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Gerät zum Messen der Durchflußmenge nach dem Teilstrommeßverfahren
Die Erfindung betrifft Geräte zum Messen der Durchflußmenge nach dem Teilstrommeßverfahren
mit einer im Hauptstrom befindlichen Hauptdrossel und einer Neben drossel in dem
abgezweigten Teilstrom sowie einem dieser Drossel nachgeschalteten Ventil, dessen
Ventilkörper von einer dem Druckabfall an der Hauptdrossel ausgesetzten Membran
gesteuert wird. Bei den bekannten Einrichtungen drückt bei steigendem statischem
Druck auf der ventillosen Seite der Membran, und zwar auf einem Querschnitt in der
Größe des Ventilsitzquerschnittes eine zunehmende Kraft ohne Gegenkraft im Ventilsitzquerschnitt,
welche beim Öffnen des Ventils als schließende Störung wirkt. Bisher mußte der Ventilsitz
bei zunehmendem statischem Druck um einen Weg von 1 bis 3 mm axial nach außen herausgedreht
werden, um durch eine Anspannung der Membran eine das Ventil öffnende Gegenkraft
gegen die schließende Kraft des steigenden Druckes zu erreichen. Umgekehrt mußte
bei stark fallendem statischem Druck der Ventilsitz entsprechend hineingedreht werden,
bis die Membran entsprechend entspannt war.
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Diese Verstellungen konnte man natürlich nicht dauernd durchführen,
so daß zunächst nur ein sehr enger statischer Druckbereich zulässig war.
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Es ist bei einer vorgeschlagenen Einrichtung bereits durch Druckentlastung
des Ventils ein großer Druckbereich ermöglicht worden, wobei aber ein zusätzlicher
Druckregler eingesetzt wurde.
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Durch die vorliegende Erfindung wird ebenfalls selbsttätig der statische
Druckbereich des Ventils entscheidend erweitert, nun aber mit dem Vorteil, daß ein
zweiter Druckregler erspart wird.
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Die Erfindung bezweckt, die Meßgenauigkeit dieser Geräte bei wechselndem
statischem Druck in der Hauptleitung zu erhöhen. Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, den Einfluß des Soges, der den Ventilkörper an seinen Sitz heranzieht
und der mit dem statischen Druck wächst, auf neuartige Weise auszuschalten.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Ventilsitz
im Ventilgehäuse in axialer Richtung unter dem Druck des strömenden Mediums entgegen
der Wirkung eines federnden Teils in an sich bekannter Weise verschiebbar ist.
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Hierdurch wird eine selbsttätige mechanische Ventilentlastung durch
eine als Gegenkraft wirkende, mit dem Druck veränderliche Anspannung der Ventilmembran
erreicht.
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Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In
der Zeichnung (Längsschnitt)
bezeichnet 21 die eine und 22 die andere Hälfte eines
Membrangehäuses, das durch eine Membran in zwei Gehäuseräume 23 und 24 unterteilt
ist, die über eine Leitung 25 oder 26 mit einem Wirkdruckgeber verbunden sind. Während
der Randteil 27 der Membran nur aus einem elastischen Werkstoff, wie Gummi od. dgl.,
besteht, hat die Membran in der Mitte einen kreisförmigen versteiften Teil, mit
dem sie zur Anlage an das Gehäuse kommen kann. Dieser Teil besteht aus einer Metallplatte
28 mit beiderseitigem Überzug 29 aus Gummi od. dgl. und trägt den Ventilkörper 30.
An den der Membran zugekehrten Seiten sind die Gehäusehälften mit ringförmigen Rillen
31 und mit speichig verlaufenden Rillen 32 versehen, um ein Kleben der Membran zu
verhüten. Die Gehäusehälfte 22 hat eine Ausbohrung33, in deren Grunde eine verhältnismäßig
dünne und daher federnde Ringplatte34 liegt, die nach der Mitte zu einen Stutzen35
trägt, der zweckmäßig mit der Platte 34 aus einem Stück besteht.
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Die Platte 34 wird wie eine Stopfbüchse durch eine Brille 36 festgehalten,
die ihrerseits mit Schrauben 37 an der Gehäusehälfte 22 gehalten wird. Im Stutzen
35 schraubt sich ein Bolzen 38 mit Gewinde 39, der oben den Ventilsitz40 trägt und
eine Längsbohrung 41 zum Abfluß des strömenden Mediums hat. An den mit Gewinde39
versehenen Bolzenteil schließt sich ein glatter Teil 42 an, der von einer'Stopfbüchsenpackung43
umgeben ist, die ihrerseits von einer Kappe 44 umfaßt wird. Die Kappe 44 erhält
ihren Anzug von einer Mutter 45, die sich auf einem Gewindeteil 46 des Bolzens schraubt.
Weiter unten hat der Bolzen noch eine Querbohrung 47 zum Angriff eines Hakenschlüssels.
Über der Platte 34 hat die Gehäusehälfte 22 noch eine ringförmige Ausdrehung48,
in die vom Raume 24 aus in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise das strömende
Medium eintreten und somit die Platte 34 belasten kann.
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Soll der Ventilsitz 40 verstellt werden, so wird nach Entfernen der
Ableitung am unteren Ende des Bolzens 38 und Lösen der Mutter 45 der Bolzen 38 ein-
oder ausgeschraubt, wodurch der Ventilsitz40 in axialer Richtung verstellt wird.
Nach seiner gehörigen Einstellung wird die Mutter 45 wieder angezogen, womit der
Bolzen 38 gegenüber dem Gehäuse, bestehend aus der Hälfte 21, 22, festgestellt und
zugleich abgedichtet ist.
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Zum Verständnis der Erfindung nehme man zunächst an, daß der statische
Druck in der Rohrleitung, deren Durchflußmenge zu messen ist, immer derselbe bleibt
und die Platte 34 eine solche Stärke hat, daß sie hier als starr anzusehen ist.
Durch Hinein- oder Herausschrauben des Bolzens 38 wird man den Ventilsitz 40 zum
Ventilkörper 30 so einstellen, daß sich genaue Meßergebnisse ergeben.
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Hierbei ist zu beachten, daß sich der Ventilkörper 30 dem Ventilsitz
40 nicht unbegrenzt nähern kann, weil die Membran, bestehend aus den Teilen 27,28,
29, durch die Platte 28 im mittleren Bereich eine gewisse Steifigkeit hat und mit
diesem steifen Teil sich gegen die ihm zugekehrte Fläche des Ventilgehäuses legt.
Nun ist, wie allgemein bekannt, die durch die Längsbohrung41 abströmende Menge des
Mediums bei Strömungsteilern abhängig von dem Druckunterschied am Wirkdruckgeber
und damit in den Gehäuseräumen 23 und 24. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese
Menge auch durch den statischen Druck beeinflußt wird, d. h. den Druck, der in der
Rohrleitung, deren Durchflußmenge zu messen ist, und damit auch im Strömungsteiler,
besonders im Raum 24 überhaupt herrscht. Dies geht darauf zurück, daß die Stellung
der Membran auch beeinflußt wird von dem am Ventil, bestehend aus den Teilen 30,40,
entstehenden Sog, der den Ventilkörper 30 an den Ventilsitz 40 heranzieht. Dieser
Sog wächst aber mit dem zunehmenden statischen Druck. Ist nun der starr gelagerte
Ventilkörper 40 so eingestellt, daß er beispielsweise den Sog für 5 atü berücksichtigt,
also für diesen den richtigen Teilstrom an die Längsbohrung 41 abgibt, so würde
er bei 10 atü zu wenig abgeben, weil der Sog größer ist. Da nun aber bei der vorliegenden
Bauart die Platte 34 durch den Druck des strömenden Mediums nach außen gedrückt
wird und sich damit der wirksame Abstand des Ventilsitzes 40 vom Ventilkörper 30
vergrößert, so wird auch bei diesem höheren Druck das Ventil
30,40 die richtige Menge
durch die Längsbohrung 41 abgeben.
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Die Federung der Platte 34 kann man z. B. durch eine einstellbare
Schraubenfeder verändern.
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Durch das Hinein- oder Herausschrauben des Ventilsitzes 40 in der
Federung der Platte 34 kann dieser im Gehäuse 21,22 in axialer Richtung leicht verstellt
werden, wodurch die Geräteinstellung erleichtert wird.