DE390953C

DE390953C - Flow meter

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Publication number: DE390953C
Application number: DER55083D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-10-25
Filing date: 1922-02-12
Publication date: 1924-02-26

Description

Strömungsniesser. Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Messen der Strömung von Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen, die nach dem Prinzip arbeiten, daß in die Ströniung Z' ein veränderlicher Widerstand, z.B. ein veränderlicher Querschnitt (Drosselung ;n ,) gelegt und eine Äußerun- der Strömun- am Widerl# -- stand, z.B. die Druckdifferenz, auf einem bestimniteii Wert dadurch erhalten, wird, daß man mit Hilfe eines Servomotors den Widerstand gegen die Strömung je nach der augrenblicklichen Strölnungsintensität derart ändert, daß sich derselbe vermindert, wenn sieh die Strömung verstärkt und umgekehrt. Die t' zi augenblickliche Lage des Widerstandes in der Z3 el Strömung oder irgendeine Funktion dieses Widerstandes dient als Maß der Strömung. Das angewendtte Drosselorgan dient zugleich als Absperrorgan. Gemäß der Erfindung wird nun eine solche N-orrichtung so ausgebildet, daß beim Erreichen einer vorausbestimniten, z.B. maxiiiialen Strömung des Mittels eine Schließbeweaung des Drosselorganes wiabhänig von der t' Größe der Äußerung der Strömung beim Drosselorgan, z.B. der Druckdifferenz, einsetzt. Auf diese Weise, wenn sich die Betriebsverhältnisse ändern, oder wenn eine Störung. ein Unfall usw. eintritt, erfolgt selbst-L' Z täti#g- eine Umschaltung der Steuerung des Servoinotors für das Drosselorgan, welche aber .ge%vüiischtenfalls auch von Hand ans vorgeiiommeii werden kann. Diese netie Wirkunkann entweder durch ein besonderes Organ. und zwar unabhängig voni Antrieb des W:1-flerstanrIes in der Strömung hervorgerufen b z> werden oder wird vorteilhafterweise durch (leii- Widerstand in der Strömung selbst orler durch Bestandteile erreicht, die entweder init diesem Wirlerstairt oder init -einem \iitriel) zusainnienhän#en. Des-leichen kann inan. was 1)e#;oncier.z; bei Dainpfmessern hei Ke,#schi einer Kesselhatterie von Vorteil wire. die 'l'#,inriclittin- so gestalten. (laß fler geeignet geforinte Widerstaivl in der Str5i-nun- bei Überlastung. Leitungsbruch u. Igl. die Strö-II Z, muncy entweler -leich, durch Antrieb des Servoniotors oder zuerst durch die Stoßkraft des Dampfe> unterbricht.Flow eater. The invention relates to devices for measuring the flow of liquids, gases and vapors, which work on the principle that a variable resistance, for example a variable cross section (throttling ; n ,) and an external flow are placed in the flow Z ' - at Widerl # - stand, for example, the pressure difference, obtained on a bestimniteii value by, is that to change with the aid of a servo motor the resistance to flow depending on the augrenblicklichen Strölnungsintensität such that the same reduced when check enhances the flow and vice versa. The momentary position of the resistance in the Z3 el flow or some function of this resistance serves as a measure of the flow. The throttle device used also serves as a shut-off device. According to the invention, such a N-device is now designed so that when a predetermined, e.g. maximum flow of the agent is reached, a closing movement of the throttle organ depends on the size of the expression of the flow in the throttle organ, e.g. the pressure difference. In this way if the operating conditions change or if there is a malfunction. an accident occurs, etc. is carried out, even-L 'Z täti # g- a changeover of the control of the Servoinotors for the choke element, but which can be .ge% vüiischtenfalls vorgeiiommeii by hand ans. This effect can either be through a special organ. regardless voni drive of W: 1 flerstanrIes caused in the flow b z> are or is advantageously (obtained even Orler leii- resistance in the flow through components that either init this Wirlerstairt or init -this \ iitriel) zusainnienhän # s . Inan can do so. what 1) e #; oncier.z; In the case of steam knives, a boiler battery is an advantage. the 'l'#, inriclittin- so shape. (leave fler suitable geforinte Widerstaivl in the Str5i-N & N in case of overload. u line break. Igl. Strö the Z-II, Muncy entweler -leich interrupts by driving the first Servoniotors or by the impact force of the vapors>.

In Abb. i ist ein solcher Dainpfinesser schematisch dargestellt. Duich das Gehäuse i strömt der Dampf, in dessen Strom ein veränderbarer Widerstand 2 in rler Form einer Kläppc gelegt ist. Die Achse-cler Klappe 2 trä"-t einen Arrn 3, der mittels einer Stange-4, 0 mit den-i. Kolben 8 eines z. B. bv(Iraulischen Servomotors 7 verbunden ist.Such a Dainpfinesser is shown schematically in Fig. I. The steam flows through the housing i, in whose stream a variable resistor 2 in the form of a Kläppc is placed. The axis of the flap 2 carries an arm 3 which is connected by means of a rod 4, 0 to the piston 8 of a hydraulic servomotor 7 , for example.

Ein Zeiger 9 auf der Skala i o oder eine Vorrichtun- zum Registrieren, Fernüberz> el tragen o. dgl. liefern Angaben über die Stri5-Z, nitin-. Als Äußerung der Strömung dient hier die Druckdifferenz am Drosselorgan 2, welche durch zwei Rohrleitungen 11, 12 in ein Gehäuse 13 geleitet wird und auf eine darin hefindliche Membran 14 einwirkt. Die -.\lenibran 14 sitzt auf einer Stange ig zwischen zwei Federn 2o, 21, deren Kraft durch eine bekannte Vorrichtung 22, 23 geregelt werden kann. Die Federn 20. 21 bieten eine Gegenkraft für die Druckdifferenz ini Gehäuse 13. Mit der Stange ig ist durch einen Hebel 25 und eine Stan-e 26 eine livdraulische Steue-27, 28 verbunden. Außer der durch die rung betätigten Steuerung 97, 28 ist \leinbran 14 1 e, - noch eine gewöhnliche Handsteuertln- 30 mit einem Handgriff 31 sowie ein Zweiwegventil 31 mit der Handhabe 34 vorgesehen, so -daß mit dem Servomotor abwechselnd entweder die Steuerung 27, 28 oder die Handsteuerung 30, 31 verbunden werden kann, damit diese Vorrichtung entweder selbsttätig wirkt oder Z5 el aus einer Entfernung von Hand aus durch die Steuerung 30, 3 1 beherrscht werden kann. Der Hebel 25 ist mit seinem unteren freien Ende durch die Wirkung der Feder 21 gegen eine 2-Zase 42 eines Hebels 35 gestützt, der an einem ini La-er 37 gelagerten Hebel 36 an-Z> ZD gelenkt ist. Die Nase 42 bildet den Drehpunkt des Hebels :25. Eine elektromagnetische oder sonstige zur Fernbetätigung diee Z3 II iiende Vorrichtung 43 zieht das Ende des Heel bels 35 nieder, wodurch die -Nase 42 das untere h'nde des Hebels 25 freigibt, wodurch der Hebel:25 seinen Drehpunkt verliert und dadurch die starre Verbindung zwischen den Stangen 19 und 26 unterbrochen -wird (s. die strichpunktierte Lage des Hebels:2,5 in Abb. i). Durch die Wirkung der Feder 21 wird nun lie Steuerun- 27, 2,9 in eine solche Lage gee e e bracht, daß der Servoniotor 7, 9 die Klappe2 schließt. Wenn nian sodann an clein zunt liehel 30 angeschlossenen und über die Rolle 4 1 -,-führten Banfl 4o zieht, entfernt -,ich der 1-ILI)cl Y') eritgegen der Kraft einer Feder 39 von einem -Xiii-;rhla"-" 39 und bringt den Hebel Z, 35 init seiner -.\Tasc 42 wieder vor das freie Ende des Hebels 25 (strichpuriktierte Lage), Z, so (laß nach Aufhören des Zuges am Bande 4o e die Hebel 25, 35 und 36 in ihre ursprünglichen 1-a-en zurückkehren und der Hebel 25 seinen Stützpunkt 42 wiedergewonnen hat. Die Klappe 2 arbeitet dann wieder in der normalen \Veise als Drosselorgan. Das Ausschalten der Klinke 42 erfolgt selbsttätig wenn eine über-I ZD ' mäßige Strömung eintritt, bei welcher bei vollständig geöffneter Klappe 2 der ebenfalk, ein Gelenk bildende Teil 5 auf einen am oberen Ende einer in der Führung45 lotrecht ge-Z, führten Stange44 vorgesehenen Teil47 stößt und diese Stange44 entgegen der Wirkung Z> Z> LI 21 einer Feder46 so niederdrückt, daß das untere Ende der Stange 44 den Hebel 35 nach abwärts verschwenkt und die Nase42 ausschaltet. Die Zuleitung der Rohre ii und i,-> in das Gehäuse 13 ist so ausgebildet, daß bei einem übermäßigen Überdruck bzw. Druckdifferenz die eine oder die andere Münduni- oder 18 durch die ausgeschwenkte Meinbran 14 geschlossen wird. Eine Sicherheitseinrichtung., z. B. ein mit Quecksilber gefülltes Rohr, verhindert einen übermäßigen Clerdruck-, wenn die Verschlüsse 17 und 18 tindicht sein sollten.A pointer 9 on the scale io or a device for registering, carrying teletransmission or the like provides information about the Stri5-Z, nitin-. The pressure difference at the throttle element 2, which is passed through two pipelines 11, 12 into a housing 13 and acts on a membrane 14 located therein, serves as an expression of the flow. The -. \ Lenibran 14 sits on a rod between two springs 20, 21, the force of which can be regulated by a