DE394558C

DE394558C - Device for measuring a flowing medium

Info

Publication number: DE394558C
Application number: DER56382D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1924-04-23

Description

Einrichtung zum Messen eines strömenden mittels. Es bestehen bereits Einrichtungen zum Mes- sen eines strömenden Mittels, dessen Ventil durch einen Elektromotor derart angetrieben wird, daß es durch Änderung des freien Durch- ganges die gleiche Differenz der Drücke zu beiden Seiten des Ventils aufrechterhält, wobei die Lage dieses Drosselteiles (Ventils) als Maß dient. Die bekannten Einrichtungen dieser Art sind sehr unvollkommen, wirken ungenau und nicht zufriedenstellend, so daß sie überhaupt nicht praktisch anwendbar sind. Durch die Einrichtung nach der Erfindung kann eine genügende Genauigkeit, Empfindlich- keit sowie auch Einfachheit erreicht werden. Gemäß der Erfindung ist in die Strömung ein veränderlicher Widerstand eingeschaltet, d. i. es wird entweder der freie Querschnitt oder die Länge der verengten Führung oder beides geändert, und zwar immer periodisch, z. B. von einem Minimalwerte (großer Querschnitt) entweder bis auf einen größten oder veränder- lichen Wert, von welchem ab der Widerstand wieder verringert wird, um sich im nächsten Zeitintervalle wieder zu verstärken. Diese periodische Veränderung in bestimmten, ge- gebenenfalls gleichen Zeitintervallen e:folgt durch einen beliebigen Motor oder Antrieb, und zwar entweder elektrisch oder durch ein flüs- siges oder gasförmiges Mittel, von einer Trans- Inission aus usw. ; gegebenenfalls kann auch ein gemeinsamer Antrieb zur Änderung einer An- zahl von Strömungswiderständen angewendet werden. Das durch den sich ändernden Wider- stand strömende Mittel wirkt z. B. als Druck- differenz auf ein empfindliches System (z. B. mit einer Membran) ein, welches bei einer be- stimmten Intensität der Wirkung eine Ände- rung oder einen Stoß einer Hilfsenergie, z. B. eines elektrischen Stromes, Spannung, eines weiteren Hilfsmittels,. Änderung oder Stoß von Licht-, Wärme-, Schall- oder elektrischen Wellen usw., hervorruft. Da sich der Strömungswider- stand in einem Zeitintervalle in genau be- grenzter Meise ändert, so hängt die zeitliche Lage der Änderung bzw., des Stoßes der Hilfs- energie nur von der Intensität der Strömung des Mittels durch der. Widerstand ab und diese zeitliche La-e dient daher als Maß der Strömung. Zum Zwecke der Messung oder Übertragung des Strömungswertes auf beliebige Organe wird ein sogenanntes Empfängerorgan angewendet, welches sich im Verhältnis zur Änderung des Strömungswiderstandes in bestimmter Bezie- hung bzw. synchron bewegt, oder es wird ein Hilfswert, z. B. eine Kraft, eine elektrische Größe, derDruck eines Mittels usw., angewendet, welcher sich in einem bestimmten Verhältnis zur Änderung des Strömungswiderstandes än- dert. Mit dieser Bewegung oder diesem Hilfs- wert wirken die angeführten Änderungen bzw. Stöße der Hilfsenergie zusammen und bewirken entweder eine veränderliche Lage eines Teiles, z. B. eines Zeigers, einer Registrierfeder oder eines integrierenden (addierenden) Teiles oder eines einen Vorgang regelnden Teiles, oder sie wirken in einer anderen Weise, wie z. B. durch Eintragen von Punkten oder Strichen auf ein Registrierpapier, durch eine integrierende Be- wegung usw. Die Organe zur Änderung des Widerstandes und die Empfängerorgane liegen in der Regel entfernt voneinander, und es kann auch eine Anzahl von Empfängerapparaten im Anschluß an ein gemeinsames Sendeorgan, z. B. ein oder eine Anzahl von indizierenden Apparaten, ein registrierender und ein integrierender Apparat usw., angeordnet werden. Die Zeichnung zeigt schematisch ein Aus- führungsbeispiel der Einrichtung nach der Er- findung. Das zu messende Mittel srömt in einem in eine Leitung eingeschaltetenGehäuse x. Durch die Bewegung eines Teiles 3 wird der freie Durchgang der (Öffnung in einer Wand :z und dadurch auch der Strömungswiderstand geändert. Der Teil 3 wird von einem Arm 4 getragen, dessen Welle 8 aus dem Teile 6 des Gehäuses = herausragt und durch einen darauf festsitzenden Hebel io verdreht wird. Ein Wechselstromsynchronmotor 40 versetzt mit Hilfe einer Übersetzung 38 eine Scheibe 36 mit seitlicher unrunder Nut 34 in Drehung. In der Nut 34 wird eine am Ende eines im Lager 23 gelagerten Hebels 18 angebrachte Rolle 32 geführt. Ein an einem seitlich vorspringenden Arm 42 einen Elektromagneten 44 tragender Teil 22 ist durch ein Gelenk 28 mit einem in einem Lager 3o gelagerten Lenker 2o und ferner durch ein Gelenk 26 mit dem Hebel 18 verbunden, so daß er immer parallel zu sich selbst verstellt wird. Ein