DE2821711A1

DE2821711A1 - Verfahren und einrichtung zum ueberpruefen eines durchflusszaehlers

Info

Publication number: DE2821711A1
Application number: DE19782821711
Authority: DE
Inventors: Winston F Z Lee
Original assignee: Rockwell International Corp
Current assignee: Sensus Spectrum LLC
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1978-11-30
Also published as: GB1600658A; ZA782349B; AU522658B2; NL7805273A; AU3535978A; FR2391457B1; SE7805646L; BR7803130A; FR2391457A1; JPS6259249B2; NL188071B; BE867138A; NL188071C; JPS53144370A; DE2821711C2; CA1100779A; US4091653A; SE441961B

Description

Patentanwälte Dipl-Ing Dipl.-Chem. E. Prinz - Dr. G. Hauser	28ÄJJ11 G. Leiser
Ernsbergerstrasse 19
8 München 60
ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION	18. Mai 1978
600 Grant Street
Pittsburgh, Pennsylvania / V.St.A.

Unser Zeichen; R 961

Verfahren und Einrichtung zum überprüfen eines

DurchflußZählers

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum überprüfen eines DurchflußZählers sowie Einrichtungen hierzu. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum überprüfen von Turbinen-Strömungsmeßgeräten auf deren Genauigkeit, insbesondere zum Überprüfen eingebauter Turbinenzähler.

Das Turbinen-Strömungsmeßgerät wurde während vieler Jahre zur Messung von Strömungsmitteln verwendet. Das Interesse an dieser Art eines Durchflußzählers hat in den letzten Jahren weit zugenommen. Einer der Gründe für dieses erhöhte Interesse ist die erprobte Zuverlässigkeit des Turbinen-Durchflußmeßgerätes, wenn es korrekt ausgelegt und ordnungsgemäß angewandt wird. Es ergibt sich ein hohes Maß an Reproduzierbarkeit, wenn der Durchflußzähler innerhalb seines normalen Bereichs arbeitet und wenn er sich in gutem Erhaltungszustand befindet.

Es ist allgemeiner Brauch in der Gasindustrie, daß die Genauigkeit der Gasturbinenzähler durch Eichung hergestellt

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wird, und zwar üblicherweise in der Einrichtung bzw. auf dem Prüfstand des Herstellers. Wenn ein Zähler erst einmal geeicht wurde, ist es wichtig, über ein Verfahren zu verfügen, das feststellen kann, ob diese Genauigkeit im Einsatz auch beibehalten wird.

Es ist für den Benutzer des Zählers der beste Weg, um die Genauigkeit des Zählers zu prüfen, wenn er selbst einen eigenen Prüfstand hat. Allerdings muß zur Benutzung eines Eichstandes der Zähler (oder mindestens das Meßlaufrad)

aus der Betriebsleitung entfernt werden, in der er angebracht ist. Das ist nicht immer bequem, und manchmal sogar nicht einmal möglich.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es hauptsächlich, eine neue Einrichtung und ein neues Verfahren zu finden, die einfach, zweckmäßig und wirksam zum zuverlässigen überprüfen der Genauigkeit eines Turbinen-DurchflußZählers,

während der Zähler im Einsatz verbleibt, ohne daß man die Strömung in der Betriebsleitung unterbricht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.

Die erfindungsgemäße Einrichtung liefert ein Gerät zur Vornahme von Messungen, die mit vorherigen Messungen verglichen werden können, um festzustellen, ob eine Änderung in der Genauigkeit des Zählers stattgefunden hat. Diese Einrichtung, von der ein Teil zum Einbau in jeden Zähler ausgebildet ist, wird in der Fabrik vor dem Versand an den Kunden verwendet, um den Strömungsmittelausgangswinkel zu messen, während der Zähler geeicht wird. Eine Untersuchung von Turbinenzählern zeigt auf, daß jede Abweichung von dem ursprünglichen Eichwert des mittleren Strömungsmittelausgangswinkels eindeutig der Größe der Abweichung des Zähler-

