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Volumetrischer Flüssigkeitszähler mit zwei Messkammern Die Erfindung
bezieht sich auf einen volumetrischen Flüssigkeitszähler mit zwei Messkammern, die
auf beiden Seiten eines zweifach wirkenden, sich in einem Zylinder verschiebenden
Kolbens gelegen sind, wobei die Flüssigkeitszufuhr abwechselnd in jede Messkammer
durch ein erstes Ventil und das Ausströmen der Flüssigkeit abwechselnd aus den Nesskammern
heraus von einem zweiten Ventil gesteuert wird, Die Verwendung von bekannten Zählern
mit Mebran-Messkammern mit einer Betätigung mittels Schiebern für die Zufuhr und
das Ablassen der Flüssigkeit kann auf Grund der
der Leck-Verluste,
die zwiscyhen den Schiebern und ihrer Gleitfläche entstehen, beim Messen geringer
Flüssigkeitsmengen keine guten Ergebnisse zeitigen, Andererseits bestimmen die mit
einer Membran ausgerüsteten Zähler das gemessene Volumen nicht auf vollkommene Weise,
da die Verschiebung der Membran entsprechend dem Druck und der Menge der zu messenden
Flüssigkeit unterschiedlich ist.
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Unter diesen Umständen ist man beim Messen geringer Flüssigkeitsmengen
auf die Verwendung von solchen Einrichtungen Übergegangen, die einen hermetisch
abschließenden Kolben verwenden. Bei den meßgeräten, die nach diesem Prinzip arbeiten,
besteht die Hauptschwierigkeit darin, zwischen den Kolben und ihren zugehörigen
Zylindern eine vollkommene Dichtheit zu erreichen, ohne daß eine übermäßige Reibung
entsteht. andererseits erfordern diese Einrichtungen es, daB die Zufuhr im allgemeinen
mit sehr schneller Umsteuerung erfolgt, sei es durch Vorrichtungen mit instabilem
Gleichgewicht, deren Auslosepunkt durch Erschütterungen und Reibungskräfte Beeinträchtigt
wird, sei es durch Kipp-oder Schnappvorrichtungen, deren beträchtliche Reibungskräfte
einen bedemtenden Füllverlust ergeben wowie eine schnelle Abnutzung, die nachteilig
für die Meßgenauigkeit ist.
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Ziel
Ziel der Erfindung ist es, einen Flüssigkeitszähler
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er eine besonders gute Abdichtung
hat, daß Reibungsverluste beim ganzen Meßgerät so Weit wie möglich beseitigt werden
und daß sein Aufbau sehr vereinfacht ist, Dies wird gem. iß der Erfindung dadurch
erreicht, daß als Steuervorrichtung für die Ventile in an nich bekannter Weise ~ne
von der Kolbenbewegung betati ; te Steuerfeder vorgesehen ist, die mit einer Achse
verbunden ist, auf der ein Hebel mit einer Nase sitzt, die durch die Steuerfeder
gegen einen Anschang gedrkckt und gemeinsam mit dem Hebel verschwenkt wird, wenn
sie am Ende eines Kolbenhubes von dem Anschlag freigeko men ist, wodurch eine Umsteuerung
der Ventile bewirkt wird, daß die Ventile durch zwei Auslösefedern betätigt und
abdichtend gegen die jeweiligen Ventilsitze gedräckt werden, daß die auslösefedere@
einerseits mit dem auf der Achse sitzenden und mit der Nase versehenen Hebel und
andererseits mit den Ventilstangen verbunden sind, und daß die an zende des Hebels
sitzende nase durch die Steuerfeder a bwechselnd gegen eine der beiden längsseiten
des mit dem Kolben fest verbundenen Anschlags gedräckt wird.
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Bei
Bei einem bekannten Flüssigkeitszähler, der jedoch
nicht einen doppelt wirkenden Kolben sondern zwei Kolben aufweist und bei dem anstelle
von Ventilen Zufluß-und Abflußschleber angeordnet sind, bei denen zwischen den Schiebern
und deren Gleitflächen relativ große Reibungsverluste unvermeidbar sind, wenn nicht
den Meßwert verfälechende Leckverluste auftreten sollen, wurde bereits als Steuervorrichtung
eine von der Kolbenbewegung betätigte Steuerfeder verwendet, die mit einer Achse
verbunden ist, auf der ein Hebel mit einer Nase sitzt, die durch die Steuerfeder
gegen einen Anschlag gedrückt und gemeinsam mit dem Hebel verschwenkt wird, wenn
sie am Ende eines Kolbenhubes von dem Anschlag freigekommen ist, wodurch eine Umstenerung
bewirkt wird. Durch diese bekannte Ausbildung werden jedoch nicht die Vorteile erreicht,
die eine Ausbildung nach der Erfindung so besonders geeignet rachen für die Messung
kleiner Flüssigkeitsmengen, Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielshalber
erläutert. Es zeigens Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Flüssigkeitszähler
gemäß der Erfindung im Querschnitt, Fig. 2
Fig. 2 eine Detailansicht
der Abdichtungsvorrichtung des Kolbens, Fig. 3 eine Detailansicht eines Ventils,
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel eines Ventils und Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel
der Steuervorrichtung für die Ventile.
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Fig. 1 ist ein doppelt wirkender Kolben 1 zu sehen, der sich in einem
Zylinder 2 in Richtung des Pfeiles f. verschiebt. Durch diese Verschiebung wird
eine um eine Achse 4 gewickelte Steuerfeder 3 gespannt, und zwar auf Grund eines
fest mit dem Kolben 1 verbundenen Ansatzes 5, der bei seiner Verschiebung den einen
Arm der Steuerfeder 3 mit sich nimmt und so in Rotation versetzt. Der zweite Arm
der Steuerfeder 3 stützt sich auf einen Ansatz 6 eines auf der Achse 4 befestigten
Hebels 7 und überträgt auf ihn das durch die Spannung g der Steuerfeder 3 erzeugte
Moment ; dieses Moment versucht, die Achse 4 in Drehung zu versetzen, die vom Hebel
7
Hebel 7 in ihrer Lage festgehalten wird; der hebel 7 ist an seinem
Ende mit einer Nase 8 versehen, die sikh gegen einen fest mit dem Kolben 1 verbundenen
Anschlag 9 drückt, wobei der Anschlag 9 auf einer senkrecht zur Ebene des Kolbens
1 sich erstreckenden Platte 1a befestigt ist.
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Ein fest mit einer Ventilstange 12 verbundenes Ventil 10 kann sich
abwechselnd gegen einen Ventilsitz 25 oder 26 drücken. Es wird von einer um die
Achse 4 gewiokelten Auslösefeder 14 betätigt. Ein Arm der Auslösefeder 14, der von
einem fest auf dem Hebel 7 angebrachten Ansatz 16 angetrieben wird, nimmt bei seiner
Drehung den zweiten Arm der Auslösefeder 14 mit, der wiederum auf einen fest auf
der Ventilstange 12 sitzenden Anschlag 17 einwirkt, Dadurch verschiebt sich die
Vetnilstange 12, und das Ventil 10 drückt sich fest gegen den Ventilsitz 26 (Fig.
1).
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Au ähnliche Weise kann sich ein fest auf einer Ventilstange 13 sitzendes
Ventil 11 abwechseln gegen Ventilsitze 27 und 28 drücken. Es wird von einer um die
Achse 4 gewickelten Auslösefeder 15 betätigt. Ein Arm der Auslösefeder 15, der von
einem fest auf dem Hebel 7 angebraohten Ansatz 19 angetrieben wird, nimmt
nimmt
bei seiner Drehung den zweiten Arm der Auslösefeder 15 mit der wiederum auf einem
fest auf der Ventilatange 13 sitzenden Ansatz 18 einwirkt. Dadurch verschiebt sich
die Ventilstange 13, und das Ventil 11 legt ishc fest gegen den Ventilsitz 28 (Fig.
1).
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Der Flüssigkeitszähler arbeitet folgendermaßen; Die zu messende Flüssigkeit
dringt durch eine EinlaB-öffnung 22 ein, und weil sich das Ventil 10 gegen seinen
einen Ventilsitz 26 drkckt, fließt die Fvlüssigkeit durch einen Kanal 24 in eine
Kammer 23 wo sie gegen den Kolben 1 drückt. Bei seiner Verschiebung freine der Kolben
1 die in einer Kammer 20 befindliche Flüssigkeit in Richtung auf eine Austrittsöffnung
21 , weil sich das Ventil 11 gegen seinen Ventilsitz 28 drkckt, Am Ende des Hubs
gibt der Anschlag 9 die Nase 8 frein die dann durch Rotation des Hebels 7 um die
Achse 4 schwingt. Durch die Wirkung der Auslösefedern 14 und 15 werden dabei die
Ventile 10 und 11 umgesteuert. Von diesem Augenblick an wird die durch die EinlaBöffnung
22 eindringende Flüssigkeit in die Kammer 20 geleitet, weil sich
sich
das Ventil 10 gegen seinen anderen Ventilsitz 25 drückt ; die Flüssigkeit schiebt
damit den Kolben 1 in die andere Richtung. Bei seiner Verschiebung treibt der Kolben
1 die in der Kammer 23 befindliche Flüssigkeit über den Kanal 24 in Richtung auf
die Austrittsöffnung 21, weil sich das Ventil 11 gegen den Vetnilsitz 27 drückt.
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Bei seiner Rückwärtsbewegung verläßt der Ansatz 5 den rechten Arm
der Steuerfeder 3, die sich eben noch gegeh den Ansatz 6 drückte der Ansatz 5 nimmt
nun den linken Arm der Steuerfeder 3 mit sich. Die Nase 8 bis geht dann wieder hoch,
sie sich gegen die Unterseite des Anschlags 9 drückt ; und sie behält diese Stellung
während dieses ganzen Kolbenhubs des Kolbens 1 wobei die Steuerfeder 3 von neuem
gespannt wird.
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Am Ende dieses Hubs gibt der Anschlag 9 von neuem die Nase 8 frei,
welche ausschwingt und den Hebel 7 um die Achse 4 rotieren laßt. Durch diese Rotation,
die im entgegengesetzten Sinne zu der zuerst beschriebenen erfolgt, werden die Ventile
10 und 11 wieder umgestduert, so daß sie wieder die in Fig. 1 bgezeichgte stellung
einnehmen.
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Die beschriebene Steuervorrichtung erfordert auf Grund des tubs der
Ventile 10 und 11 und des
des geringen Federdrucks, der für die
sie betätigenden Auslösefedern 14 und 15 notwendig ist, eine sehr geringe Energie.
Die Steuerung kann deshalb dadurch betätigt werden, daß sich die Steuerfeder 3 entspannt.
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Für diese Steuerfeder 3 ist zum Zusamriienpressen keine bedeutende
Arbeit notwendig, was deshalb keine merklichen Fullverluste nach sich zieht. Eine
solche Steuervorrichtung ergibt für alle bei Zählern angewendeten, mit Kipp-und
Schnappauslüsung arbeitenden Vorrichtungen verschiedene Vorteile : a) Die Lange
des die Nase 8 tragenden Hebels 7 ermöglicht es, die zwischen der Nase 8 und dem
Anschlag 9 auftretende Spannung zu begrenzeng wodurch die Abnutzung dieser Teile
und folglich der Fullverlust verringert wird. b) Durch die geringe Rotation der
beweglichen Teile ergibt sich eine augenblickliche Auslösung ohne eine merkliche
Unterbrechung der Ausstromungsmenge. c) Das Verschwenken der Nase 8 findet in senkrechter
Richtung zu der Verschiebung des Anschlags 9 statt. Durch diese Anordnung ergibt
sich ein streng
streng konstanter Hub des Kolbens 1 selbst für
den Fall, daß die Gleitflächen des Anschlags 9 und der Nase 8 abgenutzt wären. Unter
dieser Voraussetzung würde nur die Dicke dieser Teile beeinträchtigt ihre Länge
aber würde unverändert bleiben.
