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Gasgeschwindigkeitsmesser
Die Erfindung betrifft einen Gasgeschwinding
keitmesser der grundsätzlichen Bauart, bei welcher durch den Staudruck des Gases,
das durch Kanäle einem Gehäuse zugeführt wird, ein in diesem drehbar gelagerter
Flügel sich unter Einwirkung des Gasstromes um einen veränderlichen Winkelwert dreht.
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Bei den bekannten Geräten dieser Art wirkt der Staudruck des Gases
im allgemeinen gegen die Kraft einer Feder. Die Größe der Ablenkung des Flügels
ist hiebei das Maß für die Geschwindigkeit des Gases; sie wird durch einen Zeiger,
der auf der flügelwelle sitzt, auf einer Skala angezeigt.
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Derartige Geräte besitzen den Nachteil, daß der Zeiger bei großen
Geschwindigkeiten flattert, so daß ein genaues Ablesen mit steigenden Geschwindigkeiten
immer schwieriger wird. Im letzten Drittel des Meßbereichs können diese Geräte vielfach
überhaupt nicht mehr benutzt werden, weil der Zeiger in diesem Bereich plötzlich
in seine Endlage kippt und dort festgehalten wird. Diese Schwierigkeiten sind eine
Folge dessen, daß bei den bekannten Geräten der Gasstrom den Flügel umströmt.
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Es ist auch ein Strömungsmesse bekanntgeworden, bei dem eine Klappe
im Ruhezustand unter dem Einfluß der Schwere gegen den Klappensitz gedrückt und
unter der alleinigen Gegenwirkung der Schwere von dem hindurchströmenden Medium
angehoben wird.
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Bei dieser bekannten Anordnung ist hinter der Klappe eine gekrümmte
Leitfläche vorgesehen, die einen in seiner Breite derart bemessenen Durch-
trittsschlitz
hat, daß der Schwenkwinkel der Klappe der durchströmenden Menge proportional ist.
Dabei kann auch die Schirmwand unmittelbar sich der vom freien Ende der Klappe beschriebenen
Bahn anschließen und mit einem die Strömungsöffnung begrenzenden Schlitz versehen
sein.
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Auch bei dieser Anordnung besteht die Gefahr, daß bei plötzlich auftretenden
Stößen innerhalb der Strömmung die Klappe, die in diesem Falle die Funktion des
Flügels besitzt. Fehlanzeigen ergibt oder Beschädigungen erleidet.
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Demgegenüber besteht das Wesen der Erfindung in einer neuartigen
Anordnung des Flügels innerhalb des Gehäuses sowie einer neuartigen Führung des
Gasstromes, um dadurch eine wirksamen Überlastungsschutz und eine genaue Anzeige
in einem erweiterten Meßbereich zu erzielen.
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Gemäß der Erfindung wird in einem Gasgeschwindugkeitsmesser der erwähnten
Bauart, bei der der Flügel unter Einwirkung des Gasstromes einen in der Gehäusewand
angeordneten Schlitz mehr oder weniger freigibt, derselbe mit einer derart veränderlichen
Breite ausgeführt daß bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten bzw. bei plötzlichen
Stößen die Eweiterung freigegeben und damit eine Überlastung des Flügels verhindert
wird.
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Zur Erzielung eines weiteren Überlastungsschutzes ist es zweckmäßigm
die Anordnung so zu treffen, daß der Meßflügel in seiner Endstellung in eine Bremskannter
eintritt, in der er das eingeschlossene Gas gegen eine feste Wand verdichtet.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen
Anordnung ergibt sich dadurch, daß paralel zu dem eigentlichen Meßschlitz genau
auf dessen Durchtrittquerschnitt abgestimmte verschließbare Umgehungswege vorgesehen
sind, die zur Einstellung verschiedener Meßbereiche wahlweise geöffnet oder geschlossen
werden können.
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Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Abbildungen beschrieben,
von denen Abb. I einen Geschwindigkeits messer bekannter Ausbildung in Draufsicht
mit abgenommenem Deckel in schematische Darstellung zeigt.
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Abb. 2 in perspektivischer Ansicht den Geschwindigkeitsmesser ebenfalls
mit abgenommenem Deckel nach der Erfindung und Abb. 2a an Hand eines schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels die Wirkungsweise.
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Bei der in Abb. I dargestellten Vorrichtung bisher üblicher Bauart
ist in dem Zylindergehäuse a ein in Spitzen gelagerter drehbarer Flügel b, den eine
Feder c beim Aufhören des Staudrucks in seine Nullage zurückdreht, exzentrisch angeordnet.
