DE648251C - Ringwaage zur Stroemungsmessung mit selbsttaetiger Berichtigung der Messung nach demZustand des Mediums - Google Patents

Description

• Ringwaage zur Strömungsmessung mit selbsttätiger Berichtigung der Messung nach dem Zustand des Mediums Die demHauptpatent zugrunde liegende Erfindung bezieht sich auf eine Ringwaage, bei welcher als Gegengewicht der beweglich aufgehängte Teil eines Flüssigkeitsdifferenz-. druckgerätes benutzt wird. Dabei steht die in einem Schenkel enthaltene Flüssigkeit unter dem Druck des zu messenden Mediums, während der zweite Schenkel dem Druck eines eingeschlossenen Gasvolumens ausgesetzt ist. Das dem Gegenstand des Hauptpatents zugrunde liegende Prinzip besteht darin, daß die in dem einen Schenkel befindliche Flüssigkeit auf den Ringwaagenkörper ein Drehmoment ausübt, während die im zweiten Schenkel enthaltene Flüssigkeit auf die Drehbewegung des Ringes keinen Einfluß hat.
• Bei Ringwaagen dieser Art hat man zwei voneinander unabhängige und gegeneinander bewegbare. Differenzdruckgeräte und zwei miteinander nicht in Verbindung stehende Flüssigkeitsmengen, nämlich die eine imRingwaagenkörper und die andere im Gegengewichtsbehälter und dem dazu gehörigen feststehenden zweiten Schenkel. Durch dieses aus zwei Teilen bestehende System wird die Bauart verhältnismäßig umständlich und die Wartung und Eichung des Apparates schwierig.
• Erfindungsgemäß soll nun eine derartige Ringwaage dadurch verbessert werden, daß diese beiden Teile des Systems starr miteinander verbunden werden. Es ist zwar schon bei Ringwaagen mit einer Vorrichtung zur selbsttätigen Berücksichtigung von Zustandsgrößen, durch die ein veränderliches Drehmoment auf die Ringwaage ausgeübt wird, vorgeschlagen worden, sowohl die die Zustandsgröße messende Vorrichtung, als auch das von ihr verstellte zusätzliche Gewicht an der Ringwaage selbst zu befestigen. Bei diesem früheren Vorschlag handelt es sich jedoch um eine Ringwaage, bei der die Messung auf den augenblicklichen Betriebszustand bezogen ist. Beim Erfindungsgegenstand ist dagegen ebenso wie beim Gegenstand des Hauptpatents die Messung auf einen Normalzustand bezogen, d. h. das Gegendrehmoment wird entsprechend dem Unterschied zwischen den das spezifische Volumen bestimmenden Meßwerten der augenblicklichen Zustandsgrößen (bei idealen Gasen, Druck, Temperatur) und der Normalzustandsgrößen (z. B. 76o mm Hg und z73° absolut) verbessert. Dies ist dadurch möglich, daß die eine Seite des Differenzdruckgerätes unter dem Druck einer abgeschlossenen Gas- oder Dampfmenge steht.
• Der Erfindungsgedanke ist in den Abbildungen an Ausführungsbeispielen erläutert. Abb. i zeigt einen Ringwaagenkörper i, der unten durch die Sperrflüssigkeit :2 und oben durch die Sperrwand 3 in die beiden Kammern 4. und 5 geteilt ist. Die elastischen Leitungen 6 und 7 verbinden den Ringwaagenkörper mit einer Drosselstelle in einer Lei- .. tung, durch welche beispielsweise Druckltz.it,, strömt. Der Ringwaagenkörper i ist Schneidenlager 8 drehbar gelagert. Zwec; selbsttätiger Druckberücksichtigung ist der" Ringwaagenkörpererfindungsgemäß miteinem radial verlaufenden oben geschlossenen Rohr 9 versehen, welches mit der Sperrflüssigkeit z' teihveise angefüllt ist und in seinem Endteil oberhalb des Schneidenlagers 8 ein abgeschlossenes Gas- oder Dampfvolumen io enthält.
• Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Die im Rohr 9 enthaltene Sperrflüssigkeit 2 wirkt als Gegengewicht auf den Ringwaagenkörper ein, sobald dieser unter dem Einfluß eines Druckunterschiedes in den Kammern .4 und 5 gedreht wird. Die oberhalb des Schneidemager s im Rohr 9 enthaltene Flüssigkeit übt ein Drehmoment in umgekehrter Richtung aus wie die unterhalb des Schneidenlagers 8 befindliche. Das übrigbleibende auf den Ring einwirkende Drehmoment ist also um so kleiner, je mehr Sperrflüssigkeit in das Roliry hineingedrückt wird. Die Spiegel der Sperrflüssigkeit ,2 in den Kammern .l und 5 sind dem Druck des strömenden Mediums ausgesetzt. Je höher dieser Druck, desto mehr wird das Volumen io vermindert, desto mehr Sperrflüssigkeit befindet sich demgemäß oberhalb des Schneidenlagers im Rohr 9; d. h. älso desto geringer ist die Gegenbelastung für den Ringwaagenkörper und desto größer der Ausschlag, den dieser unter dem Einfluß eines bestimmten Differenzdruckes macht. Durch geeignete Wahl der Abmessungen für das Rohr 9 und die Größe des Volumens io läßt sich erreichen. daß die von der Gegenbelastung ausgeübte Kraft dem Volumen io proportional ist. Dieses V olurnen io ist dein Druck des strömenden 1lediums ungefähr umgekehrt proportional und, wenn es auf der Temperatur des strömenden Mediums gehalten wird, der Temperatur proportional. Falls die Temperaturänderungen gering sind, ist es nicht nötig, den Raum io auf die Temperatur des strömenden 'Mediums zu bringen. In diesem Falle dient die Vorrichtung lediglich zur selbsttätigen Druckberichtigung.
• Bei der in Abb. i dargestellten Anordnung ändert sich bei einer Verkleinerung des Volumens io außer der im Rohr 9 enthaltenen Flüssigkeitsmenge auch der wirksame Hebelarm des Flüssigkeitsgewichtes. Denn je mehr Flüssigkeit in das Rohr gelangt, desto höher liegt der Schwerpunkt dieser Flüssigkeitsinenge. Die hierdurch entstehenden Fehler lassen sich durch entsprechende Kalibrierung des Rohres 9 vermeiden. Außerdem ist es möglich, die Gasmenge io in einer Gummiblase, einer Ausdehnungsdose oder einem anderen elastischen Behälter im Rohr 9 oberhalb des Drehpunktes 8 unterzubringen und

  iss ganze Rohr mit Flüssigkeit zu füllen.rEin

  ispiel hierfür zeigt Abb. 2. Der elastische

  Behälter i i, in dem die Gasmenge io unter-

  gebracht ist, wird im Rohr 9 so befestigt, daß eine Veränderung des wirksamen Hebelarmes bzw. eine Verlagerung des Schwerpunktes der im Rohr 9 enthaltenen Flüssigkeit bei Änderung des Volumens nicht mehr erfolgt. Die eine Wand ist an dein Rohr 9 unmittelbar befestigt, während die andere den Stab 12 trägt, welcher in der Führung 13 verschiebbar gelagert ist. Diese Anordnung hat gleichzeitig den Vorteil, daß das eingeschlossene Gas- oder Dampfvolumen mit der Absperrflüssigkeit nicht in chemische Reaktion treten oder durch diese teilweise absorbiert «-erden kann. Bei manchen Ringwaagen befindet sich oberhalb der eigentlichen Sperrflüssigkeit noch eine zweite Flüssigkeit, #mit der der Ring und die Meßleitungen ausgefüllt sind. Bei Dampfmessungen findet man z. B. Wasser über Quecksilber, welch letzteres als Absperrflüssigkeit dient. Bei Ringwaagen dieser Art ist eine einfache Art der Berichtigung gemäß dem Erfindungsgedanken möglich, wie in Abb. 3 dargestellt ist. Der Ringwaagenkörper i ist unten durch die Quecksilhermenge 2 und oben durch die Trennwand 3 in die beiden Kammern d und 5 geteilt. Die elastischen Leitungen 6 und 7 führen zii den Niveaugefäßen 14 und 15. Oberhalb des Quecksilbers befindet sich in den Kammern .4 und 5, den elastischen Leitungen 6 und 7 und den Niveaugefäßen 1,4 und 15 Wasser. Von den Niveaugefäßen 1 4 und 15 führen zwei Uitungen zur Drosselstelle in einer Hauptleitung, durch welche beispielsweise Dampf strömt. Der Ringwaagenkörper i ist im Schneidenlager 8 gelagert. An der Trennwand 3 ist eine in die Kammern 4. und 5 hineinragende Ausdehnungsdose ii angebracht, «-elche das Gas- oder Dampfvolumen io umschließt. Je höher der Druck des strömenden Mediums, um so mehr wird dieses Volumen vermindert. Durch das Vorhandensein einer Gasmenge im oberen Teil des mit Flüssigkeit gefüllten Ringes wird auf diesen ein Drehinoment ausgeübt, wenn diese Gasmenge sich nicht genau oberhalb des Schneidenlagers befindet. Das Drehmoment ist der Größe dieses Volumens io proportional, d. h. dem Druck des strömenden Mediums umgekehrt proportional. Es wird also auch hier ein von der Zustandsgröße abhängiges Drehmoment ausgeübt. Die gleiche Wirkung läßt sich naturgemäß erzielen, wenn statt der Ausdehnungsdose zwei Gummiblasen oder ähnliche Vorrichtungen benutzt werden. Während bisher Ausführungsbeispiele geschildert wurden, bei welchen das eingeschlossene Gasvolumen bei einer Drehung des Ringes eine Bewegung ausführt, ist in Abb.4 eine Belastungsvorrichtung dargestellt, bei welcher das eingeschlossene Volumen sich nicht mitbewegt, sondern der dem Druck des strömenden Mediums ausgesetzte - Schenkel eines Flüssigkeitsdruckgerätes sich mitdreht. Die Abbildung zeigt einen Ring i a, welcher, koaxial mit dem (in der Zeichnung nicht sichtbaren) Ringwaagenkörper i im Schneidenlager 8 gelagert ist. Oberhalb