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Zum Messen von strömenden Flüssigkeiten oder Gasen dienendes Differential-Manometer
Die Erfindung betrifft die weitere apparative Ausbildung eines zum Messen des Durchflusses
durch eine von Flüssigkeiten oder Gasen durchströmte Rohrleitung dienenden bekannten
Differential-Manometers, bei welchem ein an die Unterdruckstelle des Drosselgerätes
der Flüssigkeits- oder Gasleitung angeschlossener, im Manometergehäuse fest angeordneter
Meßhohlkörper mit einer beispielsweise zylindrischen Außen- -und einer glockenförmigen,
radizierend wirkenden Innenfläche in eine den Über- und Unterdruckrawndes Manometers
trennende Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, taucht, die sich in einem mit der Anzeigevorrichtung
verbundenen beweglichen Gefäß befindet. Der im Drosselgerät erzeugte Druckunterschied,
welcher ein Maß für den zu messenden Durchfluß .der Rohrleitung ist, wirkt in bekannter
`'eise auf die Trennflüssigkeit, die dem Durchfluß entsprechend mehr oder weniger
in :den, Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche eindringt und das somit weniger
oder mehr belastete Gefäß zum Steigen oder Sinken bringt. Hierbei bildete man zweckmäßig
den Hohlraum -des Hohlkörpers mit glockenförmiger Innenflächa derart aus, daß der
Gefäßhub der Wurzel aus dem auf die Flüssigkeit wirkenden Druckunterschied, also
unmittelbar dem Dur chfluß durch die Rohrleitung, proportional ist.
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Bei bekannten Bauarten bildet das Manometergehäuse auf seiner ganzen
Länge den mit dein Drosselgerät verbundenen Überdruckraum, in den der oben geschlossene
Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche eingesetzt ist. Dabei wird das die Trennflüssigkeit
enthaltende Gefäß zum Teil von einem Ausgleichgewich.t, zum Teil von einem Schwimmer
getragen, der sich in einem in der Wandung des Hohlkörpers mit glockenförmiger Innenfläche
angeordneten Trog befindet, wobei mehrere den Schwimmer und das Gefäß verbindende
Stangen in dem zwischen dem Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfl.äche und der
Gehäusewand befindlichen Raum hochgeführt sind. Dies stellt eine verwickelte Anordnung
dar, da die Unterdruckleitung gasdicht durch zwei Wandungen hindurchgeführt werden
muß und da die bei dem kleinen Gerät beschränkten Raumverhältnisse den Zusammenbau
der vielen Einzelteile erschweren.
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Erfindungsgemäß werden bei einem Differential-Manometer der eingangs
beschriebenen Art diese Nachteile dadurch beseitigt, daß man den Hohlkörper oben
offen läßt und so in das Manometergehäuse einsetzt, daß im oberen Gehäuseteil ein
Unterdruckraum entsteht, der die Schwimmereinrichtung aufnimmt, die mit dem die
Trennflüssigkeit enthaltenden Gefäß lediglich durch eine .zentral durch die Meßkörperöffnung
geführte Stange verbunden ist. Dadurch wird das Gerät ganz erheblich vereinfacht.
Alle Dichtungsschwierigkeiten entfallen. Zum Tragen des Hohlkörpers mit glockenförmiger
Innenfläche dient lediglich ein Flansch oder
Kragen, der in einer
Teilfuge des Gehäuses festgeklemmt wird, so @daß also der zum Tragen des Hohlkörpers
mit glockenförmiger
| Innenft Üchedienende Teil gleichzeitig auch. |
| die mechanische Abdichtung zwischen |
beiden Druckräumen bewirkt. ..ÄH, Infolge der Verlegung des Unterdruckrau-
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mes in das Manometergehäuse läßt sich erst die Schwimmereinrichtung ohne
Schwierigkeiten so groß bauen und so hoch anordnen, daß sie allein das stabile Tragen
des Gefäßes bewirkt.
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Gemäß einer anderen bekannten Bauart ist ein von einem Schwimmerkörper
getragener, ring- oder röhrenförmiger Tauchkörper mit einer zwecks Radizierung des
Differentialdruckes gesetzmäßig geformten Oberfläche beweglich in der im Manometergehäuse
ortsfesten Trennflüssigkeit angeordnet, wobei das Innere eines in der Gehäusedecke
befestigten, bis in die Trennflüssigkeit hinabreichenden Hohlzylinders den Unterdruckraum
bildet. An letzteren schließt sich eine auf das Gehäuse aufgesetzte Haube an, die
insbesondere zu dem Zwecke vorgesehen ist, im Gehäusedeckel einen durch eine Schraube
absperrbaren Druckausglelchkanal zwischen Unter- Lind Überdruckraum anbringen zu
können. Auch dieses Gerät ist bezüglich seiner Eignung als Meßvorrichtung dem Erfind,ungsgegen,stande
unterlegen. Denn auch bei unendlich dünner Wandstärke des Kragens des Tauchkörpers
gestattet es nur einen Hub des Schwimmkörpers, der nicht größer ist als die auf
das Gerät ausgeübte Druckdifferenz. Es ist also nicht möglich, in der Umgebung des
Nullpunktes eine Radizierung durchzuführen. Dadurch ist .der lineare Meßbereich
vom Gesamthub des Schwimmkörpersabhängig und nicht größer als bei einem Schwimmer-Manometer,
bei dem . der eine Schenkel einen beliebig großen Querschnitt erhalten würde.
