NL8901044A - Stromingsmeter. - Google Patents

Description

i \ jt -1“ 28376/CV/nv

Korte aanduiding: Stromingsineter.

De uitvinding heeft betrekking op een stromingsmeter met een opgesloten wervelpaar, welke gebruik maakt van een fluctuerend drukveld, 5 tot stand gebracht door een oscillerend paar wervels voor het meten van een zeer groot gebied van volumetrische stromingswaarden van alle typen fluida.

Verschillende inrichtingen bestaan voor het meten van fluidumstro-ming. Twee hoofdgroepen van stromingsrneters omvatten die welke bewegende delen hebben, zoals turbine-stromingsmeters en die welke geen bewegende 10 delen hebben. In een artikel getiteld "Fluidic Flow Measurement and Control Devices" in Measurement and Control, deel V, nr. 10, oktober 1972, beschrijven R.F. Boucher en J.K. Royle vele typen stromingsrneters. Stromings-meters, die bewegende delen hebben, vertrouwen op de frequentie van een mechanisch element om volumetrische stromingswaarden te bepalen. Stromingsme-15 ters die geen bewegende delen hebben vertrouwen niet op de frequentie van een mechanisch element maar veeleer op de frequentie van een gedeelte van het fluïdum, dat oseillatiekenmerken heeft tengevolge van hydrodynamische onstabiliteit. Hetzij een stromings- of druksensor neemt dergelijke oscillatie-kenmerken waar.

20 R.F. Boucher en J.K. Royle leren verder typen stromingsrneters voorzien van wervelverspreidingsstromingsmeters, wervelvoortgangsstromings-meters en oscillerende straalstromingsmeters. Bestaande oscillerende straal-stromingsrneters werken in principe door een turbulente straal te bezitten die stroomt in een expansiekamer, welke in tweeën is gedeeld door een scheidings-25 orgaan, zo twee uitlaten voor de stroming vormend. Verder benedenstrooms binnen de kamer gaan beide uitlaten van de expansiekamer over in een uitlaat.

Twee mondstukken zijn symmetrisch opgesteld haaks ten opzichte van een toevoer-mondstuk, bovenstrooms opgesteld ten opzichte van de expansiekamer. Beide symmetrisch opgestelde mondstukken of regelpoorten zijn met elkaar verbonden 30 voor het vormen van een regellus of terugvoedingslus. Een drukverschil over de straal varieert met tijd en veroorzaakt een afwisselende stroming in de richting van de wijzers van de klok, dan tegen de wijzers van de klok in, in de regellus, welke de straal dringt tussen beide uitlaten binnen de expansiekamer heen en terug af te wisselen. Indien de stromingswaarde 35 toeneemt neemt de frequentie van sterke spontane oscillaties ook toe. Stroming van druk waarnemende inricht rngen.verschaftmeetaf lezingen op de frequentie van de 8901044 ' I' έ -2- osciltaties welke evenredig is aan de .f luïdumstromingswaarde.

R.F. Boucher en J.K. Royle leren verder dat "geschikte lichaams-geometrie een kwestie van aanzienlijke onderzoekingen is. Niet slechts moet de geometrie worden gekozen van binnen het beperkte gebied van parameters 5 voor welke oscillatie is gegarandeerd, maar keus wordt verder beperkt door schommelende bewegingen (willekeurige frequentievariaties), ruis, redelijkheid van geometrie, lage vervaardigingstoleranties op afmetingen en uiteraard lage karakteristiek en minimale Reynolds getallen." R.F. Boucher en J .K. Royle leren verder dat een terugvoedingslus of regel Lus fundamenteel 10 belang heeft in een stromingsmeter die geen bewegende delen heeft aangezien de traagheid van de terugvoedingslus of regel Lus de tijdsvertraging bepaalt in het tot stand brengen van schakeling van stroming in iedere halve kringloop.

In een artikel getiteld " Experimental Investigation of a Fluidic 15 Volume Flowmeter" in Journal of Basic Engineering, maart 1970, beschrijven M.P. Wilson, Jr., C.H. Coogan Jr. en K. Southall algemeen stromingsmeters, het effect van ontwerpparameters op oseillatiefrequentie, en plaatsingen van terugvoedingsinlaatmondstukken.

Een ander type stromingsmeter dat geen bewegende delen heeft is de 20 Coandametep· welke werkt met een terugvoedingslus. In een artikel getiteld "Gas Measurement, Domestic Gas Meter Adjustment Using Coanda Mastermeters", the Autstralian Gas Journal, juni 1982, beschrijft Dr. P.H. Wright Coanda meters, welke in wezen fluïdumterugvoedingsoscillators zijn gebaseerd op het . Coanda effect. Het Coanda effect is het verschijnsel waarineen turbulentefluïdumstraal 25 stroomt ineen divergerend kanaal en ertoe neigt slechts één van de divergerende wanden te volgen. Willekeurige fluctuaties in de hoofdfluïdumstraal bepalen welke wand de fluïdumstraal volgt. Een benedenstrooms gedeelte van de fluïdumstroming is gericht door een terugvoedingskanaal of terugvoedingslus terug bovenstrooms naar- een lage drukgebied nabij het hoofdmondstuk 30 waar de fluïdumstraal begint te buigen naar één wand. De teruggevoerde stroming door het terugvoedingskanaal of terugvoedingslus in het lage drukgebied veroorzaakt dat de fluïdumstraal losraakt van één wand en stroomt langs een tegenoverliggende wand. In een artikel getiteld "The Coanda Meter - A Fluidic Digital Gas Flow Meter", J.Phys. E: Sci. Instrum., deel XIII, 1980, 35 gedrukt in Groot-Brittanië, verklaart P.H. Wright de basiswerking van een Coandameter.

8901044 7 ( -3-

In een artikel getiteld "Whither Metering", the Institution of Gas Engineers, 123ste Annual General Meeting, Princess Theatre, Torquay, Groot-Brittanië, mei 13-15, 1986 is op biz. 25 en 26 een fluidumtypemeter en zijn werkingsprincipe algemeen beschreven. Het artikel vermeldt dat 5 aangezien stromingsoseillaties stoppenbij een gegeven stromingswaarde in een fluidumtypemeter "het onwaarschijnlijk is dat een enkele dergelijke meter in staat zal zijn het vereiste stromingsgebied alleen te bedekken en een afzonderlijke sensor voor lage stroming nodig zal zijn." Het artikel vermeldt verder dat aanzienLijke pogingen zijn gewijd aan het onderzoeken van atter-10 natieve waarneeminrichtingen, die mogelijkheden hebben om turbulente fluidum-stromingsosciLlaties in overeenstemming met het Coanda effect evenals de kenmerken van lage stromingen te bedekken.

McLeod, U.S. octrooi 3.500.849 leert een vrij lopende oscillator met een gesloten fluidumoscillatorkamer, een inlaatmondstuk om een doorgaande 15 vermogenstroom te voeren in een einde van de oseillatorkamer en een enkele fluidumuitlaatpoort welke axiaal versprongen is van de vermogenstroom. Dit octrooi leert een inrichting slechts voor het oscilleren van een vrijlopende fluidumstroom.

Burgess, U.S. octrooi 3.589.185 leert een stromingsmeter voorzien 20 van een belemmeringssamenstelaangebracht binnen een stromingsleiding. Dergelijk belemmeringssamenstel wekt sterk gestabiliseerde oscillaties op in het benedenstroomse zog van de stromingsleiding. Dit Laatstgenoemde octrooi toont verder het belemmeringssamenstel als een contouren bezittend blok voorzien van een driehoekig of deltavormige dwarsdoorsnede, welke gelijk-25 matig is over de langsas van een blok. Laatsgenoemd octrooi toont een sensor welke uitsteekt in een benedenstrooms gedeelte van een fluidumstroom. De sensor kan zijn in de vorm van een thermistor, een op geluid reagerende overdrager of een differentieel druksensor.

Het Amerikaanse octrooi 3.640.133 leert een stromingsmeter met een 30 fluidumwisselwerkingskamer en een terugvoedingslus welke oscillatie aan de stroming verleent. Dit Laatstgenoemde octrooi toont verder een stromingsmeter, welk een frequentie aanbrengt evenredig aan de volumetrische stromingswaarde. De evenredige verhouding blijft hetzelfde voor ieder samendrukbaar of niet samendrukbaar fluïdum zolang als de stroming turbulent en subsonisch 35 is.

Het Amerikaanse octrooi 3.690.171 toont een f luidumosci llator met 89 01 0 44.' « Λ -4- een ingangsmondstuk, regelpoorten of terugvoedingslus, uitlaatkanalen en een scheidingsorgaan. Dit laatsgenoemde octrooi toont verder een tussen de uitlaatkanaLen verlopend'kanaal, welke een microfoon opneemt, welke een elektromagnetisch differentieeldrukwaarneemorgaan verschaft/ dat elektrisch is verbonden meteen fre-5 quentiemeter/ gekalibreerd in termen van stromingswaarde. De verhouding tussen osei llatief requentie en stromingswaarde hangt af van de afmetingen van de osci llator/dus moeten fysische afmetingen van de f luïdumstroommeetinrichting worden gewijzigd indien verschillende stromingswaarden wijzigen.

Het Amerikaanse octrooi 3.885.434 toont een stromingsmeter met een 10 bewegend deel/ een kogel binnen een buis. Dit laatstgenoemde octrooi toont een kogel binnen een buis en een aanslag om de kogel te verhinderen in de langsrichting en met de stroming van het fluïdum in de buis te bewegen. De kogel, welke wordt waargenomen door inspectie van buiten de buis heeft draaiings- en zijdelingse beweging evenredig aan de waarde van de stroming 15 van het fluïdum.

Het Amerikaanse octrooi 4.085.615 toont een lineaire stromingsmeter met een wisselwerkingskamer en een terugvoedingslus welke fluïdum-oscillaties veroorzaakt. De oseillatiefrequentie is evenredig aan de volu-metrische stromingswaarde door de lineaire stromingsmeter.

20 Het Amerikaanse octrooi 4.184.636 toont een fluïdumoscillator voorzien van een kamer met een gemeenschappelijke instroom- en uitstroom-opening waarin een straal wordt afgegeven in een algemene radiale richting.

Dit laatstgenoemde octrooi toont verder wervels, welke wisselen in sterkte en stand om uitstroming te richten door de gemeenschappelijke opening langs 25 een zijde en dan de andere zijde van de binnenstromende straal. De concentratie en verdeling van een vegend sproeipatroon kan gemakkelijk worden geregeld door juiste vormen van de oscillator en/of outputkamer.

Het Amerikaanse octrooi 4.244.230 toont een fluïdumoscillator-stromingsmeter met twee organen van half eivormige dwarsdoorsnede dwars 30 geplaats over een pijp met de hoofdas van de.half eivormige organen evenwijdig aan de stromingsrichting. Beide half eivormige organen zijn een weinig op afstand van elkaar geplaatst voor het begrenzen van een benedenstrooms taps verlopend mondstuk tussen de twee half eivormige organen. De beneden-stroomse einden van beide half eivormige organen zijn gevormd als naar 35 benedenstrooms gerichte kommen. Verder toont het Amerikaanse octrooi 4.244.230 een derde lichaamsdeel met een oseillatiekamer welke daarin begrensd is 89010447 » -5- voor het opnemen van stroming vanaf een mondstuk. De oseillatiekamer van het derde deel heeft een concaaf U-vormig gedeelte waarin een fluidumstraal wordt gericht.

Het Amerikaanse octrooi 4.244.230 toont verder een paar kleine 5 drukpoorten begrensd in een botsingswandeinde van de oseillatiekamer. Het straalbotsingspunt is op de verre wand van de oseillatiekamer. Het Amerikaanse octrooi 4.244.230 toont een kamer, welke asymmetrisch kan zijn. De uittredende stroming wordt volledig geblokkeerd door een van de wervels gedurende enige fase in de oscillatie. Verder toont dit Amerikaanse octrooi 4.244.230 dat 10 de zijwanden van de oseillatiekamer concaaf zijn ten opzichte van de hartlijn van de hoofdfluidumstraal en de oseillatiekamer een gesloten bodem heeft door welke geen fluïdum ontsnapt.

Het Amerikaanse octrooi 4.550.614toont een oscillerende stromings-meter met een omleidorgaan, welke werkt om stroming vanaf een aandrijfmond-15 stuk te delen in een regelstroom, welke wordt omgeleid naar de inlaat van een bijbehorende terugvoedingslus en een uitgaande stroom, welke wordt gericht naar een uitvoerleiding. Verder toont dit Amerikaanse octrooi 4.550.614 het waarnemen van resulterende fluidumkrachten afwisselend uitgeoefend op het omleidorgaan, waarbij de sensoroutputs worden verwerkt voor het opwekken 20 van een sinusvormige golf uit welke volumetrische stroming of massa-output-signalen worden afgeleid.

Het Amerikaanse octrooi 4.610.162 toont een fluidumstroommeter met een combinatie van een bovenstrooms fluïdumelement en een stroomafwaarts fluidumelement. Verder toont dit laatstgenoemde octrooi een omgangsdoortocht 25 die evenwijdig is opgesteld aan een fluidumelement voorzien van een straalmondstuk meteen kleiner openingsgebied dan het openingsgebied vaneen straalmondstuk van het andere f luidumelement. De omloopdoortocht heeft ook een kleporgaan bij voorkeur een diafragmatype regulateurklep, welke een hoofdkleporgaan heeft en een hulp-kleporgaan, aangepast om te openen bij een fluidumdruk bovenstrooms daarvan, 30 indien het hoofdkleporgaan in een gesloten stand is.

Het is een oogmerk van deze uitvinding een stromingsmeter te verschaffen, welke geen bewegende delen heeft en de volumetrische stromings-waarden van fluïda over een zeer breed gebied van stromingswaarden meet.

Het is een ander oogmerk van deze uitvinding een stromingsmeter 35 te verschaffen, welke geen bewegende delen heeft en zowel in laminaire en turbulente stromingszones werkt.

89 01 044 Γ 4 -6-

Het is nu een ander oogmerk· van deze uitvinding.een stromings" meter te verschaffen welke geen bewegende delen heeft en waarin een straal" botsing plaatsvindt op zijwanden van een convexe zijde van een stationair orgaan.

5 Deze uitvinding voorziet in een stromingsmeter met een opgesloten wervelpaar voorzien van een lichaam met een inlaat en een uitlaat. In een de voorkeur gegeven uitvoeringsvorm van deze uitvinding vormt een inlaatmond-stuk een fluidumstraal en richt de fluidumstraal in een kamer opgesteld binnen het lichaam tussen de inlaat en de ui'tlaat van het lichaam. De fluidum-10 straal stroomt in en uit de kamer. De fluidumstraal heeft twee primaire tegengesteld draaiende wervels en een aantal secundaire wervels.

Twee wiggen zijn bevestigd in de kamer. Iedere wig heeft een binnenzijde en een buitenzijde. Een convergerend kaïaaal is gevórmd tussecr de binnenzijden van twee wiggen. Er-is een spleet tussen de twee wiggen door 15 welke het convergerende kanaal verloopt. Het inlaatmondstuk richt een gedeelte van de fluidumstraal in het convergerende kanaal door de spleet en uit de uitlaat van de kamer.

De kamer heeft ten minste een drukaftakking welke een drukmeting" afLezing opwekt bij een drukoverdrager of een differentieel drukoverdrager.

20 De stroming van de fluidumstraal door de kamer brengt de tegengesteld draaiende wervels voort. Het f luidunroscilieert vanaf de zijde van een wig naar de zijde van een andere wig en schept dus variaties in de druk over de kamer.

De frequentie van de fluidumoscillaties is nagenoeg lineair evenredig aan de f luidumstroomwaarde.

25 De uitvinding zal hieronder nader worden uiteen gezet aan de hand van bijgaande figuren.

Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede bovenaanzicht van een stromingsmeter met een opgesloten wervelpaar volgens een uitvoeringsvoorbeeld van deze uitvinding;.

30 Fig. 2 toont een eindaanzicht, kijkend in de uitlaat van een stromingsmeter met opgesloten wervelpaar zoals'.afgebeeld in fig. 1; fig. 3 toont een voorbeeld van een stromingsmeter met opgesloten wervelpaar zoals as afgebeeld in fig. 1, waarbij fig. 3 niet de dwarsdoor" snede arcering toont zoals afgebeeld in fig. 1 ooor het gemak van aanbrengen 35 van verwijzingen en aflezen van afmetingen*

Fig. 4 toont een voorbeeld van een wig zoals weergegeven in fig. 3.

89 01 0 44.1 4? “7"

Fig. 5 toont een uitgezette grafiek van frequentie tegen stromings” waarde en drukval tegen stromingswaarde voor een gebruikelijke stromingsmeter met opgesloten wervels zoals afgebeeld in fig. 4 en 5.

Fig. 1 toont een dwarsdoorsnede bovenaanzicht van een stromings” 5 meter met opgestoten wervelpaar volgens een uitvoeringsvoorbeeld van deze uitvinding. Stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar heeft lichaam 7 met inlaatmondstuk 8 en uitlaat 25. Inlaatmondstuk 8 geeft een fluïdumstraal” stroom af voorzien van twee primaire tegengesteld draaiende wervels om fluïdumstraal hartlijn 10 en een aantal secundaire wervels. Inlaatmondstuk 10 8 richt de fluïdumstraal langs fluïdumstraal hartlijn 10 in kamer 9. Het is duidelijk dat andere werkwijzen bestaan voor het afgeven en geleiden van een fluïdumstraalstroom, zoals anders gevormde mondstukken, een lang recht buisstuk, doortochtplaten en dergelijke.

Wiggen 11 en 16 zijn binnen kamer 9 bevestigd. In een de voorkeur 15 gegeven uitvoeringvorm van deze uitvinding zijn buitenwand 13 van wig 11 en buitenwand 18 van wig 16 recht. Binnenwand 12 van wig 11 en binnenwand 17 van wig 16 hebben een convexe kromming. Het is een belangrijk aspect van deze uitvinding dat binnenwand 12 en binnenwand 17 ieder een convexe kromming heb” ben, beide symmetrisch om fluïdumstraal hartlijn 10, zodat stromingsmeter 20 6 met opgesloten wervelpaar een ruim stromingswaardegebied van werking heeft.

Een ontwerp van stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar voorzien van rechte binnenwanden 12, 17 zal werken maar slecht in een beperkt gebied van stromingswaarden. Bovenste gedeelte 14 van wig 11 en bovenste gedeelte 19 van wig 16 vormen een afgeronde verbinding tussen buitenwand 13 en binnen” 25 wand 12 van wig 11 resp. buitenwand 18 en binnenwand 17 van wig 16.

Spleet 20 is gevormd tussen binnenwand 12 van wig 11 en binnenwand 17 van wig 16. Convergerende kanaal 15 is gevormd tussen de bovenste gedeelten van binnenwand 12 en binnenwand 17. Convergerend kanaal 15 verloopt door spleet 20. Inlaatmondstuk 8 richt de fluïdumstraal in convergerend kanaal 30 15. Een gedeelte van het fluïdum van de fluïdumstraal stroomt door spleet 20 tussen wig 11 en wig 16, maar het grootste deel van het fluïdum vanuit de fluïdumstraal stroomt omhoog langs binnenwanden 12, 17 over topgedeelten 14, 19, naar beneden langs buitenwanden 13, 18 en door uitlaat 25. Een klein percentage van fluïdum, ongeveer minder dan 15 procent, stromend door spleet 35 20 tussen wiggen 11, 16 verschaft de beste prestatie van stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar.

89010447 -8- *

Het zal duidelijk zijn, dat inlaatmondstuk 8 en/of uitlaat 25 afdichtend in ingrijping kunnen zijn met een buis, pijp, slang of dergelijke. Verder zal het duidelijk zijn, dat lichaam 7 verschillende uitwendige vormen kan hebben, welke passen binnen een buis of binnen een hoofdstroom van fluïdum-5 stroming. Het is ook duidelijk, dat inlaatmondstuk 8 verschillende dwars-doorsnedevormen kan hebben of een recht kanaal part kan zijn of een rechte doortocht binnen een Lichaam, of een part van een rechte buis of dergelijke; het is echter een belangrijk aspect van deze uitvinding een fluïdumstraal te hebben met twee primaire tegengesteld draaiende wervels-om fluïdumstraal 10 hartlijn 10.

Het zal duidelijk zijn, dat wiggen 11, 16 verschillende convexe vormen kunnen hebben, welke convergerend kanaal 15 vormen en een ruimte hebben tussen wiggen 11, 16 welke spleet 20 begrenzen. Wiggen 11, 16 kunnen zijn vervaardigd uit verschillende materialen, zoals kunststof, acrylharsen, 15 metaal, glas en dergelijke. Wiggen 11, 16 verlopen geheel over de dikte van kamer 9, zoals afgebeeld in fig. 2. Kamer 9 en wiggen 11,'16 kunnen een grote reeks diktes hebben zonder de totale prestatie van stromingsmeter 6 met opgesloten wervels nadelig te beïnvloeden.

In „»en de voorkeur gegeven uitvoeringsvorm van deze uitvinding 20 zijn drukpoorten 21 en 22 resp. bij benadering opgesteld tussen de zijwand van kamer 9 en bovenste gedeelte 14 van wig 11 en bovenste gedeelte 19 van wig 16. Het is duidelijk dat drukpoorten 21 en 22 kunnen zijn opgesteld in andere delen van kamer 9 welke nauwkeurige aflezingen verschaffen met het oog op het bepalen van de oseillatiefrequentie van de fluïdumstraal.

25 Een instabiliteit van een paar opgesloten wervels verschaft de afmeetfunctie en classificeert eveneens de stromingsmeter als een fluïdumtype stromingsmeter.

Het principe van opgesloten wervels van deze uitvinding is fundamenteel verschillend van de principes gebruiktbij andere bestaande fluïdum-30 meters. Bestaande stromingsmeterontwerpen gebruiken hetzij volle lichamen, het Coanda-effect of een fluïdumterugvoedingslus voor het opwekken van een fluctuerend druksignaal. De opgesloten wervelmethode volgens deze uitvinding gebruikt een twee-dimensionele fluïdumstraal, welke twee primaire tegengesteld draaiende wervels vormt. De twee primaire tegengesteld draaiende 35 wervels zijn opgesloten in convergerend kanaal 15.

Een gedeelte van de fluïdumstraal stroomt door spleet 20 tussen 83 01044.” <* -9- wiggen 11, 16, maar het grootste deel van de fluïdumstraal Loopt over de bovengedeelten 14, 19 en naar beneden Langs buitenwanden 13, 18. Het paar opgesloten wervels in convergerend kanaal 15 is onstabiel en beweegt in en uit het convergerend kanaal 15 in afwisselende beweging. De wervelbe-5 weging wekt afwisselende hoge en lage drukken op, waargenomen door drukover* dragers verbonden met drukpoorten 21, 22. Aangezien een snelheidsveld evenals het drukveld oscilleert binnen kamer 9 met een frequentie evenredig aan de stromingswaarde is het duidelijk, dat ieder type stromingswaarneeminrichting, zoals hete draden, thermistors, laseranemometers, absolute of differentieel” 10 drukoverdragers of dergelijke kunnen worden gebruikt voor het waarnemen en vastleggen van de fluïdumoscillaties.

Omdat het fluïdum ingebracht door de fluïdumstraal zowel door spleet 20 en om wiggen 11, 16 stroomt werkt een stromingsmeter met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding met een hogere fluïdumstroomwaarde 15 bij een gegeven totale drukval over de stromingsmeter indien vergeleken met andere fluïdumtypen stromingsmeters. Een stromingsmeter met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding kan volumetrische stromingswaarden van zowel Laminaire en turbulente fluïdumstroming meten. Stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar verschaft nauwkeurige stromingsmetingaflezingen van 20 fluïda over een groot gebied van stromingswaarden.

Convergerend kanaal 15 verhindert dat de tegengesteld draaiende wervels van de fLuïdumstraal stroomafwaarts bewegen. De wervels oscilleren heen en terug binnen het convergerende deel van convergerend kanaal 15, waarbij dergelijke oscillatie een drukfluctuatie opwekt in de fluïdum** 25 stroming met een frequentie evenredig aan de stromingswaarde. De frequentie van de wervelpaaroscillatie heeft een nagenoeg lineaire verhouding met de stromingswaarde.

De onderste grens van stromingswaarde waargenomen door stromings-roeter 6 met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding hangt af van het 30 Reynoldsgetal. Onder een bepaald Reynoldsgetal zal het wervelpaar niet oscilleren en zal geen druksignaal resulteren. De bovenste grens van stromings-waarde door stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding wordt bepaald door de totale drukvalbeperking over de stromingsmeter.

Stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding 35 gebruikt een oscillerend stromingspatroon dat fundamenteel verschillend is van die stromingspatronen gebruikt in andere bestaande stromingsmeters. De 8801044; * -10- drukfluctuaties opgewekt door de osei,tierende wervels opgesloten in convergerend kanaal 15 verlopen over een breder werkingsgebied en verschaffen een nauwkeurigere kalibrering dan andere bestaande stromingsmeters doen. Stromings-meter 6 met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding heeft geen verlies 5 aan signaal over het kalibreergebied en heeft altijd een aparte frequentie samenhangend met iedere gegegeven stromingswaarde.

