DE4102131A1 - Vorrichtung zum messen einer kontinuierlich fliessenden fluessigkeitsmenge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es gibt eine Reihe von Fällen, bei denen eine genaue, automatische Messung einer kontinuierlich fließenden Flüssigkeitsmenge im drucklosen Zustand sehr erwünscht ist. So unternehmen z. B. Triebwerkshersteller derzeit große Anstrengungen, den Wirkungsgrad von Flugtrieb­ werken zu verbessern. Hierzu ist u. a. eine genaue Kenntnis über den unter bestimmten Bedingungen tatsächlich ins Wälzlager gelangenden Anteil an der zugeführten Ölmenge erforderlich. Solche Messungen sind bisher aber sehr problematisch. Bisher wurde das Meßproblem durch das sogenannte Auslitern gelöst. Da­ bei läßt man das Öl in ein Gefäß mit zwei Markierungen laufen. Wenn es eine bestimmte Marke erreicht hat, wird eine Uhr in Betrieb gesetzt, die die Zeit mißt, bis der Ölspiegel eine bestimmte andere Marke erreicht hat. Daraus läßt sich dann eine bestimmte Ölmenge pro Zeiteinheit ermitteln. Ein genaues und insbesondere automatisches Messen ist hiermit aber nicht möglich. Eine kontinuierliche Messung läßt sich zwar bei einem bekannten Verfahren, bei dem ein Turbinenrädchen be­ nutzt wird, erreichen. Wegen der geringen Druckunterschiede und der häufig auch geringen Durchlaufmenge ist aber auch hier eine genaue Messung nicht möglich.

Es ist daher Aufgabe eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit deren Hilfe ein genaues automatisches Messen einer be­ stimmten Flüssigkeitsmenge mit einfachsten Mitteln im drucklosen Zustand möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben. Die Ansprüche 2 bis 5 ent­ halten spezielle Ausgestaltungen.

Wenn man in einem vertikal angeordneten Rohrsystem eine untere und eine obere Flüssigkeitsspiegelschranke vorsieht und diese Schranken mit einem Zeitmeßgerät verbindet, läßt sich in einfacher Weise eine automatische Messung einer Durchflußmenge vornehmen. Wenn man nämlich ein unterhalb der unteren Schranke angeordnetes Ventil schließt, wird im Rohrsystem der Flüssigkeitsspiegel steigen. Beim Erreichen der unteren Schranke wird das Zeitmeßsystem eingeschaltet. Der Flüssigkeitsspiegel steigt dann weiter. Wenn die obere Schranke erreicht ist, wird das Zeitmeßsystem wieder abgeschaltet. Mit Hilfe der so ermittelten Zeit und der bekannten zwischen den Schranken einfüllbaren Menge läßt sich dann die Durchgußmenge pro Zeiteinheit in einfacher Weise über Tabellen oder automatischen Rechengeräten feststellen. Anschließend wird das Ventil wieder geöffnet und die gemessene Menge fließt heraus. Dann kann eine erneute Messung vorgenommen werden. Da nur kleine Unterbrechungen nötig sind, ergibt sich eine nahezu kontinuierliche Messung, die in vielen Anwendungsfällen wie beispielsweise der Messung der Ölmengen, die durch ein Wälzlager fließt, ausreicht.

Damit sich eine für eine genaue Messung erforderliche Meßmenge ergibt, ist nach einer bevorzugten Ausgestal­ tung im Rohrsystem zwischen den Schranken ein Meßbe­ hälter mit einem bestimmten größeren Volumen vorgese­ hen. Damit werden längere und damit brauchbare Meßzei­ ten erreicht.

Um einen Umlauf der Flüssigkeitsmenge zu erreichen, ist hinter dem Schließventil ein Vorratstank mit Pumpe angeordnet. So kann beispielsweise das Öl zur Ermitt­ lung des Durchlaufs bei anderen Betriebsverhältnissen eines Lagers zurückgepumpt werden.

Um eine Anpassung an verschiedene Abläufe zu ermögli­ chen, ist parallel zum Meßrohrsystem ein weiteres Rohrsystem angeordnet, das ebenfalls eine Meßeinrich­ tung enthalten kann.

