DE2842676A1

DE2842676A1 - Staurohrdurchflussmesser

Info

Publication number: DE2842676A1
Application number: DE19782842676
Authority: DE
Inventors: Norman A Alston; Edward F Brooks; James B Harbaugh
Original assignee: Dieterich Standard Corp
Current assignee: Delaware Capital Formation Inc
Priority date: 1978-01-09
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1979-07-12
Also published as: NL183367C; GB2012056A; JPS54101357A; DE2842676C2; SE7810485L; AU515238B2; US4154100A; AU3980678A; BE870900A; IT7909307A0; US4154100B1; IT1121121B; CH630175A5; FR2414189A1; ZA786720B; SE443451B; FR2414189B1; JPS607207B2; CA1111281A; GB2012056B

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

9 A 2 O / O

H. KlNKELDEY w. STOCKMAIR

Da-INd - A«6 !CALTECH

K. SCHUMANN

DdBERNAT-DPU-PHVS

P. H. JAKOB

DIPL-INS.

G. BE2OLD

DR RER NAT- DIPL-CHEM.

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSe

PH 13 o97

Staurohrdurchflussmesser

Die Erfindung betrifft einen Staurohrdurchflussmesser oder einen in Form eines Pitot'sehen Rohres ausgebildeten Durchflussmesser, sowie ein Verfahren zum Stabilisieren des Druckes, der über einen breiten Strömungsbereich an der stromabwärtsliegenden Mündung des Durchflussmessers wahrgenommen wird, um dadurch einen stabilen und reproduzierbaren Strömungskoef fiz.ienten zu liefern.

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telefon (öse) aaaaaa telex ob-2B3bo Telegramme monapat telekopierer

Alle Durchflussmesser weisen unabhängig von der Art ihres Aufbaus einen zugehörigen sogenannten Strömungskoeffizienten oder Strömungskorrekturfaktor auf, der dazu benutzt wird, den tatsächlichen Durchfluss als Funktion des gemessenen. Durchflusses zu berechnen. Oftmals wird der Durchfluss dadurch berechnet, dass dieser Koeffizient mit einem Funktionswert des gemessenen Durchflusses, beispielsweise des Quadrates des Durchflusses multipliziert wird, und "es ist daher nicht notwendig, den einen Wert einfach mit dem anderen Wert zu multiplizieren. In jedem Fall erlaubt es die Verwendung dieses Korrekturfaktors, auf der Basis des durch den Durchflussmesser gemessenen Durchflusses etwa auf den Wert des tatsächlichen Durchflusses zu kommen. Daraus ergibt sich, dass die Genauigkeit dieses Korrekturfaktors über den Durchflussmessbereich, der wesentliche Einflussfaktor für die Bestimmung des Durchflusses und für die Zuverlässigkeit des erhaltenen Wertes ist.

Dieser Strömungskorrekturfaktor ist in folgender Weise definiert:

Strömungskorrekturfaktor = Tatsächlicher Durchfluss

Gerätedurchfluss

Der Gerätedurchfluss wird auf der Grundlage des vom. Gerät gelieferten Ausgangswertes und eines mathematischen Modells für die jeweils vorliegende Art der Fluidströmung berechnet, die gemessen wird. Bei den meisten Flüssigkeitsströmungen ist die hydraulische Gleichung, die davon ausgeht, dass Flüssigkeiten inkompressibel sind, am geeignetsten. Für Gas- oder Dampfströmungen eignet sich andererseits oftmals jedoch ein Modell, das von einer eindimensionalen isentropischen Strömung ausgeht. Es gibt jadoch sehr wenige Durchflussmesser, deren Strömungskorrekturfaktor über einen breiten Bereich von Durchflusswerten konstant

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bleibt, selbst wenn alle anderen Faktoren konstant bleiben.

Aus der US-PS 3.581.565 ist ein Staurohrdurchflussmesser zum Messen von Differentialdrücken bekannt, der eine Sonde aufweist, die in den Fluidstrom in einem Rohr gebracht werden kann, wobei die Sonde eine stromaufwärts gerichtete Fläche, auf die der Fluidstrom auftrifft,und eine stromabwärts gerichtete Fläche aufweist, die stromabwärts von der zuerst genannten Fläche angeordnet ist und eine stomabwärtsgerichtete Mündung aufweist, um den Niederdruckanteil des gemessenen Differentialdruckes aufzunehmen.

