DE1773073B2 - Wirkdruckgeber - Google Patents

Description

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pinen Kolben ein zwischen Tank und Zapl'leitimg be- diese Drueksiöße nicht bis aim Meßwvrk vordringen findliehes Hauptventil geschlossen. Dieses Haupiven- können, weil beide Nebenstromkanäie verschlossen (il hat jedoch nichts mit einem Rückschlagventil zu sind, solange kein Medium durchströmt. Sirömt je-(un. da eine Strömung in entgegengesetzter Richtung, doch Medium durch, dann sind beide f lebensiromkadie allein ein Rückschlagventil erfordern könnte, 5 näle geöffnet, und etwaige Druckstöße werden über picht auftreten kann, weil der Flüssigkeitsbehälter beide~Nebenstromkanäle gleichzeitig dem Lcuekmeßunler einem zur Förderung ausreichenden Druck werk zugeleitet, so daß sie keinen Ausschlag des In-Ütelii und kein in seiner Höhe darüber hinausgehen- strumentes ergeben, das als Dil'ferenzdruckmesser der Gegendruck auftreten kann. nur auf Druckunterschiede in den beiden Neben-Bei Wirkdruckgebern, mit denen sich die Erfin- io stromkanülen anspricht. Der besondere Vorteil des dung befaßt, ist an die beiden den statischen Druck erfindungsgemäßen Wirkdruckgebers besteht bei der erfassenden Bohrungen ein Druckmeßgerät oder, Verwendung als Dosier- oder "impfgerät mit an die fail, der Wirkdruckgeber zum Zudosieren eines Nebenstromkanäie angeschlossenem Impfflüssigkeits-Impfstoffes dient, ein das zuzumischende Medium behälter darin, daß auch dann keine unerwünschte enthaltender Behälter angeschlossen. Nachteilig ist 15 Konzentration an Impfmittel in dem Medium auftredabei, daß der das Medium enthaltende Behälter ten kann, wenn längere Zeit hindurch kein Durchfluß bzw. das Druckmeßgerät stets an dem das Medium an Medium auftritt. Da Leide Nebenstromkanäie führenden Leitungsabschnitt angeschlossen sind. Bei durch den zweiuMig ausgebildeten Staukörper dicht Dosiergeräten hat das den Nachteil zur Folge, daß abgeschlossen sind, kai:.· keine Impfflüssigkeit einsik-Imp!flüssigkeit durch die Anschlnßboh.ungen in das 20 kern oder eindiffundieren. Der sichere" Verschluß zu impfende Medium dann in unerwünscht großen beider Nebenstromkanäie ist nur durch die zweitei-Konzentrationen eindiffundieren kann, wenn längere lige Ausbildung des Staukörper·- crzielbar, weil ein Zeit kein Medium durchströmt. Bei Wirkdruckge- einziger fester Körper nicht an zwei Paßstellen K-rn. bei denen die Stauscheibe als Rückschlagventil gleichzeitig gleichmäßig zur Anlage kommen kann.
ausgebildet ist und eine der beiden Bohrungen ver- 25 Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfinschließt. kann immer noch durch die andere Bohrung dung bildet ein stromauf befindlicher Ventilteller des Impfflüssigkeit einsickern. Beispielssveise kann bei in Staukörpers den Wirkdruckgeber und eine stromab Erauchwasseranlagen vorgesehenen Dosiergeräten liegende Scheibe ein Rückschlags entil für die das dadurch die bis morgens zum ersten Wasserzapfen Medium führende Leitung. Bei der das Medium füherreichte Impfmittelkonzentration unerwünscht hoch 30 renden Leitung handelt es sich bevorzugt um eine scm. Frischwasserleitung, die mit Impfmittel versehen Ist bei einem derartigen Wirkdruckgeber mit als wird, um einen Korrosionsschutz zu bewirken. Eben-Rückschlagventil ausgebildeter Stauscheibe, die in so können als Impfmittel auch keimtötende Chemi-Ruhelagc eine der beiden den statischen Druck erfas- kalien zugesetzt werden. Auch das aus Gesundheitslenden Bohrungen verschließt, an die beiden Boh- 35 gründen häufig erwünschte Zumischen von Fluor in Hingen ein Differenzdruckmeßgerät angeschlossen. Trinkwasser kann auf diese Weise vorgenommen dann ist es nachteilig, daß dennoch die andere den werden. Durch diese baulich einfac!