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Die Erfindung betrifft ein psychrometrisches Messgerät mit einem Trockenfühler und einem Nassfühler mit porösem Fühlerrohr aus Metall, mit innerer Wasserzufuhr unter Druck, zur Verwendung in Temperaturbereichen über 100 C Trockenfühlertemperatur.
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Die kapillare Befeuchtungsgeschwindigkeit des Baumwollstrumpfes liegt hinter seiner Austrocknungsgeschwindigkeit in heisser Luft so weit zurück, dass der vom Strumpf umgebene Temperaturfühler trocken bleibt und seine Funktion als"Feuchtkugelthermometer"nicht erfüllen kann. Es würde daher nur die Trockenkugeltemperatur messen. Da ausserdem die Befeuchtung des "Strumpfes" über ein offenes, in den Messort ragendes Wassergefäss erfolgt, in welches die Fahe des Strumpfes eintaucht und Wasser durch die Kapillarwirkung aufnimmt, würde das Wasser in diesem Behälter bei der Umgebungstemperatur von 2000C verdampfen, so dass der Strumpf kein Wasser mehr vorfindet.
Die in der Klima-und Trockentechnik verwendeten Lithiumchloridfühler, ohne und mit elektrischer Heizwicklung, haben ihre Arbeitsgrenze bei etwa 80 bis 100 C, je nach Ausführung, erreicht, bei welcher die Lithiumchloridflüssigkeit auskristallisiert und elektrisch nichtleitend wird, so dass der Temperaturfühler oberhalb dieser Grenze ebenfalls nur die Trockenkugeltemperatur zu messen in der Lage ist. Ausserdem liegt der Feuchtemessbereich dieser Fühler nur zwischen 100 und 12% r. F. Der Bereich darunter, z. B. zwischen 0 und 12% r. F. lässt sich mit diesem Fühler nicht mehr messen. Weiters ist die Instandhaltung, Reinigung und Reaktivierung der LiCI-Fühler bekannt umständlich und arbeitsaufwendig und daher für einen Betrieb mit forcierter Trocknung ungeeignet.
Die heutigen Industrie-Trockenanlagen, Hochleistungstrockner, schnellaufende Papiertrockenmaschinen u. dgl., die mit Heisslufttemperaturen zwischen etwa 120 und 325 C arbeiten, erfordern zur Taupunktmessung und-Regelung ein wirksames Messsystem, um die relative Feuchte der Heissluft, die hier zwischen etwa 10 und 1% r. F. liegt, messen zu können. Bisher war es nur bedingt möglich, dies über eine komplizierte und aufwendige, temperaturgeregelte Kühleinrichtung zu erreichen, in welcher eine Probemenge der Heissluft auf die messbare Temperatur von etwa 65 C abgekühlt werden musste, wobei als Temperaturfühler ebenfalls Lithiumchloridfühler verwendet wurden.
Es ist daher ein in der Trockenpraxis allgemein als schwierig bekanntes Problem, Taupunktmessungen und Regelungen bei Trockenfühlertemperaturen von über 1000C durchzuführen.
Das Ziel der Erfindung ist, den Nassfühler auch bei den vorkommenden hohen Temperaturen feucht und daher arbeitsfähig zu halten, wobei das Nassfühlerrohr aus wärmetechnischen Gründen aus einem temperaturbeständigen, die Wärme gut leitenden feinporösen Metall hergestellt sein soll, dem stetig soviel Wasser unter Druck zugeführt wird, als zur Konstanthaltung der feuchten Oberfläche erforderlich ist, wobei sowohl der Porenwiderstand des Nassfühlerrohres als auch der im Messort auftretende statische Gegendruck des gasförmigen Mediums berücksichtigt wird.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch ein psychrometrisches Messgerät mit einem Trockenfühler und einem Nassfühler mit porösem Fühlerrohr mit innerer Wasserzufuhr, zu dessen Verwendung in Temperaturbereichen über 1000C Trockenfühlertemperatur, dem aus gesintertem feinporösem Messing, Bronze oder (z. B. nach der österr.
Patentschrift Nr. 271943) aus gesintertem Silber bestehenden, an einem Ende geschlossenen und einen Temperaturfühler umgebenden Nassfühlerrohr, Weichwasser von einem selbsttätigen und druckveränderlichen Zuflussregler in einer die Verdunstung erhaltenden Verbrauchsmenge kontinuierlich mit einem statischen Druck zugeführt wird, der höher ist als der gesamte aus dem Porenwiderstand und dem im Messort herrschenden Gasdruck zusammengesetzte statische Gegendruck, wobei die Höhe des statischen Wasserdruckes von Hand einstellbar, dann selbsttätig konstantgehalten und an einem mit dem Wasserraum des Nassfühlerrohres kommunizierenden Druckanzeiger mit Schwimmer und einstellbarer Höhenmarke ablesbar ist.
