DE608583C

DE608583C - Geschwindigkeitsmess- oder -regeleinrichtung

Info

Publication number: DE608583C
Application number: DE1930608583D
Authority: DE
Original assignee: C H Jaeger & Co
Current assignee: C H Jaeger & Co
Priority date: 1930-04-11
Filing date: 1930-04-11
Publication date: 1935-01-26

Description

Bei Volumenmeßeinrichtungen, die auf Messung der Geschwindigkeit an einem bestimmten Querschnitt beruhen, tritt, wenn es sich um Messung der Geschwindigkeit gasförmiger Stoffe handelt, der Übelstand auf, daß die Anzeige der Meßeinrichtung nur für einen ganz bestimmten Gaszustand richtig ist; sobald sich Druck oder Temperatur an der Meßstelle ändern, ändert sich auch bei unverändert bleibender Geschwindigkeit der Geschwindigkeitsdruck und damit die Anzeige. Die Einrichtung zeigt nicht mehr richtig an bzw. der angezeigte Wert muß unter Berücksichtigung des anderen Gaszu-Standes umgerechnet werden. Handelt es sich um eine Einrichtung, die dazu dient, das Durchströmvolumen bzw. die Geschwindigkeit an einem bestimmten Querschnitt gleichbleibend zu erhalten, dann tritt ein ähnlicher

ao Übelstand auf, denn die Einrichtung wird auch bei gleichbleibender Geschwindigkeit durch den mit Druck oder Temperatur veränderten Geschwindigkeitsdruck in unerwünschter Weise beeinflußt. Am störendsten, weil am häufigsten und in weitesten Grenzen vorkommend, ist die Beeinflussung durch wechselnden Druck. Die Temperaturschwankungen sind meist so gering, daß ihr Einfluß vernachlässigt werden kann. Bisher bekannte Einrichtungen, die den Einfluß wechselnden Druckes beseitigen sollen, erreichen dieses Ziel nur auf sehr kompliziertem Weg. So wird z. B. nach einem englischen Patent ein besonders gesteuerter Elektromotor und ein von diesem angetriebenes Gebläse angewendet, das einen dem Geschwindigkeitsdruck entgegengesetzten Druck erzeugt. Da der von dem Gebläse erzeugte Druck in gleicher Weise von dem absoluten Druck des Fördermediums beeinflußt wird wie der Geschwindigkeits druck, wird durch das Entgegenwirken der beiden Drücke der Einfluß des absoluten Druckes ausgeschaltet. Nach der vorliegenden Erfindung wird diese Ausschaltung des Einflusses des absoluten Druckes in äußerst einfacher Weise dadurch erreicht, daß außer dem unter dem Einfluß des Geschwindigkeitsdruckes stehenden Kolben noch ein zweiter Kolben angeordnet wird, der unter dem Einfluß des Über- oder Unterdruckes an der Meßstelle steht und außerdem eine Gewichts- oder Federbelastung erfährt, die dem Druck der äußeren Atmosphäre auf die Kolbenfläche entspricht. Diese Gewichts- oder Federbelastung übt auf den Kolben die gleiche Wirkung aus, wie wenn unter dem Kolben absolutes Volumen herrschen würde. Daher wirkt sich der über die Kolbenfläche geleitete, an der Meßstelle herrschende Über- oder Unterdruck als absoluter Druck aus, denn er addiert sich bzw. subtrahiert sich von der eine Atmosphäre entsprechenden Gewichts- oder Federbelastung. Wird nun die Anordnung so getroffen, daß

die auf den Zusatzkolben ausgeübte, dem absoluten Druck entsprechende Kraft der durch den Geschwindigkeitsdruck auf den Hauptkolben ausgeübten Kraft entgegengesetzt gerichtet ist, und werden die Flächen der beiden Kolben im Verhältnis der beiden absoluten Drücke abgestimmt, dann herrscht unabhängig von der Größe des absoluten Druckes Gleichgewicht, solange die Strömungsgeschwindigkeit an der Meßstelle sich nicht ändert. Der Einfluß des Druckes an der Meßstelle ist also ausgeschaltet. An Stelle der Kolben können selbstverständlich auch Membranen, Schwimmer o. dgl. verwendet werden. In der Patentzeichnung ist beispielsweise eine Regeleinrichtung schematisch dargestellt, die die Aufgabe hat, die Geschwindigkeit, also auch das Volumen, in einem bestimmten Rohrquerschnitt gleichbleibend zu erhalten. Es ist angenommen, daß die Regeleinrichtung ein Drosselorgan in der Rohrleitung verstellt. Es kann aber auch die Leistung der die Strömung erzeugenden Maschine in irgendeiner Weise, z. B. durch Verstellung der Drehzahl, beeinflußt werden.

Die Membrane α steht unter dem Einfluß des Geschwindigkeitsdruckes an der Stelle b. Der nach oben gerichteten Kraft des Geschwindigkeitsdruckes entgegen wirkt das Gewicht c sowie der Druck p auf den Kolben d. Handelt es sich bei dem Druck p um einen Unterdruck, dann ist die Kraftwirkung dieses Unterdruckes auf den Kolben d von der Gewichtsbelastung durch c abzuziehen. Mittels eines z. B. durch Drucköl betätigten Servomotors e mit Kraftkolben g wird die Drosselklappe h verstellt, sobald die Geschwindigkeit an der Stellet sich ändert. Wird die wirksame Fläche der Membrane a mit F, die des Kolbens d mit /, der Geschwindigkeitsdruck mit h bezeichnet, und wird

-τ- = - vorgesehen, dann hat eine Änderung von ρ abs keinen Einfluß auf die Re-♦5 geleinrichtung, da h sich im geraden Verhältnis mit ρ abs ändert und die Kraftwirkung von h derjenigen von ρ abs entgegengesetzt gerichtet ist.

Die Richtigkeit dieser Überlegung sei durch nachstehende Rechnung bewiesen.

Es sei z.B. ρ abs = 10>h, dann ist -j-

— 10 auszuführen. Das Gewicht C ist mit / · 1 kg anzunehmen, wenn / die Fläche des Kolbens d in cm² ist. Es wirken dann senkrecht nach unten:

Das Gewicht C mit / kg und der Druck p auf den Kolben d mit (p —1) ·/ = / · p kg

— / kg, insgesamt also senkrecht nach abwärts f 'pkg — /kg -f- /kg = f · pkg. Nach oben wirkt der Geschwindigkeitsdruck auf

die Membrane = F · h = F · —. DaF =r 10 f

10 '

ist F •h = f · p.

Es wirkt also nach oben und nach unten der gleiche Druck f · p, es herrscht also unabhängig von der Größe des absoluten Druckes p Gleichgewicht.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zum Anzeigen und Regeln der Geschwindigkeit eines in Rohrleitungen strömenden kompressiblen Mediums bei veränderlichem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung des Einflusses des veränderlichen Druckes außer dem unter dem Einfluß des Geschwindigkeitsdruckes stehenden Kolben ein Zusatzkolben angeordnet ist, der unter dem Einfluß des Druckes an der Meßstelle steht und durch ein Gewicht oder eine Feder derart belastet ist, daß diese Gewichts- oder Federbelastung dem Druck der äußeren Atmosphäre auf die Kolbenfläche entspricht und daß die Kraftrichtung dieser Gewichts- oder Federbelastung der Kraftrichtung des Geschwindigkeitsdrucks entgegengesetzt gerichtet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Zusatzkolbenfläche zur Fläche des Hauptkolbens gleich ist dem Verhältnis von Geschwindigkeitsdruck zu absolutem Druck an der Meßstelle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen