DK161258B - Maaleanordning til bestemmelse af gennemstroemningsmaengden af en stroemmende vaeske - Google Patents

Description

DK 161258 B

J

Den foreliggende opfindelse angår en måleanordning til bestemmelse af gennemstrømningsmængden af en gennem et rør strømmende væske ved måling af forsinkelsestiderne for ultralydimpulser i væskestrømmen langs en målestrækning i form af et rør, omfattende 5 tilslutningshoveder for et tilløb og et afløb for væsken, hvor der overfor hver af de to ender af målestrækningen er anbragt en måletransducer, og hvor den rørformede målestrækning strækker sig gennem skillevæggen af de som fordel ingskamre udformede tilslutningshoveder.

10 En sådan måleanordning er kendt fra US patentskrift nr.

4.140.012. I denne kendte måleanordning omslutter skillevæggen en vinkel på 45° med aksen for den rørformede målestrækning, der danner en ret linie, medens selve røret er anbragt vinkelret på den fælles akse for tilløb og afløb af væsken. Som følge heraf er et regelmæs-15 sigt tilløb og afløb af væsken ved enden af røret ikke til sikret, og som følge af denne uregelmæssige strømning bliver målenøjagtigheden påvirket uheldigt. Endvidere kan målestrækningen kun være relativt kort, hvilket også fører til unøjagtige resultater.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe 20 en måleanordning af den ovennævnte art, hvor en regelmæssig strømning ved enderne af målestrækningen er tilsikret, og hvor målestrækningen har den krævede længde til opnåelse af den nødvendige nøjagtighed.

Ifølge opfindelsen opnås dette ved måleanordningen ifølge 25 opfindelsen, der er ejendommelig ved, at enderne af røret er ført så langt ind i det indre af fordelingskamrene, at hver af rørenderne er omsluttet på alle sider af det tilsvarende fordelingskammer over en ^ j afstand, som er større end gennemgangsdiametren af røret, og at det af væsken gennemstrømmede tværsnit af fordelingskamrene er et 30 multiplum af gennemgangstværsnittet af røret.

På denne måde tilsikres et regelmæssigt tilløb og afløb af væsken ved enderne af røret, og røret har den krævede længde til opnåelse af målenøjagtigheden, samtidig med at måleanordningen kan indbygges mellem to rørender, som er placeret i en relativt lille 35 afstand fra hinanden.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 2

DK 161258 B

fig. 1 og 2 hver viser en skematisk afbildning af' en udførelsesform for en måleværdigiver ifølge opfindelsen og fig. 3-6 hver et snit gennem fire konstruktivt 5 forskelligt udformede måleværdigivere ifølge opfindelsen.

I de nedenfor beskrevne figurer er der for ens dele anvendt de samme henvisningstal.

To storrumsfordelingskamre 1 og 2, der danner bloklo . formige hullegemer, er adskilt fra hinanden af mindst én væg 3. Et som målestrækning tjenende rør 4 strækker sig gennem væggen 3 og er med sine ender 5 og 6 ført så langt ind i det indre af de to fordelingskamre 1 og 2, at hvert fordelingskammer 1,2 på alle sider omslutter den tilsvarende 15 ende henholdsvis 5 og 6 af røret 4 i det mindste over en længde, som er større end den indvendige diameter af røret 4.

Fordelingskamrene 1 og 2 har henholdsvis et tilløb 7 og et afløb 8, som hver er antydet af en pil i figurerne 2o og er anbragt i fordelingskamrene 1 og 2 i afstand fra en derne 5 og 6 af røret 4. Tilslutningerne for tilløbet 7 og afløbet 8 ligger fordelagtigt på en fælles akse. Væsken, der skal måles, gennemstrømmer fra tilløbet 7 det første fordelingskammer 1 og trænger ved den ene endeflade af en-25 den 5 ind i røret 4, forlader dette ved dets anden ende 6, strømmer gennem det andet fordelingskammer 2 og kommer til afløbet 8. Aksen for røret 4 danner en vinkelret linie gennem centrene af overføringsfladerne 11 og 12 af hver sin transducer henholdsvis 9 og lo. Overføringsfladerne 11 og 3o 12 er direkte udsat for væsken og har hver en afstand E fra endefladen af rørenderne henholdsvis 5 og 6. Afstandene E er valgt således, at der for gennemstrømningen af væsken på den ene side fås to gennemstrømningstværsnit, der er så store som muligt ved endefladerne af røret 4.

