DE970111C

DE970111C - Method and device for determining the weight of flowing fluids under pressure

Info

Publication number: DE970111C
Application number: DEE4490A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Guenter Clemens; Dipl-Ing Dr Guenther Hammann
Original assignee: HYDRO APPBAU ANSTALT; Bopp and Reuther GmbH
Current assignee: HYDRO APPBAU ANSTALT; Bopp and Reuther GmbH
Priority date: 1951-10-21
Filing date: 1951-10-21
Publication date: 1958-08-21

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichtes strömender Flüssigkeiten unter Druck Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren nebst Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichtes strömender Flüssigkeiten.Method and device for determining the weight of flowing Liquids under pressure The invention relates to a method and device to determine the weight of flowing liquids.

Zur Feststellung des Flüssigkeitsgewichtes sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt und in Gebrauch. Beispielsweise erfolgt diese Ermittlung derart, daß die Flüssigkeit in Meßgefäße bekannten Inhaltes gefüllt und ihr spezifisches Gewicht (Dichte) festgestellt wird; der Gewichtswert wird durch das Produkt aus Volumen und Dichte dargestellt. Nach einer anderen Meßmethode wird z. B. ein Tankwagen vor und nach dem Füllen gewogen. Die Differenz beider Wägungen gibt das Gewicht der Flüssigkeit an. There are various methods of determining the weight of the liquid and devices known and in use. This determination takes place, for example in such a way that the liquid is filled into measuring vessels of known content and its specific Weight (density) is determined; the weight value is determined by the product Volume and density shown. According to another measurement method z. B. a tank truck weighed before and after filling. The difference between the two weighings gives the weight of the liquid.

Ein weiteres Verfahren bedient sich eines Volumenmessers, der die Raummenge der durchlaufenden Flüssigkeit anzeigt, und eines Dichtemessers, der die Dichte der strömenden Flüssigkeit laufend anzeigt oder aufschreibt. Den Mittelwert der auf diese oder in anderer Art bestimmten Dichte kann man nachträglich mit dem Ergebnis der Volumenmessung multiplizieren, um das Gewicht der Flüssigkeit zu erhalten. Another method uses a volumetric meter to measure the The volume of the liquid flowing through and a densitometer that shows the Constantly displays or records the density of the flowing liquid. The mean which can be determined in this or in another way one afterwards Multiply by the result of the volume measurement to get the weight of the liquid to obtain.

Zur selbsttätigen Gewichtsbestimmung von Flüssigkeiten ist es bekannt, als Volumenmesser Durchlaufmesser mit hin und her gehenden Kolben in Verbindung mit einer die Dichte messenden Einrichtung zu benutzen, wobei die Meßgröße des Durchflußmessers, proportional der Dichteanzeige vergrößert oder verkleinert, durch ein Rechengetriebe auf ein Anzeigewerk als Flüssigkeitsgewicht übertragen wird. Die Einrechnung der Dichteanzeige in die Meßgröße des Kolbendurchflußmessers erfolgt derart, daß die der Flüssigkeitsdichte entsprechende Neigung des Pendels einer Waage von einem senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange gleitenden Organ abgetastet wird, dessen Ausschlag dem Gewicht einer Füllung des Meßzylinders entspricht. For automatic weight determination of liquids, it is known as a volumetric flow meter with reciprocating pistons in connection to be used with a device measuring the density, whereby the measurand of the flow meter, enlarged or reduced proportionally to the density display by means of a calculating gear is transferred to an indicator as a liquid weight. The inclusion of the Density display in the measured variable of the piston flow meter takes place in such a way that the The inclination of the pendulum of a balance from a perpendicular, corresponding to the density of the liquid to the direction of movement of the piston rod sliding organ is scanned, whose The deflection corresponds to the weight of one filling of the measuring cylinder.

I-lierbei findet die Dichtemessung für jeden Kolbenweg nur einmal statt, und der Dichtemesser wird dann während des ganzen Kolbenweges blockiert. In the process, the density measurement takes place only once for each piston travel instead, and the densitometer is then blocked during the entire piston travel.

