DE844509C - Teilstrommengenmesser mit Venturiduese - Google Patents

Teilstrommengenmesser mit Venturiduese

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DE844509C
DE844509C DEN1837A DEN0001837A DE844509C DE 844509 C DE844509 C DE 844509C DE N1837 A DEN1837 A DE N1837A DE N0001837 A DEN0001837 A DE N0001837A DE 844509 C DE844509 C DE 844509C
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flow meter
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DEN1837A
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Hermann Kestermann
Gustav Dipl-Ing Neuhaus
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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

  • Teilstrommengenmess er mit Venturidüse Die Erfindung betrifft Teilstrommengenmesser mit Venturidüse, d. h. mit einer Stauvorrichtung, hei der der in der Verengung auftretende Minderdruck zur Erzeugung des Druckunterschiedes am Strömungsteiler herangezogen wird. Die Erfindung bezweckt, ein Gerät dieser Art zu schaffen, das zum Messen des die Druckmittelleitung wechselweise in der einen oder in der anderen Richtung durchströmenden Druckmittelstromes für jede Richtung gesondert dient oder bei dem bei Verzicht auf das Messen in der zweiten Richtung das Ergebnis für die erste Richtung durch einen etwa zeitweilig auftretenden Druckmittelstrom in der zweiten Richtung nicht beeinflußt wird. Die Zeichnung bringt in Abb. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellung, in Abb. 3 eine zusätzliche Einrichtung zum ersten :kusführungsheispiel in entsprechender Darstellung und in Abb. 4 eine Abänderung der zugehörigenVenturidüse im Längsschnitt.
  • Beim ersten Ausführungsbeispiel (Abb. I), bei dem der Druckmittelstrom für jede Richtung gesondert gemessen wird, bezeichnet I die Druckmittelleitung, die durch ein Druckmittel entweder in Pfeilrichtung 2 oder Pfeilrichtung 3 durchströmt wird. In der Leitung I ist eine Venturidüse eingebaut, die symmetrisch ausgebildet ist und aus zwei kegelförmigen Teilen 4 und 5 und einer dazwischenliegenden Verengung 6 besteht. Von dieser geht eine Zweigleitung 7 ab, die über je eine Fortsetzung 8 oder 9 zu einem Strömungsteiler führt. Dieser besteht aus einem Gehäuse 10 oder I I, das durch eine Membran I2 oder I3 in zwei Teile 14 oder 15 und I6 oder 17 unterteilt ist. An den Enden der kegel- förmigen Teile 4 oder 5 geht von der Leitung I je eine Zweigleitung 18 oder 19 ab, die in den Raum 20 oder 21 eines durch eine Membran 22 unterteilten Gehäuses 23 führt. Die Membran 22 hat auf jeder Seite eine Gummiplatte 24 oder 25, die den Ventilkörper für ein Ventil bildet, dessen Sitz durch das Ende 26 oder 27 eines Rohres 28 oder 29 gebildet wird, das in den Raum 20 oder 2I etwas hineinragt. Jedes Rohr 28 oder 29 ist mit einer Verengung oder Stauplatte 30 oder 3I versehen und führt in den Gehäuseraum I6 oder 17 des Gehäuses 10 oder II. Auf dieser Seite trägt die Membran I2 oder I3 einen Ventilkörper 32 oder 33, dessen Sitz durch das Ende 34 oder 35 eines Rohres 36 oder 37 gebildet wird, das zu einem Zähler, z. 13. einem Gasmesser 38 oder 39, führt.
  • Ist in der Leitung I keine Störung, so ist der Druck in den Zweigleitungen I8 und Ig derselbe, die Membran 22 nimmt daher ihre Mittelstellung ein, und die Ventile 24, 26 und 25, 27 sind geöffnet, so daß der Druck sich bis in den Gehäuseraum 16 oder 17 fortpflanzen kann. Andererseits ist aber der Druck in der Zweigleitung 18 auch derselbe wie in der Zweigleitung 7, der sich über die Fortsetzung 8 in den Raum 14 fortpflanzt, so daß in den Räumen 14 und I6 derselbe Druck herrscht.
  • Die Verhältnisse sind hier nun so bemessen, daß bei Druckgleichheit in den Räumen 14 und I6 der Ventilkörper 32 auf dem Sitz 34 aufliegt, das Ventil 32, 34 also geschlossen ist und kein Druckmittel auf dem Wege I8, 20, 28, I6, 36 zum Gasmesser 38 gelangt. Das hier für den Strömungsteiler I0, 12, 32, 34 Beschriebene gilt auch für den Strömungsteiler 11, 13, 33, 35, sodaß auch kein Druckmittel auf dem Wege 19, 2I, 29, I7, 37 zum Gasmesser 39 gelangt.
