DE430846C

DE430846C - Device for quantity measurement by means of auxiliary current

Info

Publication number: DE430846C
Application number: DES65960D
Authority: DE
Original assignee: KURT RUMMEL DR ING
Current assignee: KURT RUMMEL DR ING
Priority date: 1924-05-07
Filing date: 1924-05-07
Publication date: 1926-06-24

Description

Vorrichtung zur Mengenmessung mittels Hilfsstromes. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit oder von Mengen strömender Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase. Es ist bereits bekannt, in einer die zu messende Flüssigkeit führenden Primärleitung an einer Drosselstelle eine Druckdifferenz und in .einer Sekundärleitung eine weitere Druckdifferenz an _#:ner Drossel in dieser Leitung zu erzeugen und das Verhältnis dieser beiden Druckdiffer-nzen durch ein Regelventil, das mit zwei beweglichen, je unter zwei von den vier Drucken stehenden Wänden (Membranen, Kolben oder Glocken) in Verbindung steht, konstant zu halten, so daß die Strömungsmengen in den beiden Leitungen proportional sind. Nach Ansicht des Erfinders bestehen aber bei den bisher bekannten, nach diesem Prinzip arbeitenden Vorrichtungen noch gewisse Nachteile.Device for quantity measurement by means of auxiliary current. The invention relates to a device for measuring the speed or quantities of flowing Liquids, vapors or gases. It is already known in one of the to be measured Primary line carrying liquid at a throttle point has a pressure difference and in a secondary line another pressure difference at _ #: ner throttle in this Line to generate and the ratio of these two pressure differences by a Control valve with two movable ones, each under two of the four pressures Walls (diaphragms, pistons or bells) to keep constant, so that the flow rates in the two lines are proportional. According to of the inventor exist in the previously known, working according to this principle Devices still have certain disadvantages.

Gemäß vorliegender Erfindung sollen diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß die beweglichen Wände, auf welche die vier Drucke der in der Primärleitung angeordneten Hauptdrossel und der Nebendrossel in der Sekundärleitung wirken, so angebracht sind, daß das von ihnen gesteuerte Regelventil zwischen diesen beiden beweglichen Wänden liegt. Diese ganze Regelvorrichtung wird dann von einem gemeinsamen Gehäuse umschlossen, zu dem die einzelnen Drucke durch besondere Rohrleitungen geführt werden und das von der Flüssigkeit der Sekundärleitung durchströmt wird. Es geht also der Hauptstrom in der Primärleitung durch die Hauptdrossel, während ein zweiter Strom, in dem eine Nübendrossel liegt, getrennt hiervon durch ein Regelventil strömt, welches in einem Gehäuse zwischen zwei beweglichen Wänden liegt. Zu diesem Gehäuse sind auch die Drucke vor und hinter der Hauptdrossel geführt, derart, daß die Paardrucke an der einen Wand die Drucke vor den Drosseln, die Paardrucke an der anderen Wand die Drucke hinter den Drosseln sind.According to the present invention, these disadvantages are intended to be avoided be that the movable walls on which the four prints of the primary line arranged main throttle and the secondary throttle in the secondary line act so are attached that the control valve controlled by them between these two movable walls. This whole control device is then shared by one Enclosed housing to which the individual prints are led through special pipelines and that from the liquid in the secondary line flows through will. So the main current in the primary line goes through the main choke while a second stream, in which a tube throttle is located, separated from it by a control valve flows, which is located in a housing between two movable walls. To this Housing are also the prints in front of and behind the main throttle, such that the pair prints on one wall, the prints in front of the throttles, the pair prints on the other wall are the prints behind the throttles.

