit den Druckmeßanschlüssen verbunden ist, wobei die beiden jeweils am weitesten vom Krümmer des Meßrrhrcs entfernten Druckmeßanschlüsse über eine gemeinsame Druckleitung mit dem Differenzdruckmesser verbunden sind.

Eine derartige Vorrichtung ist in der US-PS

3 554Ul I beschrieben. Solche Vorrichtungen werden insbesondere bei Baggerarbeiten verwendet, bei denen der Aushub in Form van Schlamm durch eine Rohrleitung abgeführt wird, wobei ein Schürfkopf des Baggers so geführt werden soll, daß mit gutem Wirkungsgrad die theoretische Baggerhöchstleistung erreicht wird, d, h. eine möglichst große Feststoffmenge pro Zeiteinheit durch die Rohrleitung abgeführt wird.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß die Absolutwerte der gemessenen Schlammdichte bei Verwendung der eingangs beschriebenen Vorrichtung verhältnismäßig unzuverlässig sind, wie sich aus der Nachprüfung der geförderten Feststoffmengen mit in den Boden, auf dem der Schlamm abgelegt wird, eingetriebenen Meßlatten ergibt. Damit kann der von einer solchen Vorrichtung angegebene momentane Meßwert der Schlammdichte auch nicht vom Baggerführer zur Einstellung der Baggerhöchstleistung verwendet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur genaueren Dichtebestimmung eines durch eine Rohrleitung geförderten Schlammes anzugeben. Hierzu schafft die Erfindung eine Vorrichtung nach Anspruch 1. Bei ihr sind Fehler ausgeräumt, die auf Reibungsverluste und Wirbelbildung beim Strömen des Schlammes durch die Vorrichtung zurückzuführen sind und insbesondere durch die dort verwendeten Krümmer hervorgerufen werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der FR-PS 1 083 782 ist ähnlich wie bei der Ausbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ein zwischen den Schenkeln des Meßrohres angeordneter einziger mittlerer Druckmeßanschluß vorgesehen. Dieser befindet sich jedoch nicht im Krümmer eines U-förmigen Meßrohres, sondern in einem geradlinigen, horizontal verlaufenden Abschnitt des Meßrohres, über den die beiden vertikalen Schenkel verbunden sind.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum Festlegen der Lage der Druckmeßanschlüsse der Vorrichtung ist im Anspruch 10 angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes von durch eine Rohrleitung bewegtem Schlamm,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. '

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 3 in vergrößertem Maßstabe, und

Fig. S einen Schnitt durch Drosselstellen, die bei der Vorrichtung nach Fig. 3 zwischen einige der Druckmeßanschlüsse und den Differenzdruckmesser geschaltet sind.

Es wird nunmehr auf Fig. 1 Bezug genommen. Mit 10 ist eine Rohrleitung für Schlamm, wie z. B. Baggersehlamm, bezeichnet,derder Rohrleitung lOdureh eine Zentrifugalpumpe 12 zugeführt wird. Die Rohrleitung 10 enthält ein U-förmigcs Meßrohr 13, das entsprechend der Zeichnung oder umgekehrt angeordnet sein kann, um zwei senkrechte Schenkel 14, 15 zu bilden, deren obere Enden durch Krümmer 16 bzw. 17 von 90° mit waagerechten Abschnitten der Rohrleitung 10 verbunden sind, und deren untere Enden durch einen Krümmer 18 von 180° miteinander verbunden sind, Obwohl das U-förmige Meßrohr 13 vorzugsweise senkrecht angeordnet ist, könnte es auch, wenn Raumbeschränkungen es erforderlich machen, in einer zur Waagerechten geneigten Ebene liegen, vorausgesetzt jedoch, daß die Projektion der Schenkel auf die Vertikale endlich groß bleibt.

In jedem Schenkel 14,15 sind zwei senkrecht voneinander auf Abstand gehaltene Druckmeßanschlüsse

^t0 19, 20 bzw. 22, 24 vorgesehen. Die entsprechenden unteren und oberen Druckmeßanschlüsse 20, 22; 19, 24 jedes Paares sind durch Druckleitungen 26,28 miteinander verbunden, deren Mittelpunkte durch Druckmeßleitungen 30, 32 mit den gegenüberliegen-

'5 den Seiten eines einzigen Differenzdruckmessers 34 verbunden sind, dessen Ausgang 36 an eine Anzeigevorrichtung 38 angeschlossen ist; diese zeigt unmittelbar den Wert des spezifischen Gewichtes an.