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beiwerts von seinem ursprünglichen Eichwert zugeordnet ist. Diese Abweichung ist eindeutig, weil sie praktisch unabhängig von dem Strömungsmitteldurchsatz, dem Leitungsdruck oder der Temperatur ist.
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Dementsprechend kann diese Zuordnung zwischen dem Austrittswinkel, der die Größe der Ablenkung des Strömungsmittels als Ergebnis der Berührung mit den Schaufeln der Meßturbine ist, und dem Zählerbeiwert verwendet werden, um die Turbinenzähler zu überprüfen, ohne den Betrieb beim Kunden bzw. Abnehmer zu unterbrechen. Die vorliegende Erfindung liefert ein Gerät, um diese Messungen vorzunehmen, die den oben genannten Vergleich ermöglichen.

Ein Verfahren zum Auffinden des mittleren Strömungsmittelaustrittswinkels ist die Verwendung zweier kleiner, die Strömungsrichtung aufspürender, zylindrischer Staurohre, die beide radial in den Zähler und senkrecht zur Längsachse des Zählers eingeschoben sind. Diese Rohre sind miteinander im Aufbau identisch und weisen jeweils zwei Löcher auf, die in einer Ebene parallel zur Achse des Zählers um einen begrenzten Winkelabstand voneinander getrennt sind. Jedes Loch ist an eine Verrohrung angeschlossen, die den Druck zur Außenseite des Meßgeräts hin überträgt. Ein Rohr ist in den Strömungskanal stromaufwärts vom Meßläufer eingeschoben, während das andere stromabwärts angeordnet ist. Somit kann die Änderung in der Strömungsrichtung gemessen werden, wenn es gewünscht ist. Jedes Staurohr ist mit seiner Verrohrung an eine geeignete Einrichtung zum Messen der Differenzdrücke an den entsprechenden Löchern im Staurohr angeschlossen. Das Rohr wird dann geschwenkt, bis ein bestimmter Null-Differenzdruck zwischen den beiden Löchern eines jeden Staurohrs vorliegt. Die Halbierende des Winkels zwischen den Löchern gibt dann die Strömungsrichtung an. Die Winkeländerung zwischen dem Eintritt und dem Verlassen des Meßläufers durch die Flüs-

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sigkeit ist der mittlere Ablenkungswinkel oder Austrittswinkel .

Eine Kodiereinrichtung für den absoluten Wellenwinkel, die an jedes Staurohr angeschlossen ist, kann verwendet werden, um den Winkel anzuzeigen, den die Strömungsrichtung mit der Längsachse des Zählers einschließt. Nachdem die Differenz zwischen den beiden Ablesungen ausgerechnet wurde, um den mittleren Austrittswinkel zu erhalten, kann diese mit dem Wert verglichen werden, der während der ursprünglichen Eichung des Zählers hergestellt wurde; dies zeigt dann jede Änderung in der Genauigkeit des Zählers an.

In Anbetracht des oben stehenden liegt ein anderer wesentlicher Vorteil dieser Erfindung darin, daß sie ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung bietet, wodurch eine Messung einer Zustandsgröße erzielt wird, die mit einem Bezugswert verglichen werden kann, um festzustellen, ob sich die Genauigkeit des Turbinenzählers verschlechtert hat, ohne daß man den Betriebsablauf unterbricht, bei dem der Zähler verwendet wird.

Ein anderer Vorteil dieser Erfindung liegt darin, daß sie eine Einrichtung zum entfernbaren Anbringen von Meßinstrumenten an einem Turbinenzähler und zum Feststellen einer jeden Änderung in der Zählereichung bietet, ohne daß man die Instrumente ständig an irgendeinen Zähler anzubringen hat.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen beispielsweise noch näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der Einrichtung, die an einem ebenfalls schematisch gezeigten

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Turbinenzähler angeschlossen ist,

Fig. 2 eine Darstellung eines Teils des Meßläufers eines Turbinenzählers sowie eines Richtungsstaurohres, das stromabwärts angeordnet ist, wobei Teile

die Strömungsrichtung des Strömungsmittels zeigen,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil eines Turbinenzählers, teilweise im Schnitt, um die Anbringung der Sonden und die Anschlüsse an diesen zu zeigen, und

Fig. 4 die Ansicht eines Schnitts, der längs Linie 4-4 in Fig. 3 senkrecht zur Längsachse des Meßgeräts vorgenommen wurde, wobei einige Bestandteile zur Verdeutlichung weggelassen sind.