  • Ist dagegen eine Strömung in Richtung des Pfeiles 2 vorhanden, so herrscht in der Leitung 19 und damit im Gehäuseraum 21 Überdruck gegen' über der Leitung I8 und dem Gehäuseraum 20. Die Membran biegt sich daher nach rechts durch, und das Ventil 24, 26 bildet eine Absperrvorrichtung, die die Leitung 28 abschließt, so daß über 28, I6, 36 kein Druckmittel zum Gasmesser gelangen kann, gleichgültig, ob sich das Ventil 32, 34 hierbei öffnet oder nicht. Da das Ventil 25, 27 geöffnet bleibt, gelangt das Druckmittel auf dem Wege von 21 weiter über 29 in den Gehäuseraum I7 des Strömungsteilers II, I3, 33, 35, in dessen anderen Gehäuse raum 15 von der Zweigleitung 7 und ihrer Fortsetzung g her gegenüber dem Gehäuseraum I7 Minderdruck herrscht. Die Membran I3 biegt sich daher nach rechts durch, und das Ventil 33, 35 öffnet sich so daß jetzt das Druckmittel aus dem Raum I7 über das Rohr 37 zum Gasmesser 39 vordringen kann und dieser zu zählen beginnt. Mit Aufhören der Strömung stellt sich der vorher beschriebene Zustand wieder her. Wie die Vorrichtung bei Strömung in Richtung des Pfeiles 3 arbeitet, bedarf keiner Erläuterung.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist auf das Messen in einer zweiten Richtung verzichtet, doch ist es so eingerichtet, daß das Ergebnis für die erste Richtung durch einen etwa zeitweilig auftretenden Druckmittelstrom lt der zeiten Richtung nicht beeinflußt ist. Es bezeichnet 50 die Druckmittelleitung, bei der das Druckmittel nur in Richtung des Pfeiles 51 gemessen werden soll, und 52 den Sockel, 53 die Verengung und 54 den kegelförmigen Teil der Venturidüse. Vor dem Sockel 52 führt eine Zweigleitung 55 in den Gehäuseraum 56 des durch eine Membran 5/ unterteilten Gehäuses 58.
  • Auf dieser Seite hat die Nlemitran eine Gummiplatte 59, die den Ventilkörper für eilt Ventil bildet, dessen Sitz durch das Ende ()o eines Rohres 6t gebildet wird, das in den Kaum 56 hineinragt. In den anderen Gehäuseraum 62 des Gehäuses führt eine Leitung 63. die hinter der Düse 54 voll der Druckmittelleitung 50 abzweigt. Im übrigen ist die Einrichtung so getroffen wie auf einer Seite des ersten Ausführungsbeispiels, und es sind dieselben Bezugszeichen gewählt.
  • Ist in der Leitung 50 keine Str'imung, so gilt für diesen Fall dasselbe wie für dett entsprechenden Fall des ersten Ausführungsbeispiels. d. h. in den Gasmesser 39 gelangt kein Druckmittel. Ebenso bedarf es mit Rücksicht auf das erste Ausführungsbeispiel keiner Erläuterung, daß bei Strömung in Richtung des Pfeiles, 51. wo der Druck aus der Zweigleitung 55 im Gehäuseraum 56 den Druck aus der besonderen Leitung 63 im Gehäuseraum 62 überwiegt und das Absperrventil 59, 60 geöffnet bleibt, der Messer 30 zählt. Ist dagegen in der Leitung 50 Strömung entgegen der Richtung des i'feiles 51. so überwiegt der Druck aus der besonderen Leitung 63 im Gehäuseraum 62 den Druck aus der Zweigleitung 55 im Ge-Gehäuseraum 56, so daß das N'entil 59, 60 sich schließt und das Druckmittel nicht in den Strömungsteiler und auch nicht weiter zum Gasmesser vordringen kann.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Teilstrommengenmesser mit N'enturidüsen im engeren Sinne des Wortes, sondern bezicht sich auch auf alle Teilstrommengenmesser, bei denen der Sog oder Unterdruck an der N'erenguitg zur Erzeugung des Druckunterschiedes fiir den Tei istrom benutzt wird.
  • Abl>. 3 bringt eine zusätzliche Einrichtung zum ersten Ausführungsbeispiel (Abb. 1) insofern, als der Teilstrommengenmesser mit einer Anzeigevorrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels versehen ist, die diese Geschwindigkeit sowohl für die eine als auch für die andere Strömungsrichtung itt gleicher Weise anzeigt, und eine zusätzliche Anzeigevorrichtung vorgesehen ist, die unter die Strömungsriclituttg Aufschluß gibt.
