-
Staugerät mit Prandtlschem Staukopf
Die Erfindung bezieht sich auf
ein Staugerät zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten mit Prandtlschem Staukopf
und Meßröhrchen in einem Anschlußrohr, wobei in der Längsachse des Staukopfes ein
Stabilisierungskörper vorgesehen und das Anschlußrohr drehbeweglich in einem Staurohrträger
angeordnet ist.
-
Die bekannten Ausführungsformen Prandtlscher Staurohre haben den
Nachteil, daß das Einstellen und insbesondere das Verschieben des Staukopfes, z.
B. innerhalb einer Rohrleitung, zeitraubend und beschwerlich ist, da durch den üblichen
Einbau weder eine genaue Einstellung der Eintauchhöhe (Verschiebemöglichkeit) noch
eine leichte Verdrehmöglichkeit des Staukopfes möglich ist.
-
Bei Strömungsmessungen, z. B. beim Abtasten eines Scbaufelgitters,
ist es aber wichtig, die Geschwindigkeit einer Strömung nach Größe und Richtung
zugleich, schnell und genau zu erhalten.
-
Durch den Gegenstand der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten
Staugeräte vermieden und einwandfreie Handhabungen des Staugerätes, z. B. bei Abtastungen,
ermöglicht werden. Diese dem Gegenstand der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
wird durch einen zwischen dem Staurohrträger und dem Anschluß rohr eingefügten Zwischenträger
gelöst, welcher gegenüber dem Staurohrträger in Längsachsenrichtung verschiebbar
eingerichtet ist.
-
Die Verschiebbarkeit des Zwischenträgers wird mittels einer am oberen
Ende des Staurohrträgers festgehaltenen Stellschraube bewerkstelligt. Mit dem Staurohrträger
ist eine Skala fest verbunden, durch die gegenüber einem feststehenden Träger für
die Schlauchanschlüsse, dem Gehäuse, die Strömungs-
richtung zur
Anzeige gelangt. Ferner sind am Staurohrträger eine Skala und am Zwischenträger
ein Zeiger für die Anzeige der Eintauchtiefe des Staukopfes vorgesehen.
-
Der Stabilisierungskörper ist vorzugsweise mit einem Leitwerk versehen.
-
Die Zeichnung stellt den Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dar.
-
Abb. I zeigt einen Längsschnitt durch das Staugerät; Abb. 2 stellt
eine Draufsicht auf den Stabilisierungskörper dar; Abb. 3 zeigt den Stabilisierungskörper
in einer Längsansicht; Abb. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den unteren Teil des
Anschlußrohres und Abb. 5 eine Abänderung des oberen Teils des in Abb. I dargestellten
Staugerätes.
-
Das Staugerät gemäß der Erfindung weist die folgenden Einzelteile
auf: den Staukopf I, das Anschluß rohr 2 mit Meßröhrchen, den Stabilisierungskörper
3 und das seine Stabilität erhöhende Leitwerk 4, den Staurohrträger 5, den verschiebbaren
Staurohrzwischenträger 6, die als Wälz- oder Gleitlager ausgebildeten Lager 7, die
Stellschraube 8, welche die Verschiebbarkeit des Staurohrzwischenträgers 5 ermöglicht,
die Verbindungsschläuche 9 bzw. Meßrohre, welche der Druckübertragung auf das feststehende
Gehäuse 10 dienen, eine berührungsfreie Labyrinthstopfbüchse II innerhalb des verschiebbaren
Staurohrzwischenträgers 6, eine mit dem Staurohr 2 drehbewegliche Skala I2, eine
durch Federpressung mit dem Gehäuse 10 verbundene, jedoch nachdrehbare Skala I3,
eine der Anzeige des Verschiebungsgrades der Verschiebung des Staurohrzwischenträgers
6 dienende Millimeterskala I4, einen Zapfen I5, welcher die Gradführung des Staurohrzwischenträgers
6 ermöglicht, eine am unteren Ende des Staurohrzwischenträgers 6 angebrachte Verschlußkappe
I6, das Seitenruder 4 des Stabilisierungskörpers 3 und die Schlauchanschlüsse I7
der nachdrehbaren Skala I3 im Gehäuse 10.
