DE2815654C3

DE2815654C3 - Strömungsmeßgerät

Info

Publication number: DE2815654C3
Application number: DE19782815654
Authority: DE
Inventors: 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: 1981-03-19
Also published as: DE2815654B2; DE2815654A1

Description

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Drosselteil (20) durch eine Rohrleitung (24') gebildet ist. deren eines Ende in die Strömung in der Bypass-Leitung hineinragt, eine 4S stromabwärts gerichtete Druckabnahmeöffnung (26) aufweist und deren anderes Ende mit der Steuerdruckleitung (30) verbunden ist (F ig. 3 bis 5).

5 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosseltet! (20) aus einem v> abgeflachten Teil de«· Bypass Leitung besteht, mit einer seitlichen Üruckabnahmeoffnung (23). die mit der Steuerdruckleitung (30) in Verbindung steht (Fig. 8.9).

6. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekenn· « zeichnet, 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselteil (20) eine Kombination zweier Venturi-Rohre ist (F ig. 11).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsmeßgerät, bestehend aus einer im Strömungskanal angeordneten verstellbaren Strömungsmeßklappe, 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 eine an diese Strömungsöffnung angeschlossene Steuerdruckleitung aufweist, 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 einer gedrosselten Verbindungsleitung zwischen der Steuerdruckleitung 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 Strömunpv meßklappe und danit des gesamten Strömungsmeßgerätes zu ermöglichen

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Strömungsmeßgerät der eingangs genannten Art so auszubilden daß in jedem FaI! eine zuverlässige Wirkungsweise der Strömungsmeßklappe erzielt wird, unabhängig von dem Druckunterschied.

Diese Aufgabt wird erfindungsgemäß gelöst durch eine die Strömungsmeßklappe umgehende Bypass-Leitung und ein in der Bypass-Leitung angeordneter Dros<,elteil zur Erzeugung eines Unterdrucks, der der Steuerdruckleitunp zugeführt is' Hierdurch ergibt sich der Vorteil daß auch bei geringem />uckunterschied im Bereich der Strömungsmeßklappe eine zuverlässige Wirkungsweise gewährleistet wird

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den I Interansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dn ·-stellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Γ ι g 1 einen Längsschnitt durch ein Strömungsmeßgeräi zur Messung des Gewichts einer strömenden Gasmenge, in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine graphische Darstellung des in einem Venturi-Rohr vorhandenen Drucks.

F ι g. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 3,

F i g. 5 eine Darstellung der Druckverteilung bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 6 den Längsschnitt durch ein Drosselteil zur Verstärkung des Drucks nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

F i g. 7 einen Schnitt gemäß der Linie Y- Yin F i g. 6,

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

F i g. 9 einen Schnitt gemäß der Linie Z-Zin F i g. 8,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein Drosselteil zur Druckverstärkung nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 den Längsschnitt durch ein Drosselteil zur

Druckverstärkung nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.

Bei der in Fig. I dargestellten ersten Ausführungsform eines Strömungsmeßgerätes zur Messung des Gewichts einer strömenden Gasmenge ist ein Drossel- ■> teil 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 Strömungsmeßklappe 5 zur Feststellung der Strömungsgeschwindigkeit in eine Zwischenkammer 8 eines Strömungsmeßkanals. Weiterhin ist eine im engsten Bereich 22a des Venturi-Rohre 22 vorgesehene Druckabnahmeöffnung 23 vorhandea

Die Druckabnahmeöfinung 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-Rohre 22 wird der Druck P2' erfaßt, welcher niedriger als der Druck P2 in der Zwischenkammer 8 ist (Fig. 2).

Bei dieser Anordnung wird durch aine Einstellmembran 11 des pneumatischen Verstärkers 4 rfer Drjck unterschied Pl, P2 an der Strömungsmeßklappe 5 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit festgestellt, wobei der Öffnungsbereich einer veränderbaren öff- 2-3 nung 13 je nach dem Druckunterschied PX-P2 schwankt.

Die Kammer Csteht mit dem Druck Pl oberhalb der Strömungsmeßklappe 5 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit sowie mit dem Druck P2' im engsten ν 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 D-uck zwischen Pl und P2' ist hier der Druckunterschied um einen η Betrag P2 — P2' erhöht se daß auch böi einem verhältnismäßig geringen Druckunterschied PX P2 an der Strömungsmeßklappe 5 zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit die pneumatische Stellvorrichtung 3 7"verlässig arbeitet.

Bei dieser Ausführungsform steht die Seite unterhalb der Bypass-Leitung 21 mit der Zwjschenkammer 8 in Verbindung, kann aber auch mit der Seite unterhalb der Strömungssteuerungsklappe 6 zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit verbunden sein. In diesem Fall schwankt der Druck in der Kam ner ('/wischen P I 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 zu de^rn KaIl einer Verbindung v> mit der Zwischenkammer 8 um c η Betrag P2' - PT erhöht wird.

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

Die Kammern A und D stehen miteinander über eine Durchführung 14 in Verbindung und weisen denselben Druck auf, während die Kammer B mi> der Zwischenkammer 8 stromabwärts hinsichtlich der Strömungsmeßklappe 5 in Verbindung steht.

Die Kammer C ist mit der pneumatischen Stellvorrichtung 3 verbunden. Der Druckunterschied PX -P 2 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 2Γ ist und das sich durch das Rohr 21' im rechten Winkel dazu erstreckt Weiterhin ist eine Druckabnahmeöffnung 26 im stromabwärts gelegenen Bereich der zylindrischen Oberfläche des Rohres 24 vorhanden, welcher dem Inneren des Rohres 21'zugewandt ist.

Wenn im Rohr 21' eine Flüssigkeit »trömt, besteht eine Druckverteilung um das Rohr 24' (F i g. 5). Hieraus ist ersichtlich, daß der Druck P2' stromabwärts, vo die Druckabnahmeöffnung 26 vorhanden ist, einen geringeren W..rt als P2 aufweist. Bei einem Versuch betrug PX -P2 etwa 1,5 Mal PX - P2. 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 Fig. I 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 Fig 1 eine Einkerbung 27 aufweist. Die Einkerbung 27 mündet in den stromabwärts gelegenen Bereich des Venturi-Rohres 22 und weist eine Druckabnahmeöffnung 23 auf.

Diese Anordnung gewährleistet eine noch verbesserte Arbeitsweise der pneumatischen Stellvorrichtung 3, wobei der Strömungswiderstand gegenüber der in den engsten Bereich 22a der Druckabnahmeöffnung 23 eintretenden Flüssigkeit verringert und die Ansprechbarkeit des pneumatischen Verstärke-s 4 verbessert wird

F ι g. 8 und f stellen cm Drosstelteil dar, welcher uhne hohe Kosten herstellbar ist und die gleiche Funktion wie das Venturi-Rohr 22 . i> 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 Ausfühi'jngjfcrmen der Erfindung. Die in Fig. 10 dargestellte Ausführungsform ist eine Kombination des Prinzip·; des Venturi-Rohrs nach Fig. 1, 6 und 7, sowie hach Fig. 3 und 4. während die in F i g. 11 dargestellte Ausführung?- form eine Kombination von 2 Venturi-Rohren mit dem in Fig.3 und 4 dargestellten Drosselteil ist. Beide Einrichtungen dienen wiederum dazu, die Vergrößerung des Druekuntersehiedes zu bewirken.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strömungsmeßgerät, bestehend aus

1. einer im Strömungskanal angeordneten, verstellbaren StrömungsmeßkJappe,

2. einem auf den Differenzdruck an dieser Meßklappe ansprechenden pneumatischen Verstärker, der

Zl eine von dem Differenzdruck beaufschlagte Einstellmembran, eine

Z2 von der Einstellmembran betätigte veränderbare Strömungsöffnung, und

2.3 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 and

4. einer £ ^drosselten Verbindungsleitung zwischen der Sttuerdrackleitung und dem Strömungskanal an einer Stelle hinter der Strömungsmeßklappe,

gekennzeichnet durch

5. eine die Strömungsmeßklappe (S) umgehende Bypass-Leitung(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 gekenn- so zeichne», chß der Drosseiteil (20) ein in der Bypassleitung (21) angeordnetes Venturi-Rohr (22) ist und daß eine Diuckabr.ahmeöffnung (23) im engsten Bereich {22a) ues Venturirohres über eine Rohrleitung (24) mit der Steut druckleitung (30) in ü Verbindung steht (Fig. 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. »·