DE2815654B2

DE2815654B2 - StrömungsmeBgerät

Info

Publication number: DE2815654B2
Application number: DE19782815654
Authority: DE
Inventors: Kei Aichi Kimata; Tsugito Iwata Shizuoka Nakazeki
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1978-04-11
Filing date: 1978-04-11
Publication date: 1980-07-10
Also published as: DE2815654C3; DE2815654A1

Description

4. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselteil (20) durch eine Rohrleitung (24') gebildet ist, deren eines Ende in die Strömung in der Bypass-Leitung hineinragt, eine stromabwärts gerichtete Druckabnahmeöffnung (26) aufweist und deren anderes Ende mit der Steuerdruckleitung (30) verbunden ist (F i g. 3 bis 5).

5. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselteil (20) aus einem abgeflachten Teil der Bypass-Leitung besteht, mit einer seitlichen Druckabnahmeöffnung (23), die mit der Steuerdruckleitung (30) in Verbindung steht (F ig. 8,9).

6. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselteil ein Venturi- Rohr (22) in der Bypass-Leitung und eine Rohrleitung (24) aufweist, deren eines Ende rechtwinklig in die Strömung im engsten Bereich des Venturi-Rohres hineinragt, eine stromabwärts gerichtete Druckabnahmeöffnung (26) aufweist und deren anderes Ende an die Steuerdruckleitung (30) angeschlossen ist (Fig. 10).

7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselteil (20) eine Kombination zweier Venturi-Rohre ist (F i g. 11).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsmeßgerät, bestehend aus einer im Strömungskanal angeordneten verstellbaren Strömungsmeßkiappe, einem auf den Differenzdruck an dieser Meßklappe ansprechenden pneumatischen Verstärker, der eine mit dem Differenzdruck beaufschlagte Einstellmembran, eine von der Einstellmembran betätigte veränderbare Strömungsöffnung und eijie an diese Strömungsöffnung angeschlossene Steuerdruckleitung aufweist, einer mit der Steuerdruckleitung verbundenen pneumatischen Stellvorrich tung, die den Öffnungsgrad der Strömungsmeßklappe so steuert, daß er bei konstant gehaltenem Differenzdruck ein Maß für die Strömungsmenge darstellt und einer gedrosselten Verbindungsleitung zwischen der Suuerdruckleitung und dem Strömungskanal an einer Stelle hinter der Strömungsmeßklappe.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges Strömungsmeßgerät bekannt (DE-OS 26 34 448). Dieses Gerät dient dazu, das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff konstant zu halten.

Wenn es jedoch nicht möglich ist, einen ausreichend großen Druckunterschied im Bereich der Strömungsmeßklappe herzustellen, so reicht die Unterdruckquelle dieses bekannten Geräts nicht für den Betrieb des Klappenöffnungsmechanismus aus, so daß es schwierig ist, eine zuverlässige Wirkungsweise der Strömungsmeßklappe und damii des gesamten Strömungsmeßgerätes zu ermöglichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht

darin, ein Strömungsmeßgerät der eingangs genannten

Art so auszubilden, daß in jedem Fall eine zuverlässige Wirkungsweise der Strömungsmeßklappe erzielt wird,

unabhängig von dem Druckunterschied.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine die Strömungsmeßkiappe umgehende Bypass-Leitung und ein in der Bypass-Leitung angeordnetes Drosselteil zur Erzeugung eines Unterdrucks, der der Steuerdruckleitung zugeführt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß auch bei geringem Druckunterschied im Bereich der Strömungsmeßkiappe eine zuverlässige Wirkungsweise gewährleistet wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Strömungsmeßgerät zur Messung des Gewichts einer strömenden Gasmenge, in einer ersten Ausführungsform, 5n Fig.2 eine graphische Darstellung des in einem Venturi-Rohr vorhandenen Drucks,

Fig.3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4 einen Schnitt gemäß der Linie X-X in F i g. 3. >5 F i g. 5 eine Darstellung der Druckverteilung bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig.6 den Längsschnitt durch ein Drosselteil zur Verstärkung des Drucks nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung, M) F i g. 7 einen Schnitt gemäß der Linie K- Vin F i g. 6.

