DE847209C - Teilstrommengenmesser - Google Patents

Teilstrommengenmesser

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DE847209C
DE847209C DEC38A DEC0000038A DE847209C DE 847209 C DE847209 C DE 847209C DE C38 A DEC38 A DE C38A DE C0000038 A DEC0000038 A DE C0000038A DE 847209 C DE847209 C DE 847209C
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DE
Germany
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throttle
pressure
line
conical
main
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Expired
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DEC38A
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English (en)
Inventor
Michel Inghelbrecht
Willem Uyterhoeven
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CIE GENERALE DE GAZ ET D ELECT
Original Assignee
CIE GENERALE DE GAZ ET D ELECT
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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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00Measuring a proportion of the volume flow

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

Description

  • Tèilstrommengenmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Teilstrom mengenmesser, insbesondere für gasförmige Medien, mit Haupt- und Nebendrossel, einem Volumenmesser in der Nebenleitung und einem den Druck von der hauptdrossel gleich dem Druck vor der Nebendrossel einstellenden Regler.
  • Derartige Einrichtungen sind bekannt, sie wer den im besonderen als Gasmesser verwendet. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist es schwierig, ein genaues koustantes Verhältnis zwischen den Gasmengen aufrechtzuerhalten, die in der Zeiteinheit durch die beiden Leitungszweige strnmen.
  • Bischer war es nicht möglich, die Konstanz dieses Verhältnisses für in weiten Grenzen variierende, in der Zeiteinheit durchströmende Mediummengen oder für variante Strnmungsgeschwindigkeiten zu gewahrleisten.
  • Die Stromungswiderstände in den beiden Lertungszweigen, von denen doch nur einer eine Meßvorrichtung aufweist, die einen nicht geregelten Widerstand hervorruft, zeigen nicht automatisch einen solchen Verlauf ihres Verhältnisses, daß das Verhältnis der in der Zeiteinheit durch die beiden Leitungszweige hindurchströmenden Mediummengen in weiten Grenzen konstant sein könnte.
  • Zweck der Erfindung ist es, bierin Verbesserung zu bringen.
  • Erfindungsgemäß werden zur Lösung dieser Aufgabe die Durchlaßöffnungen der Hauptdrossel und der Nebendrossel in Abhängigkeit von der Differenz der auf beiden Seiten der Drossel herrschenden Drücke geregelt, und zwar derart, daß das Verhältnis der Öffnungen konstant bleibt. Auf diese Weise werden die Grenzen, zwischen welchen die proportionale Durchströmung in den beiden Leitungszweigen aufrechterhalten bleibt, hinausgeschoben. Es handelt sich doch hier um eine Anpassung der genannten Widerstände an die Durchstrommenge.
  • Die beiden Drosseln können zu einem einzigen Aggregat vereinigt sein. Sie bestehen beispielsweise aus zwei achsparallelen bzw. in den beiden Leitungszweigen angeordneten Ausströmöffnungen und aus je einem diesen Öffnungen zugeordneten konischen Drosselkörper, wobei diese beiden konischen Körper gekuppelt und mit einer Membran od. dgl. verbunden sind, derart, daß die konischen Körper in der Achsrichtung der Ausströmöffnungen sich bewegen können.
  • Vorteilhaft wird in dem das Meßgerät enthaltenden Leitungszweig eine veränderliche Drossel vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem Enddruck oder Gebrauchsdruck des Mediums geregelt wird.
  • Diese Anordnung ist besonders zweckmäßig für die Aufrechterhaltung eines konstanten Gebrauchsdrucks in den Fällen, in denen der Druck des gelieferten Mediums variiert. Die Aufrechterhaltung eines konstanten Gebrauchsdrucks in den Gasleitungen ist von großer Wichtigkeit. Viele Verteilernetze haben zu kleine Dimensionen im Verhältnis zur heutigen Beaufschlagung. Man versucht, dem zu begegnen, indem man, gegebenenfalls vorübergehend, den speisedruck erhöht; aber es besteht ein lebhaftes Bedürfnis danach, den Gebrauchsdruck konstant zu halten, d. h. die erwähnte erfindungsgemäße Vorrichtung zu verwenden, besonders deshalb, weil diese Vorrichtung wesentlich dazu beiträgt, die Konstanz des Mengenverhltnisses des in der Zeiteinheit in den beiden zweigen strnmenden Mediums aufrechtzuerhalten, selbst dann, wenn der Speisedruck variiert. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß das Meßgerät unter konstantem Druck arbeitet. In den Figuren zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der bereits bekannten Vorrichtung, Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 4 ein Schema einer kompletten Meßeinrichtung für Gas gemäß der Erfindung, Fig. 5 einen Schnitt der Art der Konstruktion dieses Gasmessers.