Auch bei einem derartigen bekannten Durchflussmesser tritt die Schwierigkeit auf, dass sich der Strömungskorrekturkoeffizient stark mit der Strömungsgeschwindigkeit ändert, die am besten durch die Reynold'sehe Zahl zu charakterisieren ist. Die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wird darüber "hinaus durch freie Turbulenzen in der Strömung nachteilig beeinflusst. Eine detaillierte Analyse einer grossen Anzahl von Arbeitsergebnissen hat gezeigt, dass der Grund für diese Schwierigkeit die Anordnung der Niederdruckmündung an der stomabwärtsliegenden Seite eines breiten Körpers mit kreisförmigem Querschnitt ist. Die Anordnung der Niederdruckmündung an dieser Stelle hat jedoch andererseits bedeutende Vorteile und zwar unter anderem, dass aufgrund der Tatsache, dass sie sich im Sog des breiten kielartigen Körpers befindet, ein Druck unter dem örtlichen statischen Druck der freien Strömung erzeugt wird.

Die Nachteile der bekannten Vorrichtung werden erfindungsgemäss dadur.ch beseitigt, dass zwei Flächen mit scharfen Konturen·quer im Abstand voneinander an den gegenüberliegenden Seiten der Sonde zwischen den stromaufwärts und den stromabwärts gerichteten Flächen vorgesehen sind, wobei ι

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ORiGlNAU INSPECTED

die stromaufwärts gerichtete Fläche eine derartige Kontur hat/ dass sie die Strömung teilt und im. wesentlichen gleiche Teile der Strömung quer über die Flächen mit scharfen Konturen leitet, und wobei die stromabwärts gerichtete Fläche so geformt ist, dass sie sich über einen bestimmten Bereich von Strömungsverhältnissen fortlaufend im Sog des Fluides befindet, das an den Flächen mit scharfen Konturen vorbeiströmt.

Im Folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Fig.1,2 u.3 zeigen in perspektivischen Ansichten und im gleichen Masstab drei verschiedene Staurohrdurchflussmesser, deren Hauptunterschied in der Form des kielartigen Körpers oder einer anderen, die Strömung ablenkenden Einrichtung liegt, die sich unmittelbar stromaufwärts von demjenigen Teil befindet, der die stromabwärtsgerichtete Mündung enthält, die dazu verwandt wird, den statischen Druck aufzunehmen.

Fig.4,5 u.6 zeigen Schnittansichten längs der Linien 4—4, 5—5 und 6—6 in Fig.1,2 und 3.

Fig.7 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein viertes Ausführungsbeispiel des Durchflussmessers in einem etwas geringeren Masstab, wobei einige Teile weggebrochen sind, um den inneren Aufbau freizulegen.

Fig.8 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 8—8 in Fig.7.

Fig.9 zeigt eine zur Hälfte als Schnittansicht ausgebildete Teilansicht im selben Masstab wie in Fig.7 dea *

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Durchflussmesseis von Fig.7 im in ein Rohr eingebauten Zustand

Was die in den Fig. 1,2,3,7 und 9 und in der US-PS 3.581.565 dargestellten Durchflussmesser anbetrifft, so ist jeder mit einer Sonde versehen, die mit to A-C und M bezeichnet wird und dann, wenn sie benutzt wird, zusammen mit einem gewissen äusseren Aufbau 14 im Inneren eines Rohres oder einer Leitung 12 aufgenommen ist, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Dieser äussere Aufbau dient lediglich dazu, die beiden Fluiddruckwerte, die im Inneren des Rohres aufgrund der Fluidströmung darin gemessen werden, einem geeigneten Messoder Aufzeichnungsgerät zuzuführen, das sich ausserhalb des Rohres befindet. Die Hauptmerkmale und Eigenschaften der Sonde To sind gleichfalls bekannt und aus der oben erwähnten US-PS 3.581.565 zu entnehmen.

