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Vorrichtung zum Anpassen eines Durchflussmengenmessers an die Durchflussmenge
Priorität: Großbritannien Nr. 49986/64 s. 8. Dez. 1964 Die Erfindung bezieht sich
auf eine Vorrichtung, die zusammen mit Druchflüssmessern benutzt wird, um das genaue
Arbeiten der messerbei sehr geringen Durchflussmengen sicherzustellen. Eine Vorrichtung
dieser Art wirkt wie eine Speicherkammer, eine Zulaufkammer und eine Pumpe, und
zwar derart, dass wahrend des Druchflusses geringer Mengen der Durchflussmesser
intermittierend, Jedoch bei einer vorbestiiaten höheren Druchflussmenge anzeigt.
Sämtliche
Durchflussmesser behalten ihre festgelegte Genauigkeit
nur zwischen bestimmten Druchflussmengen bei; die vorliegende Erfindung soll diese
Beschränkung bei der Mindestdurchflussmenge überwinden, unterhalb der der Durchflussmesser
falsch anzeigt oder die Anzeige vollständig zum Stillstand kommt, so dass wahrend
einer gewissen Zeit eine beträchtliche Durchflussmenge ohne jede Anzeige durchströmen
kann. Derartige geringe Mengen treten beispielsweise bei Tropfhähnen und Hilfsbrennern
auf. Der Vorrichtung liegt das folgende Arbeitsprinzip zugrunde: durch den Durchflussmesser
strömt nur während kurzer Zeiten eine vorbestimmte grössere Menge hindurch, falls
geringe Durchflussmengen festzustellen sind; dies wird dadurch erreicht, dass ein
Ventil vorgesehen wird, das den Druchfluss durch das Messgerät und die Speicherkammer
stromabwärts des Messgeräts steuert, so dass bei geöffnetem Ventil die Speicherkammer
gefüllt wird. Wenn die Kammer gefüllt wirst, wird das Ventil geschlossen, und die
geringe Druchflussmenge wird von dem gefüllten Speicher abgenommen. Wenn der Vorrat
in der Speicherkammer einen gingen Wert annimmt, wird das Ventil wieder geöffnet,
so dass die Kaznmei erneut füllt wird, Jedoch strömt das durch das Messgerät und
in die Speicherkammer tretende Medium jetzt mit einer vorbestimmten
grossen
Durchflussmenge hindurch, so dass der Durchflussmesser genau arbeitet. Es ist klar,
dass, weil das Ventil, das den Durchfluss steuert, sofort nach dem Füllen der Kammer
geschlossen wird, kein Durchfluss durch das Messgerät erfolgt, abgesehen von der
grossen Durchflussmenge, da die geringe Durchflussmenge aus der Speicherkammer entnommen
wird.
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Gemäss der Erfindung weist daher eine Vorrichtung zur Verwendung mit
einem Durchflussmesser eine in der Grösse veränderliche Speicherkammer für das Durchflussmedium
auf, bei der wenigstens eine Wand relativ zu den anderen Wänden bewegbar ist, und
die mit der Leitung für das Medium stromabwärts des Durchflussmessers verbunden
werden kann, weiterhin ist ein Ventil vorgesehen, das eine Betätigungseinrichtung
aufweist, die das Ventil, das den Durchfluss durch den Messer steuern kann, zwangsläufig
öffnet oder schliesst, sowie eine von der bewegbaren Wand des Speichers betätigte
Einrichtung, die die Ventilbetätigungseinrichtung dann betätigt, wenn die Wandung
des Speichers in vorbestimmtem Abstand liegende Stellungen einnimmt, so dass sich
das Ventil derart öffnet und schliesst, dass das Medium stossweise in grösseren
Mengen
durch den Durchflussiesser strömt.
