DE2504215A1

DE2504215A1 - Liquid sampling appts for taking liquid from channel - has diaphragm with opening placed in channel and hinged scoop

Info

Publication number: DE2504215A1
Application number: DE19752504215
Authority: DE
Inventors: Kazuhiko Takeuchi
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1974-02-04
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1975-08-07
Also published as: JPS50109758A; JPS5413199B2

Abstract

A scooping vessel open against the flow is placed in front of the diaphragm in the direction of low and pivots about a spindle. The distance of the spindle from an overflow edge of the scooping vessel corresponds to the distance of the spindle from the overflow edge of the diaphragm. The quantity of liquid extracted by the scooping vessel is proportional to the total flow through the channel. The scooping vessel can have stub shafts which project from the side walls, are in line with one another and are mounted in semicircular bearing boxes projecting from the inside wall of the channel.

Description

Probeentnahmevorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entnahme einer Flüssigkeitsprobe aus einer die Flüssigkeit führenden Rinne, wobei in der Rinne eine Blende mit einer Öffnung angeordnet ist, wodurch sich ein von der Durchflußmenge abhängiger Flüssigkeitsstand vor der Blende ergibt. Sampling device The invention relates to a device for taking a liquid sample from a channel carrying the liquid, wherein a screen with an opening is arranged in the channel, whereby a results in the liquid level in front of the orifice depending on the flow rate.

In dem Buch von Douglas M. Considine "Process Instruments and Controls Handbook1t, Mc Graw Hill 1957, ist auf den Seiten 4-82 bis 4-85 eine Methode zur Messung der durch offene Kanäle hindurchfließenden Flüssigkeitsmenge beschrieben. Beim Einbau einer Blende in eine flüssigkeitführende Rinne, wobei die Blende einen Ausschnitt bestimmter geometrischer Form aufweist, bildet die Höhe h der sich vor der Blende aufstauenden Flüssigkeit ein Maß für die die Rinne durchfließende Flüssigkeitsmenge. Es gilt: F = f (h) (1) Im besonderen gilt: F = f (h) = Khn (2) wobei K ein Koeffizient für die Durchflußmenge und n ein von der geometrischen Form der Blendenöffnung abhängiger Exponent ist. (n mß 5/2 für dreieckförmige Blendenöffnung; n = 3/2 für rechteckförmige Blendenöffnung) Bezeichnet man mit Q eine entnommene Flüssigkeitsmenge und mit k eine weitere Konstante, so läßt sich folgende Beziehung aufstellen: o = k f (h) (3) Unter Verwendung der Beziehungen (1) und (3) ergibt sich folgende Beziehung: Q=kF (4) Aus der Beziehung (4) geht hervor, daß der Rinne vor der Blende eine der Durchflußmenge F proportionale Probemenge Q entnommen werden kann.In the book by Douglas M. Considine, "Process Instruments and Controls Handbook1t, Mc Graw Hill 1957, is a method on pages 4-82 through 4-85 Measurement of the amount of liquid flowing through open channels described. When installing a screen in a liquid-carrying channel, the screen a Has a section of certain geometric shape, the height h forms in front of the orifice damming liquid is a measure of the amount of liquid flowing through the channel. The following applies: F = f (h) (1) In particular: F = f (h) = Khn (2) where K is a coefficient for the flow rate and n a dependent on the geometric shape of the orifice opening Is exponent. (n = 5/2 for triangular aperture; n = 3/2 for rectangular Aperture) One denotes with Q an amount of liquid withdrawn and with k another constant, the following relation can be established: o = k f (h) (3) Using the relationships (1) and (3), the following is obtained Relationship: Q = kF (4) From the relationship (4) it can be seen that the channel in front of the diaphragm a sample amount Q proportional to the flow rate F can be taken.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ausgestaltung einer Probeentnahmevorrichtung anzugeber., die die Entnahme einer der Durchflußmenge F proportionalen Probemenge Q gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dex Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.It is the object of the present invention to provide a Sampling device anzueber. That the removal of one of the flow rate F proportional sample amount Q allowed. The solution to this problem succeeds according to In claim 1 characterized invention. Further advantageous refinements dex The invention can be found in the subclaims.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispieles sei die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Durchflußmengenmessers, bestehend aus einer Rinne mit einer eingebauten Blende, Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Probeentnahmevorrichtung, Figur 3 eine Seitenansicht der Probeentnahmevorrichtung in der Rinne vor der Blende zur Veranschaulichung der geometrischen Beziehungen, Figur 4 die Wirkungsweise der Probeentnahmevorrichtung bei verschiedenen Flüssigkeitspegeln, Figur 5 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Probeentnahmevorrichtung und Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Probeentnahmevorrichtung.On the basis of one indicated in the figures of the accompanying drawing Exemplary embodiment, the invention is explained in more detail below. Show it: Figure 1 is a perspective view of a flow meter, consisting of a channel with a built-in screen, Figure 2 is a perspective view of a Sampling device, Figure 3 is a side view of the sampling device in the channel in front of the cover to illustrate the geometric relationships, figure 4 the mode of operation of the sampling device at different liquid levels, Figure 5 is a perspective view of a first embodiment of the invention Sampling device and Figure 6 is a perspective view of a second Embodiment of the sampling device according to the invention.

