DE2446131A1

DE2446131A1 - Vortex-stroemungsmessgeraet

Info

Publication number: DE2446131A1
Application number: DE19742446131
Authority: DE
Inventors: Karnig Hagop Dabanian; Dale Carr Good; Lawrence Franklin Rapp
Original assignee: COX INSTR
Current assignee: COX INSTR
Priority date: 1973-10-01
Filing date: 1974-09-27
Publication date: 1975-04-03
Also published as: FR2246847B3; US3937081A; IT1022374B; SE7412263L; JPS5062664A; FR2246847A1

Description

Dipl.-Phys. V. Carstens CHHQ l3l ZUSTEILI/UNGSANSCHRIFT; HAMBURG 36 · NETTER WALI, 41

TEL·. 86 74 28 TTITS 30 1115

IElEQB, NEGEOAFATENT HAMBURG

MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23

COXINSTRUMENTDIVISION,. TE^₀₈₈₀₀Se LYNCH CORPORATION _{TBI<BGH NEGEDAPATENT MÜNCHEN}

153ΟΟ Pullerton Avenue

Detroit. Michigan 48227/USA Hamburg, , „,- _ .

« ' den 26. Sept.

Vortex - Strömingsmeßgerät

Die Erfindung betrifft ganz allgemein ein Vortex-tJtröimingsmeßgerät, insbesondere jedoch ein Vortex-Strömungsmeßgerät mit einer fotoelektriscben Abtastvorrichtung, mit der die Umlaufgeschwindigkeit eines Rotors und eines Bremselementes wahrgenommen wird, welch letzteres die UmlaufZeitdauer verkürzt, wenn der flüssigkeitsstrom reduziert wird.

Sin Vortex-otrömungsmeßgerät beeteht im allgemeinen aus einer gescVilossenen, im wesentlichen umgekehrt kegelstumpfförmigen Yortexkammer, die einen tangentialen Binlaß und einen zentralen Auslaß aufweist;. Die Vortexkammer bewirkt eine Wirbelbildung der einströmenden Flüssigkeit, die im wesentlichen

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in einer schraubenlinienföi-iüi&en Bahn zum Auslaß hin gerichtet ist, wobei die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit mit der Abnahme des Strömungsbahndurchmessers zunimmt. .Jomit neigt ein Vortex-Strömungsmeßgerät dazu, die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Meßgerät zu erhöhen, während· dieselbe gemessen wird. Üblicherweise ist in der

Kammer eine bewegliche Einheit angeordnet, auf die die Flüssigkeit in der Kammer einwirkt. £Jin Meßsystem ist vorgesehen, um die Bewegung der beweglichen JJinh.eit wahrzunehmen. Bei gewissen bekannten Strömungsmeßgeraten hat man vorgeschlagen, eine Kugel in einer Laufbahn innerhalb der Vortexkammer anzuordnen, die durch die wirbelnde, zu messende Flüssigkeit entlang einem inneren Durchmesser der Vortexkammer bewegt wird. Bei diesem System ist ein magnetisches Abtastgerät vorgesehen, das im allgemeinen aus einem Dauermagneten und einer Abtastwicklung besteht, wobei diese Anordnung den Durchgang der Kugel durch das magnetische Feld wahrnimmt. Wenn sich die Kugel dem magnetischen Feld nähert, wird die Reluktanz des Feldes vermindert , wobei diese Reluktanzverminderung von der Abtastwicklung wahrgenommen wird. Bei anderen Systemen ist ein Zungenschalter als Abtastvorrichtung vorgesehen, der den Durchgang der Kugel wahrnimmt.

Bei Systemen der vorstehend beschriebenen Art ist ersichtlich, daß die Engel einen einzigen Impuls je Umlauf der Kugel innerhalb der Vortexkammer erzeugt, was eine geringe Schärfe zur Folge hat, da nur ein einziger Umlauf der Kugel je Umlauf der Flüssigkeit erzeugt wird. Ferner erzeugen magnetische Abtastvorrichtungen und solche, die Zungenschalter verwenden, eine

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Bremsung der Kugel infolgs der Zuasuiimnwirkung zwischen der Kugel und dem magnetischen Feld im Falle einer Abtastwicklung und der magnetischen Wechselwirkung zwischen der Kugel und dem Zungenschalter im Falle der Anordnung eines Zungenschalters. Auf diese weise entstehen schwerwiegende Probleme bei der messung verhältnismäßig geringer Strömungsgeschwindigkeiten.

Ferner entsteht bei den zuvor beschriebenen «Systemen ein Problem hinsichtlich der Ansprachezeit des Meßgerätes, wenn der flüssigkeitsstrom plötzlich reduziert oder abgestellt wird und zwar infolge der x^;atsacv>e, daß die Ilüssigkeit dazu neigt, die wirbelbewegung fortzusetzen, wobei die luigel ihre Umlaufbewegung fortsetzt, selbst dann, wenn die utrömungsgeschwindigkeit reduziert worden ist, is ist somit wünschenswert, die ^nsprechzeitdauer bei reduzierung der utröimingsgeschwindigkeit von V₁₀C^i auf niedrig zu verbessern, ^ie Erfindung sieht vor, daß im xnneren der 7ortexkammer ein gezahnter xiotor und eine abtastvorrichtung mit einer lichtausstrahlenden Diode und einem Fototransistor angeordnet sind, die den Durchgang eines jeden Zahnes wahrnehmen. Beim Srfindungsgegenstand ist der Rotor einteilig mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet, wobei die Anzahl der Zähne entsprechend der gewünschten Schärfe bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten gewählt wird. Weiterhin ist die die liehtausstrahlende Diode und den Fototransistor aufweisende Abtastvorrichtung so angeordnet, daß sie den Spalt, den jeder der Zähne passiert, überbrückt, um den Durchgang eines jeden Rotorzabne3 wahrzunehmen. Auf diese Weise können je Umlauf eine große Anzahl von Impulsen zur Erzielung einer großen Schärfe erzeugt werden, die beispielsweise

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22-24 Hz bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten von etwa 2,250 kg je Strande und 900 Hz bei hohen Geschwindigkeiten von etwa 67,500 kg je Stunde betragen kann. Es wurde festgestellt, daß eine Genauigkeit von etwa ein Viertel % des abgelesenen Wertes erzielbar ist.

Hinsichtlich d@s Problems der Verbesserung der Ansprechzeit bei geringer Strömungsgeschwindigkeit des Meßvorganges sieht der Srfindungsgegenstand ein Bremselement vor, das ganz allgemein die Form eines Armsternes ähnlich dem Rotor, der in der Vortexkammer verwendet wird, v>ab©n kann. Dieser Armstern ist nahe dem Rotor und parallel dasu angeordnet und mit Zähnen versehen, die den Botorzähnen zugekehrt sind. Bei dieser Anordnung wird Flüssigkeit zwischen den Armsternzähnen eingefangen, um einen statischen Flüssigkeitszustand zu erzeugen. Bei diesem statischen FlüssigkeitsEustmd erzeugt der Durchgang der wirbelnden Flüssigkeit an der atatischen. Flüssigkeit vorbei eine Scher- und Bremswirkung, die dazu neigt, den Rotorumlauf schneller abzubremsen wenn der Flüssigkeitsstrom abgestellt worden ist. Somit wird die Ansprechzeit bei geringer Strömungsgeschwindigkeit des Meßvorgangs wesentlich verbessert.

Demgemäß besteht ®in Ziel der Srfindung in der Schaffung eines verbesserten Vort©s:^trÖ!iiingsmeßgerM.tes.

Bin weiteres Ziel der Brfi&eiung b©st®ht in d©r Schaffung eines verbesserten Vo.rtex-Stedmangsmeigeratas ₉ das im Vergleich mit "bekoi&ten Vorrichtungen ©ine groB© Schärf© aufweist.

Bin weiteres Ziel d©r l^fiasiag besteht in der Schaffung

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eines verbesserten Vortex-3bi-ömungsmeßgerätes mit einer verhältnismäßig geringen Bremsung infolge der die Drehung wahrnehmenden Äbtastvorrichtung.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten Vortex-Strömungsmeßgerätes, dessen Schärfe

eine gewünschte Höhe hat, die mit der ordnungsgemäßen Zusammenwirküng zwischen der wirbelnden Flüssigkeit und dem Drehelement die erfaßt werden soll, übereinstimmt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Bremsanordnung zur Verwendung bei einem Strömungsmeßgerät, um die Ansprechzeit des Meßgerätes bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten zu verbessern.

ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Vortex-otrömungsmeßgerätes, dessen Ansprechzeit bei geringer Flüssigkeitsströmung verbessert ist, indem eine Vorrichtung vorgesehen wird, die eine Flüssigkeitascher- und Bremswirkung auf die umlaufende Flüssigkeit erzeugt, wenn der Flüssigkeitszustrom reduziert oder abgestellt wird.

