DE806735C

DE806735C - Fluegelrad-Gasmengenmesser

Info

Publication number: DE806735C
Application number: DEJ601A
Authority: DE
Inventors: Helmut Janshen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-03-07
Filing date: 1950-03-07
Publication date: 1951-06-18

Description

Flügelrad-Gasmengenmesser Die Erfindung hetrifft einen Flügelrad-Gasmengenmesser und bezweckt, einen vereinfachten und verbesserten Gaszähler dieser Art zu schaffen.
Eine Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Bild I einen senkrechten Längsschnitt, Bild 2 einen waagerechten Schnitt gemäß der Linie Il-II des Bildes I, Bild 3 eine schaubildliche Darstellung des Läufers oder Zellenrades (Kammerrades), Bild 4 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines Zellenrades gemäß der Linie Il-II des Bildes I ohne Darstellung der übrigen Teile.
In der Zeichnung ist a ein vorzugsweise zylindrischer Hauptteil aus AIessing oder anderem geeignetem Werkstoff, der an den beiden Stirnseiten zwei axiale zylindrische Aussparungen b, c aufweist, die verschiedene Tiefe und verschiedene Durchmesser haben können. d ist eine weitere, vorzugsweise zylindrische Aussparung senkrecht zu der Achse II-II des Hauptteiles a, die die Aussparung b schneiden kann, während die Aussparung c nicht getroffen wird. f, f1, f2, f3 sind düsenartige Ausbohrungen, die die Aussparung c mit der zylinderförmigen Ausbohrung d so ver-I>inden, daß die Zylinderhohrung d tangential oder annähernd tangential, z. B. in einem Winkel von 10 oder I50, getroffen wird. In die Bohrungen f, f1 usn-. können auch besondere Düsen eingesetzt werden. Die Bohrungen f, f1. . sind, wie in Bild I gezeigt, in verschiedener Höhe und vorzugsweise zueinander parallel angebracht. g, h sind durchbohrte Verschlußstücke, die ins- besondere durch Schrauben mit dem Hauptteil a verwunden sind und für die Zu- und Ableitung eines zu messenden Gasstromes dienen; g ist der Zuleitungsstutzen; g', h' sind Dichtungsscheiben. i ist ein in Bild 3 in schaubildlicher Darstellung gezeigter Läufer (Rotor, Kammerrad), der eine drehbare Welle k aufweist. An der Welle k ist senkrecht zu dieser eine Anzahl dünner Scheiben m, iiii, me, ifll' m4 befestigt, so daß durch je zwei benachharte Scheiben m, ml, bzw. mt, m2 usw. eine Anzahl Abteilungen gebildet werden. Zwischen je zwei Scheiben m, m1 bzw. m1, m2 usw. sind in der Ebene der Welle k eine Anzahl insbesondere radial verlaufender Flügel n, nl, n2 usw., O, o1..., P, P1 usw., z. B. vier oder sechs solcher Flügel angebracht. Die Flügel benachbarter Abteilungen können gegeneinander beispielsweise um 30 oder 450 versetzt sein. Auf diese Weise wird eine Anzahl von Kammern gebildet, die durch ihre Begrenzungsflächen gekennzeichnet sind, z. B. die Kammer m, 11, nl, , m1 oder m2, p, pl, m3 usw. Wie Bild 4 zeigt, können die Enden der Flügel n, o, p usw. z. B. bei o', o", o"' usw. vorzugsweise gegen die Strömungsrichtung schwach abgebogen sein. r, r' sind in zwei gegenüberliegenden Aussparungen angebrachte und vorzugsweise mit Schrauben befestigte Halteplatten für die Welle k bzw. den Rotor t. Die Platte r weist eine Durchbohrung r" auf, in der die Welle k mit Spiel läuft. s ist eine an der Platte r' angebrachte Führungsplatte für das andere Ende der Welle k und zu diesem Zweck bei s' mit Spiel durchbohrt.
'Die Platte s kann aus Metall oder Kunststoff bestehen. t ist eine in einer Aussparung der Platte r' angebrachte Lagerplatte aus Glas, Achat o. dgl., auf der das zugespitzte Ende k' der Achse k praktisch reibungslos läuft. Am anderen Ende der Achse k ist ein Ritzel u, ein Reibrad o. dgl., befestigt, das mit einem an sich bekannten, beliebigen Zählwerk verbunden werden kann. Dieses andere Ende weist eine Spitze k" auf. Die besondere Halteplatte r' kann auch weggelassen und das entsprechende Ende der Welle k im Mantel des Gehäuses a selbst beliebig gelagert werden.
