DE388635C

DE388635C - Device for measuring currents and pressures of any medium, especially at a remote location

Info

Publication number: DE388635C
Application number: DER55084D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-10-27
Filing date: 1922-02-12
Publication date: 1924-01-17

Description

Einrichtung zur Messung von Strömungen und Drücken eines beliebigen Mediums, insbesondere an einem entfernten Orte. Es sind Strömungsmesser für gasförmige oder flüssige Medien bekannt, bei denen die Lageeines durch eine Veränderung der Strömung beweglichen Teiles fernübertragen wird, und' zwar z. B. mit Hilfe einer elektrischen Größe. Da die Energie dieser beweglichen Teile sehr ,gering :ist, müssen :sehr feine und daher auch heikle Einrichtungen angewendet werden, wodixrch die Einrichtungen entweder praktisch ünd auf die I@aüer @ttnvewenübär werden können oder 1aei kräftigerer Ausführung größere Fehler oder Abweichungen in den Angaben zugelassen werden müssen. - Die Übertragung der Angaben mit Hilfe von Quecksilberkontakten hat ebenfalls eine Reihe von Nachteilen.Device for measuring flows and pressures of any Medium, especially at a distant location. There are flow meters for gaseous or liquid media known in which the position of one by a change in the Flow moving part is transmitted remotely, namely 'z. B. with the help of a electrical size. Since the energy of these moving parts is very, little: must : very fine and therefore also delicate facilities are used, where the Facilities either practical and on the I @ aüer @ ttnvewenübär will can or 1a with stronger execution larger errors or deviations in the Information must be allowed. - The transmission of the information with the help of mercury contacts also has a number of disadvantages.

Die Erfindung bezieht sich auf StTTömungsmesser, die nach dem Kompensationsprinzip arbeiten, d. h. mit einer Hilfsenergie, welche den als Maß dienenden Teil bewegt. Bei der Einrichtung nach der Erfindung dient .die Hilfsenergie einerseits zum Bewegen :der init der Veränderung der Strömung ihre Lage wechselnden Teile sowie auch zur Bewegung von Teilen, die irgendeinen physikalischen Wert verändern, z. B. eine elektrische Größe, den Wert eines flüssigen oder gasförmigen.Mediums, die Lage eines mit der Einrichtung mechanisch verbundenen Teiles, eine Kraft auf die Entfernung usw.The invention relates to flow meters that operate according to the compensation principle work, d. H. with an auxiliary energy that moves the part serving as a measure. In the device according to the invention, the auxiliary power is used on the one hand to move : the init of the change of the flow their position changing parts as well as also for Movement of parts that change any physical value, e.g. B. an electric Size, the value of a liquid or gaseous medium, the location of a Establishment of mechanically connected part, a force on removal, etc.

Zweck der Erfindung ist eine Erhöhung der Genauigkeit, Dauerhaftigkeit und Geschwindigkeit der Messung und die Möglichkeit :der Verwendung auch einer großen Energie zur Fernübertragung, da die Veränderung des Hilfswertes keine Rückwirkung durch Reibung, Gegenkraft usw. auf das empfindliche Meßorgan ausübt. Nachdem die Hilfsenergie die Verwendung von sehr festen und kräftigen Mechanismen zum Übertragen nicht beschränkt, kann die Einrichtung besonders vorteilhaft auch Überall dort angewendet wenden, wo an eine Fernübertragung bisher überhaupt nicht gedacht werden konnte. Die Einrichtung gemäß der Erfindung bezieht sich auf Strömungsmesser, bei welchen der Strömungswiderstand durch .eine mittels einer Steuerung beherrschte Hilfsenergie geändert wird, welche Steuerung von irgendeiner Äußerung !des Strömungswiderstandes, z. B. durch die Druckdifferenz vor und !hinter dem Widerstand, die Höhe oder Niveaudifferenz der Flüssigkeit usw., betätigt wird.The purpose of the invention is to increase accuracy and durability and speed of measurement and the possibility of using even a large one Energy for long-distance transmission, since the change in the auxiliary value has no effect exerts on the sensitive measuring element by friction, opposing force, etc. after the Auxiliary energy the use of very solid and powerful mechanisms for transmission not restricted, the device can particularly advantageously be used anywhere there turn where a long-distance transmission could not be thought of at all up to now. The device according to the invention relates to flow meters in which the flow resistance through .an auxiliary energy controlled by means of a control is changed which control of any utterance! of the flow resistance, z. B. by the pressure difference in front of and! Behind the resistance, the height or level difference the liquid, etc., is operated.