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Die exzentrische Lagerung wird hierbei angewendet, um eine möglichst
linear verlaufende Skalen teilung für die Geschwindigkeitsauzeige zu erhalten. Auf
der verlängerten Drehachse d des Flugels b ist Zeiger e angebracht, der außerhalb
des Gehäuses a den Bewegungen des Flügels b folgt, und auf der Skala f die jeweilige
Stellung des Flügels b anzeigt. Seitlich am Gehäuse a befinden sich zwei einander
gegenüberliegende Öffnungen g und h für den Ein- und Austritt des Gases, Solche
Geräte können direkt oder in Verbindung mit einer Sonde, die durch Schlänche mit
dem Ein- und Austritt verbunden ist, benutzt werden, ihre Wirkungsweise ist folgende:
Wird das Gerät einem Gasstrom ausgesetzt (Eintrittsöffnung g bzw. Sonde gegen den
Strom gerichtet), so strömt durch diese Entrittsöffnung g Gas in das Gehäuse a ein
und bewegt den Flügel b gegen die Kraft der Feder c. bis zwischen dem Gasdruck und
der Federkraft Gleichgewicht herrscht. Da der Flügel b exzentrisch gelagert ist,
entfernt sich das Flügelende mit der Drehung immer mehr von der Gehäusewand, und
es entsteht eine sich vergrößernde Öffnung i, durch die das Gas dem Austritt h zuströmt.
Dabei wird der Flügel b umströmt, und es bilden sich, hauptsächlich bei größeren
Geschwindigkeiten, hinter dem Flügel Wirbel. Letztere bringen den Flügel zum Flattern
und machen ein genaues Ablesen der herrschenden Geschwindigkeit unmöglich.
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Bei dem in den Abb. 2 und 2a schematisch ohne Deckel dargestellten
Geschwindigkeitsmesser nach der Erfindung, der sowohl als anzeigendes wie auch als
registreierendes Gerät zu verwenden ist, ist dieser Nachteil vollkommen behoben.
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In dem inneren Raum a' eines außen doppelwandigen, zylindrischen
Gehäuses ist der Flügel b zentrisch und drehbar so gelagert, daß er in seiner Grundstellung
in Verbindung mit der Zwischenwand k den Raum a' in zwei ungefähr gleiche Teile
teilt.
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An der durch den oberen Deckel ragenden Flügelwelle d sind die Gegenfeder
c (Abb. 2a) und der Zeiger c befestigt. Der Eintrittsstutzen g führt in den Raum
a', während der ihn gegenüberliegende Austrittsstutzen h mit dem Ringraum p verbunden
ist.
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In der Außenwand q des InneraUmes a' befindet sich ein Schlitz l,
der durch den Kanal p mit dem Austritt h verbunden ist. Der Schlitz l ist so geformt,
daß eine möglochst linear geteilte Skala f (Abb. 2) für die Geschwindigkeitsanzeige
entsteht.
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Am Ende des Schlitzes l befindet sich eine größere Erweiterung m,
die in Verbindung mit dem geschlossenen Raum r, der durch den Flügel b in seiner
Endstellung und durch die Gehäusewand q und k gebildet wird, bewirkt, daß der Flügel
b an dieser Stelle durch den Gasstrom festgehalten wird.
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Dadurch ist das Meßsystem gegen mechanische Beschädigungen, wie sie
bei plötzlichen über den Meßbereich hinausgehenden Stromstößen auftreten geschützt.
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In der Außenwand q des Inneraumes a' befinden sich ferner die Fenster
n, die mit dem Austrittskanal p (Abb. 2) in Verbindung stehen. Durch Öffnen und
Schließen der Fenster n mittels des Schiebers o kann man verschiedene Meßbereiche
einstellen, deren Größe jeweilig von der Größe der Öffnungen n abhängig sind. Die
Wirkung beruht darauf, daß bei ganz oder teilweise geöffneten Fenstern nur ein Teilstrom
den Flügel b beaufschlagt, während der andere Teilstrom durch die Fenster n und
den Kanal p zum Austritt h abge-
führt wird. In dem Gerät Abb. 2
sind beispielsweise vier Meßbereiche vorgesehen. Beim kleinsten Meßbereich sind
die Fenster n sämtlich geschlossen, beim größere@ Meßbereich sämtlich geöffnet.
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Wird das Gerat einem Gasstrom ausgesetzt, so tritt dieser durch die
Eintrittsöffnung in das Gehäuse a ein und dreht den Flugel b gegen die Kraft der
Feder @@ @@@ G@@t@@gewicht zwischen Gasdruck und Federkraft herrscht. Eine Umströmung
des Flugels findet jedoch hierbei nicht statt, sondern bei geschlossetten Fenstern
strömt das Gas durch den vor dem Flugel b gelegenen Teil des Schlitzes l m den Kanal
p zum Austritt h ab.
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Im eigensatz zu den vorhandenen Geräten zeichnet sich das Meßgerät
nach der Erfindung infolge seiner neuartigen Bauweise auch in den höheren Lagen
in allen Meßbereichen durch eine konstante ruhrge Anzeige aus.