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Die Vorrichtung lässt sich demnach derart an einem Durchflussmesser
anbringen, dass bei Annäherung oder Erreichen der maximalen Grösse der Speicherkammer
veränderlichen Volums das Steuerventil geechlossen wird. Bei geringen Durchflussmengen
wird das Medium Jetzt der Speicherkammer entnommen. Wenn die Speicherkammer sich
ihrem kleinsten Volum nähert oder dieses annimmt, bewirkt die bewegliche Wand die
Betätigung des Ventilbetätigungsmechanismus, so dass das Ventil zwangsläufig geöffnet
wird dund das Medium mit einer vorbestimmten grossen Menge durch das Durchflussmessgerbt
strömt und die Speicherkammer veränderlicher Grösse erneut füllt. Diese grosse Durchflussmenge
stellt dann eine Stossmenge" dar. Wenn die Durchflussmenge bis über diese vorbestimmte
grössere Menge ansteigt, ist der Druckabfall am Ventil und Durchflussmesser ausreichend
gross, um die bewegliche Wand vollkommen niedergedrückt eu halten, auch dann, wenn
das Ventil geöffnet ist. Das Ventil bleibt demnach offen und das Medium strömt direkt
durch das Messgerät hindurch, bis die Durchflussrenge seit absinkt, dass die bewegliche
Wand sich wieder zurückbewegt und das Ventil dabei schliesst.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfidnung ist das Ventil
stromabwärts des Messgeräts und stromaufwärts des Anschlusses an die Speicherkammer
veränderlicher Grösse angeschlossen.
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Die Vorrichtung kann eine Klammer aufweisen, die mit einer beweglichen
Trennwand versehen ist, wobei die Kammer veränderlichen Volums auf der einen Seite
dieser Wand die Speicherkammer veränderlicher Grösse darstellt, während die andere
Kammer veränderlichen Volums eine Ausgleichskammer darstellt, die Ulit der Leitung
für das Medium stromaufwärts des Messgeräts verbunden werden kann. Bei dieser Ausbildung
kann die Belastung, die auf die Trennwand wirkt, derart ausgeglichen werden, dass
die Druckdifferenz nur gering ist im Vergleich zu der Differez, die dann auftreten
würde, wenn auf der einen Seite der Wand nur der Leitungsdruck herrschte.
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Vorzugsweise ist die Trennwand als Membran aussobildet, wobei Einrichtungen
vorgesehen sind, mit denen die Trennwand in eine Lage gedrückt wird, in der die
Speicherkammer ihr maximales Volum besitst.
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Als Vorspanneinrichtung kann beispielsweise eine auf
BVerdrehung
beanspruchte Feder benutzt werden.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform arbeitet das Ventil "springend",
wobei die Betätigungseinrichtung für das Ventil einen schwenkbaren Betätigungsarm
aufweisen kann, des die Bewegung eInes Ventilgliedes über eine vorgespannte, über
einen Totpunkt kippende Einrichtung steuert.
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Weiterhin schliesst die Erfindung ein mit einer Vorrichtung der erläuterten
Art versehenes Durchflussmessgerät ein, Es ist klar, dass diese Vorrichtung innerhalb
des Gehäuses des Messgeräts angebracht sein kann.
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Die Erfindung kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. Eine
Ausführungsform ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und
wird im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert Fig.
1 und 2 zeigen schematisch die in eine Leitung für ein medium eingeschaltente Vorrichtung
gemäss der erfindung in verschiedenen Arbeitsstellungen.
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Fig. 3 und 4 sind Querschnitte durch eine Ausführungsform einer Vorrichtung,
wobei die beiden Arbeitsstellungen der Fig. 1 und 2 veranschaul icht sind.
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Fig. 5 zeigt in lsometrischer Ansicht einen Teil der Ventilbetätigungsvorrichtung.
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Fig. 6 ist eine auseinandergezogene Darstellung eines Teils der Ventilbetätigungsvorrichtung.
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Fig. 1 und 2 lassen das der Vorrichtung zugrunde liegende Arbeitsprinzip
erkennen. Der Durchflussleiser @@@ mit des bezugszeichen 1 bezeichnet, der stromaufwaits
geiegene Teil der Leitung trägt das Bezugsz@ichen 2, während der stromabwärtsliegende
Teil mit 3 bezeichnet ist. In der Leitung ist stromabwärts des Messgeräts l ein
Ventil 4 vorgesehen.