Die kielförmigen Körper 18 A - C und M weisen eine stromaufwärtsgerichtete Mündung T6 auf, die so angeordnet ist, dass sie auf der Achse der Leitung 12 liegt, wenn die Sonde im Inneren der Leitung 12 installiert ist, wie es in Fig.9 dargestellt ist. Ein interpolierendes Rohr 2o befindet sich im Inneren des kielartigen Körpers, der natürlich hohl ist. Dieses interpolierende Rohr weist eine strontaufwärtsgerichtete abgeschirmte Mündung 22 auf, die sich annähernd an der Achse des Rohres 12 befindet, wenn die Sonde in der in Fig. 9 dargestellten Weise eingebaut ist. Die Mündung 22 des interpolierenden Rohres 2o arbeitet mit den stromaufwärtsgeriehteten Mündungen 16 im kielartigen Körper so zusammen, dass der durch die Mündungen 16 aufgenommene Fluiddruck quer über das ganze Strömungsprofil ίνα. Rohr 12 gemittelt wird. Insofern arbeitet der kielartige Körper mit seinen stromaufwärtsgerichteten Mündungen und dem interpolierenden Rohr als sogenannte Staudrucksonde, die den mittleren

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Druck des darüberströmenden Fluides aufnimmt. Wie es aus den Figuren 1,4/5,6,7 und 8 ersichtlich ist, weisen alle dargestellten Sonden ein interpolierendes Rohr 2o auf. Nicht dargestellte innere Kanäle verbinden das interpolierende Rohr 2o mit einem Rohr 2oA, das einen Teil des äussefen Aufbaus 14 bildet. Jeder der dargestellten verschiedenen Durchflussmesser weist gleichfalls ein Niederdruckrohr 24 auf. Dieses Rohr 24 ist mit einer stromabwärtsgerichteten Öffnung 26 versehen, die sich gleichfalls auf der Rohrachse befindet, wenn der Durchflussmesser in der in Fig.9 dargestellten Weise eingebaut ist. Bei den in den Fig. 1,2,3,4,5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich dieses Rohr im Inneren des hohlen kielartigen Körpers, wobei die Niederdruckmündung 26 so angeordnet ist, dass sie in einer Linie zu einem Durchlass 28 im kielartigen Körper ausgerichtet ist, der stromabwärts mündet. Wie das interpolierende Rohr 2o steht- das statische Rohr 24 mit einer äusseren Rohrleitung 24A über nicht-dargestellte innere Kanäle in Verbindung. :',-

Das in den Fig. 7,8 u.9 dargestellte Ausführungsbeispiel ist speziell für Rohre mit kleinen Durchmessern ausgelegt, bei denen grosse, kielartige Körper der anderen Ausführungsbeispiele die hindurchgehende Strömung wesentlich behindern würde. Durch die Anordnung des statischen Rohres ausserhalb des kielartigen Körpers kann dessen Grösse beträchtlich verringert werden. Wie es in den Fig. 7 und 9 dargestellt ist, ist das statische Rohr viel kleiner als der kielartige Körper und befindet sich das statische Rohr stromabwärts von dem kielartigen Körper, so dass es dahinter abgeschirmt ist. An der Stelle, an der sich die stromabwärtsgerichtete Niederdruckmündung 26 befindet, ist eine die Strömung ablenkende Einrichtung 32 angeordnet, die genau dieselbe kontrollierte Funktion der Strömungsablenkung, wie die geform-

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ten, kielartigen Körper 18A, 18B und 18C der in den Fig. 1,2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele erfüllt.

Bei jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele sind zwei Abrissflächen 36 mit scharfer Kontur im' Abstand voneinander an den gegenüberliegenden Seiten der stromabwärtsgerichteten Mündung 26 des statischen Rohres und stromaufwärts davon vorgesehen, wobei die Flächen 36 von der Mündung 26 durch die stromabwärtsgerichteten scharfkonvergenten Flächen 38 getrennt sind. Die stromaufwärtsgerichteten Äuftref flächen 4oM, 42M in Fig.1, 4oB in Fig.2 und 4dM in Fig.3, die sich stromaufwärts von den Flächen 36 mit scharfer Kontur befinden, haben eine wesentlich geringere Bedeutung als die Flächen 36 mit scharfer Kontur, vorausgesetzt, dass sie die Strömung in etwa gleiche Teile teilen und die eine Hälfte der Strömung seitlich im Mittel quer über eine Fläche mit scharfer Kontur fliessen lassen, während die andere Hälfte der Strömung quer über die andere Fläche mit scharfer Kontur fliesst. Diese Äuftrefflächen sollten daher symmetrisch zu einer Ebene sein, die durch die Rohrachse und die Sondenachse bestimmt ist, wenn der Durchflussmesser in der in Fig.9 dargestellten Weise eingesetzt ist.

