DE2338700A1

DE2338700A1 - Radizierender zaehler

Info

Publication number: DE2338700A1
Application number: DE19732338700
Authority: DE
Inventors: Lothar Kemmler
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE2338700B2

Description

HEtNZ H. PUSCHM4.NN ■ PATENTANWALT

SOU DElSENf-IOFEN b. München ' Am Steis 8 · Telefon 0811/6133297

SAMSON APPARATEBAU AG Deisenhofen, 26.07.73

6000 Fi-ankfurt/M. 1 P 191/73

Weismüllerstraße 3 Pu/sz

Radizierender Zähler

Die Erfindung betrifft einen radizierenden Zähler, dessen Zählwerk von einein luft strahlgetriebenen Turbinenrad angetrieben ist, dessen Drehzahl über eine mit einem Düse-Prallplatte-System zusarnmenv.'irkende Kraftwaage etwa proportional der V/urzel aus dem Heßdruck: gehalten ist.

Bei Zählern dieser Art, die vorzugsvieise der Durchflußmessung strömender Medien dienen, wird der mittels einer innerhalb einer Meßleitung angeordneten Blende erzeugte und in einenproportionalen Luftdruck umgewandelte Differenzdruck einem Wellrohr zugeführt, das auf den Waagebalken der Kraftwaage eine druckproportionale Kraft ausübt, der über ein Hebelsystem die Fliehkraft des mittels Zuluft angetriebenen Turbinenrades entgegengeschaltet ist.

Die Drehzahl des Turbinenrades und damit die Größe der Fliehkraft wird über das ebenfalls auf dem Waagebalken angeordnete, die Zuluft beeinflussende Düse-Prallplatte-System geregelt. Der Waagebalken befindet sich in Ruhe, sobald durch die Kraft des Signaldrucks und die Fliehkraft auf den Waagebalken ausgeübten Momente gleich sind. Auf diese Weise wird das Quadrat⁺Drehgeschwindigkeit des Läufers derart proportional dem Signaldruck gehalten,

+) der _2_

509808/0465

daß die Läufergeschwindigkeit der Wurzel aus dem »Sigrialdruck verhältnisgleich ist, vgl. "Messen, und Regeln in der chemischen. Technik", Hengstenberg, Sturm, Winkler, 2. Auflage 1964, Seite 252, ADb. 64.

Ein solcher Zähler hat also eine feststehende Düse und einen mit dem Turbinenrad umlaufenden Fliehkraftregler, dessen Ausschläge auf das ortsfeste Bauteil zu übertragen sind. Die Ausbildung der Lagerstellen solcher Einrichtungen ist problematisch.

Zur Übertragung der Fliehkraft sind in bezug auf die Schwerkraft lageabhängige Hebelgetzüebe erforderlich, die aufwendig in der Herstellung und Montage und wenig erschütterungsfrei in Betrieb sind. Auch darf sich der Abstand "zwischen Düne und Turbinenrad nicht ändern, um Meßfehler zu vermeiden. Schnellen Druckänderungen kann die Einrichtung nur schv/er folgen.

Um ohne Hebelmechanismen für die Übertragung der Fliehkraft von dem rotierenden Körper auf die Kraftvergleichseinrichtung auszukommen, ist es bekannt, einen Behälter mit einer Flüssigkeit zu verwenden, deren Fliehkraft mittels einer mindestens einen Teil des Flüssigkeitsraumes abschließenden elastischen Wand auf die Kraftvergleichseinrichtung wirkt, vgl. DT-AS 1 112 64j5.

Zwar arbeitet diese Einrichtung ohne Hebelgetriebe für die Übertragung der Fliehkraft, jedoch ist nunmehr die Masse des ebenfalls angeblasenen Turbinenrades größer als bisher und ist die Einrichtung in hohem Maße lageabhängig geworden. Schnellen Druckänderungen kann sie ebenfalls nur schwer folgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten radizierenden Zähler konstruktiv weiter zu vereinfachen, um ihre Betriebssicherheit und ihre Genauigkeit zu erhöhen, ihre Lageabhängigkeit zu beseitigen und den Zähler so auszubilden, daß mit · ihm auch im Bereiche kleiner Drehzahlen genaue Messungen, insbesonder auch bei kurzzeitigen Druckstollen durchführbar sind.

509808/0465

BAD ORIGINAL

Ausgehend von einem Zähler der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Turbinenrad als Reaktionsturbine ausgebildet ist, deren Austrittsöffnung eine Blende als Drehzahlregler zugeordnet ist, dessen Führungsgröße der Meßdruck ist.