Es erfolgt nun die Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles; grundlegend zum Verständnis dieser Erfindung ist die Erkenntnis der Bedeutung des Begriffs "Austrittswinkel", wie er auf die Stromungsmittelströmung durch den Meßläufer Anwendung findet. Es wird nun Bezug auf Fig. 2 genommen; die Teile, die die Strömung durch den Läufer bezeichnen, sind zur Darstellung der Änderung des Richtungswechsels der Strömung verwendet und sind mit θ bezeichnet. Bei dieser Zeichnung erfolgt die Strömung von links nach rechts, und die Anströmung erfolgt gemäß der Zeichnung in axialer Richtung, d.h. parallel zur Längsachse des Zählers. Es wurde herausgefunden, daß der mittlere Austrittswinkel, der hier als θ dargestellt ist, praktisch unabhängig vom Durchsatz, dem Leitungsdruck und der Temperatur ist. Wie oben festgestellt, ist jede Abweichung dieses Austrittswinkels (oder Ablenkungswinkels) vom ursprünglichen Eichwert dieses mittleren Strömungsmittelaustrittswinkels eindeutig der Größe der Abweichung des Zählerbeiwerts von seinem ursprünglichen Eichwert zugeordnet. Weil dieser Wert praktisch vom Durchsatz,

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dem Leitungsdruck und der Temperatur unabhängig ist, kann dieser Austrittswinkel θ sogar dann gemessen werden, während der Zähler in Betrieb ist, ohne daß man die Strömung unterbricht. Ein Vergleich des Wertes von Θ, der während der überprüfung im Einsatz festgestellt wurde, mit dem ursprünglichen Wert von θ während der Eichversuche in der Fabrik zeigt dann jeden Wechsel in der Genauigkeit dieses Zählers an.

Die Einrichtung, die erforderlich ist, um diesen Austrittswinkel θ zu erhalten, kann an Axialstrom-Turbinenzählern allgemein angebracht werden, aber die hier erfolgende Beschreibung bezieht sich auf einen Zähler, wie er in der US-PS 3 858 448 vom 7. Januar 1975 gezeigt wird; auf diese Druckschrift wird zum Verständnis des Aufbaus und der Tätigkeit des Zählers ausdrücklich Bezug genommen.

Fig. 1 ist ein Schematisches Blockschaltbild eines Teiles der Einrichtung, die an einen Turbinenzähler 10 angebracht ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden zwei identische Sonden verwendet. Die stromaufwärts gelegene Sondenanordnung 14 ist in Betrieb und Aufbau identisch mit der stromabwärts gelegenen Sondenanordnung 12, so daß nur die stromabwärts gelegene Anordnung an dieser Stelle beschrieben wird. Es wird nun wieder auf Fig. 1 übergegangen; die Sondenanordnung 12 ist gemäß der Darstellung in der Seitenwand des Zählergehäuses 16 angebracht. Sie weist zwei Rohrleitungen 18 und 20 auf, die an die entsprechenden Meßlöcher 22 und 24 (Fig. 2) des zylindrischen Staurohrs 26 angeschlossen sind. Diese Löcher sind erwünschterweise gegeneinander in der Größenordnung von 75 bis 85° um den Umfang des Rohres 26 versetzt und liegen in einer gemeinsamen Ebene, die parallel zur Achse des Zählers verläuft. Die Rohrleitungen 18 und 20 sind an einen Differenzdruckumformer 28 angeschlossen, um eine Drehlage mit minimalem Differenzdruck zwischen den Löchern

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und 24 festzustellen. Der Umformer * 28 kann irgendeine einer Anzahl handelsüblich verfügbarer Typen mit einem hinlänglichen Druckbereich für die Einsatzart sein, in der der Zähler angebracht ist. Der Umformer 28 ist an ein elektronisches Manometer angeschlossen, das schematisch beim Bezugszeichen 30 dargestellt ist, um den Null-Durchgang oder eine mittlere Null-Differenz im Druck im Übertrager zu beobachten.

