DE844508C - Verfahren zur Stroemungsmessung mit unmittelbarer Umwertung auf Nm oder kg - Google Patents

Verfahren zur Stroemungsmessung mit unmittelbarer Umwertung auf Nm oder kg

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DE844508C
DE844508C DEP55490A DEP0055490A DE844508C DE 844508 C DE844508 C DE 844508C DE P55490 A DEP55490 A DE P55490A DE P0055490 A DEP0055490 A DE P0055490A DE 844508 C DE844508 C DE 844508C
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flow
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DEP55490A
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Paul Dr-Ing Rheinlaender
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00Measuring a proportion of the volume flow
    • G01F5/005Measuring a proportion of the volume flow by measuring pressure or differential pressure, created by the use of flow constriction

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

  • Verfahren zur Strömungsmessung mit unmittelbarer Umwertung auf Nm3 oder kg Während l)ei der fitrömungsmessung mit Düse hzw. Staurand und Druckunterschiedsmesser ein Meßwert gewonnen wird, dessen Wurzelwert dem Produkt aus dem Volumen und dem Wurzelwert des spezifischen Gewichtes verhältnisgleich ist, soll im folgenden ein Verfahren l)eschriellen werden, lii welchem der Wurzelwert des Nteßwerws dem Gewicht des strömenden Xlittels, das ist dem Produkt aus Volumen und spezifischem Gewicht, verhältnisgleich ist. Erfindungsgemäß wird an einer Drossel einer Hauptleitung ein Teilstrom abgezweigt, dessen Volumen dem Produkt aus dem Volumen des Hauptstromes und dem Wurzelwert des spezifischen Gewichtes des Hauptstromes verhältnisgleich ist, und dieser Teilstrom mit Düse oder Staurantl gemessen, so daß ein Druckunterschied entsteht, dessen Wurzelwert dem durch die Hauptleitung fließenden Gasgewicht verhältnisgleich ist.
  • Das Verfahren ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Beispielsweise soll die Bemessung des Teilstromes durch einen Gaszähler erfolgen, der mit einer Pumpe verbunden ist. Ein solches Ausführungsbeispiel ist in Abb. I erläutert.
  • Durch die Hauptleitung 1 mit dem Stauflansch 2 fließt ein Strom, z. B. bestehend aus Druckluft, von links nach rechts. Die Leitungen 3 und 5 verbinden einen Gaszähler 4 mit der Hauptleitung. Durch die Welle 6 ist der Gaszähler mit einer Pumpe 7 verhunden. Diese fördert eine Flüssigkeit durch die Umgehungsleitungen 8 und 10. die den kleinen Stau- rand g enthalten. In der Zuleitung 5 zum Gaszähler 4 befindet sich eine Venturidüse 11. Der Druckunterschied, der an dieser Stelle entsteht, wird durch die Leitungen 12 und I3 auf einen Differenzdruckmesser r z. B. eine Ringwaage, übertragen.
  • Diese Ringwaage zeigt einen Differenzdruck, dessen Wurzelwert dem durch die Haupt leitung strömenden Gasgevicht verhältnisgleich ist, wie im folgenden dargelegt werden soll.
  • Der Differenzdruck am Hauptstaurand 2 bewirkt heim Gaszähler 4 ein Drehmoment. Dieses wird auf die Pumpe 7 übertragen, so daß die Pumpe 7 am Staurand g einen Druckunterschied hervorruft, der dem am Hauptstaurand 1 gleich oder verhältnisgleich ist. Da am Staurand g die Flüssigkeit ein konstantes spezifisches Gewicht hat, während am Staurand l das spezifische Gewicht mit Druck und Temperatur veränderlich ist, ergiht sich bei dieser Anordnung folgende Beziehung zwischen dem Hauptstrom und dem Teilstrom: v = c Darin hedeutet v das Volumen des Teilstromes, V das Volumen des Hauptstromes, c eine Konstante, in der auch das spezifische Gewicht der Flüssigkeit J>ereits enthalten ist, y das spezifische Gewicht des Gases in der Hauptleitung.
  • Für die Messung dieses Teilstromes in der Venturidüse 1 1 gilt die Gleichung Vh' = c1.v.#y = c. c1.V.y = G.
  • Dal>ei ist h' der in der Venturidüse l I entstehende Druckunterschied, c1 eine Konstante, (, das je Zeiteinheit durch die, Hauptleitung strömende Gasgewicht.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist der Gaszähler und die Pumpe in einem Gehäuse vereinigt. In dem Gehäuse 15 ist eine Trommel I6 auf der Welle I7 drehbar gelagert. Sie trägt vier Schaufeln I8, die am Ende mit einer kleinen Aussparung 19 versehen sind. Das Gehäuse ruht auf dem Sockel 20. Es trägt im oberen und unteren Teil je einen Vorsprung 2I und 22. Diese Vorsprünge erstrecken sich über je ¼ des Umfanges.
  • Der obere Vorsprung 2I trägt einen Wulst 23, der in die Aussparung 19 paßt. Im ührigen sind die Schaufeln so bemessen. daß sie mit den Seitenwänden des Gehäuses und den Innenkanten der Vorsprünge 21 und 22 in leichter Berührung stehen. Im unteren Teil des Gehäuses befindet sich eine Flüssigkeitsfüllung 24. Das Gerät ist durch die Leitungen 25 und 26 mit der Hauptleitung I verbunden, die den Stauflansch 2 trägt.
  • Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wenn in der Leitung I eine Strömung stattfindet, z. B. von links nach rechts, so überträgt sich der am Staurand 2 herrschende Druckunterschied auf die Schaufel I8, welche sich gerade entlang dem oberen Vorsprung 2I bewegt. Durch die Trommel I6 wird ein entsprechendes Drehmoment auf die Schaufel I8 ausgeübt, welche der oberen gegenübersteht. Diese fördert dann eine bestimmte Fliissigkeitsmenge von rechts nach links. Durch die Aussparung 19 der unteren Schaufel strömt die Fliissigkeit 24 unter dem Einfluß des Druckunterschiedes, der in den rechten und linken, durch die Flügel voneinander getrennten Räumen in dem Gehäuse 15 herrscht, voll links nach rechts. Eine Drehung des Flügelrades erfolgt in dem Maße, wie die Flüssigkeit 24 durch die Aussparung 19 zurückfließt. Die Flüssigkeitsspiegel in den beiden Räumen litiks und rechts von den Flügeln 18, die mit den Vorsprungen 21 und 22 in Berührung stehen, sind gleich hoch, obwohl ein unterschiedlicher Druck auf ihnen lastet. Die Kräfte werden jedoch dadurch ausgelastet, daß die in die Flüssigkeit eintauchende Schaufel i 8 gleich große entgegengerichtete Kräfte ausübt. Die Wirkung des Stauflansches 9 in Abb. 1 übernimmt die Aussparung 19 in den Schaufeln 1 in Abb. 2. Eine solche Einrichtung bewirkt also wiederum, daß durch die Leitungen 25 und 26 ein Teilstrom fließt, dessen Volumen dem Produkt aus dem Volumen des Hauptstromes und dem Wurzelwert des spezifischen Gewichtes verhältnisgleich ist. l)ieser Teilstrom wird nun mit der Venturidüse 27 gemessen. Der entstehende Druckunterschied w ird durch die Leitungen 28 und 29 auf den Druckunterschiedsmesser 30 übertragen. I)ieser zeigt dann eiitsprechend dem in Abb. I geschilderten Ausführungsliei spiel einen Druckunterschied, dessen Wurzel wert dem durch den Stauflansch 2 fließenden Gasgewicht gleich ist.
  • Die Wirkungsweise einer Einrichtung gemäß Abb. I und 2 setzt voraus. daß zähler Gaszähler 4 in Abb. t hzw. die Flügel 1 in Abb. 2 vom Differenzdruck am Stauflanseh 2 beaufschlagt werden, ohne daß dieser eine Beeinträchtigung erfährt. Es kanti der Einwand erholten werden. daß durch die Venturidüse 27 (Abb. 2) jedoch eiii gewisser Druckverlust entsteht und dadurch nicht mehr der volle Differenzdruck die Schaufeln 18 trifft un läßt sich nachrehcnen, daß in bestimmten Bereichen der Schwankungen von Druck, Temperatur und Menge. wie sie in den meisten praktischen N.leßfällen vorliegen. sich dieser Fehler sehr gering halten läßt. und zwar durch geeignete Wahl der Abmessungen. des Stauflansches 2, der Schaufeln ,s, der Aussparung 19 und der Räume zwischen den Schaufeln i8 und den Vorsprüngen 21 und 22 und ferner durch Verwendung von Düsen mit möglichst großen Druckrückgewinn.
  • Man kommt dadurch zu verhältnismäßig einfachen. in Abb. I und 2 dargestellten Geräten, welche mit hinreichender Genauigkeit in bestimmten Bereichen von Druck und Temperatur unmittelbar das Gasgewicht je Zeiteinheit anzeigen.
  • Wenn es aber darauf ankommt, auch bei sehr starken Schwankungen des spezifischen Gewichtes eine absolut genaue Nfessung durchzuführen, so führt die in Abb. 3 dargestellte Anordnung zum Ziele. An die Hauptleitung I mit dem Stauflansch 2 ist durch die Leitungen 31 und 32 ein Gerät gemäß Al>b. 2 angeschlossen. Es trägt die Bezeichnung 33. Dieses Gerät steuert über den Regler 34 mittels des beweglichen Schiebers 35 und des Gaszählers 36 den durch die Leitungen 37 und 38 fließenden Teilstrom derart, daß sich der Flügel des Gerätes 33 und die Trommel des Gaszählers 36 immer gleich schnell drehen. Bei- spielsweise kann die Steuerung dieses Teilstromes in der Leitung 37 durch den Regler 34 in der Weise erfolgen daß der Schieler 35 durch ein Difterentialgetriel>c verstellt wird. wenn die Tourenzahl des Gerätes 33 und des Gaszählers 36 voneinander abweichen. l3>ei einer solchen Anordnung ist das durch die Leitung 38, den Gaszähler 36 und die Leitung 37 strömende Gasvolumen der Umdrehungszahl des Gerätes 33 und damit dem durch dieses Gerät strömenden Teilstromes verhältnisgleich. In der Leitung 38 befindet sich nun der maßgebende Stauflansch 39. dessen Druckunterschied durch die Leitungen 40 und 41 auf einen Druckunterschiedsmesser 42 übertragen wird. Nimmt man für das Gerät 42 einen üblichen Druckunterschiedsmesser, so kann man durch i3ildung des Wurzelwertes das durch die Hauptleitung strömende Gasgewicht messen. Setzt man an diese Stelle ein Gerät gemäß Al)h. 2, SO wird dieses das durch die Ifauptleitung strömende Geweicht unmittell>ar zählen. I)er am Staurand 39 entstehende Differenzdruck stört in diesem Fall die Genaulgkeit der Messung nicht, denn die Schaufeln des Gerätes 33 werden immer mit dem vollen Differenzdruck. der am Hauptstaurand 2 herrscht, heaufschlagt.

Claims (4)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Verfahren zur Strömungsmessung mit unmittelbarer Umwertung auf Nm³ oder kg, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Stauflansch einer Hauptleitung ein Teilstrom abgezweigt wird dessen Volumen dem Produkt aus dem Volumen des Hauptstromes und dem Wurzelwert des spezifischen Gewichtes verhältnisgleich ist und daß dieser Teilstrom nach dem bekannten Strömungsmeßverfahren gemessen wird, wobei ein Meßwert gewonnen wird, dessen Wurzelwert dem durch die Hauptleitung strömenden Gasgewicht verhältnisgleich ist.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet. daß im Nebenschluß zu einem Stauflansch 2 (Abb. I) ein mit einer Pumpe 7 verbundener Gaszähler 4 angeordnet wird, wobei die Pumpe 7 eine Flüssigkeit durch einen kleinen Stauflansch g drückt, und daß der durch diesen Gaszähler 7 gehende Teilstrom mit einer Düse 11 gemessen wird, so daß der Wurzelwert des an dieser Düse 1 1 entstehenden Druckunterschiedes dem durch die Hauptleitung I fließenden Gasgewicht verhältnisgleich ist.
  3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet daß Gaszähler 4 und Pumpe 7 in einem Gehäuse 15 (Abb. 2) vereinigt werden, wobei ein und dasselbe Flügelrad I6 mit den Flügeln I8 vom Gasdruck angetrieben und zur Förderung der Flüssigkeit 24 benutzt wird.
  4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Pumpe verbundene Gaszähler 33 (Abb. 3) lediglich als Impulsgeber für einen Regler 34 benutzt wird, welcher einen zweiten Teilstrom mittels eines Gaszählers 36 od. dgl. so steuert, daß er dem ersten verhältnisgleich ist, wobei der Stauflansch 39 zur Messung des durch die Hauptleitung 1 strömenden Gasgewichtes im zweiten Teilstrom angebracht wird.
DEP55490A 1949-09-21 1949-09-21 Verfahren zur Stroemungsmessung mit unmittelbarer Umwertung auf Nm oder kg Expired DE844508C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3015233A (en) * 1958-07-22 1962-01-02 Simmonds Aerocessories Inc Mass flowmeter

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