DE859382C - Messvorrichtung zur Bestimmung einer physikalischen Groesse, beispielsweise einer Temperatur oder Gasdichte - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 15. DEZEMBER 1952

PATENTSCHRI

JTr. 859 KLASSE 42i GRUPPE IO2O

K 4954 IXb j

Karl Torsten Källe, Säffle (Schweden)

ist als Erfinder genannt worden

Karl Torsten Källe, Säffle (Schweden)

Patentanmeldung bekanntgemacht am 10. April 1952

Patenterteilung bekanntgemacht am 23. Oktober 1S52

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung einer physikalischen Größe,' beispielsweise zur Messung einer Temperatur oder einer Gasdichte. Die Vorrichtung ist so eingerichtet, daß sie mit einem Fühlglied verbunden wird, das eine kapillare Öffnung besitzt, durch welche ein Gasstrom hindurchgehen kann. Ganz allgemein kann diese Vorrichtung zur Prüfung der Dichtigkeit einer Gasströmung in jedem Sinne verwendet werden und ebenso umgekehrt zur Prüfung der Größe einer kapillaren Öffnung, durch welche ein Gas von bekannter Dichte hindurchtritt.

Im einzelnen besteht die Vorrichtung nach der Erfindung aus einem Hohlkörper mit einer zum Durchtritt einer Gasströmung dienenden kapillaren Öffnung, einer Kompressorpumpe, die mit diesem Hohlkörper durch eine Gasleitung verbunden- ist, •einem Eintrittsraum für eine Flüssigkeit auf der Saugseite des Kompressors, -einem umlaufenden Glied, das- in diesem Eintrittsraum, derart angeordnet ist, daß es in zeitbedingter Abhängigkeit von der Kompressorpumpe umläuft und! einen zusammenhängenden Flüssigkeitsring erzeugt, dessen Umlaufgeschwindigkeit sowohl von der Viskosität der Flüssigkeit als vom der Umlaufgeschwindigkeit des umlaufenden Körpers abhängt. Die erwähnte Gasleitung mündet im den Flüss-igkeitsdurchlaß zwischen dem umlaufenden Körper und dem Kompressor, so daß als Fördermittel für den Kompressor eine Mischung von Gas und Flüssigkeit gebildet wird, in welcher das Mengenverhältnis zwischen Flüssigkeit und Gas durch

den Druck in der Gasleitung bestimmt wird. Ferner besitzt die Vorrichtung einen, verengten Auslaß für das Gas-Flüssigkeits-Gemisch, das von der Druckseite des Kompressors geliefert wird, und eine Leitung, die von der gleichen Kompressorseite aus zu einem Gerät führt, welches in Abhängigkeit von dem Druck in der letztgenannten Leitung betätigt wird und vorzugsweise als Anzeigegerät ausgebildet sein kann.

ίο Insbesondere bei der Messung von Temperaturen besitzt der Erfindungsgegenstand erhebliche Vorteile gegenüber den gebräuchlichen Vorrichtungen. Bekanntlich wurden bisher zur Messung ziemlich hoher Temperaturen vorzugsweiseelektrothermische Geräte verwendet. Diese Geräte können aber nur innerhalb bestimmter Temperaturgrenizen benutzt werden; unter Temperaturen von etwa 8oo° C sind die thermoelektrischen Ströme nicht genau meßbar, wogegen die Ablesung bei Temperaturen über 1200 bis 1300⁰C reichlich unzuverlässig wird. In keinem Falle sind die thermoelektrischen Ströme genügend stark, um unmittelbar für Regelungs- oder Überwachungszwecke verwendet zu werden; bei der zusätzlichen Verwendung von Mitteln zur Ver-Stärkung der Stromwirkung tritt die Gefahr verhältnismäßig großer Fehler auf, die auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sind, beispielsweise auf ein unüberwachbares Potentialgefälle in den Verbindungsleitungen u. dgl. Gemäß der Erfindung ist es möglich, Temperaturen zu überwachen und zu regeln mit einer bisher unbekannten Genauigkeit; die Vorrichtung nach der Erfindung gestattet die Messung von Temperaturen von dem niedrigsten praktisch vorkommenden Werte bis zu beispielsweise 2000⁰ C. Diese obere Grenze ihrerseits ist lediglich abhängig von der Wärmewiderstandsfähigkeit des Materials des Fühlgliedes. Die Erfindung ermöglicht ferner eine rasche Anzeige oder Regelung auch bei sehr kleinen Temperaturveränderungen, da die hierbei auftretenden Meßkräfte sehr große Werte erreichen. Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben, in welcher

Fig. ι einen senkrechten Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel zeigt, das z. B. zu Temperaturmessungen verwendet werden kann;

Fig. 2 ist eine Ansicht des umlaufenden Körpers innerhalb des Gerätes,

Fig. 3 ein waagerechter Schnitt nach der Linie HI-III in Fig. 1,

Fig. 4 ein waagerechter Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1,

Fig. 5 ein waagerechter Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 6;

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform eines Fühlgliedes, das für einen anderen besonderen Zweck verwendbar ist.

In Fig. ι ist links ein Wärmefühler gezeigt, der in einen Körper oder einen Raum eingeführt werden kann, dessen Temperatur gemessen werden soll. Er besteht aus einem rohrförmigen Gehäuse 11, das an seinem äußeren Ende geschlossen ist und ein Gewinde 12 trägt, mit dessen Hilfe es beispielsweise in die Wandung eines Ofens eingeschraubt werden kann. An seinem anderen Ende steht das Gehäuse 11 durch einen Einlaßstutzen 13 in Verbindung mit der Atmosphäre oder einem anderen Gas. Konzentrisch innerhalb des Gehäuses 11 liegt ein Rohr 14 mit einer kapillaren Öffnung 15 an seinem inneren Ende. Das äußere Ende dieses Rohres 14 steht durch eine Leitung 16 mit dem nachstehend beschriebenen Gerät in Verbindung. Das Fühlglied ist in der oben beschriebenen Art an sich bereits bekannt und wirkt in der Weise, daß das in den Raum zwischen den Rohren 11 und 14 eingetretene Gas auf die Temperatur des außerhalb des Wärmefühlers befindlichen Körpers oder Raumes erwärmt wird, wobei die Gasdichte mehr oder weniger wechselt. Bei seinem Gang durch die Leitung 16" nimmt das Gas wieder die Temperatur des Raumes oder der Umgebung an, bevor es in einen Kompressor eingeführt wird, durch welchen der Gasstrom hervorgerufen wird. Da der Kompressor eine gleichbleibende Menge fördert, tritt in der kapillaren Öffnung 15 ein verschiedener Druck auf, was zur Folge hat, daß auch das durch den Kompressor angesaugte Gas unter höherem oder niedrigerem Druck steht.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfaßt ferner einen Behälter 17 mit einem geschlossenen Deckel 18, auf welchem ein Elektromotor 19 angeordnet ist. Die Motorwelle 20 ist verlängert und erstreckt sich in den Behälter. Am unteren Ende dieser Welle ist ein Zahnrad 21 befestigt, das einen Teil einer Zahnradpumpe (Fig. 3) für konstante Fördermenge bildet. Dieser Kompressor ist versenkt in einer Flüssigkeit innerhalb eines Gefäßes 22, das in dem Behälter 17 liegt und dessen Zweck welter unten erläutert wird. Der Deckel 18 sitzt dicht auf dem Behälter 17, besitzt aber einen Auslaß 23, durch welchen das Behälterinnere in unmittelbarer Verbindung mit der Außenluft steht.

Das getriebene Rad 24 des Kompressors sitzt auf einer Hohlwelle 25, die vorzugsweise aus einem Stück mit einem Rad 26 besteht. Sowohl der Kompressor als das Rad 26 liegen innerhalb eines Gehäuses 27, dessen Deckel 28 das Lager für die Welle 20 bildet. Auch die Welle 25 ist innerhalb des Gehäuses 27 gelagert. no

Das Rad 26 (vgl. Fig. 2) besitzt eine ringsum laufende Nut 29, durch welche im Zusammenhang mit der umgebenden zylindrischen Wand des Gehäuses 27 ein ringförmiger Raum gebildet wird, in welchen durch eine Mehrzahl radialer Öffnungen in der Wandung des Gehäuses 27 Flüssigkeit aus dem Gefäß 22 eingeführt wird (vgl. Fig. 4). Aus diesem ringförmigen Raum wird die Flüssigkeit durch radiale Kanäle 31 in dem Rad 26 und daran anschließend durch die hohle Welle 25 nach oben in einen in dem Deckel 28 vorgesehenen Kanal 32 gefördert, der nach der Saugseite des Kompressors führt. Die Gasleitung 16 mündet ebenfalls in diesen Kanal, und zwar unmittelbar oberhalb der hohlen Welle 25. Durch den Deckel 28 ist eine Stellschraube 33 geführt, die mehr oder

weniger weit in den Kanal 32 eingeführt werden kann. An die Druckseite des Kompressors ist eine Leitung 34 angeschlossen, durch welche das vom Kompressor gelieferte Gas-Flüssigkeits-Gemisch in den Behälter 17 gefördert wird. Vor dem Austritt in den Behälterraum muß aber das Gemisch eine verengte Öffnung 35 durchströmen. Eine weitere Leitung 36, die ebenfalls von der Leitung 34 abgezweigt ist, ist an ein Manometer 37 mit Celsiusgradeinteilung angeschlossen.

Das den Kompressor umgebende Gefäß 22 ist so angeordnet, daß sich seine obere Kante stets oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 17 befindet. Bei Verwendung des Gerätes kann dieses Gefäß 22 mit Flüssigkeit gefüllt werden; es besitzt zu diesem Zweck in seinem Boden eine Öffnung 38 in Gestalt eines Rohrstutzens, durch welche die Flüssigkeit von dem Behälter 17 hineingepumpt wird. Derjenige Teil der Flüssigkeit, der dabei nicht in die Saugleitung des Kompressors gelangt, strömt über die obere Kante des Gefäßes 22 hinweg. Die in das Gefäß 22 eingeführte Flüssigkeitsmenge ist so bemessen, daß stets ein gewisser Überlauf stattfindet. Wie in Fig. 1 gezeigt, erstreckt sich der Rohrstutzen 38 nach unten in den Behälter 17, wodurch erreicht wird, daß die Ansaugöffnung in einer Stelle der Flüssigkeit liegt, die vollständig gasfrei ist.
Das Rad 26, durch welches die Flüssigkeit nach der Saugseite des Kompressors geführt wird, kann auf Wunsch auch so gestaltet sein, daß die Flüssigkeit in dem Gefäß 22 umläuft. Zu diesem Zweck ist der Rohrstutzen 38 in der axialen Verlängerung der Welle 25 angeordnet und das Rad 26 auf seiner Unterseite mit zwei Flügeln oder Schaufeln 39 (vgl. Fig. 2 und 5) versehen, die in einem zylindrischen Raum zwischen der Unterseite des Gehäuses 27 und dem Boden des Gefäßes 22 umlaufen. Wie aus Fig. 1 und 5 ersichtlich ist, besitzt der untere Teil des Gehäuses radiale öffnungen 40, durch welche die aus dem Rohrstutzen 38 eintretende Flüssigkeit in das Gefäß 22 gedrückt wird. Die beschriebene Vorrichtung arbeitet also nach Art einer Fliehkraftpumpe. Damit man jede erwünschte Veränderung in dem statischen Druck der Flüssigkeit an der Ansaugstelle, d. h. den Kanälen in dem Rad 26, erreichen kann, kann die Höhe des Gefäßes 22 verstellbar gemacht sein. Zu diesem Zweck kann das Gefäß beispielsweise aus zwei zylindrischen Teilen zusammengesetzt sein, von welchen der eine auf den anderen derart aufgeschraubt ist, daß er in der einen oder anderen Richtung axial verstellt werden kann.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende:

