DE2304020A1

DE2304020A1 - Einrichtung zur messung der stroemungsgeschwindigkeit von gasen

Info

Publication number: DE2304020A1
Application number: DE2304020A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Zweng
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-01-27
Filing date: 1973-01-27
Publication date: 1974-08-01
Also published as: GB1412561A; FR2215623A1; JPS49111672A; DE2304020C2; US3875797A

Description

R. 1307 ;

10.1.1973 Vo/Gü

Anlage zur - ,
Patent- und
Gebrauchsmusterhilf sanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STUTTGART Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen, hei der ein aus einer Strahldüse quer zum zu messenden Gasstrom austretender Leistungsstrahl auf gegenüberliegend angeordnete Empfängerdüsen auftrifft.

Eine derartige Einrichtung ist bekannt. Bei dieser Einrichtung tritt aus einer fest angeordneten Strahldüse ein.Leistungsstrahl quer zum zu messenden Gasstrom aus. In einem Abstand liegen der Strahldüse zwei Empfangerdüsen gegenüber, auf die der Leistungsstrahl auftrifft. Die beiden Empfängerdüsen sind mit einem Differenzdruckmesser verbunden.

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Der Leitungsstrahl wird nun dem zu messenden Gasstrom aus seiner' ursprünglichen Richtung abgelenkt, wobei er in den Empfängerdüsen unterschiedliche Drücke induziert. Die Höhe der Differenzdrücke, die sich infolge der'Ablenkung des LeistungsStrahls durch den zu messenden Gasstrom ändert, ist damit ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms. Diese bekannte Einrichtung hat dabei den Nachteil, daß nur in einem verhältnismäßig geringen Bereich die Geschwindigkeiten eines Gasstroms zuverlässig gemessen werden können. Überschreitet nämlich' die Geschwindigkeit des zu messenden Gasstroms ein bestimmtes Maß, so wird der Leistungsstrahl so stark abgelenkt, daß er nur noch auf eine Empfängerdüse und schließlich auf keine der beiden Empfängerdüsen mehr auftrifft·. Am Differenzdruckmesser wird also am Ende überhaupt kein Wert mehr abgelesen werden können, da der Differenzdruck zwischen den beiden Empfängerdüsen Null geworden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen zu schaffen, die über einen sehr großen Meßbereich zu sicheren Ergebnissen führt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch ereicht, daß die Strahldüse in der von den Achsen der Empfängerdüsen aufgespannten Ebene insbesondere parallel verschiebbar angeordnet ist. _

Das hat den Vorteil, daß die Strahldüse, aus der der Leistungsstrahl austritt, jeweils so weit verschoben werden kann, bis der an den Empfängerdüsen induzierte Differenzdruck zu Null wird. Der Verschiebeweg der Strahldüse gegenüber dem Nullzustand ist dann ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Gasstroms.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Empfängerdüsen, die die zur sicheren Funktion eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen, durch Schmutz anlage rung en mit der Zeit zumindest teilweise verschlossen werden können.. Um die daraus bei besonderen An-

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Wendungsfällen resultierende Störungsanfälligkeit der Einrichtung zu beseitigen, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Empfängerdüsen als Ausströmdüsen ausgestaltet sind, deren Rückstau am Meßdruckausgang einem Differenzdruckmesser zugeleitet ist.

Besonders vorteilhaft wird dies dadurch erreicht, daß jede Ausströmdüse mit dem von einem Hilfsgasstrom über eine Drossel gespeisten Meßdruckausgang verbunden ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 eine an eine Rohrleitung angebaute Meßeinrichtung und in

Fig. 2 eine empirisch aufgenommene Zuordnung zwischen dem Durchfluß in dem Rohr und dem jeweils zugeordneten Verschiebeweg der Strahldüse.

