DE1296397B - Verbundfluessigkeitszaehler - Google Patents

Description

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Gegenstand der Patentanmeldung P 12 84 109.7- sen oder so verformt, daß sie kaum noch eine Schalt-52 ist ein Umschaltventil für Verbundflüssigkeits- hemmung größeren Stils hervorrufen können. Verzähler, bestehend im wesentlichen aus einem bogen- hindert infolge großer Mediumsgeschwindigkeit werförmig sich bewegenden Klappenkörper und einer in den Ablagerungen an den Wänden der Führungsder Schließstellung in einer Erweiterung des Neben- 5 kanäle, die zu ungünstigen Spaltverengungen führen kanals nur vom Nebenzählermedium umflossene würden. Letztere wären, insbesondere beim Schlie-Steuereinrichtung, wobei diese ein an einem die Ent- ßen des Umschaltventils, unangenehm, weil sie ein zu lastung mitbestimmenden Hebelarm befindliches und starkes Bremsen der fallenden Schaltklappe vermit dem Klappenkörper verbundenes sowie mit ihm Ursachen könnten; ein Umstand, der möglichst zu schwenkbares Glied, wie Teller od. dgl., darstellt, das io vermeiden ist. Eine bestimmte Fallgeschwindigkeit beim Öffnungsvorgang nach Durchlaufen des erwei- der Schaltklappe ist nämlich notwendig beim Anterten Raumes im Nebenkanal in eine einen gleich- legen des Klappentellers bzw. der an oder in diesem mäßigen Abstand zu ihm aufweisende enge Drossel- befestigten Dichtung auf den Dichtsitz am Hauptstelle eintaucht und diese durchläuft, bei dem zwi- durchhang des Umschaltventils. Diese hält den sehen einem erweiterten Raum im Nebenkanal und 15 Hauptdurchgang in der Schließstellung der Schalteiner engen Drosselstelle am Ende der Laufbahn ein klappe geschlossen, so daß ein Durchfluß nur über bogenförmig ausgebildeter, das schwenkbare Steuer- den Nebenzähler möglich ist. Gerade in der Anlegeglied in geringem Abstand umgebender einstufiger phase sind bei Verbundzählern sehr oft Meßfehler Drosselkanal angeordnet ist. möglich, die manchmal ein erhebliches Ausmaß be-

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß wäh- 20 tragen. Die Ursache hierfür liegt eindeutig in der zu rend der Öffnungsfunktion des Umschaltventils durch geringen Fallgeschwindigkeit der im Schließen bedas Steuerglied eine bestimmte Vordrosselung des griffenen Schaltklappe. In dieser Situation ist sogar Nebenstroms herbeigeführt wird. Das Steuerglied ein Schwebezustand der Schaltklappe möglich, wenn tritt schon nach kurzem, für die Umschaltung gerade der Durchfluß so allmählich absinkt, daß sich die noch vertretbarem Hub in den Drosselkanal ein und 25 Klappe infolge ungünstiger Stauverhältnisse dem durchläuft ihn berührungslos mit geringem Spiel. Die Ventilsitz nicht mehr nähern kann. Hiebei fließt der dabei auftretenden Kräfte sind so groß, daß das überwiegende Teil des Mediums über den Neben-Steuerglied sowie der mit diesem verbundene Klap- zähler, während nur Restmengen durch den Hauptpenkörper sehr schnell angehoben werden. Zwischen- zähler laufen, der diese infolge seiner Größe nicht Stellungen der Schaltklappe sind dabei so gut wie un- 30 mehr genau genug oder auch gar nicht erfassen kann, möglich. Infolge der schnellen, reibungslosen öff- Durch die erfindungsgemäße Aufgabe, nämlich ein nungsbewegung des Steuergliedes einerseits und einer genügend schnelles Fallen der Schaltklappe zu erbesonderen Dichtungsmaßnahme am Hauptkanal zielen, werden diese Meßfehler vermieden, welche andererseits werden Meßfehler beim Umschalten insbesondere bei dem Schwebezustand sehr erheblich weitgehend verhindert. Durch die Erfindung nach 35 sein können.