Wenn die Dichte innerhalb einer Volumenmesserfüllung variiert, werden diese Änderungen nicht erfaßt. Diese einmalige Dichtemessung je Kolbenweg ist aber nur dann möglich, wenn die Flüssigkeit frei ausströmen kann. Handelt es sich um unter Druck zu fördernde Flüssigkeiten, so erfolgt nur eine einmalige Dichtebestimmung zu Beginn der gesamten Messung. Bei nicht gleichbleibender Dichte ist die Vorrichtung für unter Druck zu fördernde Flüssigkeiten somit nicht anwendbar.If the density varies within a volumetric meter filling, will these changes are not recorded. However, this one-time density measurement per piston travel is only possible if the liquid can flow out freely. It is about Liquids to be conveyed under pressure are only determined once for density at the beginning of the entire measurement. If the density does not remain constant, the device is therefore not applicable for liquids to be conveyed under pressure.

Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren nebst Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, um das Gewicht von in geschlossener Rohrleitung unter beliebigem Druck strömenden Flüssigkeitsmengen zu ermitteln, wobei das Gewicht laufend als Produkt aus dem jeweiligen Augenblickswert der Dichte und dem durchgeflossenen Flüssigkeitsvolumen an einem Anzeigewerk abgelesen werden kann. The purpose of the invention is to provide a method and a device to put to the weight of in closed pipeline under any pressure to determine the amount of liquid flowing, with the weight continuously as the product from the instantaneous value of the density and the volume of liquid that has flowed through can be read on a display unit.

Das Verfahren besteht darin, daß die Meßgröße eines von der Flüssigkeit durchströmten Volumenmessers durch ein von dem Volumenmesser angetriebenes, stufenloses, ständig kraftschlüssig im Eingriff stehendes Reibradgetriebe, dessen tn,ersetzungsverhältnis von einem Dichtemesser gesteuert wird, laufend entsprechend der gemessenen Dichte so verändert wird, daß das von dem Reibradgetriebe kontinuierlich angetriebene Anzeigewerk das Flüssigkeitsgewicht anzeigt, und daß in dem Reibrad getriebe zwei das Übers etzungs verhältnis einstellende Reibrollen durch Schräglenkung auf geringste Richtkräfte des Dichtemessers hin selbsttätig in die der gemessenen Dichte entsprechende Ubersetzungslage einspielen. The method is that the measurand is one of the liquid flow through volume meter by a driven by the volume meter, stepless, Friction gear, whose tn, replacement ratio is constantly in frictional engagement controlled by a densitometer, continuously according to the measured density is changed so that the display unit continuously driven by the friction gear indicates the weight of the liquid, and that in the friction gear two the transmission etting ratio adjusting friction rollers through inclined steering to the lowest straightening forces of the density meter automatically into the translation position corresponding to the measured density import.

Es ist auch bekannt, eine Zählung durch eine Membrandose als Meßorgan über ein Reibradgetriebe zu beeinflussen. Die Profilierung des Umdrehungskörpers vom Reibradgetriebe erlaubt das Schwenken der Reibradgabel um einen Drehpunkt. It is also known to count through a membrane box as a measuring element to influence over a friction gear. The profiling of the body of revolution from the friction gear allows the friction wheel fork to pivot around a pivot point.

Eine kardanähnliche Aufhängung dieser Reibradgabel mindert die Reibung zwischen dem Umdrehungskörper und dem durch ihn angetriebenen Rade. Die ganze Konstruktion ist aber ungeeignet, um eine Drehbewegung in eine zweite zu übersetzen, mit der irgendwelche Zählwerke kontinuierlich angetrieben werden sollen. Es ist deshalb auch unmöglich, die bekannte Konstruktion etwa durch Verstärken der einzelnen Glieder oder kleine Anpassungsmaßnahmen für den bei der Erfindung vorgesehenen Zweck verwendbar zu machen, weil es sich bei der industriellen Flüssigkeitsmessung im allgemeinen um Meßgeräte mit komplizierten Zcihlwerken handelt, die größere Antriebsmcmente erforderlich machen. Dies gilt sowohl für das Zählwerk in Volumeinheiten als auch für das in Gewichtseinheiten. Die Zählwerke von Volumenzählern werden, soweit es sich um Flügelradzahler.A cardan-like suspension of this friction wheel fork reduces friction between the body of revolution and the wheel driven by it. The whole construction but is unsuitable for translating one rotary movement into a second with the any counters are to be driven continuously. It is therefore also impossible, the known construction, for example, by reinforcing the individual links or small adjustment measures can be used for the purpose intended in the invention because it is used in industrial liquid measurement in general to measuring devices with complicated Zcihlwerke, the larger drive units make necessary. This applies to both the counter in volume units and for that in weight units. The counters of volume counters are, as far as it is about impeller counters.

Drehkolbenzähler od. dgl. handelt, stets ständig kraftschlüssig, d. h. kontinuierlich umlaufend, angetrieben. Das erfordert hohe Anpreßdrücke an den Elementen des Reibradgetriebes. Ein zweites Erfordernis für die Verstellung des Reibradgetriebes ist das Vermeiden von Reibung beim Verstelivorgang, die das genaue Einspielen verhindert. Beim Erfindungsgegenstand erfolgt dies durch die Schräglenkung zweier Reibrollen. Eine solche Vorrichtung ist nötig, um die Übersetzung zwischen zwei kontinuierlich umlaufenden, aber örtlich feststehenden Scheiben zu ermöglichen, von denen aus die Verbindung einerseits zum Antrieb, andererseits zum beeinflußten Zählwerk allein möglich ist. Der Einlenkvorgang mit der Schräglenkung stellt eine ideale Lösung der gestellten Aufgabe der Reibungsfreiheit dar. Die bekannte kardanähnliche Aufhängung der Antriebsrolle ist dagegen nur für diskontinuierlichen Antrieb leichtgängiger kleiner Zählwerke geeignet.Rotary piston meter or the like, always always non-positively, d. H. continuously revolving, driven. This requires high contact pressure on the Elements of the friction gear. A second requirement for the adjustment of the Friction gear is the avoidance of friction during the adjustment process, which is the exact Importing prevented. In the case of the subject matter of the invention, this is done by means of the oblique steering two friction rollers. Such a device is necessary for the translation between to enable two continuously rotating, but locally fixed discs, from which the connection on the one hand to the drive, on the other hand to the influenced Counter alone is possible. The steering process with the oblique steering represents a the ideal solution to the problem of freedom from friction. The well-known cardan-like The suspension of the drive roller, on the other hand, is only smoother for a discontinuous drive suitable for small counters.

Um eine laufende Dichteanzeige, unbeeinflußt durch äußere Faktoren, zu erhalten, wird beim Erfindungsgegenstand vorzugsweise aus der Rohrleitung ein Teilstrom abgezweigt. Zu diesem Zweck kann die Rohrleitung mit einer Blende ausgestattet sein, die in der Rohrleitung ein Druckgefälle erzeugt, das einen Teilstrom der Flüssigkeit über eine gegabelte Leitung zum unteren und oberen Ende des vorteilhaft mit einem Verdrängungskörper ausgestatteten Dichtemessers leitet und von dessen mittlerem Abschnitt aus der Rohrleitung wieder zuführt Der gesamte Flüssigkeitsstrom fließt nun weiter durch einen Flüssigkeitsmesser. Nach Verlassen des Volumenmessers kann die Flüssigkeit in der Rohrleitung beliebig weiterbefördert werden. Das Rechengetriebe wird durch den Volumenmesser angetrieben. In order to have a current density display, unaffected by external factors, to obtain, is preferably a from the pipeline in the subject matter of the invention Partial flow branched off. For this purpose, the pipeline can be equipped with an orifice plate be, which creates a pressure gradient in the pipeline, which is a partial flow of the liquid Via a forked line to the lower and upper end of the advantageous with one Displacement body equipped density meter leads and from its middle Section from the pipeline is fed back in. The entire flow of liquid flows now further through a liquid meter. After leaving the volumetric meter you can the liquid can be conveyed further in the pipeline. The computing gear is driven by the volumetric meter.

Die Veränderung der Höhenlage des Verdrängungskörpers in dem Dichtemesser wird nach außen auf das Rechengetriebe übertragen. Wird z. B. die Flüssigkeit spezifisch schwerer, so wird der Verdrängungskörper entlastet, steigt nach oben und verstellt ein Zwischenrad im Getriebe derart, daß die Übersetzung sich vergrößert. Damit steigt die Umdrehungszahl des Zählwerkes, und die Gewichtsangabe erhöht sich. The change in the elevation of the sinker in the densimeter is transferred to the outside of the computing gear. Is z. B. the liquid specifically heavier, so the displacement body is relieved, rises up and shifts an intermediate gear in the transmission in such a way that the translation increases. So increases the number of revolutions of the counter and the weight increase.

Das Rechengetriebe besteht, nach einer bevorzugten Ausführungsform, aus zwei sich parallel gegen- überstehenden ebenen Reibscheiben mit parallel gegeneinander versetzten Achsen und zwei dazwischenliegenden, senkrecht dazu laufenden, achsparallelen, gegenläufigen Reibrollen. Die Reibrollen sind in einer Deichsel angeordnet, und die Deichsel ist an einem Rahmen oder an einer Parallelführung drehbar befestigt, derart, daß durch Kippen des Rahmens ein Schwenken der Deichsel um die Berührungspunkte der beiden Reibrollen erfolgt. The computing gear consists, according to a preferred embodiment, of two parallel opposing protruding flat friction disks with parallel offset axes and two vertical axes in between in addition running, axially parallel, counter-rotating friction rollers. The friction rollers are in arranged a drawbar, and the drawbar is on a frame or on a parallel guide rotatably mounted in such a way that by tilting the frame a pivoting of the drawbar takes place around the points of contact of the two friction rollers.

Die Zeichnung stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung dar. The drawing represents a preferred embodiment of the device according to the invention.

Danach besteht die Vorrichtung aus einer geschlossenen Rohrleitung I, in der die Flüssigkeit strömt, einem Volumenmesser 2 bekannter Bauart, cinem Dichtemesser 3, einer Blende 4, einer gegabelten Leitung 5 von der Rohrleitung I vor der Blende 4 zum Dichtemesser 3, einer Leitung 6 vom Dichtemesser 3 zur Rohrleitung I nach der Blende 4, einem Rechengetriebe 7, einer Antriebswelle 8 vom Volumenmesser 2 zum Rechengetriebe, einem Übertragungsgestänge g vom Dichtemesser zum Rechengetriebe und einer Übertragungswelle 10 zum Anzeige- oder Zählwerk II. Then the device consists of a closed pipe I, in which the liquid flows, a volume meter 2 of known type, cinem Density meter 3, a diaphragm 4, a forked line 5 from the pipe I. in front of the diaphragm 4 to the density meter 3, a line 6 from the density meter 3 to the pipeline I after the diaphragm 4, a computing gear 7, a drive shaft 8 from the volume meter 2 to the calculating gear, a transmission linkage g from the density meter to the calculating gear and a transmission shaft 10 to the display or counter II.

Durch das von der Blende4 in der Rohrleitung I erzeugte Druckgefälle wird ein Teilstrom der zu messenden Flüssigkeit über die gegabelte Leitung 5 zum Dichtemesser 3 geleitet und von dort durch eine Leitung 6 wieder der Rohrleitung 1 zugeführt. Due to the pressure gradient generated in pipe I by orifice 4 is a partial flow of the liquid to be measured via the bifurcated line 5 to Density meter 3 passed and from there through a line 6 back to the pipeline 1 supplied.

