NL1004751C2

NL1004751C2 - Meetinrichting voorzien van draaizuigers.

Info

Publication number: NL1004751C2
Application number: NL1004751A
Authority: NL
Inventors: Josephus Theodorus Bergervoet; Harmen Hein Dijstelbergen
Original assignee: Instromet Bv
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 1998-06-15
Also published as: CA2223320A1; EP0848236A1; US5996405A

Description

Korte Titel: Meetinrichting voorzien van draaizuigers

De uitvinding heeft betrekking op een meetinrichting voor het meten van een gasstroom of vloeistofstroom met behulp van een draaizuigerinrichting bestaande uit twee in een leidingdeel geplaatste, draaibaar om een draaias gelagerde 5 draaizuigers die zodanig ten opzichte van elkaar en ten opzichte van het leidingdeel zijn geplaatst dat deze in samenwerking met elkaar het leidingdeel afsluiten, waarbij de beide draaizuigers in tegengestelde richting kunnen worden gedraaid, waarbij de beide draaizuigers steeds met 10 een zekere speling in contact blijven met enerzijds de wand van het leidingdeel en anderzijds met elkaar waarbij de draaizuigers tijdens het draaien in samenwerking met de wand van het leidingdeel steeds een hoeveelheid gas of vloeistof van de ene zijde van het leidingdeel afzonderen 15 en doordraaien naar de andere zijde van het leidingdeel.

Dergelijke meetinrichtingen zijn bekend. De bekende draai-zuigermeters omvatten twee in elkaar grijpende rotoren met bijvoorbeeld een in hoofdzaak 8-vormige dwarsdoorsnede. De 20 draaizuigers of rotoren worden gesynchroniseerd met behulp van tandwielen.

Een nadeel van de bekende draaizuigermeters is dat bij eenparige draaisnelheid van de draaizuigers de stroming en 25 de druk pulseren met een frequentie die gelijk is aan vier maal de omwentelingssnelheid van de draaizuigers. Deze pulsaties kunnen hinderlijk zijn vanwege het geluid dat erdoor gegenereerd wordt. Ook zijn draaizuigermeters als gevolg van deze drukpulsaties niet geschikt om andere 30 meters te kalibreren, ofschoon het, vanwege de hoge mate van stabiliteit van draaizuigermeters, aantrekkelijk zou zijn om deze meters als referentiemeters toe te passen.

Het doel van de uitvinding is een meetinrichting voor het 35 meten van een gasstroom, waarbij de pulsaties van druk en stroming sterk zijn gereduceerd.

1 0 0 4 75 1 2

Het doel van de uitvinding wordt bereikt doordat de meetin-richting bestaat uit een aantal parallelle vertakkingen, waarbij in elke vertakking een draaizuigerinrichting is opgenomen, waarbij de draaizuigerinrichtingen met behulp 5 van synchronisatiemiddelen zodanig worden gesynchroniseerd dat in elke vertakking de draaizuigers van de bijbehorende draaizuigerinrichting steeds onder een hoek staan met de draaizuigers van een draaizuigerinrichting in een naast gelegen vertakking, welke hoek, gemeten in draairichting of 10 tegen de draairichting van de draaizuigers in, in hoofdzaak gelijk is aan ongeveer 90 graden gedeeld door het aantal vertakkingen. Met deze maatregelen wordt bereikt dat de verschillende draaizuigerinrichtingen met elkaar in tegen-fase verkeren en dat de pulsaties die worden veroorzaakt 15 door de verschillende draaizuigerinrichtingen, elkaar goeddeels opheffen.

Bij een voorkeursuitvoering van de uitvinding bestaat de meetinrichting uit een leidingdeel dat zich splitst in een 20 tweetal parallelle vertakkingen, welke vertakkingen vervolgens weer bij elkaar komen in een enkel leidingdeel, waarbij in een eerste vertakking een eerste draaizuigerinrichting is opgenomen die gelijk is aan een tweede draaizuigerinrichting die is opgenomen in de tweede, parallelle ver-25 takking, waarbij de eerste en de tweede draaizuigerinrichtingen door middel van synchronisatie-middelen zodanig worden gesynchroniseerd dat de draaizuigers van de eerste draaizuigerinrichting steeds onder een hoek staan met de draaizuigers van de tweede draaizuigerinrichting, welke 30 hoek ligt tussen de 35 graden en de 55 graden. Hiermee wordt met een minimaal aantal draaizuigerinrichtingen reeds bereikt dat de pulsaties in tegenfase verkeren en elkaar goeddeels uitdempen. Dit effect is het grootst als de hoek 45 (of 135) graden is, maar gebleken is dat een tolerantie 35 van 5 graden, waarbij de hoek dus tussen de 40 en de 50 graden, resp. tussen de 130 en de 140 graden, ligt, toelaatbaar is om voor de meeste toepassingen een aanvaardbare vermindering van de pulsaties te verkrijgen. Het maakt hierbij niet uit of de eerste draaizuigerinrichting 45 1004751 3 graden achterloopt of vooruitloopt op de tweede draaizui-gerinrichting.

