DE803195C - Durchflussmengenmesser fuer Gase - Google Patents

Description

• Durchflußmengenmesser für Gase Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Mengenmessung von Gasen mit Anzeige-, Registrier- und Zähleinrichtung.
• Nach den VDI-Durchfluß-Messer-Regeln DIN 1952 wird in die Meßleitung ein Staurand (Düse, Blende) eingehaut, der hei einer Strömung durch die Leitung einen Druckabfall, genannt Wirkdruck, verursacht. I)ie Größe des NVirkdruckes ist ein Naß für die strömende Gasmenge q. Zur Messung des Wirkdruckes gibt es Meßgeräte verschiedenster Ausführung. Ihre gemeinsamen Merkmale sind: I. Die Arbeitsweise ist so, daß der NVirkdruck kontinuierlich gemessen wird und die Integration der Augenblickswerte so erfolgt, daß ein besonderes durch Hilfskraft angetriebenes Zählwerk intermittierend arbeitet, das heißt die angezeigten Augenblickswerte in regelmäßigen Zeitabständen erfaßt und addiert, so daß auf diese Weise die Gesamtmenge Q ermittelt wird. Die hierzu notsvendigen Integrierwerke sind stets kompliziert und kostspielig.
• 2. Die Mehrzahl der Wirkdruckmesser ist so ausgebildet, daß der Wirkdruck selbst die Kraft zur Verstellung des niemals reibungsfrei arbeitenden Änzeigemechanismus darstellt. Bei kleinen Wirkdrücken entstehen somit größere Anzeigeungenauigkeitell; außerdem differiert die Aufwärtsmessung von der Abwärtsmessung um den doppelten Betrag der Reibungsverluste. Versuche, den Wirkdruck nur als Steuerkraft für die die Anzeige bewirkende Hilfskraft zu benutzen, sind in den elektrischen Ausführungen zu sehen, am vorteilhaftesten bei Geräten, wo eine sich im U-Rohr bewegende Quecksilbersäule eingeschmolzene NViderstandskontakte kurzschließt. Dafür werden aber wegen der Kontaktabstände die Nachteile der Skaleninkontinuität und der ausschließlichen Ver- wendungsmöglichkeit von Quecksilber als Sperrflüssigkeit in Kauf genommen. Quecksilber gibt aber bei kleinen Wirkdrücken ungenügend große Ausschläge.
• 3. Ein nicht unerheblicher Nachteil beim Messen von feuchten Gasen besteht bei Verwendung der bisher bekannten Verfahren und Geräte darin, daß Kondensationen in den Wirkdruckleitungen durch Bildung sogenannter Flüssigkeitsverschlüsse die Meßgenauigkeit erheblich beeinträchtigen.
• Die Verbesserungen, welche die Erfindung den bekannten Verfahren und Einrichtungen gegenüber bringt, bestehen darin, daß I. die Messung des Wirkdruckes absolut verlustfrei erfolgt, ohne daß dabei die Stetigkeit der Skala oder der Integrationswerte beeinträchtigt wird, 2. die Integration automatisch bei der Anzeige oder auch ohne diese erfolgt und keiner Hilfsantriebskraft bedarf, 3. alle üblichen Sperrflüssigkeiten verwendet werden können, 4. durch die Eigenart der Erfindung Ansammlungen von Kondensaten und Verschmutzungen in den zum Meßgerät führenden Wirkdruckleitungen selbsttätig beseitigt werden, wodurch eine große Fehlerquelle ausgeschieden wird.
• Die Erfindung besteht a) in einem Verfahren, das im Gegensatz zu den bisher bekannten, Seite I unter I. gekennzeichneten Verfahren die Messung des Wirkdruckes nicht kontinuierlich, sondern intermittierend, in regelmäßigen Zeitabständen vornimmt, wodurch sich eine nach jeder Messung auf Null gehende Anzeige ergibt (die Anzeigehöhen ergeben durch das Mitnehmen eines Zählwerkes die Gesamtmenge), b) in einer Einrichtung zur Messung des Wirkdruckes und zur Integration der Anzeigewerte.