V/eitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor. JCs zeigern

Fig. 1 eine Endansicht teilweise im Schnitt eines Strömungsmeßgerätes mit gewissen Merkmalen der Erfindung} ■ ~

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 11

Fig. 3 eine schematische, perspektivisch· Ansicht, in

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der das Prinzip eines Vortex-utrömungsmeßgerates dargestellt ist 5

Fig. 4 eine Seitenansicht des Strömungsmeßgerätes na,ch Fig_β 1 in vollen Linien!

Fig» 5 eine Eadansicht des otrömungsmeßgerätes der ;. 1 in vollen Linien?

Fig. 6 eine Ansicht d@s Bremsβ!©mentes, das im Schnitt in Fig₀ 2 'gezeigt ist, wobei ein Teil der Zä^ne in vollen Linien gezeigt ist; und

Fig_ffl 7 ein Schaltschema eines bevorzugten Äbtastsystems

.mit ©inem Y©rstärk©3?kreis₉ das g@©ign@t ist, in Verbindung mit d©m in den Figuren 1-6 gezeigten

verwendet zu werden.

Es wird nunmehr auf di© Figuren 1 und 2 Bezug genommen, in a®n®n ein Strömungsmeßgerät 10 mit den Merkmalen der Erfindung dargestellt ist. Das Strömingsmeßgerät 10 weist ein Gehäuse 12 auf, das gegossen oder sonstwie ausgebildet sein kann, um eine 7ort@x-Strömungskammer 14 zu bilden, in die sun größten Durchmesser eine Einlaßöffnung 16 tangential einmündet. Der Auglaß der Kammer 14 ist am Abschnitt des kleinsten Durchmesser»' der Vortexkammer 14 angeordnet. Der Auslaß 20 ist konzentrisch, in der Kammer 14 angeordnet und steht in Flüssigkeitsverbindung eier Äuslaßöffnung 22.

In Fig. 2 ist das Strömungsmeßgerät 10 im Schnitt dargestellt, wobei das Gehäuse 12 die Kammer 14 bildet, die durch einen Deckel 28 verschlossen ist. Das Gehäuse 12 ist mit einer

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Ausnehmung 30 verseben, in die ein Yor-spruag 32 des Deckels 28 paßt, um die Kammer 14 zu verschließen. Das Gehäuse 12 ist ferner mit einer inneren Ringnut 36 versahen, die zur Aufnahme eines O-Ringes 38..dient, um eine weitere Abdichtung des inneren Hohlraumes des Gehäuses 12 zu bilden.

Aus den Figuren 2 und 3 ist am besten ersichtlich, wie die Strömung der Flüssigkeit von der Einlaßöffnung 16 zur Auslaßöffnung 22 verläuft. Die Einlaßöffnung 16 weist eine Düse 40 mit kleinem Durchmesser auf, von der ein Teil der Innenwand entlang einer Tangente, am größten Durchmesser des Hohlraums 14 in den Hohlraum 14 mündet. Auf diese Weise strömt die Flüssigkeit tangential am größten Durchmesser in den Vortex- ^ohlraum ein. Die durch die Einlaßöffnung 16 eingeführte Flüssigkeit strömt entlang der Wand 46 des größten Durchmesserabs cVinitts um eine Wirbelwirkung zu bilden, wobei der Vortex des Wirbels konzentrisch mit einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 48 ausgerichtet ist. Die Auslaßöffnung 20 ist, wie in.gestrichelten Linien in Fig.. 1 dargestellt^ so angeordnet, daß die Flüssigkeit aus dem Hohlraum 14 in der Mitte des Vortex abgezogen wird.

Fig. 3 zeigt sc^ematisch die Strömungsbahn der Flüssigkeit, wobei die durcVi die Einlaßöffnung 16 eingeführte Flüssigkeit in die Vortexkammer 14 einströmt und aus der Auslaßöffnung 22 austritt. Aus der sc^ematischen Zeichnung ist ersichtlich, daß ein Vortex gebildet wird und daß der Durchmesser der wirbelnden Flüssigkeit von der Einlaß- zur AuslaBöffnung hin abnimmt. In Übereinstimmung mit den allgemeinen Prinzipien der Flüssigkeitsdynamik ist die Flüssigkeitsge-schwindigkeit

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"beim Eintritt in die Binl&»3f fnung'1Θ'mliiipliziert mit dem Durchmesser von der Mitte ä®s Vortsx gleich der Flüssigkeitsgeschwindigkeitj mit der si® ans d®r Yortexkammer ausgetragen wird, muitiplisiart mit dem Durchmesser der Flüssigkeit von der latte des Vortex. Somit nimmt die Geschwindigkeit der Flüssigkeit mit der Abnahme dos Durchmessers des Flüssigkeitsstromes von der Mitte des Fortexes zu.