Obwohl der senkrechte Abstand zwischen jedem

*o Paar von Druckmeßanschlüssen 19. 20, 22, 24 in Fig. 1 der gleiche ist, sei doch darauf hingewiesen, daß die entsprechenden Druckmeßanscnlüsse 19, 20, 22, 24 nicht in waagerechten Ebenen liegen, obwohl sie in parallel zueinander verlaufenden geneigten

^a5 Ebenen liegen. Es ist nach umfangreichen Forschungsarbeiten festgestellt worden, daß, wenn nicht die in den Schenkeln vorgesehenen Druckmeßanschlüsse 19, 20, 22, 24 in Stellungen liegen, wo der Strömungsmittelfluß gleichmäßig und im wesentlichen frei von Wirbeln ist, die durch einen plötzlichen Richtungswechsel verursacht werden, wenn das Strömungsmittel die Krümmer 16, 17, 18 überquert, die Drücke an den Druckmeßanschlüssen 19, 20, 22, 24 die Zusammensetzung des durch die Rohrleitung 10 strömenden Schlamms nicht genau widerspiegeln. Wenn beispielsweise der Druckmeßanschluß 19 zu nahe an dem ersten Krümmer 16 liegt, dann neigen beim Eintritt des Schlamms in den Krümmer 16 die schwereren Bestandteile aufgrund der Schwerkraft dazu, sich in einer geraden Linie in Richtung nach links oder aus dem Krümmer 16 herauszubewegen und zeigen so an dem Druckmeßanschluß 19 einen Druck an, der größer ist als der tatsächliche Durchschnittsdruck des Strömungsmittels an diesem Punkt.

Ebenso besteht bei der Annäherung dis Strömungsmittels an den unteren Krümmer 18 ein rückwärts gerichteter Wirbelstrom, der entgegengesetzt zur Flußrichtung des Strömungsmittels in dem Schenkel 14 strömt, und wenn der Druckmeßanschluß 20 in diesem Bereich angeordnet ist, dann ist der Druck dort keine genaue Wiedergab;.; der Beschaffenheit des Strömungsmittels. Vorzugsv/eise sollte jeder Druckmeß anschluß 19, 20,22, 24 an der Seite des Rohres angeordnet sein, die sich auf der Innenseite der Krümmerbiegung befindet, um so möglichst frei von dem im Strom veibleibenden Ungleichgewicht der Feststoffe zu sein, das durch die Schwerkraft oder Zentrifugalkraft erzeugt wird, wenn der Fluß einen Krümmer 16,17,18 überquert. Somit sind die Druckmeßanschlüsse 19,20 in dem Schenkel 14 auf der Seite des Schenkels angeordnet, die mit Bezug auf den aufströmseitigcn Krümmer 16 am weitesten nach innen liegt. Die Druckmeßanschlüsse 22, 24 in dem Schenkel 15 sind ebenso auf der Innenseite der Windung des Krümmers 18 rngeordnct.

Die oberen und unteren Druckmeßanschlüsse 19, 20, 22, 24 jedes Paares sollten so weit wie praktisch durchführbar voneinander getrennt angeordnet wer-

den, und zwar jeder in einem Bereich des Schenkels 14, 15, der gerade hinter oiler kurz vor dem Bereich liegt, in welchem die Krümmer 16, 17, 18 den Strömungsmittelfluß ernstlich beeinträchtigen. Da sich der rückwärts gerichtete Wirbelstrom nur über eine relativ kurze Strecke in dem Schenkel 14 nach oben erstreckt, kann der untere Druckmeßanschluß 20 relativ nahe an dem Krümmer liegen, während der obere Druckmeßanschluß 19 wegen der relativ weitaus größeren Ausdehnung des vorwärts gerichteten Wirbelstromes um eine größere Entfernung von dem Krümmer 16 entfernt liegen muß, damit er dem gleichmäßigen Strom frei von Wirbeln ausgesetzt ist.

