DE813900C

DE813900C - Flow meter for fluids, especially house heat meters

Info

Publication number: DE813900C
Application number: DEP3221A
Authority: DE
Inventors: Albin Laternser
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1948-11-11
Filing date: 1949-06-15
Publication date: 1951-09-17

Description

Strömungsmesser für Flüssigkeiten, insbesondere Hauswärmemengenmesser Im Gegensatz zu Industriewärmezählern sind Hauswärmezähler in praktischer Ausführung nicht bekannt. Die praktische Verwendung als Hauswärmezähler setzt entsprechende Größe, Gewicht und Preis neben technischer Vollkommenheit und Zuverlässigkeit voraus. Trotz sehr vieler Versuche ist es bis jetzt nicht gelungen, eine entsprechende Konstruktion herauszubringen, weil eine zweckentsprechende Mengenmeß- oder Druckmeßvorrichtung fehlt. Besonders bei Schwerkraftheizungen liegen die Betriebsbedingungen derart ungünstig, d. h. die Umtriebskräfte des Heizmediums sind so gering, daß mit denselben eine Afengenmeßvorrichtung nicht betätigt werden kann. Flow meters for liquids, in particular household heat meters in the In contrast to industrial heat meters, domestic heat meters are practical not known. The practical use as a house heat meter implies appropriate Size, weight and price in addition to technical perfection and reliability. Despite a great number of attempts, it has not yet been possible to find a corresponding construction bring out because a suitable quantity measuring or pressure measuring device is missing. The operating conditions are like this, especially with gravity heating unfavorable, d. H. the driving forces of the heating medium are so small that with the same an Afengenmeßeinrichtung can not be operated.

Die bekannten Flügelradmesser erfordern einen zu großen Druekabfall in der Heizleitung, um sie verwenden zu können. Mengenmesser mit Staugerät in Form von Schwimmerapparaten sind für kleine Differenzdrücke ungeeignet und wären auch zu teuer und zu schwer. Auch die bekannten Ringwaagen sind bei den erforderlichen kleinen Dimensionen speziell für Schwerkraftheizung ungeeignet. Spezielle Ringwaagen kommen wenigstens in den Bereich des Gewünschten, ohne aber restlos zu befriedigen.The known impeller knives require too great a pressure drop in the heating cable in order to be able to use it. Volume meter with storage device in the form of float devices are unsuitable for small differential pressures and would also be too expensive and too heavy. The well-known ring scales are also required small dimensions especially unsuitable for gravity heating. Special ring scales come at least in the area of what is desired, but without completely satisfying.

Mehr erreicht als mit einer speziellen Ringwaage wird mit Tauchglockenkonstruktionen. Auch derartige Einrichtungen befriedigen jedoch nicht restlos, obwohl bereits Tauchglockeneinrichtungen bekanntgeworden sind, die den besonderen Ansprüchen bei Hauswärmezählern weitgehend angepaßt sind.More is achieved with diving bell constructions than with a special ring scale. Such devices are not entirely satisfactory, although they are already diving bell devices known that are largely adapted to the special requirements of domestic heat meters.

Gegenstand der vorliegenaen Erfindung ist ein Strömungsmesser für Flüssigkeiten mit einem Differenzdruckmesser, der sich dadurch auszeichnet, daß eine zylindersektorförmige, in einem Gefäß um die Zylinderachse drehbare Tauchglocke angeordnet ist, die auf eine Zähleinrichtung wirkt, wobei das Innere der Tauchglocke, das sie umschließende Gefäß und die Meßleitungen zum Stauorgan mit einem Gas gefüllt sind. The present invention relates to a flow meter for Liquids with a differential pressure meter, which is characterized in that a cylinder sector-shaped diving bell rotatable in a vessel around the cylinder axis is arranged, which acts on a counter, the inside of the diving bell, the vessel enclosing them and the measuring lines to the damming organ are filled with a gas are.

In der Zeichnung ist schematisch eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt. In the drawing is a schematic example of an embodiment of the subject matter of the invention.

