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Die Erfindung bezieht sich auf Prüfanlagen zur Gaszählereichung im geschlossenen Kreislauf unter Hochdruck und auf ein Verfahren für den Betrieb der Prüfanlage gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8.
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Die Hersteller von Gasdurchflusszählern müssen oft neue Ausführungen von Gasdurchflusszählern testen, um deren Genauigkeit, Qualität usw. zu prüfen oder nachzuweisen. Größtenteils haben die Hersteller die Möglichkeit, Gasdurchflusszähler mit Hilfe von Flüssigkeiten werkseitig zu prüfen. Die Prüfgegenstände für Flüssigkeiten können ohne übermäßige Kosten oder Zeitaufwände problemlos hergestellt werden. Die Gastestanlagen können dagegen nicht so ohne weiteres werkseitig geschaffen werden. Somit müssen die Hersteller der Gasdurchflusszähler in der Regel Prüfzentren aufsuchen und beachtliche Kosten tragen. Dieser Ablauf nimmt sehr viel Zeit in Anspruch und ist recht arbeitsaufwändig. Zurzeit sind die Hersteller gezwungen, einige Wochen oder Monate zu warten, bevor sie neue Projekte prüfen und Prüfergebnisse für neue Modelle bekommen können.
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Grundsätzlich gibt es drei Typen von Gastestanlagen.
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Der erste Anlagentyp ist in der
WO2005/005938 A1 beschrieben und betrifft eine Anlage mit einem Ausblassystem. In diesem Ausblassystem saugt ein Verdichter die Freiluft an und verdichtet sie in einem Behälter. Erreicht der Behälterdruck den Prüfdruck, so wird die Luft aus dem Behälter ausgelassen, die dann über einen Eichzähler und ein zu prüfendes Messgerät fließt. Danach wird die Luft zurück ins Freie abgeleitet. Der Eichzähler und der zu prüfende Zähler messen die Gasdurchflussmenge, wenn das Gas durch den Behälter zurück ins Freie fließt. Die abgelesenen Messdaten des Eichzählers werden benutzt, um den zu prüfenden Zähler zu kalibrieren. Das bekannte Ausblassystem hat eine kurze Betriebsdauer, ist sehr kostenintensiv, ineffektiv und äußerst lärmintensiv.
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In der
WO 2005/005938 A1 ist ein weiterer Anlagentyp beschrieben. Es handelt sich dabei um ein Gasumlaufsystem. Diese Prüfanlage verwendet das Gasumlaufsystem. Die Forschungsanlage enthält einen Gaskreislauf, einen Verdichter, einen Kühler, Schalldüsen und Abschnitte für die zu prüfenden Messgeräte. Der Verdichter lässt das Gas im Gaskreislauf mit einer gewünschten Strömungsgeschwindigkeit zirkulieren. Während der Zirkulation setzt der Verdichter Wärme an das Gas im Gaskreislauf ab. Der Kühler kühlt das Gas im Gaskreislauf auf die gewünschte Temperatur ab. Der zu prüfende Zähler samt einer Schalldüse oder mehrerer Schalldüsen misst die Gasdurchflussmenge. Die Schalldüsen wirken als Eichzähler für die zu prüfenden Zähler. Die mit dem zu prüfenden Zähler gemessenen Messdaten werden mit denen der Schalldüsen verglichen, um die Genauigkeit des zu eichenden Zählers zu prüfen oder das zu prüfende Messgerät zu kalibrieren. Diese Forschungsanlage ist sehr groß, äußerst kostspielig und verbraucht zu viel Strom während des Betriebs. Aufgrund der riesigen Abmessungen, des hohen Preises und des hohen Stromverbrauchs haben viele Firmen keine Möglichkeit, die bekannten Forschungsanlagen erfolgreich auf ihrem Firmengelände aufzustellen und in Betrieb zu nehmen.