Fig. 8 einen Längsschnitt durch ein Drosseltcil zur Druckverstärkung einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 9 einen Schnitt gemäß der Linie Z-Zin F i g. 8. ^hl Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein Drosselteil zur Druckverstärkung nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. Il den Längsschnitt durch ein Drosselteil zur

Druckverstärkung nach einer sechsten Ausföhrungsform der Erfindung,

Bei der in Fig, 1 dargestellten ersten Ausführungsform eines Strömungsmeßgerätes zur Messung des Gewichts einer strömenden Gasmenge ist ein Drosselteil 20 zur Verstärkung des Drucks mit einem Venturi-Rohr 22 vorgesehen, das in einer Bypass-Leitung 21 angeordnet ist Diese Bypass-Leitung 21 mündet vor einer Strömur/gsmeßklappe 5 zur Feststellung der Strömungsgeschwindigkeit in eine Zwischenkammer 8 eines Strömungsmeßkanals. Weiterhin ist eine im engsten Bereich 22a des Venturi-Rohrs 22 vorgesehene Druckabnahmeöffnung 23 vorhanden.

Die Druckabnahmeöffnung 23 steht mit einer Kammer C eines pneumatischen Verstärkers 4 zur Erfassung der Abweichung des Drucks über ein Rohr 24 in Verbindung. In dem engsten Bereich 22a des Venturi-Rohrs 22 wird der Druck P2' erfaßt welcher niedriger als der Druck P2 in der Zwischenkammer 8 ist (F ig. 2).

Bei dieser Anordnung wird durch eine Einstellmembran 11 des pneumatischen Verstärkers 4 der Druckunterschied Pl, P2 an der Strömungsmeßklappe 5 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit festgestellt, wobei der Öffnungsbereich einer veränderbaren Öffnung 13 je nach dem Druckunterschied Pi-P2 schwankt

Die Kammer Csteht mit dem Druck P1 oberhalb der Strömungsmeßklappe 5 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit sowie mit dem Druck P2' im engsten Bereich 22a des Venturi-Rohrs in Verbindung, so daß der Druck Pn in der Kammer C zwischen Pl und P2' schwankt Gegenüber dem in der Kammer C eines herkömmlichen Geräts herrschenden Druck zwischen Pl und P 2' ist hier der Druckunterschied um einen Betrag P2-P2' erhöht so daß auch bei einem verhältnismäßig geringen Druckunterschied Pi —P2 an der Strömungsmeßklappe 5 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit die pneumatische Stellvorrichtung 3 zuve, lässig arbeitet.

Bei dieser Ausführungsform steht die Seite unterhalb der Bypass-Leitung 21 mit der Zwischenkammer 8 in Verbindung, kann aber auch mit der Seite unterhalb der Strömungssteuerungsklappe 6 zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit verbunden sein. In diesem Fall schwank* der Druck in der Kammci- C zwischen P1 an der stromaufwärts gelegenen Seite und dem Druck P3\ welcher niedriger als der Druck P3 an der stromabwärts gelegenen Seite ist. so daß der Druckunterschied im Vergleich zl, dem Fall einer Verbindung mit der Zwischenkammer 8 um einen Betrag P2'- P3' erhöht wird.

Die Strömungssteuerungsklappe 6 ist mit einem Gaspedal 7 verbunden. Der pneumatische Verstärker 4 zur Erfassung der Abweichung des Drucks umfaßt die Kammern Λ und B, welche durch die Einstellmembran 11 getrennt sind, sowie Kammern C und D. Diese letztgenannten Kammern sind durch eine veränderbare öffnung 13 getrennt, deren Öffnungsbereich je nach der Verschiebung eines mit der Einstellmembran 11 verbundenen Ventils 12 veränderbar ist.

Die Kammern A und Ostehen miteinander über eine

ίο

Durchführung 14 in Verbindung und weisen denselben Druck auf, während die Kammer B mit der Zwischenkammer 8 stromabwärts hinsichtlich der Strömungsmeßklappe 5 in Verbindung steht

Die Kammer C ist mit der pneumatischen Stellvorrichtung 3 verbunden. Der Druckunterschied P\ — P2 wird durch Druckunterschied-Einstellfedern 17 und 18 bestimmt Weiterhin ist eine Einstellschraube 19 für die Feineinstellung der Federn vorgesehen; ein Balg 16 umschließt die Federn 17, Dieser Balg 16 enthält ein Gas.

