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Strömungsmesser Es sind Strömungsmesser mit in einem konischen Meßrohr
sich bewegendem Schwebekörper bekannt, der frei schwebend und durch die Strömung
in Rotation versetzt arbeitet, ohne durch eine Führungsstange gehalten zu sein.
Diese Messer zeigen sehr genau an, da sie vollkommen reibungsfrei sind. Sie haben
aber den Nachteil, daß der Spielraum des Schwebekörpers im Rohr nur klein sein kann,
da sonst der Schweber durch Wirbelbildung unruhig wird, an die Wand schlägt und
nicht mehr arbeitet. Der zur Verfügung stehende nur kleine Durchflußspalt bewirkt,
daß die Zähigkeit des Mediums sich besonders im unteren Teil des Rohres bei der
Eichung sehr stark bemerkbar macht, so daß die z. B. für die Umrechnung des Durchflusses
von Medien verschiedenen spezifischen Gewichtes theoretisch gültigen Zahlen nicht
mehr zutreffen und daher für jedes Medium eine gesonderte empirische Eichung erforderlich
ist. Diese Art von vollkommen frei schwebenden Anzeigekörpern ist auch sehr empfindlich
gegen Abweichungen der Lage des Meßrohres von der Senkrechten, so daß sie nur in
stationären Anlagen benutzt werden kann.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man die Schwebekörper, auch solche,
die nach oben hin offen sind, an Stangen geführt, indem man sie am oberen und unteren
Ende oder auch auf ihrer ganzen Länge mit einer Lagerbüchse versah, so daß der Schweber
gezwungen wurde, seine genaue Lage im Meßrohr einzuhalten, unbeschadet der Breite
des Durchflußspaltes und der evtl. auftretenden Wirbelbildungen. Diese Konstruktion
hat den schwerwiegenden Nachteil, daß bei der unvermeidlichen allmählichen Verschmutzung
der Stange und der Lagerbüchse, die nicht geschmiert werden kann, die einwandfreie
Steigbewegung des Schwebers gehemmt und die Anzeige ungenau wird. Man hat dies zu
vermeiden versucht, indem man den Schweber in im übrigen bekannter Weise durch den
Strom des Mediums in Rotation versetzte. Hierbei zeigte sich aber der weitere Nachteil,
daß der Schwebekörper bei einer gewissen Tourenzahl anfing zu klettern, so daß die
Messung wiederum falsch wurde. Die Nachteile dieser geführten Schwebekörper sind
so groß, daß man von ihrer Anwendung ganz abgekommen ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Konstruktion, bei der
die Vorteile der beiden genannten Bauarten vereinigt sind, ohne aber deren Nachteile-
zu übernehmen. Sie besteht darin, daß der als oben offener rotierender Körper von
beliebiger Form ausgebildete Schweber nur an einem einzigen, vorteilhaft dem tiefstliegenden
Punkte an einer Stange zentrisch geführt ist, so daß er um diesen Punkt seitlich
wie etwa um ein Kugelgelenk hin und her beweglich ist und sich im Ruhezustande
-zur Seite legt. 'Er hat also, abgesehen von der Berührungsstelle, überhaupt
keine bestimmte Lage zur Führungsstange und wird erst durch die Strömung und seine
Rotation
aufgerichtet. Hierbei zentriert er sich selbst im Strome, ähnlich wie der ganz frei
bewegliche Schwebeas ohne Führungsstange.
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Diese Anordnung ermöglicht, alle Vorteile des an einer Stange geführten
Sehwebers voll auszunutzen, z. B. kann der Spielraum zwischen Schweben und Meßrohr
praktisch leliebig groß sein, ohne daß der in seinem Führungspunkt von der Stange
zentrisch festgehaltene Sehweber unruhig wird. Da der Sehweber abgesehen von dem
untersten Punkt sich in dem Strome genau zentrieren kann, so folgt -er allen kleinen
Schwankungen desselben, kann sich also auch in dessen Richtung einstellen, wenn
diese von der genauen Richtung der Stange etwas abweichen sollte, was bei leichten
Wirbelbildungen eintritt. Eine Hemmung des Sehwebers durch Verschmutzung ist nicht
zu befürchten, da derselbe keine eigentliche reibende Führungsfläche besitzt. Auch
das Klettern des Sehwebers ist vollständig dadurch vermieden, daß die Achse des
Sehwebers und die Achse der Stange sich zwar immer an dem Berührungspunkte schneiden,
aber fast stets um ein geringes voneinander abweichen.
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Diese freie Beweglichkeit des Sehwebers erlaubt auch, daß derselbe,
wenn auch an seinem untersten Punkte an der Stange gehalten, im übrigen in jeder
Weise dem Strome folgen kann und so auch bei stark geneigter Meßrohrlage noch einwandfrei`
rotiert und ruhig arbeitet, was weder der ganz starr geführte Sehweber noch auch
der ganz frei arbeitende Sehweber jemals erlaubt hat. Dieser Umstand ist von besonderer
Wichtigkeit, wenn das Instrument Bewegungen, z. B. in einem Flugzeug, ausgesetzt
ist. Die Neigung des Meßrohres kann unbeschadet der guten Arbeit des Sehwebers bis
@ zu 45' betragen.
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Bei dieser Anordnung ist auch infolge der Anwendungsmöglichkeit großer
Durchlaßspalten zwischen Sehweber und Rohrinnerem der Einfluß der Zähigkeit auf
die Messung praktisch vollständig ausgeschaltet, so daß ein solches Instrument den
theoretischen Gesetzen des Durchflusses durch Düsen folgt und z. B. die Messung
von Gasen verschiedenen spezifischen Gewichts ohne besondere Eichungen gestattet.
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Als Beweis einwandfreien Arbeitens dient auch hier wie bei dem vollständig
frei beweglichen Sehweber die Eigenrotation, die ihrerseits wegen der Unmöglichkeit
des Kletterns keinerlei Nachteile mehr bietet.
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Es ist natürlich vorteilhaft, die Führungsstange im Meßrohr zu zentrieren.
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In beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Abb. i zeigt das konische Meßrohr a mit der darin zentrierten Führungsstange
b, auf der sich der nur im.untersten Punkt geführte Schwimmer c bewegt.
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Abb. a zeigt den Schwebekörper von Abb. i im Schnitt, wobei die Führungsstelle
d deutlich sichtbar ist.
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Abb. 3, 4 und 5 zeigen verschiedene Formen des Schwebekörpers im Schnitt.
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Abb.'6 und 7 zeigen je einen Schwebekörper im Schnitt, dessen obere
öffnung nur so weit ist, daß seine freie Schwenkbarkeit um den Führungspunkt d im
Sinne der Erfindung noch erhalten ist.
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Abb. 8 zeigt, die Führung der Stange b in zwei im Meßrohr eingeklemmten
Zentrierungsscheiben, von denen die untere, e, mit der Stange b fest verbunden ist,
während die obere, f, auf der Stange verschiebbar ist.