der Hauptpatentanmeldung besteht somit die Mög- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch ge-

lichkeit, auch für die Umschaltphase genaue Meß- löst, daß der bogenförmige Drosselkanal zweistufig fehlergrenzen einzuhalten, also die nach DIN 19625 in sich verengende Vordrosselkanäle unterteilt ist zulässige Ausdehnung des Bereichs »ohne garantierte und daß die sich anschließende bogenförmig aus-Meßfehlergrenze« zu vermeiden. 40 gebildete Drosselstelle eine solche Länge aufweist,

Im Zuge der Weiterentwicklung des Gegenstandes daß das Steuerglied noch eine Wegstrecke darin verder Hauptpatentanmeldung ergab sich nun die Auf- bleibt, wenn der Klappenkörper den Führungsansatz gäbe, das öffnen des Umschaltventils noch schneller bereits verlassen hat.

als bisher zu vollziehen, d. h., die Öffnungsgeschwin- Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der

digkeit der gewichtsbelasteten Schaltklappe um ein 45 Vorteil erzielt, daß beim öffnen des Umschaltventils weiteres Maß zu vergrößern. Ebenso soll auch die das Steuerglied der Schaltklappe bereits nach kurzem Geschwindigkeit des Mediums innerhalb der Füh- Weg von der ersten Stufe des Kanals in die zweite rungskanäle wesentlich erhöht werden. Mit dem Stufe eindringt. Infolge der Querschnittsverkleinerung Drosselkanal nach der Hauptpatentanmeldung ist wird der zuvor auf das Steuerglied einwirkende Difnur eine zusätzliche Öffnungsbeschleunigung mög- 50 ferenzdruck nochmals so stark erhöht, daß die öfflich, die sich aus der Verkleinerung des Gewichtarms nungsgeschwindigkeit des Klappenkörpers wesentlich (Lastarm) beim öffnen ergibt, weil dieser dabei stetig zunimmt. Verstärkt wird durch den größeren Stauverringert wird, sonstige Beschleunigungsmaßnahmen effekt gleichzeitig auch der Druck auf den Klappensind nicht vorhanden. Da der Verdrehungswinkel der teller, weil hier eine Zunahme des Hauptstroms er-Schaltklappe bis zu ihrem Austritt aus den Kanal- 55 folgt, d. h., durch den Hauptzähler fließt jetzt der führungen allerdings nicht allzu groß ist, ist auch die größere Teil des Mediums, das in dieser Situation zusätzliche Beschleunigung bis zu diesen Stellen nicht den Verbundzähler durchläuft. Diese Umlenkung besehr wirksam. Höchstmögliche Öffnungsgeschwindig- wirkt, daß auch am Klappenteller ein größerer Difkeit erbringt aber den wesentlichen Vorzug, daß wäh- ferenzdruck als zuvor entsteht und somit ein weiterer rend der Schaltphase auftretende Hemmnisse leichter 60 Anlaß zur Klappenbeschleunigung. Die erfindungsüberwindbar sind als bei geringeren Geschwindigkei- gemäße Ausbildung der Drosselkanäle in zwei Stufen ten. Solche Hemmungen können z.B. am Klappen- ist somit eine entscheidende Hilfe bei Überwinden gelenk auftreten oder an den engen Ringspalten des eventueller Schalthemmungen durch eingespülte Steuergliedes sowie des Klappentellers und deren Ka- Fremdkörper, wie Sand, Rostteile usw., und bringt nalführungen, wenn kleine Fremdkörper eingeklemmt 65 dadurch eine bedeutende Funktionsverbesserung für werden, die erfahrungsgemäß immer wieder in den Verbundzähler.

Medien vorkommen. Bei hohen Geschwindigkeiten Die weiterhin noch gewollte Erhöhung der Me-

der Schaltorgane werden die Fremdkörper mitgeris- diumgeschwindigkeit innerhalb der bogenförmigen

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Fiihrungskanäle für den Klappenteller und das deckel 34 sowie durch die drei für die verschiedenen

Steuerglied wird einmal durch die Drosselkanäle er- Kraftmomente nötigen Hebellängen 20, 21 und 22.

reicht und in zweiter Linie durch die besondere Aus- Der gesamte Drosselkanal 6 ist unterteilt in zwei

bildung der Drosselstelle. Infolge der Abstufung tritt, Abschnitte, dem Vordrosselkanal 6 α und dem Vor-

wie bereits erwähnt, sowohl im Drosselkanal als auch 5 drosselkanal 6 b. An letzteren angesetzt ist die Dros-

in der Führung des Klappentellers eine Differenz- seistelle 7 in beliebiger Länge.

druckerhöhung ein, welche gleichzeitig auch zu der Beim Öffnungsvorgang, ausgehend vom Klappengewünschten Verstärkung der Mediumsgeschwindig- teller 2 mit Dichtung 27, wird die gesamte, um den keit in den Führungszonen führt. Gelenkbolzen 11 schwenkbare Schaltklappe mit dem

Mit der Festlegung, daß das Steuerglied noch eine io Gewicht 1, dem Klappenteller 2, dem Steuerglied 3,

Wegstrecke in der Drosselstelle verbleibt, wenn der dem Hebel 4 mit Auflage 4 a, der Dichtung 27 und

Klappenkörper bereits seinen Führungsansatz ver- der Gewichtsarme 29 infolge des in dieser Situation

lassen hat, wird bewirkt, daß innerhalb des gesamten am Ventilsitz 5 auftretenden Differenzdrucks etwas

Drosselkanals so lange eine hohe Mediumsgeschwin- aus der Schließstellung angehoben. Maßgebend hier-

digkeit vorliegt, bis der Gesamtdurchfluß durch den 15 bei ist die Hebellänge 20, die als Faktor bei dem jetzt

Verbundzähler so groß ist, daß sich hierdurch eine vorhandenen Kraftmoment dient. Das Medium fließt

ähnlich hohe Mediumsgeschwindigkeit einstellt. in dieser Phase allein durch den Nebenzähler und

Der infolge hoher Mediumsgeschwindigkeit auf- die Nebenkanäle. Am Hauptkanal 32 findet noch

tretende Spritz- bzw. Strahleffekt bei den Schalt- kein Durchfluß statt.

bewegungen hält die Führungskanäle über eine lange ao In Fortsetzung des Öffnungsvorgangs durchläuft Zeitdauer frei von ungünstigen Ablagerungen, so daß das Steuerglied 3 den erweiterten Raum im Nebendie Klappenfunktion ebensolange einwandfrei von- kanal 8 endgültig und dringt dann, infolge einer zustatten gehen kann, insbesondere der Schließvorgang. sätzlichen Differenzdruckwirkung, in den Vordrossel-Bei diesem wird durch den engeren Drosselkanal kanal 6 α ein. Bis hierher ist der Öffnungsvorgang jetzt auch ein anfangs etwas langsameres Absinken 25 identisch mit der Ausführung nach dem Hauptpatent, der gewichtsbelasteten Schaltklappe erreicht. Erst wobei als weiterer Kraftarm jetzt noch die Hebelwenn das Steuerglied in den Drosselkanal eindringt, länge 23 wirksam wird.

erfolgt der eigentliche Schließvorgang mit schnellem Im nächsten Stadium der öffnung des Umschalt-Auflegen auf den Ventilsitz als Endpunkt. Bei dieser ventils durchläuft das Glied 3 den Vordrosselkanal Schließfunktion werden die Aufschlaggeräusche auf 30 6 a und gleitet dann in den etwas engeren Vorein Mindestmaß gedämpft. drosselkanal 6 b. Zwischenzeitlich hat sich die Dich-