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Der dritte Typ von gattungsgemäßen Vorrichtungen ist im folgenden Stand der Technik offenbart:
WO 2005/005938 A1 ,
US 4590790 A ,
US 20050160784 A1 ,
GB 402954 A und
WO 2000058696 A1 . Dieser Typ umfasst Prüfanlagen, die aus einem geschlossenen Strömungskreislauf, einem Drucksystem, einem Temperaturregelsystem, einem System von Eichzählern und einem Zählerprüfsystem bestehen. Das System der Eichzähler misst die Gaseigenschaften der im geschlossenen Kreislauf umlaufenden Gasströmung. Das Zählerprüfsystem misst ebenfalls die Gaseigenschaften der im Kreislauf umlaufenden Gasströmung. Die Anzeige des Eichzählersystems wird mit der Anzeige des Messgeräteprüfsystems verglichen, um dann das zu prüfende Gerät zu kalibrieren. Dieser dritte Typ hat mehrere Vorteile im Vergleich zu den Typen 1 und 2. Die Prüfanlage kann ggf. einige Stunden lang laufen, während die Betriebsdauer der Ausblassysteme beschränkt ist. Das Drucksystem in der Prüfanlage kann kleinere Abmessungen haben als der Verdichter im Ausblassystem, weil das Drucksystem keinen hohen Druckaufbau benötigt. Die Prüfanlage bedarf keiner großen Behälter zur Gasspeicherung unter Druck und keiner Entgasung ins Freie. Folglich können dadurch Geräuschprobleme vermieden werden, die üblich in Ausblassystemen vorkommen. Die Prüfanlage ist kleiner dimensioniert als die wissenschaftliche Forschungsanlage entsprechend dem Typ 2. Die Prüfanlage ist für Inneninstallation und sogar für die Aufstellung in einer Ecke im Gebäude geeignet, während die Forschungsanlage entsprechend dem Typ 2 recht große Dimensionen aufweist. Die Prüfanlage ist meistens kostengünstig und effizient beim Betrieb. Sie kann im Gebäude aufgestellt werden. Die Entwickler können dann die Angaben über verschiedene Modifikationen direkt bekommen und somit die Gasdurchflusszähler vor Ort prüfen. Dadurch können viel Zeit und andere Ressourcen bei der Entwicklung neuer Produkte eingespart werden.
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WO 2005/005938 A1 - Es wird ein Gastestsystem offenbart, das aus einer Durchflussschleife, einem Gebläsesystem, einem Temperaturregelsystem, einem Referenzmesssystem und einem Prüflingssystem besteht. Das Prüflingssystem schließt einen Prüfling an den Durchflusskreislauf an. Das Gebläsesystem empfängt das unter Druck stehende Gas an einem Einlass und erzeugt eine hohe Durchflussrate des Gases aus einem Auslass, während ein geringer Druckanstieg vom Einlass zum Auslass erzeugt wird. Das Temperaturregelsystem empfängt den Gasstrom vom Gebläsesystem und regelt die Temperatur des Gases. Das Referenzzählersystem und der Prüfling im Prüflingssystem messen eine Eigenschaft des Gases, das durch die Strömungsschleife zirkuliert. Die Messungen des Referenzzählersystems können mit den Messungen des Prüflings verglichen werden, um den Prüfling zu kalibrieren.
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US 4,658,634 - Prüfvorrichtung und -verfahren für Rotationsgaszähler mit großer Kapazität, die eine Gebläseanordnung zum Anschluss stromabwärts an den Prüfzähler, einen Pulsationsdämpfer zum Anschluss stromaufwärts an den Prüfzähler und einen Referenzzähler vom Turbinentyp zum Anschluss stromaufwärts an den Pulsationsdämpfer aufweisen, wobei ein Umgebungstestluftstrom nacheinander durch den Referenzzähler, den Pulsationsdämpfer, den Prüfzähler und das Gebläse gezogen wird. Diese Anordnung isoliert den Referenzzähler in einzigartiger Weise von den Auswirkungen der inhärenten Strömungspulsationen, die durch den rotierenden Prüfzähler erzeugt werden, so dass die geprüfte Durchflussmessung vom Referenzzähler im Wesentlichen genau ist, um wiederum die genaueste Berechnung des prozentualen Nachweises des Prüfzählers zu liefern. Ein Computer wird zur Steuerung verschiedener Aspekte des Prüfverfahrens und zur Analyse der Prüfdaten eingesetzt.
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US 2005/0005708 A1 - Elektronische Volumenmessgeräte sind für die Messung von luftdichten Räumen, Hohlräumen, Behältern, Rohrleitungssystemen oder Tanks unter Verwendung von Druckluft, Gas oder Vakuum konzipiert. Es nutzt die elektronische Gasmassenmesstechnik, um genaue Ergebnisse zu erzielen. Zusätzliche Vorteile ermöglichen die Ortung von Leckagen vor der Volumenmessung.
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US 3,530,705 - Zählerprüfgerät des Typs mit einem Dosierrohr, das eine strömungsgetriebene Kugel aufnimmt, und einem ventilgesteuerten Kugelrücklaufkanal, der das Einlass- und Auslassende des Dosierrohrs verbindet. Das Gerät ist mit einem Leckdetektor ausgestattet, so dass eine Leckage des Ventils, die die Messgenauigkeit beeinträchtigen würde, sofort erkannt wird.
