DE803195C

DE803195C - Flow meter for gases

Info

Publication number: DE803195C
Application number: DEST137A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Stiehler
Original assignee: KURT STIEHLER DIPL ING
Current assignee: KURT STIEHLER DIPL ING
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1951-03-01

Description

Durchflußmengenmesser für Gase Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Mengenmessung von Gasen mit Anzeige-, Registrier- und Zähleinrichtung.Flow meter for gases The invention relates to a method and a device for the quantity measurement of gases with display, registration and counting device.

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. According to the VDI flow meter rules DIN 1952, the measuring line a retaining edge (nozzle, diaphragm) incorporated, which is called a flow through the pipe causes a pressure drop called differential pressure. I) the size of the Nactive pressure is a wet for the flowing gas quantity q. There are measuring devices for measuring the differential pressure different execution. Their common features are: I. The way they work is such that the NVactive pressure is measured continuously and the integration of the Instantaneous values are carried out in such a way that a special counter driven by auxiliary power works intermittently, i.e. the displayed instantaneous values at regular intervals Detected time intervals and added, so that the total amount Q is determined in this way will. The integrating works necessary for this are always complicated and expensive.

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. 2. Most of the differential pressure meters are designed so that the differential pressure even the power to adjust the display mechanism, which never works without friction represents. In the case of small effective pressures, larger display inaccuracies thus arise; in addition, the upward measurement differs from the downward measurement by twice Amount of frictional losses. Attempts to use the differential pressure only as a control force for the To use the auxiliary staff responsible for the display are in the electrical versions to be seen, most advantageously in devices where a column of mercury moving in the U-tube melted N resistor contacts short-circuited. But because of the contact spacing the disadvantages of scale incontinuity and the exclusive possible application accepted mercury as a barrier liquid. But there is mercury small effective pressures insufficiently large deflections.

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. 3. A not inconsiderable disadvantage when measuring moist gases is when using the previously known methods and devices that condensation in the differential pressure lines through the formation of so-called liquid seals Significantly affect measurement accuracy.

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. The improvements made by the invention to the known methods and facilities opposite, consist in the fact that I. the measurement of the differential pressure takes place absolutely loss-free, without affecting the continuity of the scale or the integration values is impaired, 2. the integration automatically with the display or without this takes place and does not require any auxiliary drive force, 3. all customary barrier fluids can be used, 4. due to the nature of the invention, accumulations of condensates and contamination in the differential pressure lines leading to the measuring device automatically can be eliminated, eliminating a major source of error.

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. The invention consists of a) in a process which, in contrast to the previously known, page I under I. marked method the measurement of the Differential pressure not continuously, but intermittently, at regular time intervals which results in a display that goes to zero after each measurement (the If you take a counter with you, display heights result in the total amount), b) in a device for measuring the differential pressure and for integrating the display values.

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. The measuring vessel I is connected to the differential pressure line carrying the higher pressure (+), the overflow vessel 2 is connected to the differential pressure line carrying the lower pressure (-). The two vessels are spatially connected to one another by the overflow 3, the is led in the measuring vessel I down to the bottom. Below these two vessels is housed a system of communicating vessels containing mercury is filled. A motor, compressed air or compressed water moves in the vessel 4 driven plunger in a steady rhythm, about every 2 minutes, open and away. When the piston goes down this displaces the mercury so that it is in the Vessel 4 and in all vessels 5, 6, 8 and I0 communicating with it increases. It be this the printing period. As the piston moves up, the quicksilver falls in all vessels 4, 5, 6, 8, Io back. That is the suction period.

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. Process during the suction period: The mercury sinks in all communicating Vessels. Thereby I. liquid from the container 1 1 through the line I2 and the lock I3 is sucked into the vessel 5. From the measuring vessel I can as a result of the lock I4 no liquid can get into the vessel 5; 2. the one present in the measuring vessel I while the pressure period (see this) liquid got there as a result of the opening of the Flow barrier I6 through lines I 5 and 17 into the collecting vessel 8. The volume this vessel corresponds to the contents of the measuring vessel filled up to the overflow 3 I. Was due to an effective pressure between vessels I and 2 h the If the level in measuring vessel I is lowered by the amount h, it becomes the collecting vessel 8 filled with liquid only so far that a gas space is created above the liquid, which corresponds to the amount of liquid that has passed into the overflow vessel 2. The measuring vessel I is known to be designed in terms of cross-section so that that in it Volume determined by the height h is always proportional to the square root of the differential pressure H. Thus, both the amount of liquid that has passed into the overflow vessel 2 is as also the amount of gas present in the collecting vessel 8 proportional to the square root of the differential pressure, thus proportional to the amount of gas to be measured 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. 3. Since the two vessels I and 2 are now free of liquid, a gas flow caused by the differential pressure can take place through the pressure lines and free them of any accumulations of condensate or impurities that may have formed.