Die wirbelnde flüssigkeit wirkt auf eine Äotoranprdnung 50 ein, die eine welle 52 aufweist, die in einer Bohrung 54 des Gehäuses und einer Bohrung 56 im Deckel gelagert ist. Die Hotoranordnung 50 weist eine Lagerung 58 auf, deren innerer Laufring auf der Welle 52 und deren äußerer Laufring in einer Bohrung eines Rotors 60 gelagert ist. Auf diese weise kann sich der Rotor 60 relativ zur Welle 52 in Ansprache auf die Zusammenwirkung zwischen dem Rotor 60 und der wirbelnden, durch die üinlaSöffnung 16 eingeführten Flüssigkeit drehen.

Der fiotor 60 ist als im wesentlichen flache Scheibe mit einer Vielzahl von Zähnen 62 auegebildet, wobei die Zähne einer mittleren Wurzel 64 für jedes benachbarte Zähnepaar ausgebildet sind. Der Rotor weist ferner einen Plattenabschnitt 68 auf, der sich dicht bis sum Außenumfang der Zähne 62 erstreckt. Auf diese Weise ist zwischen den benachbarten Zähnen eine uut gebildet, die sich vom Kopf der Zähne etwa ein Viertel bis ein Drittel des Rotorradius erstrecken. Ferner ist ein feil der Zähne auf einer Stirnfläche der einteiligen Fläche 66 ausgebildet, »omit erstrecken sich die Zähne an der Stirnseite des Rotors 60.über etwa ein Viertel des Abstandes von der Welle 52 zum ÄuSendurchmesser des üotors 60. An der

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Außenkante des Hotors 60 erstrecken sich äie Zähne vollständig über den xiotorkörper.

Wie zuvor beschrieben, wird die Bewegung de? üotors mittels einer Abtastvorrichtung mit einer lichtausstrahlenden Diode und einem Fototransistor wahrgenommen, Der !Fototransistor und die lichtausstrahlende Diode sind durch den Abstand voneinander getrennt, der von dem Abschnitt 46 des großen Durchmessers und dem Vortexhohlraum 14 bestimmt ist. .Der Botor 60 kann sich in diesem Raum ve-sdrehen, wobei der Durchgangsabschnitt der Rotorzähne eine Iiichtbahn zwischen der licht ausstrahlenden Diode und dem fototransistor durch die im Hohlraum 14 wirbelnde ilüssigkeit bildet.

lichtausstrahlende Diode 69 ist in einer HELIse 70 angeordnet, die in einer Bohrung 72 im Gehäuse 12 eingeklebt ist. üine geeignete Dichtung 74 ist zur weiteren Abdichtung der Bohrung 72 vorgesehen, während eine Dichtungsmasse 76 den äußeren Abschnitt der Bohrung 72 verschließt, jis dürfte verständlich sein, daß die dichtung 74 ebenfalls eine Dichtungsmasse sein könnte. Die lichtausstrahlende Diode 69 wirft Licht durch ein im Gehäuse vorgesehenes, konzentrisch zur Bohrung 72 vorgesehenes Loch 78» das jedoch einen kleineren Durchmesser als die Bohrung 72 hat. So wird Licht über den Spalt gerichtet, der durch den Abschnitt 46 großen Durchmessers gebildet wird, um von einem Fototransist orelem#nt 80 wahrge- ' nommen zu werden. Der Fototranaistor 80 ist in gleicher Weis· in einer Hülse 82 angeordnet, die in einer im Deckel 28 vorgesehenen Bohrung 84 eingeklebt ist. Auch hier wird eine . Dichtungsmasse 86 verwendet, um die Bohrung 84 abzudichten.

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Ans KIg.. 2 ist ersichtlich, daß von der Diode 69 ausgestrahlte licht über den Abschnitt 46 großen Durchmessers in eine kleine, im Deckel 28 vorgesehene Bohrung 49 geworfen -wird,' um vom Fototransistor 80 empfangen su w©rd©n. Die zwi~ ' sehen der lichtausstrahlanden Diods 69 und' dem Fototransistor 80 angeordneten Zähne 62. d©s Rotors 60 zerhacken das die wirbelnde Flüssigkeit im Hohlraum 14 durchdringende Licht, Auf diese Weise wird der fototransistor 80 periodisch erregt, um denselben in Ansprache auf das im Spalt 46 zerhackte Licht leitend su machen» Bs ist zu bemerken, daß di® Frequenz der Erregung des Fototransistors 80 direkten Bezug auf die Häufigkeit h*t, mit der ein Zahn des Rotors 60 dan Spalt im Abschnitt 46 großen Durchmessers passiert. Wie aus der Beschreibung der !ige 7 ersichtlich werden wird_s wird diese Erregung des Fototranaistors 80 in ein© Reibe, von Impulsen zur Verwendung von einem auf Frequenzen ansprachenden Meßgerät umgewandelt.

Es wird insbesondere auf die Figuren 2, 4 und 5 Bezug genommen, aus denen ersichtlich ist, daß die Anschlußleitungen vom Fototransistor 80 zu einer Verbindungsanordnung 94 durch eine erste Hut 96 im Deckel eine zweite Nut 98 ebenfalls im Deckel und eine dritte Rut 100 im Gehäuse geführt sind. Auf diese Wiise sind die Anschlußleitungen des Fototransistors 80, auf die gegenüberliegende Seite des Str&mingsmeseers geführt. Die Nut 96 kann durch irgendeine geeignete Dichtungsmasse verschlossen sein. Die Anschlußleitungen für die lichtausstrablende Diode 69 sind ebenfalls in die Verbindungsanordnung 94 geführt, wobei sie die Dichtungsmaase 76 durchsetzt.

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Die Figuren 4 und 5 aeigen da β ¥©x-biaduiig,aanordnung 94 und 90, die eine Steckdose 101 aufweist, die mit einem Stecker (nicht dargestellt) verbunden werden kann. In üblicherweise weist die- Steckdose 101 mehrere Stifte 102 auf, die mit den Anschlußleitungen der lichtausstrahlenden Diode und des Fototransistors 69 bzw» 80 verbunden werden können. Die ganze Anordnung wird durch geeignete Befestigungselemente 106 zusammengehalten und die Verbindungsanordnung ist mit dem Gehäuse . durch, geeignete Verbindungselemente 108 verbunden.

Wie zuvor erwähnt, ist der Rotor 60 auf einem Lager 80 angeordnet und bat die Neigung, sich frei zu drehen, nachdem die Flüssigkeitszufuhr zum Strömungsmesser abgestellt ist. Bei · geringer oder abgestellter Flüssigkeitszufuhr wird somit die Linearität des Strömungsmessers stark durch die Viskosität der Flüssigkeit die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit vor dem Abstellen zum Strömungsmesser zugeführt wird und das MaB der Strömungsdrosselung zum Strömungsmesser ■' beeinflußt. Um die Linearität des Strömungsmessers bei reduzierter Strömung zu verbessern, ist ein Bremselement 110 vorgesehen, um die Freilaufwirkung des Rotors nach der Reduzierung der Flüssigkeitszufuhr sum Strömungsmesser zu vermindern· Gemäß der Erfindung ist ein ,Bremselement 110 gewählt, das die gleiche Form wie der Rotor hat, jedoch etwas dünner im Querschnitt ist. Dieses Bremselement 110 ist an der Stirnfläche des Deckels 28 parallel und konzentrisch zum Rotor 60 angeordnet. Die Zähne des Bremselementes 110 sind ebenfalls gleich den Zähnen des Rotors 60, während das Plattenteil 68 jedoch etwas dünner ist.

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Wie zuvor erwähnt, erzeugt das Grundelement 11Ö eine bremskraft auf den Rotor mit der im Hohlraum 14 umwirbelnden Flüssigkeit. Wenn die Flüssigkeitszufuhr in den Hohlraum reduziert wird, erzeugt di® inden Zähnen des Bremsβlernentes 110 eingefangene Flüssigkeit di© Bremskraft, die auf den Rotor 60 einwirkt und bewirkt, daß derselbe einer Freilaufkurve folgt, deren Zeitdauer stark reduziert ist, wenn der Rotor sich einer Umlaufgeschwindigkeit nähert, die fast der der umwirbelnden Flüssigkeit entspricht.

Der Teil des Rotors 60, der dem Bremselement 110 zugekehrt ist, besteht aus einer verhältnismäßig flachen Platte, um das Maß der erzeugten Bremsung zu reduzieren und dadurch die Fähigkeit der Flüssigkeit, den Rotor zu beschleunigen, zu verbessern, wenn der Flüssigkeitsstrom entweder von Null oder zu einer zu messenden Strömung oder von einer geringeren Strömung auf eine höhere Strömung erhöht wird. Der Spalt zwischen dem Bremselement 110 und dem Rotor 60 ist als ein Kompromiß gewählt zwischen der Fähigkeit der Flüssigkeit den Rotor bei zunehmender Flüssigkeitsströmung zu beschleunigen und der Fähigkeit des Rotors, der Flüssigkeitsströmung zu folgen, wenn die Flüssigkeitsströmung reduziert wird. Offensichtlich kann die Form des Bremselementes 110 oder des Rotors 60 geändert werden, um verschiedene Formen für das Bremselement 110 oder den Rotor 60 zu erzeugen. Mit der bevorzugten, dargestellten Form wird jedoch eine Kostensenkung der Einheit infolge der Tatsache erzielt, daß gleiche Elemente mit demselben Werkzeug hergestellt werden können.

Bei der Herstellung des Rotors 60 wird eine Silikongumraiform einem Zahnrad mit iV/2 ° Singriffwinkel einer zwanziger

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Teilung mid 16 Zähnen hergestellt. Di®»· Sillkonsummiform wird verwendet, um den Rotor herzustellen, der aus einem Kunstharz besteht. Die beiden Stirnflächen des Botore liegen konzentrisch und parallel zueinander. Das Bremselement 110 gemäß der bevorzugten Ausführungsform wurde etwas dünner als der Rotor gewählt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß der Rotor als Bremselement 110 verwendbar ist. Is wird nunmehr auf Fig. 7 Bezug genommen, in der eine bevorzugte. Schaltung für die übertragung der Bewegung des Rotors zwischen der lichtausstrahlenden Diode und dem Fototransistor in eine Reihe von Impulsen, die einem Frequenzmesser oder einer gleichen Impulsmeßvorrichtung zugeführt werden, dargestellt ist. Der Kreis 114 weist die lichtausstrahlende Diode auf, die von einer positiven Spannungsquelle am EingangsanschIuS 116 gespeist wird, wobei dem Anschluß 8 und 10 Volt positiver Gleichstrom zugeführt wird. Der durch die lichtausstrahlende Diode gehende Strom wird mittels eines konstanten Stromkreises 118 gesteuert, der einen Vorspannungskreis für einen Transistor 120 aufweist. Der Vorspannungskreis weist einen strombegrenzenden Widerstand 122 und eine Zenerdiode 124 auf. Die Zenerdiode 124 ist zwischen der Basiselektrode des Transistors 120 und einem gemeinsamen Anschluß 126 angeordnet. Der Kollektor- _v Emiterkreis des Transistors 120 weist ebenfalls einen Widerstand 130 auf. So bewirkt die Spannung am lingangsanschluB 116, daß die Zenerdiode 124 sich total entlädt und dabei dem ' Transistor 120 eine genaue Basis-Emitervorspannung zu.füh'rt. Dies macht den Transistor 120 bei einem, konstanten Strompegel leitend.·

Dieser konstante Strom wird durch die lichtausstrahlende Diode

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68 geführt_s die n©h<§ dem IOtofcronsistor 80 angeordnet ist, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersiehtlieb ist. Wie in Verbindung mit Figo 2 fc@sqhrie"b@B,₉ laufen di© Rotorsähne . zwischen der licht aus strahlenden Diode 69 und dem Fototransistor 80 hindurch und zerhacken das Licht zwischen der lichtausetrahlendea Biod<§ 69 und d®m fototransistor 80. Dies macht den Transistor 80 periodisch leitend und zwar synchron mit dem Durchgang der Zahnlücke Zweier Säto©ο

Durch die Leitung des Transistor 80 wird ein Trasistor infolge der JÖidung d©s Transistors '80 zwischen der positiven Spannungsquelle am Anschluß 116 und einorn Basisemitervorspannungskreis mit Widerständen 134 und I36 leitend» Wenn der Transistor 80 leitet, wird eine Spannung am Widerstand 136 entwickelt, die den Transistor 132 leitend macht. Die Leitung des Transistors' 132 bewirkt, daß die Spannung an einem J&sgeigsanschlttß 140 auf nahezu di© Spannung des gemeinsamen Anschlusses 126 Eb¹SCSLt. So liefert der Ausgangs ans chluß jedes Mal negativ gehende Impulse, wenn der Transistor 132 leitet.

Während "bestimmte Formen der Element® und Materialien und deren Abmessungen dargestellt worden sind, wird darauf hingewiesen, daß viele Änderungen d@r Vorrichtung und des Kreises vorgenommen w®rdfn können«. Beispielsweise kann das Gehäuse 12 aus einem nichtmetallischen Material hergestellt werden und der Abschnitt reduzierten Durchmessers kann eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form haben, um einen linearen Übergang der Durchmesser vom größten zum kleinsten Durchmesser des Hohlraums 14 vorzusehen. Diese Änderungen können innerhalb

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des Schutzumfangs der JBrfindung vorgenommen werden.

Während es ersichtlich ist, daß die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die eingangs erwähnten Ziele voll erfüllen, dürfte es ersichtlich sein, daß die Erfindung Änderungen unterworfen werden kann, ohne vom Brfindungsgedanken, wie er in den Ansprüchen zum. Ausdruck gebracht ist, abzuweichen.

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Claims

Patentanspruch e

1. \ Yortex-Strömungsmeßgerät, bestehend aus einem Gehäuse, das einen sich von einem großen zu einem kleinen Durc^messerabsc^nitt verändernden Hohlraum aufweist, einer Einlaßöffnung, die im wesentlichen tangential in den großen Durchmesserabsc^nitt mündet und einer Aus laß öffnung, die angrenzend und tangential zu dem kleinen Durc^messerabsc^nitt angeordnet ist, so daß ein Flüssigkeitsstrom den Hohlraum in einer Drallbewegungsba^n passieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) eine Wellenlagerung (54, 56) aufweist, in der eine sicv> zentral durc^ den Hohlraum (14) erstreckende Welle (52) angeordnet ist, auf der ein im Hohlraum angeordneter Rotor (60) gelagert ist, der eine Vielzahl von Zähnen (62) aufweist, und daß eine Abtastvorrichtung (69, 80) vorgesehen ist, die den Durchgang der Zähne in Ansprache auf den Flüssigkeitsstrom im Hohlraum wahrnimmt.

2. Strömungsmeßgerät nac^ Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung (69, 80) eine Lichtquelle (69) und einen Lichtempfänger (80) aufweist, und daß die Rotorzähne (62) eine Stellung einnehmen, in der sie das Licht von der Quelle zum Empfänger verändern.

3. Strömungsmeßgerät nac^ Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorzähne (62) sie¹- in einer Bahn zwischen der !Lichtquelle (69) und dem Empfänger (80) Mndurchbewegen.

4. Strömungsmeßgerät nac^ Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (14) im wesentlichen kegelstumpf-

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förmig ausgebildet ist, und daß der Rotor (60) in dem den großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt angeordnet ist.

5· otromungsmeßgerSt nac^ Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Gehäuse (12) passender Deckel (28) vorgesehen ist, der den Hohlraum (14) verschließt.

6. .o_trömungsmeßgerät nac^ Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) und der Deckel (28) je eine Bohrung (72, 84) aufweist, in denen die Lichtquelle (69) und der Empfänger (80) angeordnet sind.

7· otrömungsmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Licht ausstrahlende Diode (69) und der Empfänger ein Fototransistor (80) ist.

8. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein den Hohlraum (14) verschließender Deckel (28) vorgesehen ist, und daß von der Lichtquelle (69) und dem Empfänger (80) der eine Teil im Deckel und der andere Teil im Gehäuse (12) angeordnet ist.

9. atrömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (20) im wesentlichen konzentrisch zu der sich drehenden Flüssigkeit angeordnet ist.

10. Vortex-Strömungsmeßgerät, bestehend aus einem Gehäuse, das einen sich von einem großen zu einem kleinen Durahmesserabschnitt verändernden Hohlraum aufweist, einer KLnlaßöffnung,, die im wesentlichen tangential in den großen Durchmesserabschnitt mündet und einer AuslaßfJffnung, die angrenzend

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und tangential zu dem kleinen Durchmesserabschnitt angeornet ists so daß ein Flüssigkeitsstrom den Hohlraum in einer Drallbewegungsbahn passieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (14) ein eine Vielzahl von Zähnen (62) aufweisender Rotor (60) und benachbart dazu ein mit demselben eine Flüssigkeitskupplung bildendes Bremselement (110) angeordnet sind, welch letzteres einen Sc^erwiderstand auf den Rotor zur Verkürzung der UmlaufZeitdauer ausübt, wenn der lliissigkeitsstrom reduziert wird, und daß eine Abtastvorrichtung (69» 80) vorgesehen ist, die den Durchgang der Rotorzähne in Ansprache auf den Flüssigkeitsstrom im Hohlraum wahrnimmt.