-e Anordnung Itatischen Druck erfassende Bohrung offenbleibt. werden sämtliche an eine Dosiervorrichtung für tveil bei etwa auftretenden Druckstößen in der das Frisch- oder Brauchwasserleitungen gestellten Anfordurchströmende Medium fühlenden Leitung das 40 derungen in optimaler Weise erfüllt. Der crfindungs-Druckmeßinstrumcnt stark überlastet werden kann, gemäße Wirkdruckgeber bewirkt eine proportionale lla dieses Druckmeßinstrument nur einen kleinen Zumischung von Impfflüsfigkeit in das Frischwasser, Druckmeßbereich aufweist, da es normalerweise nur da der Querschnitt so gestaltet werden kann, daß der die statischen Diffcrenzditickc mißt, die stets relativ Differenzdruck zwischen den beiden Nebenstromkaklcin sind. Der absolute Druck in der Leitung und 45 nälen einen solchen Verlauf aufweist, daß der durch dessen Schwankungen betragen jedoch im allgemei- den zweiten Nebenstromkanal eintretende Impfflüsfien ein Vielfaches des statischen Differenzdruckes, sigkcitsstrom proportional zu der in der Hauptleitnd das Meßinstrument ist in diesen Fällen der Ge- hing fließenden Menge an Medium ist. Das als Rückfnhr erheblicher Überlastungen ausgesetzt. schlagventil ausgebildete Teil des Veniilkörpers verAufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. einen 50 hindert ein Zurückfließen von Wasser gemäß den Wirkdruckgeber zu schaffen, bei dem weder die Ge- Vorschriften der Wasserwerke, die ein Zurückfließen fahr besteht, daß ein an die Nebenstromkanäie ange- von geimpftem Wasser in dj.s öffentliche Leitungstchlossenes Meßinstrument überlastet wird, noch die netz oder in bestimmte Netzabschnittc verhindern Gefahr besteht, daß bei an die Nebenstromkanälc an- wollen. Das Verschließen beider Nebenstromkanäie geschlossenem Impfflüssigkeitsbehältcr ein uncr- 55 im Ruhezustand verhindert, daß sich das Wasser tvünschtcs Eindiffundieren oder Einsickern von während längerer Stillstandszeiten mit Impflösung Impfflüssigkeit während der Zapfpausen besteht. anreichert und daß anschließend an diese Stillstancls-Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Wirkdruck- zeiten Wasser mit zu hoher Konzentration der Impfgeber der eingangs genannten Art dadurch, daß der lösung gezapft wird. Dabei weist zweckmäßigerweise Staukörper zweiteilig ausgebildet ist und die beiden 60 der den Wirkdruckgeber bildende Ventilteller des Teile gegen Federkraft gegeneinander axial ver- Stauköroers einen kleineren Durchmesser auf als die schiebbar sind, wobei jedes der beiden Teile in seiner stromab gelegene Scheibe des Staukörpers. Dabei Ruhelage cinon der Nebenstromkanäie verschließt. sind bevorzugt die Zunahme des Durchflußquer-Die Vorteile des erfindungsgemäßen Wirkdruckge- schnittes und die auf die Stauscheibe wirkende bers liegen darin, daß auch durch Druckstöße oder 65 Federkraft so aufeinander abgestimmt, daß der Wirk-Druckschwar.Uungen in dem das Medium führenden druck proportional oder annähernd proportional zum Leitungsabschnitt ein angeschlossenes Differenz- Frischwasserdurchsatz ist.
druckmeßwerk nicht beschädigt werden kann, weil Um ein gutes und schnelles Durchmischen des

Frischwassers mit der Impf lösung zu erzielen, kann, wie bei einer Alisführungsform der Erfindung vorgesehen ist, stromab von der Staustelle ein Drallerzeuger vorgesehen sein, der die Strömung durchwirbelt und damit die Durchmischung beschleunigt. Dabei kann die Halterung des Staukörpers als Drallerzeuger ausgebildet sein, so daß kein zusätzliches Bauelement erforderlich ist.

In der Zeichnung ist in schematischer Darstellung ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wirkdruckgeber dargestellt, der in Ruhelage beide Nebenstromkanäle verschließt.

Durch ein Rohr 1 wird das zu messende oder zu impfende Medium zu- und durch ein Rohr 2 wieder abgeführt. Zwischen den beiden Rohren 1 und 2 ist der Wirkdruckgeber eingebaut. Er weist ein Gehäuse 3 auf, das außer den Anschlüssen für die beiden Rohre t und 2 noch zwei mit Anschlüssen versehene Nebenkanäle 4 und 5 aufweist. Zwischen den Rohranschlüssen für die Rohre 1 und 2 ist eine Kammer 6 vorgesehen, durch die das fließende Medium, beispielsweise Wasser, durchgeleitet wird. Ein den Durchfluß des Mediums nur unwesentlich beeinflussender, das Gehäuse 3 quer durchsetzender Steg 7 ist mit einer axial gerichteten zentralen Bohrung versehen, in der ein Bolzen 8 in Strömungsrichtung verschiebbar geführt ist. Der Bolzen 8 ist Bestandteil eines Teiles 17, das außer dem Bolzen 8 eine stromauf vorgesehene und mit dem Bolzen 8 einstückige Scheibe 9 umfaßt. An der stromauf gelegenen Seite der Scheibe 9 ist eine axiale Bohrung 16 vorgesehen, in der ein Dorn 10 längsverschiebbar geführt ist, der Bestandteil eines Staukörpers 11 ist. An den Dorn 10 schließt stromauf ein Ventilteller 15 an. Eine den Bolzen 8 umgebende Schraubendruckfeder 12 ist zwischen der Scheibe 9 und dem Steg 7 vorgesehen und drückt die Scheibe 9 entgegen der Strömung des durchfließenden Mediums. In gleicher Weise ist eine Schraubendruckfeder 18 zwischen den Ventilteller 15 und die stromauf gelegene Stirnseite der Scheibe 9. den Bolzen 10 umgebend, vorgesehen. Die Scheibe 9 dient als Rückschlagventil. Sie weist eine kegelige Fläche auf. in die eine ringförmige Flachdichtung 19 eingelegt ist, die an einer entsprechenden kegeligen Wand 20 der Kammer 6 dichtend zur Anlage kommt. In die kegelige Wand 20 mündet auch der Nebenstromkanal 5. der somit durch die Flachdichtung 19 bei fehlendem Durchfluß abgedichtet verschlossen ist. Der Ventilteller 15 weist eine Kegelfläche 13 auf. die dichtend an einer entsprechenden, am stromaufwärtisen Ende der Kammer 6 vorgesehene Kegelfläche 14 anliest. In die Kegelfläche 14 mündet auch der Nebenstromkanal 4. der daher bei fehlendem Durchfluß durch die Kegelfläche 13 des Ventiltellers 15 verschlossen ist. Der Ventilteller 15 wirkt als Stauscheibe, und es ist seine Kegelfläche 14 vorzugsweise mit einer elastischen Dichtung bedeckt, die eine weiche Anlage und eine gute Abdichturg an der Kegelfläche 14 und einen sicheren Verschluß der Mündung des Nebenstromkanals 4 bewirkt. Zwischen der Kegelfläche 14 und der kegeligen Wand 20 der Kammer^» befindet sich eine konische oder gewölbte Wandfläche 21. die zusammen mit einem Rand 22. der den größten Durchmesser des Ventils 15 aufweist, den Ringspalt für das durchfließende Medium bildet.

Der Quersteg 7 ist mit schräg zur Strömungsrichtung angeordneten Flächen versehen, die der Strömung eine Drallkomponente erteilen und für eine gute Durchmischung von Frischwasser und Impfflüssigkeit sorgen.

Die auf den als Stauscheibe dienenden Ventilteller 15 ausgeübte Kraft bewirkt eine Verschiebung des Ventiltellers 15 in Strömlingsrichtung entgegen der Wirkung der Federn 18 und 12. Die auf den Ventilteller 15 ausgeübte Kraft ergibt sich aus seiner Fläche und der auf diese Fläche wirkenden Druckdifferenz des vor und hinter dem Ventilteller wirkenden Druckes. Diese Druckdifferenz hängt ab vom jeweiligen Durchsatz und vom Querschnitt des Ringspaltes zwischen dem Rand 22 und der gegenüberliegenden Wandfläche 21. Bei steigendem Durchsatz würde die

t5 Kraft bei konstantem Ringspaltquerschnitt etwa quadratisch mit dem Durchsatz ansteigen. Durch geeignete Festlegung der Federkennlinien der Federn 18 und 12 und des Verlaufes der Wand 21 der Kammer 6 im Verschiebebereich des Federtellers 15 läßt

ao sich erreichen, daß die Differenz der statischen Drükke zwischen den beiden Seiten des Ventiltellers 15 nach einer beliebigen Funktion, beispielsweise lineal verläuft. Die statischen Drücke vor und hinter dem Ventilteller 15 wirken auf die Nebenkanäle 4 und 5 ein Der Nebenkanal 4 mündet stromauf, der Nebenkanal 5 stromab von dem als Stauscheibe dienenden Ventilteller 15. Beide Mündungen befinden sich außerhalb des Betriebsver-chiebebereiches des Ventiltellers 15. Die Nebenkanäle 4 und 5 können zu einem Differenzdruckmanometer zur Anzeige des Durchsatzes geführt werden; sie können auch zu einem Teilstromdosiergerät geführt sein. Dabei wird dem nicht dargestellten Teilstromdosiergerät durch den Nebenkanal 4 Frischwasser zugeführt, und durch den Nebenkanal 5 strömt aus dem Dosiergerät Impflösung in das Frischwasser. Die Scheibe 9 wirkt als Rückflußventil und als Abdichtung für den Nebenkanal 5. Die Zulaufseite des Wirkdruckgebers ist auf diese Weise völlig dicht von der Ablaufseite abgetrennt, so daß keinesfalls ein Rückfluß geimpfter Flüssigkeit in die Zuleitung 1 vorkommen kann. Da auch die Mündung des Nebenkanals 4 bei fehlendem Durchfluß dicht abgeschlossen ist. kann es auch bei langen Stillstandszeiten nicht vorkommen, daß Impflösungen durch den Nebenkanal 4 in die Frischwasserzuleitung 1 eindringt. Sobald in Rohr 1 ein gewisser Überdruck gegenüber dem Rohr 2 ht. rscht. wenr beispielsweise in dem an das Rohr 2 angeschlossener System Wasser gezapft wird, wird der Ventilteller \:

gegen die Wirkung der Feder 18 in Strömungsrich tung bewegt und ein Durchflußspalt geöffnet. Darau steigt der Druck in dem Raum, in dem sich die Feciei 18 befindet, ebenfalls an. und die auf die Scheibe 5 ausgeübte Kraft verschiebt diese zusammen mit den Bolzen 8 entgegen der Wirkung der Feder 12. Es öff net dabei die Scheibe 9 relativ schnell einen groß« Querschnitt, so daß in diesem Bereich nur ein seh geringer Druckabfall auftritt.

Ebenso wie für Flüssigkeiten, wie Wasser. Ö od. dgl., können die erfindungsgemäßen Wirkdruck geber auch für Gase Verwendung finden.

Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Wirk druckgebers mit Rückschlagventil liegt darin, dal keinerlei Umleitung des Frischwasserstrome'i erfoigi so daß keine zusätzlichen Druckveriuste auftreten Der Platzbedarf des Wirkdruckgebers ist durch da Rückschlagventil nicht nennenswert erhöht. Insbe sondere sind alle seitlich aus dem Rohrquerschnit

herausragenden F3aiiteil vermieden, wodurch auch bei beengten Platzverhältnissen eine leichte Montage und Auswechselbarkeit gegeben sind. Die Nebenstromkanäle werden unmittelbar durch den Ventilteller bzw. die Scheibe geschlossen; es sind also keine zusätzlichen Bauteile hierfür erforderlich. Jede Ventilscheibe

hat nur eine einzige Anlagefläche, wodurch das Problem eines dichten Anliegens eines starren Körpers an mehreren Paßflächen nicht auftritt. Durch den kegeligen Ventilsitz erreicht man ein stets sicheres Abclichten, ohne daß ein Verkanten und die. damit sich ergebenden Undichtigkeiten auftreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

1. Palentansprüche· ^l'^er b^e'^^en Nebenstromkanäle verschließt, zwischen

   denen ein vom Durchsatz abhängiger Differenzdruck

   I. Zum Einbau in einen ein Medium führenden herrscht.

   Leitungsabschnitt bestimmter Wirkdruckgeber Die Erfindung betrifft ulso ein Gerat, das einen ■lit einem sich in Strömungsrichtung verändern- 5 sich in Durchflußrichtung eines strömenden Mediden Durchflußqiierschnitt für das fließende Me- ums verändernden Querschnitt und vor und nach dium und mit je einem Nebenschlußkanal, die einer Querschnittsänderung angeordnete Bohrungen vor und nach dem sich verändernden Durchfluß- zur Messung des statischen Druckes aufweist. Der querschnitt münden, dessen Größe in Abhängig- Differenzdruck des an diesen beiden Bohrungen gefceit von der Fließgeschwindigkeit des Mediums io messenen statischen Druckes ist ein Maß für den durch einen Staukörper veränderlich ist, der Durchfluß des strömenden Mediums. Dieser Diffedurch den Staudruck gegen Federkraft verschieb- renzdruck kann auch dazu benutzt werden, um die bar in einer Kammer mit in Strömungsrichtung Förderung einer dem strömenden Medium zuzumikn Verschiebebereich des Staukörpers sich er- sehenden Flüssigkeit zu bewirken,
   »eiterndem Querschnitt angeordnet ist, wobei der 15 Es ist ein Durchflußmesser bekanntgeworden, bei Staukörper in seiner Ruhelage einen der beiden dem eine Stauscheibe in einem sich konisch in Strö-Nebenstromkanäle verschließt, zwischen denen ein mungsriehtung erweiternden Raum geführt ist, die vom Durchsatz abhängiger Differenzdruck sich unter der Kraft der Strömung entgegen einer Feherrscht, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegen kann. Die Übertragung der Stellung der der Staukörper (8, 9, 10, 15) zweiteilig ausgebil- 20 Stauscheibe nach außen erfolgt über ein Magnetsydet ist und die beiden Teile gegen Federkraft ge- stem. Derartige Durchflußmesser sind in vielerlei Vageneinander axial verschiebbar sind, wobei jedes rianten bekanntgeworden, beispielsweise auch als der beiden Teile (8, 9 bzw. 10, 15) in seiner Ru- Schwebekörperdurchflußmesser, bei denen ein kegelbeläge einen der Nebenstromkanäle (4 bzw. 5) förmiger Schwebekörper in einem konisch sich erverschließt. 25 weiternden Rohr vorgesehen ist, in dem er durch die
2. 2. Wirkdruckgeber nach Anspruch 1, dadurch Strömung entgegen seinem Gewicht oder entgegen gekennzeichnet, daß ein stromauf befindlicher einer Federkraft angehoben wird. Bei dem bekannten Ventil. Her (15) des Staukörpers den Wirkdruck- Durchflußmesser besteht die Stauscheibe aus mehregeber bildet und eine stromab liegende Scheibe ren Einzelscheiben, die je in kleinem Abstand auf der (9) des Staukörpers ein Rückschlagventil für die 30 Kolbenstange übereinander angeordnet sind. Die das Medium führende Lf Hung bildet. Stauscheiben stehen zueinander fest. Mehrere Stau-
3. 3. Wirkdruckgeber nach Anspruch 2. dadurch scheiben sind deshalb verwendet, um bei kleinen gekennzeichnet, daß der den Wirkdruckgeber bil- Durchflüssen eine größere Auslenkung der Stauscheidende Ventilteller Π5) des Staukörpers einen ben zu erzielen, die zu mehreren angeordnet einen kleineren Durchmesser aufweist als die stromab 35 höheren Druckabfall ergeben, ähnlich wie bei einer gelegene Scheibe (9) des Staukörpers. Labyrinthdichtung.
4. 4. Wirkdruckgeber nach einem der vorhcrge- Es ist auch ein Strömungswächter für wechselnde henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungsrichtungen bekanntgeworden, bei dem eine die Zunahme des Durchflußquersclinittes und die Stauscheibe in einem sich nach zwei Seiten hin koauf die Stauscheibe (15) wirkende Federkraft so 4° nisch erweiternden Raum gegen eine Feder veraufeinander abgestimmt sind, daß der Wirkdruck schiebbar angeordnet ist. Mit der Stauscheibe ist ein proportional oder annähernd proportional zum Magnet verbunden, der einen Kontakt außerhalb der Frischwasserdurchsatz ist. Strömung beeinflußt. Die von der Fließgeschwindig-
5. 5. Wirkdruckgeber nach einem der vorhcrge- keit des Mediums abgeleitete Bewegung der Staubenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 45 ücheibe ändert den Durchflußquerschnitt, weil sich stromab von der Staustelle ein Drallerzeuger vor- die Stauscheibc in einem konisch ausgebildeten gesehen ist. Raum befindet. Es ist auch bekannt, eine derartige
6. 6. Wirkdruckgeber nach Anspruch 5. dadurch Anordnung als Klappendurchflußmesser auszubilgekcnnzeichnet, daß die Halterung (7) des Str.u- den, bei dem eine schwenkbar gelagerte Klappe körpers (8. 9, 10. 15) als Drallerzeuger ausgebil- 50 durch die Strömung entgegen einer Feder bewegt det ist. -wird. Der Klappenschwenkwinkcl ist ein Maß für

   den Durchfluß. Er hängt ab von der Federkraft und

   der Federkennlinie und von der Kontur des Raumes.

   in dem sich die Klappe bewegt. Die Kontur dieses

   55 Raumes ist veränderbar, um unterschiedliche Zusam-

   Die Erfindung betrifft einen zum Einbau in einen rnenhängc zwischen Klappenschwenkwinkel und ein Medium führenden Leitungsabschnitt bestimmten Durchfluß einstellen zu können. Dabei kann die Wirkdruckgeber mit einem sich in Strömungsrichtung Klappe auch als Rückschlagventil dienen,
   verändernden Durchflußquerschnitt für das fließende E; sind auch Sicherheitseinrichtungen für unter Medium und mit je einem Nebcnschlußkanal, die vor 60 Druck stehende Flüssigkeitsbehälter bekannt, bei de- und nach dem sich verändernden Durchflußqiier- nen ein Zapfventil dann selbsttätig geschlossen wird, schnitt münden, dessen Größe in Abhängigkeit von wenn die Strömungsgeschwindigkeit in der Zapfleider Fließgeschwindigkeit des Mediums durch einen tung einen vorgegebenen Wert überschreitet, was Staukörper veränderlich ist, der durch den Staudruck darauf schließen läßt, daß ein Leck in der angegegen Federkraft verschiebbar in einer Kammer mit 65 schlossenen Leitung aufgetreten ist. Zu diesem in Strömungsrichtung im Verschiebereich des Stau- Zweck ist in der Strömung eine Schwenkfahne vorgckörpers sich erweiterndem Querschnitt angeordnet sehen, die gegen eine Federkraft ein Hilfsventil ist, wobei der Staukörper in seiner Ruhelage einen schließt. Durch Schließen des Hilfsventil wird über