An der Platte r ist mittels Schrauben, Bolzen o. dgl. v, vt eine Brücke w (Joch) befestigt, die ein Gewinde w' aufweist. In diesem läuft eine durch eine Mutter x' feststellbare Stellschraube x, deren Ende eine kegelförmige Aussparung x" aufweist; in der Kegelvertiefung x" läuft die Spitze k" der Achse k. An Stelle dieser Einrichtung einschließlich des Joches kann auch eine andere geeignete Lagerung der Welle k benutzt werden. y ist ein vorzugsweise auf einem Vorsprung a des Hauptkörpers a aufliegendes und durch den Innenflansch g" gehaltenes Sieb, durchlochtes Blech o. dgl., das zur Verhinderung des Eintritts von Flugstaub, Schmutz usw. in die Düsen f, f1 usw. vorgesehen sein kann.
Nach der Erfindung ist es wesentlich, daß die Meßkammern flach ausgebildet sind. Vorzugsweise ist das Meßrad daher durch senkrecht zur Welle k angebrachte Scheiben m in zwei oder mehr Schichten unterteilt. Für große Gasmengen können auch Meßräder mit zehn oder zwanzig Schichten (Abteilungen) verwendet werden. Jede Abteilung hat durch die achsenparallelen Bleche (Flügel) n, o, p, q usw. eine Anzahl Kammern, von denen in jeder Abteilung vorzugsweise drei oder mehr vorgesehen sind. Es ist vorteilhaft, die Kammern, wie in den Bildern gezeigt, gegeneinander zu versetzen, jedoch ist dies nicht unbedingt notwendig. Das in Bild 3 gezeigte Flügelrad ist beispielsweise aus Nilessingblech von 0,I bis 0,3 mm Stärke hergestellt und wiegt bei einem Durchmesser von etwa 50 mm nur etwa 47 g. Die Welle k hat einen Durchmesser von z. B. nur 2 bis 3 mm. An das Ritzel u, Reil)rad, Scheibe o. dgl., wird ein beliebiges, z. B. in einem besonderen Gehäuse angeordnetes und geschütztes Zählwerk angesetzt. Man kann auch z. B. ein nur 30 mm hohes, nicht durch Zwischenscheiben in Al)-teilungen geteiltes Kammerrad von größerem, z. 13.
110 mm Durchmesser verwenden, das acht bis zehn radiale Flügel aufweist.
Durch die Erfindung soll erreicht werden, daß z. B. infolge der Aufteilung des zu messenden Gasstromes in eine Anzahl durch die Düsen f, f1, f2 usw. strömender Teilströme die Laminarströmung praktisch nicht gestört wird. In demselben Sinne wirkt die Aufteilung des Fügelrades in verschiedene, durch die Scheiben m1, m2, m3 usw. voneinander getrennte Abteilungen. Dies hat zur Folge, daß die Drehgeschwindigkeit des Aleßrades in weiten Grenzen der durchströmenden Gasmenge proportional ist.
Es wurde weiterhin als vorteilhaft gefunden, das Meßrad nicht mit nur geringem Spiel in der Bohrung d anzuordnen, sondern zwischen Meßrad und Kammerwendung einen Zwischenraum von wenigstens 1/2 bis 1 mm zu lassen; der Zwischenraum kann z. B. auch 2 mm oder mehr betragen. Hierdurch wird erreicht, daß der Gesamtwiderstand des Gasmessers klein gehalten wird. so daß auch bei großem Gasdurchgang ein nur relativ geringer Druckanstieg erfolgt, also eine weitgehende Proportionalität zwischen (stündlicher) Gasmenge und Drehgeschwindigkeit des Meßrades gewährleistet ist. Die Abweichungen bleiben innerhalb der zulässigen Fehlergrenze.
Es wurde weiterhin als vorteilhaft gefunden, die Düsen so anzuordnen, daß die Strömung tangential oder annähernd tangential das Meßrad trifft. Hierdurch wird erreicht, daß das Flügelrad auch bei kleinen Gasmengen schon in Drehung versetzt wird, wozu die Enden der Flügelbleche n, o, p usw. vorzugsweise gegen die Strömungsrichtung schwach abgebogen sein können. Man kann die Düsenöffnungen auch um einen Winkel gegeneinander versetzt anordnen, vorzugsweise jedoch so, daß immer einer der Flügel n, o, p ... in möglichster Nähe einer der Düsenöffnungen f, f1, f2 ... ist, um auch bei geringen Gasmengen eine möglichst volle Beaufschlagung des noch ruhenden Rades zu er-Zeichen.