Die in Fig. 1 dargestellte_ Rohrleitung 1 bildet einen Teil einer von einem Gasstrom durchflossenen Anlage, bei der der Durchfluß gemessen werden soll. Die Rohrleitung 1 wird von oben nach unten in Richtung des gezeichneten Pfeiles 2 vom Gasstrom durchflossen. An der einen Seite der Rohrleitung ist ein Lagerbock 3 angeordnet, in dem ein Halterohr 4-, das an seinem freien aus, dem Lagerbock 3 herausragenden Ende mit einem Schlauchanschlußstück 5 versehen ist, in einer Bohrung längsverschieblich geführt. Das andere, dem Schlauchanschlußstück 5 ange\tfandte Ende des Halterohrs 4- ist mit einem nur teilweise dargestellten Verstellmechanisnus 6 verbunden. Dieser Verstellmechanismus kann z. B. nach Art einer Mikrometer-' schraube ausgebildet sein, an deren Skala 7 direkt der Verschiebeweg des Halterohrs 4 gelesen werden kann. Um eine spiel-

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freie Verstellung des Halterohrs 4 zu garantieren, arbeitet dieses gegen eine Druckfeder 8, die sich einerseits im Lagerbock 3 und andererseits an einer am Halterohr 4 angeordneten Scheibe abstützt.

Etwa auf der halben Länge trägt das Halterohr 4 eine im rechten Winkel angeordnete Strahldüse 9? deren freies Ende durch eine Öffnung 10 in das Innere der Rohrleitung 1 weist. Die Strahldüse 9 wird über einen auf das Schlauchanschlußstück 5 aufgeschobenen Schlauch mit einem Hilfsgasstrom versorgt. Zweckmäßigerweise wird für den Hilfsgasstrom das gleiche Gas wie das des zu" messenden Gasstroms 2 verwendet. Diametral gegenüberliegend sind der Strahldüse 9 zwei bei diesem Ausführungsbeispiel in spitzem Vinkel zueinander geneigte Empfängerdüsen 11, 12 angeordnet. Die Achsen der Empfangerdüsen 11, 12 spannen dabei eine Ebene auf,· die zugleich die Verschiebeebene der Strahldüse 9 ist. ' . ■

Die Skala 7 am Verstellmechanismus 6 ist dabei so angeordnet, daß die Achse der Strahldüse 9 bei der Einstellung Hull der Skala genau in der Mitte zwischen den Empfangerdüsen 11, 12 liegt. Die Empfängerdüsen 11, 12 sind in einer Düsenhalterung 13 angeordnet, welche dem Lagerbock 3 diametral gegenüberliegend an der Rohrleitung 1 befestigt ist. Die Düsenhalterung weist zwei Meßdruckausgänge 14, 15 auf, in geden von denen eine der Empfängerdüsen 11, 12 mündet. Jede der Meßdruckausgänge 14, Λ5 wird über Drosseln 16,17 mit einem Hilfsgasstrom gespeist. Der Hilfsgasstrom wird den Drosseln 16, 17 über ein an einem Deckel 18 angeordnetes Schlauchanschlußstück 19 zugeführt. Die Meßdruckausgänge 14, 15 sind dabei mit einem nicht näher dargestellten Differenzdruckmesser 20 von bekannter Bauart verbunden. Das Schlauchans chluß stück 5 uncL das Schlauchanschlußstück 19 sind ebenfalls mit einer nicht näher dargestellten Druckmittelquelle 21 verbunden, bei der es sich z. B. um einen herkömmlichen Verdichter handeln kann. - · ^