Die wieder vereinigte gesamte Flüssigkeitsmenge durchströmt anschließend den Volumenmesser 2 bekannter Bauart, dessen Umdrehungszahl ein Maß für das durchgeflossene Flüssigkeitsvolumen ist. The re-combined total amount of liquid then flows through the volumetric meter 2 of known design, the number of revolutions a measure of the flow Liquid volume is.

Der Dichtemesser 3 besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem zylindrischen Gehäuse I2, einem zylindrischen Tauchkörper I3, einem Meßglied 14 und dem Abgriff 15. Der ganz von der zu messenden Flüssigkeit umgebene Tauchkörper I3 ist an der als Meßglied 14 dienenden Feder aufgehängt. Die Veränderung seiner Höhenlage ist somit proportional der änderung der Dichte der zu messenden Flüssigkeit. Durch entgegengesetzte Flüssigkeitsführung im unteren und oberen Teil des Dichtemessers wird der Einfluß der veränderlichen Strömungsgeschwindigkeit ausgeglichen. Die Lageänderung des Tauchkörpers wird durch einen mit einer zweckmäßigen Stopfbüchse versehenen Abgriffshebel 15 nach außen übertragen. In a preferred embodiment, the densitometer 3 consists of a cylindrical housing I2, a cylindrical immersion body I3, a measuring element 14 and the tap 15. The immersion body completely surrounded by the liquid to be measured I3 is suspended from the spring serving as the measuring element 14. The change of his The altitude is therefore proportional to the change in density of the liquid to be measured. Due to opposite liquid flow in the lower and upper part of the density meter the influence of the variable flow velocity is compensated. The change of position the immersion body is provided with a suitable stuffing box Transfer lever 15 to the outside.

Das Rechengetriebe 7 besteht aus einem Gestell 16, zwei gegenüberliegenden ebenen Reibscheiben I7 und I8, deren parallele Achsen um einen bestimmten Betrag versetzt sind und die z. B. durch eine Feder 19 gegeneinandergedrückt werden, zwei senkrecht dazu laufenden Reibrollen 20, die durch ein Getriebe 21 derart gekoppelt sind, daß sie sich gegenläufig bewegen, Deichsel 22 und Rahmen 23. The computing gear 7 consists of a frame 16, two opposite one another flat friction disks I7 and I8, their parallel axes by a certain amount are offset and the z. B. be pressed against each other by a spring 19, two Friction rollers 20 running perpendicular thereto, which are coupled by a transmission 21 in this way are that they move in opposite directions, drawbar 22 and frame 23.

Der gegenläufige Antrieb kann auch durch direkte Berührung der beiden Rollen erfolgen. Die Antrieb scheibe I7 wird über die Antriebswelle 8 vom Volumelsmesser angetrieben. Der Rahmen 2.1 ist dulch den Lenker g mit dem Abgriffshebel 15 des Dichtemessers 3 so verbunden, daß die Reibrollen 20 im Betrieb jeweils selbsttätig in eine solche Lage zu den Reibscheiben I7 und I8 laufen, daß die Drehzahl der Abtriebsscheibe I8 dem Produkt aus Dichte und Volumen, also dem Gewicht proportional ist. Diese Drehzahl wird durch die Übertragungswelle IO auf das Anzeigewerk 1 1 übertragen, das somit das durchgelaufene Flüssigkeitsgewicht anzeigt.The opposite drive can also be achieved by direct contact between the two Roles take place. The drive disk I7 is on the drive shaft 8 from the volumetric meter driven. The frame 2.1 is dulch the handlebars g with the lever 15 of the Density meter 3 connected so that the friction rollers 20 in each case automatically run in such a position to the friction disks I7 and I8 that the speed of the driven pulley I8 is proportional to the product of density and volume, i.e. the weight. These The speed is transmitted to the display unit 1 1 by the transmission shaft IO, which thus shows the weight of the liquid that has passed through.

