DE2051850A1 - Stromungsmeßvorrichtung - Google Patents
StromungsmeßvorrichtungInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
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- G01F1/22—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow by variable-area meters, e.g. rotameters
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Description
PATENTANWÄLTE
Dipl.-Ing. BUSCHHOFF
DiPL.-lNG. HEMMICKE Dipl.-Ing. VoLlbach
5 KÖLN/RH.
5 KÖLN/RH.
Räj.Nr.
AH««., Γ A^ 2Ö ^ I KO L N. den 21 . LO . 1970
bitte amjeben VO/WO
PatenbanmeLdung
des Herrn
WiLLiam Edward Abbobbs, $1, Weat Hill Road, Foxbon,
Near Roystori, Hertfordshire, England
S bromungsmeßvorrichtung
I)Le Erfindung betrifft eine Übrömungsmeßvorriehtung mit einem
Robor, der in der Kammer eines von dem Strömungsmedium durchsbrömben
Gehäuses angeordnet und durch daa QbrömungsmedLum in
Drehung veroebzbar iijb.
Ileßvorrichbungen diener Art sind bekannt. Der Erfindung liegb
vornehmlich die Aufgabe zugrunde, solche Sbrömungsmeßvorrichbungen
in baulicher und funktionsmaßiger HinsLchb zu verbessern.
Die Erfindung kennzeichnen nlch dadurch, daß der Rotor Ln der
Kammer al Lein durch das nie durchsbrömende Medium getragen
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ist. Die Kammer, die aus einem Durchlaßkanal oder einem sonstigen
vom Strömungsmedium durchströmten Hohlraum besteht, weist zweckmäßig eine Symmetrieachse auf, wobei die Anordnung
so getroffen ist, daß der Rotor um diese Symmetrieachse rotiert.
Gemäß einem weiteren Merkmal, der Erfindung weist die Kammer
einen divergierenden Durchlaßbereieh auf, an dem sich der
Durchlaßciuerschnitt der Kammer in Strömungsrichtung des Hediums
erhöht. Der Rotor kann hierbei in Nähe dieses divergierenden Bereichs angeordnet sein. In Strömungsrichtung unmittelbar
vor dem divergierenden Bereich, in dem also die Kammerwände unter Erweiterung des Durchflußquerschnitts nach
außen divergieren, sind die Kammerwände vorzugsweise paral-Io1
zur Symmetrieachse der Kammer verlaufend, zweckmäßig zylindrisch, ausgebildet.
Gemäß einem weiteren Merkmal, der Erfindung können an dem Eqbor
und/oder den in Strömungsrichtung vor dem Rotor befindlichen Kammerwänden Rippen, Flügel od.dgl. angeordnet seiru
Weiterhin kann mit Vorteil ein Rotor Verwendung finden, dessen Querschnitt sieh in Strömungsrichtung des Mediums erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung strömt das Medium in Aufwärtsrichtung durch die Kammer od.dgl., wobei
in dem Arbeitsbereich des Instruments daß Gewicht des Robors durch den Auftrieb des verdrängten StrömimgsmediuBis sowie
die von der Strömung des Mediums ausgeübte Kraft auege-
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20518B0
glichen werden.
Zur Ermittlung und Anzeige der Drehbewegung des Rotors können
optische oder magnetische Vorrichtungen mit Vorteil Verwendung
finden.
In der Zeichnung sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 bis 4 jeweils im Vertikalschnitt verschiedene Ausführungsformen
der Strömungsmeßvorrichtungen gemäß der Erfindung;
Fig. 5 in einer Ansicht von unten in Richtung der Pfeile X-X
der Fig. 1 eine gegenüber Fig. 1 geänderte Ausführungs form des Rotors;
Fig. 6 in Seitenansicht den oberen Teil des Rotors gemäß
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Strömungsmeßgeräts;
Fig. 8 im Vertikalschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel
Fig. 8 im Vertikalschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung;
Fig. 9 und 10 die Strömungsmeßvorrichtung gemäß Fig. 8 in
Fig. 9 und 10 die Strömungsmeßvorrichtung gemäß Fig. 8 in
zwei Alternativ-Querschnitten;
Fig.11 im Vertikalschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
In der Zeichnung sind übereinstimmende Teile mit denselben
Bezugszeichen versehen.
Die in Fig. 1 dargestellte Strömungsmeßvorrichtung weist ein
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zylindrisches Gehäuse 2 mit einem Durchlaß 4 auf, der zumindest auf dem dargestellten Bereich im Querschnitt zylindrisch
ausgebildet ist. Im Betrieb strömt dos Strömungsmedium, dessen Strömungsgeschwindigkeit bzw. Strömungsmenge gemessen werden
soll, in Pfeilrichtung A von unten nach oben durch den
Durchlaßkanal 4. Oberhalb der mit 6 gekennzeichneten Stelle divergieren die Wände des Durchlasses, so daß hier ein divergierender
bzw. eich konisch erweiternder Dürchlaßbereich 8 gebildet wird, der sich bis zu der Stelle 10 hin erstreckt.
Hinter der Stelle 10 ist der Durchlaßkanal, ebenso wie unterhalb
der Stelle 6, zylindrisch ausgebildet.
In der von dem Durchlaßkanal 4 gebildeten Kammer befindet
sich ein Rotor 12, der zu einer Vertikalachse rotationssymmetrisch ausgebildet und so angeordnet ist, daß seine Nase nach
unten weist. Der Rotor 12 ist mit einem zylindrischen Rotorkörper 14 versehen, an welchem eine Anzahl schraubenförmiger
Rippen oder Flügel 16 angeordnet ist, die sämtlich denselben
Neigungsverlauf haben und in bezug auf die Achse des Rotors 12 symmetrisch an diesem angebracht sind. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 sind insgesamt sechs Flügel 16 vorhanden. Diese Flügel 16 erstrecken sich von dem zylindrischen
Rotorkörper 14 so weit nach außen, daß sie die Wände des Durchlasses 4 dicht überstreichen. Oberhalb des zylindrischen
Teils 14 weist der Rotor einen kegelstumpfförmigen Schwanzansatz
100 auf, der mit dem Rotorkörper über einen Schaft
102 verbunden ist. An der Unterseite des zylindrischen Teils
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14 Leb der Rotor inib einer konischem Hase H) /ersehen, Bei
dem dargestellten Aus führung«!) ei spiel, beträgt der xkvheibeL»
winkel des Konus 40°, d.h. die Hantellinie dun Komin bildet
mit der Komisachse einen Winkel· von .;-_üc>, I)Io Wände im Diverganzbereich
B bilden die Fläche eines Kfjgcilsbumpfs, dessen
Scheitelwinkel 80° beträgt, während d-jr Ansata 100 aus eLnem
Kegelstumpf niit einem tich« i te 1 winkel, von CX)° besteht.
VJeim im Ruheaus band keine ötrömung. in dem Diirchlaßkanal 1V
vorhanden ist, öo ruht dor Rotor mib uelneni Anaaba LOO auf
der divergierenden IJandf lache Io \ I)l/;)rgen7,boreich£3 8. Sobald"
dan iit-römungümediuM u\ RLchbuut; an a Pf η L lea A zu abrömen
begLnnb, wi-rd der Rotor leicht anijohothui, so daü daß
Sbrömimgsmediura durch den ringförFiigeu £5p*il.b 22 Hiiischen daid
Robor und der Wand doa DurchlaükunaIn ströjiküi kann, Der Ro»
bor wird hierbei vollständig von dem aufvrart,;s;;bro«ondan He-,
v/elchen flüaalg oder KaaföriiiL^ miii kann, &*braten.
Dan strömende Hod 1 um stößt auf diri B'liig')! 16; wodurch auf
den Rotor ein Drehmomonb im no ine Ve rbika Luihse) ausgeübt
wird, welches abhängig iijt τοπ der übröiaiingagenchvindigkeib
den IIy:liums und dem die Roibkräi'b-e enbgagouwirken. Die Robabionngenchv/indigkeib
des Ro-torn ist daher abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit., Jii.b der das llediuni durch den
Kanal 1V strömt, Hit dbeigfiiid,.;!? IlbrömungsgaschwindLgkeib wird
der Rotor wpitiu· angohoben, vio-Lurch sich der Durchlaßinierschnibt
d.-js Ringapalbon 22 erhöht, lut'giund dor Ditorgena B
der Wand ergibt schon ein kL«iri-ir Hub de»·) Rotors L£ oinen
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verhältnismäßig großen Anstieg des DyjL'qli'Laßqu.erscilajiibbs des
Hingapalbes 22. Der Rotor bleibt daher iiber den gesamten: Ar-beibsbereich
der SbrömuiigsmeßvorriGktiaiig jji einer im we.senb~
liehen konstanten Position imieirilialb des IDiirciilasses, teter
stabionaren Bedingungen ist das (Jewicht des jBptors von dem ;
Auftrieb des verdrängten Ttediiiims und dem 'ßtrönrarigsdruck des
,Mediums genau ausgeglichen.
Es verstehb sich, daß die richtige Aw-slegiAng des ßo-to.a?s. Cür
die Ea?:findung wichtig ist, In diesaDi Z^safipaenihsLtig er
insbesondere eine solche Anoi'dnung für die Arbeibsweise
mäßig, bei der dei" Seiiwerpmikb des .Rotors auf dem gesamten
brauchbaren ArbeitsbeEeicih des in Fig,. 1 dargestellten Geräts stets unberhalb der Aiifti'ie'bsjnitte liegt, d.h. unfceihaib des
Punktes, an welc;hera die IResultierbende samtIi^eJ? fin de,m Robor
wirkenden Auf br Leb «kraft e angreift. Weiterhin s.oLlbe die Ebene,
in der das von dem Strümungsiuedium ®$i den Flügeln ausgeiibbe
resultierende Drehmoment wirkt, ^wischen dem Mibbelpunkb
der Auf trieb skr äf be und dem ,SscJiweripunkt des Rotors liegen.
!Üb 2l\ ist schemabisch eine optische MeßvorriahtuEg.angedeur
beb, mib der die:'.Dri0liuii^i'd:es>"-fio'feor-s-iiiaiQd damit deBiien,..Jto^iigeöchwindigkeib
besbimmt wifd;» Die optische Meßvorrichbung»
empfangb das Licht einer■ Licnt(|uelIe 25- Die -Oberfläche des
Ansatzes 100 ist so bemalt, daß sie eine gestreifbe Zone mib
abwechselnd schwarzen und weißen Streifen aufweisb. Der Lichb-.strahl·
der ,LLcJitqutjlle 25 wird bei der Umdrehung des Robors
von der ge obre Lf ten Zone js.u dem optischen Detektor 24 ueflek-
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tiert. Da die Drehgeschwindigkeit des Rotors abhängig ist
von der Strömungsgeschwindigkeit, mit der das StrömungSEiedium
den Durchlaßkanal 4 durchströmt, läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit
über den Lichteinfall am Detektor 24 und dessen Ausgang bestimmen. Der Rotor 12 wird zweckmäßig
aus rietall, wie z.B. Aluminium, oder aus einem organischen
thermoplastischen Polymermaterial hergestellt. Anstelle der
genannten Streifenzone kann der Rotor auch ein ihn diametral
durchdringendes Loch aufweisen, wobei die"Lichtquelle und der optische Detektor einander diametral gegenüber - zu beiden Seiten
des Rotors angeordnet werden. Auch besteht die Möglichkeit, den Rotor mit einem oder mehreren Ansätzen, Vorsprüngen
"od. dgl. au -versehen, die so angeordnet sind, daß nie den
Lichtstrahl kurzzeitig unterbrechen.
Andererseits kann die Drehung des Rotors aber auch elektromagnetisch
abgetastet werden. Der Rotor kann in diesem Pail mit einem außerhalb des Durchlaßkanals 4 befindlichen drehbaren
Körper magnetisch gekoppelt sein oder er kann einen mit ihm magnetisch gekuppelten äußeren Anker bzw. einen
Schwingfederschalter haben. Auch hier kann der Rotor transparente
bzw. lichtdurchlässige Bereiche aufweisen, so daß die Umdrehung des Rotors nach Haßgabe des Lichtdurchgangs photometrisch
gemessen werden kann.
Gegebenenfalls können auch (nicht dargestellte) feststehende Flügelrippen parallel zur Achse des Durchlasses 4 an den Wänden
desselben in Strömungsrichtung vor dem Rotor, d.h. unter-
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halb des in Pig. I dargestellten Eotors angeordnet werden.
Versuche mit Wasser haben ergeben, daß sich reproduzierbare Ergebnisse mit Abweichungen von - 5% oder geringer mit einer
Strömungsmeßvorrichtung erzielen lassen, die einen der Fig. 1 entsprechenden Hotor aus 18:8 rostfreiem Stahl aufweist, wobei
die Strömungsgeschwindigkeiten zwischen etwa 600 cm /min und etwa 3600 cm /min liegen. Das Gehäuse weist hierbei einen
vertikalen Durchlaßkanal mit einem Durchmesser von 13,72 mm und mit einem erweiterten Durchmesser im divergierenden Wandbereich
von 19 mm auf wobei der Scheitelwinkel des den divergierenden Wandbereich bildenden Kegelstumpfs 80° beträgt. Die
Gesamtlänge des Rotors beträgt 24,4 mm, sein größter Durchmesser 16 mm. Der Durchmesser des Eotors an der Wurzel der
Flügel beträgt 5 em und an den Außenkanten der Flügel 11,7
In den Fig. 2 und 3 sind Strömungsmeßvorrichtungen dargestellt,
die, bis auf die Rotoren, im wesentlichen mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 übereinstimmen. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2
besteht der Rotor 30 aus einem Kegel, der mit einer Anzahl an
Flügelrippen 32 versehen ist. Der Rotor 34 gemäß Fig. 3 ist
kelchförmig ausgebildet; er weist Flügel 36 auf. In den Fig. 2 und 3 ist mit 224 schematisch ein Detektor zur Abtastung der
Drehbewegung des Rotors und zur Messung der Drehgeschwindigkeit desselben bezeichnet. Die Flügel 32, 36 (und ebenso die
Flügel 40 gemäß Fig. 4) bestehen aus magnetischem Material, wobei der Detektor 224 eine magnetisch polarisierte Spule ist,
deren Ausgangssignal in herkömmlicher Weise überwacht und re-
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gistriert werden kann, z.B. durch Anschluß an ein Galvanometer zur visuellen Ablesung oder ein Sehreib-Aufzeichnungegerät
mit bewegtem Sehreibelement, derart, daß nach entsprechender Eichung des Meßgeräts die Strömungsgeschwindigkeit
unmittelbar abgelesen werden kann. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß sich mit herkömmlichen Mitteln eine integrierte
Zähleranzeige erreichen läßt.
Wenn das Strömungsmedium transparent oder durchscheinend ist und das Gehäuse 2 z.B. aus Glas besteht, so lassen sich auch
photometrische Methoden zur Messung der Drehgeschwindigkeit des Rotors heranziehen. In diesem Pail kann der Eotor Markierungen,
z.B. eine Anzahl dunkler Vertikalstreifen, erhalten. Mit der Bezugsziffer 224 ist hierbei eine die Eotoroberfläche
beleuchtende Lampe und ein Photometer bezeichnet, welches eine unmittelbare Ablesung der Strömungsgeschwindigkeit oder eine
integrierte Zähleranzeige auf herkömmliche Weise liefert.
Fig. 4 zeigt eine geänderte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmeßvorrichtung, bei der der Körper 14 des
Rotors 212 mit parallel zur Rotorachse verlaufenden Flügelrippen
40 versehen ist. In Strömungsrichtung vor dem Rotor 212 ist eine Anzahl feststehender schraubenförmiger Führungsflügel 42 an der Wandung des Durchlaßkanals 4 angebracht. Diese
Flügelrippen erteilen dem Druckmedium bei seinem Durchgang durch den Durchlaßkanal in Pfeilrichtung A eine Wirbelbewegung,
so daß das wirbelnde Strömungsmedium auf die Flügel 40 trifft und dadurch den Rotor in Umdrehung versetzt. Je schneller das
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Mediu» den Durehlaßkanal durchströmt, um so größer ist die
Wirbelbewegung und um so schneller die Drehbewegung &©ß Sotore.
Bei der Aueftihrungsform gemäß den Fig. *>
und 6 weist der Eotor einen oberen Ansatz 104 auf, der in seiner kegelstumpfförmigen
Mantelfläche 108 eine Anzahl schraubenförmiger Uuten 106 aufweist· Ein solcher Eotor kann in Verbindung mit
dem in Fig. 1 dargestellten Gehäuse und einer fciehtqußlle
und eine» Detektor Verwendung finden. Da die Hüten 106 in
eines Vinfcel gegenüber der Axialebene geneigt verlaufen, haben
sie das Bestreben, den Hotor 100 in Drehung zu versetzen, wenn das Medium durch das Meßgerät nach oben strömt. Die Anstiegsrichtung der Nuten kann dieselbe sein wie diejenige
der am Eotor angeordneten Flügel} sie kann aber auch von ihr abweichen. Je nach dem Flächenbereich der Hüten und der Neigung
gegenüber der Axialebene haben die Uuten das Bestreben, die Drehgeschwindigkeit des Eotors zu erhöhen oder zu vermindern
(bezogen auf die Drehgeschwindigkeit eines entsprechenden Eotors ohne Nuten 106 bei derselben ßtröffiungsgeßchwin*-
digkeit).
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Meßgerät ist in dem Gehäuse 110 ein-Eotor angeordnet, der in seiner Formgebung und in
seinen Abmessungen dem Eotor 12 entspricht. Die Strömungsrichtung
des Mediums ist in Fig. 7 durch den Pfeil A angegeben. Das Gehäuse 110 weist einen vertikalen Durchlaß 112.'
mit zwei unterschiedlich divergierenden Bereichen auf. Der
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erste divergierende Bereich, in dein sich der Gehäusedurchlaß
konisch erweitert, liegt zwischen den Punkten 114 und 116,
während der zweite divergierende Bereich, in dem sich der Gehäusedurchlaß ebenfalls nach oben hin konisch erweitert, zwischen
den Punkten 116 und 118 liegt. Oberhalb des Punktes 118 ist der Gehäusedurchlaß wieder zylindrisch, wie dies bei 120
dargestellt ist. Bei kleinen Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums befindet sich der Körper 14 des Rotors 12 in dem zylindrischen
Abschnitt 112 des Durchlaßkanals. Erreicht jedoch die Strömungsgeschwindigkeit einen kritischen Wert, so
hebt sich der Rotor so weit an, bis er mit seinem Rotorkörper und den Flügeln 16 in dem ersten divergierenden Bereich
zwischen den Punkten UM und 116 liegt. Aufgrund der sich
hierbei am Umfang des Rotorkörpers einstellenden Durchmesscränderung
des Durchlaßkanals ist die Anzahl der Umdrehungen des Rotors je Volumeneinheit des ütrömungsmediums bei diesen
beiden Betriebszustanden unterschiedlich. Befindet sich der
Rotorkörper 14 in dem ersten divergierender Bereich (d.h. bei
hohen Strömungsgeschwindigkeiten), so ist die Anzahl der Umdrehungen
je Volumeneinheit kleiner als in dem Falle, daß sich der Rotorkörper 14 noch in dem zylindrischen Bereich
112 befindet.
Wenn der entgegengesetzte Effekt erwünscht ist, wenn also eine Verminderung der Umdrehungszahl des Rotors je Vblumeneinheit
des Strömungsmediums bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten erwünscht ist, so kann dor erste divergierende Abschnitt
zwischen den Punkten 114 und 116 auch durch einen
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konvergierenden Abschnitt ersetzt werden, bei dem der Durchmesser des Durchlaßkanals an der Stelle 114 größer ist als
an der Stelle 116.
Bei dem Meßgerät gemäß Fig. 8 ist der Eotor 122 mit seiner
nach unten gerichteten Nase in einer Kammer 124 eines Gehäuses 126 angeordnet. Der Eotor 122 weist hier einen oberen
Zylinderabschnitt 128 und eine konische Nase 130 auf. Die
Kammer 124 ist mit einem entsprechend geformten konischen Bodenteil versehen. Das Strömungsmedium kann in Richtung des
Pfeiles B durch eine von mehreren symmetrisch über den Kammerumfang
verteilten Kanälen in die Kammer tangential einströmen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 sind vier symmetrisch
angeordnete Zuflußkanäle 152 vorgesehen, während
das Gehäuse gemäß Fig. 3 nur drei Zuflußkanäle aufweist. Der obere Zylinderabschnitt 128 des Eotors 122 ist mit einer Anzahl
vertikaler Rippen 133 versehen, die in gleichmäßigen Abständen am Umfang des Zylinderabschnitts 128 angeordnet sind
(in der Zeichnung sind lediglich drei Rippen 133 dargestellt). Bei der Vorrichtung gemäß den Fig. 8 bis IO sind die Rippen
133 an derjenigen Stelle des Rotors angebracht, an der dieser seinen maximalen Durchmesser aufweist. Es wird daher auf
den Rotor ein verhältnismäßig großes Drehmoment übertragen. Diese Aueführungsform des Meßgeräts eignet sich vor allem für
hochviskose Flüssigkeiten, da in unmittelbarer Nähe des Rotors eine sehr kleine Scherkraft in dem Strömungeeedium auftritt.
Der Rotor 122 kann ausgehöhlt bzw. als Hohlkörper ausgebildet
- 13 109819/1746
sein. Mit 24 ist hier der Detektor bezeichnet. Das Gehäuse kann mit Kanälen 134 versehen sein, über die das Strömungsmedium
das Meßgerät in Pfeilrichtung G verläßt. Die Kanäle
134 sind gegenüber der Durchmesserebene geneigt, jedoch im
entgegengesetzten Sinn zu den Kanälen 132. Gegebenenfalls kann das obere Ende des Rotors 122 mit einem Ansatz, ähnlich
demjenigen des in den Fig. 1, 5 und 6 dargestellten Rotors, versehen sein. In diesem Fall erhält der Kanal 124 einen
entsprechend bemessenen Divergenzbereich.
Die Strömungsmeßvorrichtung gemäß Fig. 11 weist ein Gehäuse
135 mit einem vertikalen zylindrischen Durchlaß 136 auf, der an seinem oberen Ende in einen divergierenden Bereich übergeht,
der sich von dem Punkt 138 zu einem Punkt 140 erstreckt. Die Gehäusewand ist hier kegelstumpfförmig ausgebildet. Oberhalb
des Punktes 140 ist der Durchlaß wieder zylindrisch, wie dies bei 142 angedeutet ist. Der Rotor 144 liegt mit seiner
nach unten gerichteten Nase in dem Durchlaß 136. Er weist eine konische Nase 146 und einen zylindrischen Rotorkörper 148
auf, der mit einer Anzahl schraubenförmiger Flügel 15O versehen
ist, die symmetrisch um die Rotorachse verteilt angeordnet sind. Oberhalb des zylindrischen Rotorkörpers befindet
sich ein zylindrischer Ansatzteil 152, der mit dem zylindrischen Rotorkörper 148 über einen kegelstumpfförmigen Seil 154
verbunden ist. Die Innenwand des Durchlaßkanals weist im Bereich des Abschnitts 142 eine Anzahl schraubenförmig verlaufender
Rippen oder Flügel 156 auf, die aur Achse des Durchlaßkanals
symmetrisch verteilt angeordnet sind und dem Strö-
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mungsmedium bei seinem Durchfluß in Pfeilrichtung A eine Wirbelbewegung erteilen. Die Arbeitsweise dieser Strömungsmeßvorrichtung
entspricht im übrigen derjenigen gemäß Jig. I,
wobei allerdings die von den Flügeln 156 bewirkte Wirbelbewegung
des Strömungsmediums ein zusätzliches Drehmoment an dem zylindrischen Ansatz 152 des Rotors ausübt, welches in diesem
Pail von der Viskosität und den von der Viskosität des Mediums
abhängigen Kräften zwischen Strömungsmedium und Umfangsfläche