Bij een verdere voorkeursuitvoering van de uitvinding lopen 5 de draaiassen van de draaizuigers van de eerste draaizui-gerinrichting evenwijdig naast de draaiassen van de draaizuigers van de tweede draaizuigerinrichting. Deze uitvoering is op eenvoudige wijze te realiseren. Daarbij bestaan de synchronisatiemiddelen bij voorkeur uit een eerste tand-10 wiel dat draaibaar is om de draaias van een draaizuiger van de eerste draaizuigerinrichting, en een tweede tandwiel dat draaibaar is om de draaias van een draaizuiger van de tweede draaizuigerinrichting, waarbij het eerste tandwiel in samenwerking is gebracht met het tweede tandwiel. Hier-15 bij is een minimum aantal tandwielen toegepast zodat de wrijving zo weinig mogelijk is. Het is echter ook mogelijk om een of meer tussentandwielen te gebruiken voor het koppelen van het eerste tandwiel en het tweede tandwiel met elkaar, waarbij het eerste en het tweede tandwiel in de-20 zelfde richting draaien. Bij een andere voorkeursuitvoering kunnen het eerste en het tweede tandwiel met elkaar zijn gekoppeld door middel van een ketting of getande snaar die bij voorkeur bestaat uit een metalen snaar met kralen, zodat de wrijving zoveel mogelijk beperkt blijft.

25

Bij een andere voorkeursuitvoering van een meetinrichting volgens de uitvinding lopen de draaiassen van de draaizuigers van de eerste draaizuigerinrichting in het verlengde van de draaiassen van de draaizuigers van de tweede draai-30 zuigerinrichting. Deze uitvoering maakt het mogelijk om de wrijving die door de synchronisatiemiddelen noodzakelijkerwijs wordt geïntroduceerd, zo gering mogelijk te houden.

Een paar van de draaiassen van de draaizuigers wordt daarbij onderling verbonden door middel van een koppeling die 35 bijvoorbeeld kan bestaan uit een rubber verbindingsdeel.

Een dergelijke rubberen koppeling biedt een zekere mate van flexibiliteit die onvolkomenheden in de uitlijning van de draaizuigerinrichtingen kan opvangen. Een andere gunstige mogelijkheid is een koppeling bestaande uit twee half 1004751 4 afgeslepen assen of een meenemer. Deze mogelijkheden hebben als voordeel dat het energieverlies als gevolg van demping, minimaal is, terwijl de speling gering kan worden gehouden.

5 Bij een andere voorkeursuitvoering van de uitvinding bestaan de synchronisatie middelen uit een vernauwing in het leidingdeel waarin de vertakkingen samenkomen, waarbij de stromingsweerstand van de vernauwing groter is, bijvoorbeeld twee of meer malen, dan de stromingsweerstand van de 10 draaizuigers. Deze vernauwing kan in het stroomopwaarts gelegen leidingdeel waarin de vertakkingen samenkomen, zijn aangebracht, maar kan ook in het stroomafwaarts gelegen leidingdeel of in beide zijn aangebracht. Hierdoor wordt de koppeling tussen de twee draaizuigerinrichtingen op pneuma-15 tische wijze verkregen. De verbinding tussen de beide draaizuigerinrichtingen wordt daarbij zo kort mogelijk gehouden. De gasstroom wordt door deze maatregel in eerste aanleg constant waarbij de draaizuigerinrichtingen worden gedwongen zich zo goed mogelijk in tegenfase te synchroni-20 seren.

Bij een verdere voorkeursuitvoering monden de vertakkingen waarin de draaizuigerinrichtingen zijn geplaatst, aan weerszijden van de draaizuigerinrichtingen uit in een druk-25 vat. Dit heeft als voordeel dat de twee draaizuigerinrichtingen zeer direct worden gekoppeld op slechts zeer korte afstand van elkaar en dat een zeer compacte bouw wordt verkregen.

