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Strömungsmesser
Die Erfindung bezieht sich auf Strömungsmesser und
insbesondere auf Strömungsmesser mit Fernanzeige.
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Gegenstand der Erfindung ist in erster Linie eine Vorrichtung für
die Messung sowie für die Fernanzeige von Strömungsmengen oder Strömung geschwindigkeiten,
die einfach im Ausbau, genau und dauerhaft im Betrieb und wirtschaftlich in der
Herstellung ist. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Gehäuseausbildung
für Strömungsmesser, die für elektromagnetische Anzeigeeinrichtungen geeignet ist.
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Die einzelnen Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele,
doch wird hierzu ausdrücklich bemerkt, daß die Darstellung nur den Zweck hat, die
Erfindung zu erläutern, und keineswegs einschränkende Bedeutung hat.
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In den Abbildungen sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen
versehen. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Strömungsmessers
nach der Erfindung und Fig. 2 eine Stirnansicht desselben, von der Eintrittsseite
der Strömung aus gesehen, Fig. 3, 4 und 5 verschiedene Ausführungsformen des Flügelrades
für den Strömungsmesser nach der Erfindung, Fig. 6 in schematischer Darstellung
eine Ausführungsform einer Einrichtung für elektrische Fernanzeige unter Verwendung
eines Strömungsmessers nach der Erfindung.
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Der Strömungsmesser nach Fig. I und 2 besteht
aus
einem Körper IO, der aus zwei Teilen II und 12 aus unmagnetischem Werkstoff zusammengesetzt
ist, die gemeinsam ein Rohr bilden, das sich von leiden Enden nach der Mitte zu
verjüngt, so daß in der Mitte ein Hals I3 entsteht. in diesem Hals I3 ist quer zur
Strömungsrichting ein über den ganzen Querschnitt sich erstreckendes, auf die Strömung
ansprechendes Organ 14 angeordnet, beispielsweise in Form einer Scheibe aus Blech
oder einem anderen geeigneten Werkstoff. Aus der Oberfläche der Scheibe ist eine
Mehrzahl von Flügeln 15 herausgestanzt, wie beispielsweise in Fig. 3 sdargestellt
ist, die unter bestimmten Winkeln ausgerichtet sind. Durch die Einwirkung des Strömungsmittels
auf die Flügel wird ein Drehmoment auf das Organ 14 ausgeübt, dessen Größe son dem
Richtungswinkel der Flügel 15 abhängt. Auch die Form der Flügel ist von Bedeutung;
in Fig. I sind die Flügel unten schmal und oben breit ausgebildet.
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Gemäß Fig. 1 weist jedes der Gehäuseteile II und 12 einen flanschartigen
Ansatz auf, der zur Achse des Halses 13 exzentrisch liegt. Das Gehäuseteil 11 bildet
den Auslaß und besitzt einen verhältnismäßig breiten Flansch I6, und das Gehäuseteil
I2 bildet den Einlaß und besitzt einen Flansch 17, der in eine Außenwand 19 übergeht,
so daß eine Kammer 20 gebildet wird, die mit dem Hals I3 in Verbindung steht. Unmittelbar
über dem Hals I3 ist eine Welle 21 angeordnet, deren Achse parallel zur Längsmittellinie
des Körpers 10 verläuft und deren verjüngte Enden in geeigneter Weise gelagert sind,
etwa in Lagern 24, die bei der seits an den Wänden der Kammer 20 befestigt sind.
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Eine Meßfeder 22 ist in einer langen Bohrung I8 im Gehäuseteil 12
untergebracht und mit ihrem einen Ende an einem Fortsatz an einem Ende der Welle
21 und mit ihrem anderen Ende an einem einstellbaren Glied, etwa einer Schraube
23, be festigt. Die Feder 22 dient dazu, dem von dem Strömungsmittel auf das drehbare
System ausgeübten Drehmoment das Gleichgewicht zu halten, wie bei der Beschreibung
der Wirkungsweise noch erläutert wird.
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Die Scheibe 14 ist auf der Welle 21 in geeigneter Weise befestigt,
derart, daß sie die oeffnung des Halses I3 an der Einlaßseite überdeckt. Auf der
Welle 21 ist ferner ein Rotor 26 in Form eines permanenten Magnets befestigt, der
also gemeinsam mit der Antriebsscheibe 14 in Drehung versetzt wird. Die Scheibe
14 kann durch Preßsitz oder in anderer Weise lösbar auf der Welle 21 befestigt sein,
so daß letztere mit der Scheibe eine Drehung oder Winkelbewegung erfährt und hierbei
die Meßfeder 22 durch Verdrehen gespannt wird.