In den Abbildungen sind zwe: Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im wesentlichen schematisch dargestellt, die Einrichtungen zur Messung der Geschwindigkeit oder Menge von Flüssigkeiten oder Gasen betreffen. Gemäß Abb. i ist in die Primärrohrleitung P eine Staudüse d eingesetzt. Vor und hinter dieser herrschen die Drucke p, und p2, die von der Geschwindigkeit der in der Rohrleitung sich bewegenden Flüssigkeits-oder Gasmenge abhängen. Diese Drucke wirken durch Rohrleitungen r1, r. in Kammern k1, k2 der in ein Gehäuse g eingeschlossenen Regelvorrichtung. Die Kammern werden durch Membranen m" m'2 abgeschlossen, die ihrerse-ts durch eine Spindel s miteinander starr gekuppelt sind. Die Spindel trägt einen Ventilkegel v, der ein Ventil in der Trennwand zwischen zwei Kammern k4 und kx steuert. Die Spindel s ist ferner mittels einer Stopfbuchse b durch eine weitere Trennwand geführt, die einen Raum k3 einseitig abschließt, der andererseits durch die Membran in, begrenzt wird. Der Raum k4 wird durch die andere Membran m-, abgeschlossen. Er steht im übrigen mit einer Sekundär-oder Nebenrohrleitung S in Verbindung, die andererseits an den Raum kx angeschlossen ist und eine beispielsweise mittels einer Pumpe p angetriebene Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder Öl, führt, die sich im Kreislauf durch diese Leitung hindurchbewegt, wobei deren Menge durch die Einstellung des Ventilkegels v gesteuert wird. Auch ist in der Leitung S ein als feste Drosselstelle wirkendes Ventil oder eine sonstige-Einstellungsvorrichtung c vorgesehen. Die Menge der in der Sekundärleitung S sich bewegenden Flüssigkeit wird mittels eines beliebigen Meßgerätes M gemessen. Schließlich besteht noch eine Rohrverbindung r3 zwischen dem Raum k3 der Regelvorrichtung und dem hinter der Drosselvorrichtung c gelegenen Teil der Sekundärleitung.The figures show two: exemplary embodiments of the subject matter of the invention essentially shown schematically, the devices for measuring the speed or amount of liquids or gases. According to Fig. I is in the primary pipeline P a stagnation nozzle d is used. In front of and behind this there are the pressures p, and p2, which depends on the speed of the liquid or moving in the pipeline Depend on the amount of gas. These pressures act through pipelines r1, r. in chambers k1, k2 of the control device enclosed in a housing g. The chambers are through Diaphragms m "m'2 closed, which theirerse-ts by a spindle s with each other are rigidly coupled. The spindle carries a valve cone v, which has a valve in the Partition between two chambers k4 and kx controls. The spindle s is also means a stuffing box b passed through a further partition wall, a space k3 on one side closes, which on the other hand is limited by the membrane in. The room k4 becomes through the other membrane m-, completed. He is also available with a secondary or Secondary pipe S in connection, the other hand connected to the room kx and a liquid driven for example by means of a pump p, preferably Water or oil, which circulates through this line, the amount of which is controlled by adjusting the valve cone v. Even is in the line S a valve acting as a fixed throttle point or some other setting device c provided. The amount of liquid moving in the secondary line S. is measured using any measuring device M. Finally there is one more Pipe connection r3 between the space k3 of the control device and that behind the throttle device c located part of the secondary line.