30 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin toont:

Figuur 1: in dwarsdoorsnede meetinrichting volgens de uitvinding; 35 Figuur 2: in zijaanzicht meetinrichting overeenkomstig figuur 1, voorzien van synchronisatiemidde-len;

Figuur 3: in bovenaanzicht meetinrichting volgens fi guur 2; 1 004 75 1 5

Figuur 4: schematisch in zijaanzicht tweede mogelijke meetinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 5: schematisch in zijaanzicht derde mogelijke meetinrichting; 5 Figuur 6: schematisch in zijaanzicht vierde mogelijke meetinrichting;

Figuur 7: in bovenaanzicht vijfde mogelijke meetinrich ting;

Figuur 8: dwarsdoorsnede langs de lijn VIII-VIII vol- 10 gens figuur 7;

Figuur 9: dwarsdoorsnede langs de lijn IX-IX volgens figuur 7;

Figuur 10: In dwarsdoorsnede mogelijke uitvoering van een meetinrichting volgens de uitvinding; 15 Figuur 11: In dwarsdoorsnede mogelijke uitvoering van een meetinrichting volgens de uitvinding; Figuur 12: Lengtedoorsnede langs de lijn XII-XII volgens figuur 11.

20 Figuur 1 toont in dwarsdoorsnede een meetinrichting 1 volgens de uitvinding, waardoor heen een gas stroomt in de richting van de pijl A. De meetinrichting 1 omvat een lei-dingdeel 2 dat zich splitst in twee parallelle vertakkingen 3, 4. Deze vertakkingen 3, 4 komen vervolgens stroomaf-25 waarts weer samen in een leidingdeel 5. In de vertakking 3 is een draaizuigerinrichting 6 opgenomen in een ovaalvormige verbreding 7 van de vertakking 3. In de vertakking 4 is een gelijke ovaalvormige verbreding 7 aanwezig, waarin een gelijke draaizuigerinrichting 6 is geplaatst. De draaizui-30 gerinrichting 6 bestaat uit twee draaizuigers of rotoren 8 die een in hoofdzaak 8-vormige dwarsdoorsnede vertonen. De draaizuigers 8 draaien elk om een as 9 die dwars op de stroomrichting loopt en ligt in het verlengde van de wand van de vertakking 3, 4. De ovaalvormige verbreding omvat 35 twee tegenover elkaar gelegen halfcilindrische wanden 10, waarvan de straal overeenkomt met de afstand tussen de draaiassen 9 van de draaizuigers 8. Hierdoor sluiten de draaizuigers 8 in elke stand de doorgang volledig in samenwerking met de halfcilindrische wanden 10 af op een zekere 1004751 6 speling na. Bij het draaien van de draaizuigers zonderen de draaizuigers steeds een hoeveelheid gas af, dat bij het doordraaien van de zuigers aan de andere kant van de draai-zuigerinrichting weer wordt vrijgegeven. De symmetrie-assen 5 11 van de draaizuigers 8 van de draaizuigerinrichting 6 in vertakking 3 staan onder een hoek van ca. 4 5 graden, met een speling van ongeveer +/- 5 graden, met de symmetrie-assen 11 van de draaizuigers 8 van de draaizuigerinrichting 6 in vertakking 4. De draaizuigers 8 in de vertakking 4 10 lopen dus steeds ongeveer 45 graden voor op de draaizuigers 8 van de vertakking 3. Evengoed is het echter mogelijk dat de draaizuigers 8 in de vertakking 4 steeds ongeveer 135 graden voorlopen op de draaizuigers 8 van de vertakking 3, hetgeen erop neerkomt dat de draaizuigers 8 in de vertak-15 king 3 ongeveer 45 graden voorlopen op de draaizuigers 8 van de vertakking 4 en dus in wezen hetzelfde is. Steeds wanneer de ene draaizuigerinrichting 6 een hoeveelheid gas afgeeft aan het stroomafwaarts gelegen leidingdeel, geeft de andere draaizuigerinrichting niets af. De beide draai-20 zuigers verkeren dus in tegenfase met elkaar, waarbij de pulsaties in druk en stroming in het stroomafwaarts geplaatste leidingdeel elkaar goeddeels opheffen.

Om de beide draaizuigerinrichtingen 6 voortdurend met 25 elkaar in tegenfase te laten zijn, dienen de beide draaizuigerinrichtingen 6 te worden gesynchroniseerd. In figuur 2 is in dwarsdoorsnede een meetinrichting 1 weergegeven, waarbij de synchronisatiemiddelen bestaan uit twee in elkaar grijpende tandwielen 12. Dezelfde meetinrichting 1 30 is weergegeven in zijaanzicht in figuur 3. Een eerste tandwiel 12 is bevestigd aan het uiteinde van een draaias 9 van een draaizuiger 8 in de vertakking 3, terwijl het tweede tandwiel is bevestigd aan het uiteinde van de draaias 9 van een draaizuiger 8 in de vertakking 4.

