DE375680C - Einrichtung zum Messen eines stroemenden Mediums - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Messen eines strömenden Mediums. Es sind Einrichtungen zum Messen von strömenden Medien bekannt, deren Ventil von einem Elektromotor so angetrieben wird, daß es mittels Änderung des Durchganges den gleichen Unterschied der Drücke zu beiden Seiten aufrechterhält, wobei die Lage dieses Drosselteiles als Maß dient. Weiter sind Einrichtungen zum Messen und Regeln der Strömung bekannt, bei denen das Drosseln (Dämpfen) der Strömung durch den Unterschied der Drücke vor und hinter der Drosselvorrichtung; durchgeführt wird. Die bekannten Einrichtungen dieser Art sind sehr unvollkommen und wirken ungenau und langsam, so daß sie in der Praxis überhaupt nicht verwendet werden konnten.
• Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung kann eine genügende Empfindlichkeit, Genauigkeit und Geschwindigkeit der Messung erzielt werden. In den Strom wird ein Widerstand gelegt, d. h. entweder wird der Querschnitt oder die Länge der verengten Leitung oder beides geändert, und zwar durch einen Servomotor, der von einem flüssigen oder gasförmigen 'Mittel betätigt wird (Zylinder mit Kolben, Schwimmer, Membran, Turbine usw.). Das die Steuerung regelnde Medium verursacht, daß sich die Größe des Widerstandes mit einer von der Abweichung des einpfindlichen Systems vom Gleichgewicht abhängigen Geschwindigkeit ändert, d. h. daß sich hei einer kleinen Abweichung der Widerstand langsam und bei einer großen Abweich!ing rasch ändert, wodurch ein sehr rasches liessen erzielt werden kann, das io- bis 2o-mal so rasch ist, als z. B. das Messen mittels eines Elektromotors. Das auf irgendeine Äußerung des Widerstandes, wie Druck, Druckdifferenz, eine auf einen bestimmten Teil wirkende Kraft, Niveauhöhe oder Niveaudifferenz usw., empfindliche System regelt die Steuerung des Mediums entweder direkt oder mit Hilfe einer weiteren Relaissteuerung und einer Hilfskraft; letzteres wird in solchen Fällen angewendet, wo zur Änderung des Widerstandes eine große Energie notwendig ist (in Fällen, wo ein starker Strom und eine verhältnismäßig schwache Äußerung des Stromwiderstandes vorhanden ist). Das Hilfsdruckmittel, 01, Wasser, Preß-Luft usw., wird durch eine geeignet angetriebene Pumpe geliefert; gegebenenfalls kann in bestimmten Fällen (beim Messen von Wasser, komprimierter Luft u. dgl.) ein unter Druck stehendes Medium verwendet werden, welches nach seiner seinem Druck entsprechenden Arbeitsleistung im Servomotor entweder in den Auslaß geleitet oder aber in anderer @Yeise (ohne Druck) verwertet wird. Da sich nun hei Änderung der Widerstandsäußerung eine Reihe von Bestandteilen bewegt und diese Bewegungen aus unter Druck stehenden Büchsen nach außen teerausgeleitet werden bzw. in Steuerung das Medium regeln, so entsteht durch die dadurch verursachte Reibung eine gewisse Unempfindlichkeit der Einrichtung. clie durch eine Relativbewegung der die Reibung verursachenden Teile, gegebenenfalls in an sich bekannter Weise, behoben bzw. wesentlich herabgesetzt wird, wodurch diese Einrichtung zum Messen von in der Praxis vorkommenden Strömungen anwendbar wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
• i ist ein Gehäuse, durch welches das Medium strömt. 2 ist ein mittels Stange 26 beweglicher und den Stromwiderstand ändernder Teil. Der Stromwiderstand kann natürlich auch durch ein anders ausgeführtes Venti! o. (1g1. geregelt werden. Die Stange 26 wird vom Kolben 3 eines Servomotors .M bei g t, der durch eine Steuerung 2 1 mit einem t 'itill Kolben 2o gesteuert wird. Diese Steuerung \vird durch die Hilfsenergie eines durch eine lZulaissteuerung 14 mit Kolben 13 beherrschi en Relais-Servomotors 15, 16 angetrieben. In dein dargestellten Falle wird als Äußerung der Strömung durch einen Widerstand i, 2 die Differenz der Drücke vor und hinter dem Widerstand verwertet, die durch eine Leitung 5 zur Membran 6 im Gehäuse 7 geleitet wird. Die bei io einstellbare Feder 9 hält der normalen Druckdifferenz das Gleichgewicht: die Membran 6 ist mittels der Stange 8 des Hebels ii und der Zugstange 12 mit dem Kolben 13 der Relaissteuerung 14 verbunden. Der im Punkt 25 angelenkte Hebel 18 ist mit der Stange 19 der Steuerung 2i, 22 und der Stange 17 des Relais-Servomotors 15, 16 verzapft. 23, 24 ist eine Meß- oder Registrier- oder Integriervorrichtung, gegebenenfalls ein Relais, das je nach der Größe bzw. der Intensität des Stromes des Mediums in dem Gehäuse i wirkt.