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Die Einrichtung zur Messung der Stromungsgescliwindigkeit des die Rohrleitung 1 durchströmenden Gasstroms 2 arbeitet folgendermaßen: Quer zu dem zu messenden Gasstrom 2 tritt aus der Strahldüse 9 ein Leistungsstrahl aus, der auf die gegenüberliegenden Empfangerdüsep 11, 12 auftrifft. Das aus den als Ausströmdüsen ausgebildeten Empfängerdüsen 11, 12 ausströmende Gas wird dabei von dem Leistungsstrahl zurückgestaut. Da der Leistungsstrahl aber durch den Gasstrom 2 abgelenkt wird und er somit mehr auf die Empfängerdüse 12 auftrifft, entsteht am Meßdruckausgang 15 ein höherer Druck als am Meßdruckäusgang 14. Mittels des Verstellmechanismus 6 wird nun die Strahldüse 9 so lange·entgegen dem zu messenden Gasstrom 2 verschoben, bis der am Differenzdruckmesser 20 abgelesene Differenzdruck wieder zu Null geworden .ist. Der an der Skala 7 gelesene Verschiebeweg der Strahldüse 9 ist dann ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des zu messenden Gasstroms

Soll nun der Durchfluß durch die Rohrleitung 1 gemessen werden, so kann man dem Verschiebeweg der Strahldüse 9 auch direkt Durchflußwerte zuordnen. Eine solche Zuordnung ist in Fig. 2 durchgeführt worden. Auf der Koordinatenachse sind die Durchflüsse in Litern/Stunde, auf der Abszissenachse die Schiebewege der Strahldüse 9 in Millimetern abgetragen. Für zwei verschiedene Leistungsstrahlen sind dabei die beiden in .Fig. 2 dargestellten Kurvenzüge empirisch aufgenommen worden. Der obere Kurvenzug stammt dabei von einem Lexstungsstrahl mit einem Ausströmdruck von 0,24 bar, der untere Kurvenzug von einem Leistungsstrahl mit einem Ausströmdruck von 0,06 bar.

Natürlich würde auch eine vereinfachte Ausführungsform der dargestellten Einrichtung, bei der die in den Empfängerdüsen 11, 12 induzierten Drücke direkt einem Differenzdruckmesser zugeführt werden, zum Erfolg führen. Wenn allerdings die Strömungsgeschwindigkeit bzw. der Durchfluß von einem Gasstrom gemessen werden soll, in dem Feststoffe enthalten sind, so können sich die Empfängerdüsen 11, 12 mit der Zeit zusetzen, wodurch die

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Einrichtung nicht mehr zuverlässig funktionieren würde. Dies gilt ganz "besonders dann, wenn z. B. die Messung in einer nach dem Wirbelschichtverfahren arbeitenden pneumatischen Feststoffförderanlage verwendet werden soll. Durch das ständig aus den als Ausströmdüsen ausgebildeten Empfängerdusen 11, 12 austretende Hilfsgas wird eine Verschmutzung der Empfängerdiis en sicher vermieden. ■ · .

Die bei diesem Ausführungsbeispiel in spitzem Winkel zueinander angeordneten Empfängerdüsen 11, 12 können auch, parallel liegen. Die Strahldüse 9 kann auch durch eine Drehbewegung oder eine kombinierte Dreh-Schiebe-Bewegung - im einfachsten Tall durch Verbiegen der Strahldüse selbst - verschoben werden.

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Claims

1 3 O 7 Ansprüche

1.]Einrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen, "bei der ein aus einer Strahldüse quer zum zu messenden Gasstrom austretender Leistungsstrahl auf gegenüberliegend angeordnete Empfängerdüsen auftrifft, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahldüse (9) in der von den
Achsen der Empfängerdüsen (11, 12) aufgespannten Ebene
insbesondere parallel verschiebbar angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerdüsen (11, 12) als Meßdruckausgänge (14, 15) mit einem Differenzdruckmesser (20) verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfängerdüsen "(11, 12) als Ausströmdüsen ausgestaltet sind, deren Rückstau am Meßdruckausgang (14-, 15) -einem
Differenzdruckmesser (20) zugeleitet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausströmdüse (11, 12) mit dem von einem Hilfsgasstrom über eine Drossel (16, 17) gespeisten Meßdruckausgang (14, 15) verbunden ist.

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5· Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Leistungsstrahl und/oder den Hilfsgasstrom das gleiche Gas wie das des zu messenden Gasstroms verwendet wird. ,

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