known device 22, 23. The springs 20, 21 provide a counterforce for the pressure difference in the housing 13. A hydraulic control 27, 28 is connected to the rod 1 by a lever 25 and a rod 26. Except the actuated through tion controller 97, 28 is \ leinbran 14 1 e, or - a common Handsteuertln- 30 having a handle 31 and a two-way valve 31 is provided with the handle 34, so -that alternately with the servo motor either the controller 27 28 or the hand control 30 may be connected 31 to this device either automatically or acts Z5 el from a distance can be manually controlled by the controller 30, 3 1 of. The lower free end of the lever 25 is supported by the action of the spring 21 against a 2-pin 42 of a lever 35 , which is linked to a Z> ZD on a lever 36 mounted in the pin 37. The nose 42 forms the fulcrum of the lever: 25. An electromagnetic or other remote actuation diee Z3 II iiende device 43 pulls the end of the lever 35 down, whereby the nose 42 releases the lower hand of the lever 25 , whereby the lever: 25 loses its pivot point and thereby the rigid connection between the rods 19 and 26 is interrupted (see the dash-dotted position of the lever: 2.5 in Fig. i). The action of the spring 21 now brings the control unit 27, 2, 9 into such a position that the servo motor 7, 9 closes the flap 2. When nian then connected to clein zunt loan 30 and pulls over the roll 4 1 -, - led Banfl 4o, removed -, I the 1-ILI) cl Y ') erit against the force of a spring 39 from a -Xiii-; rhla " - " 39 and brings the lever Z, 35 with its -. \ Tasc 42 again in front of the free end of the lever 25 (dashed position), Z, so (after you stop pulling the band 4o e leave the levers 25, 35 and 36 return to their original 1-a-en and the lever 25 has regained its base 42. the flap 2 then operates again in the normal \ Veise as throttle organ. the switching off of the latch 42 takes place automatically when a 'moderate over-I ZD flow enters , in which when the flap 2 is fully open, the joint-forming part 5 hits a part47 provided at the upper end of a rod44 guided vertically in the guide45, and this rod44 counteracts the action Z>Z> LI 21 of a spring46 so depresses that the lower end of the rod 44 the lever 35 downward ts pivoted and the nose42 turns off. The supply line of the tubes ii and i, -> into the housing 13 is designed so that one or the other mouth unit or 18 is closed by the swiveled-out Meinbran 14 in the event of an excessive overpressure or pressure difference. A safety device., E.g. B. a tube filled with mercury, prevents excessive Clerdruck- if the closures 17 and 18 should be tight.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung beim Messen ist folgende. Wenn die Strömung ini Gehäuse i verstärkt wird, so vergrößert sich die Differenz der Drücke zu beiden Seiten der Drosselklappe2. Dadurch bewegt sich die Membran 14 mit allen mit derselben verbundenen Teilen nach links, v-erschwenkt den He-,5 urn die Nase 42, verstellt die Steuerung bel 2 LI 27, ?8, und die Druckflüssigkeit strömt durch die Leitung 48, 49 in den Zylinder 7 und bbweat den Kolben 8 nach linl,#. Dadurch wird die C Klappe 2 verstellt und der freie Querschnitt an der Drosselstelle so lange vergrößert, bis die Druckdifferenz wieder ihren Normalwert erreicht. Sodann kehrt die 'Membran 14 Und die Steuerung 27, 28 in ihre INTorniallage zurück. Wenn die Strömung a:briiiiiint, ist der Vor-an- ein uingekehrter und die Klappe 2 _# `# Z-, drIsselt den freien Durchgang de:; Gehäusen i so lange, g bis sich die Strömung wieder auf die ursprüngliche Größe verstärkt.The mode of operation of this device when measuring is as follows. If the flow in housing i is increased, the difference in pressures on both sides of the throttle valve 2 increases. As a result, the membrane 14 moves to the left with all parts connected to it, v-swings the lever 5 around the nose 42, adjusts the control bel 2 LI 27 ,? 8, and the pressure fluid flows through the line 48, 49 in the cylinder 7 and bbweat the piston 8 to linl, #. As a result, the C flap 2 is adjusted and the free cross section at the throttle point is enlarged until the pressure difference reaches its normal value again. The membrane 14 and the control 27, 28 then return to their intornal position. If the flow is a: briiiiiint, the pre-an- is reversed and the flap 2 _ # `# Z-, drifts the free passage de :; Casing i until g until the flow increases back to its original size.