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Stromabwärts des Ventils 4 steht eine Kammer 5 mit veränderlichem
Volum mit der Leitung für das Medium in Verbindung. Die Kammer 5 ist in einem Zylinder
6 vorgesehen, der durch eine bewegliche Wand 7 unterteilt ist, so dass auf der anderen
Seite der Wand 7 gegenüber der Kammer 5 eine Ausgleichskammer 8 gebildet
wird.
Diese Ausgleichskammer 8 ist mit der Leitung für das Medium stromabwärts des Durchflussmessers
1 verbunden. Eine Ventilbetätigungseinrichtung 9 ist mit der beweglichen Wand 7
verbunden, die mittels einer Schraubenfeder 10 nach einer Seite hin gedrückt wird,
wobei die Anordnung so getroffen ist, dass dann, wenn die Feder 10 ihre volle Länge
besitzt, das Ventil 4 die geschlossene Stellung einnimmt. Das Ventil arbeitet springend
und behält seine augenblickliche Stellung solange bei, bis die Betätigungseinrichtung
9 ihren gesamten Bewegungsbereich durchlaufen hat. Wenn auch das Ventil auf der
stromabwärtigen Seite des Durchflussmessers dargestellt ist, so kann es doch in
gleicher Weise auch auf der stromaufwärtigen Seite angebracht werden, wenn es gewünscht
wird. Fig. 1 zeigt die bewegliche Wand 7 zu Beginn ihrer Bewegung, wobei das Ventil
4 geschlossen ist.
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In diesem Zustand strömt Mdium Medium in dei Ausgleichskammer 8 hinein,
wie es der Pfeil 11 zeigt, und tritt aus der Kammer 5 mit veränderlichem Volum in
geringer Menge aus, wie es der Pfeil 12 zeigt.
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Die Druckdifferenz an der Kammer veränderlichen Voluis drückt die
Klammer gegen die Wirkung der Feder 10 zusammen, so dass das Medium weiterhin in
die entsprechende
Kammer hinein- bzw. herausströmt, bis die bewegliche
Wand 7 gegen das andere Ende der Kammer gedrückt wird und die Feder vollkommen zusammengedrückt
ist, wie es Fig. 2 zeigt. In diesem Augenblick schaltet die Eindchtung 9, die ihren
vollständigen Weg jetzt zurückgelegt hat, das Ventil 4 in die offene Stellung, und
die bewegliche Wand 7 beginnt unter der Wirkung der Feder 10 sich zur anderen Endlage
hin zurückzubewegen, wobei Medium in grosser Menge aus der Ausgleichkammer 8 hinaus,
durch das Messgerät 1 hindurch und in e stromabwärts liegende Kammer 5 hineingedrückt
wird, wie es die Pieile 13 und 14 angeben. Eine geringe Menge des Medkuns tritt
Jedoch noch weiterhin - wi£ durch den Pfeil 15 angedeutet - aus der Kammer aus.
Die Feder 10 ist so bemessen, dass die grosse Durchflussmenge ausreicht, den Durchflussmesser
in dem Teil der Betriebslinie zu betreiben, der innerhalb der Genauigkeitsgrenzen
liegt. Das Medium strömt weiter durch den Durchflussmesser, bis die bewegliche Wand
7 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Lage zurückgekehrt ist; in diesem Augenblick
springt das Ventil wieder in die geschlossenen Stellung um und der Vorgang läuft
erneut ab. Es ist klar, dass die Kammer 5 mit veränderlichem
Volum
als Speicher zur das Medium dient, dass jedoch das Medium durch das Messgerät in
grösseren "Stossmengen" hindurchtritt, die registriert werdne können.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen eine praktische Ausführungsforn einer Einrichtung,
die am Boden eines Messgeräts innerhalb des Aussengehäuses 16 angebracht werden
kann. In der Zeichung ist die Spindel des Messers schematisch bei 17 angedeutet.
Die Messkammer 18 des Durchflussmessers ist an ihrem unteren Ende mit einer Einlass-
und einer- Auslassöffnung 19 bzw 20 versehen, von denen die Einlassöffnung 19 über
eine Bohrung im Gehäuse mit einer Einlassgewindebohrung 21 und die Auslassöffnung
20 mit einem Ventilblock 22 verbunden ist, der weiter unten noch erläutert wird.
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Der Ventilblock 22 sitzt in einer Ventilkammer 23, die unter der unteren
Wandung 24 der Messkammer 18 liegt. Die Ventilkammer 23 liegt anmittelbar oberhalb
einer Kammer, die als ein im Gehäuse 16 ausgebildeter Zylinder 25 ausgebildet ist,
der xxmvon der Kammer 23 durch eine Wand 26 getrennt ist. Druch die Trennwand 26
hindurchführt eine Offnung 27 in den Zylinder 25 hinein, so dass eine direkte Verbindung
zwischen
der Ventilkammer
23 und dem Zylinder besteht. Die Seitenwand 28 der Ventilkammer ist mit einer Auslassoeffnung
29 versehen, die ähnlich wie die Einlassöffnung 21 mit Gewinde versehen ist, so
dass sie direkt mit der Leitung verbunden werdenkann, in die das Messgerät eingeschaltet
werden soll.
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Das von der Trennwand 26 entfernt liegende Ende des Zylinders 25 ist
durch einen mit Flanschen versehenen Decke 30 verschlossen, dessen Flansche an den
Seitenwänden des Gehäuses 16 anliegen und den Zyl@@der @erlängern. In der einen
Seitenwand @@ wie @h @m Flansch des Deckels ein Kanal 31 voigesehen, s@ dass in
der Nähe des geschlossenen Enaes des Zylinders 25 eine Eintrittsöffnung vor-@ handen
ist. Das andere Ende des Kanals 31 führt in den Einlasskanal 19, der mit der Messkammer
18 des Durchflussmessers in Verbindung steht. Zwischen dem Deckel 30 und der Wandung
des Messergehäuses 16 ist eine Membran 32 eingeklemmt, die quer durch den Zylinder
25 verläuft und ihn in zwei Kammern unterteilt, von denen die obere Kammer mit der
Ventilkammer 23 in Verbindung steht. Diese Kammer wird im folgenden als die Speicherkammer
33 mit veränderlichem
Volum bezeichnet; die andere Kammer soll
als Ausgleichskammer 34 bezeichnet werden.
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Innerhalb der Speicherkammer ist mit der Membran 32 ein napfförmig
ausgebildeter Kolben 35 verbunden.
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Auf der anderen Seiten der Membran liegt eine ebene Platte 36, die
mit der Membran verbunden ist, so dass die Membran auf einem grossen Teil der quer
schnittfläche der Kammer abgestützt ist. Zwischen dem napfförmigen Kolben 35 und
der Zylinderwandung bleibt die Membran auf einem Kreisring frei. Mit der Platte
36 ist eine Betätigungsstange 37 starr verinden, die in der Mitte der Membran liegt
und durch eine Öffnung in der Trennwand 26 hindurch in die Ventilkammer 23 reicht.
Zwei Stellringe 38 fassen um die Betätigungsstange 37 herum und können innerhalb
der Speicherkammer 33 auf der Stange gleiten. Diese beiden Ringe 38 werden dazu
benutzt, zwei axial miteinander fluchtende Haarnadelfedern 39, die mehrere Wicklungen
aufweisen, zu halten, die den napfförmigen Kolben 35 und damit auch die Membran
32 zum unteren Ende des Zylinders hin drücken. Das obere Ende der
37 innerhalb der Ventilkammer 23 trägt einen Betätigungszapfen 40, der in den Spalt
zwischen
zwei Armen 41,42 eines Jochförmigen Teiles 43 hineinfasst, das mit dem Betätigungsarm
44 der Ventilbetätigungseinrichtung verbunden ist.