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In Fig. 2 ist ein Einzelteil der Abdichtung des Kolbens 1 gezeigt.
Die Abdichtung erfolgt mittels einer sogenannten"Ringtef-Dichtung". Diese Dichtung
besteht aus einem elastischen Ring 29 von runder Querschnittsfläche, der außen von
einer aus Teflon bestehenden, ringförmigen Kappe 30 überdeckt ist, die eine U-förmige
Querschnittsfläche hat ; die Ringkappe 30 wird dabei kräftig gegen die Wandung des
Zylinders 2 gepreßt. Es können auch andere Dichtungen verwendet werden, die dieselben
Eigenschaften haben.
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Diese Anordnung weist folgende Vorteile auf : a) Die Abdichtung ist
vollkommen, weil sich die Ringkappe 30 kräftig gegen die Wandung des Zylinders 2
drückt, wogegen die bekannten Zähler nicht vollkommen dicht sind, was sie zum Messen
kleiner Flüssigkeitsmengen ungeeignet macht, b) Der
b) Der Kolben
1 gleitet auf Grund des niedrigen Reibungskoeffizienten von Teflon leioht im Inneren
des Zylinders 2 gleichgültig welches Medium gemessen werden soll, wodurch nur ein
Füllverlust entsteht, der deutlich geringer ist als der bei den bekannten Zählern.
c) die Ausbildung der Abdichtung ermöglicht eine Arbeitsweise mit zweifacher Wirkung.
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Fig. 3 zeigt ein Einzelteil eines der beiden Ventile.
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Das Ventil besteht aus. einer plastisch aus Gummi geformten Scheibe
10a welche zwischen einer kreisförmigen, tellerartigen Erweiterung 12a der Ventilstæ1ge
12 und eines auf ihrer anderen Seite angeordneten Federringe 10b eingeklemmt ist.
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Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für die Ventile. Das
Ventil 10 entsteht in diesem Falle durch plastisches Formen rings um eine fest mit
der Ventilstange 12 verbundene Scheibe 12b.
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Gleichgültig, ob ein Ventil gemäß Fig. 3 oder Fig. 4 angeordnet ist,
wird mittels einer einzigen, einen konstanten
konstanten Drucl.
ergebenden Auslösefeder 14 abwechselnd eine Seite des Ventils gegen den jer. eiligen
Ventilsitz gedrückt und sichert die Dichtheit der Einrichtung.
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Die geringe Strecke, die diese Ventile zwischen ihren beiden Ventilsitzen
zurücklegen, ergibt eine augenblickliche Umkehrung der Zuteilung ohne daß der Abfluß
unterbrochen wird.
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In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform der ateuervorrichtung für
Ventile 10 und 11 gezeigt. Die Ventilstange 12 des Ventils 10 ist auf einem Schvzenkliebel
31 angelenkt, der unter dem Druck eines Armes einer Auslusefeder 32 sich um die
Achse 4 drehen kann.
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Der andere Arm dieser Auslösefeder 32 sitzt in einer lagerung 33,
die in dem auf der Achse 4 sitzenden Hebel 7 angebra ct ist.
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Auf änliche Weise ist die Ventilstange 13 des Ventils 11 auf einem
Schwenkhebel 34 aqngelenkt, der sich unter dem Dreck eines Armes einer Auslösefeder
35 um die Achse 4 dresen kann. Der andere Arm dieser Auslusefeder 35 sitzt in einer
76, in dem auf der Achse 4 sitzernden Hebel 7 enge bracht ist.
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Bei
Bei einer Rotation der Achse 4 werden die Auslosefedern
32 und 35 um ihre Befestigungsstelle auf den Schwenkhebeln 31 bzw. 34 eingedreht,
wodurch die Schwenkhebel 31 und 34 geschwenkt und die Ventile 10 und 11 umgesteuert
werden.
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Patentansprüche