#Venn aber eine ('berlastung eintritt oder ein ]Zt)Ilri)rticli vorkommt, so tiiießt durch das Gehäuse i so viel Dampf, daß auch, wenn die Drosselklappe 2 auf den größten freien Querschnitt eingestellt wird, die Druck-differenz an Z, der Drosselstelle zu groß ist und die Klappe -2 Z, weiter verdreht wird, und zwar so lange, bis 11 cler Teil 5 auf den Teil 47 aUftrifft, die St,"'t-#c 44 niederdrückt 1.inil die 'Nase 42 ausschaltet, wodurch die Steuerung 27, 28 durch den Servomotor 7, 8 rasch die Klappe 2 schließt. Das Schließen -erfolgt init der vollen Kraft des Servoniotors 7, 8, weil die KI-#IPPe 2 s1v111111etrisch und daher entlastet ist.#But if an ('overload occurs or a] Zt) Ilri) rticli occurs, so much steam flows through the housing i that even if the throttle valve 2 is set to the largest free cross-section, the pressure difference at Z, the throttle point is too large and the flap -2 Z, is rotated further, until 11 of part 5 meets part 47, the St, "'t- # c 44 depresses 1.inil the' nose 42 switches off, as a result of which the control 27, 28 quickly closes the flap 2 by the servo motor 7, 8. The closing-takes place with the full force of the servonio gate 7, 8, because the KI- # IPPe 2 s1v111111etric and therefore relieved.

Wenn ein umgekehrter Fall eintritt, d. b. wenn einige Kesselrohre -platzen, so strömt der Dampf ans der Rohrleitung in den beschädigten Kessel zurück (Retourdanipf). D * a die Klappe 2 den Drosselquerschnitt bereits in einem Falle sperrt, wenn die Strömung anssetzt, so tritt bei Retourdampf diese Ab- sperrung infolge des größeren negativen Ausschlages der Membran 14 um so schneller ein.If the opposite occurs, i. b. If some of the boiler tubes burst, the steam flows back through the pipeline into the damaged boiler (retourdanipf). D * a, the flap 2 locks the throttle cross-section already in a case when the flow anssetzt, as occurs when steam returns this cutting off of a result of the greater negative deflection of the diaphragm 14 so as to more quickly.

Wenn man aus bestimmten Gründen diese Einrichtung als ein von Hand aus gesteuertes Drosselorgan anzuwenden beabsichtigt, so schaltet mati mittels des Ventils 33, 34 den selbsttätigen Antrieb 27, 28 des Servomotors aus und schaltet den Handantrieb 30, 31 ein.If, for certain reasons, one intends to use this device as a manually controlled throttle element, mati switches off the automatic drive 27, 28 of the servomotor by means of the valve 33, 34 and switches the manual drive 30, 31 on.