Wenn der Motor 19 im Betrieb ist, saugt der Kompressor 21 bis 24 ein Gemisch an, das zum Teil aus der durch den ringförmigen Raum um das Rad 26 eintretenden Flüssigkeit und zum Teil aus Gas aus der Leitung 16 besteht. Wie oben erwähnt, werden Flüssigkeit und Gas in dem Kanal 32 miteinander gemischt und die Mischung an die Saugseite des Kompressors gebracht. Da das Fördervolumen und die Umlaufgeschwindigkeit des Kompressors unverändert sind, bleibt auch die Summe der in der Zeiteinheit angesaugten Gas- und' Flüssigkeitsmengen konstant. Von der Druckseite des Kompressors wird das Gemisch in den Behälter 17 gefördert durch die Leitung 34 und die verengte Öffnung 35, wobei der Widerstand an letzterer von dem Verhältnis zwischen Flüssigkeit und Gas in dem Gemisch abhängig ist. Je mehr Gas vorhanden ist, um so leichter strömt die Mischung durch die verengte öffnung; der Druck in der Leitung 34 nimmt infolgedessen ab. Bei abnehmendem Anteil des Gases in der Mischung wird dagegen der Druck in der Leitung 34 entsprechend höher. Die anteilige Menge des Gases in der Mischung hängt von der Temperatur in dem Wärmefühler 11 an der kapillaren Öffnung 15 ab. Da es sich hierbei nur um sehr geringe Gasmengen handelt, kann der Druckverlust in der Leitung 16 vernachlässigt werden.

Infolge des Wechsels der Gasdichte bei verschiedenen Temperaturen ist der Druckabfall in der kapillaren Öffnung 15 von der Temperatur abhängig. Wenn beispielsweise die Temperatur zunimmt, wird eine geringere Gewichtsmenge Gas in die Leitung 16 gefördert, was einen geringeren Gasdruck im Kanal 32 zur Folge hat. Dadurch wird die Menge an angesaugter Flüssigkeit vermehrt und gleichzeitig die Gasmenge verringert. Das durch den Kompressor gehende Gemisch enthält also weniger Gas, was zur Folge hat, daß der Druck hinter dem Kompressor entsprechend zunimmt und das Manometer 37 eine höhere Temperatur anzeigt. Nimmt dagegen die Temperatur um den Wärmefühler 11 ab, so wird auch der Druckabfall in der kapillaren Öffnung 15 geringer, d. h. in die Leitung 16 wird eine größere Menge Gas eingeführt und der Gasdruck auf der Saugseite des Kompressors nimmt zu. Infolgedessen ist der Anteil der angesaugten Flüssigkeit im Verhältnis zu der vergrößerten Gasmenge geringer, was wiederum zur Folge hat, 'daß der Druck in der Leitung 34 abnimmt und das Manometer 37 einen niedrigeren Wert anzeigt.

Der Grundgedanke, in einem Kompressor ein Gemisch aus einem kompressiblen und einem inkompressiblen Mittel (Gas und Flüssigkeit) zu verwenden, wodurch geringe Veränderungen in den durch das kompressible Mittel verursachten Kräften in erheblich größere Regulierkräfte umgesetzt werden, ist an sich bereits bekannt. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung, bei welcher sehr kleine Mengen von Gas durch eine kapillare Öffnung eingeführt werden, hat aber eine Anzahl verschiedener Faktoren, die bisher nicht für wichtig angesehen wurden, wesentlichen Einfluß auf das Ergebnis. Dies ist beispielsweise der Fall im Hi'nblick auf Änderungen in der Umlaufgeschwindigkeit des Kompressors, die durch Änderungen in der Frequenz des den Motor 19 speisenden Wechselstromes hervorgerufen werden können, ferner in bezug auf Veränderungen in der Temperatur im Behälter 17. In beiden Fällen kann die Meßgenauigkeit der Vorrichtung beeinträch- .

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tigt werden, insbesondere bei Messungen von besonderer Exaktheit, für welche die Vorrichtung bestimmt ist. Gemäß der Erfindung ist der Einfluß dieser beiden veränderlichen Werte durch die An-5 Ordnung eines umlaufenden Körpers (des Rades 26) in dem Einlaßraum für die Flüssigkeit auf der Saugseite des Kompressors vollständig ausgeschaltet.