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Das Ventil ist in den Fig. 5 und 6 im einzelnen dargestellt und weist
einen Ventilblock 22 auf, von dem ein Schaft 45 ausgeht der eine Bohrung 46 besitzt,
die mit der Messkammer 18 des Durchflussmessers in Verbindung steht. Dieser Schaft
45 ist gegen die Messkammer mit einem 0-Ring 47 abgedichet, der am Ende des Schaftes
vorgesehen ist. Der Ventilblock 22 ist derart durchbohrt, dass eine Ventilöffnung
48 entsteht, die rechtwinklig zur Einlassöffnung 20 der Messkammer 18 in den Ventilblock
22 liegt. Es ist klar, dass die Messkammer 18 über die Bohrung 46 im Ventilblock
und Ventilschaft mit der Ventilkammer 23 in Verbindung kommen kann. Die Ventilöffnung
48 ist durch eine Ventilklappe 49 verschlossen, die als zylindrischer Rock ausgebildet
ist, der frei in einer Bohrung 50 in einem Ventilarm 51 liegt, wie es die Fig. 6
erkennen lässt. Ein Teil des Ventilgliedes 49 steht auf Jeder Seite aus dem Ventilarm
51 heraus, wobei auf die vom Ventilblock entfernt liegende SeSæ eine Blattfeder
52 wirkt, die am Ventilarm 51 bei 53 angenietet ist. Auf diese Weise
wird
das Ventilglied 49 zum Ventilblock 22 hingedrückt. Der Ventilarm 51 ist bei 54 gelenkig
an den Ventilblock 22 angeschlossen, so dass das Ventilglied 49 quer über die Seitenfläche
des Ventilblocks gleiten kann, so dass ein Schieber gebildet wird.
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Die Drehbewegung des Ventilarmes wird durch Anschläge 55,56 begrenzt.
Wenn der Ventilarm am oberen Anschlag anliegt, ist die Ventilöffnung 48 offen. Die
Ventilöffnung 48 ist geschlossen, wenn der Ventilarm am unteren Anschlag 56 anliegt.
Der Betätigungsarm 44 ist ebenfalls schwenkbar am Ventilblock 22 angebracht, Jedoch
an einer Stelle 57, die von der Anlenkstelle 54 für den Ventilarm 51 entfernt liegt.
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Der Ventil arm 51 erstreckt sich von seinem Schwenkpunkt 54 zum Betätigungsarm
44 hin, während der Betätigungsarm auf der vom Ventilblock 22 entfernten Seite des
Ventilarmes liegt und bis über den Schwenkpunkt 54 des Ventilarms hinausreicht.
An dem Ventilarm 51 ist eine Feder 58 angebracht, deren anderes Ende mit dem Betätigungsarm
verbunden ist, wobei die Befestigungsstelle 59 am Ventilarm 51 zwischen den Schwenkpunkten
54 und 57 der beiden Arme liegt, während die Befestigungsstelle 60 am Betätigungsarm
Jenseits des Schwenkpunktes 54 des Ventilarmes 51 liegt.
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Das oben bereits erwähnte jochförmige Teil 43 ist fest am Betätigungsarm
44 angebracht. Der Zapfen 40 der Betätigungsstange 37 liegt zwischen den beiden
Armen 41,42 des Joches, so dass bei in der Nähe des unteren Endes des Zylinders
25 liegender Membran 32 - wobei die Speicherkammer 33 ihr grösstes Volum besitzt
der Betätigungsarm 44 sich in seiner untersten Stellung befindet. Wenn der Betätigungsarm
eine vorbestimmte Lage ercht, bei der die Befestigungsstelle 60 der Zugfeder 58
unterhalb einer Linie liegt, die durch die Punkte 59,60 und 54 des Ventilarmes verläuft,
besitzt die Feder ihre maxiamale Länge.
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Jede weitere Bewegung des Betätigungsarmes 44 nach unten versucht
die Feder 58 nach Möglichkeit zu verkürzen; sobald die Reibung des Ventigliedes
49 einmal überwunden ist, wird hierdurch bewirkt, dass der Ventilarm 51 in seine
untere Stellung schnellt, in der die Ventilöffnung geschlossen ist. Sobald die Membran
32 sich dem oberen Ende der Kammer 33 nähert, berührt die Betätigungsstange 37 den
oberen Arm 41 des Joches 43, das den Betätigungsarm 44 nach oben schwenkt, bis er
eine Stellung erreicht, in der die Befestigungsstelle 60 der Zugfeder gerade oberhalb
des Schwenkpunktes 54 des Ventilarmes 51 liegt und
die Feder 58
wiederum ihre maximale Länge besitzt.
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Bei dieser Lage versucht Jede weitere Bewegung die Feder 58 nach Möglichkeit
zu verkürzen, so dass der Ventil arm 51 in seine obere Stellung geechnellt wird
und die Ventilöffnung 48 öffnet.