In ähnlicher Weise muß der untere Druckmeßanschluß 22 in dem Schenkel 15 des Meßrohres 13 um eine Entfernung oberhalb des Krümmers 18 an einem Punkt angeordnet werden, der erheblich oberhalb des Krümmers 18 liegt. Der obere Druckmeßanschluß 24 in '.!cm Schenke! 15, der erheblich !än^p*?^r ^rin k;mn als der Schenkel 14, wie gezeigt, kann um dieselbe Entfernung oberhalb des unteren Druckmcßanschlusses 22 angeordnet werden wie der Druckmeßanschluß 19 über dem Druckmeßanschluß 20 im Schenkel 14.

Bei der beschriebenen Anordnung, bei der die Druckmeßanschlüsse 19, 20, 22, 24 nicht unbedingt in waagerechten Ebenen angeordnet sind, wie es bei bekannten Anlagen für wesentlich gehalten wurde, sondern so weit wie pi aktisch durchführbar voneinander auf Abstand gehalten sind und dennoch in Bereichen liegen, wo praktisch keine Wirbel auftreten und der Fluß gleichmäßig ist, ist die Anzeige des spezifischen Gewichtes weitaus genauer als bei den bekannten Anordnungen, bei denen nicht die Schwierigkeiten erkannt wurden, die durch von den Krümmern verursachte Wirbel und ungleichmäßige Verteilung des Baggerschlamms entstehen.

Die Anordnung nach Fig. 2 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 1, und es werden für gleiche Teile die gleichen Bezugszeichen benutzt. Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1, indem sie eine Anordnung zeigt, in der eine noch größere Genpuigkeit erzielt werden kann als in der Anordnung nach Fig. 1, indem die Druckmeßanschlüsse 19', 20', 22', 24' jedes Schenkels nicht unbedingt um die gleiche Entfernung voneinander auf Abstand gehalten sind, sondern in einem Abstand voneinander liegen, der die auf der Abströmseitc gemeinsam auftretenden Störungen in Betracht zieht. Indem die Druckmeßanschlüsse 19, 20, 22, 24 in Fig. 1 um gleiche Entfernungen voneinander auf Abstand gehalten sind, heben sich die Reibungsverluste zwischen den Druckmeßanschlüssen 19, 20, 22, 24 jedes Paares theoretisch auf, hierbei ist jedoch nicht in Betracht gezogen, daß im Verlauf der Biegung von 180° die Geschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt sich in einen Strom hoher Geschwindigkeit verformt, der von einem sich langsamer bewegenden Ring von veränderlicher Form umgeben wird. Da das Grundprinzip der Erhaltung der Masse zutrifft, muß die Durchschnittsgeschwindigkeit über den konstanten Querschnitt des Abgaberohres an allen Punkten gleich sein. Jedoch liefert die Integration des Staudrucks (der sich mit dem Geschwindigkeitsquadrat ändert) über einen Querschnitt des Rohres, der einen Strom hoher Geschwindigkeit enthält, einen höheren Gesamtstaudruck als bei gleichmäßiger Geschwindigkeit in dem Rohr. Somit hat der Strom, der dem Krümmer von ISO'' in dem Schenkel 15 folgt, einen höheren Staudruck als der Strom, der nur dem Krümmer von 90' in dem Schenkel 14 folgt. Ein Teil dieses zusätzlichen Staudrucks wird in einen statischen Staudruck im Schenkel 15 /wischen den Druckmcßan-Schlüssen 22' und 24' umgewandelt, was zu einer offensichtlichen Herabsetzung des Reibungsverlustes führt.

Der aufgrund des beschriebenen Dutchflußschemas tier Anlage innewohnende Fehler läßt sich im wesentlichen dadurch ausschalten, daß man den oberen Druckmeßanschluß 24' in dem Schenkel 15 in einer solchen Stellung anordnet, die keine besondere Beziehung zu dem unteren Druckmeßanschluß 22' hat, sondern vielmehr eine Druckanzeige erzeugt, die eine

•5 genaue Wiedergabe des zusammengefaßten Reihungsverlustes zwischen dem oberen Druckmeßanschluß 19 in dem rechten Schenkel 14 und dem oberen Druckmeßanschluß 24 in dem linken Schenkel 15 ist, so daß sich die Reibungsverluste tatsächlich aufheben und keinen Fehler in der Anzeige des spezifischen Gewichtes verursachen.