Die Fig.2 und 5 zeigen die einfachste Form derartiger Flächen, nämlich eine einzige planare Fläche 4oB am kielartigen Körper 18B der Sonde 1oB, die senkrecht zur Strömung angeordnet ist. Unter der Anzahl der dargestellten Flächen ist die in den Fig.2 und 5 dargestellte Fläche aufgrund des geringen Innenquerschnittes, der für die inneren Rohrleitungen zur Verfügung steht, am schwierigsten herzustellen.

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Eine bessere Teilung der Strömung kann bei Verwendung von zwei entgegengesetzt geneigten Flächen 4oM erreicht werden, wie es in Fig.1 und 4 sowie 3 und 6 dargestellt ist, wobei diese Flächen so zusammenarbeiten, dass sie die Strömung unterteilen und annähernd die Hälfte der Strömung über jede der beiden Flächen mit scharfer Kontur ablenken. Die Flächen. 4oM in Fig.3 und 6 schneiden einander in Form einer scharfen Führungskante 42, während sich die Flächen in Fig.1 und 4 in Form einer abgestumpften Kante 42M schneiden.

Die Flächen 4oN der Strömungsablenkeinrichtung 32 der Sonde 1oM in den Fig. 7 bis 9 sind etwas stärker geneigt als die entsprechenden Flächen in Fig.1,3,4 und 6, die etwa im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Die Führungskante der Ablenkeinrichtung 32 ist durch den kielartigen Körper 18M stromaufwärts von der Ablenkeinrichtung 32 abgeschirmt, so dass sie aus diesem Grunde nur geringe funktioneile Bedeutung hat. Wie es in den Fig.7 - 9 dargestellt ist, ist die stromaufwärtsgerichtete Auftreffläche 4oN eine zusammengesetzte Fläche aus den beiden zylindrischen Flächen des kielartigen Körpers 18M und den divergent verlaufenden planaren Flächen der StrömungsSteuerabschirmung, die sich stromaufwärts von den Flächen 36 mit scharfer Kontur befinden. In jedem Fall besteht die Fläche 4oN aus symmetrischen Teilflächen, die so zusammenarbeiten, dass sie die Strömung nahezu in gleiche Teile teilen und die Hälfte der Strömung jeweils zu den beiden Flächen 36 mit scharfer Kontur leiten.

Eine konvex abgerundete Fläche, die zu den Flächen 36 mit scharfer Kontur führt, ist zu vermeiden, da derartige Flächen unter der Vielzahl der verschiedenen Strömungsverhältnisse keine klare Abrisskante liefern, an der die Grenzschicht gezwungen wird, die Fläche der Sonde zu verlassen. Konkave,

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divergent gekrümmte und stromaufwärtsgerichtete Auftreffflächen, die zu den Flächen mit scharfer Kontur führen, liefern .insoweit zufriedenstellende Ergebnisse, als sie ¹ eine gut definierte Kante bilden/ an der unter verschiedenen Strömungsverhältnissen die Grenzschicht genau abreist. Diese Flächen machen jedoch die Herstellung der Sonde komplizierter, ohne dass Vorteile gegenüber den entgegengesetzt geneigten·· planaren Flächen erhalten werden.

Die scharfen Kanten 36, die im Abstand auf den gegenüberliegenden Seiten der stromabwärtsgerichteten Niederdr,uck~ mündung 26 vorgesehen sind, sind so angeordnet und ausgebildet, dass sie die herumführende Strömung ablenken und gleichzeitig die Stelle festlegen, an der die Grenzschichtabspaltung auftritt. In jedem Fall sind diese Kanten relativ scharf. Es hat sich herausgestellt, dass derartige Kanten die Grenzschicht zwingen, von den Seiten der Sonde selbst dann an einer genauen Stelle abzureisen, wenn sich die Strömungsgeschwindigkeiten, die Eigenschaften des Fluides oder andere Faktoren stark ändern..Irgendeine merkliche Abrundung dieser Abrissflächen 36 mit scharfer Kontur führt dazu, dass sich die Stelle, an der sich die Grenzschicht von der Sonde abspaltet, um eine derartige, gekrümmte Fläche in Abhängigkeit von der Reynold'sehen Zahl bewegt, was zu starken Ungenauigkeiten führt, die durch die vorliegende Erfindung ausgeschlossen werden sollen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verlaufen die beiden Abrissflächen 36 mit scharfer Kontur im wesentlichen koplanar, parallel zueinander und senkrecht zur Strömung und liegen diese Flächen im gleichen Abstand auf den gegenüberliegenden Seiten der Rohrachse wenn die Sonde eingebaut ist. Obwohl derartige Verhältnisse wünschenswert sind/ sind