-
Die Einstellung des Staukopfes I in Richtung der Strömungsgeschwindigkeit
erfolgt selbsttätig durch den in der Längsachse des Staukopfes I angebrachten Stabilisierungskörper
3 und das drehbeweglich im Staurohrträger 5 sitzende Anschlußrohr 2. Die Strömungsrichtung
ist z. B. durch Zeigerstellung auf einer Skala 12 ablesbar, während die Größen des
statischen Druckes und des Gesamtdruckes, wie an sich bekannt, durch Meßrohre g
abnehmbar sind.
-
Um nun z. B. auch dieAbtastung von Strömungen mit einem solcherart
gebauten Staugerät zu ermöglichen, ist das Anschlußrohr 2 mit dem Staukopf I und
dem Stabilisierungskörper3 in seiner senkrecht zur Achse des Staukopfes I stehenden
Längsachse verschiebbar angeordnet. Die Richtung der Strömungsgeschwindigkeit ist
wie vorhin an einer Skala 12 und die Lage bzw. die Stellung des Staukopfes hinsichtlich
Eintauchhöhe an einer Millimeterskala I4 ablesbar.
-
Die über die Meßrohre g (Gummischläuche) abgenommenen Drücke (der
statische Druck und der Gesamtdruck) werden sowohl bei der drehbeweglichen als auch
bei der verschiebbarenAusführungsform des gemäß der Erfindung entwickelten Staugerätes
von dem beweglichen auf den feststehenden Teil, dem Gehäuse I0, übertragen, wobei
die bei der Verdrehung des Staurohres auftretende Rückstellkraft durch die Meßrohre
(Gummischläuche) dadurch aufgehoben bzw. beseitigt wird, daß die Schlauchanschlüsse
am feststehenden Teil, nämlich dem Gehäuse 10, in Richtung der Strömung bzw. in
Richtung der beweglichen Schlauchanschlüsse I7 nachgedreht werden können, und zwar
dadurch, daß die Skala I3 im feststehenden Gehäuse, dem Träger für die Schlauchanschlüsse,
eine erzwingbare Drehbewegung auszuführen imstande ist.
-
Wird das Staugerät nicht senkrecht eingebaut, d. h. steht die Drehachse
des Anschlußrohres 2 unter einem Winkel zur Längsachse des Staurohrträgers 5, so
wird das dabei auftretende Rückstellmoment dadurch aufgehoben, daß z. B. in dem
die Skala 12 tragenden Rahmen ein Gegengewicht angebracht ist.
-
Das Verhältnis von Höhe a zur Länge b des Stabilisierungskörpers
3 richtet sich nach der gegebenen Begrenzung des Hubels H. Findet die Verschiebung
z. B. in einem das strömende Medium führenden Rohr statt, so gibt dessen Durchmesser
das Maß für die Größe des Hubes H an, d. h. eine Abtastung über den ganzen Rohrquerschnitt
ist nicht möglich, da bei von der Rohrachse abweichender Strömungsrichtung allenfalls
ein Anstreifen des Stabilisierungskörpers erfolgen kann.
-
Da aber die mittels des Prandtlschen Staugerätes durchgeführte statische
Druckmessung in Nähe der Rohrwandung ungenau wird (der Wandeinfluß macht sich im
Bereich der Größenabmessungen des Fünf- bis Sechsfachen des Staukopfdurchmessers
bereits bemerkbar), so sind die Abmessungen des Stabilisierungskörpers auch schon
festgelegt. Bei der nicht verschiebbaren Ausführungsform des Staugerätes, wo der
Zwischenträger 6 fehlt, d. h. der Staurohrträger 5 allein vorhanden ist, wird die
Länge b des Stabilisierungskörpers 3 vorzugsweise gleich der Länge 1 des Staukopfes
I (Abb. 3) auszuführen sein. Bei derjenigen Ausführungsform des Staugerätes, wo
die Drehbeweglichkeit und Verschiebbarkeit des Staugerätes zugleich ermöglicht ist,
richtet sich in besonderen Fällen, beispielsweise bei Messungen in Rohren u. dgl.,
die Höhe a des Stabilis ierungskörpers nach dem Durchmesser des vom Medium durchströmten
Rohres und wird etwa gleich bis zum Fünffachen des Staukopfdurchmessers zu wählen
sein.
-
Die bewegliche Skala I2 und die feststehende Skala 13 (Abb. I) können
auch durch eine einzige Skala I8 ersetzt sein; in diesem Fall ist sie, wie in Abb.
5 dargestellt, auf dem nicht drehbaren Gehäuse Io angebracht.