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An den Gehäuseteilen II und I2 sind Flansche27 und 28 ausgebildet,
die von den exzentrischen ringförmigen Ansätzen r6 und 17 ausgehen und der dichten
Verbindung der beiden Gehäuseteile dienen.
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Rings um die Außenseite der Kammer 20, etwa in der Ebene des magnetischen
Rotors 26, ist ein Stator angebracht, der eine Spule 29 enthält, Rotor 26 und Stator
29 stellen zusammen einen Geber dar, und dieser ist beispielsweise, wie in Fig.
6 ersichtlich, durch Leitungen 30-3I, 32-33 mit dem Stator eines zugeordneten Empfängers
oder Wiederholers verbunden, der eine Spule29n enthält, die konzentrisch einen Rotor
34 in Form eines permanenten Magnets umgibt, der auf eine geeignete Anzeigevorrichtung
35 einwirkt. An die Leitungen 30-3I ist eine geeignete Stromquelle 36 über Leitungen
40 bis 41 angeschlossen. Der magnetische Rotor 34 ist durch eine Welle 39 mit einem
Zeiger 37 verbunden, die auf einer Skala 38 die zu messende Strömung anzeigt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Die durch
das Gehäuse 10 geleitete Strömung bewirkt beim Durchgang durch die Scheibe 14 mit
ihren Flügeln 15, daß die Scheibe sich entgegen der Nfeßfeder 22 dreht, bis das
durch die Strömung erzeugte Drehmoment mit dem in der Feder 22 ausgelösten Drehmoment
bei der betreffenden Strömungsgeschwindigkeit oder Strömungsmenge im Gleichgewicht
ist. Bei einer Änderung der Strömungsmenge oder -geschwindigkeit wird das Gleichgewicht
zunächst gestört, bis die Scheibe in einer neuen Winkelstellung sich wieder im Gleichgewicht
befindet.
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Bei jeder Drehung der Scheibe 14 erfolgt eine entsprechende Drehung
des magnetischen Rotors 26, wodurch das Magnetfeld verzerrt wird, das durch die
um das Gehäuse Io herum angebrachten Spule 29 ausgebildet wird, und huber die Leitungen
30-31 und 32-33 wird ein ähnliches Feld in der Spule 29a des Empfängers hervorgerufen.
Hierdurch wird bewirkt, daß der magnetische Rotor 34 des Empfängers, der konzentrisch
in der Spule 29a angeordnet ist, dieselbe relative Lage einnimmt wie der magnetische
Rotor 26 des Gebers, wobei durch die Welle 39 der Zeiger 37 mitgedreht wird und
auf der Skala die jeweilige Flüssigkeitsströmung anzeigt.
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In Fig. 4 ist eine andere Ausbildung der Flügelscheibe dargestellt,
wie sie beim Strömungsmesser der Erfindung verwendet werden kann. In diesem Fall
sind aus der Scheibe lang gestreckte Flügel 15 ausgestanzt, die ohne Unterbrechung
von der Mitte bis zum Umfang der Scheibe reichen.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Flügel, die von der
mittleren Kreisfläche 42 tangential zum Umfang derselben nach außen verlaufen.
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Diese abgeänderten Flügel scheiben zeigen im Betrieb ein anderes
Verhalten als die anfangs beschriebene Ausführungsform nach Fig. 3. Da die Flügel
scheibe lösbar in der Vorrichtung befestigt ist, ist es möglich, die verschieden
geformten Scheiben gegeneinander auszuwechseln und so vermöge der verschiedenen
Steigungswinkel der Flügel eine mehr oder weniger starke Wirkung auf die geeichte
Feder 22 auszuüben.
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Das Merkmal der Lösbarkeit der Flügelscheibe und der Austauschbarkeit
verschieden geformter Flügelscheiben ist von besonderer Bedeutung für die Messung
von Flüssigkeiten, die verschiedene Viskositäten und Dichten besitzen.
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Die Erfindung gibt somit einen Strömungsmesser
für
Fernmessung an die Hand, dessen zusätzliche Anbringung besonders einfach ist und
der für die Strömungsmessung sowohl in beweglichen als auch in nicht beweglichen
Einheiten geeignet ist und außerdem der jeweiligen Viskosität und Dichte des Strömungsmittels
bequem angepaßt werden kann.
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Obwohl die Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt
und beschrieben ist, ist sie keineswegs hierauf beschränkt. So kann beispielsweise
der Magnet 26 jede geeignete Form besitzen und auf andere geeignete Weise eingebaut
sein, um mit der Welle 21 und der Scheibe 14 unter der Wirkung der Strömung eine
Drehung oder Winkelverstellung zu erfahren. Auch in der Ausbildung und Anordnun,g
der übrigen Teile können mannigfache Änderungen vorgenommen werden.