Das vorübergehende Verbleiben des Steuerglieds tung 27 vom Ventilsitz 5 gelöst. Erfindungsgemäß in der Drosselstelle kann auch zu einem andauernden wirken jetzt auf das Glied 3 und den Klappenteller 2 ausgeweitet werden, wenn der Wunsch besteht, den so starke Differenzdrücke ein, daß die Gesamtklappe Nebenstrom nach Zuschaltung des Hauptzählers stan- 35 wesentlich schneller als bei der Ausführung nach der dig zu drosseln. Die Drosselstelle wird dann so ver- Hauptpatentanmeldung so weit angehoben wird, bis längert, daß das Steuerglied auch bei endgültiger der Klappenteller 2 seine Kanalführung 9 bei 9 α ver-Offenstellung der Schaltklappe nicht aus ihr aus- läßt, während das Glied 3 nur vorläufig oder endtreten kann. Es gibt Fälle, bei denen eine solche gültig in der Drosselstelle 7 verbleibt. Beim Eindrin-Nebenstrombegrenzung angebracht ist, beispiels- 40 gen in diese wird der Flächendruck auf das Glied 3 weise um den Nebenzähler vor Überlastung zu nochmals verstärkt, ebenfalls der auf den Klappenschützen, teller 2. Maßgebend hierfür ist die weitere Verengung

Auch bezüglich der Verhinderung von funktions- der Drosselstelle 7 gegenüber dem Vordrosselkanal

schädlichen Ablagerungen in den Führungskanälen 6 b. Infolge des Abhebens der Dichtung 27 vom Sitz 5

der Schaltorgane bringt die erfindungsgemäße Aus- 45 wird der bis dahin wirksame Hebel 20 durch den

führung des Umschaltventils somit wesentliche Vor- etwas längeren Hebel 21 ersetzt, wodurch auch noch

teile. Ablagerungen waren im Flüssigkeitszählerbau eine Verstärkung der Öffnungskräfte eintritt,

schon immer ein schwer zu lösendes Problem und Bei weiterer Erhöhung des Durchflusses wird die

sind es auch heute noch. Mit den stufenförmigen Vor- Gesamtklappe letztlich bis zu einem Anschlag im

drosselkanälen wurde nun ein Mittel gefunden. 50 Ventildeckel 34 angehoben. Wahlweise kann dabei

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines das Glied 3, wie schon erwähnt, aus der Drossel-Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Es zeigt einen stelle 7 austreten oder in dieser verbleiben, das hängt senkrechten Schnitt durch das Umschaltventil mit der von der jeweiligen Länge der Drosselstelle 7 ab. Vom Schaltklappe in Schließstellung. Zeitpunkt des Abhebens der Dichtung 27 von ihrem

Der Schalteinsatz 35 wird im wesentlichen gebildet 55 Sitz 5 ist der Hauptzähler zum bereits laufenden

aus einem Gewicht 1, einem Klappenkörper (Klap- Nebenzähler zugeschaltet, der überwiegende Teil des

penteller) 2, einem Steuerglied 3, einem Hebel 4 mit Durchflusses geht durch den ersteren.

Auflage Aa, einem Ventilsitz 5, dem gesamten Beim Schließvorgang wird die fallende Klappe

Drosselkanal 6, einem erweiterten Raum im Neben- durch einen hydraulischen Effekt in ihrer Fallbewe-

kanal8, einem Führungsansatz 9 (Kanalführung für 60 gung aufgehalten, wenn der Durchfluß allmählich

den Klappenteller 2) mit Ausgangskante 9 a, einem absinkt. Bei plötzlicher Durchflußminderung erfolgt