11. Strömungsmeßgerät nac^ Anspruch 1O₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (110) Zähne- (62) aufweist, und daß in den Zahnlücken durc'H die Einlaßöffnung (16) eingeführte Flüssigkeit eingefangen wird.

12. Strömungsmeßgerät nac^ Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß di® ©ingefangene Flüssigkeit einen statischen Zustand für die Flüssigkeit erzeugt, und daß die statische Flüssigkeit der anderen flüssigkeit zwischen dem Rotor (60) und d®m Br®ms®l@E<3at (110) Widerstand entgegensetzt, um· die Drehzahl des Rotors In ain®m geringeren Zeitabschnitt v<erabzusetg#n₈ wenn d©r Flüssigkeitsstrom in d@r Einlaßöffnung (16) reduziert wird»

13. Steeuägemeügträt nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet t, daS das Br©ms©l©iigat (110) im wesentlichen die gleicfte Form wi© ü®v Hotor (60) aufweist»

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14. /Strömungsmeßgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (110) parallel zum Rotor (60) und im Flüssigkeitsstrom von der Einlaßöffnung (16) angeordnet ist.

15· 3trömungsmeßgerät nac^ Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Gehäuse (12) passender Deckel (28) vorgesehen ist, der den Hohlraum (14) verschließt.

16. Strömungsmeßgerät nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (110) am Deckel (28) innerhalb des Hohlraums (14) angeordnet ist.

17· Jtrömungsmeßgerät nac^> Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) und der Deckel (28) je eine Bohrung (72, 84) aufweist, in denen die Lichtquelle (69) und der Empfänger (80) angeordnet sind.

18. otrömungsmeßgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Lichtquelle (69) die Zahnlücken der Zähne (62) des Bremselementes (110) passiert.

19· otrömungsmeßgerät, bestehend aus. einem einen Hohlraum aufweisenden Gehäuse, einer im wesentlichen tangential in den Hohlraum mündenden Einlaßöffnung und einer entfernt von der Einlaßöffnung angeordneten Auslaßoffnung, so daß ein Flüssigkeitsstrom den Hohlraum in einer Drallbewegungsbahn passieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlraum (14) ein eine Vielzahl von Zähnen (62) aufweisender Rotor (60) angeordnet ist, daß eine Abtastvorrichtung (69|8O) vorgesehen ist,

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die den Durchgang der Zähne in Ansprache auf den Flüssigkeitsstrom im Hohlraum wahrnimmt, und daß benachbart zum Rotor ein eine Flüssigkeitskupplung mit demselben bildendes Bremselement (110) angeordnet'ist, das die Zeit der Umlaufverzögerung des Rotors herabsetzt, wenn der Flüssigkeitsstrom in den Hohlraum reduziert wird.

20. . Strpmungsmeßgerät nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß. das Bremselement (110) Zähne (62) aufweist, und daß in den Zahnlücken durch die Einlaßöffnung (16) eingeführte Flüssigkeit eingefangen wird.

21. .. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die eingefangene Flüssigkeit einen statischen Zustand für die Flüssigkeit erzeugt, und daß die statische Flüssigkeit der anderen Flüssigkeit zwischen dem Rotor (60) und. dem Bremselement (110) Widerstand entgegensetzt, um die Drehzahl des Rotors in einem geringeren Zeitabschnitt herabzusetzten, wenn der Flüssigkeitsstrom in der Einlaßöffnung

(16) reduziert wird.

22. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (110) im wesentlichen die gleiche Form wie der Rotor (60) aufweist.und parallel zum Rotor im Flüssigkeitsstrom von der Einlaßöffnung (16) angeordnet ist.

23.. . Strömungsmeßgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein in das Gehäuse (12) passender Deckel (28) vorgesehen ist, der den Hohlraum (14) verschließt.

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24. .Gtrömungsmeßgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremselement (110) am Deckel (28) innerhalb des Hohlraums (14) angeordnet ist.

25. jtrömungsmeßgerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) und der Deckel (28) je eine Bohrung (72, 84) aufweist., in denen die Lichtquelle (69) und der Empfänger (80) angeordnet sind, und daß das Licht der Lichtquelle die Zahnlücken der Zähne (62) des Bremselementes (110) passiert.

5098U/0379 BAD ORIGINAL