35

Andere mogelijkheden staan schematisch afgebeeld in de figuren 4 en 5, waarbij de koppeling tussen de tandwielen 12 aan de uiteinden van de draaiassen 9 wordt bewerkstelligd door middel van één resp. twee tussentandwielen 13.

1004751 7

Figuur 6 toont een meetinrichting 1 met een andere mogelijke uitvoering van de synchronisatie-middelen, waarbij de tandwielen 12 onderling zijn verbonden door middel van een getande snaar 14.

5

Bij de meetinrichtingen uit de figuren 1 tot en met 6 liggen de draaiassen 9 van de draaizuigers 8 steeds op een afstand evenwijdig naast elkaar. Het is echter, zoals weergegeven in figuren 7, 8 en 9, ook mogelijk om de draai-10 zuigerinrichtingen 6 in de vertakkingen 3 en 4 zo te plaatsten dat de draaiassen 9 in eikaars verlengde liggen.

Figuur 7 toont deze meetinrichting in bovenaanzicht. Figuur 8 toont een dwarsdoorsnede langs de lijn VIII-VIII terwijl figuur 9 een dwarsdoorsnede langs de lijn IX-IX uit figuur 15 7. Bij deze uitvoering staan de draaiassen 9 van de draai zuigers in hoofdzaak dwars op de lengterichting van de vertakkingen 3, 4. De draaias 9 is verbonden met de ermee in het verlengde liggende draaias 9 door middel van een flexibele koppeling 15, bestaande uit een rubber verbin-20 dingsdeel. Door de flexibele koppeling 15 worden onnauwkeurigheden opgevangen in de uitlijning van de draaiassen 9 onderling. Een andere mogelijke flexibele koppeling kan er bijvoorbeeld uit bestaan dat de draaiassen 9 die in eikaars verlengde liggen, aan de naar elkaar toe gerichte uiteinden 25 half cilindrisch afgeslepen zijn zodat de beide uiteinden elkaar kunnen aandrijven.

Figuur 10 toont een meetinrichting, waarbij de synchronisa-tiemiddelen bestaan uit een vernauwing of restrictie 16 die 30 is aangebracht in het stroomafwaarts gelegen leidingdeel.

Er is geen mechanische synchronisatie tussen de twee draai-zuigerinrichtingen 6. De stromingsweerstand van de restrictie is enige malen, bijvoorbeeld twee of drie maal, zo groot als de weerstand van de draaizuigerinrichtingen 6. De 35 gasstroom voor de vernauwing 16 is daardoor nagenoeg constant, waarbij de draaizuigerinrichtingen 6 worden gedwongen om zich zo goed mogelijk in tegenfase te synchroniseren .

1 0 0 4 7 5 1 8

Figuur 11 toont in dwarsdoorsnede een meetinrichting volgens de uitvinding die is geplaatst in een drukvat 17. Dezelfde meetinrichting wordt in figuur 12 getoond in lengtedoorsnede. Deze uitvoering heeft als voordeel dat de 5 meetinrichting van druk wordt ontlast terwijl mechanische spanningen op het aangesloten leidingwerk niet op de meetinrichting kunnen doorwerken. De vertakkingen 3 en 4 monden beide aan weerszijde van de draaizuigerinrichtingen 6 uit in de binnenruimte van het drukvat 17, waarin een overdruk 10 heerst die ongeveer gelijk is aan de druk van het gas in de gasstroom. De draaiassen van de draaizuigers 8 liggen in eikaars verlengde en zijn door middel van een koppeling 15 gekoppeld. Het drukvat 17 is voorzien van een toevoerope-ning 18, waarop een toevoerleiding voor gas is aangesloten, 15 en een afvoeropening 19, waarop een afvoerleiding is aangesloten .