auf dem Zapfen 26 gelagerter und durch eine Feder 25 belasteter zweiarmiger Hebel trägt an seinem Arm 24 den Anker für den Elektromagneten 44 und ist an seinem anderen Arm mit einem Haken 16 versehen, der das freie Ende des Hebels io übergreift und so diesen Hebel io entgegen der Wirkung einer denselben belastenden Feder 12 zurückhält. Die andere Endlage des Hebels io ist durch einen Anschlag 14 bestimmt.Device for measuring a flowing medium. There are already facilities for measuring sen of a flowing medium, its valve driven by an electric motor in such a way that by changing the free passage went to the same difference in pressures sustains both sides of the valve, with the position of this throttle part (valve) as a measure serves. The known facilities of this type are very imperfect, appear imprecise and not satisfactory, so they do at all are not practically applicable. By the device according to the invention a sufficient accuracy, sensitive speed as well as simplicity can be achieved. According to the invention is in the flow variable resistance switched on, di it will either be the free cross-section or the length of the narrowed duct, or both changed, always periodically, e.g. B. of a minimum value (large cross-section) either except for a largest or variable actual value from which the resistance again is reduced to look up in the next Reinforce time intervals again. These periodic change in certain, possibly the same time intervals e: follows by any motor or drive, and either electrically or by a fluid liquid or gaseous medium, from a trans- Inission off etc; optionally can also be a common drive for changing a number of flow resistances applied will. The changing resistance stand pouring funds acts z. B. as printing difference to a sensitive system (e.g. with a membrane), which is the intensity of the effect changed tion or a surge of auxiliary energy, z. B. of an electric current, voltage, one further aids. Change or push of Light, heat, sound or electric waves etc., causes. Since the flow resistance stood in a time interval in exactly bordered tit changes, the temporal depends Position of the change or the joint of the auxiliary energy only depends on the intensity of the flow of the means through the. Resistance off and this Temporal La-e therefore serves as a measure of the flow. For the purpose of measurement or transmission of the flow value on any organs a so-called recipient organ is used, which is in relation to the change in Flow resistance in certain hung or moved synchronously, or a Auxiliary value, e.g. B. a force, an electrical one Size, the pressure of a medium, etc., applied, which is in a certain proportion to change the flow resistance changes. With this movement or this auxiliary the changes or Collisions of the auxiliary energy together and cause either a changeable position of a part, z. B. a pointer, a registration pen or an integrating (adding) part or a part regulating a process, or they act in a different way, such as B. by Entering dots or lines on a Recording paper, through an integrating movement etc. The organs for changing the resistance and the recipient organs usually lie away from each other, and there can also be a Number of receivers in the connection to a common transmission organ, e.g. B. an or a number of indexing apparatus registering and an integrating apparatus etc., can be arranged. The drawing shows schematically an management example of the facility after finding. The mean to be measured flows into a housing x connected in a line. By moving a part 3 is the free passage of the (opening in a wall: e.g. and thereby also the flow resistance changed. The part 3 is carried by an arm 4, the shaft 8 of which protrudes from the part 6 of the housing = and is rotated by a lever fixed thereon. An alternating current synchronous motor 40 rotates a disk 36 with a lateral non-circular groove 34 with the aid of a transmission 38. A roller 32 attached to the end of a lever 18 mounted in the bearing 23 is guided in the groove 34. A part 22 carrying an electromagnet 44 on a laterally projecting arm 42 is connected by a joint 28 to a link 2o mounted in a bearing 3o and furthermore by a joint 26 to the lever 18 so that it is always adjusted parallel to itself. A two-armed lever mounted on the pin 26 and loaded by a spring 25 carries the armature for the electromagnet 44 on its arm 24 and is provided on its other arm with a hook 16 which engages over the free end of the lever io and so this lever io against the action of a spring 12 that loads the same. The other end position of the lever io is determined by a stop 14.