Die Anordnung der Druckmeßanschlüssc 19, 20, 22, 24; 19', 20', 22'. 24' in Fig. I oder Fig. 2 muß natürlich in etwa empirisch sein, und es ist festgestellt

»5 worden, daß. wenn der obere Druckmeßanschluß 19, 19' um etwa drei Rohrdurchmesser unter dem Ende des Krümmers 16 angeordnet ist, hierdurch ein zweckmäßiger Meßpunkt gegeben ist. In ähnlicher Weise ist festgestellt worden, daß bei Anordnung eines Druckmcßanschlusses im Bereiche eines Gegenstromwirbel erzeugenden Krümmers etwa IV₂ Rohrdurchmesser über oder unter diesem Krümmer ein zweckmäßiger Meßpunkt gegeben ist. Der obere Druckmeßanschluß 24 wird dann um eine größere Entfernung über dem Anordnungspunkt des unteren Druckmeßanschlusses 22 angeordnet, um der Wirkung des Durchflußschemas entgegenzuwirken und so den richtigen, eingestellten Anzeigewert zu liefern. Der aufsteigende Schenkel 15 sollte lang genug sein, so daß sein oberer Druckmeßanschluß nicht in einem Bereich des durch den abströmscitigen Krümmer 17 verursachten Gegcnwirbels liegt.

In der Praxis werden die Druckmeßanschlüsse 19, 20, 22, 24 vor einer Verstopfung durch in dem Strom vorhandene Feststoffe bewahrt, indem durch Reinigungsleitungen klares Wasser bei einem bekannten, jedoch höheren Druck als dem in der Rohrleitung herrschenden Druck durch jeden Druckmeßanschluß 19, 20, 22, 24 in die Rohrleitung 10 eingespritzt wird; der entstehende Druck an jedem Druckmeßanschluß 19, 20, 22, 24 ist ein Maß für den an diesem "unkt in der Rohrleitung 10 herrschenden Druck. Düsen zur Begrenzung des Reinigungswasserstromes sind in der Technik des Druckmessens in Schlämme fördernden Rohrleitungen bekannt und bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

In der Ausführungsform nach Fig. 3 sind Druckmeßanschlüsse 40, 42 in entsprechenden Schenkeln 44, 46 eines U-förmigen Meßrohres in Richtung der Krümmer 48, 50 desselben angeordnet, jedoch wird anstatt zweier Druckmeßanschlüsse bei dem 180°- Krümmer 52 wie bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ein einziger Druckmeßanschluß 54 benutzt, der vorzugsweise in einer Ebene durch den höchsten Punkt des Krümmers 52 liegt, was bei der symmetrischen Anordnung der Fig. 3 eine senkrechte Ebene durch die Mitte des Krümmers 52 ist.
Der Druckmeßanschluß 54 ist einer von mehreren

radialen Druckmeßanschlüssen, die durch clic Uc-zugszciehcn 54' und 54" bezeichnet werden. Der Druckmeßanschluß 54 iirbcitet mit beiden Druckmeßanschlüssen 40. 42 zusammen, und Druckunterschiede zwischen den Druckmeßanschlüssen 40 und 54 wcj Jen mit dem Druckunterschied zwischen ilen Druckrneßanschlüssen 42 und 54 in einer noch zu beschreibenden Weise ausgeglichen.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sini' die unteren Druckmcßanschlüssc 40, 42 der Fig. 3 durch Druckleitungen 56, 58 miteinander verbunden, die zur Hochdruckseite eines Differenzdruckmessers 60 führen, und der einzelne Druckmeßanschluß 54 ist durch eine Leitung 59 mit der Niederdruckseite des Differenzdruckmessers 60 verbunden. Der letztere erzeugt '5 ein Ausgangssignal, welches den Druckunterschied 7wi<;rhi?n <lpm ohrrr-n DrnrkmoKunvrhluK 54 nnil i.lrn unteren Druckmeßanschlüssen 40, 42 angibt, und diese Differenz ist eine Funktion des spezifischen Gewichtes des das Meßrohr durchströmenden Schlammes.So kann das Ausgangssignal des Differenzdruckmessers 60 einer Meßeinrichtung 62 zugeführt werden, die eine Skalenteilung zur unmittelbaren Anzeige des spezifischen Gewichtes besitzt.