F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform des Drosselteils 20. Dieses Drosselteil 20 umfaßt ein Rohr 21', das einen Teil der Bypass-Leitung 21 bildet ein Rohr 24', dessen Außendurchmesser geringer als der Innendurchmesser des Rohres 21' ist und das sich durch das Rohr 2V im rechten Winkel dazu erstreckt Weiterhin ist eine Druckabnahmeöffnung 26 im stromabwärts gelegenen Bereich der zylindrischen Oberfläche des Rohres 24' vorhanden, welcher dem In* -ren des Rohres 21' zugewandt ist

Wenn im Rohr 2V eine Flüssigkeit strömt, besteht eine Druckverteilung um das Rohr 24' (F i g. 5). Hieraus ist ersichtlich, daß der Druck P2' stromabwärts, wo die Druckabnahmeöffnung 26 vorhanden ist, einen geringeren Wert als P2 aufweist Bei einem Versuch betrug Pl -P2' etwa UMaI Pl -PZ Wenn daher das Rohr 24' so angeordnet ist daß es mit der pneumatischen Stellvorrichtung 3 und der Kammer C des pneumatisehen Verstärkers 4 in Verbindung steht, kann die gleiche Wirkung wie bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erzielt werden.

Fig.6 und 7 zeigen ein Venturi-Rohr zur Verstärkung des Druckunterschieds in einer Ausführungsform, welche im engsten Bereich 22a des Venturi-Rohrs 22 nach F i g. 1 eine Einkerbung 27 aufweist. Die Einkerbung 27 mündet in den stromabwärts gelegenen Bereich des Venturi-Rohres 22 und weist eine Druckabna! meöffnung 23 auf.

Diese Anordnung gewährleistet eine noch verbesserte Art eitsweise der pneumatischen Stellvorrichtung 3, wobei der Strömungswiderstand gegenüber der in den engsten Bereich 22a der Druckabnahmeöfinung 23 eintretenden Flüssigkeit verringert und die Ansprechbarkeit des pneumatischen Verstärkers 4 verbessert wird.

F i g. 8 und 9 stellen ein Drosstelteil dar, welcher ohne hohe Kosten herstellbar ist und die gleiche Funktion wie das Venturi-Rohr 22 hat. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, ist ein Teil eines Rohres 28 abgeflacht; in dem abgeflachten Bereich ist eine Druckabnahmeöffnung 23 vorgesehen.

Fig 10 und 11 zeigen Drosselteile 20 zur Verstärkung des Druckunterschiedes nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung. Die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform ist e^;ne Kombination des Prinzips des Venturi-Rohrs nach Fig. 1,6 und 7, sowie nach Fig. 3 und 4, während die in F i g. 11 dargestellte Ausführungsform eine Kombination von 2 Venturi-Rohren mit dem in Fig.3 und 4 da.gestellten Drosselteil ist. Beide Einrichtungen dienen wiederum dazu, die Vergrößerung des Druckunterschiedes zu bewirken.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Strömungsmeßgerät, bestehend aus

1. einer im Strömungskanal angeordneten, verstellbaren Strömungsmeßkiappe,

2. einem auf den Differenzdruck an dieser Meßklappe ansprechenden pneumatischen Verstärkender

2.1 eine von dem Differenzdruck beaufschlagte Einstellmembran, eine

22 von der Einstellmembran betätigte veränderbare Strömungsöffnung, und

23 eine an diese Strömungsöffnung angeschlossene Steuerdruckleitung aufweist,

3. einer mit der Steuerdruckleitung verbundenen pneumatischen Stellvorrichtung, die den Öffnungsgrad der Strömungsmeßklappe so steuert, daß er bei konstant gehaltenem Differenzdruck ein Maß für die Strömungsmenge darstellt, und

4. einer gedrosselten Verbindungsleitung zwischen der Steuerdruckleitung und dem Strörnursgskanal an einer Stelle hinter der Strömungsmeßklappe,

gekennzeichnet durch

5. eine die Strömungsmeßklappe (5) umgehende Bypass-Lei tu ng (21) und ein

6. in der Bypass-Leitung angeordnetes Drosselteil (20) zur Erzeugung eines Unterdrucks, der

7. der Steuerdruckleitung (30) zugeführt ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselteil (20) ein in der Bypassleitung (21) angeordnetes Venturi-Rohr (22) ist und daß eine Druckabnal.meöffnung (23) im engsten Bereich (22a) des Venturirohres über eine Rohrleitung (24) mit der Steuerdi jckleitung (30) in Verbindung steht (F ig. 1,6,7).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der engste Bereich des Venturi-Rohres eine Einkerbung (27) aufweist, welche zur stromabwärts gelegenen Strömungsseite hin mündet (F i g. 6,