Vor und hinter dem Strömungswiderstand 2,3 ist durch Leitungen 5o ein Gehäuse 52 angeschlossen, welches eine Membran 54 enthält. Die Bewegung dieser Membran wird durch einen Teil 56, eine Bandfeder 58, einen Hebel 6o und eine Welle 62 auf einen außerhalb des Gehäuses 52 liegenden Hebel 64 übertragen, welcher auch unter dem Einfluß einer durch eine Schraube 68 regelbaren Feder 66 steht. Die Kraft dieser Feder 66 bildet eine Gegenkraft für die auf die Membran 54 wirkende Druckdifferenz. 7o bis go ist eine später zu beschreibende Kontakteinrichtung, durch welche kurze Stromstöße hervorgerufen werden. Die Stromstöße einer elektrischen Quelle 92 werden durch eine Fernleitung 46 und Erdanschlüsse 94, 174 auf die Empfängerstelle übertragen. Dort ist ein an dasselbe Netz wie der Motor 4o angeschlossener weiterer Synchronmotor igo vorgesehen, der durch ein Getriebe 192 einen Nocken 194 antreibt. Der Nocken 194 arbeitet unter einem auf der Achse 198 eines Reibrades 2o6 frei gelagerten einarmigen Hebel, welcher einen Belastungs- und Anschlagsteil 196 trägt und mit seinem freien Ende Zoo über eine Nase einer Feder toi greift, durch die der Hebel in gehobener Lage gehalten wird. Ein am Hebel angebrachter Reibungsbacken 2io liegt am Reibrad 2o6 an. Die Feder toi trägt den Anker 2o2 eines im Stromkreis- der Quelle 92 eingeschalteten Elektromagneten 2o4. Das durch einen Sperrbacken 2o8 gegen Rückdrehung gesicherte Reibrad treibt ein in bekannter Weise eingerichtetes Zählwerk 212 an.Before and behind the flow resistance 2,3 connected by lines 5o a housing 52 containing a diaphragm 54th The movement of this membrane is transmitted by a part 56, a band spring 58, a lever 6o and a shaft 62 to a lever 64 located outside the housing 52, which is also under the influence of a spring 66 which can be regulated by a screw 68. The force of this spring 66 forms a counterforce for the pressure difference acting on the diaphragm 54. 7o to go is a contact device to be described later, by means of which short current surges are caused. The surges of current from an electrical source 92 are transmitted through a trunk line 46 and ground connections 94, 174 to the receiving location. A further synchronous motor igo connected to the same network as the motor 40 is provided there, which drives a cam 194 through a gear 192. The cam 194 works under a one-armed lever freely mounted on the axis 198 of a friction wheel 2o6, which carries a loading and stop part 196 and engages with its free end Zoo over a nose of a spring toi, by means of which the lever is held in the raised position. A friction jaw 2io attached to the lever rests on the friction wheel 2o6. The spring toi carries the armature 2o2 of an electromagnet 2o4 connected in the circuit of the source 92. The friction wheel secured against reverse rotation by a locking jaw 208 drives a counter 212 which is set up in a known manner.