Eine Änderung in der Motorgeschwindigkeit hat einen Einfluß in dem Sinne, daß bei vergrößerter Geschwindigkeit ein zu hoher Wert am Manometer abgelesen wird und umgekehrt. Dies rührt daher, daß die Leistung des Kompressors mit seiner Umlaufgeschwindigkeit wechselt und deshalb ein höherer oder niedrigerer Druck erforderlich ist, um die geänderte Menge des Gas-Flüssigkeits-Gemisches durch die verengte Öffnung 35 in die Leitung 34 zu drücken. Zum Ausgleich hierfür muß auf der Saugseite des Kompressors vor der Einmündung der Leitung 16 die Flüssigkeit den rings· um das umlaufende Rad 26 gebildeten ringförmigen Raum durchströmen. Das Rad 26 läuft mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Kompressor um. Durch Reibung veranlaßt es die Flüssigkeit, in dem ringförmigen Raum zu rotieren, wodurch diese dem Einfluß der Fliehkraft unterworfen wird. Der durch die Fliehkraft erzeugte Druck muß überwunden werden, bevor die Flüssigkeit zur Saugseite des Kompressors gelangt. Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit des Kompressors und damit jene des Rades 26 zunimmt, so bewegt sich auch die Flüssigkeit in dem Raum um das Rad 26 mit größerer Umlaufgeschwindigkeit, wodurch der Einfluß der Fliehkraft auf die Flüssigkeit verstärkt und der Widerstand gegen ihren Eintritt in den Raum 32 erhöht wird. Infolge davon nimmt der Druck am Auslaß der Gasleitung 16 ab, so daß die angesaugte Gasmenge zur gleichen Zeit erhöht wird, zu welcher die Flüssigkeitsmenge geringer wird. Das Gemisch aus Flüssigkeit und Gas wird daher mit Gas angereichert und strömt infolgedessen leichter durch die verengte Öffnung 35; der Druck in der Leitung 34 und am Manometer nimmt daher nicht zu, obwohl die Geschwindigkeit des Kompressors sich erhöht hat. Durch entsprechende Bemessung des ringförmigen Raumes ist es daher möglich, dafür zu sorgen, daß eine Änderung in der Umlaufgeschwindigkeit stets durch eine entsprechende Veränderung in dem Verhältnis der Gas-Flüssigkeits-Menge in dem durch die verengte Öffnung 35 tretenden Gemisch ausgeglichen wird.

Die Änderungen der Temperatur in dem Behälter 17 sind von noch größerer Bedeutung, selbst wenn es sich, wie das in der Regel der Fall ist, nur um kleine Schwankungen handelt, wie sie beispielsweise in der Raum- oder Umgebungstemperatur des Ortes auftreten können, wo das Gerät sich befindet. Dagegen ist die Temperatur des von dem Wärmefühler kommenden Gases von keiner wesentlichen Bedeutung, da das Gas einerseits in der Regel über einen erheblichen Temperaturbereich gekühlt wird, bevor es in den Apparat eintritt, und andererseits die tatsächlichen Gasmengen' sehr klein sind. Betrachtet man die Temperatur-Schwankungen im Behälter 17, so entspricht beispielsweise einer geringen Erhöhung der Behältertemperatur eine Vermehrung des Gasvolumens und des Gasdruckes, wogegen die Viskosität der Flüssigkeit abnimmt. Wenn demnach gleichzeitig ein gasreicheres Gemisch in den Kompressor eintritt, hat die verminderte Viskosität der Flüssigkeit einen leichteren Ausfluß durch die verengte Öffnung 35 zur Folge, d. h. diese beiden veränderlichen Werte wirken zusammen im Sinne einer Herabsetzung des am Manometer angezeigten Druckes. Diese Fehlerquellen werden gleichfallsdurch den umlaufenden Flüssigkeitsring vermieden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist dieser Flüssigkeitsring durch vier Flächen begrenzt: den Boden und die zwei seitlichen Oberflächen des Schlitzes 29 und die zylindrische Innenwandung, des umschließenden Gehäuses. Drei von diesen Flächen laufen um, während die vierte, nämlich die Gehäusewand, feststeht. Letztere übt daher eine bremsende Wirkung auf den Umlauf des Flüssigkeitsringes aus, so daß dessen Umlaufgeschwindigkeit etwas geringer ist als jene des Rades 26. Mit zunehmender Viskosität der Flüssigkeit läuft der Flüssigkeitsring leichter um und erhält eine etwas höhere Umlaufgeschwindigkeit. Bei abnehmender Viskosität tritt die umgekehrte Erscheinung auf.