1004751

Claims

1. Meetinrichting voor het meten van een gasstroom of vloeistofstroom met behulp van een draaizuigerinrichting bestaande uit twee in een leidingdeel geplaatste, draaibaar om een draaias gelagerde draaizuigers die zodanig ten 5 opzichte van elkaar en ten opzichte van het leidingdeel zijn geplaatst dat deze in samenwerking met elkaar het leidingdeel afsluiten, waarbij de beide draaizuigers in tegengestelde richting kunnen worden gedraaid, waarbij de beide draaizuigers steeds met een zekere speling in contact 10 blijven met enerzijds de wand van het leidingdeel en anderzijds met elkaar, waarbij de draaizuigers tijdens het draaien in samenwerking met de wand van het leidingdeel steeds een hoeveelheid gas of vloeistof van de ene zijde van het leidingdeel afzonderen en doordraaien naar de 15 andere zijde van het leidingdeel met het kenmerk, dat de meetinrichting bestaat uit een aantal parallelle vertakkingen, waarbij in elke vertakking een draaizuigerinrichting is opgenomen, waarbij de draaizuigerinrichtingen met behulp van synchronisatiemiddelen zodanig worden gesyn-20 chroniseerd dat in elke vertakking de draaizuigers van de bijbehorende draaizuigerinrichting steeds onder een hoek staan met de draaizuigers van een draaizuigerinrichting in een naast gelegen vertakking, welke hoek, gemeten in draairichting of tegen de draairichting van de draaizuigers in, 25 in hoofdzaak gelijk is aan ongeveer 90 graden gedeeld door het aantal vertakkingen.

2. Meetinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de meetinrichting bestaat uit twee parallelle vertak- 30 kingen, waarbij in een eerste vertakking een eerste draaizuigerinrichting is opgenomen die gelijk is aan een tweede draaizuigerinrichting die is opgenomen in de tweede, parallelle vertakking, waarbij de eerste en de tweede draaizuigerinrichtingen door middel van synchronisatie-middelen 35 zodanig worden gesynchroniseerd dat de draaizuigers van de eerste draaizuigerinrichting steeds onder een hoek staan H 0 4 75 1 met de draaizuigers van de tweede draaizuigerinrichting, welke hoek ligt tussen de 3 5 graden en de 55 graden.

3. Meetinrichting volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de draaiassen van de draaizuigers van de eerste draaizuigerinrichting evenwijdig naast de draaiassen van de draaizuigers van de tweede draaizuigerinrichting lopen.

4. Meetinrichting volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de draaiassen van de draaizuigers van de eerste draaizuigerinrichting lopen in het verlengde van de draaiassen van de draaizuigers van de tweede draaizuigerin- 15 richting.

5. Meetinrichting volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de synchronisatie middelen bestaan uit een vernauwing in leidingdeel waarin de vertak- 20 kingen samenkomen, waarbij de stromingsweerstand van de vernauwing groter is, bijvoorbeeld twee of meer malen, dan de stromingsweerstand van de draaizuigers.

6. Meetinrichting volgens conclusie 3 met het ken-25 merk, dat de synchronisatiemiddelen bestaan uit een eerste tandwiel dat draaibaar is om de draaias van een draaizuiger van de eerste draaizuigerinrichting, en een tweede tandwiel dat draaibaar is om de draaias van een draaizuiger van de tweede draaizuigerinrichting, waarbij het eerste tandwiel 30 in samenwerking is gebracht met het tweede tandwiel.

7. Meetinrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de synchronisatiemiddelen bestaan uit een eerste tandwiel dat draaibaar is om de draaias van een 35 draaizuiger van de eerste draaizuigerinrichting, en een tweede tandwiel dat draaibaar is om de draaias van een draaizuiger van de tweede draaizuigerinrichting, waarbij een of meer tussentandwielen het eerste tandwiel en het tweede tandwiel met elkaar koppelen. 1004751

8. Meetinrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de synchronisatiemiddelen bestaan uit een eerste wiel dat draaibaar is om de draaias van een draai-zuiger van de eerste draaizuigerinrichting, en een tweede 5 wiel dat draaibaar is om de draaias van een draaizuiger van de tweede draaizuigerinrichting, waarbij een ketting of getande snaar het eerste wiel en het tweede wiel met elkaar koppelen.

9. Meetinrichting volgens conclusie 8 met het ken merk, dat de snaar bestaat uit een metalen snaar met kralen .

10. Meetinrichting volgens één van de voorgaande conclu-15 sies met het kenmerk, dat de draaizuigers van de eerste draaizuigerinrichting steeds onder een hoek staan met de draaizuigers van de tweede draaizuigerinrichting, welke hoek ligt tussen de 40 graden en de 50 graden.

11. Meetinrichting volgens conclusie 10 met het ken merk, dat de hoek ca. 45 graden is.

12. Meetinrichting volgens één van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de vertakkingen waarin de 25 draaizuigerinrichtingen zijn geplaatst, aan weerszijden van de draaizuigerinrichtingen uitmonden in een drukvat. 1004751