• DasMeßgefäß I ist an die den höherenDruck (+) führende Wirkdruckleitung, das Überlaufgefäß 2 an die den geringeren Druck (-) führende Wirkdruckleitung angeschlossen. Die beiden Gefäße sind räumlich durch den Überlauf 3 miteinander verbunden, der im Meßgefäß I bis auf dessen Boden geführt ist. Unterhalb dieser beiden Gefäße ist ein System von miteinander kommunizierenden Gefäßen untergebracht, das mit Quecksilber gefüllt ist. In dem Gefäß 4 bewegt sich ein durch Motor, Preßluft oder Preßwasser angetriebener Tauchkolben in gleichmäßigem Rhythmus, etwa alle 2 Minuten, auf und ab. Beim Abwärtsgang des Kolbens verdrängt dieser das Quecksilber, so daß es im Gefäß 4 und in allen mit ihm kommunizierenden Gefäßen 5, 6, 8 und I0 ansteigt. Es sei dies die Druckperiode. Während des Aufwärtsganges des Kolbens fällt das Quicksilber in allen Gefäßen 4, 5, 6, 8, Io zurück. Die sei die Saugperiode.
• Vorgang während der Saugperiode: Das Quecksilber sinkt in allen kommunizierenden Gefäßen. Dadurch wird I. Flüssigkeit aus dem Behälter 1 1 durch die Leitung I2 und die Sperre I3 in das Gefäß 5 gesaugt. Aus dem Meßgefäß I kann infolge der Sperre I4 keine Flüssigkeit in das Gefäß 5 gelangen; 2. die im Meßgefäß I vorhandene, während der Druckperiode (s. diese) dorthin gelangte Flüssigkeit infolge des Offnens der Sperre I6 durch die Leitungen I 5 und 17 in das Auffanggefäß 8 fließen. Das Volumen dieses Gefäßes entspricht dem Inhalt des bis zum Überlauf 3 gefüllten Meßgefäßes I. War infolge eines zwischen den Gefäßen I und 2 herrschenden Wirkdruckes h der Spiegel im Meßgefäß I um den Betrag h abgesenkt, so wird jetzt das Auffanggefäß 8 nur so weit mit Flüssigkeit gefüllt, daß über der Flüssigkeit ein Gasraum entsteht, welcher der in das Überlaufgefäß 2 übergetretenen Flüssigkeitsmenge entspricht. Das Meßgefäß I ist bekannterweise querschnittsmäßig so ausgeführt, daß das in ihm durch die Höhe h bestimmte Volumen immer proportional ist der Wurzel aus dem Wirkdruck h. Somit ist sowohl die in das Überlaufgefäß 2 übergetretene Flüssigkeitsmenge wie auch die im Auffanggefäß 8 vorhandene Gasmenge proportional der Wurzel aus dem Wirkdruck, also proportional der zu messenden Gasmenge q.
• 3. Da jetzt die beiden Gefäße I und 2 frei von Flüssigkeit sind, kann eine vom Wirkdruck verursachte Gasströmung durch die Wi rkdruckleitungen erfolgen und diese von etwa gebildeten Kondensatansammlungen oder Verunreinigungen befreien.
• 4. Die Sperre I0 öffnet sich, und das während der Druckperiode (s. diese) unter die Meßglocke 19 gelangte Gas kann über die Leitung 30 abströmen.
• Dabei senkt sich die Meßglocke I9, der Zeiger 21 geht in seine Nullstellung zurück, und die Klinke 24 geht im Leerlauf über das Antriebsrad 25 des Zählwerkes 23 zurück.
• Vorgang während der Druckperiode: Das Quecksilber steigt in allen kommunizierenden Gefäßen. Dadurch wird 1. die im Gefäß 5 befindliche Flüssigkeit durch die Sperre 14 in das Meßgefäß I gedrückt. Das Volumen des Gefäßes 5 einschließlich seiner Verbindungsleitungen entspricht dem Inhalt des bis zum Überlauf 3 gefüllten Meßgefäßes I. Besteht also zwischen den Gefäßen I und 2 kein Druckunterschied, so wird das Meßgefäß I genau bis zum ueberlauf 3 gefüllt, ohne daß Flüssigkeit in das Überlaufgefäß 2 übertritt. Ist jedoch ein Wirkdruck vorhanden, so wird aus dem Meßgefäß I bereits Flüssigkeit in das Überlaufgefäß 2 überlaufen, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Meßgefäß I entsprechend dem Wirkdruck um die Höhe h unterhalb des Überlaufes steht. Die in das Überlaufgefäß 2 übergelaufene Flüssigkeitsmenge ist aber, wie bereits gesagt, durch entsprechende Querschnittsausbildung des Meßgefäßes I proportional der zu messenden Gasmenge q. Diese Flüssigkeitsmenge gelangt durch die Leitung 26 über die Meßuhr I8 in das Gefäß I I zurück. In der Meßuhr I8 wird durch Addition der Augenblickswerte q die Gesamtmenge Q ermittelt; 2. der Inhalt des Auffanggefäßes 8 über die Leitung 27 in den Abscheider 9 gedrückt. Hier scheidet sich die Flüssigkeit über die Leitung 29 in das Gefäß 1 1 ab, während das Gasvolumen über die Leitung 28 unter die Meßglocke 19 gelangt. Der Hub der Meßglocke 19 entspricht somit der zu messenden Gasmenge q. Der durch den Hub der Meßglocke über die Stange 20 betätigte Hebel 22 nimmt mit der Klinke 24 das Antriebsrad 25 des Zählwerks 23 mit, so daß sich aus der Addition der Gasmengen q die Gesamtmenge Q ergibt.

Claims (4)

1. PATENTANSPRUCHE: I. Ein Verfahren zur Mengenmessung von Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Wirkdruckes nicht kontinuierlich, sondern intermittierend und in regelmäßigen Zeitabständen vorgenommen wird, wodurch sich eine nach jeder Messung auf Null zurückgehende Anzeige ergibt, welche fortlaufend addiert die Gesamtmenge ergeben.
2. 2. Eine Einrichtung zur Wirkdruckmessung nach Anspruch I, bestehend aus einem Meßgefäß und einem Überlaufgefäß, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Meßgefäßes, welches an die Wirkdruckleitung mit dem höheren Druck (+) angeschlossen ist, räumlich verbunden ist mit dem oberen Teil des Überlaufgefäßes, das an die andere Wirkdruckleitung mit dem geringeren Druck (-) angeschlossen ist, so daß bei bestehendem Wirkdruck so viel von einer im Nfeßgefäß vorhandenen Flüssigkeit durch die Verbindung in das Überlaufgefäß überläuft, bis der Höhenunterschied zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Meßgefäß und der höchsten Stelle der Überlaufverbindung gleich ist dem Wirkdruck.
3. 3. Ein Durchflußmengenmesser für Gase nach Anspruch I und 2, im wesentlichen bestehend aus einem Meßgefäß, einem Überlaufgefäß mit Überlauf nach Anspruch 2 und einer Meßuhr (Wasseruhr), dadurch gekennzeichnet, daß die in das Uberlaufgefäß übergetretenen Flüssigkeitsmengen nach Verlassen des tDberlaufgefäßes von einer Meßuhr (Wasseruhr) gemessen werden, so daß die den GasdurchfluB-mengen q entsprechenden Flüssigkeitsüberlaufmengen addiert werden und die Gesamtgasmenge Q ergeben.
4. 4. Ein Durchflußmengenmesser für Gase nach Anspruch I und 2, im wesentlichen bestehend aus einem Meßgefäß und einem Überlaufgefäß mit Überlauf nach Anspruch 2, ferner einem Auffanggefäß, einem Abscheidegefäß und einer Meßglocke mit Zählwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Einwirkung des Wirkdruckes im Meßgefäß verbliebene Flüssigkeitsmenge in ein Auffanggefäß gelangt, welches größenmäßig so ausgebildet ist, daß der über der Flüssigkeit sich mit Gas anfüllende Raum proportional ist der in das Überlaufgerät aus dem Meßgerät übergelaufenen Flüssigkeitsmenge und damit der zu messenden Gasmenge q, daß der Inhalt des Auffanggefäßes beim Passieren eines Abscheiders sich so verteilt, daß die Flüssigkeit im Abscheider nach unten abläuft und das Gas unter eine Meßglocke gelangt, daß der Hub der Meßglocke, welcher der zu messenden spezifischen Gasmenge q entspricht, auf ein Zählwerk übertragen wird und so durch Addition der Hübe die Gesamtgasmenge Q ergibt.