DD149571A1 - Vorrichtung zur volumenstrommessung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Volumenstromes (Volumen pro Zeiteinheit) verschiedener Medien, insbesondere von Fluessigkeiten mit geringem Feststoffanteil in Rohrleitungen. Vorzugsweise soll die Erfindung zur Messung und/oder Regulierung des Volumenstromes in der Filterbrunnenentwaesserung von Tagebauen dienen. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz ein mit einer Anstroemplatte versehener, zweiarmiger Hebel, der in die Fluessigkeit hineinragt, die beim Anstroemen entstehende Kraft auf ein auszerhalb der Stroemung befindliches Meszsystem uebertraegt. Das Meszsystem besteht aus einem Biegebalken mit Dehnungsmeszstreifen, deren elektrische Werte sich mit der Groesze der Verformung aendern. Der Biegebalken kann ohne Unterbrechung der Stroemung in der Rohrleitung ausgewechselt und das Meszsystem abgeglichen werden. Die Verwendung spezifischer Biegebalken ermoeglicht einen standardisierten Grundaufbau der Vorrichtung bei unterschiedlicher Anwendung.

Description

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Erfinder und Anmelder: Kunzendorf, Hans-Peter

Zustellungsbevollmächtigter: VEB Braunkohlenkombinat Cottbus 7501 Cottbua/Tagebau

Vorrichtung zur Volumenstrommessung

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung, mit der VoIumenströme gemessen werden können. Das strömende Medium kann sowohl flüssig als auch gasförmig sein, darf aber nur einen geringen Peststoffanteil mit geringem Korndurchmesser besitzen. Insbesondere ist die Meßvorrichtung zur Messung des Volumenstromes in der Filterbrunnenentwässerung von Tagebauen vorgesehen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Entsprechend der Aufgabe wird bei der Betrachtung des Standes der Technik auf Meßmethoden, die nach dem voluraetrißchen Meßprinzip arbeiten, nicht eingegangen. Ebenso wird das Drosselverfahren nicht in die Ausarbeitung einbezogen, da es bereits in der Tagebauentwässerung Anwendung fand, sich aber nicht bewährte.

T/eiterhin ist ein induktiver Meßgeber bekannt, der sich vom Meßprinzip her sehr gut für die zu lösende Aufgabe eignet. In Filterbrunnenanlagen mit mehreren hundert Meßstellen ist der Einsatz aus Ökonomischen Gründen nicht gerechtfertigt. Desweiteren wurden in der Tagebauentwässerung zur Messung des Volumenstromes Rücks"chlagklappen verwendet, deren Auslenkwinkel als Meßgröße benutzt wurde. Durch die relativ großen Bewegungen der Klappe und durch Abdichtungsprobleme an der herausgeführten Klappenwelle führte diese .

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Methode nach einer gewissen Einsatzzeit zu erheblichen Meßungenauigkeiten« Deshalb sind ausgehend von diesem Prinzip Verfahren bekannt, die anstelle der auslenkbaren Rückschlagklappe einen fest eingespannten Biegebalken verwenden· Dieser Biegebalken wird durch die Impulskraft der Strömung verformt, so daß die Verformung als Maß für den Volumenstrorn genutzt und mittels Dehnungsmeßstreifen auswertbar dargestellt werden kann. Die bei dieser Methode auftretenden mechanischen Bewegungen sind sehr gering. Im V/irtschaftspatent 53405 ist eine derartige Lösung dargestellt, die aber folgende wesentliche Nachteile besitzt:

1e Die Dehnungsmeßstreifen liegen direkt im strömenden Medium, so daß Beschädigungen durch Feststoffanteile auftreten können.

2. Die Abdichtung der Dehnungsmeßstreifen gegenüber dem Strömungsmedium bereitet Schwierigkeiten, da schon ein geringer Feuchtigkeitseinfluß genügt, den Isolationswiderstand so weit herabzusetzen, daß das elektrische System unbrauchbar wird.

In der Offenlegungsschrift 24-13245 werden zwei Möglichkeiten der Messung von Durchflußmengen angegeben. Im ersten Fall wird durch ein oder zv,iei Leiträder, die sich in der Strömung befinden, auf einen Torsionsstab ein Torsionsmoment übertragen und die Verdrehung des Torsionsstabes mit Dehnungsmeßstreifen erfaßt. Bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten ist die Empfindlichkeit des Meßsystems gering. Im zweiten Fall wird ein Biegebalken mit einer Anströmplatte als Meßgeber angegeben, wobei der Biegebalken als Rohr ausgebildet ist. Die verhältnismäßig hohe Biegesteifigkeit von Rohren bedingt auch hier nur eine geringe Empfindlichkeit bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten. Beide Methoden haben den Nachteil, daß die Dehnungsmeßstreifen im Rohr geklebt werden müssen, oder es bestehen die gleichen Abdichtungsprobleme wie bereits genannt» Die vorrangige ange-

wendete Klebetechnologie für Dehnungsmeßstreifen und die erforderliche, genau fixierte Lage der Dehnungsmeßstreifen im Rohr führen zu komplizierten Verfahren und Vorrichtungen· Allen beschriebenen Varianten der Messung von Volumenströmen in Rohrleitungen haftet der Mangel an, daß ein Auswechseln der Dehnungsmeßstreifenträger (Biegebalken, Torsionsrohr) nur bei geöffneter Rohrleitung erfolgen kann·

Ziel der Erfindung:

Das Ziel der Erfindung besteht darin, den Volumenstrom, der bei der Tagebauentwässerung aus Filterbrunnen durch Unterwassermotorpumpen gefördert wird, mit relativ geringem Aufwand vor Ort zu messen und beim Einsatz der Fernwirktechnik den Meßwert in eine Zentrale übertragen zu können, wobei der Y/artungs aufwand für die Meßeinrichtung minimal und die Meßgenauigkeit über einen längeren Zeitraum konstant sein soll. Als Eingangsgröße für eine Regeleinrichtung muß der gewonnene Meßwert verwendbar sein·

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus den bisher gesammelten Erkenntnissen zur Messung des Volumenstromes insbesondere aus Filterbrunnen eine Gießvorrichtung zu entwickeln, die nur sehr geringe mechanische Bewegungen während des Meßvorganges ausführt und diese mit Dehnungsmeßstreifen erfaßt. Die Dehnungsmeßstreifen sind getrennt vom strömenden Medium unterzubringen und gemeinsam mit dem Dehnungsmeßstreifenträger auswechselbar zu gestalten, ohne das die Strömung in der Rohrleitung unterbrochen wird. Die Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Impulskraft des strömenden Mediums senkrecht auf eine Anströmplatte, die Teil eines zweiarmigen Hebels ist, wirkt und über einen Gelenkpunkt mit dem anderen Hebelarm WcSex einen einstellbaren, federbelasteten Verbindungsbolzen auf den Biegebalken mit darauf befestigten Dehnungsmeßstreifen übertragen wird. Die Dehnungsmeßstreifen werden durch eine Verschlußkappe

vor Umgebungseinflüssen geschützt.

Die Meßvorrichtung erfüllt die Bedingung geringer mechanischer Bewegung aller Teile des Meßsystems und damit verschleiß armer Ausführung« Die Meßvorrichtung gestattet das Auswechseln des Biegebalkens mit den Dehnungsmeßstreifen sowie einen Abgleich des Heßsystems, ohne daß die Strömung in der Rohrleitung unterbrochen werden muß. Die Empfindlichkeit des Meßsystems kann durch die Ausführung des Biegebalkene und der Hebelübersetzung den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden. Einflüsse des strömenden Mediums wirken auf die außerhalb angebrachten Dehnungsmeßstreifen nicht ein. Die auf einem flachen Biegebalken angebrachten Dehnungsmeßstreifen lassen sich mit der herkömmlichen Klebetechnik unkompliziert befestigen.

Ausführungsbeispiel:

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung erläutert werden. Die Vorrichtung besteht aus einem am Rohr 1 angeschweißten Stutzen mit Plansch 2, an dem eine druckfeste Membran 3 durch eine Grundplatte 4 dicht angepreßt wird. An der Grundplatte 4 ist ein Befestigungselement 5 zur Einspannung des Biegebalkens 7 mit den Dehnungsmeßstreifen 6 angebracht. Auf der an der Grundplatte 4 befestigten Hebelachse 11 ist der zweiarmige Hebel 8 drehbar gelagert« Der federbelastete Verbindungsbolzen 9 verbindet den zweiarmigen Hebel 8 mit dem Biegebalken 7. Die Abdeckung des äußeren Teiles der Vorrichtung erfolgt durch die Verschlußkappe 10. Wird der in das Rohr hineinragende Teil des zweiarmigen Hebels 8, der als Anströmplatte wirkt, durch ein Medium angeströmt, so bewirkt die Impulskraft eine Auslenkung des zweiarmigen Hebels 8 und über den federbelasteten Verbindungsbolzen 9 eine Verformung des Biegebalkens 7. Die durch die Verformung des Biegebalkens 7 an . dessen Oberfläche auftretende Dehnung bzw. Stauchung wird durch die Veränderung des elektrischen Widerstandes der Dehnungsmeßstreifen erfaßt und mit einer elektrischen

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Brückenschaltung ausgewertet. Um den Meßwert unabhängig vom Innendruck: im Rohr 1 zu erhalten, legt die Hebelachse 11 den zweiarmigen'Hebel 8 in seiner Höhe fest, da die Membran 3 diese Punktion nicht übernehmen kann. Zur Verhinderung einer Überdehnung der Membran 3 ist die Grundplatte 4 so gestaltet, daß sich die Membran-3 daran abstützen kann.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruoh:

   Vorrichtung zur Volumenstrommessung strömender Medien, insbesondere Flüssigkeiten mit geringem Peststoffanteil in Rohrleitungen, gekennzeichnet dadurch, daß ein um eine Heboiachse (11) drehbar gelagerter, zweiarmiger Hebel (8), dessen einer Hebelarm als Anströmplatte ausgebildet ist und in das Rohr (1) hineinragt und dessen" anderer Hebelarm durch eine Membran (3) gegen das strömende Medium im Rohr (1) abgedichtet ist, über einen federbe lasteten Verbindungsbolzen (9) mit dem an einem außerhalb der Rohrleitung an einem Befestigungselement

   (5) einseitig eingespanntem und mit Dehnungsmeßstreifen

   (6) versehenen Biegebalken (7) verbunden ist,

   Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der mit Dehnungsmeßstreifen (6) versehene Biegebalken

   (7) ohne Unterbrechung der Strömung im Rohr (1) auswechselbar und das Meßsystem abgleichbar ist*

   Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß SUr den Einsatz der Vorrichtung in verschiedenen Medien land bei unterschiedlichen Volumenströmen bei gleichem Grundaufbau spezifische Biegebalken (7) einsetzbar sind«

   Hierzu ΐ Saite Zeichnung