Außerdem kann auf der Empfangsstelle ein Registrierapparat vorgesehen sein. Bei dem beispielsweise. dargestellten Apparat treibt ein mit dem Motor 4o der Sendestelle ebenfalls synchron laufender Motor 150 unter Vermittlung einer Übersetzung 152 und eines Nockens 154 einen im Lager 158 drehbaren Hebel 16o an, der mit seinem eine Rolle 156 tragenden Ende durch die Wirkung einer nicht dargestellten Feder gegen den Nocken 154 gedrückt wird. Der Hebel 16o trägt an seinem anderen Ende ein Schreiborgan 162 und ragt unter einen Hebel 164, der mit seiner Achse 17o in Lagern 172 gelagert ist und den Anker 166 eines im Stromkreis der Quelle g2 liegenden Elektromagneten 168 trägt. In jeder Arbeitsperiode (einer Umdrehung der Nut 34 sowie der Nocken 194 und 154) bestreicht das Ende 16z des Hebels i6o die ganze Breite eines unter demselben fortbewegten-Registrierbandes 178.In addition, a registration device can be provided at the receiving station be. For example. The apparatus shown drives one with the motor 4o the transmitting station also synchronously running motor 150 with the mediation of a translation 152 and a cam 154 in a bearing 158 rotatable lever 16o, which with his an end bearing a roller 156 by the action of a spring, not shown is pressed against the cam 154. The lever 16o enters at its other end Writing member 162 and protrudes under a lever 164, which with its axis 17o in bearings 172 is mounted and the armature 166 of an electromagnet located in the circuit of the source g2 168 carries. In each working period (one revolution of the groove 34 as well as the cam 194 and 154) the end 16z of the lever i6o sweeps the entire width of one under same moved registration tape 178.

Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt Auf der Sendestelle wird im Gehäuse i der Querschnitt 2, 3 und dadurch auch der Strömungswiderstand durch zwangläufige Bewegung des Teiles 3 periodisch geändert, und zwar wird der Teil 3 vom Motor 4o durch die am Hebel io angreifende Nase 16 entgegen der Federwirkung 12 gegen die Drosselstelle 2 zu verschwenkt. Beim kleinen Strömungswiderstand im Querschnitt .2, 3 wird der Hebel 64 durch die Feder 66 beim Anschlag 65 gehalten. Bei einer Verstärkung des Widerstandes infolge Verkleinerung des Strömungsquerschnittes 2,3 wächst der Druck auf die Membran 54, bis in einem von der Strömungsintensität abhängigen Augenblicke ein Gleichgewicht zwischen dem Druck auf die Membran 54 und der Kraft der Feder 66 eintritt und unmittelbar darauf die auf die Membran wirkende Kraft die Kraft der Feder 66 überwiegt, wonach sich der eine verstellbare Schraube 7o tragende Hebelarm 64 zu bewegen beginnt. Durch das Ende der Schraube 7o wird ein Kontakt 72 einer Feder 74 niedergedrückt und schließt einen Stromkreis der Quelle g2 mit einem Teil 78; welcher nunmehr mitgenommen wird; der Teil 78 ist durch einen Kontakt 86 mit einem Teil 76 leitend verbunden. Sobald der Teil 76 auf eine isolierte Schraube 84 des Rahmens go stößt, wird der Kontakt 86 und dadurch auch der vorher geschlossene Stromkreis g2, 74, 72, 78, 86, 76, 44, 46, 2o4,168,174, 94, 92 wieder unterbrochen. Eine Schraube 8o bildet einen Anschlag für den Teil 78, während für den Teil 74 ein oberer Anschlag 82 des Rahmens go vorgesehen ist. Durch Regelung der Schrauben 8o und 84 kann die Dauer des Stromstoßes beliebig vorausbestimmt werden. Die federnden Teile 74, 76, 78 und der Rahmen go sind durch eine Isolation 88 voneinander getrennt. Durch den Stromstoß wird der Elektromagnet 44 erregt, der Hebel 24 entgegen der Federwirkung 25 verschwenkt und der Hebel io durch die Nase 16 freigegeben; der Hebel io kehrt durch die Wirkung der Feder 12 sowie des Druckes des strömenden Mittels samt den Teilen 3 und 4 in die ursprüngliche Lage (Anschlag 14) zurück, in welcher der größte Strömungsquerschnitt offen ist.The device described works as follows: At the transmission point, the cross-section 2, 3 and thereby also the flow resistance in the housing i is periodically changed by the forced movement of the part 3, namely the part 3 is countered by the motor 4o by the nose 16 engaging the lever io the spring action 12 is pivoted against the throttle point 2. In the case of a small flow resistance in the cross section .2, 3, the lever 64 is held by the spring 66 at the stop 65. If the resistance increases as a result of a reduction in the flow cross-section 2, 3 , the pressure on the diaphragm 54 increases until an equilibrium occurs between the pressure on the diaphragm 54 and the force of the spring 66 and immediately thereafter that on the The force acting on the membrane outweighs the force of the spring 66, after which the lever arm 64 carrying an adjustable screw 7o begins to move. A contact 72 of a spring 74 is depressed by the end of the screw 7o and closes a circuit of the source g2 with a part 78; which is now taken; the part 78 is conductively connected to a part 76 by a contact 86. As soon as the part 76 hits an insulated screw 84 of the frame go, the contact 86 and thereby also the previously closed circuit g2, 74, 72, 78, 86, 76, 44, 46, 2o4, 168, 174, 94, 92 are interrupted again . A screw 8o forms a stop for part 78, while an upper stop 82 of the frame go is provided for part 74. By regulating the screws 8o and 84, the duration of the current surge can be predetermined as desired. The resilient parts 74, 76, 78 and the frame go are separated from one another by an insulation 88. The electromagnet 44 is excited by the current surge, the lever 24 is pivoted against the spring action 25 and the lever io is released through the nose 16; the lever io returns through the action of the spring 12 and the pressure of the flowing medium together with the parts 3 and 4 in the original position (stop 14), in which the largest flow cross-section is open.

