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Vorrichtung zum Messen der Strömungsmenge, insbesondere für mit Rücklauf
arbeitende Brenner
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strömungsmenge blei
solchen Anlagen zu messen, bei denen der durch eine Zuflußleitung fließende Strom
in eine zu messende Nutzmenge und leine Überschußmenge aufgeteilt wird, da bei denen
eine unmittelbare Messung der Nutzmenge nicht möglich ist. Diese Aufgabe liegt z.
B. bei Brennern vor, denen Verbrauch kleiner als die zugeführte Brennstoffmenge
ist.
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Um die tatsächlich verbrauchte Brennstoffmenge zu messen, wäre es
also das Gegebene, die Zuflußmenge leinerseits und die Überschußmenge andererseits
zu messen und die beiden Meßergebnisse voneinander zu subtrahieren. Ein solches
Verfahren bedingt aber leinen beträchtlichen Aufwand und läßt wahrscheinlich auch
hinsichtlich der anzustreuenden Genauigkeit der Messung zu wünschen übrig.
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Die Erfindung bringt nun eine Lösung, die mehrere Einzelmessungen
und eine Subtraktion der Einzelmeßergebnisse überflüssig macht und damit eine erhebliche
Vereinfachung bedeutet. Der Erfindung gemäß soll eine Rückleitung für die Überschußmenge
wieder in die Zuflußleitung, und zwar auf der Niederdruckleitung einer Pumpe, leinmünden,
so daß der Zuflußstrom immer wieder durch die rückfließende Menge ergänzt wird und
demgemäß in die Zuflußleitung immer nur so viel aus einem
Vorratsbehälter
nachgeführt zu werden braucht, wie der oder die Brenner tatsächlich verbrauchen.
Aus diesem Grunde soll der Zuflußstrom zur Einmündungsstelle der Rückleitung zur
Messung der Nutzmenge herangezogen werden. Dies bedeuten, daß nur eine einfache
Messung mit den in der Meßtechnik üblichen Mitteln durchgeführt zu werden braucht,
loder mit anderen Worten, das Meßproblem gemäß der Erfindung auf eine einfache Mengenmessung
zurückgeführt wird.
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Wesentlich ist weiter, daß der Zuflußstrom zur Einmündungsstelle
nur unter geringem Druck zu stehen braucht und infolgedessen ein Niederdrucksystem
verwendet werden kann. Im übrigen ist die Anwendung der Meßvorrichtung gemäß der
Erfindung ganz unabhängig von der Zahl der jeweils gleichzeitig in Betrieb befindlichen
Brenner. Es können also bei einer größeren Zahl paralle zur Zufluß- und Rückleitung
geschalteter Berenner diese je nach den Betriebsbedingungen zu-oder abgeschaltet
werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht lein Schaltungsschema für lein Ausführungsbeispiel
des Erfindgngsgegenstandes.
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An eine Ölzuflußleitung 1 sind mehrere (fünf) Brenner B angeschlossen,
die z. B. einen Dampfkessel 2 beheizen.
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Die Überschußmenge der einzelnen Brenner mündet in leine Rückleitung
3, die nach dem Grundgedanken der Erfindung wieder zu der Zufdußleitung I zurückführt,
und zwar liegt die Einmündungsstelle 4 der Rückleitung 3 vor einer Pumpe 5, welche
die Aufgabe hat, den für die Zerstäubung des Öls in den Brennern B nötigen Druck
zu erzeugen.
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J!e nach den Umständen können gegebenenfalls mehrere solcher Pumpen
5 vorgesehen werden (vgl.
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Pumpe 5'). Ein in die Rückleitung 3 eingesetztes Ventil 6 hat die
Aufgabe, die Rückflußmenge nach Maßgabe der Bedarffschwankungen zu ändern, d. h.
um so mehr zu vermindern, je größer wegen Steigen der Kesselbelastung der Ölbedarf
(die Nutzmenge) wird. Zur selbsttätigen Steuerung dieser Art dient ein -Stellmotor,
dessen Kolben 7 am Ventil 6 angreift und der in bekannter Weise einem Strahlrohrkraftschalter
8 nachgeschaltet ist. Das Strahlrohr wird in Abhängigkeit von der Kesselbelastung
und zu diesem Zweck in Abhängigkeit der Druckschwankungen in der Dampfleitung 9
mit an sich bekannten Mitteln verstellt.