Wie bereits oben erwähnt, ist es bei der Benutzung *5 von Druckmeßanschlüssen, die sich durch die Wände von Schlamm fördernden Rohrleitungen hindurcherstrecken, üblich, den Druck in der Rohrleitung als Resultie .ende des Druckes in der Leitung zu bestimmen und Wasser, das von einer Quelle (nicht gezeigt) an 3« die Druckmeßanschlüsse herangeführt wird, zur Reinigung bei einem bekannten, jedoch höherem als dem in der Rohrleitung herrschenden Druck einzuführen. Das Reinigungswasser strömt durch den Druckmeßanschluß 40 in die Rohrleitung ein und strömt auch durch die Leitungen 56,58 in Richtung der Pfeile und von dort in die Rohrleitung durch den Druckmeßanschluß 42. Um die benötigte Menge des der Reinigung dienenden klaren Wassers zu begrenzen, sind die Leitungen 56, 58 auf beiden Seiten ihres Verbindungspunktes mit dem Differenzdruckmesser 60 mit Düsen 64 versehen, die in Fig. 5 ausführlicher gezeigt sind.

Gemäß der Erfindung kann eine Genauigkeit in der Angabe des spezifischen Gewichtes in solchem Maße erzielt werden, daß sich diese Angabe dem tatsächlichen spezifischen Gewicht des Strömungsmittels in der Rohrleitung fehlerlos oder mit annehmbaren, ganz geringen Fehlern nähert, und zwar aufgrund der sorgfältigen Auswahl der Stellung für die Druckmeßanschlüsse 40, 42, 54, so daß die Druckunterschiede infolge Reibung und Krümmerwirkungen zwischen den Druckmeßanschlüssen 42 und 54 und den Druckmeßanschlüssen 40 und 54 gleich sind, wenn klares Wasser durch die Rohrleitung strömt und auch wenn Schlamm durch die Rohrleitung strömt.

Für die erste Messung mit klarem Wasser ist der Druckmeßanschluß 42 vorzugsweise in einer Ebene durch den Mittelpunkt des Krümmers 48 angeordnet, d. h. 45° von der Waagerechten und auf der Seite der Rohrleitung in einer Stellung, die den Durchschnitt zwischen dem Mindestdruck am Innenradius des Krümmers 48 und dem Höchstdruck unter der Zentrifugalkraft des Strömungsmittels am äußeren Radius des Krümmers 48 bildet. Es ist durch Versuche festgestellt worden, daß diese Stellung die günstigste für den abströmseitigen Krümmer 48 ist. Zu Beginn wird ein Druckmeßanschluß 54' in der Mitte zwischen dem inneren und dem äußeren Radius des Krümmers 52 gewühlt und bei Durchstrom von klarem Wasser durch das Rohr der Druckunterschied zwischen den DruckmclJiinschlüsscn 42 und 54 in bekannter Weise durch ein geeignetes Instrument, wie z. H. ein Manometer, bestimmt. Danach wird der Druckmcßanschluß 40 im rechten Schenkel 44 des U-I'örmigcn Meßrohres auf der Suite an einem solchen Platz angeordnet, daß bei klarem Wasser in der Rohrleitung der Druckunterschied zwischen ilen Druckmeßanschlüssen 40 und 54 gleich oder im wesentlichen gleich dem vorerwähnten Druckunterschied zwischen den Diuckmeßanschlüssen 42 und 54' ist.