  • In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Gaszuführungsleitung.
  • Diese Leitung teilt sich in eine hauptleitung 2 und eine Nebenleitung 3, in welche ein Meßapparat 4 eingeschaltet ist. Durch den Meßapparat 4 strömt also nur ein kleiner Teil des Gases, und das Pro blem besteht darin, das Verhältnis zwischen der die Nebenleitung pro Zeiteinheit durchströmenden Gasmenge und der in der Zeiteinheit die Hauptleitung 2 durchströmenden Gasmenge konstant zu halten. Dies wird erreicht mit Hilfe einer vernderlichen Drossel 5, deren Regelung mittels einer Membranbüchse 6 erfolgt. Diese Büchse kommuniziert durch eine Leitung 7 mit einem Punkt der Nebenleitung 3 für ein groyes Gebiet verschiedener Belastungen hinter dem Meßapparat 4 und durch eine Leitung 7' mit einem Punkt der Hauptleitung 2 hinter der Drosselstelle 5. Der Druck in der Nebenleitung 3 hinter dem Meßapparat 4 bleibt dann gleich dem Druck in der Hauptleitung 2 hinter der Drosselstelle 5. Daraus folgt, daß an den Drosselstellen 8 und 10 stets eine konstante Druckdifferenz herrscht und daß also das Verhältnis der Gasmengen in den Leitungen 2 und 3 in gewissen Grenzen konstant bleibt. die Drosselstellen 8 und 10 sind unveränderlich oder von Hand verstellbar, 9 bezeichnet die Gebrauchsleitung.
  • Bei der ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 ist dieselbe Anordnung getroffen wie in Fig. 1 mit denselben Unterteilen. Indessen sind bei dieser Ausführungsform die Drosselstellen 8 und 10 automatisch regulierbar, um die Grenzen, zwischen welchen die Proportionalität der Gasmengen in den Leitungen 2 und 3 aufrechterhalten bleibt, hinauszuschieben. Diese Drosseln müssen in Abhängigkeit von der Differenz der Drücke geregelt werden, um identische Durchstrmungsbedingungen aufrechtzuerhalten. In der Zeichnung wird dargestellt, wie diese Drosseln einfachheitshalber und um die gegenseitige Abhängigkeit aufrechtzuerhalten, durch ein Hebelsystem miteinander vgerbunden sind. Die beiden Drosseln unterliegen dann auch der Einwirkung einer einzigen Membranbüchse 15, welche in Abhängigkeit von der Differenz der Drücke, welche vor und hinter der Drossel 8 herrschen, wirkt. Es versteht sich, daß ebensowohl die Druckdifferenz zu beiden Seiten der Drossel 10 wirksam sein könnte, denn die Drücke sowohl vor den Drosseln 8 und 10 als auch hinter denselben sind gleich.
  • Bei der ausführungsform nach Fig. 3 ist zusätzlich eine Membranbüchse 30 vorgesehen, welche unter dem Einfluß der Differenz zwischen dem Gebraushsdruck Leitung 40) und einem anderen Druck (Leitung 20) steht. Der letzterwähnte Druck ist ein relativ konstanter Druck, zweckmäßig der atmosphhrische Druck. Die Membranbüchse 30 steuert eine Drossel 31. Letztere bewirkt, daß dem Meßapparat ein konstanter Druck zugeführt wird.
  • Daraus ergibt sich der Vorteil, daß somit das Meßgerät unter konstantem Druck arbeitet, was einen konstanten Kaloriepreis garantiert, auch wenn der Druck vor dem Eintritt variiert. Überdies bleibt, und das ist ein weiterer Vorteil, der Gebrauchsdruck in der Leitung 9 relativ konstant.
  • Bei der Vorrichtung nach Fig. 4 tritt das Gas durch die Zuführungsleitung 1 ein. Es gelangt in einen Raum 20, in welchem die Nebenleitung 3 ausmündet, durch die die zu messende Gasmenge abgeleitet wird. Ein Ventil 21 ist zwischen die Leitung 1 und die Hauptleitung 2 eingeschaltet. Dieses Ventil wird durch zwei Membranen 22 und 23 getragen. Die Kammer 24 über der Membran 22 steht durch einen Kanal 25 in Verbindung mit der Haupt- leitung 2. Die Kammer 26 unter der Membran 23 steht durch eine Leitung 27 in Verbindung mit dem Ende des Nebengasstroms. Eine Feder 28 hält den Gewichten des beweglichen Ventilsystems das Gleichgewicht. Daraus erhellt, daß in der Hauptleitung 2 ein Druck herrschen wird, der gleich ist dem Druck, welcher am Ende des Nebengasstroms herrscht; denn die auf die Membran 22 wirkende Druckdifferenz wird im Gleichgewicht gehalten durch die auf das Ventuil 21 selbst wirkende Druckdifferenz und durch die Wirkung der Feder 28 derart, daß die auf die Membran 23 wirkende Druckdifferenz, welche von dem Enddruck des Nebengasstroms abhängt, für die Stellung des Ventils 21 beswtimmend ist. Der Nebengasstrom in der Leitung 3 erreicht ebenfalls einen Druckregler 30 (s. Fig. 3). In diesem Regler befindet sich ein Ventil 31, welches als Druckregelventil arbeitet.