Darin bedeutet I eine zylindersektorförmige Tauchglocke, die über einen Arm 2 mit einer Achse 3 fest verbunden ist. Letztere ist in einem die Tauchglocke 1 völlig umschließenden Gehäuse 4 drehbar gelagert und ragt auf der vorderen Seite des Gehäuses 4 aus demselben heraus. Der untere Teil des Gehäuses 4 ist mit einer Sperrflüssigkeit 5, wie Wasser, t)l usw., ausgefüllt, während der übrige Teil des Gehäuses sowie der obere innere Teil der zylindersektorförmigen Tauchglocke 1 beispielsweise mit Luft angefüllt ist. In das Gehäuse 4 sind unten und oben je eine Meßleitung 6 bzw. 7 eingeführt, wobei die untere Meßleitung 6 in das Innere der Tauchglocke I soweit hineinragt, daß sich ihr freies Ende oberhalb des Spiegels 8 der Meßflüssigkeit befindet. In jeder der beiden Meßleitungen ist ein Gefäß g bzw. 10 eingefügt, und beide Leitungen stehen in Verbindung mit einer Heizleitung I I, und zwar so, daß die Meßleitung6 vor und die Meßleitung 7 hinter einem in der Heizleitung II eingebauten Staugerät 12 angeschlossen sind. In der Heizleitung II fließt in der angebenenen Pfeilrichtung ein flüssiger Wärmeträger. Die durch denselben übertragene Wärmemenge wird durch die beschriebene Einrichtung gemessen, wobei einerseits die Verdrehung der Achse 3, die eine Funktion der Durchflußgeschwindigkeit des Mediums ist, als erste Variable und anderseits die Temperaturdifferenz, die an der Vor- und Rücklaufleitung der Heizanlage ermittelt wird, als zweite Variable auf ein an sich bekanntes Meßsystem 13, welches ein Multiplizier- und Integriergetriebe umfaßt, einwirken. Die Mittel für die Messung und Auswertung der Temperaturdifferenz sowie das Meßsystem I3 wurden in der Zeichnung nicht näher angegeben, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind. Die Durchführung der Achse 3 aus dem Gehäuse muß selbstverständlich gasdicht sein. Dazu dient z. B. eine Fettkammer 14. Die durch die beschriebene Einrichtung ermittelten Wärmemengenwerte werden durch ein Zählwerk 15 angezeigt. Die Richtkraft für das Mengenmeßsystem wird durch den Auftrieb der Glocke und eine Feder 16 erzeugt, die mit ihrem unteren Ende an einem auf der Achse 3 fest angeordneten Hebel 17 angreift, während ihr oberes Ende mit einem festen Punkt verbunden ist. Therein I means a cylinder sector-shaped diving bell, which over an arm 2 is firmly connected to an axis 3. The latter is the diving bell in one 1 completely enclosing housing 4 rotatably mounted and protrudes on the front side of the housing 4 out of the same. The lower part of the housing 4 is provided with a Barrier liquid 5, such as water, t) l, etc., filled in, while the remaining part of the Housing and the upper inner part of the cylinder sector-shaped diving bell 1, for example is filled with air. In the housing 4 are each a measuring line below and above 6 or 7 introduced, the lower measuring line 6 in the interior of the diving bell I extends so far that its free end is above the level 8 of the measuring liquid is located. A vessel g or 10 is inserted into each of the two measuring lines, and both lines are in connection with a heating line I I, in such a way that the measuring line 6 in front of and the measuring line 7 behind a built in the heating line II Storage device 12 are connected. In the heating line II flows in the specified Direction of arrow a liquid heat transfer medium. The amount of heat transferred through it is measured by the device described, on the one hand the rotation the axis 3, which is a function of the flow rate of the medium, as first variable and on the other hand the temperature difference on the supply and return lines the heating system is determined, as a second variable on a known measuring system 13, which includes a multiplying and integrating gear, act. The means for the measurement and evaluation of the temperature difference and the measuring system I3 not specified in the drawing as it is necessary for the understanding of the invention are not necessary. The implementation of the axis 3 from the housing must of course be gas-tight. This z. B. a fat chamber 14. The device described by the Determined heat quantity values are displayed by a counter 15. The straightening force for the quantity measuring system is generated by the buoyancy of the bell and a spring 16, which engages with its lower end on a lever 17 fixedly arranged on the axis 3, while its upper end is connected to a fixed point.

In der Zeichnung ist die Tauchglocke I in ihrer Ruhelage gezeichnet, d. h. für den Fall, daß in der Heizleitung 11 der Wärmeträger nicht fließt. Das Flüssigkeitsniveau in den beiden Gefäßen 9, 10 ist in diesem Falle gleich hoch. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, weisen diese Gehäuse vorteilhafterweise eine Erweiterung auf. Die Verhältmsse sind aus.Gründen der Temperaturkompensation so gewählt, daß in der Ruhelage der Glocke das mit Luft erfüllte Volumen oberhalb des Niveaus des Gefäßes 9 in der Meßleitung 6 und Tauchglocke.I gleich ist demjenigen oberhalb des Niveaus im Gefäß 1o, in der Meßleitung 7 und Gehäuse 4. Das Gefäß 10 weist demzufolge ein kleineres Volumen auf als das Gefäß 9. In der Zeichnung sind die beiden Gefäße g und Io im Verhältnis zur Tauchglockeneinrichtung verzerrt, d. h. zu klein gezeichnet. In the drawing, the diving bell I is drawn in its rest position, d. H. in the event that the heat carrier does not flow in the heating line 11. That The liquid level in the two vessels 9, 10 is the same in this case. As can be seen from the drawing, these housings advantageously have a Expand to. The conditions are off. The reasons for temperature compensation are as follows chosen that in the rest position of the bell the volume filled with air above the Levels of the vessel 9 in the measuring line 6 and Tauchglocke.I is the same above the level in the vessel 1o, in the measuring line 7 and housing 4. The vessel 10 consequently has a smaller volume than the vessel 9. In the drawing are the two vessels g and Io distorted in relation to the diving bell device, d. H. drawn too small.

