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Flüssigkeitszähler Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitszähler,
bei dem ein mit einem Antriebsrad bzw. Fliigel- oder Schraubenrad versehenes Meßwerk
im Hauptstrom angeordnet ist.
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Bei den Flüssigkeitszählern mit Flügel- oder Schraubenrad wird bekanntlich
das in die Fließbahn der Flüssigkeit eingebaute Antriebsrad durch die beim Durchlauf
der Flüssigkeit entstehende Strömung in Drehung versetzt. Die Durchflußmenge steht
in einem bestimmten Verhältnis zur Drehzahl des Rades und kann über ein angetriebenes
Zählwerk abgelesen werden. Es ist bekannt, solche Flüssigkeitszähler mit einem Umlaufkanal
als Nebenkanal zu versehen. Da die Flüssigkeitsdurchflußmenge und die Anzeige des
Zählwerkes genau aufeinander abgestimmt sein müssen und da gewisse Unterschiede
in der Bauart bei der Fabrikation nicht vermieden werden können. wird die Eichung
des Flüssigkeitszählers durch mehr oder weniger große Drosselung des Umlaufkanals
vorgenommen, der die Ein- und Auslaufkammern des Zählers unter Umgehung des Meßsystems
direkt miteinander verbindet. Wenn bei der Eichung des Flüssigkeitszählers die Anzeige
des Zählwerkes nicht mit der tatsächlich durchfließenden Flüssigkeitsmenge übereinstimmt,
wobei es sich gewöhnlich um Abweichungen von einigen Prozenten handelt, so wird
durch Betätigung eines Drosselorgans im Umlaufkanal der Umlauf so lange gedrosselt
oder freigegeben, bis eine Übereinstimmung zwischen der Zählwerksanzeige und dem
effektiven Flüssigkeitsdurchlaß vorhanden ist.
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Solange die durch den Umlaufkanal geführte und lediglich Kompensationszwecken
dienende Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zu der das Meßsystem durchströmenden Flüssigkeitsmenge
gering ist, bleibt diese ohne besonderen Einfluß auf den Meßvorgang.
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Die Menge kann jedoch nicht unbeachtet bleiben, wenn der Totaldurchfluß
so gering ist, daß er an der Grenze der Ansprechempfindlichkeit des Antriebsrades
liegt. Da nach der Eichung des Messers der Umlaufkanal mehr oder weniger, jedoch
ständig geöffnet bleibt, kann dem Meßsystem über dem Umlaufkanal so viel Flüssigkeit
entzogen werden, daß der das Meßsystem durchfließende, geschwächte Strom nicht mehr
ausreicht, das Antriebsrad und damit das Zählwerk zu betätigen. Man hat schon versucht,
die Ansprechempfindlichkeit beim Antriebsrad dadurch zu steigern, daß man bei kleinen
Durchflußmengen die erst bei größererDurchflußmenge offen werdenden Eintrittsöffnungen
zu dem Antriebsrad sperrt und den Wasserdruck in einer Anlaufdüse mit kleiner gehaltenem
Querschnitt in eine höhere Geschwindigkeit umsetzt. Eine solche Maßnahme ist für
den Anlauf und bei bleibender geringer Durchflußmenge
nicht ausreichend. Es ist schon
vorgeschlagen worden, im Zählergehäuse den Umlaufkanal für den Durchfluß einer ungemessenen
Regulierflüssigkeitsmenge mit einem einstellbaren, federbelasteten, selbsttätig
reagierenden Regulierventil zu versehen.
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Die Erfindung bezweckt, den Flüssigkeitszähler für sehr geringe Flüssigkeitsentnahmen
empfindlich, insbesondere hochempfindlich zu machen. Sie zeichnet sich dadurch aus,
daß bei einem Flüssigkeitszähler dessen im Hauptstrom liegendes Meßwerk durch ständig
geöffnete Anlaufdüsen und erst bei größerer Durchfluß menge geöffnete weitere Eintritts
öffnungen beaufschlagt wird, während des Anlaufstadiums der Umlaufkanal mit dem
selbsttätigen Regulierventil geschlossen ist. Der Umlaufkanal wird so lange gesperrt,
bis die Gesamtentnahme eine Größe angenommen hat, zu der die Durchflußmenge im Umlaufkanal
verschwindend klein ist. Da bei regulierten Zählern der genannten Bauart die angestrebte
Korrektur erst bei größerer Flüssigkeitsentnahme - etwa 1 0/o der Zähler-Nennbelastung
- erreicht und im Anlaufstadium praktisch bedeutungslos ist, kann man in dieser
Phase ohne Beeinträchtigung der Ablesegenauigkeit den Umlaufkanal vollständig sperren,
um so zwangläufig den gesamten Flüssigkeitsdurchfluß durch das Meßsystem zu leiten.
Die Ansprechempfindlichkeit wird dadurch unterstützt, daß die geringsten Durchflußmengen
- z. B. tropfenweise - restlos über die Anlaufdüsen dem Meßwerk zugeführt werden,
um das Antriebsrad zum Anlauf zu bringen und einen maximalen Anlaufeffekt zu erzielen.
Erst wenn das Anlaufstadium überwunden ist und das Antriebsrad ohnehin genügend
Strömungsenergie erhält, soll sich der Umlaufkanal zur Regulierung wieder öffnen
und seine Abstimmfunktion übernehmen.
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Der Zähler gemäß der Erfindung kommt in seiner Ansprechempfindlichkeit
und Meßgenauigkeit dem Volumenzähler mindestens gleich und iibertrifft diesen hinsichtlich
der Betriebssicherheit durch seine robustere Bauart. Neben der hohen Anlaufempfindlichkeit
des Zählers ergibt sich eine weitere Erfüllung einer Forderung, auf die man bisher
in dem Anlaufbereich verzichten mußte, weil man praktisch keine Lösung fand. Der
erfindungsgemäße Zähler ermöglicht, die Konstanz der Meß- und Anzeigewerte im Anlaufstadium
zu garantieren.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt den Verlauf der Kurve für die Anzeigegenauigkeit des
Flüssigkeitszählers; in Fig. 2 ist der Flüssigkeitszähler gemäß der Erfindung im
Längsschnitt dargestellt.
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Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ersichtlich, daß im Anlauf der Antriebsvorrichtung,
d. h. der Turbine - steigender Teil der Kurve - die Anzeigeabweichungen zwischen
-1000/o und - 5 bzw. t S0lo li egen. Erst bei Erreichen eines Flüssigkeitsdurchßusses
von etwa 1 0/o der Nennbelastung geht die Kurve in die Waagerechte über mit einer
gleichbleibenden Abweichung der Anzeigegenauigkeit von 2 +2°/o Es ist also belanglos,
wenn auf dem steigenden Teil der Kurve mit seinen ohnehin unbrauchbaren Korrekturwerten
durch die erfindungsgemäße Sperrung des Umlaufkanals die Korrektur vorübergehend
ganz ausgeschaltet wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 besteht der Flüssigkeitszähler
aus dem Gehäuse 1 mit dem Zuflußstutzen 2 und dem Abflußstutzen 3. In dem Gehäuse
ist der Becher 4 untergebracht, in dem zum Antrieb des SIeßwerkes 5 (nicht dargestellt)
das Antriebsrad, z. B. ein Flügelrad 6. gelagert ist. Das Meßwerk ist durch eine
durchsichtige Scheibe 7 abgedeckt, wobei noch ein Deckel 8 vorgesehen sein kann.
Der Becher 4 erhält eine zusätzliche Kappe 9, die die Einlauföffnungen 10 nach außen
abschließt.
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Zwischen dem Becher 4 und der Kappe 9 befindet sich ein Raum 11, der
durch das Ventil 12 geschlossen gehalten wird. Lediglich bei einer oder mehreren
zusätzlichen Eintrittsöffnungen 13 ist ein unmittelbarer Durchfluß von dem Raum
14 zu dem Flügelrad 6 gegeben. Diese Öffnungen 13 sind die Anlaufdüsen, die im Querschnitt
kleiner gehalten werden können als die normalen Eintrittsöffnungen 10. Die Anlaufdüsen
werden auf dem Umfang verteilt, und zwar so, daß jeweils ein Flügel des Flügelrades
der vollen Strömungsenergie ausgesetzt ist.
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Der Flüssigkeitszähler ist mit einem Umlaufkanal 15 versehen, durch
die die Flüssigkeit in den Abflußraum 16 gelangen kann, ohne das Meßsystem (Flügelrad
6) zu durchströmen. In dem Kanal 15 befindet sich eine Regulierschraube 17, durch
die zur Korrektur einer Differenz zwischen Meßwerksanzeige und effektiver Durchflußmenge
der Querschnitt des Kanals 15 mehr oder weniger geöffnet oder gedrosselt wird.
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Die Schraube 17 wird entsprechend verstellt, so daß
der Querschnitt
des Kanals 15 sich mit dem Querschnitt des Kanals 15 a innerhalb der Schraube 17
mehr oder weniger überdecken kann. Nach Einregulierung bleibt die Schraube 17 in
ihrer Stellung unverändert, so daß ein ständiger Durchfluß durch den Umlaufkanal
15, 15 a- vorhanden ist, der nicht das Meßsystem durchläuft.
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Der Kanal 15 a innerhalb der Regulierschraube, der winkelförmig verlaufen
kann, wird durch ein federbelastetes Kugel- oder Tellerventil 18 gesperrt. Die Federkraft
19 kann mittels einer Regulierschraube 20 eingestellt werden.
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Die Wirkungsweise des Flüssigkeitszählers ist wie folgt: Bei größerem
Durchfluß hebt sich im Boden der Kappe 9 unter dem Einfluß des Fließdruckes der
Ventildeckel 12. Die Flüssigkeit tritt in den Zwischen teil 11 ein und findet über
die Kanäle 10 Eintritt in den Innenraum des Gehäuses 4 zu dem Flügelrad 6.
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Bei geringem Flüssigkeitsdurchfluß bleibt das Ventil 12 geschlossen.
und die Flüssigkeit tritt ungehindert nur durch die Anlaufdüsen 13 zum Flügelrad
und erhält durch die Düsenwirkung eine entsprechende Geschwindigkeitsbescllleunigung,
die auf das Flügelrad antreibend wirkt. Zugleich ist bei kleinen Durchfluß mengen
- bei tropfenweiser Entnahme - der Umlaufkanal 15. 15 a durch das Ventil 18 geschlossen,
und die Flüssigkeit wird restlos der Meßturbine 16 über die Anlaufdüsen zugeleitet.
Erst bei größer werdendem Durchfluß, wenn die WIeßturbine längst angelaufen ist,
wird das Ventil 18 in der Regulierschraube 17 selbsttätig angehoben. und die Regulierwirkung
der Vorrichtung kann in Tätigkeit treten.
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Die Dauer der Absperrung des Umlaufkanals, die innerhalh des vertikalen
Teils der Anzeigegenauigkeitskurve (Fig. 1) liegen soll, kann durch die Federbelastung
19 vorbestimmt werden. Auf diese Weise wird eine bis aufs Äußerste gesteigerte Anlaufempfindlichkeit
eines regulierbaren Flüssigkeitszählers mit einer Konstanz der Meß- und Anzeigewerte
erreicht.