35 For nøjagtigheden ved målingen af løbetiderne er det på den anden side ønskeligt at holde afstandene E så små som muligt. Gode resultater foreligger, når afstandene E til 3

DK 161258 B

nærmelsesvis udgør halvdelen af den indvendige diameter åf røret 4.

Fig. 2 viser skematisk, hvorledes en forøgelse af måleområdet af en måleværdigiver kan opnås ved deling af 5 den samlede strøm i to delstrømme. Ved symmetrisk anbringelse af to delstrømme opnås en gennemstrømningsuafhængig opdeling. Også flere end to delstrømme kan realiseres. Foruden røret 4, som danner målestrækningen, findes der mindst et yderligere og tilsvarende rør 13, som forbinder de to fordelo lingskamre 1 og 2 med hinanden. Endvidere er hvert yderligere rør 13 med hensyn til størrelsen af afstanden E samt af tilløbet 7 og afløbet 8 i de to fordelingskamre 1 og 2 rumligt anbragt på samme måde som røret 4.

Også i eksemplet i fig. 3 består fordelingskamrene 15 1 og 2 af blokformige hullegemer med hver sin skillevæg 3.

De er fast forbundet med hinanden med deres skillevægge 3 i anlæg mod hinanden. Hver af de i fig. 3 ved de nederste ender af fordelingskamrene 1 og 2 anbragte tilslutningsnip-ler 14 og 15 tjener til henholdsvis tilløbet 7 og afløbet 8 2o af væsken. Afstanden A mellem endefladerne på de to tilslut-ningsnipler 14 og 15 er i det foreliggende eksempel 19o mm og svarer til en normafstand for indbygningen af vandmålere.

Røret 4 er i fig. 3 anbragt i nærheden af den øverste kant af fordelingskamrene 1 og 2. Det strækker sig gen-25 nem de to skillevægge 3, idet det er tætnet ved sin yderflade. Mellem hver af tilslutningsniplerne 14 og 15 og røret 4 findes der således et rum, som væsken skal strømme igennem. Anvendelsen af storrumsfordelingskamre gør det muligt at vælge det af væsken gennemstrømmede rum af fordelingskam-3o rene 1,2 et multiplum større i tværsnit end det indre tværsnit af røret 4. Strømningshastigheden i fordelingskamrene 1 og 2 bliver derved lille, hvilket forhindrer en hvirveldannelse og dermed tryktab og kavitationsfænomener og sikrer en ensartet til- og bortledning af væsken over hele om-35 kredsen af endefladerne af røret 4.

For at kunne gøre målestrækningen så lang som mulig til forøgelse af målenøjagtigheden ved en given afstand A

4

DK 161258 B

rtiellem tilslutningsniplerne er det hensigtsmæssigt at forlænge fordelingskamrene i fig. 3 i området omkring enderne 5 og 6 af røret 4 yderligere, således at delene af fordelingskamrene 1 og 2, som omslutter de to ender 5,6, hver 5 danner en med røret 4's akse koncentrisk ringkanal henholdsvis 16 og 17,gennem hvilke væsken strømmer til den ene ende 5 og bort fra den anden ende 6 i en retning modsat strømningsretningen i røret 4.

I udførelsesformen i fig. 4 består de to fordelingslo kamre 1,2 af to fra de to tilslutningsnipler 14,15 udgående 18o° rørbøjninger 18,19, som udvider sig kontinuerligt og går over i de to ringkanaler 16,17, idet røret 4 strækker sig gennem disse rørbøjninger, der sammen med mindst én ribbe 2o holdes i deres indbyrdes stilling. Ved de udvidede 15 ender bærer rørbøjningerne 18,19 transducerne 9 og lo.

I de hidtil beskrevne udførelsesformer bliver der som målestrækning anvendt et rør 4, hvis akse er en ret linie, der ligger parallelt med den af de to tilslutningsnipler 14,15 dannede akse. Der fås herved en hensigtsmæssig op-2o bygning og en gunstig udformning for bearbejdningen, idet huset, som danner fordelingskamrene 1 og 2, kan være støbt, presset i en eller to dele, sammenskruet eller også sammenloddet. Røret 4 består på fordelagtig måde af trukket materiale. Røret 4 kan være indstøbt, indpresset, loddet eller 25 på anden måde være tætnende fastholdt.

Ved fremstilling ved støbning er det hensigtsmæssigt at bearbejde røret 4 på dets indre flade til formindskelse af strømningsmodstanden.

Til formindskelse af strømningsmodstanden ved vendin-3o gen af væskestrømmen er der også mulighed for udformninger, ved hvilke aksen for røret 4, som er en ret linie, danner en vilkårlig vinkel med den af de to tilslutningsnipler 14, 15 dannede akse.

Fig. 5 viser et eksempel, hvor akserne skærer hinan-35 den i et punkt og danner en ret vinkel med hinanden.

Dette opnås, idet fordelingskamrene 1 og 2 består af to fra de to tilslutningsnipler 14,15 udgående 9o° rørbøj 5

DK 161258 B

ninger 21,22, der udvider sig koritinuerligt, og hvis ud- videde ender 23,24 bærer transducerne 9,lo.

Ved passende formgivning af de som fordelingskamre 1 og 2 tjenende rørbøjninger 18 og 19 i fig. 4 ville yder-5 ligere strømningsmæssigt gunstige varianter være mulige.

Således kunne med henvisning til fig. 4 det venstre forneden liggende tilløb 7 være ført til enden 6 af røret 4 til højre foroven, medens den ved enden 5 udtrædende væske skulle føres til afløbet 8.

lo 18o° ombøjningen af rørbøjningerne 18 og 19 i fig. 4 bortfalder da, hvorfor rørbøjningerne skal forkrøppes noget i retning vinkelret på tegningsplanet, og røret 4 svinges lidt med sin akse i et plan vinkelret på tegningsplanet.

Ved måleværdigiveren i fig. 6 består de to forde-15 lingskamre 1 og 2 af to blokformige hullegemer med en fælles væg 3. Et rør 25, som danner målestrækningen, er bøjet i U-form og strækker sig med sine grene 26 og 27 gennem hver sin sidevæg 28 og 29 af fordelingskamrene henholdsvis 1 og 2 og er ført ind i hvert sit af fordelingskamrene hen-2o holdsvis 1 og 2. Endefladerne af grenene 26 og 27 er rettet mod de ved de overfor liggende vægge anbragte transducere henholdsvis 9 og lo og holdes ligeledes i afstanden E fra disses overføringsflader 11 og 12. På grund af størrelsen af fordelingskamrene 1 og 2 er det frie tilløb og afløb af 25 væsken ved rørenderne 5 og 6 også i det foreliggende eksempel sikret langs hele omkredsen af de to grene 26 og 27.

En sådan udformning har den fordel, at de to transducere ligger tæt ved siden af hinanden og kan dækkes af et fælles hus 3o, som er vist med en punkteret linie i fig. 6. Huset 3o 3o omslutter også det til evalueringen af måleværdierne nødvendige elektroniske kredsløb. Åbent tilgængelige elektriske tilledninger til transducerne 9 og lo bortfalder, og dermed er mulighederne for bedrageriske indgreb reduceret.

35 De beskrevne måleværdigivere egner sig særligt til anvendelse i en varmemåler, hvor foruden gennemløbsmængden også temperaturforskellen mellem et fremløb og et returløb bestemmes.