Um die Winkelorientierung des Staurohres zu messen, ist eine Wellenwinkel-Kodiereinrichtung 32 am äußeren Ende des Staurohrs 26 angebracht. Eine elektronische Digitalanzeige 34 für den Winkel, ('der in den meisten Fällen der gewünschte "Austrittswinkel¹¹ ist, ist mit der Wellenwinkel-Kodiereinrichtung 32 gekoppelt.

Da es nicht erforderlich ist, kontinuierlich die Eichung zu überwachen, sondern weil sie nur gelegentlich in Zeiträumen zu überprüfen ist, sind die Sonden oder Staurohre 26 so ausgebildet, daß sie aus dem strömenden Strömungsmittel herausgezogen werden können, um die Möglichkeit einer Verstopfung der Staurohrlöcher möglichst klein zu halten. Zusätzlich sind die Instrumente, und zwar der Übertrager 28, das Manometer 30, die Wellenwinkel-Kodiereinrichtung 32 und die Digitalanzeige 34 so ausgebildet, daß sie wahlweise an gewünschte Staurohre angeschlossen und von diesen entfernt werden können, damit man die Instrumente verwenden kann, um mehr als nur einen Zähler zu überprüfen.

Die Einrichtung, die am Meßgerät befestigt ist und die daran verbleibt, kann in Fig. 3 und 4 gesehen werden. Fig. zeigt die stromaufwärts gelegene Probenanordnung 14 sowie die stromabwärts gelegene Probenanordnung 12 in der zurückgefahrenen oder zurückgezogenen Stellung. Sie werden in dieser Stellung gehalten, außer wenn eine Ablesung erwünscht

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ist, um die Möglichkeit möglichst gering zu halten, daß Schmutz oder dgl. die Staurohre verstopft. Wenn eine Ablese gewünscht wird, dann werden die Staurohre bis zu den Stellungen 36 und 36a eingeschoben, die in Fig. 3 und 4 gestrichelt gezeigt sind.

Bevor man die Beschreibung dieser Sondenanordnungen beginnt, sollte es nochmals betont werden, daß beide Sondenanordnungen 12 und 14 im Aufbau und im Betrieb identisch sind, so daß nur die stromabwärts gelegene Sondenanordnung 12 hierin beschrieben wird, und gleiche Teile an der Sondenanordnung 14, die in Fig. 3 zu sehen ist, tragen gleiche numerische Bezugszeichen, jedoch mit dem Suffix "a" nach den Zahlen.

In diesem Zusammenhang wurde herausgefunden, daß die Anbringungen für Turbinenzähler so konstruiert sind, daß sie eine rein axiale Strömung am Meßläufer bereitstellen. Zu diesem Zweck sollte der stromaufwärts gelegene Rohrverlauf für eine gewisse Strecke gerade sein, und Leitflächen zum geraden Ausrichten bzw. Strömungsgleichrichter werden normalerweise angebracht. Dementsprechend wurde herausgefunden, daß die Anbringung der stromaufwärts gelegenen Sondenanordnung oftmals keine merkliche zusätzliche Genauigkeit erbringt und weggelassen werden kann.

Die stromabwärts gelegene Sondenanordnung 12 ist an einer Erhebung 38 angebracht, die an der Seite des Zählers vorgesehen ist. Eine abgesetzte Durchgangsbohrung 40 (Fig. 4) ist an ihrem äußeren Ende wie etwa an der Stelle 42 zur Aufnahme eines Stopfenteiles 44 mit einem Gewinde versehen. Das innere Ende des Stopfens 44 trägt in einer Ausnehmung 48 ein Dichtteil, wie etwa einen O-Ring 46, um zwischen dem Gehäuse und dem Stopfen 44 abzudichten. Der Stopfen 44 selbst weist eine abgesetzte Durchgangsbohrung 50 zur Aufnahme eines Manschettenteiles 52 und der Staurohranordnung 54 auf.