Bei der elektrischen Übertragung kann die Änderung der Stromstärke, der Spannung, des Ohmschen oder induktiven Widerstandes, der Watt, der Kapazität, Frequenz, Phase, der periodischen Stöße bzw. Wellen (oder auch der drahtlosen Übertragung), der Drehgeschwindigkeit eines Magnetfeldes usw. verwendet werden. Bei der Übertragung durch Werte eines Mediums kann der Druck oder .die Druckdifferenz, die Strömung, Volumenänderung, die periodischen Stöße usw. benutzt wenden.In the case of electrical transmission, the change in the current strength, the voltage, the ohmic or inductive resistance, the watt, the capacity, Frequency, phase, periodic shocks or waves (or wireless transmission), the rotating speed of a magnetic field, etc. can be used. When transferring values of a medium can be used to determine the pressure or the pressure difference, the flow, Change in volume, use periodic shocks, etc.

Die rein mechanische Übertragung kann durch Lenker, sich :drehende Wellen, mittels einer Draht- oder einer anderen Übersetzung usw. erfolgen. Die Übertragung des Wertes kann !entweder nur angezeigt oder auch registriert und integriert werden oder können damit weitere Vorgänge ,geregelt werden. Nachdem es notwendig ist, daß sich die physikalische Hilfsgröße in einem bestimmten Verhältnis zum Strömungswert ändert, ist es erforderlich, daß sich der die physikalische Hilfsgröße ändernde Teil auch in einem bestimmten Verhältnis zur Strömung bewegt. @Vo dieses Gesetz nicht direkt durch die Einrichtung selbst erreicht wird, müssen Kurven-, Hebel- oder andere Übersetzungen angewendet werden, die den verlangten Gesetzen entsprechen.The purely mechanical transmission can be through handlebars: rotating Waves, by means of a wire or other translation, etc. take place. The transfer of the value can either only be displayed or also registered and integrated or other processes can be regulated with it. After it is necessary that the physical auxiliary variable is in a certain ratio to the flow value changes, it is necessary that the physical auxiliary variable changes Part also moves in a certain proportion to the flow. @Vo this law is not reached directly by the device itself, curve, lever or other translations are used that comply with the required laws.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele !der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of the device of the invention shown.

In Abb. i bezeichnet i das Gehäuse, :durch welches das Medium strömt. Der Kegel 2 verengt den Querschnitt und ändert den Strömungswiderstland. Die durch die Drosselung entstandene Druckdifferenz wirkt durch die Leitung 6 auf die Membran 8 im Gehäuse 7. Die Membran ist durch Federn 11, 12 auf eine bestimmte, Druckdifferenz austariert. Durch den Lenker 9 bewegt :die Membran 8 den Kolben io einer Steuerung 13 und steuert das Hilfsdruckmedium (z. B. Öl, Wasser) :durch die Rohrleitung 14 in einen Servomottor 5, dessen Kolben 4 mittels der Stange 3 einerseits den Strömungswiderstand ändert und anderseits die elektrische Hilfsgröße, und zwar Stromstärke oder Spannung, regelt. Der durch ,die Stange 24 gefü hrtle Kontakt 23 bewegt sich durch ein Gelenk 2o mit Hilfe von Lenkern 37, 38 einer Rolle 22 und Kurvenführung 21. Die Rolle 22 wind durch eine Zugfeder 35 auf die Führung 21 gedrückt. 27 ist eine Stromquelle, und :der durch Widerstände 26 regulierte elektrische Wert, von welchen zur Erzielung einer zweckmäßigen Abstufung der eine Widerstand in Reihe und der andere parallel geschaltet ist, wind durch eine Fernleitung 36 in den anzeigenden Apparat 30, den registrierenden Apparat 3 i, :den integrierenden Apparat 32 und das Relais 33 geleitet.In Fig. I i denotes the housing through which the medium flows. The cone 2 narrows the cross section and changes the flow resistance. By the pressure difference resulting from the throttling acts through the line 6 on the membrane 8 in the housing 7. The diaphragm is set to a certain pressure difference by springs 11, 12 balanced. Moved by the handlebar 9: the membrane 8 the piston io a control 13 and controls the auxiliary pressure medium (e.g. oil, water): through the pipe 14 in a servomotor 5, the piston 4 of which by means of the rod 3 on the one hand the flow resistance changes and on the other hand the electrical auxiliary variable, namely current strength or voltage, regulates. The contact 23 guided by the rod 24 moves through a joint 2o with the help of links 37, 38 of a roller 22 and curve guide 21. The roller 22 wind pressed onto the guide 21 by a tension spring 35. 27 is a power source, and: the electrical value regulated by resistors 26, of which to achieve an expedient gradation of one resistor in series and the other in parallel is switched, winds through a trunk line 36 into the indicating apparatus 30, the registering apparatus 3 i,: the integrating apparatus 32 and the relay 33 passed.

Diese Einrichtung wirkt folgendermaßen: Wenn sich die Strömungsintensität durch das Gehäuse i verstärkt, bewegt die Membran 8 die Stange 9 und den Kolben io 1n der Pfeilrichtung, wodurch das Druckmedium durch die Leitung 14 den Kolben 4 im ,Zylinder 5 in der Pfeilrichtung verschiebt; !durch die Stange 3 wird der Kegel 2 ebenfalls verschoben und der Strömungswiderstand verringert, bis die Druckdifferenz wieder auf den ursprünglichen Wert sinkt, worauf der Mechanismus stehenbleibt, weil der Kolben. io von der Feder 12 in die Ruhelage gezogen wird. Durch die Verschiebung des Punktes 20 verschiebt such die Bürste 23 auf Aden Kontakten 25 und, erhöht die Stromintensität ,durch Verkleinerung des Serienwlderstandes und Verstärkung des Nebenschlußwiderstandes. Durch die Wahl der Xurve 21 erziele man einen der Strömung des Mediums im Gehäuse i proportionalen elektrischen Strom. Wenn die Strömung sinkt, @so ist der Vorgang ein almgekehrter.This facility works as follows: When the flow intensity reinforced by the housing i, the diaphragm 8 moves the rod 9 and the piston io 1n the direction of the arrow, whereby the pressure medium through the line 14 the piston 4 im, cylinder 5 moves in the direction of the arrow; ! through the rod 3 the cone becomes 2 also shifted and the flow resistance reduced until the pressure difference drops back to the original value, whereupon the mechanism stops because The piston. io is pulled into the rest position by the spring 12. By the shift of the point 20 moves the brush 23 to Aden contacts 25 and, increases the Current intensity, by reducing the series forest status and increasing the Shunt resistance. By choice the Xurve 21 is achieved an electric current proportional to the flow of the medium in the housing i. if the current sinks, @so the process is reversed.

Abb. 2 veranschaulicht eine Vorrichtung, bei welcher die Fernübertragung mit Hilfe eines Mediumdruckes erfolgt. Die Messung der aus dem Rohr 41 frei austretenden Flüssigkeit geht folgendermaßen vor sich: 42 ist der Schütze, der den Strömungswiderstand der in einem Strahl 43 aus dem Behälter 4o frei austretenden Flüssigkeit .regelt. Der Schütze wird durch einen Motor 45 mit Hilfe eines Schnecken-,und Zahnradtriebes 44 bewegt. Der Zeiger und die Skala 49 zeigen den Wert des Strömungswiderstandes und zugleich auch die Strömungsstärke an. Das Flüssigkeitsniveau im Gefäß 40 wird durch einen Schwimmer 46 auf bestimmter Höhe .erhalten,-welcher mittels der Stange 47 Kontakte 48 schließt, die den Gang des Motors in der einen oder der anderen Richtung regeln, wenn die Niveauhöhe nicht normal ist. Der Motor 45 bewegt zugleich mit ,dem Schützen 42 auch den Zugdraht 5o, der um die mit dem Arm 53 verbundene und im Lager 51 drehbare unrunde Scheibe 52 geschlungen ist. Der Arm 53 ist durch einen weiteren Drahü oder ein Band 54 und eine Stange 55 mit dem Kolben 56 verbunden. Das Band 54 ist um die mit dem Kolben 6o der Steuerung 59 verbundene Rolle 58 geführt. Die Bänder 50, 54 werden durch eine Feder 61 gespannt. Die Steuerung regelt das Druckmedium durch die Leitung 62 in Aden Zylinder 57 unter ,den Kolben 56. Gegen den Druck des Mediums wirkt die Kraft einer Feder 70 derart, daß jedem Druck auf Iden Kolben 56 eine bestimmte Kolbenlage entspricht. Die Leitung 63 mit "den angeschlossenen Apparaten, und zwar dem anzeigenden Apparat 64, dem registrierenden Apparat 65 und. dem Indikator 66 mit Kolben 67 und Feder 68, sind ebenfalls an den Zylinder 57 angeschlossen.Fig. 2 illustrates a device in which the remote transmission takes place with the aid of a medium pressure. The measurement of the liquid emerging freely from the tube 41 proceeds as follows: 42 is the contactor who regulates the flow resistance of the liquid emerging freely in a jet 43 from the container 4o. The shooter is moved by a motor 45 with the aid of a worm and gear drive 44. The pointer and the scale 49 indicate the value of the flow resistance and at the same time also the flow strength. The liquid level in the vessel 40 is obtained by a float 46 at a certain height, -which closes contacts 48 by means of the rod 47, which regulate the speed of the motor in one direction or the other if the level is not normal. The motor 45 moves at the same time as the shooter 42 also the pull wire 5o, which is looped around the non-circular disk 52 connected to the arm 53 and rotatable in the bearing 51. The arm 53 is connected to the piston 56 by a further wire or band 54 and a rod 55. The belt 54 is guided around the roller 58 connected to the piston 6o of the control 59. The bands 50, 54 are tensioned by a spring 61. The control regulates the pressure medium through the line 62 in the cylinder 57, the piston 56. The force of a spring 70 acts against the pressure of the medium in such a way that each pressure on the piston 56 corresponds to a certain piston position. The line 63 with the connected devices, namely the indicating device 64, the registering device 65 and the indicator 66 with piston 67 and spring 68, are also connected to the cylinder 57.