• Das Lager 31 des Hebels i i wird durch eine Daumenscheibe 35 und eine Rolle 34 in schwingender Bewegung erhalten; dieser Teil wird im Teil 30 geführt und durch Federn 33 gespannt.
• Die beschriebene Einrichtung wirkt folgendermaßen: Wenn der Strom des Mediums in 1, 2 verstärkt wird, so steigt die auf der Membran 6 liegende Druckdifferenz, wodurch das Gleichgewicht der Membran gestört und dieselbe in der Pfeilrichtung verstellt wird. Dadurch läßt die Relaissteuerung 13, 14 durch die Leitung 15 das Hilfsmedium in den Relais-Servomotor 15, 16 einströmen und ruft eine Bewegung des Kolbens 16 sowie des Kolbens 2o der Steuerung 21 in der Pfeilrichtung hervor; dadurch wird der Servomotor 3, 4 in Gang gesetzt und ändert durch Verstellung des Teiles :2 den Strömungswiderstand, bis wieder die ursprüngliche Druckdifferenz auf der Membran 6 erreicht wird, worauf die Feder g die Membran 6 und die' Stange 8 mit den angeschlossenen Teilen in ihre ursprüngliche Lage zurückzieht. Dadurch, daß sich der Punkt 25 im Sinne des Pfeiles bewegt und der Kolben 16 augenblicklich stillsteht, so daß das Ende der Stange 17 den Drehpunkt des Hebels 18 bildet, wird der Kolben 2o der Steuerung 21 in die Nullage gebracht, wodurch die Einrichtung zum Stillstand gelangt. Durch eine Vibration des Punktes 31 des Hehels i i wird die Reibung nicht nur in der Steuerung 13, 17, sondern auch in jenen Teilen behoben, über welche die Stange 8 die Bewegung der Membran 6 nach außen leitet, in den Hebelgelenken usw.
• Wenn die Strömung des Mediums nachläßt, ist die Wirkungsweise der Steuerung usw. eine umgekehrte.
• Die Behebung der Reibung kann auch auf andere Weise erfolgen, z. B. durch Drehung der Reibungsflächen, durch elektrische Vibration usw. Durch die Vibration nach der Abbildung wird zum Teil auch die Reibung im Servomotor 15, 16 behoben, da infolge des Schwingens des Kolbens 13 der Druck des Hilfsmediums"zu beiden Seiten des Kolbens l ö vibriert.

Claims (5)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit oder der Menge eines beliebigen Mediums in einer Zeiteinheit mit veränderbarem Strömungswiderstand und einem gegen eine Äußerung dieses Widerstandes (z. B. Druckunterschied) empfindlichen Teil, der die Größe des Strömungswiderstandes mit Hilfe eines Servomotors regelt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser empfindliche Teil eine Steuerung beherrscht, die gegebenenfalls in an sich bekannter Weise einen durch ein gasförmiges oder flüssiges Hilfsdruckmedium angetriebenen Servomotor steuert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsdruckmedium das zu messende Medium verwendet wird, wobei das den Servomotor antreibende Medium nicht mehr in die Leitung zurückkehrt, aus welcher es entnommen wurde.
3. 3. Einrichtung zum Messen von Strömungsgeschwindigkeiten oder der Menge eines beliebigen Mediums in einer Zeiteinheit mit veränderlicherrri Strömungswiderstand und einem gegen eine Äußerung dieses Widerstandes (z. B. Druckunterschied) empfindlichen Teil, der die Größe des Widerstandes mit Hilfe eines Servomotors regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Servomotors gegebenenfalls in an sich bekannter Weise durch eine von einer weiteren Steuerung beherrschte Hilfsenergie angetrieben wird, welche weitere Steuerung von dem gegen eine Äußerung des Strömungswiderstandes empfindlichen Teil geregelt wird.
4. 4. Einrichtung zum Messen von Strömungsgeschwindigkeiten oder der Menge eines beliebigen Mediums in einer Zeiteinheit mit veränderlichem Strömungswiderstand und einem gegen eine Äußerung dieses Widerstandes (z. B. Druckunterschied) empfindlichen Teil, der die Größe des Widerstandes mit Hilfe eines Servomotors regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Änderung der jeweils angewendeten Äußerung des Strömungswiderstandes sich bewegenden Teile und die diese führenden Flächen bzw. Teile eine von der Regulationsbewegung unabhängige Relativbewegung ausführen, durch welche gegebenenfalls in an sich bekannter Weise die Reibung zwischen den betreffenden Organen verringert wird.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Relativbewegung eine Vibrationsbewegung angewendet wird,