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Die Mittellinie bei maximaler Federlänge verläuft durch die Anschlußpunkte
der Feder an den Armen und den Schwenkpunkt des Ventilarmes, Jedoch nicht durch
den Schwenkpunkt des Betätigungsarmes, wenn das Ventil eröffnet oder geschlossen
ist. Wenn also das Ventil geschlossen ist, wird diese Linie bei maximaler Federlänge
bei Bewegung des Betätigungsarmes nach oben unterhalb des Schwenkpunktes des Betätigungsarmes
vorbeigehen, während bei offenem Ventil und Annäherung der Feder an ihre maximale
Länge die Linie oberhalb des Schwenkpunktes des Betätigungsarmes vorbeigeht, wenn
sich der Arm nach unten bewegt. Bei dieser Anordnung können die vier Punkte niemals
im selben Augenblick auf einer Linie liegen, so dass ein Verriegeln der Vorrichtung
in einer Stellung unmöglich ist.
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Das Spiel, das durch die Bewegung des Betätigungszapfens 40 der Stange
37 zwischen den Armen 41,42
des Joches 43 gegeben ist, reicht aus,
eine entsprechende Bewegung der Membran 32 im Zylinder 25 zuzulassen, so dass das
Ventil 48,49 nur dann betätigt wird, wenn die Membran, die die Trennwand im Zylinder
darstellt, sich ihrer oberen bzw. unteren Stellung nähert.
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Es ist klar, dass das Ventil 48,49 unabhängig von den Drücken betätigt
wird, die irgidwo innerhalb der Vorrichtung auftreten, d. h. die Wirkungsweise der
Vorrichtung ist allein abhängig von der Stellung der Membran 32; der Ventilarm 51
wird infolge der Feder 58 immer gegen einen der Anschläge 55,56 gedrückt, wenn der
Betätigungsarm 44 über seine Mittellage hinausgeht, in der sich der Ventilarm in
einem instabilen Gleichgewicht befindet, wobei Jede weitere Bewegung die Betätigung
des Ventils bewirkt.
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Im Betrieb arbeitet die Vorrichtung in der folgenden Weise; wenn das
Ventil 48,49) wie in Fig. 3 gezeigt, geschlossen ist, strömt entsprechend dem Pfeil
61 Medium in die Ausgleichkammer ein und - wie der Pfeil 62 zeigt - mit geringer
Menge aus der Speicherkammer aus. Ein solcher Durchfluss kann beispielsweise durch
einen Tropfhahn erzeugt werden. Hierbei drückt die
Druckdifferenz
die Membran 32 gegen die Wirkung der Feder in Richtung der Pfeile 63, so dass das
Eine und Ausströmen aus den entsprechenden Kammern fortgesetzt wird, bis die Membran
zum anderen Ende der Klammer hinbewegt und die Feder 39 vollständig zusammengedrückt
ist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. In dieser Stellung hat die Betätigungsstange
37 ihren vollen Weg zurückgelegt; dir Betätigungszapfen 40 kommt mit dem oberen
Arm 41 des Jochs 43 zum Eingriff, so dass das Ventil 48,49 in die offene Stellung
springt. Die Membran 32 wird nun durch die Feder 39 in die entgegengesetzte Richtung
gedrückt und drückt dabei Medium mit hoher Geschwindigkeit aus der Ausgleichkammer
34, wie die Pfeile 64 zeigen, durch den Kanal 31 in der Zylinderwand in den Einlass
19 zur Messkammer 18, durch das Messgerät und das Ventil 48,49 hindurch in die Ventilkammer
23 und somit auch in die Speicherkammer 33 veränderlichen Volums. Die geringe Menge
strömt weiterhin, wie durch die Pfeile 65 angedeutet, aus der Ventilkammer 23 durch
die Auslassöffnung 29 in der Wandung aus.