Nach dem Festlegen der Anfangsstellung des Druckmeßanschlusses 40 wird Schlamm mit einem bekannten spezifischen Gewicht durch die Rohrleitung gepumpt und der Druckunterschied infolge des (it'wirhti· ίΐίτ l-VsKtoffr in den Schenkeln verschiedener Länge zwischen den Druckmeßanschlüssen 42, 54' und 40, 54' errechnet. Sodann wird der tatsächliche Druckunterschieil zwischen ilen Druckmeßanschlüssen 42. 54'. 40, 54' gemessen und der Druckunterschied infolge des Gewichtes der Feststoffe von dem gemessenen Wert abgezogen, so daß nur das Druckgewicht der Feststoffunterschiede aufgrund von Faktoren wie Reibung und Krümmerwirbel nachbleibt. Wenn nun gesagt wird, daß die Drücke in den entsprechenden Schenkeln für den in der Rohrleitung fließenden Schlamm ausgeglichen sind, dann bedeutet dies, daß der Faktor des Schlammgewichtunterschiedes bei der Bestimmung der ausgeglichenen Druckunterschiede ausgeschaltet worden ist. So wird der Druckunterschied zwischen den Druckmeßanschlüsscn 42, 54' und den Druckmeßanschlüssen 40, 54' beim Durchströmen von Schlamm durch die Rohrleitung jedoch unter Ausschaltung des Gewichtfaktors gemessen, und es wird festgestellt werden, daß wie erwartet, die Druckunterschiede infolge Reibung und Krümmerwirkung bei den Feststoffen in dem Schlamm nicht gleich sind. Dieser Unterschied läßt sich durch Veränderung der Lage des Druckmeßanschlusscs 40 ausgleichen. Wenn wieder klares Wasser durch die Rohrleitung gepumpt wird, dann können die Druckunterschiede wieder aus dem Gleichgewicht sein, können jedoch durch Veränderung der radialen Lage des Druckmeßanschlusses 54' zur Annahme der Lage beispielsweise des Druckmeßanschlusscs 54" ins Gleichgewicht gebracht werden, wobei es sich bei dieser Lage des Druckmeßanschlusses 54" um einen Niederdruckbereich handelt, da er näher an dem inneren Radius des Krümmers 52 liegt als der Druckmeßanschluß 54'.

Wenn wieder Schlamm durch die Rohrleitung gepumpt wird, dann können die Druckunterschiede wiederum ungleich sein, jedoch wird diese Ungleichheit geringer sein, und man kann zum Ausgleich der Druckunterschiede entweder auf die radiale Lage des Druckmeßanschlusses 54'oder die vertikale Lage des Druckmeßanschlusses 40' oder eine Kombination aus beiden zurückgreifen. Dieses Verfahren wird wiederholt, bis eine radiale Lage des Druckmeßanschlusses im Krümmer 52 erreicht ist, beispielsweise bei 54, und eine vertikale Lage des Druckmeßanschlusses 40 gefunden worden ist, die einen ausgeglichenen Druckunterschied zwischen den Druckrneßanschiüssen 42, 54 und den Druckmeßanschlüssen 40, 54 für klares Wasser und ebenso für Schlamm schafft. Nach Festlegung dieser Stellungen für die Druckmeßanschlüsse 40,42.54 werden diese durch Leitungen mit dem DU-.

lerenzdruekmesset 60 verbunden.

Als ein praktisches Beispiel der relativen Lage der Druekmeßanschlüssc 40, 42, 54 in einer Rohrleitung wurden bei einer Rohrleitung von normalem Durchmesser mil Krümmern und Biegungen mit einem Durchschnittsradius von 3 Rohrdurehmessem und senkrechten Sche:?kcln mit einer Lunge von d Durchmessern günstigste Ergebnisse erzielt bei einer Anordnung ties Druekmeüanschlusscs42 in der Mitte der Seite des Krümmers 48, wie bereits beschrieben, bei Anordnung des Driickmeßanschlusses40auf der Seite der Rohrleitung um eine Entfernung entsprechend einem Rohrdurchmesser über dem Krümmer SO und bei Anordnung des Druckmeßanschlusscs 54 in der Mittelebene des Krümmers 52, jedoch radial 17" unter der Waagerechten.