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. 4. The lock I0 opens, and that during the printing period (s. this) gas which has come under the measuring bell 19 can flow off via the line 30.

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.The measuring bell 19 lowers, the pointer 21 goes to its zero position back, and the pawl 24 idles over the drive wheel 25 of the counter 23 back.

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. Process during the printing period: The mercury rises in all communicating vessels. Thereby 1. the liquid in the vessel 5 becomes pressed through the lock 14 into the measuring vessel I. The volume of the vessel 5 including its connecting lines corresponds to the content of the one filled up to overflow 3 Measuring vessel I. If there is no pressure difference between vessels I and 2, so the measuring vessel I is filled exactly up to overflow 3 without liquid entering the Overflow vessel 2 crosses. However, if there is a differential pressure, the measuring vessel becomes I already have liquid overflowing into the overflow vessel 2 when the liquid level in measuring vessel I according to the effective pressure by the height h below the overflow stands. The amount of liquid that has overflowed into the overflow vessel 2 is how already said, proportional by appropriate cross-sectional design of the measuring vessel I. the amount of gas to be measured q. This amount of liquid passes through line 26 back into vessel I via dial gauge I8. In the dial gauge I8, by addition the instantaneous values q determine the total amount Q; 2. the content of the collecting vessel 8 is pressed into the separator 9 via the line 27. Here part the liquid via line 29 into the vessel 1 1, while the gas volume reaches below the measuring bell 19 via the line 28. The stroke of the measuring bell 19 corresponds thus the amount of gas to be measured q. The one by the stroke of the measuring bell over the rod 20 actuated lever 22 takes the drive wheel 25 of the counter 23 with the pawl 24 with, so that the total amount Q results from the addition of the gas quantities q.

Claims

PATENT CLAIMS: I. A method for measuring the amount of gases, thereby characterized in that the measurement of the differential pressure is not continuous, but intermittent and is done at regular intervals, creating one after each Measurement shows a display that goes back to zero, which continuously adds up the total amount result.

2. A device for differential pressure measurement according to claim I, consisting from a measuring vessel and an overflow vessel, characterized in that the lower Part of the measuring vessel that is connected to the differential pressure line with the higher pressure (+) is, is spatially connected to the upper part of the overflow vessel, which is attached to the Another differential pressure line with the lower pressure (-) is connected, so that at existing differential pressure through so much of a liquid present in the suction vessel the connection in the overflow vessel overflows until the height difference between the liquid level in the measuring vessel and the highest point of the overflow connection is equal to the differential pressure.

3. A flow meter for gases according to claim I and 2, essentially consisting of a measuring vessel, an overflow vessel with overflow according to claim 2 and a dial gauge (water gauge), characterized in that the overflow into the overflow vessel Liquid quantities after leaving the overflow vessel from a dial gauge (water meter) are measured so that the liquid overflow amounts corresponding to the gas flow rates q can be added and result in the total amount of gas Q.

4. A flow meter for gases according to claim I and 2, essentially consisting of a measuring vessel and an overflow vessel with overflow according to claim 2, furthermore a collecting vessel, a separating vessel and a measuring bell with counter, characterized in that the remaining in the measuring vessel due to the action of the effective pressure Amount of liquid reaches a collecting vessel, which is designed in this way in terms of size is that the space filled with gas above the liquid is proportional the amount of liquid that has overflowed from the measuring device into the overflow device and thus the amount of gas to be measured q that the contents of the collecting vessel when passing through a The separator is distributed in such a way that the liquid drains downwards in the separator and the gas passes under a measuring bell that the stroke of the measuring bell, which the corresponds to the specific gas quantity q to be measured, is transmitted to a counter and thus the total amount of gas Q is obtained by adding the strokes.