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Die Bohrung 50 ist an ihrem äußersten, größten Durchmesser 56 zur Aufnahme des mit einem Gewinde versehenen äußeren Abschnitts 58 der Manschette 52 mit einem Gewinde versehen. Die Bohrung 50 weist zwei aufeinanderfolgende Abschnitte 60 bzw. 62 mit kleinerem Durchmesser auf, die zum inneren Ende des Stopfenteiles 44 verlaufen. Die Bohrung 60 ist so bemessen, daß sie dicht einen Mantelabschnitt 64 der Staurohranordnung 54 aufnimmt, und weist eine Ausnehmung 66 auf, die eine O-Ring-Dichtung 68 aufnimmt, um die Anordnung strömungsmitteldicht zu machen. Der Mantel 64 ist am Manschettenteil 52 gegenüber einer Bewegung nach innen und außen festgelegt, ermöglicht jedoch eine Relativdrehung zum Ein- und Ausschrauben des Manschettenteiles 52 mittels der Gewinde 56 und 58, sowie zur Drehung des Staurohrs zu dem später zu erörternden Zweck. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Mantel 64 am Manschettenteil 52 durch Distanzstücke 70, ein Axiallager 72 sowie Halteringe 74 und 76 befestigt. Somit bewegt das Manschettenteil 52, wenn es in das Stopfenteil 44 eingeschraubt wird, die Staurohranordnung 54 mit oder ohne Drehung der Staurohranordnung nach innen. Wenn der Haltering 74 gegen die Schulter 78 zwischen der mit Gewinde versehenen Bohrung 56 und der Bohrung 60 anschlägt, dann befindet sich das Staurohr 26 in der mit gestrichelten Linien gezeichneten Stellung 36. Nachdem die Messungen vorgenommen wurden, kann das Manschettenteil 52 mittels des Gewindes zurückgefahren werden, bis der mit Gewinde versehene Abschnitt 58 auf ein Abdeckteil 80 aufläuft, das am Stopfenteil 44 mittels Schrauben 82 gehalten ist. Diese Abdeckung kann ein geteiltes oder auf eine andere Weise geeignet ausgebildetes Teil sein. Wenn die Staurohranordnung sich in dieser zurückgezogenen Stellung befindet, die in Fig. 4 in ausgezogenen Linien gezeigt ist, dann schützt eine Dichtung 84, die in der Ausnehmung 86 angebracht ist, die Löcher 22 und 24 vor dem Leitungsströmungsmittel und verringert, soweit möglieh, die Möglichkeit der Verstopfung der Löcher mit vom

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Strömungsmittel mitgeführtem Schmutz. Diese Dichtung trägt auch zur Abdichtung des Hauptteiles des Zählers bei und verhindert die Leckage hiervon.

Wie oben erwähnt, weist das Staurohr 26 zwei Rohrleitungen 18 und 20 auf, die an die entsprechenden Meßlöcher 22 und 24 angeschlossen sind. Diese Rohrleitungen treten aus der Rückseite des Mantels 64 zu Absperrventilen 88 und 90 hin aus. Die Rohrleitungen sind so ausgebildet, daß sie durch die gegenüberliegenden Seiten eines Schlitzes 92 in der Rückseite des Mantels 64 austreten, damit das rückwärtige äußere Ende des Mantels 64 frei bleibt zur Anbringung einer Wellenwinkelkodiereinrichtung 32. Das Ende des Mantels 64 ist mit einer nicht-kreisförmigen Ausbildung 94 gezeigt, um die ordnungsgemäße Koppelung mit der Wellenwinkelkodiereinrichtung sicherzustellen. Die Ventile 88 und 90 sind auch mit geeigneten Rohranschlußeinrichtungen 96 versehen, um den Anschluß an den Differenzdruckübertrager bzw. -meßumformer vorzunehmen.

Der Differenzdruckumformer 28, seine Ableseanzeige 30, die Wellenwinkelkodiereinrichtung 32 und die elektronische Winkelanzeige 34 sind alles im Handel erhältliche Erzeugnisse und brauchen hier nicht zu beschrieben werden. Es genügt, darauf hinzuweisen, daß der Umformer 28 die geeignete Empfindlichkeit, Stabilität und Druckauslegung für den Einsatz aufweist, in dem er verwendet werden soll, und daß die Wellenwinkelkodiereinrichtung 32 empfindlich genug sein muß, um Winkelablesungen beim nächstliegenden Zehntel eines Grades zu liefern.

Zur Verwendung dieser Erfindung wird der Zähler 10 in der Fabrik zusammengebaut, dann werden die entfernbaren Bestandteile an die Absperrventile 88 und 90 sowie an das Ende des Mantels 64 angeschlossen. Während der Eichüberprüfung des

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Zählers wird der Austrittswinkel θ gemessen und aufgezeichnet. Nach Fertigstellung der Abnahmen des Zählers in der Fabrik werden die entfernbaren Bestandteile (der Umformer 28, das Manometer 30, die Wellenwinkelkodiereinrichtung 32 und die Wellenanzeige 34) vom Zähler getrennt, das Manschettenteil 52 wird mittels eines Gewindes zurückgezogen, so daß das Staurohr 26 in die Stellung zurückgezogen ist, die in ausgezogenen Linien in Fig. 4 gezeigt ist, und der Zähler ist fertig, um verkauft und im Einsatz angebracht zu werden, soweit es die vorliegende Erfindung angeht.

Nachfolgend braucht der Zähler, wenn es gewünscht ist, die Zählereichung zu überprüfen, nicht aus dem Einsatzanschluß entfernt zu werden. Die entfernbaren Bestandteile, die oben aufgelistet sind, werden angeschlossen, die Manschette 52 wird in den Stopfen 44 eingeschraubt, bis der Haltering 74 gegen die Schulter 78 anschlägt, und dann befinden sich die Bestandteile in ihrer Stellung zur Messung des Austrittswinkels. Nach Fertigstellung der Messung des Austrittswinkels steht die Größe der Winkelabweichung vom ursprünglich gemessenen Winkel zum Zeitpunkt der Eichung des Zählers in der Fabrik, wenn überhaupt eine Abweichung gemessen wird, in unmittelbarer linearer Zuordnung zur Zählereichung. Jede Konstruktion eines Turbinenzählers und jede Auslegung einer jeden Konstruktion weist Zählercharakteristika auf, wie etwa den Schaufelwinkel am Läufer zu einer axialen Längsebene des Zählers, die die Zuordnung festlegen. Beispielsweise wurde es beim Turbinenzähler Rockwell Mark II, 4 Zoll, Modell T-18, errechnet, daß die prozentuale Änderung des Prüfwertes für jeden Grad der Änderung des Austrittswinkels 2,26 % betrug. Eine nachfolgende Versuchsreihe hat erhärtet, daß dieser Wert 2,15 % betrug. Das heißt, für jeden Zehntel Grad Änderung im Austrittswinkel ändert sich der Prüfwert um 0,22 %, und, falls gewünscht, könnte die Zählerablesung dementsprechend eingestellt werden. In jedem

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Fall bedeutet es bei der Überprüfung der Zählereichung, festzustellen, ob er innerhalb zulässiger Fehlergrenzen für die Benutzung liegt, für die er angebracht ist, oder ob er aus der Leitung entfernt und ersetzt werden muß. 5

Bei manchen Anbringungen, wo die Richtung der Strömung, die in die Schaufeln des Meßläufers eintritt, ungewiß ist, wird die Anbringung benutzt werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. In Fig. 3 strömt das Strömungsmittel von unten nach oben, und die stromaufwärts gelegene Sondenanordnung 14 wird auf dieselbe Weise betätigt wie es bei der vorausgehenden Beschreibung für die stromabwärts gelegene Sondenanordnung 12 der Fall war. Der Unterschied in den Winkelablesungen zwischen den beiden Sondenanordnungen ist dann die Änderung, die vom Läufer verursacht wird und der Austrittswinkel des Strömungsmittels ist.

Es wurde somit ein neuartiges Verfahren zum Überprüfen der Genauigkeit von Turbinenzählern sowie die Vorrichtung zur Durchführung dieser Überprüfung erfunden.

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Claims

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernstaergerstrasse 19

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ROCKWELL INTERNATIONAL CORPORATION 18. Mai 1978 600 Grant Street

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Verfahren und Einrichtung zum überprüfen eines

Durchflußzählers

Patentansprüche

1J Verfahren zum Überprüfen eines Durchflußzählers, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zähler (10), der ein drehbares Meßturbinenrad mit Turbinenschaufeln aufweist, als Durchflußzähler zum Feststellen der Genauigkeit die folgenden Schritte durchgeführt werden:

(a) anfängliches Eichen des Zählers,

(b) Messen des Austrittswinkels (Θ) des Strömungsmittel-

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stromes stromabwärts vom Turbinenrad,

(c) nachfolgendes Messen des Austrittswinkels des Strömungsmittelstromes stromabwärts vom Turbinenrad, wenn es gewünscht ist, die Genauigkeit des Zählers zu überprüfen, und

(d) Vergleichen der beiden Werte des derart gewonnenen Austrittswinkels, um eine Angabe über die Änderung der Genauigkeit des Zählers zu machen, die sich

aus der Änderung im Wert des Austrittswinkels ergibt. 10
2. Verfahren zum Überprüfen eines Durchflußzählers, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Zähler (10), der

- der Art nach ein Gehäuse (16) aufweist, das einen Durchgangskanal umfaßt, sowie eine Umlenkeinrichtung mit mindestens einer Schaufel im Kanal, die durch Strömungsmittel, das hierdurch fließt, in Drehung versetzt wird, und eine Einrichtung, um die Strömungsmittelmenge, die durch den Kanal strömt, als Bruchteil der Drehung der Umlenkeinrichtung anzuz· igen, und

einen ursprünglichen Austrittswinkel (Θ) des Strömungsmittels bietet, das von der Schaufel abströmt, sowie einen ursprünglichen Zählerbeiwert, wenn der Zähler ursprünglich geeicht wird, als Durchflußzähler zum Nacheichen die folgenden Schritte durchgeführt werden:

(a) Messen des Austrittswinkels des Strömungsmittels, das von der Schaufel abströmt, nachdem der Zähler eine zeitlang in Gebrauch war, und

(b) Korrigieren des ursprünglichen Zählerbeiwerts als Bruchteil des ursprünglichen Austrittswinkels und des gemessenen Austrittswinkels.

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3. Turbinenzähler insbesondere zur Durchführung eines der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Zusammenwirkung der folgenden Merkmale:
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- ein drehbares Turbinenrad, das mit Abstand angeordnete Turbinenschaufeln aufweist,

- eine Fühleinrichtung (12, 14), die auf die Richtung des Strömungsmxttelstromes anspricht, der die Schaufeln verläßt, um den Austrittsablenkungswinkel (Θ) der Strömung zu messen, und

- eine Signaleinrichtung (32, 34) zum Verwerten des Austrittswinkels .
4. Turbinenzähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Signaleinrichtung (32, 34) eine Angabe über die Meß- bzw. Aufzeichnungsgenauigkeit des Turbinenzählers (10) ist.
5. Turbinenzähler insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Zusammenwirkung der folgenden Merkmale:

- ein drehbares Turbinenrad, das mit Abstand angeordnete Turbinenschaufeln aufweist,

- eine Fühleinrichtung (12, 14), die auf die Richtung des Strömungsmxttelstromes anspricht, der die Schaufeln verläßt, um den Austrittswinkel (Θ) der Strömung zu messen, und

- eine Anzeigeeinrichtung (32, 34), um den Austrittswinkel anzuzeigen, der eine Angabe über die Meß- bzw. Aufzeichnungsgenauigkeit des Zählers (10) ist.
6. Turbinenzähler nach Anspruch 5,dadurch ge-

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kennzeichnet , daß die Spüreinrichtung ein Staurohr (26) umfaßt, das mit Winkelabstand angeordnete öffnungen (22, 24) aufweist, die im allgemeinen im Strömungsweg des Strömungsmittels liegen, das die Turbinenschaufel verläßt, und daß das Staurohr in eine Stellung schwenkbar bzw. drehbar ist, in der der Strömungsmittelstrom keinen oder einen minimalen Druckunterschied zwischen den öffnungen erzeugt.
7. Turbinenzähler nach Anspruch 6, zusätzlich g e k e η η zeichnet durch eine Einrichtung (28, 30) zum Messen des Druckunterschiedes zwischen den öffnungen (22, 24).
8. Vorrichtung zum Feststellen der Genauigkeit eines Strömungsmittelstromzählers mit einem Turbinenlaufrad, das mit Abstand angeordnete Turbinenschaufeln aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Fühleinrichtung (12, 14), die auf die Richtung des Strömungsmittelstromes anspricht, der die Turbinenschaufeln verläßt, um den Austrittswinkel (Θ) des Strömungsmittelstromes festzustellen, sowie eine Anzeigeeinrichtung (32, 34) zum Anzeigen des Austrittswinkels, wobei der Austrittswinkel eine Angabe über die Genauigkeit des Zählers (10) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Spüreinrichtung ein ausrichtbares bzw. auf Richtung ansprechendes Staurohr (26) aufweist, das in Winkelabstand angeordnete Löcher (22, 24) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Staurohr (26) zum Ein-

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schieben in den Strömungsmittelstrom und zum Zurückziehen hieraus in Radialrichtung beweglich ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, d a -

durch gekennzeichnet, daß das ausrichtbare Staurohr (26) an einen Differenzdruckumformer (28) angeschlossen ist, um einen minimalen Differenzdruck oder einen Differenzdruck mit Nullwert an den Löchern (22, 24) im Staurohr zu erzielen bzw. darzustellen. 10
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Kodiereinrichtung (32) für den absoluten Wellenwinkel aufweist, um die Rotationslage des ausrichtbaren Staurohres (26) in der Null-Stellung zu bestimmen und anzuzeigen.
13. Vorrichtung zum Prüfen der Genauigkeit eines Strömungsmittelstrom-Turbinenzählers ohne Unterbrechung des normalen Strömungsbetriebes und ohne Entfernung der Turbine aus ihrer Einsatzinstallierung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- ein zylindrisches, die Strömungsmittelrichtung feststellendes Staurohr (26), das dazu eingerichtet ist, in Radialrichtung in den Zähler (10) stromabwärts vom Läufer der Turbine eingeschoben zu werden, wobei das Rohr ein Paar Öffnungen (22, 24) aufweist, die in einer zur Sondenachse senkrechten Ebene fluchtend ausgerichtet sind,

- einen Differenzdruckumformer (28), der an das Öffnungspaar angeschlossen ist, und

- eine Wellenwinkelkodiereinrichtung (32), die an den

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Staurohrzylinder (64, 64a) außerhalb des Zählers angeschlossen ist.
14. Turbinenzähler, der ein Gehäuse mit einem durchgehenden Strömungskanal für ein Strömungsmittel sowie mit einem mit Schaufeln versehenen Läufer aufweist, der im Strömungskanal angeordnet ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12, 32) zum Aufspüren der Richtungsänderung des Strömungsmittelstromes, der durch die Schaufeln hindurchtritt, und eine Einrichtung (34) zur Anzeige der Strömungsmitteländerung.
15. Turbinenzähler nach Anspruch 14, dadurch g e kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufspüren der Richtungsänderung des Strömungsmittelstromes ein ausrichtbares Staurohr (26) aufweist, das dazu eingerichtet ist, durch eine Wand des Gehäuses (16) stromabwärts vom Läufer eingeschoben zu werden, und an eine Differenzdruckmeßeinrichtung (28) angeschlossen ist.
16. Turbinenzähler nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Anzeige der Richtungsänderung eine Wellen-Winkelkodiereinrichtung (32) aufweist, um die Rotationslage der Einrichtung (12) zum Aufspüren der Richtungsänderung des Strömungsmittelstromes zu bestimmen.

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