Da z. B. bei der Messung von Öl, das durch ein sich drehendes Wälzlager fließt, sich ein Öl-Luftgemisch ergibt, ist es zweckmäßig vor der Meßeinrichtung einen offenen Ruhespeicher vorzusehen. In der dadurch er­ reichten Ruhephase kann dann die Luft entweichen. Da­ durch werden Falschmessungen des Öls vermieden.

Die Erfindung wird an Hand einer Figur näher erläu­ tert. Diese zeigt den skizzenhaften u. a. Aufbau der beanspruchten Meßvorrichtung.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist oben ein Aggre­ gat 1 angeordnet, für das die Durchflußmenge bestimmt werden soll. Dieses Aggregat kann beispielsweise eine Wälzlagerung sein, bei der die Menge des Öls, das als Schmiermittel dient, gemessen werden soll. Über die beiden Ablaufleitungen 2 gelangt dieses Öl in offene Ruhespeicher 3, in denen beim Auftreten eines Öl-Luft­ gemisches, das sich wegen der Rotation von Lagerteilen ergibt, die Luft entweichen kann. Über bekannte Dros­ seln 4 und Ventile 5 gelangt dann das zu messende Öl in die Meßleitung 6 und fließt weiter bis zum Schließ­ ventil 7. Wenn dies geschlossen ist, ergibt sich ein Rückstau des Öls. Der Ölspiegel steigt und erreicht eine erste untere Schranke 8. Diese setzt über die Leitung 9 ein Zeitmeßsystem 10 in Betrieb. Nach dem Auffüllen des Meßbehälters 11 wird der Ölspiegel die obere Schranke 12 erreichen. Wenn dies eintritt, wird das Zeitmeßsystem über die Leitung 13 wieder abge­ schaltet. Mit der so ermittelten Zeit und der vorher bestimmbaren Ölmenge zwischen den beiden Schranken 8 und 12 läßt sich die Durchflußmenge messen. Geringfü­ gig zeitverzögert wird dann das Ventil 7 geöffnet und das angestaute Öl fließt aus dem Meßbehälter 11 wieder heraus. Danach kann die nächste Messung erfolgen.

Damit beim Füllen des Meßrohrsystems 6 keine Fehl­ schaltungen eintreten, sind den Schranken 8 und 12 Ab­ schirmbleche 14 vorgeschaltet.

Da meist ein Ölumlauf erwünscht ist, ist hinter dem Schließventil 7 ein Vorratstank 15 und eine Pumpe 16 angeordnet. Letztere fördert das Öl über die Leitung 17 für weitere Messungen wieder in das Aggregat 1 zu­ rück.

Zur Ermöglichung der Anpassung des Meßsystems an ab­ weichende Benutzungsverhältnisse, ist parallel zum Meßrohrsystem 6 ein weiteres Rohrsystem 18 vorgesehen, das im Bedarfsfall einen direkten Durchlauf des Öls vom Ruhespeicher 3 in den Vorratsbehälter 15 ermög­ licht. Mit dem Ventil 5 kann zwischen dem Meßrohrsy­ stem 6 und dem weiteren Rohrsystem 18 umgeschaltet werden. In diesem Rohrsystem 18 kann aber ebenfalls eine Meßvorrichtung eingebaut sein.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum genauen, automatischen Messen ei­ ner kontinuierlich fließenden Flüssigkeitsmenge im drucklosen Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vertikal angeordneten Rohrsystem (6) eine untere (8) und eine obere Flüssigkeitsspiegelschranke (12) angeordnet ist, die beide mit einem Zeitmeßgerät (10) verbunden sind, wobei unterhalb der unteren Schranke ein Schließventil (7) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Rohrsystem (6) zwischen den Schranken (8 und 12) ein Meßbehälter (11) mit einem bestimmten Volumen angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß hinter dem Schließventil (7) ein Vorratstank (15) mit Pumpe (16) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Meßrohrsystem (6) ein weiteres Rohrsystem (18) angeordnet ist, das ebenfalls eine Meßeinrichtung enthalten kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Meßrohrsystem (6) ein offener Ruhespeicher (3) mit einem nachgeschalteten, regelbaren Drosselventil (4) vorgesehen ist.