Das heisst also, dass der statische Wasserdruck im Nassfühlerrohr so hoch eingestellt wird, dass er sowohl den Porenwiderstand des Nassfühlerrohres als auch den statischen Gegendruck des gasförmigen Mediums im Messort übersteigt, u. zw. um den Betrag in mmWS, der für die zur kontinuierlichen Verdunstung erforderliche Wassermenge notwendig ist. Ist beispielsweise der Porenwiderstand 5 mmWS, der statische Gegendruck des gasförmigen Mediums 40 mmWS, so wird der Wasserdruck auf 45 mmWS plus einem überdruck von etwa 10 mmWS = 55 mmWS eingestellt und mit der Höhenmarke des Druckanzeigers optisch fixiert.
Sinkt jedoch der Wasserdruck während des Betriebsbeginns etwas unter diese Marke, so kann er durch Anheben des Zuflussreglers um einige mm auf den tatsächlich erforderlichen Druck gebracht werden, d. h. bis der Schwimmer im Druckanzeiger sichtbar auf gleicher Druckhöhe bleibt. Auf diese Höhe wird dann die verschiebbare Höhenmarke eingestellt.
Da die Oberfläche des Nassfühlerrohres nur durch die unter Druck zugeführte Wassermenge feucht bleiben kann, so dass die Verdunstungskälte am und im Rohr gesichert ist, bleibt deren Temperatur eben infolge dieser Verdunstungskälte des Wassers stets unter 980C und stellt sich, je nach prozentualer Sättigung, auf eine dieser entsprechenden Nassfühlertemperatur ein, z. B. auf 75 C, welche mittels des eingesetzten Temperaturfühlers
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oder Tonrohr, wozu noch die metallische Berührung zwischen dem Nassfühlerrohr und dem Temperaturfühler beiträgt, die den Wärmefluss zu diesem beschleunigt. Die an der Aussenseite des Nassfühlerrohres auftretende Verdunstungskälte wandert mit der dem Messing bzw. Bronze bzw.
Silber eigentümlichen Wärmeflussgeschwindigkeit w [cm. sec/g] zum Temperaturfühler, wobei das in den Poren des Fühlerrohres befindliche Wasser in eben dieser Porengrösse mit der Wärmeflussgeschwindigkeit des Metalles erwärmt bzw. abgekühlt wird. Das Wasser dient hiebei im wesentlichen zur Erzeugung der Verdunstungskälte, während den Wärmetransport das poröse Metall ausführt. Die Wärmeleitung Messing zu Wasser verhält sich wie 96 : 0, 55 oder wie 174 : 1.
In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Frontansicht des psychrometrischen Messgerätes und Fig. 2 einen Querschnitt durch das Gerät.
Das in Fig. 1 dargestellte psychrometrische Messgerät besteht aus dem prismatischen Gerätekörper --1-- mit den Öffnungen --2, 3-- für die Aufnahme der Temperaturfühler --4 und 5--, wobei der Trockenfühler --4-- oberhalb des Nassfühlers--5--angeordnet ist. Zur Befestigung und Abdichtung der Temperaturfühler im Gerätekörper dienen die Stopfbüchesnschrauben --17 und 18--. Rechts seitlich der Temperaturfühler ist das durchsichtige, durch eine Metallhülse geschützte Standrohr--8--des Druckanzeigers angeordnet und mittels des ihn aufnehmenden Sockels --7-- am unteren Teil des Gerätekörpers mit den Schrauben --24-befestigt.
Im Inneren des Standrohres --8-- befindet sich ein farbiger Schwimmer--9--, der die jeweilige Wasserhöhe anzeigt, die dann mittels der auf der Metallhülse des Standrohres verschiebbaren Höhenmarke - als Bezugshöhe optisch gekennzeichnet wird, um Schwankungen gegenüber der eingestellten Soll-Druckhöhe beobachten zu können. Seitlich am Gerätekörper ist der selbsttätige Wasserzuflussregler --11-mit seinem ungleichschenkelig U-förmig gebogenen, aus einem an beiden Enden zur Ent- und Belüftung des Schlauches --12-- und Zuflusslers --11-- offenen Rohr bestehenden Tragbügel --20-- angeordnet, wobei der längere Schenkel --21-- des Tragbügels in einer Führungsöffnung--22--im Gerätekörper höhenverschiebbar und mittels der Schraube --34-- in jeder Stellung fixierbar ist.
Das andere Ende trägt sowohl den Zuflussregler--11--als auch den Absperrhahn--19--, dessen Nippel mit dem Anschlussnippel --13-- am Sockel --7-- des Wasserdruckanzeigers mittels eines Schlauches --12-- verbunden ist. Bügel --20-- mit zuflussregler --11-- und Absperrhahn --19-- bilden eine kompakte Einheit und dienen zum Einstellen bzw. Einregeln des notwendigen statischen Wasserdruckes im Nassfühler. Im Sockel --7-- und im Gerätekörper --1-- sind miteinander kommunizierende Bohrungen--15, 16--vorhanden, von denen die Bohrungen --16-- der Wasserzufuhr zum Standrohr --8-- und zum Nassfühler --6-- dienen. während die
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-30----25--zugeführt.
In Fig. 2 ist der Gerätekörper--l--im Schnitt durch die Fühlerebene und durch das Standrohr dargestellt und zeigt im oberen Teil den Trockenfühler--4--, der in den Messort--M--hineinragt und
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--3-- desBohrungen --16-- enden im Wasserraum -3-- des Nassfühlers, wobei eine Fortsetzung der in den Wasserraum führenden Bohrung--16--als Entlüftungsbohrung--15--dient.
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ist. z. B. 40 mmWS, sowie der Porenwiderstand des Nassfühlerrohres mit 5 mmWS, wird noch ein Überddruck von 10 mmWS dazugegeben und die WasserhÖhenmarke --10-- 1n der Metallhülse des Standrohres --8-- soweit nach oben verschoben, dass die Markenoberkante bei 55 mmWS steht. Das im Standrohr hochsteigende Wasser nimmt den Schwimmer--9--mit.
Nun wird die Fixierschraube--23--des Tragbügels--20--gelockert und der Zuflussregler--11--nach oben bzw. unten verschoben, bis der Schwimmer --9-- genau auf der Höhenmarke 55 mmWS stehen bleibt. Nach Festziehen der Fixierschraube --23-- ist das Gerät betriebsfertig.
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Das in das Nassfühlerrohr-6--eingedrungene und unter einem statischen Druck von 55 mmWS stehende Wasser dringt kontinuierlich durch die Poren des Nassfühlerrohres an dessen Oberfläche und benetzt diese, wobei das austretende und noch nicht verdunstete Wasser an der Rohrunterseite langsam wandernde Tropfen bildet, die während des Betriebes jedoch verdunsten. Durch das anblasende gasförmige Medium wird an der Oberfläche des Nassfühlerrohres eine Verdunstungskälte erzeugt, deren Temperatur vom Feuchtegehalt und Temperatur des anblasenden Mediums abhängt. Die hier gemessene Verdunstungskälte ist die Nassfühler- oder Nasskugeltemperatur des gemessenen gasförmigen Mediums.
Sie wird durch das Metall des Nassfühlerrohres und das in den Poren befindliche Wasser zum konzen risch im Rohr befindlichen Temperaturfühler weitergeleitet.
Die Funktion der Befeuchtung wird unter Beobachtung des Schwimmers --9-- im Standrohr --8-- geprüft, indem der Absperrhahn --19-- für einige Sekunden geschlossen wird, so dass kein Wasserzufluss mehr erfolgt und nur das im Gerät befindliche Wasser verbraucht wird. Sinkt der Schwimmer dabei langsam ab, so ist die Befeuchtung des Fühlers in Ordnung. Bleibt der Schwimmer jedoch stehen, so ist eine Zuleitungsbohrung verstopft, die gereinigt werden muss.
Als Temperaturfühler können alle in das Gerät passende Glas-, elektrische Widerstandsthermometer, Thermopaare, Thermostate usw. verwendet werden.
Die konstruktive Gestaltung des Gerätes ist nicht an die hier dargestellte gebunden.
PATENTANSPRUCHF-
1. Psychrometrisches Messgerät mit einem Trockenfühler und einem Nassfühler mit porösem Nassfühlerrohr und innerer Wasserzufuhr unter Druck, zur Verwendung in Temperaturbereichen über 1000C Trockenfühlertemperatur, gekennzeichnet durch einen etwa prismatischen Gerätekörper (1) mit zwei zum Messort (M) durchgehenden parallelen Öffnungen (2,3), die zur Aufnahme je eines Trockenfühlers (4) und eines Nassfühlers (5) dienen, wobei die dem Messort (M) zugekehrte Seite der Nassfühleraufnahmeöffnung (3) mit einem auswechselbaren an einem Ende geschlossenen feinporösen Nassfühlerrohr (6) aus gesintertem Messing, Bronze oder aus Silber versehen ist, und dass auf der dem Messort abgekehrten Vorderseite (V)
des Gerätekörpers
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sowie ein seitlich im Gerätekörper höhenverschiebbar und fixierbar angeordneter selbsttätiger Wasserzuflussregler (11), der mit einem Schlauch (12) an ein an der Unterseite des Wasserdruckanzeigers angebrachten Anspeisenippel (13) für die kontinuierliche Wasserzufuhr anschliesst, und dass der das Wasser aufnehmende Hohlraum (3) des Gerätekörpers (1) durch kommunizierende Bohrungen mit dem Wasserstandsrohr (8), dem porösen Nassfühlerrohr (6) und einer mit einer Schraube (14) verschliessbaren Entlüftungsöffnung (15) verbunden ist (Fig. 1, 2).
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