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GB 402,954 - Ein Gaszähler, der ein großes Fassungsvermögen haben kann, wird kalibriert, indem er mit Gasumwälzmitteln wie einem Drehkolbengebläse, einem Durchflußregler und einem Drehkolbenmotor wie einem Roots-Gebläse in einen geschlossenen Rohrkreislauf eingesetzt wird, wobei ein Motor vorgesehen ist, mit dem die Drehzahl des Roots-Gebläses so lange eingestellt werden kann, bis ein Differenzdruckmesser anzeigt, dass die Drücke auf der Einlaß- und Auslaßseite des Roots-Gebläses gleich sind. Das Verdrängungsvolumen des Roots-Gebläses multipliziert mit der Anzahl seiner Umdrehungen misst dann das durch den Zähler geleitete Gasvolumen. Vor und hinter dem Gebläse können Gasbehälter angeordnet sein.
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Ein wesentlicher Mangel solcher Anlagen ist jedoch, dass ein Turbinenmotor des Drucksystems im geschlossenen Kreislauf eingebaut ist. Das führt dazu, dass das Medium (Gas) wesentlich erwärmt wird und dass komplizierte, leistungsfähige und stromintensive Lösungen angewendet werden müssen, um die Temperaturstabilisierung (Kühlung) und damit die Explosionssicherheit dieses Motors beim Einsatz von brennbaren Gasen als Medium sicherzustellen. Weitere Mängel solcher Anlagen sind ihre komplizierte Bauweise oder die nicht vorhandene Möglichkeit, das jeweilige Gas (Medium) im geschlossenen Kreislauf zu wechseln. Dann gibt es Probleme, wenn Gasmesser (Gasdurchflusszähler) geprüft werden sollen, die mit nur einem bestimmten Gastyp betrieben werden können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Prüfanlage so weiterzuentwickeln, dass die genannten Mängel behoben werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
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Man erkennt, dass die Erfindung jedenfalls dann verwirklicht ist, wenn es sich um eine Prüfanlage zur Gaszählereichung im geschlossenen Kreislauf unter Hochdruck handelt, die folgende funktionell miteinander verbundene Komponenten aufweist:
- - einen geschlossenen Hochdruck-Strömungskreislauf,
- - einen Medium-Strömungserzeuger, z. B eine Turbineneinheit oder ein Luftgebläsesystem, der mit einem Hydraulikantrieb versehen ist, wobei der Strömungserzeuger eine hohe Strömungsgeschwindigkeit verschiedener Gase unter Hochdruck im geschlossenen Kreislauf der Prüfanlage erzeugt,
- - ein Temperaturregelsystem, z. B. eine thermostabilisierende Kammer oder einen Kühler, das mit dem Kreislauf betrieblich verbindbar ist,
- - eine Fördermengenregelungseinheit für das Medium bei kleinen Volumenströmen,
- - ein System der Eichzähler, das mit dem genannten geschlossenen Kreislauf (401) betrieblich verbindbar ist,
- - ein System der zu eichenden Zähler, das mit dem Kreislauf betrieblich verbindbar ist,
- - ein im Rohrleitungssystem Überdruck erzeugendes Medium-Einblassystem,
- - ein System von Hochdruckflaschen mit verschiedenen Gasen, das mit dem geschlossenen Kreislauf der Prüfanlage betrieblich verbindbar ist und
- - einen im Kreislauf des strömenden Mediums reinigenden Filter.
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Das System zum Einblasen des Mediums fördert das benötigte Medium in den geschlossenen Kreislauf der Anlage, bis der gewünschte Druck erreicht ist. Somit wird das System im geschlossenen Kreisprozess betrieben. Wird die Turbine des Mediumströmungserzeugers eingeschaltet, so entsteht eine Mediumströmung in der Rohrleitung des geschlossenen Kreislaufs der Anlage. Die thermostabilisierende Kammer nimmt die Mediumströmung auf und überwacht ihre Temperatur. Das System der Eichzähler und das System der zu eichenden Zähler messen den Durchfluss des Mediums, das über die Rohrleitung der Anlage fließt. Der Fehler wird dadurch ermittelt, dass die jeweiligen durch den zu eichenden Zähler und den Eichzähler unter genormten Bedingungen gemessenen Mediummengen verglichen werden.
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Die Gaszählereichanlage im geschlossenen Druckkreislauf kann kompakt und dabei effizient gestaltet sein. Diese Anlage macht es den Herstellern der Gasdurchflusszähler möglich, ein Feedback (Rückmeldungen) über die ggf. notwendigen Konstruktionsänderungen der Gasdurchflusszähler schnell zu bekommen. Dadurch kann man sowohl Zeit als auch andere Ressourcen zur Entwicklung von neuen Produkten einsparen. Darüber hinaus zeichnet sich diese Anlage durch einen viel niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Gasumlaufsystemen aus und ist somit wirtschaftlicher.
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Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das System der zu eichenden Zähler nach dem System der Eichzähler im Sinn der Strömungsrichtung angeordnet ist. Dabei ist die Rohrleitung des Hochdruckkreislaufs mit einer Einrichtung zur Notentgasung des Kreislaufs samt einer Gasanzeige versehen. Zwischen den Abschnitten der Rohrleitung des Hochdruckkreislaufs sind schwingungsdämpfende Zwischenstücke eingebaut. Ferner sind ein Vakuumverdichter zur Entfernung von Gasresten aus dem geschlossenen Hochdruckkreislauf sowie eine Inertgaseinheit vorgesehen, die an die Rohrleitung des Hochdruckkreislaufs (401) angeschlossen ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor:
- - einen E-Motor, der außerhalb des geschlossenen Strömungskreislaufs angeordnet ist und mit Hilfe einer Hydraulikpumpe einen Hydromotor antreibt, der sich im geschlossenen Mediumkreislauf befindet,
- - eine Turbine, die im geschlossenen Kreislauf angeordnet ist, durch den Hydromotor angetrieben wird und die die Gasströmungsgeschwindigkeit im geschlossenen Rohrleitungssystem der Prüfanlage generiert und steuert,
- - einen zusätzlichen geschlossenen Kreislauf des Hydraulikantriebs des Medium-Strömungserzeugers, der mit einem E-Motor, einer Hydropumpe, einem Kühler und einem Hydromotor versehen ist, der die Turbine antreibt.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Blockbild der Gaszählereichanlage im geschlossenen Druckkreislauf und
- 2 ein Funktionsschaltbild der Gaszählereichanlage im geschlossenen Druckkreislauf.
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Die 1 - 2 und deren nachfolgende Beschreibung offenbaren spezifische Beispiele der Erfindung, um die Fachkräfte in diesem Fachbereich in die Ausführung und die optimale Anwendung dieser Erfindung einzuweisen. Um die wesentlichen Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern, sind manche Aspekte der Erfindung vereinfacht oder ausgelassen. Die unter diese Erfindung fallenden und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausgestaltungen werden dem Fachmann verständlich sein. Der Fachmann wird auch die weiter unten beschriebenen Besonderheiten verstehen, welche auf verschiedene Weise kombinierbar sind, um zahlreiche Ausgestaltungen dieser Erfindung erreichen zu können. Somit beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf die bestimmten unten beschriebenen Beispiele und ist durch die Ansprüche der Erfindung und ihre Äquivalente definiert.
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1 zeigt eine Gaszählereichanlage 400 im geschlossenen Druckkreislauf als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 zeigt eine Prüfanlage 500 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Prüfanlage 400, 500 gemäß der Erfindung enthält:
- - einen geschlossenen Hochdruck-Strömungskreislauf 401, 501, der Gas unter Druck enthalten kann,
- - einen Mediumströmungserzeuger (eine Turbineneinheit, ein Luftgebläsesystem) 402, 502 mit einem Hydraulikantrieb; der Mediumströmungserzeuger ist so ausgebildet, dass er eine hohe Strömungsgeschwindigkeit verschiedener Gase unter Hochdruck innerhalb des geschlossenen Kreislaufs der Anlage entwickeln kann,
- - ein Temperaturregelsystem (eine thermostabilisierende Kammer, einen Kühler) 403, 503, das mit dem genannten geschlossenen Kreislauf verbunden ist und die Temperatur des genannten Druckgases einstellen kann,
- - eine Fördermengenregelungseinheit für das Medium bei kleinen Volumenströmen 404, 504,
- - ein System der Eichzähler (eine Eichleitung) 405, 505, die mit dem genannten geschlossenen Kreislauf verbunden ist und die Durchflussmessung des genannten Druckgases ermöglicht,
- - ein System der zu eichenden Zähler (eine Betriebsleitung) 406, 506, das mit dem genannten geschlossenen Kreislauf verbunden ist und den Anschluss des zu prüfenden Zählers ermöglicht, um den Durchfluss des genannten Druckgases zu messen,
- - ein Medium-Einblassystem 407, 507, um Überdruck im Rohrleitungssystem (im geschlossenen Kreislauf) der Anlage zu erzeugen; das Medium-Einblassystem ist so ausgebildet, dass verschiedene Gase in die Anlage gefördert werden können, bis der gewünschte Druck erreicht ist,
- - ein System von Hochdruckflaschen 408, 508 mit verschiedenen Gasen, das es ermöglicht, verschiedene Gase unter Hochdruck im geschlossenen Kreislauf der Prüfanlage zu fördern,
- - einen Vakuumverdichter 413, 513, der so eingerichtet ist, dass Restluft, verschiedene Gasreste und Feuchte aus dem geschlossenen Kreislauf der Prüfanlage entfernt werden und
- - einen Filter 411, 511, um die Verunreinigungen aus der im geschlossenen Kreislauf der Prüfanlage umlaufenden Strömung zu entfernen und die Verschmutzung der Eichzähler zu vermeiden.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung sind folgende Definitionen zu beachten.
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Der Strömungskreislauf 401, 501 umfasst eine Rohrleitung oder eine geschlossene Struktur, die ein Gas enthält.
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Der Medium-Strömungserzeuger (die Turbineneinheit, das Luftgebläse-System) 402, 502 ist vorgesehen, um eine hohe Strömungsgeschwindigkeit des genannten Gases unter Hochdruck im geschlossenen Kreislauf 401, 501 der Prüfanlage 400, 500 zu entwickeln. Dabei ist der Medium-Strömungserzeuger durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- - Vorhandensein eines E-Motors 516, der außerhalb des geschlossenen Strömungskreislaufs angeordnet ist und mit Hilfe einer Hydraulikpumpe 517 einen Hydromotor 519 antreibt, der sich im geschlossenen Mediumkreislauf 401, 501 befindet,
- - Vorhandensein eines zusätzlichen geschlossenen Kreislaufs 525 mit einem Hydraulikmedium; das Hydraulikmedium hilft dabei, das Drehmoment (Bewegung) vom E-Motor außerhalb des Hochdruck-Strömungskreislaufs 401, 501 auf die Turbine innerhalb des Hochdruck-Strömungskreislaufs 401, 501 zu übertragen,
- - Vorhandensein einer Turbine 520 innerhalb des geschlossenen Hochdruck-Strömungskreislaufs 401, 501, die durch den Hydromotor 519 angetrieben wird.; die Turbine 520 ist vorgesehen, um die Gasströmung im geschlossenen Rohrleitungssystem der Prüfanlage zu steuern; beim Einschalten der Turbine 520 entsteht eine Mediumströmung in der Rohrleitung der Anlage; die Hauptvorteile dieses Mediumströmungserzeugers 402, 502 sind:
- - Anordnung des E-Motors 516 außerhalb des (explosionsgefährlichen) Mediums; im Gegensatz zu den bekannten technischen Lösungen ist es dadurch nicht mehr nötig, die Explosionssicherheit und den Explosionsschutz der Ausrüstung zu gewährleisten;
- - fehlende Erhitzung des Mediums durch den E-Motor 516,
- - beachtliche Verminderung des Stromverbrauchs, um das Medium zu kühlen,
- - Vorhandensein eines Kühlers 518 für die Hydraulikflüssigkeit, um einen noch höheren Grad der Temperaturstabilisierung im geschlossenen Kreislauf sicherzustellen.
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Das Temperaturregelsystem (die thermostabilisierende Kammer, der Kühler) 403, 503 ist vorgesehen, um das Medium (Gas unter Druck) zu kühlen und eine konstante Gastemperatur aufrechtzuerhalten. Die thermostabilisierende Kammer 403, 503 nimmt die Mediumströmung auf und überwacht (regelt) ihre Temperatur.
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Die Fördermengenregelungseinheit 404, 504 des Mediums bei kleinen Volumenströmen ist dadurch gekennzeichnet, dass sie parallel eingebaute Leitungen der Schalldüsen enthält. Diese Schalldüsenleitungen sorgen für eine hohe Bewegungsstabilität der Mediumströmungen bei kleinen Mediumvolumenströmen.
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Die Fördermengenregelungseinheit ist auch dadurch gekennzeichnet, dass sie ein System von Absperrarmaturen enthält, das dabei hilft, die benötigten Umschaltungen zu tätigen und den Bereich der Strömungsmenge zu regeln.
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Das System der Eichzähler (die Eichleitung) 405, 505 besteht aus Eichzählern, Absolutdruckgebern und Temperaturgebern, deren Angaben in die Steuerung 414, 514 übertragen werden. Um die bei Betriebsbedingungen abgelesenen Zähleranzeigen auf Normalbedingungen umzurechnen, werden die Anzeigen der Absolutdruckgeber und der Temperaturgeber benutzt.
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Das System der zu eichenden Zähler (Betriebsleitung) 406, 506 besteht aus einem teleskopierbaren Ausgleichselement 415, 515, einem zu eichenden Zähler, einem Absolutdruckgeber und einem Temperaturgeber, deren Messdaten an das Steuersystem 414, 514 übertragen werden. Das teleskopierbare Ausgleichselement 415, 515 ermöglicht es, den zu eichenden Zähler an der Betriebsleitung luftdicht zu befestigen. Um die Zählerstände von Arbeitsbedingungen auf Normalbedingungen umzurechnen, werden die Messdaten der Absolutdruckgeber und der Temperaturgeber benutzt.
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Das System der zu eichenden Zähler (die Betriebsleitung) 406, 506 ist erforderlich, um den Zähler zu prüfen (zu kalibrieren, zu eichen). Es besteht aus einem zu prüfenden Messgerät, das für die Prüfung mit einem genannten Gas eingestellt ist, und aus Schnittstelleneinheiten, um den zu prüfenden Zähler mit dem Strömungskreislauf 401, 501 der Achse der Messleitung entlang zu verbinden. Das System der zu eichenden Zähler (Betriebsleitung) 406, 506 ist mit dem genannten geschlossenen Kreislauf 401, 501 verbunden und so ausgebildet, dass der zu prüfende Zähler daran angeschlossen werden kann, um den Durchfluss des genannten Druckgases zu messen. Das System 406, 506 ist durch das Vorhandensein einiger parallelgeschalteter Arbeitszellen gekennzeichnet. Jede der Arbeitszellen kann je einen zu prüfenden (zu kalibrierenden, zu eichenden) Zähler (Gasdurchflusszähler) aufnehmen. Jede der genannten Arbeitszellen ist für einen spezifischen Durchflussbereich vorgesehen.
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Die Anlage 400, 500 zeichnet sich dadurch aus, dass das System der zu eichenden Zähler 406, 506 im Sinn der Strömungsrichtung nach dem System der Eichzähler 405, 505 angeordnet ist. Dadurch wird vermieden, dass die Verunreinigungen aus den zu eichenden Zählern in die Eichzähler gelangen können.
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Das zu prüfende Messgerät und ein oder mehrere Eichzähler messen die Geschwindigkeit der in der Rohrleitung der Anlage umlaufenden Gasströmung. Die Steuerung 414, 514 vergleicht die abgelesenen Messdaten von Eichzählern und von den zu prüfenden Messgeräten, um die Genauigkeit des zu prüfenden Messgeräts zu überprüfen oder das zu prüfende Messgerät zu kalibrieren.
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Der Messabschnitt für die Montage des zu eichenden (zu kalibrierenden) Zählers wird aus einem Satz genormter Bauelemente ausgebildet, und zwar aus kegelförmigen Übergangsstücken und geflanschten Abschnitten der Rohrleitung (geraden Abschnitten). Die Bauelemente des Messabschnitts werden zentriert, um sie axial auszurichten. Das wird mit Hilfe von verfahrenstechnischen Untersätzen erreicht, die das Gerüst entlang über waagerechte Führungen verfahrbar sind. Um das teleskopierbare Ausgleichselement und die Schieber zu steuern, wird der Verdichter benutzt. Um die Elemente des Messabschnitts sicher abzustützen, ist eine starre Tragkonstruktion (Metallgerüst) den ganzen Messabschnitt entlang angeordnet. Die Verbindungsrohrleitungen sind aus Edelstahl gebildet und vorgesehen, um alle Baugruppen der Prüfanlage miteinander zu verbinden.
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Die Steuerung 414, 514 steuert die Prüfanlage automatisch und ist für die Auswertung der Anzeigen der Druck- und Temperaturgeber sowie der Eichzähler und der zu eichenden Zähler vorgesehen. Diese Steuerung 414, 514 zielt darauf ab, die Messdaten der Eichzellen und der zu prüfenden Zähler im genannten System der zu eichenden Zähler 406 zu vergleichen und das zu prüfende Messgerät nachher ggf. zu kalibrieren.
Das Medium-Einblassystem 407, 507 dient dazu, das Gas in den Kreislauf 401, 501 zu fördern. Das Zweidecksystem von Hochdruckflaschen 408, 508 des Medium-Einblassystems 407, 507 ist vorgesehen, um den benötigten Druck im Rohrleitungssystem (im geschlossenen Kreislauf) 401, 501 der Prüfanlage 400, 500 aufzubauen. Dabei können jeweils verschiedene Gase in das Drucksystem der Prüfanlage eingeblasen werden, bis der gewünschte Druck erreicht ist. Das bezogene System der Hochdruckflaschen auf zwei Ebenen mit den verschiedenen Gasen 408, 508 besteht aus einem Untersystem der Flaschen mit einem Druck von 200 - 300 bar sowie einem Untersystem der Flaschen mit einem Druck von 30 - 50 bar, vorzugsweise mit einer separaten Aufwärmung. Das Gas, das für die Prüfungen (die Kalibrierung, Eichung) von Messern (Gasdurchflussmessern) erforderlich ist, wird aus den Flaschen mit einem Druck von 200 - 300 bar den Flaschen mit einem Druck von 30 - 50 bar zugeführt. Ferner wird das Gas aus den Flaschen mit dem Druck von 30 - 50 bar in den geschlossenen Hochdruckkreislauf hineingepumpt.
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Der Hochdruckverdichter 409, 509 ist eingerichtet,
- - um das Medium aus dem geschlossenen Kreislauf 401, 501 in die Gasflaschen rückzuführen,
- - um eine solche Druckerhöhung im Kreislauf 401, 501 und den Gasflaschen sicherzustellen, die dem Druckverlust in der Prüfanlage 400 und im Gasflaschensystem 408, 508 gleich ist.
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Ein Dämpfungsbehälter 410, 510 trägt dazu bei, dass der Druck in der Strecke vom Kreislauf 401 zum Verdichter 409, 509 hin stufenlos abgebaut wird. Er sorgt für den Schutz des Verdichters gegen eventuelle Schäden, wenn ein hoher Druck im Kreislauf 401, 501 vorliegt.
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Der Filter 411, 511 wird in die Rohrleitung des Hochdruckkreislaufs 401, 501 eingebaut. Er ist eingerichtet, um Verunreinigungen aus der im geschlossenen Kreislauf 401, 501 der Prüfanlage 400, 500 umlaufenden Strömung zu entfernen und der Verschmutzung der Eichzähler vorzubeugen.
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Die Inertgas-Einheit 412, 512 mit dem Hochdruckleitungskreis 401, 501 liefert Inertgas in den geschlossenen Hochdruckkreislauf 401, 501.
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Der Vakuumkompressor 413, 513 ist für die Entfernung von Restgasen aus dem geschlossenen Kreislauf 401, 501 vorgesehen.
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Die Hochdruck-Pipelineschaltung 401, 501 mit einer Gasentfernungsvorrichtung der Notlaufschaltung 421, 521 ist mit dem Indikatorgas versehen.
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Die Funktionsweise der Prüfanlage 400, 500 ist:
- - Ein bestimmtes Gas, das für die Prüfung des jeweiligen Zählers (Gasdurchflusszählers) nötig ist, wird aus dem System der Gasflaschen 408, 508 des Medium-Einblassystems 407, 507 in den geschlossenen Kreislauf 401, 501 der Prüfanlage 400, 500 gefördert. Das heißt, das Medium-Einblassystem 407, 507 beaufschlagt den Kreislauf 401, 501 mit diesem Gas stufenlos, bis der benötigte Druck erreicht ist.
- - Nachdem der vorgegebene Mediumdruck (Gasdruck) im Kreislauf 401, 501 erreicht ist, löst der Medium-Strömungserzeuger 402, 502 die Strömungsbewegung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit im Kreislauf 401, 501 aus.
- - Die genannte Strömung fließt über das System der Eichzähler 405, 505 und das System der zu eichenden Zähler 406, 506.
- - De Steuerung 414, 514 vergleicht die Durchflussmengen des genannten Gases, die jeweils vom System der Eichzähler 405, 505 und vom System der zu eichenden Zähler 406, 506 (des zu prüfenden Messgeräts) gemessen sind, und kalibriert nachfolgend das zu prüfende Messgerät unter Beachtung der ermittelten Vergleichsergebnisse.
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Zwischen der thermostabilisierenden Kammer 403, 503 und der Eichleitung 405, 505 sind schwingungsdämpfende Zwischenstücke eingesetzt. Diese verhindern die Übertragung von mechanischen Hochfrequenzschwingungen von der Turbine 520 samt Hydromotor 519 an die Eichleitung 405, 505 sowie von der Eichleitung an die Betriebsleitung 406, 506.
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Um die Übertragung von „akustischen Pulsationen“ (Geräuschpulsation) von der Eichleitung in die Betriebsleitung zu vermeiden, wird eine Strömungsaufbereitungseinheit eingesetzt.
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Wird ein Ventilator eingeschaltet, so stellt sich in der Rohrleitung der Prüfanlage eine Gasströmung ein. Die Gasdurchflussmenge kann dadurch geregelt werden, dass die Drehzahl des Ventilators geändert wird. Einer der Eichzähler überwacht dabei die Durchflussmenge (m3/Stunde). Die Gerätetechnik der Prüfanlage zählt dabei die Impulse, die von dem zu eichenden Zähler und vom Eichzähler jeweils innerhalb von einem vorgegebenen Intervall erzeugt werden. Diese Anzahl wird dann jeweils mit einer jeweiligen Impulswertigkeit multipliziert, die für jeden zu eichenden Zähler und den Eichzähler individuell festgelegt ist. Auf diese Weise werden die Gasmengen unter Betriebsbedingungen ermittelt. Dann erfolgt die Umrechnung der Gasmengen auf Normalbedingungen. Der Fehler wird berechnet, indem die vom zu eichenden Zähler und vom Eichzähler gemessenen Gasmengen unter Normalbedingungen verglichen werden.
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Es sind einige Möglichkeiten vorgesehen, um den Messzyklus einzuschränken. Es kann sich dabei um eine vorgegebene Anzahl der Impulse eines Master-Zählers, eine vorgegebene Gasmenge oder eine vorgegebene Prüfdauer handeln. Der Messzyklus kann auch alternativ manuell eingeschränkt sein.
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Die Gaszählereichanlage 400, 500 im geschlossenen Druckkreislauf hat zahlreiche Vorteile im Vergleich zu den bekannten Erfindungen. Die Prüfanlage 400, 500 kann einige Stunden lang laufen. Das Medium braucht nicht ins Freie abgeleitet zu werden. Folglich können die erwähnten Lärmprobleme vermieden werden, die beim Ausblasen des Systems normalerweise entstehen. Die Abmessungen der Prüfanlage 400, 500 sind kleiner als die der bekannten Anlagen. Die Prüfanlage 400, 500 kann klein genug dimensioniert sein, um die Inneninstallation in einem Gebäude zu ermöglichen. Die Prüfanlage 400, 500 ist preiswerter im Vergleich zu den bekannten Testanlagen. Sie wird mit weniger teuren Baugruppen bestückt und ist dadurch für viele Firmen bezahlbar.
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Wie bereits oben erwähnt, benutzt die Testanlage 200 von Southwest Research Institute einen sehr großen Verdichter, der zu viel Wärme an das Gas abgibt. Somit setzt die Testanlage 200 von Southwest Research Institute ein sehr groß dimensioniertes Kühlsystem voraus. Ein großer Verdichter und ein großes Kühlsystem werden unvermeidlich sehr viel elektrische Energie verbrauchen.
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Der Medium-Strömungserzeuger 402, 502 der beanspruchten Prüfanlage 400, 500 hat einen E-Motor 516, der außerhalb des geschlossenen Kreislaufs 401, 501 angeordnet ist. Die vom E-Motor 516 während des Betriebs entwickelte Energie wird in die Umgebung abgeleitet. Es liegt also kein direkter Kontakt vor, und die Wärme wird nicht an das Medium im geschlossenen Kreislauf 401, 501 übertragen. Die Turbine 520 mit dem Hydromotor 519 der Prüfanlage 400, 500 ist relativ klein. Dank dem Hydromotor 519 wird das Medium praktisch sehr wenig erwärmt. Dabei ist ein zusätzlicher Kreislauf 525 mit einer Hydraulikflüssigkeit vorhanden, die durch einen Kühler 518 fließt. Somit wird praktisch völlig vermieden, dass die vom Strömungserzeuger 502 entwickelte Energie an das Medium 401, 501 im geschlossenen Kreislauf gelangt. Somit braucht die Prüfanlage 400, 500 nur eine kleine thermostabilisierende Kammer 403, 503, um die Wärme wegzuschaffen, die im Medium infolge seiner Bewegung sowie infolge der Hydromotordrehung entsteht. Folglich, um die Temperatur des Mediums zu stabilisieren, ist viel weniger Strom erforderlich als bei den bekannten Testanlagen.
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Die Anwendung eines Zweidecksystems mit Gasflaschen 508 ermöglicht einen schnellen Mediumwechsel im geschlossenen Kreislauf und folglich die Durchführung der Gaszählereichung genau mit dem Medium, das nachher beim Betrieb der Gaszähler verwendet wird. Die Vorwärmung 524 der Gasflaschen in der zweiten Ebene 523 des Zweidecksystems sorgt für eine zusätzliche Stabilisierung der Mediumtemperatur im geschlossenen Kreislauf.
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Aufgrund des Einsatzes des Hydraulikantriebs für die Turbine 520 im Medium-Strömungserzeuger 502 entfallen komplizierte technische Lösungen, um die Explosionssicherheit des Strömungserzeugers und der gesamten Prüfanlage sicherzustellen.
