DE10314638B3 - Balgengaszähler - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Balgengaszähler mit einem Einlaß (2), einem Auslaß (3) und einem Innengehäuse (5) mit zwei Kammern, die jeweils durch eine Membran (7) in zwei Meßräume (8) geteilt sind, und einer Ventileinrichtung (4) zum in Abhängigkeit vom Membranhub abwechselnden Verbinden der Meßräume (8) mit dem Einlaß (2) und Auslaß (3), wobei die phasenverschobene Bewegung der beiden Membranen (7) auf ein Meßwerk (6) übertragbar ist. Hierbei weist die Ventileinrichtung (4) einlaß- und auslaßseitig jeweils zwei Paare von zwei in einem Kreissektorbereich in Radialrichtung hintereinander angeordneten, zu den beiden jeweiligen Meßräumen (8) einer Kammer führenden Öffnungen (20a, 21a, 20b, 21b) in einer einlaß- und einer auslaßseitigen, drehbaren Ventilscheibe (18, 23) auf, die einander in Bezug auf die jeweilige Drehachse (17) der Ventilscheibe (18, 23) gegenüberliegend eine Öffnung (20a, 20b) benachbart zum Außenrand und eine Öffnung (21a, 21b) benachbart zur Drehachse (17) aufweist, wobei die beiden bezüglich ihrer Öffnungen (20a, 21a, 20b, 21b) um 180 DEG versetzten Ventilscheiben (18, 23) drehbar miteinander gekoppelt sind, die einlaßseitige Ventilscheibe (18) entsprechend dem Membranhub umlaufend drehbar ist und sich der Öffnungsbereich der Öffnungen (20a, 21a, 20b, 21b) der Ventilscheiben (18, 23) jeweils über 90 DEG erstreckt.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Balgengaszähler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Balgengaszähler weisen ein Gehäuse mit zwei Kammern auf, die jeweils durch eine Membran in zwei Meßräume geteilt sind. Hierbei sind die Membranen jeweils über ein Gestänge mit einer gemeinsamen Welle eines Meßwerks gekoppelt, so daß der Membranhub über das Gestänge auf die Welle übertragen wird, so daß gemessen werden kann. Gleichzeitig wird hierdurch auch eine Ventileinrichtung betätigt, über die Gas in Abhängigkeit vom Membranhub abwechselnd in den einen und den anderen Meßraum jeder Kammer geleitet wird, während der jeweils andere Meßraum mit einem Auslaß verbunden ist. Dies erfolgt derart, daß jede Membran eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, wobei die Bewegung der beiden Membranen gegeneinander phasenverschoben ist, so daß die gemeinsame Welle entsprechend in Rotation gehalten wird.
- Hierfür sind Ventileinrichtungen bekannt, vgl. beispielsweise
DE 38 33 035 C2 oderDE 100 61 029 A1 , die neben- oder hintereinander angeordnete Schieber mit komplexen Umleitungen in Form eines Kanalsystems für das ein- und ausströmende Gas aufweisen, so daß die Raumausnutzung nicht optimal ist und ein entsprechender Druckverlust auftritt, und die über relativ komplizierte Gestänge betätigt werden. Diese Ventileinrichtungen sind ferner aufgrund des komplizierten Gestänges relativ empfindlich. - Aus
DE 34 86 348 T2 ,DE 195 01 858 A1 undDE 37 07164 C1 sind ähnliche Konstruktionen eines Balgengaszählers bekannt, die entsprechende Nachteile aufweisen. - Aus
DE-PS 210 658 - Aufgabe der Erfindung ist es, einen Balgengaszähler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der eine bessere Raumausnutzung und eine einfachere, robuste Konstruktion aufweist.
- Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
1 zeigt schematisch einen Balgengaszähler. -
2 zeigt ausschnittweise perspektivisch und teilweise aufgeschnitten eine Ausführungsform eines Balgengaszählers. -
3 zeigt den Balgengaszähler von2 in Draufsicht und ebenfalls teilweise aufgeschnitten. -
4 zeigt zwei zusammengebaute Balgengaszähler von2 in Draufsicht. -
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Langloch. - Gemäß
1 umfaßt ein Balgengaszähler ein schematisch angedeutetes feuerfestes Außengehäuse1 aus Blech mit einem Einlaß2 und einem Auslaß3 , ein mit einer Ventileinrichtung4 versehenes Innengehäuse5 sowie einem Zählwerk6 , wobei letzteres aber auch außerhalb des Außengehäuses1 angeordnet sein kann. Das Innengehäuse5 , das insbesondere ein Kunststoffgehäuse ist, umfaßt zwei benachbart zueinander angeordnete, durch eine Mittelwand getrennte Kammern. - Jede Kammer wird durch eine bewegliche, entlang ihres Umfangs in der jeweiligen Kammer des Innengehäuses
5 befestigten Membran7 in zwei Meßräume8 geteilt, wobei von außen jeweils ein Deckel9 auf das Innengehäuse5 aufgesetzt ist. - Jede Membran
7 trägt eine starre Platte10 , an der ein Hebel11 angelenkt ist, der drehfest mit einer im Innengehäuse5 gelagerten, sich senkrecht zum Hebel11 erstreckenden Stange12 verbunden ist. Entsprechend dem Membranhub, bewirkt durch die Druckdifferenz in den beiden durch die jeweilige Membran7 getrennten Kammern, wird dadurch die Stange12 verdreht. - An einem aus dem Innengehäuse
5 herausragenden Ende ist die jeweilige sich entsprechend dem Membranhub hin- und herdrehende Stange12 mit einem sich senkrecht zur Stange12 erstreckenden Arm13 vorgesehen. Die über die Stangen12 verschwenkbaren Arme13 weisen jeweils ein Langloch14 auf, wobei sich die Langlöcher14 in Richtung der Längsachsen der Arme13 erstrecken, sich kreuzen und gemeinsam einen Zapfen15 einer Kurbel16 aufnehmen. Die Kurbel16 ist mit einer Welle17 drehfest verbunden. Entsprechend dem Membranhub der beiden Membranen7 wird daher die Kurbel16 und damit die Welle17 über die beiden Arme13 gedreht. - Über die Drehung der Kurbel
16 wird eine mit der Welle17 verbundene, einlaßseitige Ventilscheibe18 der Ventileinrichtung4 mitgedreht. Die Ventilscheibe18 ist über einem zu den beiden Kammern des Innengehäuses5 führenden Einlaßstutzen19 des Innengehäuses5 gegenüber diesem drehbar angeordnet und weist zwei flächenmäßig praktisch gleiche Öffnungen20 ,21 auf, die in einem Kreissektorbereich in Radialrichtung hintereinander angeordnet sind. Hierbei erstreckt sich der Öffnungsbereich der beiden Öffnungen20a ,21a über jeweils 90° (oder einen Winkel etwas größer als 90°) und die Öffnungen20a ,21a sind um 90° in Umfangsrichtung voneinander getrennt, d.h. in Bezug auf die Welle17 einander gegenüberliegend angeordnet. Ferner ist die Öffnung20a benachbart zum Außenrand und die Öffnung21a benachbart zur Welle17 vorgesehen. Die rotierende Ventilscheibe18 teilt somit über die Öffnungen20a ,21a einströmendes Gas auf die beiden Kammern des Innengehäuses5 auf, wodurch ein entsprechender Membranhub bewirkt wird, der seinerseits zum Drehen der Ventilscheibe18 führt. - Das Innengehäuse
5 weist ferner einen Auslaßstutzen22 auf, über dem eine auslaßseitige Ventilscheibe23 angeordnet ist, die von gleichem Aufbau wie die einlaßseitige Ventilscheibe18 ist und dementsprechende Öffnungen20b ,21b aufweist. Allerdings ist die auslaßseitige Ventilscheibe23 um 180° gegenüber der einlaßseitigen Ventilscheibe18 verdreht, so daß die Öffnungen20a ,21a und20b ,21b um 180° zueinander versetzt sind. Die beiden Ventilscheiben18 ,23 sind zueinander höhenversetzt angeordnet und miteinander drehbar gekoppelt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind beide Ventilscheiben18 ,23 mit einer umlaufenden Verzahnung versehen, die jeweils mit einem Ritzel24 bzw. 25 in Eingriff steht. Die Ritzel24 ,25 sind gleich groß und auf einer gemeinsamen Welle26 koaxial übereinander angeordnet. Dementsprechend bewirkt die Drehung der einlaßseitigen Ventilscheibe18 eine identische Drehung der auslaßseitigen Ventilscheibe23 . - Infolge der Anordnung der Öffnungen
20a ,21a ,20b ,21b wird die umlaufende Bewegung der Ventilscheiben18 ,23 sichergestellt, da dann, wenn sich die Membran7 einer Kammer im Totpunkt befindet, die andere um 90° versetzt ist. - Anstelle des so verwendeten Zahnradgetriebes kann auch ein Riementrieb od.dgl. zum drehbaren Koppeln der Ventilscheiben
18 ,23 verwendet werden. - Die auslaßseitige Ventilscheibe
23 mit dem zugehörigen Ritzel25 ist gegenüber dem Innenraum des Außengehäuses1 über eine mit dem Auslaßstutzen22 abgedichtet verbundene, haubenförmige Auslaßabdeckung27 abgedichtet, d.h. daß auch die Welle26 abgedichtet durch die Auslaßabdeckung27 geführt ist. Die Auslaßabdeckung27 besitzt einen Auslaßstutzen28 , der zum Auslaß3 des Außengehäuses1 führt bzw. diesen bildet. Hierdurch wird die Eintrittseite des Außengehäuses1 druckmäßig von der Austrittsseite getrennt. - Das Zählwerk
6 kann beispielsweise über die gemeinsame Welle26 betätigt werden, es kann aber auch ein separates Ritzel vorgesehen sein, das mit der Ventilscheibe18 oder dem Ritzel24 in Eingriff steht und die Bewegung auf das Zählwerk6 überträgt. - Die Kurbel
16 umfaßt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Bimetallbügel29 , der dazu dient, eine Temperaturkompensation zu bewirken. Hierbei befindet sich der Bimetallbügel29 im wesentlichen über der Öffnung20a der Ventilscheibe18 und rotiert mit dieser. Hierdurch wird der Bimetallbügel29 permanent vom einströmenden Gas umströmt, so daß die Temperaturkompensation praktisch momentan erfolgt, wodurch Fehlmessungen vermieden werden. - . Wenn der Bimetallbügel
29 nicht verwendet, d.h. keine derartige Temperaturkompensation vorgenommen werden soll, kann der Kurbelzapfen15 direkt auf der einlaßseitigen Ventilscheibe18 angeordnet sein. Jedoch wird zur Erzielung einer besseren Kraftübertragung die Verwendung einer von der einlaßseitigen Ventilscheibe18 getrennten Mitnehmerscheibe bevorzugt. - Bei schneller Inbetriebnahme des Balgengaszählers ergibt sich ein Druckstoß, bei dem das Zählwerk aber nicht anspricht. Die auslaßseitige Ventilscheibe
23 ist zu diesem Zweck zweckmäßigerweise mit axialem Spiel unter der Auslaßabdeckung27 angeordnet, so daß sie . unter der Einwirkung des Druckstoßes kurzzeitig abheben kann, so daß der Druckstoß verpufft, ohne die Membran7 zu bewegen. In diesem Fall wirkt dementsprechend die auslaßseitige Ventilscheibe23 als Überdruckventil. - Die über die Ventilscheiben
18 ,23 gebildeten Ein- und Auslaßventile sind getrennt voneinander ausgebildet, einfach und robust, zumal gleiche Ventilscheiben verwendet werden können. Die Ventilscheiben18 ,23 können aus Kunststoff sein, sie können aber auch angesichts ihrer einfachen Ausbildung aus verschleißfesterer Keramik bestehen und/oder als geräuschmindernde Sandwichscheiben ausgebildet sein. - Wie in
4 dargestellt, ist es bei einer derartigen Ausführung des Balgengaszählers ohne weiteres möglich, zwei oder mehr parallele Meßwerke zur Erzielung höherer Durchflüsse oder geringerer Durchflußbelastung aneinander zu koppeln, wobei ein Zwischenzahnrad30 verwendet wird, um die einlaßseitigen Ventilscheiben18 ,23 miteinander zu synchronisieren, insbesondere die einlaßseitigen Ventilscheiben18 miteinander zu koppeln. - Die Langlöcher
14 werden zweckmäßigerweise zur Erzielung einer optimalen Öffnungscharakteristik optimiert, d.h. beispielsweise im mittleren Bereich erweitert, damit eine Art Hysterese bezüglich der Bewegung des Kurbelzapfens15 entsteht, der sich in einer Bewegungsrichtung der Membran7 entlang einer Seite des Langlochs14 und in der anderen Bewegungsrichtung der Membran7 entlang der anderen Seite des Langlochs14 bewegt, vgl.5 .
Claims (17)
- Balgengaszähler mit einem Einlaß (
2 ), einem Auslaß (3 ) und einem Innengehäuse (5 ) mit zwei Kammern, die jeweils durch eine Membran (7 ) in zwei Meßräume (8 ) geteilt sind, und einer Ventileinrichtung (4 ) zum in Abhängigkeit vom Membranhub abwechselnden Verbinden der Meßräume (8 ) mit dem Einlaß (2 ) und Auslaß (3 ), wobei die phasenverschobene Bewegung der beiden Membranen (7 ) auf ein Meßwerk (6 ) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (4 ) eine einlaß- und eine auslaßseitige, drehbare Ventilscheibe (18 ,23 ) aufweist, welche einlaß- und auslaßseitig jeweils zwei Paare zu den beiden jeweiligen Meßräumen (8 ) einer Kammer führenden Öffnungen (20a ,21a ,20b ,21b ) aufweisen, die einander in Bezug auf die jeweilige Drehachse (17 ) der Ventilscheibe (18 ,23 ) gegenüberliegen, wobei eine Öffnung (20a ,20b ) benachbart zum Außenrand und eine Öffnung (21a ,21b ) benachbart zur Drehachse (17 ) in einem Kreissektorbereich in Radialrichtung hintereinander angeordnet sind, und wobei die beiden bezüglich ihrer Öffnungen (20a ,21a ,20b ,21b ) um 180° versetzten Ventilscheiben (18 ,23 ) drehbar miteinander gekoppelt sind, die einlaßseitige Ventilscheibe (18 ) entsprechend dem Membranhub umlaufend drehbar ist und sich der Öffnungsbereich der Öffnungen (20a ,21a ,20b ,21b ) der Ventilscheiben (18 ,23 ) jeweils über etwa 90° erstreckt. - Balgengaszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (
18 ,23 ) am Umfang verzahnt und über wenigstens ein Ritzel (24 ,25 ) miteinander gekoppelt sind. - Balgengaszähler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaßseitige Ventilscheibe (
18 ) mittels einer Kurbel (16 ) drehbar ist, die mit einem jeweiligen Langloch (14 ) eines Hebelarms (13 ) in Eingriff steht, der entsprechend dem jeweiligen Membranhub verschwenkbar ist. - Balgengaszähler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaßseitige Ventilscheibe (
18 ) über einen Mitnehmer der Kurbel (16 ) drehbar ist. - Balgengaszähler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Langloch (
14 ) entsprechend einer vorgegebenen Ventilöffnungscharakteristik geformt ist. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß über der auslaßseitigen Ventilscheibe (
23 ) eine haubenförmige Auslaßabdeckung (27 ) angeordnet ist, innerhalb der die auslaßseitige Ventilscheibe (23 ) mit axialem Spiel angeordnet ist. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaß- und auslaßseitigen Ventilscheiben (
18 ,23 ) die gleiche Anordnung der Öffnungen aufweisen. - Balgengaszähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaß- und auslaßseitigen Ventilscheiben (
18 ,23 ) gleich ausgebildet sind. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einlaß- und auslaßseitigen Ventilscheiben (
18 ,23 ) auf einem Einlaß- bzw. Auslaßstutzen (19 ,22 ) des Innengehäuses (5 ) angeordnet sind. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnungen (
20a ,21a ,20b ,21b ) der Ventilscheiben (18 ,23 ) über einen Winkelbereich >90° erstrecken. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturkompensationsglied (
29 ) in der kinematischen Kette von der Membran (7 ) zur einlaßseitigen Ventilscheibe (18 ) zwischengeschaltet ist. - Balgengaszähler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturkompensationsglied (
29 ) ein Bimetallbügel ist. - Balgengaszähler nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturkompensationsglied (
29 ) Teil einer die einlaßseitige Ventilscheibe (18 ) drehenden Kurbel (16 ) ist. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Innengehäuse (
5 ) mit Ventileinrichtungen (4 ) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Ventilscheiben (18 ) über ein Zwischenzahnrad (30 ) miteinander synchronisiert sind. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (
18 ,23 ) Kunststoffscheiben sind. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (
18 ,23 ) Keramikscheiben sind. - Balgengaszähler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (
18 ,23 ) Sandwichscheiben sind.
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