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Die Feder 58 ist so bemessen, dass die grosse Durchflussmenge ausreicht,
den Durchflussmesser auf einem
Teil einer Genauigkeitskurve zu
betreiben, der innerhalb der gewünschten Grenzen liegt. Dabei wirkt die Membran
32 als Pumpe. Das Medium fliesst mit der erzeugten grossen Geschwindigkeit durch
das Messgerät, bis die Membran sich im Zylinder in die in Fig. 1 dargestellte unterste
Stellung bewegt hat. In dieser Stellung greift der Betätigungszapfen 40 am unteren
Arm 42 des Jochs 43 an, so dass das Ventil 48,49 in die geschlossene Stellung springt.
Der Vorgang wiederholt sich jetzt von selbst, wobei Medium aus der Speicherkammer
35 veränderlichen USums abgezogen wird und die Membran 32 weiter nach oben steigt,
bis das Ventil 48,49 erneut in die offene Stellung geschaltet wird und das Messgerät
wieder eine Stossmenge misst.
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Die Feder 39 in der Speicherkammer ist so ausgelegt, dass sie nur
über einen sehr geringen Teil ihres gesamten Arbeitsbereichs wirksam ist, so dass
sie im wesentlichen linear arbeitet. Die auf die Membran 32 einwirkende Kraft ist
demnach über den Hub der Membran im wesentlichen linear. Diese Anordnung ist insofern
besonders vorteilhaft, weil beim Bewegen des Mediums durch die Membran und Strömung
durch das Messgerät der Druckabfall am Messgerät und daher die
Strömungsgeschwindigkeit
im wesentlichen konstant bleibt. Dadurch wird sichergestellt, dass die "Stossmengen"stets
an einem bestimmten Punkt der Arbeitskurve des Messgeräts gemessen werden.
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Der Nachteil einer Schraubenfeder bei einer Anordnung, wie sie vorstehend
erläutert wurde, liegt darin, dass die abnehmende Federkraft eine abnehmende Geschwindigkeit
ergibt, die sogar unter die Mindestgrenze des Messgeräts reichen kann. Eine Schraubenfeder
mit der gewünschten Linearität würde für ein kompaktes Gerät, das sich unten an
ein Messgerät ansetzen lässt, zu lang sein. Es ist Jedoch möglich, eine Drehfeder
derart auszulegen, dass die 11Stossmengen" mit einer Genauigkeit gemessen werden,
die innerhalb der Grenzen des normalen Arbeitsbereichs liegen.
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Die Federsteifigkeit der Drehfeder 39 nimmt in Wirklichkeit kurz vor
dem Öffnen des Ventils infolge der wirksamen Federsteifigkeit der Ventileinrichtung
etwas zu. Dadurch wird eine geringe Vergrösserung des Druckabfalls am Messgerät
gerade kurz vor dem Zeitpunkt hervorgerufen, zu dem die Stossmenge der Messkammer
zugeführt wird. Das ist aber gerade voll besonderem
Vorteil, da
eine anfängliche Saugwirkung erzeugt wird, die die Trägheit der beweglichen Teile
und des hydraulischen Systems überwindet.
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Bisher wurde die Wirkungsweise der Vorrichtung nur für den Fall betrachtet,
in dem der Druckabfall am Durchflussmesser und Ventil 48,49 nur gering ist, d.h.
bei geringer Durchflussmenge. Wenn jedoch die Durchflussmenge ansteigt,nimmt ebenfalls
der Druckabfall zu, bis bei offenem Ventil 48,49 der Druckabfall so gross ist, dass
er die Membranfeder 39 voll zusammengedrückt hält. Der hierbei auftretende Durchfluss
liegt stets oberhalb der Stossmenge und liegt demnach auf einem günstigen Teil der
Arbeitskurve des Messgeräts. Das Messgerät registriert demnach wie bei normalen
Durchflussmengen, bis der Druckabfall soweit abgesunken ist, dass die Feder 39 die
Membran wieder zurückdrückt und dadurch das Ventil schliesst. Ein besonderer Vorteil
der geschilderten Vorrichtung liegt noch darin, dass das Durchflussmessgerät für
den grossen Durchfluss ausgelegt werden kann, ohne dass dabei auch das untere Ende
des Durchflussbereichs berücksichtigt werden müsste. Diese Berücksichtigung würde
sonst bei grösseren Durchflussmengen erhebliche Druckverluste zur Folge haben.