Der vom Staugerät 12 erzeugte Differenzdruck wird auf die Gefäße g, 10 einerseits und auf die Tauchglocke anderseits gesetzmäßig verteilt. Die gezeichneten Erweiterungen in den Gefäßen g, 10 bewirken beim Ausfahren aus der Ruhestellung eine andere Druc!kverteilung auf Gefäße und Tauchglocke als im oberen Meßbereich. Bei einem zylinderförmigen Gefäß würde eine bestimmte Niveauverschiebung eine entsprechende Verdrehung der Tauchglocke bewirken. Es ist leicht einzusehen, daß demgegenüber durch die Erweiterung aus volumetrischen Gründen eine größere Verdrehung der Tauchglocke erfolgt. Aus der Ruhelage heraus wird daher fast der ganze Druck des Staugerätes auf die Tauchglocke übertragen, die damit gezwungen wird, eine größere Verdrehung auszuführen als ohne die Erweiterungen in den Gefäßen g und 10. The differential pressure generated by the storage device 12 is applied to the vessels g, 10 on the one hand and regularly distributed on the diving bell on the other. The drawn Enlargements in the vessels g, 10 bring about when moving out of the rest position a different pressure distribution on the vessels and diving bell than in the upper measuring range. In the case of a cylindrical vessel, a certain level shift would be a corresponding one Cause turning of the diving bell. It is easy to see that on the other hand Due to the expansion for volumetric reasons, a greater rotation of the diving bell he follows. Almost all of the pressure of the storage device is therefore exerted from the rest position transferred to the diving bell, which is thus forced, a greater twist to be carried out as without the enlargements in vessels g and 10.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist nun die folgende: Strömt beispielsweise Wasser oder ein anderes Heizmedium in Richtung des Pfeiles durch das Staugerät 12, welches in der Leitung II eingebaut ist, so tritt zwischen den beiden Gefäßen g und 10 eine dynamische Druckdifferenz auf. Dadurch steigt das Wasserniveau im Gefäß g beispielsweise vom eingezeichneten Niveau oO/o auf I 00 °/o, während das Wasserniveau im Gefäß 10 von o°/o auf I004/e absinkt. Ein steigendes Wasserniveau im Gefäß g bewirkt eine Kompression des Gases in der Leitung 6, also auch unter der Glocke I, während das Absinken des Wasserniveaus im Gefäß 10 eine Verkleinerung des Gasdruckes oberhalb der Glocke I im Gehäuse 4 zur Folge hat. Dadurch entsteht zwischen der Unter- und Oberseite der Glocke ebenfalls ein Differenzdruck, und zwar in dem Sinne, daß die Glocke I nach oben gedreht wird. Diese Drehung überträgt sich auf die Achse 3 und auf den Hebel 17. The mode of operation of the arrangement described is now as follows: For example, if water or another heating medium flows in the direction of the arrow through the storage device 12, which is installed in the line II, occurs between the two vessels g and 10 a dynamic pressure difference. This increases that Water level in vessel g, for example, from the drawn level oO / o to I 00 ° / o, while the water level in vessel 10 drops from o ° / o to 1004 / e. A rising one The water level in the vessel g causes a compression of the gas in the line 6, ie also under the bell I, while the drop in the water level in the vessel 10 is a Reduction of the gas pressure above the bell I in the housing 4 results. Through this there is also a differential pressure between the bottom and top of the bell, in the sense that the bell I is turned upwards. This rotation transmits on the axis 3 and on the lever 17.