  • Dieses Ventil liefert das Gas in eine Leitung 33 ab, in welcher somit ein bestimmter Druck aufrechterhalten werden muß. Die Stellung des Ventils 31 ist bestimmt durch die Durchbiegung einer Membran 34, an welcher das Ventil 31 befestigt ist. Die Membran 35 dient lediglich als Schließmembran mit vernachlässigbarem Einfluß auf die Stellung des Ventils 31. Diese Membran 35 ist in einer festen Wand36 montiert. Die Wirkung der Membran 34 wird durch eine Feder 37 verstärkt. Die Kammer 38 über der Membran 34 steht mit der Atmosphäre in Verbindung, während die Kammer 39 unter der Membran 34 durch eine Leitung 40 mit der Gebrauchsleitung 9 in Verbindung steht.
  • Aus vorstehendem erhellt, daß der in der Leitung 33 herrschende Druck abnimmt, wenn der Gebrauchsdruck im Verhältnis zum atmosphärischen Druck zunimmt. Daraus folgt, daß der in der Leitung 27 herrschende Druck ebenfalls abnimmt, derart, daß der in der Hauptleitung 2 herrschende Druck seinerseits abnimmt. Das Endresultat ist, daß der Gebrauchsdruck in der Leitung 9 einen konstanten Wert über dem atmosphärischen Druck aufweist.
  • Das in der Leitung 33 strömende gas wird in dem Gerät 134 gemessen. Es tritt in eine Kammer 40 ein, in welcher ein Schiebermechanismus 41 vorgesehen ist. Dieser wird durch eine Membran 42 gesteuert, welche die Kammern 43 und 44 trennt.
  • Das Gas gelangt über den Schiebermechanismus 41 in die Kammern 43 und 44 und strömt aus letzteren durch die Leitungen 45 bzw. 46 ab. Die Bewegung der Membran 42 überträgt sich auch auf einen Zählmechanismus bzw. Rechenmechanismus, welcher die Menge des durchströmenden Gases registriert. Das Gas verläßt das Meßgerät über eine Leitung 47 und gelangt dann in eine Kammer 48.
  • Von der Leitung 47 ist, wie schon oben erwähnt, die Leitung 27, welche zu dem Steuermechanismus des Ventils 21 führt, abgezweigt.
  • Das in der Leitung 33 strömende Gas befindet sich unter konstantem Druck, der den konstanten Gebrauchsdruck nur um ein geringes überschreitet, und unter welchem die volumetrische Messung des Gases stattfindet. Das bedeutet, daß die Messung bei konstantem Druck vor sich geht, wodurch ein konstanter Preis pro Kalorie des gelieferten Gases garantiert wird.
  • Schließlich müssen der in der Leitung 2 fließende Hauptstrom und der bei 47 austretende Nebenstrom vereinigt werden, was in einer Vorrichtung 50 erfolgt. In dieser befindet sich eine Drossel 51 für den Hauptstrom und eine Drossel 52 für den Nebenstrom. Diese beiden Drosseln bilden den Zugang zu einer Kammer 53, an welchen die Gebrauchsleitung 9 angeschlossen ist. Die beiden Drosseln 51 und 52 werden durch konische Körper 54 und 55 gesteuert, die miteinander, sei es verstellbar, verbunden sind. Die beiden konischen Körper 54 und 55 werden gleichzeitig durch eine Membran 56 bewegt, deren Unterseite sich unter dem Einfluß des in der Hauptleitung 2 herrschenden Drucks und deren Oberseite sich über die Leitung 57 unter dem Einfluß des Gebrauchsdrucks des Gases befindet. Eine Feder 58 besorgt zusammen mit dem Eigengewicht des Systems der konischen Körper den erforderlichen Anfangsdruck.
  • Wenn der Verbrauch zunimmt, heben sich die konischen Körper in den Drosselöffnungen 51 und 52, so daß sowohl der Hauptstrom, wie auch der Nebenstrom weniger gedrosselt sind und der Druckverlust sich nicht ändert. Die Drosselvorrichtung mit den gekuppelten Elementen 54 und 55 ist in den Fig. 2 und 3 mit 8 und 10 bezeichnet.
  • In Fig. 5 ist die ausführungsform der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung dargestellt. Die Bezugszeichen der Fig. 5 entsprechen denn auch jenen der Fig. 4. Die verschiedenen Verbindungsleitungen sind in Fig. 5 der Übersichtlichkeit halber außerhalb des Apparats gezeichnet. Die Konstruktion des Apparats ist außerordentlich gedrungen. Der Apparat beansprucht weniger Raum als die bekannten Gaszähler. Der Schiebermechanismus befindet sich in einem Raum 60. Er wird gesteuert über eine Welle 61 durch die Membran 42, welche gleichzeitig über eine Welle 62 den Zählmechanismus 63 steuert.
  • Die doppelten, veränderlichen Drosseln 51 und 52 sind im Beispielsfall bestimmt durch eine konische Nadel 64 und eine konische Haube 65, welche beide Teile zu einem einheitlichen Körper vereinigt und an der Membran 56 befestigt sind. Die Drosselöffnung 51 kann dadurch vorausgeregelt werden, daß das Gehäuse 66, dessen Boden die Öffnung 51 enthält, in einer festen Wandung 67 verschraubt wird und dadurch axial verstellt werden kann.
  • Die zum Entlasten des Ventils 21 dienenden Organe sind gestrichelt wiedergegeben, weil sie nicht unter allen Umständen notwendig sind. Die Bezugszeichen 22, 24 und 25 entsprechen den gleichen Bezugszeichen der Fig. 4, in welcher das Ventil 21 wohl in der Form eines entlasteten Ventils dargestellt ist.