Bei einem Flügelrad der in Bild 3 gezeigten Form wird bereits ein Gasdurchgang von 300 bis 500 1 pro Stunde und andererseits auch ein solcher von I2 bis I5 m3 pro Stunde innerhalb der zulässigen Fehlergrenze sicher gemessen.
Der Gasmesser nach der Erfindung kann mit besonderen Zusatzeinrichtungen versehen werden, um den Durchgang kleiner Gasmengen entweder zu verhindern oder gesondert zu messen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Rückschlagventil vorgesehen sein, das den Durchfluß kleiner Gasmengen verhindert. Wenn es in besonderen Fällen notwendig ist, den Durchfluß auch kleinerer Gasmengen zu ermöglichen, z.B. zur Speisung von Zündflammen, dann kann hierfür eine Nebenleitung mit besonderer Meßeinrichtung für diese kleinen Mengen vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Flügelrad-Gasmengenmesser, gekennzeichnet durch eine quer zum Gasstrom angeordnete Radkammer, eine oder mehrere Gaszuleitungsöffnungen zu dieser Radkammer und ein die Radkammer im wesentlichen ausfüllendes, in bezug auf den zugeführten Gasstrom oder Gasteilstrom flach ausgebildetes und mit Endscheiben versehenes Flügelrad mit quer zum Gasstrom liegender Welle, das z. B. senkrecht zu dieser in mehrere Teilabschnitte unterteilt ist.
2. Gasmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad bzw. jeder Teilabschnitt des Flügelrades mehr als zwei inshesondere radial angeordnete Flügel aufweist.
3. Gasmesser nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel der Teilabschnitte z.B. um einen Winkel von 20 bis 450 gegeneinander versetzt sind.
4. Gasmesser nach einem der Ansprüche I bis 3, gekennzeichnet durch eine besondere kanal- oder düsenförmige Gaszuleitung für jeden Teilabschnitt des Flügelrades.
5. Gasmesser nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungsströme das Fügelrad tangential oder annähernd tangential, z. B. in einem Winkel von IO bis I50 gegen die Achse des Flügelrades treffen.
6. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad in einer vorzugsweise zylindrischen Kammer angeordnet ist und von der Kammerwand beiderseits einen Abstand von je wenigstens 0,5 bis I mm hat.
7. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel an ihrem Ende gegen die Strömungsrichtung flach abgebogen sind.
5. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das eine Ende der Flügelradachse zu einer feinen Spitze ausgebildet ist, die in einem Steinlager, z.B. aus Achat, Glas o. dgl., aufruht.
9. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steinlager aus Glas, Achat o. dgl. außerhalb der eigentlichen Flügelradkammer angeordnet und die Fliigelradachse ohne Stopfbuchse, Abdichtung o. dgl. mit leichtem Spiel durch die Radkammer durchgeführt ist.
IO. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad am Ende vom Gehäuse umfaßt ist.
1 1. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Düsen ein gemeinsames Sieb oder für jede Düse ein besonderes Sieb angeordnet ist.
I2. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit möglichst geringem Gewicht ausgebildetes, insbesondere nichtmetallisches, z. B. aus Kunststoff hergestelltes Flügelrad.
13. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit einer korrosionsfesten Wand oder Auskleidung versehene Endkammer.
14. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdüsen mit einer korrosionsfesten Wand oder Auskleidung versehen sind.
15. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Abschlußventil, z.B. ein Rückschlagventil, in der Gaszuleitung zur Verhinderung des Durchgangs kleiner Gasmengen durch den Zähler.

I6. Gasmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Neltenleitung mit besonderer Meßvorrichtung für die Messung kleiner Gasmengen vorgesehen ist.