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sie nicht von besonders ausschlaggebender Bedeutung, obwohl andere Arbeitskennwerte der Sonde nachteilig beeinflusst werden können und werden, wenn diese Verhältnisse nicht eingehalten werden. Das heisst mit anderen Worten, dass dann, wenn eine der Abrissflächen 36 sich näher als die andere an der Seite des Rohres befindet, die Sonde selbst nicht diametral angeordnet 1st und daher nicht den wirklichen Querschnitt der Strömung erfasst.

Wie es in den Fig.1 und 4 dargestellt ist, umfassen die Flächen 36 mit scharfer Kontur die Führungskanten oder die stromaufwärtsliegenden Kanten von zwei entgegengesetzt gerichteten und im wesentlichen parallel verlaufen- · den ebenen Flächen 44 beträchtlicher Breite. Die scharfen Kanten 36 befinden sich tatsächlich dort, wo die Grenzschichtabspaltung auftritt_;und weder die Flächen 44 noch die s tr omabv/ärts liegende Kante 46 an der Verbindungsstelle zwischen diesen ebenen Fläc?ien und den scharf konvergent verlaufenden stromabwärtsgerichteten Flächen 38A greifen dabei störend ein, vorausgesetzt, dass diese ebenen Flächen ausreichend schmal gehalten werden, so dass sie immer im Sog des Fluides bleiben, das an der Sonde vorbelströmt. D.h. mit anderen Worten, dass weder die Form noch die Stelle der Anordnung irgendeiner Sondenfläche stromabwärts von den Flächen 36 mit scharfer Kontur irgendeinen Einfluss haben, solange diese Fläche über den gesamten' Bereich der Strömungsverhältnisse, unter denen der Durchflussmesser Messungen ausführen soll, im Sog des Fluides bleibt, das an der Sonde vorbeiströmt. Das trifft nicht nur auf die ebenen Flächen 47 sondern auch auf die stromabwärtsgerichtete konvergente Fläche 38A zu, da dann, wenn die Fluidströmung sich wieder an eine Sondenfläche stromabwärts von den Abrissflächen 36 mit scharfer Kontur anlegen kann, ^ die erwünschte Stabilität im Druck, der an der stromabwärts-

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gerichteten Niederdruckmündung aufgenommen wird, verlorengeht, es sei denn, dass, wie es anhand der Fig.7,8 und 9 beschrieben wird, andere Abrissflächen mit scharfer Kontur stromabwärts jedoch immer noch stromaufwärts von der Niederdruckmündung vorgesehen sind. Ebene Flächen mit einer Breite von o,48 cm (3/16 inch) bereiten bei Durchflussmessern, wie sie in Fig.1 bis 6 dargestellt sind, und die zur Verwendung in Rohren mit grossen Durchmessern ausgelegt sind,.keine Schwierigkeiten.

Wie es in den Fig.4,5,6 und 8 dargestellt ist, verläuft jedes Paar von stromabwärtsgewandten Flächen 38A,B oder C ziemlich scharf konvergent, wobei die Flächen 38A und 38C der Sonden 1oA und 1oC (Fig.4 und6) etwas stärker als die Flächen 38B der Sonde 1o (Fig.2) geneigt sind. Die Flächen 38A,38B und 38C umfassen jeweils Teile ihrer jeweiligen kielartigen Körper 18A,18B und 18C während die analogen konvergenten Flächen 38M der in Fig.8'dargestellten Sonde 1oM einen Teil der Ablenkeinrichtung 32 und nicht einen Teil des kielartigen Körpers 18M umfassen, obwohl sie den zuerst genannten Flächen in ihrer Funktion, ihrem Zweck und ihrer Wirkung gleich sind, indem sie nämlich ausschliessen, dass es irgendeine Fläche stromabwärts von den Abrissflächen 36 mit scharfer Kontur gibt, an der sich über den Bereich der Strömungsverhältnisse, für den der Durchflussmesser ausgelegt ist, die Grenzschicht wieder anlegen kann. Nochmehr als im Fall der stromaufwärtsgerichteten Auftrefffiächen 4o ist die spezielle Form dieser stromabwärtsgerichteten Flächen ohne Bedeutung, da die einzige Bedingung darin besteht, dass sie über den gesamten Bereich der Strömungsverhältnisse, in dem der Durchflussmesser eingesetzt werden soll, im Bereich des Soges des Fluides bleiben, das um die Sonde strömt. Die speziellen dargestellten Flächen sind alle planar und symmetrisch bezüglich einer Ebene, ,j