Abb.:2 zeigt eine andere Form der Drosselvorrichtung' Im Gehäuse i befindet sich ein Körper 61, 62, 68 von der Form eines Doppelkegels, der in seinen beiden Endlagen auf einen Sitz 67 gelangt und den Durchfluß sperrt. Die Form des Teiles 68 ist eine solche, daß sich z. B. der Strömuno-swiderstand proportional mit dem Hub des Drosselkörpers 61, 62, 68 ändert. Wenn sich aber die Strömung übermäßig verstärkt, so bringt die Stange63 den Drosselkörper in der Pfeilrichtung mit dem Teil 62 auf den Sitz 67. Der Kolben 6, im zylindrischen Teil 66 des Gehäuses i elitlastet diese Einrichtung von einseitigem Druck, indem durch ein,- Bohrun g 64 der Stange 63 der Dampf auf die Oberseite des Kolbens geführt wird, Abb- 3 zeigt eine ähnliche Ausführungy des Drosselkör#ers, bei der sich aber der Drosselteil 68 bei übermäßiger Strömung auf der Stange 63 verschiebt, und zwar je nachdem, welche Richtung die Strömung hat, und schließt clie Leitun- noch bevor die Stange 63 ihre betreff ende l'age b erreichen konnte. Der Teil 68 ist auf einer Büchse 70 gegen den Druck einer Feder 71 verschiebbar, und die Büchse 7o verschiebt sich auf der Stange 63 entgegen dern Druck einer Feder 71. Zwei Stellringe 74, 75 begrenzen die Lage dieser TeiIe auf der Stange el 63.Fig.:2 shows another form of the throttle device. In the housing i there is a body 61, 62, 68 in the shape of a double cone, which reaches a seat 67 in its two end positions and blocks the flow. The shape of the part 68 is such that, for. B. the flow resistance proportional to the stroke of the throttle body 61, 62, 68 changes. If, however, the flow increases excessively, the rod 63 brings the throttle body in the direction of the arrow with the part 62 onto the seat 67. The piston 6, in the cylindrical part 66 of the housing i, loads this device from one-sided pressure by through a, - Bohrun g 64 of the rod of the vapor 63 is led to the top of the piston, ABB 3 shows a similar Ausführungy of Drosselkör # ers, but the throttle member moves in the 68 case of excessive flow on the rod 63, depending on which direction the current has, and closes the line before the rod 63 could reach its end position b. The part 68 is displaceable on a bushing 70 against the pressure of a spring 71 , and the bushing 7o moves on the rod 63 against the pressure of a spring 71. Two adjusting rings 74, 75 limit the position of these parts on the rod 63.

Der zum Verändern des Strömungswiderstandes dienen;de Teil kann auch andere Forinen erhalten, ebenso wie die Einrichtung, durch die nian die Absperriiii.,' Drosselun., oder Chertraglung der Strömung erreicht, konstruktiv in verschiedener Weise ausgeführt sein kann.That is used to change the flow resistance; the part can also received other forins, as well as the device through which the shut-off is provided., ' Drosselun., Or transferring the flow achieved, constructively in different Way can be executed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for measuring the Ströniunasintensität any medium with a throttle and shut-off device adjustable by a servomotor, the respective position of which serves as a measure of the flow, whereby an expression of the medium flowing through the throttle device. z. D. the pressure difference, sensitive part -the control of the servoniotor actuated, characterized in that when a predetermined, for example, the maximum flow of the agent is reached, a closing movement of the throttle organ is dependent on the size -the expression of the flow at the throttle organ , e.g. B. the pressure difference sets in. : 2. Device according to claim i, characterized in that the transmission (ig, 25, 26) between the part (14) which is sensitive to the expression of the flow (the pressure difference) and the control unit (27, 28) of the servo motor (7, 8) when a predetermined size (maximum) of the flow is reached, a part (5) influenced by the flow is changed so that the servomotor (7, 8 ) closes or throttles the throttle element (2). 3. Device according to claim i, characterized in that when a predetermined (.maximalen) flow occurs, the translation (19, -5, 26) between the sensitive part (14) and the controller (: 27, 28) of the servo motor (7, 8) and the control is changed by a Z> auxiliary (21). 4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the reversal (the control or the release of the translation by hand at any time, possibly by remote control, can be done. Device according to spoke i, da-, characterized in that the throttle member is mounted in a known manner so SiCl i nacha and configured "Liebig t) (Fig. 3) that it weakens the flow previously at sharp flow surge, than corresponds to the movement of the Servoniotors.