des Ansatzes 152 abhängig ist. Diese von dem rotierenden Strömungsmedium auf den zylindrischen Teil 152 ausgeübte viskose
Drehkraft erhöht sich mit der Erhöhung der Viskosität, so daß sie die durch die Viskosität bedingte Verzögerungskraft im
unteren Bereich des Eotors kompensiert.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Strömungsmeßvorrichtung läßt sich eine mechanische Drehzahlmeßvorrichtung verwenden. Diese kann mit einer
magnetischen Kupplung in unterschiedlichen Ausführungen ausgestattet sein. Sie kann auch einen von einem leichtgängigen
Hebel angetriebenen Mechanismus aufweisen, wobei die Anordnung z.B. so getroffen ist, daß der Hebel beispielsweise bei
jeder einzelnen Umdrehung des Eotors von einer an diesem angeordneten Nase od.dgl. angestoßen wird. Bei dieser Anordnung
kann der Hotor während den Zeitspannen zwischen aufeinanderfolgenden
Hebelbetätigungen Drehenergie speichern und sich in seiner Bewegung stabilisieren. Der Hebel und der nachgeschaltete
Zählmechanismus sind so ausgebildet, daß sie eine mög-
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liehst geringe Reibung aufweisen; vorzugsweise sind dieBe
Teile sämtlich in einer nach außen abgedichteten Kammer untergebracht.
Diese Kammer kann mit einem Medium gefüllt sein, welches sämtliche Teile schützt und schmiert.
Die vorgenannte Anordnung mit intermittierender Betätigung eines leichtgängigen Hebels erlaubt das Messen von niedrigeren
Durchflußgeschwindigkeiten als es mit einem System möglich wäre, bei dem der Drehzahlmesser kontinuierlich angetrieben
wird. Bei dieser Anordnung ist zweckmäßig auch eine Abstützung für die Eotornase vorgesehen, wenn dieser sich im
Ruhezustand befindet. Die Abstützung und die Rotornase sind so geformt, daß in dem Augenblick, in dem das Medium mit geringer
Geschwindigkeit durch das Meßgerät zu strömen beginnt, der Rotor eine nahezu volle Umdrehung zurücklegen muß, bevor
er gegen den Hebel stößt. Es steht daher eine maximal mögliche Zeit zur Verfügung, um den Rotor beim Anlaufen aus dem
Ruhezustand auf seine Geschwindigkeit zu bringen.
109819/1246
-16 -
Claims (7)
- PatentansprücheStrömungsmeßvorrichtung mit einem Eotor, der in der Kammer eines von dem Strömungsmedium durchströmten Gehäuses angeordnet und durch das Strömungsmedium in Drehung versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eotor (12, 30, 34, 122, 144, 212) in der Kammer (4, 112, 124, 136) allein durch das sie durchströmende Medium getragen ist.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (4, 112, 124, 136) eine Symmetrieachse aufweist und daß der Eotor (12, 30, 34, 122, 144, 212) um diese Achse drehbar ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einem vertikalen Durchlaß (4, 112) besteht, der einen divergierenden Durchlaßbereich (8) aufweist, an dem sich der Durchlaßquerschnitt in Strömungsrichtung des Mediums erhöht, wobei der Eotor (12) in diesem divergierenden Bereich angeordnet ist.
- 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eotor (12) mit Flügeln (16) od.dgl. versehen ist.
- 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einem vertikalen Durchl ß (4, 112) besteht, der mit feststehenden Flügeln (42, 156) versehen ist.109819/17*6 -17-
- 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3-, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor so angeordnet ist, daß derEotorquerschnitt in Strömungsrichtung des Mediums zunimmt,
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Drehung des Eotors ermittelnde Detektorvorrichtung (24, 25> 224) vorgesehen ist.
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