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die parallel zur Fluidströmung verläuft und die Niederdruckmündung enthält/ da derartige Flächen am leichtesten auszubilden sind, und nichts dafür spricht, diese Flächen in anderer Form komplizierter auszubilden oder einer Fläche eine andere Form als ihrer zugehörigen Fläche auf der gegenüberliegenden Seite der Niederdruckraündung zu geben.

Bei allen "dargestellten Äusführungsbeispielen der Sonde ist die oben beschriebene spezielle Formgebung im mittleren Teil vorhanden, der bei jedem Durchflussmesser mit C bezeichnet ist. In diesem mittleren Teil befindet sich natürlich die Niederdruckmündung 26_/um die die Strö-■mung geleitet werden muss. Bei den Ausführungsbeispielen/ die in Fig.2 und 3 dargestellt sind, ist die spezielle Formgebung auf diesen mittleren Teil beschränkt, während die oberen und unteren Endabschnitte UE und LE jeweils zylindrisch bleiben. Davon unterscheidet sich das in Fig. 1 dargestellte Ausfürhungsbeispiel andererseits dadurch, dass der obere Endabschnitt U sowie der untere Endabschnitt L genau dieselbe spezielle Formgebung wie der mittlere Abschnitt C haben. Der zylindrische Abschnitt X bei allen vier Ausführungsbeispielen befindet sich ausserhalb des Rohres, wie es in Fig.9 dargestellt ist, so dass er keinen Einfluss auf das im Rohr strömende Fluid hat.

Bei dem in Fig.7 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der mittlere Abschnitt einen Teil der Ablenkeinrichtung 32 und nicht den Kielkörper 18M, der über seine gesamte Länge zylindrisch bleibt. Dennoch hat der mittlere Teil im wesentlichen dieselbe Wirkung wie die mittleren Abschnitte C der in den Fig.1,2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele für grosse Rohre.

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Eine Sonde, die die spezielle Formgebung im. mittleren Abschnitt auch am oberen und unteren Endabschnitt aufweist, wie es in Fig.1 dargestellt ist, arbeitet insgesamt etwas besser, obwohl diese Ausbildung in keiner Weise von besonderer Bedeutung ist. Es hat sich andererseits herausgestellt, dass dann, wenn die Flächen mit spezieller Kontur zu kurz vor dem am nächsten liegenden Paar von Auftreffmündungen 16 enden_;das Funktionsverhalten sich ausserordentlich stark verschlechtert. Das in Fig.7 dargestellte, für kleine Rohre gedachte Ausführungsbeispiel hat seine speziellen Anwendungsmöglichkeiten und für die Anwendung bei grossen Rohren hat das in Fig.1 dargestellte Ausführungsbeispiel,wenn überhaupt^ einen geringen Vorteil gegenüber dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel^insbesondere dann, wenn die spezielle Formgebung des mittleren Abschnittes von Fig.3 auf die beiden Endabschnitte der Sonde übertragen wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren zum Stabilisieren des aufgenommenen Druckes besteht darin, dass die Flächenbereiche an der Sonde örtlich genau festgelegt werden, an.denen unter verschiedenen Strömungsverhältnissen die Grenzschichtabspaltung auftritt, indem diesen Flächen eine scharfe Kontur gegeben wird, die Flächen stromaufwärts von diesen Flächen mit scharfer Kontur so geformt'werden, dass sie die'Strömung teilen und die in dieser Weise geteilte Strömung über die Flächen mit scharfen Konturen leiten,und dass schliesslich die stromabwärtsgerichtete Niederdruckmündung und alle Flächen, die diese von den Flächen mit scharfer Kontur trennen, so angeordnet werden, dass sie über einen vorbestimmten Bereich von Strömungsverhältnissen immer im Sog

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INSPECTED

des Fluides liegen, das über die Flächen mit scharfer Kontur strömt.