Wenn hier von einer Umlaufgeschwindigkeit eines Flüssigkeitsringes die Rede ist, so ist damit dessen Durchschnittsgeschwindigkeit gemeint. Tatsächlich besitzen verschiedene Teile des Flüssigkeitsringes auch verschiedene Geschwindigkeiten. Die den Oberflächen des Rades 26 zunächst liegenden Flüssigkeitsschichten werden mit nahezu der gleichen Geschwindigkeit wie das Rad selbst umgetrieben, während die der Gehäusewand zunächst liegenden Flüssigkeitsschichten nahezu stillstehen. Innerhalb des Kernes des Flüssigkeitsringes hängt die Umlaufgeschwindigkeit an verschiedenen Stellen natürlich von dem Abstand dieser Stellen von den einzelnen Oberflächen ab.

Wenn nun, wie oben angenommen, die Temperatur innerhalb des Gerätes zunimmt, wodurch die Viskosität der Flüssigkeit abnimmt, läuft der no Flüssigkeitsring etwas langsamer um, wodurch zugleich die auf ihn wirkenden Fliehkräfte verringert werden. In diesem Falle tritt die Flüssigkeit leichter in die Kanäle 31 im Rad 26 ein, und der Flüssigkeitsdruck auf der Saugseite des Korn- "5 pressors nimmt etwas zu, so daß mehr Flüssigkeit und weniger Gas durch diesen strömt. Dadurch wird der leichtere Ausfluß durch die Drosselöffnung 35 ausgeglichen und damit zugleich der Druckverlust, der sonst in der Auslaßleitung 34 auftreten würde. Durch genaue Bemessung der den Flüssigkeitsring umgebenden Oberflächen kann erreicht werden, daß nicht nur die verringerte Viskosität der Flüssigkeit ausgeglichen wird, sondern auch der erhöhte Flüssigkeitsdruck den höheren Gasdruck ausgleicht, der infolge der

Erhöhung der Temperatur sich einstellt. Die Anzeige auf dem Manometer wird dadurch völlig unabhängig von irgendwelchen Temperaturschwankungen im Behälter 17.

Mit Bezug auf die Genauigkeit des Instrumentes ist es ferner von Bedeutung, daß der statische Druck am Einlaß der Saugleitung konstant gehalten wird. Dies wird mit Hilfe des Gefäßes 22 erreicht, durch welches der Flüssigkeitsspiegel oberhalb des Einlasses dauernd auf gleicher Höhe gehalten wird. Oberhalb der Flüssigkeit ist der Behälter mit Gas von atmosphärischem Druck gefüllt (durch den Auslaß 23). Änderungen im atmosphärischen Druck können durch Einstellung der Höhe des Gefäßes 22 ausgeglichen werden, indem der mit einem Gewinde versehene obere Teil des Gefäßes gegenüber dem unteren Teil verdreht wird.

Das beschriebene Instrument ist außerordentlich empfindlich. Die von der kapillaren Öffnung 15 kommenden Druckstöße können ohne Schwierigkeit auf das Zehntausendfache oder mehr vergrößert werden. Dies bedeutet, daß eine Druckänderung von o,i mm Wassersäule in der kapillaren Öffnung sich am Manometer als Druckänderung von ι at auswirkt. Dadurch ist es möglich, beispielsweise bei einer Temperatur von iooo⁰ C die Messung mit einer Genauigkeit von + 0,5⁰C durchzuführen, was für die praktischen Anwendungsfälle mehr als ausreichend ist.