Obwohl die Lage der Druckmeßanschlüsse 40, 42, 54 ins einzelne gehend besehneben worden ist, sei doch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf diese besondere Anordnung beschränkt ist, da offensichtlich der obere Druckmeßanschluß 54 auch in die eine oder andere Richtung von der Mittelebene tier Biegung fortbewegt werden kann und die Druckmeßanschlüsse 42 und 40 in verschiedenen radialen wie auch verschiedenen linearen Stellungen angeordnet werden können. Kurz gesagt, kann die Anordnung tier Druckmeßanschlüsse 40, 42, 54 innerhalb eines weiten Bereiches variiert werden, solange sie den Zweck erfüllen, gleichmäßige Druckunterschiede zwischen dem oberen Druckmeßanschluß 54 und den beiden unteren Druckmeßanschlüssen 40, 42 für klares Wasser und für Schlamm zu erzielen.

Der Platz für die Anordnung der Druckmeßanschlüsse 19, 20, 22, 24; 19', 20', 22', 24' entsprechend den Fig. 1 und 2 kann entsprechend der oben mit Bezug auf Fig. 3 gegebenen Beschreibung bestimmt werden. Mit Bezug auf Fig. 2 können beispielsweise die Druckmeßanschlüsse 19, 20', 22', 24' zunächst so angeordnet werden, daß sie bei klarem Wasser gleichmäßige Druckuntersehiede zwischen jedem Paar von Druckmeßanschlüssen 19, 24', 20', 22' in den entsprechenden Schenkeln ergeben. Wenn Schlamm zum Durchströmen durch die Rohrleitung gebracht wird, dann kann die relative Lage der Druckmeßanschlüsse 19', 20' eines Schenkels 14 verändert werden, um Druckunterschiede in beiden Schenkeln 14, 15 auszugleichen, und wenn wieder klares Wasser durch die Rohrleitung hindurchgeführt wird, dann können die Druckmeßanschlüsse 22', 24' in dem anderen Schenkel 15 verändert werden, bis der Druckunterschied in beiden Schenkeln 14, 15 wieder ausgeglichen ist; dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Druckunter-

'5 schied für klares Wasser und ebenso für Schlamm gleich ist. Wiederum kann bei Erzielung dieses Ausgleichs die Stellung der Druckmeßanschliisse 19', 20', 22', 24' radial wie auch linear verändert werden.

Nachdem die entsprechenden Druckmeßanschlüsse 19', 20', 22', 24' in den beiden Schenkeln 14. 15 miteinander und auch mit dem Differenzdruckmesser 34 verbunden worden sind, werden die oberen Paare der Druckmeßanschlüsse 19, 24; 19', 24' nach Fig. 1 und

^a5 2 oder der einzelne Druckmeßanschluß 54 der Fig. 3, nämlich die Niederdruckmeßanschlüsse, mit der Niederdruckseite des Differenzdruckmessers 34, 60 und die anderen beiden Druckmeßanschlüssc 20, 22; 20', 24'; 40, 42 mit der Hochdruckseite verbunden. Bei Kalibrierung der Meßeinrichtungen 38, 62 derart, daß sie bei klarem Wasser ein spezifisches Gewicht von 1 anzeigen, liefert diese Meßeinrichtung einen Anzeigewert größer als 1, der mit guter Genauigkeit den tatsächlichen Wert des spezifischen Gewichtes des Schlammes angibt (wie durch Proben festgestellt) und auf den sich der Baggerführer als eine genaue Anzeige des spezifischen Gewichtes des durch die Rohrleitung hindurchgehenden Schlamms verlassen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes von durch eine Rohrleitung bewegtem Schlamm, mit einem U-förmigen in die Rohrleitung eingefügten Meßrohr, dessen Schenkel eine endliche Projektion auf die Vertikale aufweisen, mit an beiden Schenkeln vorgesehenen Druckmeßanschlüssen, und mit einem Differenzdruckmesser, der mit den Druckmeßanschlüssen verbunden ist, wobei die beiden jeweils am weitesten vom Krümmer des Meßrohres entfernten Druckmeßanschlüsse über eine gemeinsame Druckleitung mit dem Differenzdruckmesser verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden durch die Druckleitung (26; 56, 58) verbundenen Druckmeßanschlüsse (19, 24; 19', 24'; 40, 42) unterschiedlichen Abstand vom Krümmer (18; 52) des Meßrohres aufweisen; und daß mindesiens ein weiterer Druckmeßanschluß (20, 22; 20', 22'; 54) an einer Stelle im Meßrohr angeordnet ist, die von beiden der miteinander verbundenen Druckmeßanschlüsse entfernt ist und an der das Umlenken des Schlammstromes durch den Krümmer (18; 52) ohne Einfluß auf das Meßergebnis bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der strom-abgelegene (24; 24'; 42) der miteinander verbundenen Druckmeßanschlüsse größeren Abstand vom Krümmer (18; 52) aufweist als der strom-aufgelcgene (19; 19 40).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf jedem der Schenkel je ei· weiterer Druckmeßanschluß vorgesehen ist und diese weiteren Druckmeßanschlüsse über eine gemeinsame zweite Druckleitung mit dem Differenzdruckmesser verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der in Strömungsrichtung vor dem Krümmer (18) gelegene weitere Druckmeßanschluß (20; 20') eine Streckt·, vor dem Krümmer (18) angeordnet ist, welche größer ist als die rückwärtige Reichweite der Strömungsstörung durch den Krümmer (18); und daß der hinter dem Krümmer gelegene Druckmeßanschluß (22; 22') eine Strecke hinter dem Krümmer (18) liegt, die größer ist als die in Vorwärtsrichtung auftretende Strömungsstörung durch den Krümmer (18).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den stromauf des Krümmers gelegenen Druckmeßanschlüssen (19', 20') kleiner ist als der Abstand zwischen den stromabgelegenen Druckmeßanschlüssen (22', 24').