Durch den elektrischen Stromstoß der Quelle 92 werden auch auf der Empfangsstelle die Elektromagnete 204 und 168 erregt. Der Elektromagnet 204 zieht seinen Anker 2o2 an und der freigegebene .Hebelarm Zoo fällt mit seinem Teil 196 auf den Nocken 194. Die Fallhöhe hängt dabei von der Lage des Nockens 194 im Augenblick des Stromstoßes ab und steht folglich in einem bestimmten Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit im Gehäuse i der Sendestelle. Beim Weiterdrehen des Nockens 194 wird der Teil i96 samt dem Hebel Zoo wieder gehoben, wobei er das Reibrad 2o6 mitnimmt und damit auch das Zählwerk Zia um einen der Strömungsgeschwindigkeit im Augenblick des Stromstoßes entsprechenden Betrag fortgeschaltet. Auf diese Weise kann die Menge des durch den Teil i durchgeflossenen Mittels ermittelt werden.The electrical surge from source 92 also causes the Receiving point the electromagnets 204 and 168 energized. The electromagnet 204 pulls its anchor 2o2 and the released .Leverarm Zoo falls with its part 196 on the cam 194. The height of fall depends on the position of the cam 194 at the moment of the current surge and is therefore in a certain relationship to the flow velocity in the housing i of the transmitting station. When the cam 194 is turned further, part i96 including the zoo lever, taking the friction wheel 2o6 with him and with it the Zia counter to one of the flow velocity at the moment of the power surge corresponding amount updated. That way, the amount of through the Part i can be determined by the means that has flowed through.

Der Elektromagnet 168 zieht seinen Anker 166 an und klopft mit dem Hebel 164 auf den Hebel 16o, welcher mit einem Teil 16z auf dem Papier 178 einen Punkt einträgt. Die Lage dieses Punktes entspricht ebenfalls der Strömung, weil sich der Hebel 16o synchron mit dem Meßhub des Teiles 3 der Sendestation bewegt. So entsteht auf dem Papier i78 ein Diagramm 176, welches den Verlauf der Schwankungen der Strömung auf der Sendestelle wiedergibt.The electromagnet 168 attracts its armature 166 and taps with the lever 164 on the lever 16o, which marks a point on the paper 178 with a part 16z. The position of this point also corresponds to the flow, because the lever 16o moves synchronously with the measuring stroke of part 3 of the transmitting station. A diagram 176 is thus created on paper 78 which shows the course of the fluctuations in the flow at the transmission point.