An Stelle des einfachen und allgemein üblichen Ablesemanometers, das in Fig. 1 gezeigt ist, ist es natürlich auch möglich, die Leitung 36 an ein graphisches Anzeigeinstrument oder irgendein anderes Druckmeßinstrument anzuschließen. Die großen Kräfte, welche hierbei erzielt werden können, können auch zu Regulierungslzwecken nutzbar gemacht werden, indem die Druckleitung 36 an eine geeignete Regel- oder Steuervorrichtung angeschlossen wird. Auch beide Arten von Vorrichtungen, also sowohl eine Anzeige- als eine Regelvorrichtung, können zugleich an die Druckleitung 36 angeschlossen werden. Es ist auch möglich, die gleiche Wirkung zu erzielen, in dem das Fühlglied mit der kapillaren Öffnung mit dem Auslaß 23 des Behälters 17 verbunden wird, derart, daß die Gasleitung 16 auf der Saugseite des Kompressors in freier Verbindung mit der Atmosphäre steht, wobei 'das Gas ausgeblasen wird, statt durch die kapillare Öffnung angesaugt zu werden. Dieser Unterschied hat keinen grundsätzlichen Einfluß auf die Wirkungsweise des Instrumentes. Auf Wunsch kann die Genauigkeit der Anzeige des Instrumentes in folgender Weise geprüft werden.

Eine Spezialplatte mit einer sehr genauen Bohrung wird vor den Gaseinlaß 13 zum Wärmefühler gesetzt. Letzterer wird jauf konstanter Temperatur gehalten, beispielsweise auf 20⁰ C. Wenn der Apparat fehlerfrei arbeitet, steht dann der Zeiger des Manometers 37 auf einem Merkstrich, der genau für diesen Versuch vorgesehen ist.

Wie eingangs erwähnt, kann der Apparat nach der Erfindung mit gleichem Vorteil auch für andere Zwecke als zur Messung und Regelung von Temperatu'ren verwendet werden. Die in der Zeichnung gezeigte Ausführungsform kann beispielsweise Ohne jede Änderung benutzt werden, um die Dichte von Gasen festzustellen. Das Fühlglied 11 und das zu untersuchende Gas werden dann auf einer konstanten niedrigen Temperatur gehalten; der Druckabfall an der kapillaren Öffnung 15 steht dann in direktem Verhältnis zu der Dichte des Gases, welches durch diese Öffnung strömt. Auf diese Weise ist es möglich, Schwankungen in der Zusammensetzung eines Gasgemisches zu überwachen, beispielsweise eines Gemisches von CO₂ mit Luft oder des Anteils von CO₂ in Verbrennungsgasen oder des Anteils von S O₂ in den Gasen von Papiermühlen. Das Druckmeßinstrument kann in diesem Falle direkt nach prozentualen Anteilen von CO₂ oder SO₂ eingeteilt werden.

In manchen Fällen kann der Apparat nach der Erfindung auch als Mikrometer verwendet werden. Fig. 6 zeigt die Bauart eines Fühlgliedes, das für diesen Zweck geeignet ist. Das Rohr 42 besitzt eine kapillare Öffnung 41 und ist in ein Halteglied 43 eingeschraubt, das mit zwei Schenkeln 44 versehen ist, die einen Winkel von beispielsweise 6ö°' C einschließen. Durch eine Mutter 45 wird das Rohr 42 in der eingestellten Lage gehalten. Mit Hilfe dieser Vorrichtung können beispielsweise Schwankungen go im Durchmesser eines zylindrischen Körpers festgestellt werden, der auf einer Drehbank eingespannt ist. Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist aus Fig. 6 ersichtlich. In Abhängigkeit von dem kleineren oder größeren Abstand, der zwischen der zu prüfenden ,zylindrischen Oberfläche und der Mündung der Öffnung 41 besteht, ergibt sich ein größerer oder geringerer Widerstand für ein Gas, das in diese Öffnung eingesogen oder aus ihr ausgeblasen wird. Dies hat einen entsprechenden Druckanstieg oder Druckabfall zur Folge. Die Schwankungen eines derartigen Druckabfalles werden durch das Druckmeßinstrument auf der Druckseite des Kompressors gemäß Fig. 1 angezeigt; das Gerät kann direkt in geeigneten Bruchteilen von Millimetern geeicht sein. Bei einer Vorrichtung der letztgenannten Art kann es vorteilhaft sein, das Fühlglied mit dem Auslaß 23 des Behälters 17 zu verbinden, so daß der Gasstrom durch die kapillare Öffnung ausgeblasen wird. Dadurch kann die Gefahr einer Verunreinigung der kapillaren Öffnung durch Staubteilchen vermieden werden, die durch den Luftstrom mitgerissen werden.