Die Meßturbine ist also hier ein mindestens eine Düse tragendes Reaktionsrad, aus dem das Druckmittel ausströmt, während ein Fliehkraftpendel die Öffnung der Reaktionsdüse mehr oder weniger abdecken kann. Da nunmehr die Düse gemeinsam mit dem Reaktionsrad und dem Fliehkraftregler umläuft, vereinfachen sich die Hebelgetriebe zur Beeinflussung des Kraftmomentes der Reaktionsturbine erheblich. Auf diese Weise entsteht eine mechanisch setir robuste Einrichtung, die weitestgehend lageunabhängig einsetzbar ist und infolge ihrer großen Ansprechempfindlichkeit auch schnellen Druekstößen sicher folgt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Blende an einem parallelgeführten Fliehgewicht angeordnet, das federnd am Turbinenläufer gelagert und über einen Druckmittelantrieb vom Meßdruck entgegen der Wirkung der Fliehkraft beaufschlagt ist.

Der Druckmittelantrieb ist vorteilhafterweise in der Welle des Turbinenläufers angeordnet, die an beiden Stirnseiten einmündende Kanäle aufweist, von denen der eine zur Antriebsdüse und der andere zum Druckmittelantrieb führt.

Der Druckmittelantrieb besteht im wesentlichen aus einer in einer Ausnehmung der Welle des Turbinenläufers eingespannten Membran, die über eine Stoßstange eine am Gestänge des Fliehgewichts befestigte Traverse beaufschlagt.

Die Welle des Turbinenläufers besteht aus einem Düse, Fliehgewicht und Druckmittelantrieb tragenden quaderförmigen und einem

503808/0465

zylindrischen Teil, der eine mit dem Zählwerk in Triebverbindung stehende Schnecke trägt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt durch einen radizierenden Zähler gemäß der Erfindung und _χ

Figur 2 eine Seitenansicht des Zählers gemäß Fig. 1, wobei eine Seitenwand v/eggelassen worden ist.

Eine Welle Io eines noch zu beschreibenden Turbinenläufers 11 ist zwischen zwei nur teilweise dargestellten Seitenwänden 12 und 13 eines nicht näher dargestellten Gehäuses drehbar gelagert. Die Welle Io besteht aus einem quaderförmigen Teil I5 und einem zylindrischen Teil 16, der eine Schnecke I7 trägt, die mit einem Schneckenrad 18 eines Rollenzahlwerkes 2o im Eingriff steht.

Am quaderförmigen Teil I5 ist ein Rohr 21 befestigt, da eine Düse 22 trägt. Ferner sind über Distanzstücke 24 und 25 zwei eine Parallelführung bildende Federbänder geringer Rückstellkraft 26 und 27 befestigt, deren andere Enden mit einem Träger 28 verbunden sind, an dem ein Fliehgewicht 3° angeordnet ist. Mit dem Fliehgewicht ist eine Blende Jl verbunden, die mit einer nicht näher dargestellten Schneide 32 die Austrittsöffnung der Düse 22 mehr oder weniger abdecken oder freigeben kann.

Die vorstehend beschriebenen Teile bilden den Reaktionsantrieb 11, der massenausgeglichen ist und sich zwischen den Seitenv/änden 12 und I3 frei drehen kann.

-5-509808/0465

Schließlich ist in einer Ausnehmung 34 des quaderförmigen Teiles 15 der Welle Io mit Hilfe eines Ringes 35 eine Membran 36 eingespannt, die in ihrer Mitte eine Stoßstange 38 besitzt, welche eine am Träger 28 befestigte Traverse 4o beaufschlagt.

Mit der Ausnehmung 34 ist über eine Bohrung 42 eine in der Welle Io befindliche axiale Bohrung 43 verbunden, der über eine nicht näher dargestellte Stopfbüchse 44 im Seitenteil 12 der Meßdruck ρ zugeführt wird. Der Meßdruck ρ wird in bekannter Weise über eine nicht dargestellte Blende innerhalb einer ebenfalls nicht dargestellten Meßleitung erzeugt und über ebenfalls bekannte Mittel in einen proportionalen Luftdruck umgewandelt. ■ ^v-

Eine v/eitere axiale Bohrung 46 führt vom anderen Ende der Welle Io zu einer das Rohr 21 tragenden Bohrung 47 im quaderförmigen Teil 15, in der das Rohr 21 befestigt ist. Auch hier ist eine Stopfbüchse 48 vorgesehen, über die Zuluft für den Reaktionsantrieb zugeführt wird.

Die Seitenwand 12 des den Zähler umschließenden Gehäuses trägt ferner auf der dem Pliehgewicht 30 zugewandten Seite einen ringförmigen Vorsprung 5o, gegen den der Fliehkraftregler schleifen kann, wenn infolge plötzlichen Absinkens des Druckes in der Kammer 34 die Drehzahl zu hoch wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Beim Zuführen von Zuluft bei 48 wird durch die nunmehr aus der Düse 22 austretende Luft die Welle Io in Richtung des Pfeiles in Drehung versetzt. Entsprechend der dabei auftretenden Zentrifugalkraft nimmt das Fliehgewicht 30 eine bestimmte Stellung ein oder wandert aus und bewegt dabei die Blende 31 vor die Austrlttsöffnüng der Düse 22 oder gibt sie frei. Infolge des sich ändernden Austrittsquerschnittes der Düse wird die Reaktioriskraft und damit die Drehgeschwindigkeit der Welle Io verringert oder vergrößert.

-6-■ 509808/0485

Der Fliehkraft ist über den Druckmittelantrieb die Kraft des Meßdruckes ρ entgegengeschaltet, der als Luftdruck dem Druck innerhalb der nicht dargestellten Meßleitung proportional ist, in der das zu messende Medium fließt.

Die Drehzahl der Welle Io ändert sich, bis Gleichgewicht zwischen Fliehkraft und Meßkraft erzielt ist. Damit ist die Drehzahl des Reaktionsantriebes über den Meßdruck ρ definiert nach dem Gesetz η t ~V~p~l

Über das Schneckenradgetriebe IJ, l8 v/erden die Urndrehungen der Welle Io auf die Zählrollen 2o übertragen. Die Anzeige auf den Zählrollen entspricht somit dem Durchfluß des zu messenden Mediums in der nicht dargestellten Meßleitung.

-Patentansprüche-

509808/0465

Claims

Patentansprüche

(YT)Radizierender Zähler, dessen Zählwerk von einem luftstrahlgetriebenen Turbinenrad angetrieben ist, dessen Drehzahl über eine mit einem Düse-Prallplatte-System zusammenwirkenden Kraftwaage etwa proportional der Wurzel aus dem Meßdruck gehalten ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Turbinenrad als Reaktionsturbine (21, 22) ausgebildet ist, deren Austrittsöffnung eine Blende (31) als Drehzahlregler zugeordnet ist, dessen Führungsgröße der Meßdruck (p) ist.
2. Zähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (31) an einem parallelgeführten Fliehgewicht (3o) angeordnet ist, das federnd am Turbinenläufer (lo, 15» 16, 26, 27) gelagert und über einen Druckmittelantrieb (34, 36) vom Meßdruck (p) entgegen der Wirkung der Fliehkraft beaufschlagt ist.
3. Zähler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelantrieb (34, 36) in der Welle (lo) des Turbinenläufers (21, 22) angeordnet ist, die an beiden Stirnseiten einmündenden Kanäle (46, 43) aufweist, von denen der eine (46) zur Antriebsdüse (22) und der andere (43) zum Druckmittelantrieb(34, 36) führt.
4. Zähler nach den Ansprüchen 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelantrieb aus einer in einer Ausnehmung (34) der Welle (lo) des Turbinenläufers (21, 22) mittels eines Ringes (35) eingespannten Membran (36) besteht, die über eine Stoßstange (38) eine am Gestänge (28) des Fliehgewichtes (3o) befestigte Traverse (4o) beaufschlagt.

-8-509808/0465

Zähler nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (lo) des Turbinenläufers (21, 22) aus* einem Düse (22), Fliehgewicht (30) und Druckmittelantrieb (21, 22) tragenden quaderförmigen (15) und aus einem zylindrischen Teil (16) besteht, der die mit dem Zählwerk (2o) in Triebverbindung stehende Schnecke (1?) trägt.

Zähler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fliehgewiehfc (3o) ein die Drehzahl des Reaktionsantriebes (21, 22) begrenzender kreisringförmiger Vorsprung (5o) zugeordnet isfr». der sich an einer dem Fliehkraftregler (Jo, Jl, 22) zugewandten Seite einer Seitenwand (12) eines den Zähler umschließenden Gehäuses befindet.

509808/0465