Auf der Sendestelle wird durch die Nut 34 der Hebel 24 wieder gehoben, so daß er mit seinem Haken i6 den Arm io fängt und bei der nächsten Meßperiode herunterzieht, wobei sich der beschriebene Vorgang wiederholt.At the transmission point, the lever 24 is lifted again through the groove 34, so that it catches the arm io with its hook i6 and pulls it down during the next measurement period, the process described is repeated.

In Abb. 2 ist ein den Strömungswiderstand, z. B. durch einen Flügel 222. regelnder Teil dargestellt. Der Flügel 222 dreht sich mit seiner Achse 224 in einem in der Leitung des zu messenden Mittels eingeschalteten Gehäuse 22o. Ein außerhalb des Gehäuses auf der Achse 224 befestigter Arm 225 wird durch eine Zugstange 226 und einen im Lager 236 gelagerten zweiarmigen Hebel 234 verschwenkt, wobei die Zugstange am Hebel 225 mit ihrem Bund 228 angreift. Der Hebel 234 wird durch die unrunde Nut einer Scheibe 240 verschwenkt, welche auf die Rolle 238 des Hebels 234 einwirkt. Eine mit einem Ende auf den Hebel 225 und dem anderen Ende auf einen Bund 232 der Zugstange 226 gestützte Feder 23o dient dazu, um die Entstehung von größeren als zulässigen Druckdifferenzen vor und hinter dem Drosselorgan 222 zu verhindern. Die Klappe 222 schließt sich nämlich bei einer bestimmten Druckdifferenz nicht mehr weiter und bei weiterer Bewegung der Zugstange 228 wird bloß die Feder 230 zusammengedrückt. Auf die Leitungen 5o wird ein empfindlicher Teil nach Art des Teiles 52 gemäß Abb. i angeschlossen.In Fig. 2 is the flow resistance, z. B. represented by a wing 222nd regulating part. The blade 222 rotates with its axis 224 in a housing 22o connected in the line of the medium to be measured. An arm 225 fastened outside the housing on the axis 224 is pivoted by a pull rod 226 and a two-armed lever 234 mounted in the bearing 236, the pull rod engaging the lever 225 with its collar 228. The lever 234 is pivoted by the non-circular groove of a disk 240, which acts on the roller 238 of the lever 234. A spring 23o supported with one end on the lever 225 and the other end on a collar 232 of the pull rod 226 serves to prevent the creation of greater than permissible pressure differences in front of and behind the throttle element 222. This is because the flap 222 no longer closes at a certain pressure difference and when the pull rod 228 continues to move, only the spring 230 is compressed. A sensitive part in the manner of part 52 according to FIG. I is connected to the lines 5o.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for measuring the flow velocity or the amount of any agent in a unit of time with a variable Flow resistance and an expression of this resistance (e.g. the pressure difference) sensitive part, characterized in that in limited, possibly same The flow resistance according to a predetermined law an assistant is progressively changed, reaching the sensitive part a predetermined intensity of the expression of the resistance (e.g. the pressure difference) Changes in an auxiliary energy (e.g. a shock) causes which its temporal Change location within the limits of these intervals, this time location serves as a measure of the flow of the agent.

2. Device according to claim i, characterized characterized in that the resistance changes from the smallest value.

3. Establishment according to claims i and 2, characterized in that when a predetermined Intensity of the expression of the resistance through the reinforcement of the resistance the assistant stops.

4. Device according to claim i to 3, characterized in that that when a predetermined intensity of the expression of resistance is reached the resistance automatically sinks back to its lowest resistance.

5. Establishment according to claims i to 4, characterized in that when a predetermined Intensity of the expression of resistance by strengthening the resistance resilient parts or parts acting by gravity is made impossible.

6th Device according to Claims i to 5, characterized in that when one reaches a predetermined intensity of the expression of resistance changes of an electrical Auxiliary energy can be generated.