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Die Zuflußleitung 1a zur Pumpe 5 wird nach dem dargestellten Beispiel
von einer Niederdruckpumpe 10 aus einem Vorratsbehälter 11 gespeist. Die Pumpe 10
braucht durch die Leitung Ia in die Brennerzuflußleitung 1 nur so viel Öl nachzufördern,
wie von den Brennern verbraucht wird.
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Nach der Erfindung soll deshalb die Leitung 1a mit einer Meßvorrichtung
für die Nutzmenge ausgerüstet werden. Im einfachsten Fall erhält die Leitung Ia
leinen Staurand 12. Der an diesem herrschende Druckabfall ist St .ein Maß für die
Druckflußmenge und auf ein Anzeigeinstrument 13 geschaltet.
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Außerdem dient der Druckabfall, d. h. also der Meßwert für die jieweilige
Nutzmenge, zur s,elbsttätigen Steuerung des Ventils 6. Damit nämlich die Nutzmenge
stets verhältnisgleich dem Bedarf der Kesselbeslatung folgt, wird der Meßwert der
Nutzmenge, d. h. also der Druckabfall an dem Staurand 12, mit dem Meßwert der Kesselbelastung
am Strahlrohr 8 ausgewogen.
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Beim dargestellten Beispiel ist zu diesem Zweck zwischen dem Staurand
12 und dem Strahlrohrkraftschalter 8 lein sogenannter Druckwandler D geschaltet,
der in an sich bekannter Weise mittels leines Strahlrohrs 14 in einer Leitung 15
einen Druck erzeugt, der sich verhältnisgleich mit dem Druckabfall am Staurand 12
ändert und mit dem eine Membran 16 beaufschlagt ist. Es sei z. B. angenommen, daß
der Dampfbedarf steigt und infolgedessen zunächst der Druck in der Dampfleitung
9 absinkt. Dies hat zur Folge, daß das Strahlrohr 8 entgegengesetzt dem Umlauf sinn
des Uhrzeigers ausschlagen wird und der Stellmotorkolben 7 das Rückflußventil 6
stärker drosselt. Die auf diese Weise erzeugte Verminderung der Rückflußmenge bringt
die gewünschte Steigerung der Nutzmenge mit sich. Dieser größere Ölbedarf muß durch
die Zuflußleitung Ia gedeckt werden. Es steigt also der Druckabfall am Staurand
12 und mithin der Druck auf die MEmbran 16.
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Sobald dabei Gleichgewicht zwischen den beiden auf das Strahlrohr
8 in einander entgegengesetztem Sinn wirkenden Steuerkräften erreicht ist, kommt
der Stellmotorkolb:en 7 wieder zur Ruhe.
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Der Meßwert für die Nutzmenge kann auch noch im Rahmen leiner modernen
Kesselregelungsanlage, z. B. für einen Verbrennungsregler, verwendet werden, der
die Aufgabe hat, die Zufuhr Ider Verbrennungsluft dien Schwankungen der Brennerbelastung,also
wiederum die Nutzmenge anzupassen.
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Ein die Luftzufuhr beherrschendes Regelorgan (Drosselkappe) wird unter
Vermintellung eines Stellmotors von einem Strahlrohr 17 verstellt, auf das einerseits
der Spanndruck in der Leitung 15 (Membran 18) und andererseits ein Differenzdruck
als Meßwert für die Verbrennungsluftmenge (Membran 19) wirkt.
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Für die Messung der Nutzmenge gemäß der Erfindung ist es selbstverständlich
grundsätzlich gleichgültig, wie Idie Meßvorrichtung im einzelnen aussieht. Es sei
vermerkt, daß an Stelle des Staut randes 12 ein wie eine Zahnradpumpe ausgebildeter
Motor angesetzt werden könnte, der von dem Strom durch die Leitung 1a angetrieben
mit einem Meßkompressor gekuppelt its. Der von diesem erzeugte Strom ist eine Funktion
der Drehzahl des Zahnradmotors und damit der Strömungsmenge in der Leitung Ia. Die
Förderleitung des Meßkompressors würde einen Staurand erhalten. Der vor dem Staurand
herrschende Druck könnte gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Druckwandlers
(vgl.
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Druckwandler D) auf die Membran 16 geschaltet werden.