der Sperrflüssigkeit a befindet sich in dem Ring ein eingeschlossenes Gasvolumen io. Am unteren Teil des Ringes befindet sich ein Rohransatz 9, welcher mit einem Teil der Flüssigkeit 2 gefüllt ist. Dieser Rohransatz g ist mit einer Meßkammer4 oder 5 des Ringwaagenkörpers i durch die Leitung 16 verbunden. Dadurch herrscht in dem oberhalb der Flüssigkeit 2 im Rohr 9 befindlichen Raum -der gleiche Druck wie in der Meßkammer q. oder 5. Je höher dieser Druck, desto mehr Flüssigkeit wird aus dem Rohr g herausgedrückt unter Verkleinerung des Volumens io. Der Teil der Flüssigkeit a, welcher sich im Rohr 9 befindet, wirkt als Gegenbelastung, wenn der Ring i a gedreht wird. Auch in diesem Falle hat man also eine vom Druck des strömenden Mediums abhängige Gegenbelastung. Hält man die Gasmenge io auf der Temperatur des strömenden Mediums, so wird gleichzeitig auch die Temperatur berücksichtigt. Diese in Abb.4 dargestellte Vorrichtung läßt sich auch ganz unabhängig von dem Ringwaagenkörper als Belastungsvorrichtung für Meßgeräte aller Art verwenden, bei welchen eine vom Zustand eines strömenden Mediums abhängige Gegenkraft ausgeübt werden soll.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Ringwaage nach Patent 6oo 882 zur Messung der Mengen strömender Mittel, bezogen auf einen Normalzustand, bei der das Gegendrehmoment entsprechend dem Unterschied zwischen dem Meßwert der augenblicklichen Zustandsgrößen (Druck, Temperatur) und der Normalzustandsgrößen durch ein Differenzdruckgerät verbessert wird, dessen eine Seite unter dem Druck einer abgeschlossenen Gas- oder Dampfmenge steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenzdruckgerät starr mit der Ringwaage verbunden. ist. z. Ringwaage nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schenkel des. Differenzdruckgerätes durch das Ringwaagenrohr (i) und der andere Schenkel durch ein von dem Ringrohr der Ringwaage aus radial nach innen gerichtetes Ansatzrohr (9) gebildet ist, dessen verschlossenes Ende das oberhalb der Ringwaagendrehachse (8) befindliche Gas- oder Dampfvolumen (io) umschließt. 3. Ringwaage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas- oder Dampfvolumen (io) in einer Ausdehnungsdose, einer Gummiblase oder einer blasebalgartigen Vorrichtung (i'i) eingeschlossen und mit dieser zusammen in einem Schenkel des Flüssigkeitsdruckgerätes untergebracht ist. q,. Ringwaage nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem vollständig mit Flüssigkeiten gefüllten Ringwaagenkörper (i) der das Gas- oder Dampfvolumen (io) einschließende elastische Behälter (ii) an der Trennwand (3) befestigt ist. 5. Ringwaage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet; daß -der Teil des Flüssigkeitsdifferenzdruckgerätes, der das Gasvolumen umschließt, als eine mit dem Ringwaagenkörper (i) koaxial gelagerte Ringröhre (i a) ausgebildet ist, welche einen Ansatz (9) besitzt, an den sich eine Verbindungsleitung zu dem einen Meßraum (4. oder 5) der Ringwaage anschließt.