Die Wirkungsweise der. Einrichtung ergibt sich daraus, daß die Membranen ml, in. und damit die Stellung des den. Flüssigkeitsstrom in der Sekundärleitung bee'_nflussenden Ventilkegels v einerseits durch die Differenz p,-p2 der Drucke an der Drosselstelle d der Primärleitung P beeinflußt werden, die proportional ist der Flüssigkeits- oder Gasmenge in der Primärleitung. Andererseits herrschen vor und hinter der Drosselstelle c in der Sekundärleitung S die Drucke p3 und p4; hiervon wirkt p3 auch in dem Raum h3 auf die Membran ml, p4 dagegen auf die Membran in,>. In dem Raum h., hinter dem Ventil v herrscht im Vergleich zu dem Druck p4 ein Unterdruck, der durch die Drosselung beim Durchgang der Flüssigkeit durch das Ventil erzeugt wird. Da nun die Membranen inl, In,# auch unter dem Eintluß der Drucke p3 und p4 stehen, hängt die Stellung des Ventils v und damit der Umlauf der Flüssigkeit in der Sekundärleitung S von dem Verhältnis der Differenz der Drucke ab. Es stellt sich durch die Wirkung des Ventils v ein Ausgleich in der Weise her, daß das angegebene Verhältnis der Druckdifferenzen Eins wird, sobald die -gesamte Regelvorrichtung sich im Gleichgewicht befindet. Dann aber ist der Flüssigkeitsumlauf in der Leitung S proportional der Flüssigkeitsbewegung in der Primärleitung P, und das Meßgerät M zeigt auch die Flüssigkeitsmenge in der Primärleitung an.How the. Facility results from the fact that the membranes ml, in. And thus the position of the den. Liquid flow in the secondary line influencing valve cone v can be influenced on the one hand by the difference p, -p2 of the pressures at the throttle point d of the primary line P, which is proportional to the amount of liquid or gas in the primary line. On the other hand, the pressures p3 and p4 prevail upstream and downstream of the throttle point c in the secondary line S; of this, p3 also acts in the space h3 on the membrane ml, while p4 acts on the membrane in,>. In the space h., Behind the valve v, there is a negative pressure compared to the pressure p4, which is generated by the throttling when the liquid passes through the valve. Since the membranes in1, In, # are also under the influence of the pressures p3 and p4, the position of the valve v and thus the circulation of the liquid in the secondary line S depends on the ratio of the difference between the pressures away. The action of the valve v produces a compensation in such a way that the specified ratio of the pressure differences becomes one as soon as the entire control device is in equilibrium. But then the liquid circulation in the line S is proportional to the liquid movement in the primary line P, and the measuring device M also shows the amount of liquid in the primary line.

Das Verhältnis ist im Gleichgewichtszustand natürlich nur dann gleich Eins, wenn die Flächen der Membranen ml, m. gleich bemessen wird; sind sie ungleich, so wird .dieses Verhältnis im Gleichgewichtszustand der Anlage gleich einem konstanten Wert, der größer oder kleiner als Eins ist.The relationship is of course equal to one in the state of equilibrium only if the areas of the membranes ml, m. are dimensioned the same; if they are not equal, then this ratio in the equilibrium state of the system is equal to a constant value which is greater or less than one.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. a zeigt eine Anordnung, bei der die Regelvorrichtung nicht in die Sekundärleitung selbst ein.-geschaltet ist, sondern in einer Abzweigung von dieser liegt. In der Primärleitung P werden auch hier vor und hinter einer Drosselscheibe d die Drucke p1, p2 abgenommen und wirken - in der Regelvorrichtung auf die Membranen ml, nz#,. In der Sekundärleitung S ist eine fest eingestellte Drosselvorrichtung c angeordnet, an der sich die Drucke p3, p4 einstellen. Vor dieser Drosselvorrichtung ist eine Leitung z abgezweigt, die zu dem den entsprechenden Druck p3 enthaltenden Raum k3 führt. Aus diesem Raum tritt die Flüssigkeit durch die von dem Membrangestänge s gesteuerte Ventilvorrichtung v nach dem Raum kx über, aus dem die Flüssigkeit in das Freie austritt, so daß dieser Raum nur unter dem atmosphären Druck steht. Die Rückseite der Membran m2 wird durch den Druck p4 beeinflußt, und es steht dementsprechend der Raum k4 durch eine Leitung mit dem hinter der Drosselstelle c liegenden Teil der Sekundärleitung S ;n Verbindung.The embodiment according to Fig. A shows an arrangement in which the control device is not switched into the secondary line itself, but is located in a branch from it. In the primary line P, the pressures p1, p2 are taken off in front of and behind a throttle disk d and act - in the control device on the membranes ml, nz #,. In the secondary line S there is a fixed throttle device c, on which the pressures p3, p4 are established. A line z is branched off upstream of this throttle device and leads to the space k3 containing the corresponding pressure p3. From this space the liquid passes through the valve device v controlled by the membrane rod s to the space kx, from which the liquid exits into the open, so that this space is only under atmospheric pressure. The rear side of the membrane m2 is influenced by the pressure p4, and the space k4 is accordingly connected by a line to the part of the secondary line S; n located behind the throttle point c.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist im wesentlichen dieselbe wie bei derjenigen nach Abb. r. Als Maß für die Durchtlußmenge in der Primärleitung P dient die durch die Leitung z und aus der Kammer h.x austretende Flüssigkeitsmenge. die in beliebiger Weise nach den 1Momentanwerten oder der Gesamt-. menge durch Zeigerwerke, Registriervorrichtungen, Zählwerke u. dgl. festgestellt werden kann.The operation of the arrangement is essentially the same as in those according to fig. r. The measure for the flow rate in the primary line P is used the amount of liquid emerging through line z and from chamber h.x. the in any way according to the instantaneous values or the total. amount by pointer movements, Registration devices, counters and the like can be determined.

Für die praktische Durchgestaltung der im wesentlichen nur schematisch angegebenen Ausführungsbeispiele sind folgende Gesichtspunkte maßgeblich.For the practical implementation of the essentially only schematically The following points of view are decisive.

Das Prinzip des Spannungsumformers oder der Meßvorrichtung ist für alle strömenden Mengen brauchbar, die sich ohne nennenswerte plötzliche Veränderungen der Geschwindigkeit bewegen. Nun kommen in der Praxis aber sehr viele Fälle solcher plötzlichem Änderungen vor, z. B. regelmäßig, wenn die Messung in der Nähe von Kolbenmaschinen stattfindet, die in die Leitung oder aus der Leitung arbeiten, ferner bei plötzlichen Belastungsänderungen der angeschlossenen Maschinen. Bei solchen ;;StöPaen« liefert die angegebene Vorrichtung nur dann richtige Werte, wenn zur Konstanthaltung des genannten Verhältnisses Dämpfungserscheinungen bis zu einem zu vernachlässigenden Maße vermieden werden.The principle of the voltage converter or the measuring device is for all pouring quantities usable that change without sudden changes worth mentioning move the speed. In practice, however, there are very many cases of this kind sudden changes, e.g. B. regularly when the measurement is carried out in the vicinity of piston engines takes place who work in or out of the line, and also in the case of sudden Changes in load on the connected machines. With such ;; StöPaen «delivers the specified device is correct only if to keep the mentioned ratio damping phenomena up to a negligible Dimensions are avoided.

Der bei stoßweiser Strömung durch Dämpfung auftretende Fehler ist eine bekannte Erscheinung bei allen Messern mit Verengungsstelle (Venturirohre, Stauscheiben); derartige Messer zeigen: bei stoßweiser Strömung falsch, oft bis zu mehreren ioo Prozent. Der Grund liegt im Folenden: Die auftretende Dxuckdifferenz ist' nicht der strömenden Menge, sondern ihren Quadraten proportional; infolgedessen muß aus der Druckdifferenz, wenn man aus ihr die Menge bestimmen will, mit irgendwelchen, meist selbsttätigen technischen :Mitteln die Wurzel gezogen werden. Be;' stoßweiser Strömung muß ebenso stoßweise die Wurzel in jedem Augenblick gezogen werden. Bei auftretender Dämpfung, wie sie für ruhige Ablesung und Aufschreibung bei allen Meßgeräten der Technik gewünscht wird, darf nun diese Dämpfung erst dann einsetzen, wenn die Wurzel bereits gezogen ist, nicht aber vorher. Alle Dämpfung beruht nämlich darauf, daß eine Mittelbildung aus den Momentanwerten stattfindet; soll nun diese Wurzel aus den Momentanwerten gezogen werden, so muß das Mittel aus der Wurzel gebildet werden.; würde aber vor dem Wurzelziehen gedämpft, so würde nicht das Mittel aus der Wurzel, sondern die Wurzel aus dem Mittel gezogen. Hierdurch entstehen, wie leicht nachzurechnen ist, die b:s zu mehreren i oo Prozent betragenden genannten Fehler.The error that occurs in intermittent flow due to damping is a well-known phenomenon in all knives with a narrowing point (Venturi tubes, Baffle plates); Such knives show: wrong with intermittent current, often up to to several hundred percent. The reason is as follows: The pressure difference that occurs is not proportional to the flowing quantity, but to its squares; Consequently must from the pressure difference, if one wants to determine the quantity from it, with any, mostly automatic technical: means the roots are pulled. Be; ' intermittently Current must just as intermittently, the root must be pulled at every moment. at occurring attenuation, as it is for calm reading and writing with all measuring devices the technology is desired, this damping may only start when the The root has already been taken, but not before. All damping is based on that an averaging takes place from the instantaneous values; should now this root are drawn from the instantaneous values, the mean must be formed from the root will.; but if it were dampened before the roots were pulled, the remedy would not be exhausted the root, but the root pulled out of the middle. This creates how it is easy to recalculate the b: s mentioned to several hundred percent Failure.

Die schädliche Dämpfung kann nun durch möglichste Verringerung der Wege und Massen der bewegten Teile klein gehalten werden. Das ist aber nur möglich, wenn bei der übertragung der Drucke irgendwelche in ihrer Höhe veränderliche, also durch Wechsel der Druckdifferenzen bewegte Flüssigkeitsspiegel vermieden werden, denn deren Bewegung bringt infolge der erheblichen Massen und Wege stets eine nennenswerte Dämpfung mit sich. Würden: noch Glocken oder Schwimmer von diesen Spiegeln bewegt, so würde sich die Dämpfung noch mehr verschärfen. Ferner sind alle Rohrleitungen möglichst kurz und reichlich zu bemessen. Sie werden praktisch natürlich ohne die in den Abbildungen dargestellten Krümmer ausgeführt. Auch wirkt der Zusammenbau der gesamten Regelvorrichtung in einem Gehäuse in demselben Sinne. Ferner sind die bewegten mechanischen Teile möglichst leicht zu bemessen.The damaging damping can now be reduced by as much as possible Paths and masses of the moving parts are kept small. But that is only possible if there are any changes in height during the transfer of the prints, that is fluid levels moving by changing the pressure differences are avoided, because their movement always brings a noteworthy one due to the considerable masses and paths Cushioning with itself. If bells or swimmers were still moved by these mirrors, this would increase the damping even more. Furthermore, all pipelines are to be measured as briefly and generously as possible. You will practically be natural without that Executed manifold shown in the figures. The assembly also works the entire control device in one housing in the same sense. Furthermore, the moving mechanical parts to be dimensioned as easily as possible.

Claims

PATENT CLAIM: i. Device for measuring the amount of flowing Liquids, vapors; or gases, with the pressure difference at a throttle in a secondary line carrying the measuring fluid is made proportional to the Pressure difference at a throttle in the primary line carrying the medium by means of a control valve on the secondary line with two movable ones, each under two is connected by the four prints standing walls, characterized in that the control valve between the two in a known manner in a common Housing housed movable walls (z. B. membranes) is arranged and that the pair prints on one wall, the prints before the throttles and the pair prints on the other wall are the prints behind the throttles.

2. Device according to claim i, characterized in that the control valve is in one of the secondary line branched line is located, which leads to a free outlet, so that the space behind the control valve is under atmospheric pressure.