  • Zu diesem Zweck zweigt von der Leitung 36 oder 37 (Abb. I) eine Leitung 90 oder 91 ab, die in den seitlichen Gehäuseraum 92 oder 93 eines Gehäuses mit drei Räumen führt, dessen Außenwandungen mit 94 oder 95 bezeichnet sind. während der mittlere Kaum mit 96 und eitt ihit nach außen al>schließender Kreisring mit 97 bezeichnet ist. I)er mittlere Kaum 96 wird gegen den Raum 92 hin durch eine Haut 98 und gegen den Raum 93 hin durch eine Haut 99 abgeschlossen. Die beiden Häute 98 und 99 sind solcherart, daß sie einer Ausbauchung nach beiden Seite hin innerhalb gewisser Grenzen keinen Widerstand entgegensetzen, und jeder seitliche Raum 92 oder 93 ist so eingerichtet, daß die ihn seitlich begrenzende Haut 98 oder 99 an der ihr zunächst liegenden Außenwand 94 oder 95 zur Anlage kommen kann. Über eine Leitung 100 ist der mittlere Raum 96 mit dem Raum 101 eines Membrangehäuses 102 verbunden, dessen Membran mit 103 bezeichnet ist. Die Räume 101 und 96 sind mit einer tropfbaren Flüssigkeit vollgefüllt. An der Membran 103 sitzt starr eine Stütze mit einem Drehpunkt 104 für einen doppelarmigen Hebel 105, dessen einer Arm unter Vermittlung eines Lenkers 106 an einem am Gehäuse 102 befestigten Tragarm 107 angelenkt ist, währen am andere Arm ein Schreibstift 108 sitzt, der auf einem laufenden Papierstreifen 109 seine Stellung vermerkt. Voti der Leitung 90 zweigt eine Leitung 110 zu einem Membrangehäuse 111 ab, dessen Membran 112 sehr empfindlich ist und eine Stütze mit eittent Drehpunkt 113 für einen doppelarmigen Hebel I 14 hat, dessen einer Arm an einem am Gehäuse 11 I befestigten Tragarm 115 angelenkt ist, während am andereii @rm ein Schreibstift 1 I6 sitzt, der seine Stellung ebenfalls auf dem laufenden Papierstreifen 109 vermerkt. 117 bezeichnet einen Anschlag, der die durchbringung der Membran 112 nach außen und damit auch den Ausschlag des Hebels 114 mit dem Schreibstift 116 begrenzt.
  • Ist in der Leitung 1 (Abb. I) keine Strömung, so herrscht weder in dem Raum 92 v von 36 her über go noch ilt dem Raum 93 von 37 her über 91 Druck, somit auch nicht im Raum 96 und weiter über 100 im Raum 101, und der Hebel 105 mit dem Schreibstift 108 verbleibt in seiner Ausgangsstellung. Ist dagegen eine Strömung in Richtung des Pfeiles 3 (Abb. 1) vorhanden, so herrscht wie vorher im Raum 93 v voll 37 her kein Druck, wohl aber im Raum 92 VOll 36 her. Dies bewirdt, daß die Membran gS sich sofort, und zwar widerstandslos so weit durchhiegt. bis die Membran 99 an der Gehäusewandung 95 zur Anlage kommt. Der bei der weiteren Durchbiegung der Membran 98 entstehende Druck pflanzt sich vom Kaum 96 über 100 in den Raum IOI fort utid biegt die Membran 103 nach außen, so daß der Heltel 105 ausschlägt und der Schreibstift 108 dies auf dem Papierstreifen 109 vermerkt. Gleichzeitig pflanzt sich der Druck von 36 her über 90, 110 nach 111 fort und biegt die Membran 113 nach außen, so daß der Hebel 114 ausschlägt und der Schreibstift 116 dies auf dem papierstreifen 109 vermerkt. Da die Membran 112. wie bemerkt, sehr empfindlich ist, wird der Hebel 114 alsbald am Anschlag 117 zur Anlage kommen. Beim Aufhören der Strömung kehren sämtliche Teile in ihre Ausgangsstellung zurück. Entsteht in der Leitung I eine Strömung in Richtung des Pfeiles 2 (Abl>. I). so biegen sich die Membranen 99. 98 entsprechend umgekehrt durch. während die sonstigen Vorgänge (Membran 103, Hebel 105 mit Schreibstift 108) sich entsprechend wiederholen. l)a in der Leitung 36 kein Druck herrscht, verbleibt Itei dieser Strömungsrichtung der Schreibstift 116 in seiner Ausgangsstellung.
  • Da der Schreibstift 108 unabhängig von der Strömungsrichtung immer nur nach einer Seite ausschlägt, so bietet die Einrichtung den Vorteil, daß der Papierstreifen 109 nur halb so breit zu sein braucht wie im anderen Fall oder daß bei gegebener Breite des Papierstreifens die Vorgänge sich mit dopl)elter Genauigkeit anzeigen. Die Strömungsrichtung ergibt sich aus der Stellung des Schreibstiftes 1 O. Infolge der Empfindlichkeit der Membran 112 util der Anordnung des Anschlages 117 wird der Schreibstift 116 kaum eine Zwischenstellung, sonden immer eine seiner beiden Grenzstellungen einnehmen, wodurch die Strömungsrichtung leicht erkennbar ist.
  • Abb. 4 zeigt eine als besonderes Stück in die Druckmittelleitung an der Stoßstelle zweier Rohre einzubauende symmetrische Venturidüse, die so ausgebildet ist, daß sich ihr Ein- oder Ausbau erleichtert. Es bezeichnet I20 das eine Rohr mit seinem Flansch 121 und I22 das andere Rohr mit seinem Flansch 123. Die aus dünnem Blech hergestellte Venturidüse. deren einer kegelstumpfförmiger Teil mit 124, der Verengung mit I25 und deren anderer kegelstumpfförmiger Teil mit 126 bezeichnet ist, hat an dem einen Ende (Teil I26) einen Bord 127 der zwischen den Flanschen I2I und I23 in die Druckmittel leitung eingebaut ist, während weitere Befestigungsstellen zwischen Venturidüse und Druckmittelleitung entfallen. Durch den Bord I27 sind alle Anschlüsse für den Teilstrommengenmesser nach außen geführt, und zwar eine Bohrung I28 für die Druckmessung am äußeren Ende des kegelstumpfförmigen Teiles I26, eine Bohrung I29 für die Druckmessung an der Verengung I25 und eine Bohrung 130 für die Druckmessung am äußeren Ende des kegelstumpfförmigen Teiles I24. Von diesen Bohrungen geht 128 durch den Bord I27 und den Teil I26 durch und stellt somit eine unmittelbare Verbindung der Meßstelle nach außen dar. Die Bohrung I29 ist durch eine außen am Teil I26 liegende Leitung I3I mit einer Bohrung I32 in der Verengung I25 verbunden.
  • Schließlich wird eine Verbindung der Bohrung 130 mit ihrer Meßstelle an dem dem Bord I27 abgekehrten Ende der Düse, das nicht ganz genau an dem Rohr 120 anliegt, dadurch erreicht, daß der Raum I33 zwischen der Druckmittelleitungswandung (Rohr 120) und der Düse zur Verbindung benutzt wird, wobei die Verbindung zwischen Raum I33 und Bohrung 130 durch eine sich nur auf einem kleinen Teil des Umfangs erstreckende Aussparung I34 erreicht wird. Vorsorglich kann die innere, nach dem Bord 127 hin liegende Kante des Flansches 121 etwas abgerundet werden.

Claims (14)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Teilstrommengenmesser mit Venturidüse, d. h. mit einer Stauvorrichtung, bei der der in der'Verengung auftretende Minderdruck zur Erzeugung des Druckunterschiedes am Strömungsteiler herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen des die Druckmittelleitung (I) wechselweise in der einen oder der anderen Richtung durchströmenden, für jede Richtung gesondert zu messenden Druckmittelstromes eine Absperrvorrichtung (20 bis 27) vorgesehen ist, welche die in Richtung (z. B. 2) des zu messenden Stromes jeweils hinter der Venturidüse (4, 5, 6) liegende Zweigleitung (I8), die von der Druckmittelleitung zum Strömungsteiler (Io, 12, 32, 34) führt, absperrt und bei umgekehrter Stromlrichtung (3) freigibt.
  2. 2. Teilstrommengenmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß von der Druckmittelleitung (I) vor und hinter der Düse (4, 5, 6) je nur eine Leitung (I8 oder I9) abzweigt, die über die Absperrvorrichtung (20 bis 27) zum Strömungsteiler (Io, 12, 32, 34 oder II, 13, 33, 35) führt.
  3. 3. Teilstrommengenmesser nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung durch ein Gehäuse (23) gebildet wird, das durch eine Membran (22) unterteilt ist und in dessen beide Seiten (20 oder 21) je eine der beiden Zweigleitungen (I8 oder I9) mündet und daß jede Seite der Membran (22) mit einem Ventilkörper (24 oder 25) versehen ist, der die von der entsprechenden Gehäuseseite (20 oder 21) zum Strömungsteiler (IO, 12,32,34 oder II, 13, 33, 35) führende Leitung (28 oder 29) bei Minderdruck auf dieser Seite absperrt.
  4. 4. Teilstrommengenmesser nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Stromrichtung (2 oder 3) ein Strömungsteiler vorgesehen ist, der einerseits unter dem Einfluß der Zweigleitung (7) steht, die von der Verengung (6) ausgeht, und andererseits unter dem Einfluß der Zweigleitung (I9 oder I8) steht, die in Richtung (2 oder 3) des zu messenden Stromes vor der Düse liegt.
  5. 5. Teilstrommengenmesser nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (4, 5, 6) symmetrisch ausgebildet ist.
  6. 6. Teilstrorrmengenmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verzicht auf Messen des Stromes in einer Richtung für die Absperrvorrichtung (56 bis 62) eine besondere hinter der Düse (52, 53, 54) abzweigende Leitung (63) vorgesehen ist.
  7. 7. Teilstrommengenmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieAbsperrvorrichtung durch ein Gehäuse (58) gebildet wird, das durch eine Membran (57) unterteilt ist und in dessen eine Seite (62) die besondere hinter der Düse abzweigende Leitung (63) mündet, und daß in die andere Seite (56) die Zweigleitung (55) mündet, die vor der Düse abzweigt, und daß auf dieser Seite die Membran mit einem Ventilkörper (59) versehen ist, der die zum Strömung teiler führende Leitung (6r) absperrt, wenn auf der anderen Gehäuseseite (62) infolge der umgekehrten Stromrichtung Überdruck herrscht.
  8. 8. Teilstrommengenmesser nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Anzeigevorrichtung (go bis I08) für die Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels versehen ist, die diese Geschwindigkeit sowohl für die eine als auch für die andere Strömungsrichtung in gleicher Weise anzeigt, und daß eine zusätzliche Anzeigevorrichtung (t 10 bis 116) vorgesehen ist, die nur über die Strömungsrichtung Aufschluß gibt.
  9. 9. Teilstrommengenmesser nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (94, 95, 97) mit drei Räumen (92, 93, 96), von denen der mittlere (96) seitlich durch zwei Häute (98, 99) begrenzt wird, die einer Ausbauchung nach beiden Seiten hin innerhalb gewisser Grenzen keinen Widerstand entgegensetzen, und von denen jeder seitliche Raum (92 oder 93) so ein gerichtet ist, daß die ihn seitlich begrenzende Haut (98 oder 99) an der ihr zunächst liegenden Außenwand (94 oder 95) nach geringer Ausbauchung zur Anlage kommt, und ferner jeder seitliche Raum (92 oder 93) mit der zu dem einen oder dem anderen Gasmesser führenden Leitung (36 oder 37) verbunden ist, während der mittlere Raum (96) mit einer tropfbaren Flüssigkeit gefüllt ist, deren Druck sich nach einer bekannten Druckanzeigevorrichtung (IOI bis Io8) fortpflanzt.
  10. IO. Teilstrommengenmesser nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung = Anzeigevorrichtung durch eine sehr empfindliche Druckanzeigevorrichtung (IIo bis II6) mit begrenztem Ausschlag gebildet wird.
  11. II. Teilstrommengenmesser nach Anspruch I bis 5, gekennzeichnet durch ein als besonderes Stück in die Druckmittelleitung an der Stoßstelle zweier Rohre einzubauende, mindestens angenähert symmetrische Venturidüse (I24 bis I26), die an dem einen Ende (I26) mit einem Bord (I27) zum Einbau in die Rohrleitung versehen ist, während weitere Befestigungsstellen entfallen.
  12. 12. Teilstrommengenmesser nachAnspruch ii, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Bord (127) alle Anschlüsse (128 bis I30) für den Teilstrommengenmesser nach außen geführt sind.
  13. 13. Teilstrommengenmesser nach Anspruch 11 und I2, dadurch gekennzeichnet, daß die eigentlichen Düsenteile (I24 bis I26) aus dünnem Blech bestehen.
  14. 14. Teilstrommengenmesser nach Anspruch II bis I3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (I33) zwischen der Druckmittelleitungswandung und der Düse alsVerbindungsraum von der Meßstelle, die an dem dem Bord abgekehrten Ende (I24) der Düse liegt, zum Bord (I27) hin dient, während von der Verengung (I25) der Düse eine besondere Leitung (131) zum Bord führt.
DEN1837A 1949-12-31 1950-09-12 Teilstrommengenmesser mit Venturiduese Expired DE844509C (de)

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