DE880405C - Stroemungsmesser - Google Patents

Description

• Strömungsmesser Bei den zur Strömungsmessung benutzten Schwimmermessern bekannter Art befindet sich im konischen Meßrohr ein kurzer Schwebekörper, der Kreiselform oder auch Kugelform hat.und gegebenenfalls an einer Stange geführt ist. Die Anzeige dieser Instrumente ist bekanntlich außer von dem spezifischen Gewicht des strömenden Mediums in hohem Maße von der Zähigkeit desselben abhängig, und es bestehen bis heute keine praktischen oder theoretischen Unterlagen um diese Beziehungen insbesondere für kleinere Meßrohre rechnerisch zu bestimmen, wobei besonders zu beachten ist, daß die Einwirkung der Zähigkeit für alle Schwimmerlagen verschieden ist. Das führt dazu, daß diese Art von Instrumenten zur Messung von stark viskosen Flüssigkeiten, z. B. Olen, deren Viskosität mit der Temperatur stark schwankt, unbrauchbar sind.
• Diesem Nachteil ist durch die vorliegende Erfindung abgeholfen. Sie besteht darin, daß zur Messung in dem konischen Rohr ein Schwimmer verwandt wird, der so geformt ist, daß die an ihm vorbei gehende Strömung analog dem Poiseuilleschein Gesetze erfolgt. Zu diesem Zwecke ist der Schwimmer zylindrisch ausgebildet mit einer Konizität gleich der des Meßrohres und einem solchen Durchmesser und einer solchen Länge sowie einem solchen Gewicht, daß auch im oberen Rohrteil, wo der Abstand zwischen Schwimmer und Rohrwand am größten ist, der Spalt noch kapillare Größe hat und der Durchfluß durch ihn analog dem Poiseuilleschen Gesetze erfolgt. Die erforderlichen Schwimmerdimensionen sind unter Annahme z. B. der Schwimmerlänge rechnerisch zu ermitteln, wobei die Größenordnung der vorkommenden Zähigkeit zu berücksichtigen und die Spaltbreite dem Durchmesser des in der Poiseuilleschen Formel enthaltenen Durchmessers des Kapillarrohres gleichzusetzen ist. Um Wirbelbildung an den Enden des Schwimmers zu vermeiden, sind die Enden abgerundet.
• Bei gleichbleibender Zähigkeit stellt sich der Schwimmer, der etwa in der Mitte eine Marke tragen kann, je nach der Strömungsmenge in verschiedener Höhe ein, und es kann für eine bestimmte Zähigkeit eine Skala der Durchflußmengen angebracht werden. Wenn nun außer der Strömungsmenge auch die Zähigkeit sich ändert, z. B.durchverschiedene Temperaturen, so wird der Schwimmerstand auch durch die Zähigkeit bestimmt. Bei der gemäß der Erfindung vorgesehenen Schwimmerform ist aber die den Schwimmer passierende Strömungsmenge analog. dem Poiseuilleschen Gesetz proportional der Zähigkeit, und zwar gilt die Proportionalität für alle Schwimmerlagen. Ist also die Zähigkeit des Mediums bekannt, was meistens der Fall ist, so kann durch eine einfache Rechnung jeweils die wirkliche Durchflußmenge an Hand der Ablesung an der Marke bestimmt werden. Ist z. B. die Skala des Meßrohres für eine bestimmte Zähigkeit kalibriert, so ergibt sich aus der Ablesung am Schwimmerstand und der jeweils bekannten Zähigkeit durch eine einfache Rechnung die Durchflußmenge. Der technische Fortschritt dieser Einrichtung kommt besonders zur Geltung bei der Messung von Ölen, z. B. bei der Messung des Brennstoffverbrauchs von Kraftmaschinen, wobei eine Augenblicksmessung erforderlich ist die mit den bekannten Volumenzählern nicht erzielbar ist. Natürlich ist die Einrichtung auch für alle anderen viskosen Stoffe verwendbar. Bei konstanter Zuströmung z. B. durch eine mit gleichmäßiger Tour.enzahl laufende Pumpe kann die Einrichtung auch zur direkten Anzeige der Zähigkeit dienen. Die Wirkung der Einrichtung ist unabhängig von der Weite des Meßrohres, sofern der Durchlaufspalt nur kapillare Größe behält. Durch Vergrößerung. des Rohrdurchmessers können also auch große Strömungsmengen gemessen werden. Die Verhältnismaße des Schwimmers errechnen sich jeweils analog dem Poiseuillescher Gesetz. Die zulässige Spaltweite richtet sich gesetzmäßig nach der Größenordnung der Zähigkeit der Flüssigkeit. Es können für ein und dasi selbe Meßrohr für verschiedene Größenordnungen der Zähigkeit mehrere verschiedene Schwimmer vorgesehen werden.
• Für undurchsichtige Medien kann die Anzeige in im übrigen bekannter Weise mit Hilfe einer magnetischen Kupplung erfolgen. Die Anordnung ist auch für Gase verwendbar, wobei dann zweckmäßig der Schwimmer hohl und oben offen ist und in bekannter Weise nur an einem Punkte seiner dünnen Bodenfläche auf dem Draht geführt ist. Es wird hierdurch eine gleichmäßige Zentrierung des Schwimmers auf seiner ganzen Länge erzielt, die noch in bekannter Weise durch angebrachte schräge Kanäle und dadurch hervorgerufene Rotationsbewegung verstärkt werden kann.
• In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Abb. I ist a ein konisches Meßrohr aus durchsichtigem Werkstoff, in dem sich der Schwimmer b je nach der Strömungsmenge in verschiedener Höhe einstellt und die Durchfluß menge an der an ihm befindlichen Marker auf der Skalad abzulesen gestattet. Der Schwimmer b hat außen dieselbe Konizität wie das Meßrohr und einen solchen Außendurchmesser und eine solche Länge sowie ein solches Gewicht, daß die an ihm vorbei gehende Strömung analog dem Poiseuilleschen Gesetze erfolgt. Der Schwimmer ist auf einer Stange e zentrisch geführt. Abb. 2 zeigt einen ebensolchen Schlwimmerf, der jedoch zylindrische Form hat.

Claims (3)

1. PATENTANSPRUCHE: I. Strömungsmesser mit in einem konischen Meßrohr spielenden Schwimmer, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer zylindrische oder schwach konische Form hat und der Durchflußkanal zwischen ihm und dem Meßrohr so lang und für alle Höhenlagen des Schwimmers so eng ist, daß der Durchfluß durch den Kanal dem Poiseuilleschen Gesetze folgt und die Durchflußmenge für alle Schwimmerlagen proportional der Zähigkeit ist, wobei die Maße und das Gewicht des Schwimmers analog dem Poiseuilleschein Gesetze gewählt sind und die Spaltbreite des Durchflußkanals dem Durchmesser des der Formel zugrunde gelegten Kapillarrohres gleichbewertet ist.
2. 2. Strömungsmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichn.et, daß die Konizität des Schwimmers gleich der Konizität des Meßrohres ist.
3. 3. Strömungsmesser nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer auf seiner ganzen Länge zylindrisch ist.