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der einzige weitere Druckmeßanschluß (54') im Krümmer (52) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmer (52) einen Krümmungsradius von drei Rohrdurchmessern aufweist, und daß der weitere Druckmeßanschluß (54) in der Mitte des Krümmers (52) und 17° zu der durch die Schenkel (44, 46) gegebenen Ebene geneigt angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßan-

Schlüsse an Rohrwandabschnitten angeordnet sind, die von den vom Schlamm unter Einwirkung der Zentrifugalkraft angeströmten Rohrwandabschnitten entfernt sind,

8, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bei weiteren Krümmern (16, 17; 48, 50) zur Verbindung des Meßrohres mit der Rohrleitung angeordneten Druckmeßanschlüsse (19,24; 19', 24'; 40) so weit von diesen entfernt sind, daß Strömungsstörungen abgeklungen sind.

9, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bei weiteren Krümmern (48) zur Verbindung des Meßrohres mit der Rohrleitung angeordneten Druckmeßanschlüsse (42) in der Mitte dieser Krümmer (48) eingeordnet sind.

10, Verfahren zum Festlegen der Lage der Druckmeßanschlüsse bei einer Vorrichtung zur Bestimmung des spezifischen Gewichtes von Schlamm nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

a) daß durch die Vorrichtung Wasser gepumpt wird, wobei der Druck an den Druckmeßanschlüssen getrennt gemessen wird;

b) daß die gegenseitige Lage der Druckmeßanschlüsse so geändert wird, daß der Druckabfall zwischen den in der geeichten Vorrichtung durch die Druckleitung verbundenen Druckmeßanschlüssen und dem weiteren Druckmeßanschluß bzw. den durch die zweite Druckleitung verbundenen weiteren Druckmeßanschlüssen gleich ist;

c) daß hierauf Schlamm bekannter Dichte durch die Vorrichtung gepumpt wird, wobei wiederum der Druck an den Druckmeßanschlüssen getrennt gernessen wird;

d) daß die gegenseitige Lage der Druckmeßanschlüsse so geändert wird, daß der Druckabfall zwischen den in der geeichten Vorrichtung durch die Druckleitung verbundenen Druckmeßanschlüssen und dem weiteren Druckmeßanschluß bzw. den durch die zweite Druckleitung verbundenen weiteren Druckmeßanschlüssen gleich ist; und

e) daß die Schritte a) bis d) wiederholt werden, bis sowohl beim Durchpumpen von Wasser als auch von Schlamm bekannter Dichte durch die Vorrichtung gleiche Druckabfälle erhalten werden.