Claims (8)

  1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : 1. Teilstrommengenmesser mit Haupt- und Nebendrossel, einem Volumenmesser in der Nebenleitung und einem Regler, der den Druck vor der Hauptdrossel in Abhängigkeit von dem Druck hinter dem Volumenmesser regelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdrossel (8) und die Nebendrossel (10) veränderliche Durchtrittsöffnungen, aber konstantes Öffnungsverhältnis haben und einer von der Differenz der Drücke auf ihren beiden Seiten abhängigen Regelung unterliegen.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelapparat derart ausgeführt ist, daß die Differenz der auf beiden Seiten beider Drosseln herrschenden Drücke konstant bleibt.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptdrossel und die Nebendrossel zu einem einzigen Aggregat vereinigt sind.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosseln aus zwei achsparallelen, in den beiden Leitungszweigen angeordneten Durchströmöffnungen bestehen und daß jeder dieser Öffnungen ein konischer Drosselkörper zugeordnet ist und die beiden konischen Körper gekuppelt und mit einer Membran od. dgl. verbunden sind, derart, daß die konischen Körper sich in der Achsrichtung der Durchströmöffnungen bewegen können.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden konischen Körper ein zusammenhängendes, koaxiales System bilden, beispielsweise aus einer konischen Nade@ und einer diese konzentrisch umgebenden konischen Haube bestehen.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Teilstrommesser eine veränderliche Drossel vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem Enddruck oder Gebrauchsdruck des Mediums geregelt wird.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche regelbare Drossel in der Nebenleitung vor dem Meßgerät angeordnet ist.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der zusätzlichen Drossel in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Gebrauchsdruck des Mediums und dem atmosphärischen Druck erfolgt.
DEC38A 1948-10-19 1949-10-20 Teilstrommengenmesser Expired DE847209C (de)

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