Andere bestaande stromingsmeters, die geen bewegende delen hebben, hebben een botsingspunt opgesteld op een concaaf type oppervlak ten opzichte van de hartlijn van de hoofdfluidumstraal en het concave oppervlak heeft een 10 gestoten bodem. Stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar volgens deze uitvinding heeft een botsingspunt opgesteld tussen twee convexe oppervlakken en een gedeelte van de hoofdstraalstroom vloeit door een spleet tussen de convexe oppervlakken. Het is een belangrijk aspect van deze uitvinding een gedeelte van de fluidumstraal te hebben stromen door spleet 20 om de totale 15 efficiëncy van stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar te vergroten door verminderen van de totale drukval over de stromingsmeter.

Het volgende voorbeeld zet een specifiek uitvoeringsvoorbeeld in detail uiteen en is bedoeld om de uitvinding te verduidelijken en niet om de uitvinding op enige wijze te beperken.

20 Fig. 3 toont een voorbeeld van stromingsmeter 6 met opgesloten wervelpaar volgens een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding, welke de volgende afmetingen heeft: A = 0,22 inch B = 0,11 inch 25 C = 1,25 inches D = 1,39 inches E = 4,73 inches F = 10 0 G = 0,28 inch 30 H = 0,47 inch I = 2,87 inches diameter J = 0,040 inch K = 0,22 inch L = 4,00 inches 35 Fig. 4 toont een voorbeeld van wig 16, welke de volgende afmetin gen heeft: 8901044.

Η -11- H = 0,20 inch diameter N = 1,25 inches straal P = 0,07 inch straal Q = 0,70 inch 5 R = 0,86 inch

In dit specifieke voorbeeld komt de dikte van kamer 9 en wiggen 11, 16 overeen met 0,94 inch.

Fig. 5 is een uitgezette grafiek van frequentie tegen stromings-waarde en drukval tegen stromingswaarde voor een gebruikelijke stromings-10 meter 6met opgesloten wervelpaar, welke de hierboven beschreven afmetingen heeft.

Gebiedsvermogen wordt algemeen gedefinieerd als de maximale stromingswaarde bij een bepaalde totale drukval gedeeld door de minimale operationele stromingswaarde. Voor dit specifieke voorbeeld wordt het 15 gebiedsvermogen gedefinieerd als de stromingswaarde bij welke de drukval 15 mm H.,0 is gedeeld door de minimale stromingswaarde. Voor dit specifieke ά voorbeeld is het gebiedsvermogen gelijk aan 70. Indien geen beperking is geplaatst op de bovenste stromingswaarde dan is het gebiedsvermogen ten minste 200.

20 De volgende beproevingsgegevens geven het effect van de kromte straal van binnenwanden 12, 17. Voor de hierboven in dit voorbeeld gegeven afmetingen, behalve voor wijziging van afmeting B tot B = 0,03 inch, is, indien binnenwanden 12, 17 een kromtestraal hebben gelijk aan +1,25 inches, een convexe kromme, derminimum stroomwaardeO,82 kubieke voet per uur (cfh).

25 Indien binnenwanden 12, 17 een oneindige kromtestraal hebben, een vlakke zijde, is de minimum stroomwaarde gelijk aan 0,95 cfh. Indien binnenwanden 12,17 een kromtestraal hebben gelijk aan-1,25 inches, een concave kromme, treedt geen oscillatie op.

Ofschoon in de bovenstaande beschrijving deze uitvinding is 30 beschreven in verhouding met bepaalde de voorkeur gegeven uitvoeringsvormen daarvan en vele details zijn uiteen gezet terwille van de illustratie, zal het aan vaklui duidelijk zijn, dat de uitvinding vatbaar is voor aanvullende uitvoeringsvormen en dat bepaalde van de hierin beschreven details aanzienlijk kunnen worden gewijzigd binnen de geest en de beschermingsomvang van 35 de uitvinding.

89 01044'?

Claims (15)

1. Stromingsmeter met opgesloten wervelpaar voorzien van: een lichaam met een inlaat en een uit laat; fluidumstraalstroomorgaan welke een fluidumstraal vormt, waarbij 5 de f luidumstraal twee primaire tegengesteld draaiende wervels heeft en een aantal secundaire wervels; een kamer tussen genoemde inlaat en genoemde uit laat van genoemd Lichaam, waarbij de fluidumstraal in en uit de kamer stroomt; twee binnen genoemde kamer bevestigde wiggen, waarbij iedere 10 wig een binnenzijde en een buitenzijde heeft en de binnenzijden van de wiggen een convergerend kanaal vormen tussen genoemde binnenzijden van de wiggen, terwijl het fluidumstraalvormorgaan genoemde fluidumstraal in genoemd convergerend kanaal richt; en waarneemorgaan voor het verkrijgen van fluidumeigenschap meetaf-15 lezingen bij verschillende punten binnen genoemde kamer, genoemd waarneemorgaan ten minste één in genoemde kamer opgestelde waarneempoort bezittend.

2. Stromingsmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het lichaam past in een fluidumstromingsstroom.

3. Stromingsmeter volgens conclusie 1, waarin genoemd lichaam verder 20 is voorzien van een eerste buis, die afgedicht is verbonden op de inlaat van het lichaam en een tweede buis, die afgedicht is verbonden met de uitlaat van het lichaam.

4. Stromingsmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de binnenzijde van de wiggen convexe krommingen hebben, die 25 symmetrisch zijn om een fluidumstraalhartlijn.

5. Stromingsmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wiggen zijn opgesteld om een eerste gedeelte van genoemde f luidumstraal toe te staan te stromen door genoemd convergerend kanaal en uit de uitlaat, terwijl een overblijvend tweede gedeelte van genoemde 30 fluidumstraal bovenstrooms vloeit langs een bovenstrooms gedeelte van genoemde binnenzijde van iedere wig, over een bovenstrooms gedeelte van genoemde wig, stroomafwaarts langs genoemd buitenzijde van iedere wig en dan uit de uit laat.

6. Stromingsmeter volgens conclusie 5, waarin genoemd eerste gedeelte 35 van de fluidumstraal ongeveer minder dan 15 procent van een fluïdum van genoemde fluidumstraal omvat. 8901044: -13-

7. Stromingsmeter volgens een-der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de genoemde kamer concave bovenste zijwanden heeft.

8. Stromingsmeter volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de waarneempoort is opgesteld boven een bovenst rooms gedeelte 5 van ieder van ieder van genoemde wiggen, bij benadering tussen genoemd bovenstrooms gedeelte van ieder van genoemde wiggen en bovenstroomse wanden van de kamer.

9. Stromingsmeter volgens een der voorgaande conclusies, waarin genoemd waarneemorgaan verder is voorzien van twee drukpoorten, die zijn op- 10 gesteld binnen de kamer en een different!eeldrukoverdrager in verbinding met genoemde drukpoorten.

10. Een werkwijze voor het meten van ftuïdumstromïng door een stromingsmeter met opgesloten wervelpaar, de stappen omvattende van: (a) vormen van een fluïdumstraal, welke twee primaire tegengesteld 15 draaiende wervels heeft en een aantal secundaire wervels; (b) afgeven van de fluïdumstraal in een kamer van een lichaam, welke kamer is opgesteld tussen een inlaat en een uitlaat van het lichaam; (c) richten van de fluïdumstraal door een convergerend kanaal begrensd door en tussen een binnenzijde van ieder van twee binnen de kamer 20 bevestigde wiggen; en (d) fluïdumeigenschapmeetaflezingen waarnemend op verschillende punten binnen de kamer.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het fluïdum door het convergerende kanaal, dat wordt begrensd door de binnenzijde van 25 ieder van de twee wiggen, die een convexe kromming symmetrisch om een fluïddm-straalhartlijn hebben, wordt gevoerd.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat een eerste gedeelte van de fluïdumstraal wordt gevoerd door het convergerende kanaal en uit de uitlaat, en een overblijvend tweede gedeelte van de fluïdum- 30 straal stroomopwaarts terugstroomt langs een bovenstrooms gedeelte van de binnenzijde, over een bovenstrooms gedeelte van de wig, stroomafwaarts langs een buitenzijde van de wig en dan uit de uitlaat.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het eerste gedeelte van de fluïdumstraal ongeveer minder dan 15 procent omvat 35 van een fluïdum van de fluïdumstraal.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 10-13, met het kenmerk, dat 8901044Γ -14- de fLuidumeigenschappen worden waargenomen onder gebruik maken van ten minste een waarneempoort, die boven een bovenstrooms gedeelte van ieder van de wiggen is opgesteld, ongeveer tussen het bovenstroomse gedeelte van ieder van de wiggen en bovenstroomse wanden van de kamer. 5

15. Werkwijze volgens éen der conclusies 10-14, waarin de fluidum- eigenschappen worden waargenomen onder gebruik maken van twee drukpoorten, die zijn opgesteld binnen de kamer en een differentieeldrukoverdrager, welke in verbinding is met de drukpoorten. 8901 044 ."