DD227234A1

DD227234A1 - ARRANGEMENT FOR AIR QUANTITY MANAGEMENT AND CONTROL

Info

Publication number: DD227234A1
Application number: DD26766984A
Authority: DD
Inventors: Matthias Hascher; Johannes Fischer; Joachim Rabitzsch
Original assignee: Netzschkau Maschf Nema
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1984-09-27
Publication date: 1985-09-11

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Volumenstrommessung gasfoermiger Stoffe. Ziel der Erfindung ist die Kombination eines Volumenstrommessers auf dem Rotamesserprinzip mit entsprechenden Drosseleinrichtungen im Bereich von 20-700 m3/h Luftdurchsatz. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in einem teils konischen und teils zylindrischen Koerper eine Leitspindel mittig angeordnet ist, an der sowohl ein Schwebekegel als auch ein Drosselkegel gegeneinander angeordnet sind, wobei der Drosselkegel von aussen feinfuehlig axial beweglich ist und so den Volumenstrom definiert. Angewendet kann die Erfindung ueberall dort werden, wo Volumenstroeme in grossen Bereichen variiert werden, z. B. in Kammern zur Simulation von Umweltbedingungen oder Pruef- und Laborraeumen, in denen eine Luftwechselzahl vorgeschrieben ist. Fig. 1The invention relates to the field of volumetric flow measurement gaseous substances. The aim of the invention is the combination of a volumetric flow meter on the rotary knife principle with corresponding throttle devices in the range of 20-700 m3 / h air flow. According to the invention the object is achieved in that in a partly conical and partly cylindrical body, a lead screw is arranged centrally, on which both a floating cone and a throttle cone are arranged against each other, the throttle cone from the outside feinfuehlig is axially movable and thus defines the flow. Applied, the invention can be anywhere where volume flows are varied in large areas, eg. B. in chambers for the simulation of environmental conditions or test and laboratory rooms in which an air exchange rate is prescribed. Fig. 1

Description

Anordnung zur Luftmengenmessung und -steuerungArrangement for air flow measurement and control

Field of use

Die Erfindung wird angewendet zur Luftversorgung in Räumen mit in weiten Bereichen schwankenden Luftdurchsatzmengen, die dosiert werden sollen· Diese Meß- und Steuereinrichtung wird angewendet z. B. in Kammern zur Simulation von Umweltbedingungen, in Prüfkammern und in Produktionsstätten mit vorgeschriebenen Luftwechselzahlen.The invention is used for air supply in rooms with widely varying air flow rates to be dosed · This measuring and control device is used for. B. in chambers for the simulation of environmental conditions, in test chambers and in production facilities with prescribed air exchange rates.

Characteristic of the known technical solutions

Zur Luftmengenmessung und -steuerung ist eine Anzahl von speziellen Anordnungen bekannt, so z. B. die Messung mittels Prandtelschem Staurohr- und Schrägrohrmanometer, verbunden mit Drosseleinrichtungen wie z· B, Schieber, Blenden, Irisblenden und Drosselkegel· Bei diesen bekannten Anordnungen bereitet jedoch immer eine exakt reproduzierbare Einstellung Schwierigkeiten, da zu exakten Messungen hohe Strömungsgeschwindigkeiten benötigt werden· Hohe Strömungsgeschwindigkeiten erzeugen jedoch nach Drosseleinbauten, zur Steuerung der Luftmenge, Wirbel und somit ein über den Rohrquerschnitt ungleiches Strömungsprofil» Je nach dem, an welcher Stelle, das im Vergleich zum Bohrquerschnitt kleine Staurohr angeordnet ist, wird ein Wert ermittelt, der bei einer nächsten Messung an dieser Stelle bei gleicher Drosselung nicht reproduzierbar ist·For air flow measurement and control, a number of special arrangements are known, such. For example, the measurement by means of Prandtelschem pitot tube and Schrägrohrmanometer, connected to throttle devices such as, B, slide, aperture, iris diaphragm and throttle cone · However, in these known arrangements always exactly reproducible setting difficulties because accurate measurements high flow velocities are required However, flow velocities produce after Drosseleinbauten, to control the amount of air, vortex and thus over the pipe cross-section unequal flow profile »Depending on where, in comparison to the Bohrquerschnitt small pitot tube is arranged, a value is determined, the next measurement This point is not reproducible with the same throttling

Relativ genaue Werte in der Reproduzierbarkeit lassen sich, nur erreichen, wenn das Staurohr über den Querschnitt bewegt wird und somit der Meßwert aus einem Mittelwert mehrerer Messungen resultiert· Damit wird aber diese Anordnung als Betriebsmeß- und Steuergerät zu aufwendig. Sin weiterer Nachteil dieser Anordnung ist der Einsatz hochempfindlicher Differenzialdruckmanometer, die nur in relativ kleinen Meßbereichen anwendbar sind. Beim Umstellen des Meßbereichs, sofern das möglich ist, ist ein Eichen nach jeder Meßbereichsumstellung erforderlich. Die Anwendung dieser Anordnung setzt weiterhin einen exakten Einbau aller Geräte voraus.Relatively accurate values in the reproducibility can only be achieved if the pitot tube is moved over the cross section and thus the measured value results from an average of several measurements. However, this arrangement becomes too expensive as an operating measuring and control device. Sin another disadvantage of this arrangement is the use of highly sensitive differential pressure gauge, which are applicable only in relatively small ranges. When changing the measuring range, if possible, it is necessary to calibrate after each measuring range changeover. The application of this arrangement also requires an exact installation of all devices.

Desweitern sind gemäß DB OS-3306340 Durchflußmeßgeräte bekannt, die für Gas- oder JTüssigkeitsströme geeignet sind. Diese Geräte verfugen über ein nach oben erweitertes durchsichtiges Rohr mit mindestens einer darin befindlichen Schwebekugel, wobei das Rohr innen im Winkelbereich von 1 Grad bis 2 Grad 30* oder auch darüber konisch ausgebildet ist· Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der Meßbereich recht gering ist und ebenfalls zur Reglung nur Düsen mit den oben beschriebenen Nachteilen zur Verfügung stehen.Desweitern are known according to DB OS-3306340 flow meters, which are suitable for gas or JTüssigkeitsströme. These devices have an upwardly extended transparent tube with at least one floating ball therein, the tube being internally tapered in the angular range of 1 degree to 2 degrees 30 * or even above. This arrangement has the disadvantage that the measuring range is quite low and also for the control only nozzles with the disadvantages described above are available.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der Nachteile handelsüblicher Volumenstrommesser· Es soll eine Anordnung gefunden werden, die es erlaubt, bei geringstem regelungstechnischem und apparativem Aufwand mit hoher Funktionssicherheit die Frischluftzufuhr zu Räumen in einem weiten Bereich mit großer Genauigkeit einzustellen und den eingestellten Wert durch ständige Messung zu überwachen. Der Herstellüngsaufwand soll gering sein und die Wartung servicefreundlich·The aim of the invention is to avoid the disadvantages of commercially available volumetric flow meters. An arrangement should be found which allows the fresh air supply to be set in a wide range with great accuracy and the set value by continuous measurement, with the least possible technical control and equipment to monitor. The Herstellüngsaufwand should be low and maintenance service-friendly ·

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum kontinuierlichen Messen und Steuern von Luftströmen mit einem Luftdurchsatzbereich von 20 m?/h bis 700 m-vh. unterThe invention has for its object to provide an arrangement for continuously measuring and controlling air flows with an air flow range of 20 m? / H to 700 m-vh. under

Anwendung des Sotamesserprinzips in Verbindung mit Drosseleinrichtungen zu schaffen·Application of the Sotamesserprinzips in conjunction with throttle devices to create ·

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem teilweise konischen und teilweise zylindrischen Meßrohr an einer symmetrisch angeordneten Leitspindel ein Schwebekegel und eine in Strömungsrichtung vor dem Schwebekegel mit ständig strömungssymmetrischem Drosselquerschnitt verstellbare Drosseleinrichtung angeordnet sind, wobei diese aus Drosselkegel, Kegelsitz und Verstellspindel besteht. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen der Meßteil der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, der Drosselkegel und der Schwebekegel aus einem Schaumstoff, vorzugsweise Polyurethan· Mit diesem Materialeinsatz ist es möglich eine äußerst leichte Bauweise zu realisieren und einen großen Meßbereich zu erreichen· Die Einrichtung läßt sich rationell fertigen und ist kostengünstig.According to the invention this object is achieved in that in a partially conical and partially cylindrical measuring tube to a symmetrically arranged lead screw and a floating in the flow direction before the floating cone with constant flow-symmetric throttle cross-section adjustable throttle means are arranged, which consists of throttle cone, conical seat and adjusting spindle. According to a further feature of the invention, the measuring part of the Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, the throttle cone and the floating cone of a foam, preferably polyurethane · With this material use, it is possible to realize an extremely lightweight design and to achieve a large measuring range · The device can be manufactured efficiently and is inexpensive.

Die Verstellschraube ist erfindungsgemäß drehbar an der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung angeordnet. Durch den Drosselkegelwinkel wird eine feinfühlige Verstellung des Ringluftspaltes erreicht und somit eine gute Dosierbarkeit des Luftstromes in weiten Grenzen.The adjusting screw according to the invention is rotatably arranged on the Schwebekegelmengenmeßeinrichtung. Due to the throttle cone angle, a sensitive adjustment of the annular air gap is achieved and thus a good metering of the air flow within wide limits.

Bin wesentlicher Vorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen besteht darin, daß der tatsächliche Volumenstrom ermittelt werden kann in direkter Abhängigkeit vom eingestellten Drosselquerschnitt, unabhängig von störenden Einflußgrößen wie z. B· Volumenstromänderungen durch Störgrößen wie verschmutzte Filter und dergleichen oder Spannungsschwankungen beim Ventilator.A significant advantage over conventional solutions is that the actual volume flow can be determined in direct dependence on the set throttle cross-section, regardless of disturbing factors such. B · Volume flow changes due to disturbances such as soiled filters and the like or voltage fluctuations in the fan.

Die im Bereich des Schwebekegelhubes angeordnete Skala läßt sich leicht eichen und ist übersichtlich im Aufbau und wird realisiert mit einem durchsichtigen Element, das innerhalb des Meßkegelbereiches vertikal angeordnet ist.The arranged in the range of Schwebekegelhubes scale can be easily oak and is clear in construction and is realized with a transparent element which is vertically arranged within the Meßkegelbereiches.

embodiment

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Figur ist im Schnitt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Luftmengenmessung mit Steuereinrichtung dargestellt.The solution according to the invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the figure, an arrangement according to the invention for air flow measurement with control device is shown in section.

In der Figur ist mit 1 die Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, mit 2 eine geeichte Skala, eine Drosseleinrichtung 3 ^i t Drosselkegel A und Kegelsitz 5 dargestellt· Durch Drehen der Verstellschraube 8 wird die Yerstellspindel 6 in axialer Richtung bewegt.In the figure, 1 is the Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, with 2 a calibrated scale, a throttle device 3 ^ it throttle cone A and conical seat 5 shown · By turning the adjusting screw 8, the Yerstellspindel 6 is moved in the axial direction.

Schwebekegel 9 und Drosseleinrichtung 3 befinden sich achssymmetrisch auf der Leitspindel 7.Floating cone 9 and throttle device 3 are axisymmetric on the lead screw. 7

Die von einem Ventilator über die Meßeinrichtung gedrückte bzw. gesaugte Luft wird über Drosselkegel geführt. Mit der als Bändelmütter ausgebildeten Verstellschraube 8 wird der ringförmige Abstand zwischen Drosselkegel 4 und Kegelsitz 5 so bemessen, daß die Luft den Schwebekegel 9 in eine Position bringt, die es ermöglicht, an der Meßskala die Durchflußmenge abzulesen· Der untere Bereich der Schwebekegelmengenmeßeinrichtung 1 ist zylindrisch ausgebildet, so daß erst ab einer bestimmten Luftdurchsatzmenge der Meßvorgang beginnt. Damit wird die Ablesegenauigkeit verbessert. In Abhängigkeit von der Drosselkegeleinstellung 4, der Luft- bzw. Gasgeschwindigkeit und der angeschlossenen Rohrleitung stellt sich ein bestimmter Luftdurchsatz,ein, welcher durch die Schwebehöhe des Schwebekegels 9 im Meßkonus bestimmt wird und an der geeichten linearen Skala 2 abgelesen werden kann.The air which is pressed or sucked by a fan via the measuring device is guided via throttle cones. With the adjusting screw 8 designed as Bändelmütter the annular distance between throttle cone 4 and conical seat 5 is dimensioned so that the air brings the floating cone 9 in a position which makes it possible to read the flow rate on the measuring scale · The lower portion of the Schwebekegelmengenmeßeinrichtung 1 is cylindrical designed so that only after a certain air flow rate of the measuring process begins. This improves the reading accuracy. Depending on the throttle cone setting 4, the air or gas velocity and the connected pipe turns a certain air flow, a, which is determined by the flying height of the floating cone 9 in the measuring cone and can be read on the calibrated linear scale 2.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Schwebekegel 9 und Drosselkegel 4 an einer gemeinsamen Führung in einem gemeinsamen Gehäuse ergibt die Möglichkeit, bei konstruktiv einfachem Aufbau eine hohe Ablesegenauigkeit bei sehr weiten Volumenstromdurchsätzen zu garantieren. Zusätzlich können äußere Störeinflüsse erkannt und innerhalb eines bestimmten Toleranzbe-The inventive arrangement of floating cone 9 and throttle cone 4 on a common guide in a common housing makes it possible to guarantee a high reading accuracy at very wide flow rates with a structurally simple design. In addition, external disturbances can be detected and within a certain tolerance range.

reiches verändert werden. Damit ergibt sich unabhängig von der Drosselstellung stets die Anzeige des tatsächlichen Volumenstromes, welcher mit dem Drosselkegel 4 auf den gewünschten Wert korrigiert werden kann.rich changed. This results regardless of the throttle position always the display of the actual volume flow, which can be corrected with the throttle cone 4 to the desired value.

Claims

invention claim

1. An arrangement for air flow measurement and control using a Schwebekegelmengenmeßeinrichtung and a throttle device characterized in that in the partially conical and partially cylindrical Schwebekegelmengenmeßeinrichtung (1) on a symmetrically arranged lead screw (7) a floating cone (9) and in the flow direction before the floating cone (9) with continuously flow-symmetrical throttle cross-section adjustable throttle device (3) »consisting of throttle cone (4), conical seat (5), adjusting screw (8) and adjusting spindle (6) are arranged ·

2 _# Arrangement for air flow measurement according to item 1, characterized in that the adjusting screw (8) is rotatably arranged in the Schwebekegelmengenmeßeinrichtung (1) and the adjusting spindle (6) has a thread.

3 * Arrangement for air flow measurement according to item 1, characterized in that the measuring part of the Schwebekegelmengenmeßeinrichtung, the throttle cone (4) and the floating cone (9) made of a foam, preferably polyurethane,

- see 1 page drawing -