Selbstverständlich kann die Bauart des oben beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Gerätes in zahlreichen Einzelteilen geändert werden, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ι. Vorrichtung zur Bestimmung einer physikalischen Größe, beispielsweise zum Zwecke der Temperaturmessung, gekennzeichnet durch einen hohlen Körper (14) mit einer kapillaren

   Öffnung (15) zum Durchtritt eines Gasstromes, j einen mit diesem Körper durch eine Gasleitung (16) verbundenen Kompressor (21, 24), einem Durchlaßraum für eine Flüssigkeit auf der Saugseite des Kompressors, einen umlaufenden Körper (26), der in diesem Durchlaßraum angeordnet ist und zeitlich abgestimmt mit dem Kompressor umläuft und dabei einen zusammenhängenden Flüssigkeitsring erzeugt, dessen Umlaufgeschwindigkeit sowohl von der Viskosität der Flüssigkeit als auch von der Umlaufgeschwindigkeit des umlaufenden Körpers abhängt, wobei die Gasleitung (16) zwischen dem umlaufenden Körper und dem Kompressor in den Flüssigkeitsdurchlaß mündet, so daß eine Mischung aus Gas und Flüssigkeit erzeugt wird, die von dem Kompressor gefördert wird, wobei ferner die Mengenanteile von Flüssigkeit und Gas, welche durch den Kompressor hindurchgehen, durch den Druck in der Gasleitung bestimmt werden, und schließlich eine Drosselöffnung (35), die für das Gas-Flüssigkeits-Gemisch auf der Druckseite des Kompressors vorgesehen ist, sowie eine Leitung (36), die von der Kompressordruckseite

   zu einem Meßinstrument (37) führt, das in Abhängigkeit von dieser Leitung betätigt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß der umlaufende Körper

   (26) von einem zylindrischen Gehäuse (27) umschlossen ist und die Gestalt eines Rades hat, das längs seines Umfanges eine ringförmige Nut (29; aufweist, durch welche zusammen mit der umgebenden Wand des zylindrischen Gehäuses ein ringförmiger Raum gebildet wird, und daß wenigstens ein Kanal (30) durch die Gehäusewand geführt ist, durch welchen Flüssigkeit in diesen Raum geführt wird und ferner ein axialer Kanal und mindestens ein radialer Kanal durch das Rad geführt ist, die derart miteinander zusammenhängen, daß die Flüssigkeit nach der Saugseite des Kompressors gelangen kann.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (21, 24) und der Einlaßraum mit dem umlaufenden Körper (26) in ein Gefäß (22) derart eingesetzt sind, daß die Flüssigkeit durch letzteres hindurchströmt und ein gleichbleibender Flüssigkeitsspiegel oberhalt) der Einlaßöffnung verbleibt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des umlaufenden Körpers (26) als Schleuderpumpe (39) ausgebildet ist, die oberhalb einer Öffnung in dem Gefäßboden sitzt, derart, daß durch diese Öffnung mehr Flüssigkeit gefördert wird als von dem Kompressor aufgenommen wird und dieser Überschuß an Flüssigkeit über die obere Kante des Gefäßes (22) überläuft.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Gefäßes (22) über der Kompressoreinlaßöffnung einstellbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Kompressor in einem geschlossenen Behälter mit Gasauslaß in seinem oberen Teil sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (14) mit der kapillaren Öffnung (15) an diesen Gasauslaß angeschlossen ist, wogegen der Gaseinlaß auf der Saugseite des Kompressors in Verbindung mit der Atmosphäre steht.
7. 7. Die Ausbildung einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6 als Mikrometermeßvorrichtung (Fig. 6).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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