Claims (9)

1. Måleanordning til bestemmelse af gennemstrømningsmængden af en gennem et rør strømmende væske ved måling af forsinkel sesti - 5 derne for ultralydimpulser i væskestrømmen langs en målestrækning i form af et rør, omfattende tilslutningshoveder for et tilløb og et afløb for væsken, hvor der overfor hver af de to ender af målestrækningen er anbragt en måletransducer, og hvor den rørformede målestrækning strækker sig gennem skillevæggen af de som forde-10 lingskamre udformede tilslutningshoveder, kendetegnet ved, at enderne (5,6) af røret (4;25) er ført så langt ind i det indre af fordelingskamrene (1,2), at hver af rørenderne er omsluttet på alle sider af det tilsvarende fordelingskammer (1,2) over en afstand, som er større end gennemgangsdiametren af røret (4), og at 15 det af væsken gennemstrømmede tværsnit af fordelingskamrene (1,2) er et multiplum af gennemgangstværsnittet af røret (4;25).

2. Måleanordning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at afstanden (E) mellem overføringsfladerne (11,12) af måletransducerne (9,10) og endefladerne af røret (4;25) tilnærmel- 20 sesvis udgør halvdelen af den indvendige diameter af røret (4;25).

3. Måleanordning ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at fordelingskamrene (1,2) består af to blokformige hullegemer, der hvert har en skillevæg (3), som ligger an mod hinanden og er stift indbyrdes forbundet, gennem hvilken fælles skillevæg røret (4) 25 strækker sig.

4. Måleanordning ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at der til måleområdeudvidelse foruden røret (4), som danner målestrækningen, findes mindst endnu et yderligere og symmetrisk anbragt rør (13), som forbinder de to fordelingskamre (1,2) med 30 hinanden, hvorhos hvert yderligere rør (13) med hensyn til afstanden (E) samt tilløbet (7) og afløbet (8) i de to fordelings kamre (1,2) er anbragt rumligt på samme måde som røret (4), der danner målestrækningen.

5. Måleanordning ifølge krav 1 og 2, kendetegnet 35 ved, at de dele af fordelingskamrene (1 og 2), som omslutter de to ender (5 henholdsvis 6) af røret (4), hver danner en med røraksen koncentrisk ringkanal (16 henholdsvis 17), gennem hvilke væsken strømmer til den ene ende (5) og bort fra den anden ende (6) i en retning modsat strømningsretningen i røret (4). DK 161258 B

6. Måleanordning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de to fordeling s kamre (1,2) består af to fra hver sin tilslut-ningsnippel (14,15) udgående 180° rørbøjninger (18,19), som udvider sig kontinuerligt og går over i de to ringkanaler (16,17), hvor 5 røret (4) strækker sig gennem disse rørbøjninger, der sammen med forbindelseselementer (20) er fastholdt i deres indbyrdes stilling og ved deres udvidede ender bærer måletransducerne (9,10).

7. Måleanordning ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at aksen for røret (4) er en 10 ret linie, som ligger parallelt med den fælles akse for to tilslut-ningsnipler (14,15), der danner måleværdigiverens tilløb (7) og afløb (8).

8. Måleanordning ifølge et hvilket som helst af kravene 1,2 og 5, k e n d e t e g n e t ved, at fordelingskamrene (1,2) består 15 af to fra tilsiutni ngsni pi er (14,15) udgående 90° rørbøjninger (21,22), der udvider sig kontinuerligt, og hvis udvidede ender (23,24) bærer måletransducerne (9,10), hvorhos aksen gennem tilsi utningsniplerne (14,15) danner en ret vinkel med aksen for røret (4). 20

9. Måleanordning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at røret (25), som danner målestrækningen, er bøjet i U-form og med sine grene (26,27) strækker sig gennem hver sin sidevæg (28 henholdsvis 29) af fordelingskamrene (1 henholdsvis 2), strækker sig ind i fordelingskamrene (1 henholdsvis 2) og er med 25 endefladerne af sine grene (26,27) rettet mod de ved de overfor liggende vægge anbragte måletransducere (9 og 10). 30 35