Gelenkbolzen 11, einer Dichtung 27 und einem Ge- auch ein ebenso plötzliches Schließen, die Rastein-

wichtsarm 29. richtung wird dabei übersprungen. Maßgebend be-

Weitere für die Funktion des Umschaltventils not- teiligt an dem hydraulischen Effekt sind der Klappenwendige Vorgänge erfolgen durch den Nebenkanal 65 teller 2 mit seiner Kanalführung 9 sowie das Steuerim Ventilgehäuse 17, einem Durchgang 18, dem Ge- glied 3 mit der Drosselstelle 7. Das Rasten an den häuse-Innenraum 19, dem Ventilgehäuse 31 mit hierfür vorgesehen Stellen wird verursacht durch Hauptkanal 32, einem Abflußstutzen 33, dem Ventil- einen auf die beiden Steuerorgane 2 und 3 einwirken-

den Differenzdruck. Mit weiterem Absinken des Durchflusses verringert sich dieser Druck dann so weit, daß das durch das Gewicht 1 hervorgerufene Lastmoment die Haltekräfte überwinden kann und die Klappe weiter abwärts gleitet. Der Klappenteller 2 durchläuft seine bogenförmige Führung 9, während das Glied 3 zuerst die Drosselstelle 7, dann die Vordrosselkanäle 6 α und 6 b durchgleitet, um letztlich in den erweiterten Raum im Nebenkanal 8 einzutauchen. Der Schließvorgang ist beendet, wenn die Dichtung 27 wieder auf dem Sitz 5 aufliegt und nur noch der Nebenzähler oder kein Zähler mehr in Betrieb ist. Beim Durchgleiten des Drosselkanals 6 & ist die Fallgeschwindigkeit des Gliedes 3 sowie der mit diesem verbundenen Teile wegen des engen Querschnitts in 6 b noch nicht allzu hoch, damit ein zu starkes Aufschlagen der Klappe auf den Sitz 5 vermieden wird. Im Vordrosselkanal 6 a wird das Fallen aber bereits stark beschleunigt, um im erweiterten Raum des Nebenkanals 8 mit einem kurzen, prägnanten Fallhub (Schließeffekt) zu enden. Zwischenstellungen der Schaltklappe sind damit sowohl ■ beim öffnen als auch beim Schließen so gut wie ausgeschlossen.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Umschaltventil für Verbundflüssigkeitszähler, bestehend im wesentlichen aus einem bogenförmig sich bewegenden Klappenkörper und einer in der Schließstellung in einer Erweiterung des Nebenkanals nur vom Nebenzählermedium umflossenen Steuereinrichtung, wobei diese ein an einem die Entlastung mitbestimmenden Hebelarm befindliches und mit dem Klappenkörper verbundenes sowie mit ihm schwenkbares Glied, wie Teller od. dgl., darstellt, das beim Öffnungsvorgang nach Durchlaufen des erweiterten Raumes im Nebenkanal in eine einen gleichmäßigen Abstand zu ihm aufweisende enge Drosselstelle eintaucht und diese durchläuft, wobei zwischen dem erweiterten Raum und der engen Drosselstelle am Ende der Laufbahn ein bogenförmig ausgebildeter, das schwenkbare Steuerglied in geringem Abstand umgebender Drosselkanal angeordnet ist, nach Patentanmeldung P 12 84 109.7-52, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Drosselkanal (6) zweistufig in sich verengende Vordrosselkanäle (6 a und 6 b) unterteilt ist und daß die sich anschließende bogenförmig ausgebildete Drosselstelle (7) eine solche Länge aufweist, daß das Steuerglied (3) noch eine Wegstrecke darin verbleibt, wenn der Klappenkörper (2) den Führungsansatz (9) bereits verlassen hat.

2. Umschaltventil nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmige Drosselstelle (7) so verlängert ist, daß das Steuerglied (3) in der Offenstellung bis zum Endanschlag eines am Hebelarm (4) befestigten Gewichts (1) am Gehäusedeckel (34) in der Drosselstelle (7) verbleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen