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Vorrichtung zum Erzeugen eines einem Hauptstrom mengenverhältnisgleichen
Hilfsstromes Es ist bekannt, eine Dampf-, Wasser- oder Gasmenge dadurch zu messen,
daß man einen Strömungswiderstand oder ein Druckgefälle erzeugt, durch dieses Druckgefälle
einen Hilfsfluidastrom steuert und diesen mißt. Ferner ist bekannt, bei einer solchen
Anordnung den Nebenstrom zu heizen, um eine Kondensation in der Nebendrossel zu
verhüten.
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Die vorliegende Erfindung betrifft Einrichtungen dieser Art, bei denen
der Hilfsfluidastrom unter einem Druckgefälle strömt, das demjenigen des Hauptstromes
verhältnisgleich ist. Sie ermöglicht es, zur Steuerung des dem Hauptstrom verhältnisgleichen
Hilfsstromes ein Steuerorgan zu verwenden, das praktisch reaktions- und reibungsfrei
ist, so daß auch bei den kleinsten absoluten Meßbereichen das Verhältnis Hauptstrom
zu Hilfsstrom # nicht durch Reaktions- und Reibungskräfte gestört wird.
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Änderungen des Zustandes des Hauptstromes (Druck, - Heizwert usw.)
werden durch Änderungen des Düsenwertes der Drosselstrecke des Hilfsstromes berücksichtigt.
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Die Drosselstrecke kann. samt ihrem Gehäuse ganz in die Hauptleitung
verlegt werden, so daß sie von allen Seiten vom Hauptstrom umflossen wird und dadurch
zuverlässig auf gleiche Temperatur mit dem Hauptstrom gebracht wird, wenn die Verhältnisse
dies erfordern.
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In Fig. i ist ein Beispiel einer solchen Steuerung dargestellt. Der
Hilfsstrom tritt durch die Zuführung p ein, geht über einen Spalt a hinweg und wird
durch die Leitvorrichtung ß über einen Spalt y in die Aufnahmeleitung q geleitet,
die zur Nebendrosselstelle führt.
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In Fig. 2 ist u der Hauptstrom, der in der Pfeilrichtung durch einen
Staurand strömt. Der Druck vor und hinter dem Staurand wirkt auf eine meßgliedfreie
Rohrwaage t; t',
das Drehmoment der Rohrwaage wird durch den auf Glocken
k, k' wirkenden Druckunterschied ausgewogen, den ein mittels der Muschel
b eingesteuerter Hilfsstrom auf der Drosselstrecke q, q' erzeugt. Der Hilfsstrom
p beliebiger Herkunft wird in Einrichtungen e, n gereinigt und getrocknet
und durchströmt auf dem Wege zwischen den Anschlüssen der Glocken k, k' Droßlungen
f, f',
f", f':', um danach in einem Mengenmesser gemessen zu werden.
Nach einer abermaligen Trocknung in e' strömt er durch die poröse Wand w, an der
der Strömungswiderstand durch h gemessen wird. Die Droßlung fliegt in einer
Wärmeaustauschkammer s, die zweckmäßig mit Rippen o. dgl. besetzt ist und auswechselbar
mittels Flanschen o. dgl. -in das Rohr eingebaut ist, durch das der Hauptstrom fließt.
Dadurch nimmt das Hilfsfluidum an dieser Stelle die Temperatur des Hauptstromes
an, so daß es in dieser Beziehung mit dem Hauptstrom zustandsgleich ist. Um das
Hilfsfluidum beim Durchströmen der Droßlung f wenn nötig auch auf gleiche Dampfsättigung
bringen zu können, kann im
Unterteil dei Kammer s die betreffende
Flüssigkeit eingebracht werden, die verdunstende.Flüssigkeit kann in einem Kondensator
d oberhalb der Kammer s wieder ausgeschieden werden und in die Kammer s zurücklaufen.
Damit der Hilfsstrom der auf einen bestimmten Normalzustand reduzierten Hauptstrommenge
verhältnisgleich wird, werden die Einzeldroßlungen vom Druckmesser, Dichtemesser
und Temperaturmesser entsprechend dem auf diese Meßinstrumente wirkenden Hauptstromzustand
verändert. Je nach dem Umstande können auf diese Weise auch noch andere Faktoren
den Düsenwert der Drosselstrecke q, q' beeinflussen, beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt,
die Gaszusammensetzung, der Heizwert, verschiedene Tarifbedingungen in Abhängigkeit
von der Zeit oder andere. Unverändert bleibt stets das Druckgefälle demjenigen des
Hauptstromes verhältnisgleich. Verringert eine der Regelvorrichtungen den Durchgangsquerschnitt,
so verringert sich die Hilfsstrommenge, und das Meßergebnis bewertet das Hauptstromgefälle
entsprechend.
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Handelt es sich beispielsweise .um Gas und steigt der Überdruck vom
Normalwert P auf P', so muß der Düsenwert der Drosselstrecke im Verhältnis der Wurzeln
aus diesen Drucken vergrößert werden, um die gemessene Menge auf den Normalzustand
zu berichtigen.
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In Fig. 3 sind t, t' zwei Druckmesser, die beiderseits des
Staugerätes im Hauptstrom angeschlossen sind und auf die Enden der in
i, i gelagerten Hebel Kräfte übertragen.
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Bei p fließt ein Hilfsfluidum mit Überschüssigem Druck und in überschüssiger
Menge zu, von dem durch eine Steuermuschel b so viel in die Leitung
q geleitet wird, bis der Druck in der Glocke k der durch p ausgeübten Kraft
das Gleichgewicht hält. Das Hilfsfluidum fließt in der Pfeilrichtung nach q' und
wird von da durch eine zweite Steuermuschel b' in dem Maße herausgelassen, daß der
auf k' wirkende Druck der Kraft von t' die Waage hält. Der Hilfsstrom durchströmt
also die auf seinem Wege zwischen den Anschlüssen der Glocken k, k' liegenden
Droßlungen mit einem Gefälle, das dem Druckunterschied von t, t' verhältnisgleich
ist. Die Berücksichtigung von Druck, spez. -Gewicht usw. durch Droßlungen
f, f',
f", f"' ist die gleiche, wie irr dem vorhergehenden Beispiel beschrieben.
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In der Regel wird man sich mit einer Droßlung f im Hilfsstromkreis
begnügen und die Änderung des Düsenwertes dieser Droßlung von einer Eigenschaft,
z. B. dem Druck des zu messenden Mediums, abhängig machen, da man die Änderung anderer
Eigenschaften des Hauptstromes, wie schon oben gesagt, auf andere Weise berücksichtigen
kann, z. B. Temperatur durch Anordnung der Drosselstrecke innerhalb der Hauptleitung,
spez. Gewicht und Feuchtigkeit durch Abzweigung des Hilfsstromes von der Hauptleitung
u. dgl.
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Der Strömungsmesser mit den beschriebenen dargestellten Einrichtungen
ermöglicht eine vom Nullwert an korrekte Messung auch unreiner Gase und Flüssigkeiten
unter Berücksichtigung aller Änderungen des Gesamtzustandes, die für die Messung
von Belang sind.