Man erkennt, daß die Einrichtung gemäß der Erfindung das wahre Gewicht einer in einer Rohrleitung strömenden Flüssigkeitsmenge dadurch ermittelt, daß kontinuierlich das Produkt aus dem augenblicklichen Durchflußvolumen und der augenblicklichen Dichte im Gerät gebildet wird, so daß das Anzeigewerk jederzeit die durchgeflossene Gewichtsmenge anzeigt. It can be seen that the device according to the invention has the true weight an amount of liquid flowing in a pipeline is determined by continuously the product of the current flow volume and the current density is formed in the device, so that the display unit at any time the amount of weight that has flowed through indicates.

Es ist ersichtlich, daß andere geeignete Ausführungsformen, z. B. des Dichtemessers und des Rechengetriebes, zur Durchführung des Erfindungsgedankens dienen können und auch andere zweckmäßige Anordnungen, z. B. Lage des Dichtemessers im Hauptstrom der Flüssigkeit oder Erzeugung des Nebenstromes durch eine vom Volumenmesser angetriebene Pumpe, möglich sind. It will be seen that other suitable embodiments, e.g. B. the density meter and the calculating gear to carry out the idea of the invention can serve and other appropriate arrangements, e.g. B. Location of the densimeter in the main flow of the liquid or generation of the secondary flow by one of the volume meter driven pump, are possible.

Schließlich ist der Erfindungsgegenstand geeignet, andere Eigenschaften von Flüssigkeiten, z. B. das gesamte Salzgewicht einer Salzlösung unhekannter Konzentration, zu ermitteln. Finally, the subject matter of the invention is capable of other properties of liquids, e.g. B. the total salt weight of a salt solution of unknown concentration, to investigate.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method for determining the weight of flowing Liquids in pipelines under pressure, characterized in that the measured variable a volumetric meter through which the liquid flows through one of the volumetric meters driven, stepless, friction gear that is constantly engaged, whose transmission ratio is controlled by a densitometer, continuously accordingly the measured density is changed so that that of the friction gear is continuously driven indicator shows the liquid weight, and that in the friction gear two friction rollers adjusting the transmission ratio by means of angled steering The lowest directivity of the densitometer automatically changes into that of the measured density import the corresponding translation position.

2. The method according to claim I, characterized in that of the Liquid flow in the pipeline before entering the volume meter z. B. by means of an orifice, a partial flow is pressed through the densimeter and the main liquid flow is fed back.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that the Partial flow through the density meter equipped with a displacement body is performed that it is at the top and bottom of the sinker in opposite directions Direction flows.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that the Partial flow via a forked line to the lower and upper end of the density meter guided and by his Middle section from the pipeline again is fed.

5. The method according to claim I to 3, characterized in that the Partial flow fed to the middle section of the densitometer and at the top and bottom End of the displacement body via a forked line of the pipeline again is fed.

6. The method according to claims I to 5, characterized in that that a Yeränderuiig the position of the densimeter to the outside on the friction gear is transmitted.

7. Density meter for. Implementation of the method according to the claims I to 6, characterized in that this in a known manner from a Housing (I2), a preferably cylindrical immersion body (13) and a measuring element, z. B. a spring (14), and that a pressure lever (15) on the immersion body (I3) attached and z. B. is guided to the outside by means of a stuffing box. see friction gear for carrying out the method according to claims 1 to 6, which by means of a densimeter is controllable according to claim 7, characterized in that this consists of two parallel opposing flat friction disks (17, I8) with parallel to each other offset axes (

S, IO) and two intermediate, perpendicular to it, axially parallel, opposing friction rollers (20) consists.

9. friction gear according to claim 8, characterized in that the Friction rollers are arranged in a drawbar, through which they move around their points of contact can be pivoted with the friction disks.

IO. Friction gear according to Claims S and 9, characterized in that that the drawbar is rotatably attached to a frame or a parallel guide in such a way is that by tilting the frame a pivoting of the drawbar around the points of contact of the two friction rollers takes place. ~~~~~~~ Publications considered: German Patent No. 34997; Austrian Patent No. I49 I39; British patent specification No. 607 206; VDI-Zeitschrift, 78 (1934), 5. 875 f .; Testing and measuring, I937, 5. 69; Handbook of the Gas Industry, Large Gas Measurement Booklet, I939.