Die Drehung der Achse 3 wirkt auf das Zählwerk I5 des Meßsystems I3 ein und beeinflußt in an sich bekannter Weise das Zählerresultat. Bei Wärmemengenzählern muß noch die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklaufleitung auf das Meßsystem I3 übertragen werden, welche Temperaturdifferenz mit der Menge des Heizmediums, die durch die Tauchglocke in der beschriebenen Weise übertragen wird, multipliziert wird. In der Zeichnung ist die Temperaturmeßvorrichtung nicht dar- gestellt worden, da sie für die Erfindung nicht wesentlich ist. Die auf die Tauchglocke I wirkende Wirkkraft entspricht nach dem Ausführungsbeispiel der auf die Tauchglocke I wirkenden Druckdifferenz.The rotation of axis 3 affects counter I5 of measuring system I3 and influences the counter result in a manner known per se. For heat meters the temperature difference between the supply and return lines on the measuring system must still be measured I3 are transmitted, which temperature difference with the amount of heating medium, which is transmitted by the diving bell in the manner described, multiplied will. The temperature measuring device is not shown in the drawing. posed since it is not essential to the invention. The on the diving bell I Acting force corresponds to that on the diving bell according to the exemplary embodiment I acting pressure difference.

Die Richtkraft, d. h. die Gegenkraft, die der Wirkkraft das Gleichgewicht hält, wird derart gebildet, daß die aus der Sperrflüssigkeit 5 austauchende Tauchglocke 1 an Auftrieb verliert, während die Feder 16 an Spannung ebenfalls verliert. In der Nullstellung der Tauchglocke I ist die Feder I6 so vorgespannt, daß die Glocke in der Sperrflüssigkeit gerade schwimmt, also unten nicht aufliegt; bei i000/o ist die Feder hingegen entspannt, so daß die Wirkkraft nur dem Gewicht der nunmehr fast ganz ausgetauchten Tauchglocke das Gleichgewicht hält.The straightening force, d. H. the opposing force, the equilibrium of the active force holds, is formed in such a way that the diving bell emerging from the sealing liquid 5 1 loses buoyancy, while the spring 16 also loses tension. In the zero position of the diving bell I, the spring I6 is pretensioned so that the bell just floats in the sealing liquid, i.e. does not rest at the bottom; is at i000 / o the spring, on the other hand, relaxes, so that the effective force is only due to the weight of the now almost fully immersed diving bell keeps the balance.

Die beschriebene Einrichtung hat den Vorteil, daß die Bewegungsübertragung von der Tauchglocke des Meßsystems vollständig zwangsläufig erfolgt, was sich bezüglich der Meßgenauigkeit günstig auswirkt. Auch für den Transport der Einrichtung ist es von großer Bedeutung, daß die Konstruktion robust ist. Vorteilhaft ist ferner auch, daß mit der beschriebenen Einrichtung besonders kleine Wärmemengenmesser gebaut werden können. The device described has the advantage that the transmission of motion completely inevitably takes place from the diving bell of the measuring system, which is related to the measuring accuracy has a favorable effect. Also for transporting the facility is it is of great importance that the construction be robust. It is also advantageous also that built with the device described particularly small heat meters can be.

Wie ersichtlich, arl>eitet die beschriebene Einrichtung als pneumatischer Messer und kommt daher mit dem Wärmeträger nicht in Berührung. Bei Wegiassung der beiden Gefäße g, lo kann die Einrichtung ohne weiteres als reiner Gasmesser Verwendung finden. Wird außerdem noch das dann überflüssige Zählwerk I5 fortgelassen, so kann die Einrichtung außerdem als Zug- und Druckmesser, z. B. für Rauchgase, benutzt werden. As can be seen, the device described operates as a pneumatic device Knife and therefore does not come into contact with the heat transfer medium. If the Both vessels g, lo, the device can easily be used as a pure gas meter Find. If the then superfluous counter I5 is also left out, then can the device also as a tension and pressure gauge, e.g. B. for flue gases used will.

PATENTANSPRVCHE: 1. Strömungsmesser für Flüssigkeiten mit einem Differenzdruekmesser, insbesondere als Hauswärmemengenmesser, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gefäß eine zylindersektorförmige, um die Zylinderachse drehbare Tauchglocke angeordnet ist, die auf eine Zähleinrichtung wirkt, und daß das Innere der Tauchglocke, das sie umschließende Gefäß und die Meßleitungen zum Stauorgan mit einem Gas gefüllt sind. PATENT CLAIM: 1. Flow meter for liquids with a differential pressure meter, in particular as a domestic heat meter, characterized in that in a vessel arranged a cylinder sector-shaped diving bell rotatable about the cylinder axis that acts on a counter, and that the inside of the diving bell that the vessel surrounding it and the measuring lines to the damming organ filled with a gas are.

Claims

2. flow meter according to claim I, characterized in that In each measuring line vessels are provided which have the cross-section of the measuring lines expand, and that the level of the liquid lies within the vessels.

3. Flow meter according to claim I and 2, characterized in that that the vessel provided in the measuring line leading to the housing is smaller than the vessel that lies in the measuring line opening into the diving bell.

4. Flow meter according to claim I, characterized in that the Diving bell with the calorimeter or a display device on the diving bell axis connected is.