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Beim Erfindungsgegenstand ist der Hub des beweglichen Gefäßes nicht
mehr beschränkt auf die Größe der Druckdifferenz, sondern ebenso wie der Gesamthub
durch die oben angegebene Ausbildung des Meßkörpers und des oberen. Teils des Manometergehäuses
bestimmt. Durch Herabsetzung der Wandstärke des Meßkörpers kann dabei jede beliebige
übersetzung ins Schnelle zwischen Druckdifferenz und Hub erreicht werden, und es
ist eine solche Formgebung der Innenfläche des Meßkörpers geometrisch und konstruktiv
möglich, daß eine Radizierung von Null ab ohne weiteres erfolgen kann.
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Bei der praktischen Ausführung des Erfindungsgegenstandes hat sich
gezeigt, daß eine exakte Radizieru;ng im Bereich von 1,2 bis 2ooo mmJWS erzielbar
ist. Ein derartiger linearer Meßbereich ist durch keine der sonst bekannten Konstruktionen
auch nur .,nnähexnd zu erreichen.
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@a;;= Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbei-;setel schematisch im
Schnitt.
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-%''_ Es ist 18 die von Flüssigkeiten oder Gasen ''rdurchströmte Rohrleitung
mit dem Drosselgerät 6, dessen Unterdruckstelle C durch Leitung 19 mit dem Unterdruckraum
A, dessen flberdruckstelleD durch Leitung 2o mit dem Überdruckraum h des Manometers
verbunden ist. i bezeichnet den Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche mit scharfer
Unterkante i g, 2 das durch Schwimmer 7 getragene Gefäß, in dem .sich eine Flüssigkeit,
z. B. Quecksilber, befindet, die entsprechend der Druckänderungen im Drosselgerät
mehr oder weniger in den Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche eintritt und
durch Belastungsänderungen des Gefäßes 2 dessen Auf- und Abwärtsbewegung hervorruft,
die durch Stange 9', Zahnstange 9 und Zahnrad i o auf eine nicht dargestellte Anzeige-
oder Schreibvorrichtung übertragen wird. 3 und q. deuten die Flüssigkeitsspiegel
in dem Kohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche i und im Gefäß 2 'an. 5 stellt
die Wandkrümmung der nach oben in ihrer lichten Weite abnehmenden glockenförmigen
Innenfläche dar.
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Der Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche ist oben offen und
etwa mit einem in halber Höhe an seinem Außenumfang vorgesehenen Flansch 12 abgedichtet
in das Manometergehäuse 17 eingesetzt, so daß in diesem ein Unterdruckraum geschaffen
ist, mit dem die Meßkörperöffnung in freier Verbindung steht. Es braucht dann die
Unterdruckleitung i9 ebenso wie die überdruckleitUng 20 nur an das Gehäuse 17 angeschlossen
zu werden.
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Die aus einem ringförmigen Sch@vimmer 7, dem Trog 8 und Stelzen i
i bestehende Schwimmereinrichtung ist in den Unterdruckraum A verlegt, was in Verbindung
mit dem oben offenen Hohlkörper mit glockenförmiger Innenfläche ermöglicht, sie
mit dem Gefäß 2 durch lediglich eine zentral durch die Meßkörperöffnung geführte
Stange 9' zu verbinden. - Der Aufbau des Manometers ermöglicht, den Schwimmer 7
so groß auszubilden und so weit oberhalb des Gefäßes 2 anzuordnen, -daß das Metazentrum
der ganzem beweglichen Schwimmereinrichtung oberhalb ihres Schwerpunktes liegt.
Das bewegliche System schwimmt stabil in der aufrechten Lage und bedarf keiner reibungsbehafteten,
die Meßgenauigkeit beeinträchtigenden Ausgleiche und Gradführungen.
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Die Quecksilberspiegel 3 und q. stehen entsprechend dem auf sie wirkenden
Druckunterschied auf verschiedener Höhe. Bei einer
Erhöhung des
Druckunterschiedes steigt das Quecksilber in dem Meßkörper i höher, wobei sich das
Gefäß nach oben bewegt. Der Gleichgewichtszustand ist erreicht, wenn die Höhendifferenz
der beiden Quecksilberspiegel 3 und q. wieder dem Druckunterschied im Drosselgerät
entspricht.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Aufbaues ,ergibt sich,
wenn der Schwimmertrog zwischen Manometergehäuse und Hohlkörper mit glockenförmiger
Innenfläche angeordnet ist, also beim Einbau des Hohlkörpers mit glockenförmiger
Innenfläche von selbst entsteht, wobei der an dem Hohlkörper mit glockenförmiger
Innenfläche oder dem Manometergehäuse befindliche Flansch oder Kragen den Trogboden
bildet.