Gemäß Figur 1 ist in eine flüssigkeitführende Rille 2 eine Blende 1 mit einem rechteckförmigen Ausschnitt eingebaut.According to FIG. 1, a diaphragm is in a liquid-carrying groove 2 1 installed with a rectangular cutout.

Eine in der Figur 2 dargestellte Probeentnahmevorrichtung besteht aus 2 annäherungsweise halbkreisförmigen planparallelen Platten 4 und einem gekrümmten Boden 3. Das auf diese Weise gebildete Gefäß ist um eine Achse 5 schwenkbar, wobei die Achse 5 parallel zu einer Einlaufkante 6 verläuft. Die in Figur 2 dargestellte Probeentnahmevorrichtung ist in der Rinne gemäß Figur 1 in Strömungsrichtung der Flüssigkeit betrachtet vor der Blende 1 angeordnet, Wobei die öffnung der Probeentnahmevorrichtung gegen die strömende Flüssigkeit gerichtet ist.A sampling device shown in FIG. 2 exists of 2 approximately semicircular plane-parallel plates 4 and one curved Bottom 3. The vessel formed in this way is pivotable about an axis 5, wherein the axis 5 runs parallel to an inlet edge 6. The one shown in FIG Sampling device is in the channel according to Figure 1 in the direction of flow Liquid viewed in front of the diaphragm 1, whereby the opening of the sampling device is directed against the flowing liquid.

Die Anordnung der Probeentnahmevorrichtung innerhalb der Rinne vor der Blende 1 ist in einer Seitenansicht in Figur 3 dargestellt. Anhand von Figur 3, in welcher alle Einflußgrößen eingezeichnet sind, soll im folgenden die Kontur der gekrümmten Bodenplatte 3 des Probeentnahmegefäßes berechnet werden. In Figur 3 ist die Probeentnahmevorrichtung unter. verschiedenen Neigungswinkeln e, e1, eingezeichnet, bei denen jeweils die Uberlaufkante 6 auf der Höhe des Flüssigkeitspegels h, h' liegt.The arrangement of the sampling device within the gutter the panel 1 is shown in a side view in FIG. Based on figure 3, in which all influencing variables are drawn, is the contour below the curved bottom plate 3 of the sampling vessel can be calculated. In figure 3 is the sampling device below. different angles of inclination e, e1, shown, in each of which the overflow edge 6 at the height of the liquid level h, h ' lies.

Der Flüssigkeitpegel h, h' ist bei vorgegebener Blende 1 jeweils durch die durchströmende Flüssigkeitsmenge gegeben. In jeder Stellung der Probeentnahmevorrichtung ergibt sich ein Füllstand derselben, der durch die schraffierte Fläche S, S' bzw. durch den Abstand r, r' zwischen der Uberlaufkante 6 und einem Benetzungspunkt P, P' mit dem Probeentnahmegefäß gegeben ist.The liquid level h, h 'is through in each case with a given aperture 1 given the amount of liquid flowing through. In every position of the sampling device the result is a filling level of the same, which is indicated by the hatched area S, S 'or by the distance r, r 'between the overflow edge 6 and a wetting point P, P 'is given with the sampling vessel.

Der Abstand H der Schwenkachse 5 von der Ausnehmung der Blende 1 ist identisch mit dem Abstand der Uberlaufkante 6 von der Schwenkachse 5. Somit gilt folgende Beziehung: cos e = H - h H bzw. h = H (1 - cos e> (5) Die schraffierten Flächen S, S' errechnen sich nach folgender Beziehung: Unter der Voraussetzung, daß die durch die schraffierte Fläche S gegebene Füllung des Probeentnahmegefäßes dem Flüssigkeitspegel h proportional sein soll, lassen sich unter der Annahme eines rechteckförmigen Ausschnittes in der Blende (Beziehung (2), n = 32) die 2 Beziehungen (5) und (6) gleichsetzen: Differenziert man beide Seiten dieser Gleichung, so ergibt sich: Löst man diese Beziehung nach r auf, so ergibt sich: Unter Einführung einer Proportionalitätskonstanten K ergibt sich somit: Aus Gleichung (7) ergibt sich für verschiedene Neigungswinkel e, e' jeweils der Abstand r; r' und somit die mit dem Flüssigkeitspegel übereinstimmenden Benetzungspunkte P, P', wodurch die Kontur des gekrümmten Bodens 3 des Probeentnahmegefäßes festgelegt ist.The distance H of the pivot axis 5 from the recess of the diaphragm 1 is identical to the distance between the overflow edge 6 and the pivot axis 5. The following relationship therefore applies: cos e = H - h H or h = H (1 - cos e> (5 ) The hatched areas S, S 'are calculated according to the following relationship: Assuming that the filling of the sampling vessel given by the hatched area S should be proportional to the liquid level h, assuming a rectangular cutout in the diaphragm (relationship (2), n = 32), the 2 relationships (5) and (6) equate: If we differentiate both sides of this equation, we get: If one resolves this relation for r, the result is: Introducing a proportionality constant K thus results in: Equation (7) gives the distance r for different angles of inclination e, e '; r 'and thus the wetting points P, P' which correspond to the liquid level, whereby the contour of the curved bottom 3 of the sampling vessel is determined.

Mit einem auf diese Weise in seiner Geometrie bestimmten Probeentnahmegefäß 7 kann,gemäß Figur 4, jeweils eine Flüssigkeitsmenge dem Flüssigkeitsstrom entnommen werden, wobei die entnommene Flüssigkeitsmenge von dem Flüssigkeitspegel h und auf Grund der eingebauten Blende 1 der Durchflußmenge proportional ist. Die Schwenkbewegung des Probeentnahmegefäßes 7 erfolgt hierbei mit seiner Öffnung entgegen der Strömungsrichtung.With a sampling vessel whose geometry is determined in this way 7, according to FIG. 4, an amount of liquid can be withdrawn from the liquid flow the amount of liquid withdrawn from the liquid level h and on Because of the built-in orifice 1, the flow rate is proportional. The pivoting movement of the sampling vessel 7 takes place with its opening opposite to the direction of flow.

Gemäß Figur 5 weist das Probeentnahmegefäß 7 zwei aus den planparallelen Seitenwänden hervorstehende und miteinander fluchtende Achsstumpfe 8 auf, wobei die Achsstumpfe 8 in zwei halbkreisförmigen Lagerschalen 9 gelagert sind, die ihrerseits an der Innenseite der Rinne 2 angeordnet sind. Uber Handgriffe 10 kann das Probeentnahmegefäß 7 mit der enthaltenen Probe aus den Lagerschalen 9 entnommen werden.According to FIG. 5, the sampling vessel 7 has two of the plane-parallel ones Side walls protruding and aligned with one another stub axles 8, wherein the stub axles 8 are mounted in two semicircular bearing shells 9, which in turn are arranged on the inside of the channel 2. Using handles 10, the sampling vessel can 7 with the sample contained therein can be taken from the bearing shells 9.

Gemäß Figur 6 ist an der Seitenwand der Rinne 2 ein Motor 12 angeflanscht, der über eine Achse das Probeentnahmegefäß 7 verschwenkt und über eine weitere hohle Achse 11 kann die in dem Probeentnahmegefäß 7 enthaltene Flüssigkeit abgepumpt werden.According to Figure 6, a motor 12 is flanged to the side wall of the channel 2, which pivots the sampling vessel 7 on one axis and another hollow one Axis 11, the liquid contained in the sampling vessel 7 can be pumped out.

Eine solche Vorrichtung eignet sich insbesondere für eine fortlaufende, automatische Messung und Untersuchung der durchfließenden Flüssigkeit.Such a device is particularly suitable for a continuous, automatic measurement and examination of the flowing liquid.

Es liegt auf der Hand, daß die Ausbildung des Probeentnahmegefäßes von der Form der Blendenöffnung abhängig ist und daher die durch die Gleichung (7) beschriebene Ausbildung des Probeentnahmegefäßes nicht die einzige Ausbildung darstellt. Grundsätzlich kann jedes Probeentnahmegefäß Anwendung finden, welches der Gleichung (3) genügt.It is obvious that the design of the sampling vessel depends on the shape of the aperture and therefore the equation (7) The training of the sampling vessel described is not the only training. In principle, any sampling vessel can be used that conforms to the equation (3) is sufficient.

Claims

1. Device for taking a liquid sample from a die Liquid-carrying channel, wherein a diaphragm with an opening is arranged in the channel is, whereby a fluid level dependent on the flow rate is in front of the Orifice shows that there is no indication in the direction of flow In front of the diaphragm (1) a scoop (7) opened against the flow can be pivoted is arranged around an axis (5) that the distance (H) of the axis (5) from an overflow edge (6) of the scoop (7) the distance between the axis (5) and the overflow edge of the diaphragm (1) and that the amount of liquid withdrawn through the scoop (7) (Q) is proportional to the total flow (F) through the channel (2).

2. Sampling device according to claim 1 with a rectangular cutout in the aperture, dadurchge -kennzeich ne t that the scoop (7) has a curved bottom (3) and plane-parallel side walls (4), and that the curved bottom (3) of the scoop through the following relationship is given, where e is the angle of inclination of the scoop (7), r the distance between the overflow edge (6) and the wetting limit (P, P ') of the scoop (7) and K is a constant of proportionality.

3. Sampling device according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the scoop (7) from the side walls (4) protruding, aligned with each other stub axles (8), which in from the Inside wall of the channel (2) protruding, semicircular bearing shells (9) mounted are.

4. Sampling device according to claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the scoop (7) is driven by a motor (12) is driven, and that the liquid contained can be removed via a hollow shaft (11) is.

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