Diese Vorrichtung wirkt folgendermaßen: Wenn die Intensität der Strömung aus der Leitung 41 steigt, beginnt der Spiegel im. Behälter 40 und mit ;ihm auch der Schwimmer 46 zu steigen. Die Kontakte 48 schließen sogleich den Motor 45 an ,das Netz an, und der Motor öffnet den Schützen 42 so lange, bis mit dem Strahl 43 die gleiche Menge abfließt, als durch das Rohr 41 zufließt, so daß wieder -die unveränderliche Niveaulhöhe erhalten wird. Es maß eine jedoch in der Zeichnung nicht dargestellte Rückführung verwendet werden. Durch die Bewegung des Schützen 42 bewegt sich der Draht 50 und 54, d. h. wird entspannt, und die Feder 61 zieht den Kolben 6o mit der Rolle 58 in diejenige Lage, in welcher das Hilfsdruckmedium --durch die Leitung 62 unter den Kolben 56 strömt, wodurch der Druck des Me-.diums steigt und den Kolben entgegen der Kraft der Feder 7o bewegt. Diese Bewegung der Stange 55 bringt die Rolle 58 und den mit derselben verbundenen Steuerkolben 6o in die ursprüngliche Lage, @so daß <iie Zuführung eingestellt wird. Beim Sinken der Intensität der Strömung durch :die Leitung 41 .ist der Vorgang ein umgekehrter. Es ist ersichtlich, daß jeder Stromintensität eine bestimmte Lage des Schützen und aller mit ihm verbundenen Teile entspricht, und ferner, @daß jeder Lage eine bestimmte Stellung des Kolbens 56 und damit auch -ein verschiedener Druck in der Leitung 63 und den an @diese angeschlossenen Apparaten entspricht.This device works as follows: When the intensity of the flow from the line 41 increases, the level begins in the. Container 40 and with; him also the float 46 to go up. The contacts 48 immediately connect the motor 45, the mains, and the motor opens the contactor 42 until the same amount flows off with the jet 43 as flows in through the pipe 41, so that the unchangeable level is obtained again . It measured a return not shown in the drawing can be used. The movement of the contactor 42 moves the wire 50 and 54, ie is relaxed, and the spring 61 pulls the piston 6o with the roller 58 into the position in which the auxiliary pressure medium flows through the line 62 under the piston 56, whereby the pressure of the medium increases and moves the piston against the force of the spring 7o. This movement of the rod 55 brings the roller 58 and the control piston 6o connected to it into the original position, so that the feed is stopped. When the intensity of the flow through: line 41 drops, the process is reversed. It can be seen that each current intensity corresponds to a specific position of the shooter and all parts connected to it, and furthermore that each position corresponds to a specific position of the piston 56 and thus also a different pressure in the line 63 and the pressure connected to it Equipments.

Claims

PATENT CLAIMS i. Device for measuring flows and pressures any medium, especially at a remote location, with a changeable one Flow resistance and a part that opposes an expression of this resistance (e.g. the pressure difference) is sensitive and the size of the flow resistance regulates by a servomotor driven by auxiliary energy, characterized in that that the auxiliary energy by means of the servo motor besides changing the flow resistance also a change in a physical quantity or energy in a manner known per se brings about, which serves as a measure of the flow.

2. Device according to claim i, thereby characterized @ that the auxiliary energy changes an electrical quantity.

3. Establishment according to claim i, characterized in that the auxiliary energy is a size of a gaseous or liquid auxiliary medium changes.

4. Device according to claim i, characterized in that @ that the movement of the part regulating the value of the flow resistance in possibly in a manner known per se (by means of a cam, leverage o. d, -, I.), in: a Movement is implemented; through which the physical auxiliary variable is proportional or is changed according to a special law with the change of the flow.