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Claims

NTANVVÄLTE 8 A 2 6 7 6 A. GRÜNECKER DlPU- ING. H. KINKELDEY DR-INQ W. STOCKMAIR K. SCHUMANN DR RER NAT. - DtPL-PHYS. P. H. JAKOB DlPL-ING. G. BEZOLD DR RGR NAT· DIETERIGH STANDARD CORP. Boulder, Colorado, USA PATENTANSPRÜCHE 8 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTRASSE 43 29. Sept. 1973 PH 13 097

1.) Staurohrdurchflussmesser zum Messen von Differenzialdrücken mit einer Sonde, die in einenFluidstrom in
einem Rohr gebracht werden kann und eine stromaufwärtsgerichtete Fläche, auf die das strömende Fluid auftreffen kann, und eine stromabwärtsgerichtete Fläche aufweist,

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TlLSFON (08O) 9998S9 TELEX OB-QS38O TELEORAMMB MONAPAT TELEKOPIERBFI

ORIGINAL INSPECTED

die sich stromabwärts von der stromaufwärtsgerichteten Fläche befindet und eine stromabwärtsgerichtete Mündung zur Aufnahme des Niederdruckanteils des gemessenen Differenzialdruckes aufweist, gekennzeichnet durch zwei Flächen (36) mit scharfer Kontur, die sich in Querrichtung im Abstand voneinander auf den gegenüberliegenden Seiten der Sonde (1o) in der Mitte zwischen den stromaufwärts-und stromabwärtsgerichteten Flächen (38,4o,42) befinden, wobei die stromaufwärtsgerichtete Fläche (4o,42) so geformt ist, dass sie die Strömung teilt und im wesentlichen gleiche Teile quer über die Flächen (36) mit scharfer Kontur leitet,und wobei die stromabwärtsgerichtete Fläche (38) so geformt ist, dass sie über einen bestimmten Bereich von StrömungsVerhältnissen immer im Sog des Fluides liegt, das an den Flächen (36) mit scharfer Kontur vorbeiströmt.

2. Durchflussmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Flächen (36) mit scharfer Kontur parallel zueinander und zur Achse der Sonde (1o) verlaufen, so dass sie beim Einsatz des Durchflussmessers senkrecht zur Strömungslinie ausgerichtet sind.

3. Durchflussmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Flächen (36) mit scharfer Kontur über die gesamte Länge der Sonde (1o) verlaufen.

4. Durchflussmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die stromabwärtsgerichtete Mündung (26) sich im wesentlichen in der Mitte zwischen den Enden der Sonde (1o) befindet, wobei die Flächen (36) mit scharfer Kontur auf den mittleren Teil -*

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(C) der Sonde (to) beschränkt sind, der die Mündung (26) enthält.

5. Durchflussmesser nach Anspruch 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass die stromaufwärtsgerichtete Fläche (4o,42) planar zu den Flächen (36) mit scharfer Kontur verläuft, die die gegenüberliegenden Seitenränder der stromaufwärtsgerichteten Fläche (4o,42) bilden. ^

6. Durchflussmesser nach Anspruch 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass die stromaufwärtsgerichtete Fläche (4o,42) im Querschnitt etwa V-förmig ist«

7. Durchflussmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die stromabwärtsgerichtete Fläche (38) im Querschnitt etwa V-förmig ist.

8. Verfahren zum Stabilisieren des durch die stromabwärtsgerichtete Mündung eines Staurohrdurchflussmessers aufgenommenen Druckes über einen breiten Strömungsbereich, um für einen stabilen und reproduzierbaren Strömungskoeffizienten: zn sorgen, dadurch gekennzeichnet , dass die Bereiche der Grenzschichtabspaltung quer über Ablenkflächen, die sich stromaufwärts von der Mündung befinden, örtlich genau dadurch festgelegt werden, dass diesen Flächen eine scharfe Kontur gegeben wird, und die Strömung über die Flächen mit scharfer Kontur geleitet wird, um eine örtlich festliegende Grenzschichtabspaltung zu bewirken und e'xn Wieder anlegen der Grenzschicht zu verhindern, indem die Flächen, die die Mündung stromabwärts von den Flächen mit scharfer Kontur enthalten so angeordnet

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und geformt werden, dass sie über einen vorbestimmten Bereich von Strömungsverhältnissen immer im Sog des darüberströmenden Fluides liegen.

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