DE2708955B2 - Durchflußmesser für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen DurchfluBmesser für Flüssigkeiten, bestehend aus einem Meßzylinder, a,us einem innerhalb des Meßzylinders beweglichen, freifliegenden Meßkolben, aus einem Steuerzylinder, aus einem innerhalb des Steuerzylinders beweglichen, freifliegenden Steuerkolben, aus zwischen dem Steuerzylinder und dem Steuerkolben wirksamen Haltemittel und aus einem Zählelement zum Zählen der Kolbenhübe des Meßkolbens.

DurchfluBmesser für Flüssigkeiten sind seit vielen Jahrzehnten in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, und zwar vor allem als dynamisch arbeitende Durchflußmesser sowie: als volumetrisch arbeitende Durchflußmesser, die volumetrisch arbeitenden Durchflußmesser wiederum als diskontinuierlich arbeitende Durchflußmesser und als kontinuierlich arbeitende Durchflußmesser.

Durchflußmesser für Flüssigkeiten werden für eine Vielzahl von Anwendungsfällen benötigt, insbesondere auch für die Durchflußmessung von Benzin, Dieselöl, Heizöl usw. Besonders genau arbeitende Durchflußmesser werden bei der Bestimmung des augenblicklichen spezifischen Kraftstoffverbrauches eines Kraftfahrzeuges benötigt Da bei dynamisch arbeitenden Durchflußmessern das Meßergebnis dichte- und viskos:'.ätsabhängig ist, können dort, wo besonders genaue Meßergebnisse benötigt werden, dynamisch arbeitende Durchflußmesser jedenfalls dann nicht eingesetzt werden, wenn Dichte- und/oder Viskositätsschwankungen der Flüssigkeit, deren Durchfluß gemessen werden soll, nicht ausgeschlossen werden können. (Bei Benzin treten z. B, Chargen- und temperaturabhängig, Dichteschwankungen bis zu ca. 10% auf).

Der eingangs beschriebene Durchflußmesser (vgl. die DE-OS 24 00 502), von dem die Erfindung ausgeht und der volumetrisch arbeitet, zeichnet sich positiv dadurch aus, daß er über einen relativ großen Meßbereich eingesetzt werden kann, daß an ihm nur ein relativ geringer Druckabfall entsteht und daß er auch bereits relativ genau arbeitet Allerdings wird die Meßgenauigkeit dieses Durchflußmessers durch eine spezielle Fehlerquelle beeinflußt, die im folgenden erläutert werden soll:

Die über den Flüssigkeitseinlaß dem Durchflußmesser zufließende Flüssigkeit gelangt — je nach der Stellung des Steuerkolbens — in die eine oder die andere Zylinderkammer des Meßzylinders, bewegt den Meßkolben und schiebt das in der gegenüberliegenden Zylinderkammer des Meßkolbens vorhandene Flüssigkeitsvolumen aus (vgl. die Fig. 1 und 2 der DE-OS 24 00 502). Erreicht der Meßkolben seine Endstellung, so baut sich in einer Zylinderkammer des Steuerzylinders ein Steuerdruck auf, der auf den — zunächst noch durch die Haltemittel festgehaltenen — Steuerkolben wirkt. Überschreitet der Steuerdruck eine bestimmte Druckschwelle, so wird der SteuerKolben bewegt, wobei durch Verschließen einzelner Zuleitungen bzw. Ableitungen und öffnen anderer Zuleitungen bzw. Ableitungen die Beaufschlagung des Meßkolbens mit der durch den Durchflußmesser strömenden Flüssigkeit geändert wird, wobei andererseits durch den Steuerkolben ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen als »Umsteuervolumen« ausgeschoben wird. Das »Umsteuervolumen« wird nicht durch die Zylinderkammern des Meßzylinders erfaßt, muß also dem von dem Meßzylinder erfaßten Flüssigkeitsvolumen hinzuaddiert werden. Dies wäre kein Problem, wenn das »Umsteuervolumen« eine konstante, von Druck und Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit unabhängige Größe wäre. Das ist aber nicht der Fall. Bei der Bewegung des Steuerkolbens auf der einen Endlage in die andere Endlage werden nämlich die entsprechenden Zu- und Ableitungen nicht innerhalb einer unendlich kurzen Zeitspanne, sondern nur vergleichsweise langsam geöffnet bzw. geschlossen. Tatsächlich tritt also an den Zu- und Ableitungen nach Maßgabe der Bewegung des Steuerkolbens eine vergleichsweise langsame Änderung der jeweiligen Durchflußquerschnitte auf. Selbst wenn also die Zu- und Ableitungen bei dem bekannten Durchflußmesser querschnittsmäßig auf einen möglichst geringen Druckabfall ausgelegt werden, tritt doch beim Umsteuern, also bei der Bewegung des Steuerkolbens, und damit gerade während des Ausdrückens der »Umsteuervolumina« eine solche Veränderung der Durchflußquerschnitte auf, daß die ausgeschobenen »Umsteuervolumina« von

Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Dichte und Viskosität der Flüssigkeit abhängig werden.

Im übrigen ist ein Durchflußmesser mit einem freifliegenden MeQkolben bekannt (vgl. die DE-PS 49 450), dessen Funktionsweise der Funkionweise des eingangs beschriebenen Durchflußrnessers ähnelt, bei dem jedoch zwischen dem Steuerzylinder und den Steuerkolben keine Haltemittel wirksam sind. Auch bei diesem bekannten Durchflußmesser tritt das Problem auf, daß die ausgeschobenen »Umsteuervolumina« von Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Dichte und Viskosität der Flüssigkeit abhängig sind, und zwar wegen der fehlenden Haltemittel noch wesentlich stärker als bei dem bekannten, eingangs beschriebenen Durchflußmesser.

Weiterhin ist auch ein Durchfluflmesser für Flüssigkeiten mit zwei freifliegenden Meß- und Steuerkolben bekannt (vgL die DE-PS 98 572). Bei diesem bekannten Durchflußmesser dient der erste Meßkolben gleichzeitig als Steuerkolben für den zweiten Meßkolben und umgekehrt Zwischen den Meß- und Stei-erzylindern und den Meß- und Steuerkolben sind hier keine Haltemittel wirksam. Die beiden Meß- und Steuerkolben befinden sich vielmehr stets gleichzeitig in Bewegung. Dementsprechend tritt hier in ganz besonders starkem Maße das eingangs behandelte Problem der volumen-, strömungsgeschwindigkeits-, dichte- und viskositätsabhängigen »Umsteuervolumina« auf. Tatsächlich treten bei diesem bekannten Durchilußmesser nicht nur die unerwünschten, von Druck, Strömungsgc- w> schwindigkeit, Dichte und Viskosität abhängigen »Um Steuervolumina« auf, sondern aufgnind der gleichzeitigen Bewegung der beiden Meß- und Steuerkolben auch noch ganz erhebliche »Leckvolumina«.

Schließlich sind auch volumetrisch arbeitende Durch- a flußmesser für Flüssigkeiten mit gekuppelten Meß- und Steuerkolben bekannt (vgl. beispielsweise die Druckschrift »Precision automotive fuel. Economy testing system« der Firma Fluidyne Instrumentation, Oakland, California). Derartige Durchflußmesser sind einerseits konstruktiv und fertigungstechnisch wesentlich aufwendiger als Durchflußmesser mit freifliegenden Meß- und Steuerkolben, andererseits ist bei diesen Durchflußmessern die Überdeckung der an den Meßzylindern vorgesehenen Einström- bzw. Ausströmquerschnitte -»5 durch entsprechende Überdeckungsabschnitte der Meßkolben kritisch.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, den bekannten und eingangs näher erläuterten Durchflußmesser mit freifliegenden Meß- und Steuerkolben, von w dem die Erfindung ausgeht, dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, daß die diesem bekannten Durchflußmesser anhaftende Fehlerquelle »Umsteuervolumen« eliminiert ht.

Der erfindungsgemäße Durchflußrnesser, bei dem die « zuvor angegebene Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen gekennzeichnet durch einen zweiten Meßzylinder, einen zweiten Meßkolber., einen zweiten Steuerzylinder einen zweiten Steuerkolben und zwischen dem zweiten Steuerzylinder und dem zweiten Steuerkolben wirksame Haltemittel, wobei der erste Steuerkolben die Bewegung des zweiten Meßkolbens und der zweite Steuerkolben die Bewegung des ersten Meßkolbens steuert. Es ist dabei zunächst erkannt worden, daß bei dem bekannten Durchflußmesser mii ^ freifliegenden Meß- und Steuerkolben die Fehlerquelle »Umsteuervolumina« uaraus resultiert, daß die »Umsteuervolumina« über Ableitungen aufgeschoben werden, deren Durchflußquerschnitte von dem das jeweilige »Umsteuervolumen« ausschiebenden Steuerkolben während des Ausschiebens des jeweiligen »Umsteuervolumens« selbst verändert werden. Es ist weiter erkannt worden, daß dann, wenn die »Umsteuervolumina« über Ableitungen ausgeschoben werden, deren Durchflußquerschnitte während des Ausschiebens unverändert bleiben, eine Abhängigkeit der »Umsteuervolumina« von Druck, Strömungsgeschwindigkeit Dichte und Viskosität praktisch ausgeschlossen werden kann — nämlich durch ausreichende Dimensionierung der Ableitungen. Aus diesen Erkenntnissen ergibt sich, daß ein zweiter Meßzylinder, ein zweiter Meßkolben, ein zweiter Steuerzylinder und ein zweiter Steuerkolben vorgesehen werden, wobei eine kreuzweise steuerungsmäßige Beeinflussung der ersten und zweiten Meß- und Steuerkolben verwirklicht wird. Dadurch ist gewährleistet daß sich stets mindestens einer der beiden Steuerkolben in Ruhe befindet so daß das von dem anderen, sich gerade bewegenden äteuerkolben ausgeschobene »Umsteuervolumen« über dun gerade in Ruhe befindlichen Steuerkolben abgeleitet werden kann.

Die Lehre der Erfindung führt zunächst nicht dazu, daß »Umsteuervolurnina« vermieden werden. Jedoch sind -ie bei dem erfindungsgemäßen Durchflußmesser auftretenden »Umsteuervolumina« durch die Geometrie der Steuerzylinder und der Steuerkolben exakt vorgegeben und damit konstant so daß diese »Umsteuervolumina« den »Meßzylindervolumina« — Flüssigkeitsvolumina, die durch die Meßkoiben ausgeschoben werden — hinzuaddiert werden können — und folglich die dem Durchflußmesser, von dem die Erfindung ausgeht immanente Fehlerquelle eliminiert ist

Es können auch mehr als zwei Meßzylinder, mehr als zwei Meßkolben, mehr als zwei Steuerzylinder und mehr als zwei Steuerkolben vorhanden sein. Dann wird z. B. der erste Meßkolben durch den zweiten Steuerkolben, der zweite Meßkolben durch den dritten Steuerkolben, ... und der letzte Meßkolben durch den ersten Steuerkolben gesteuert. Die folgende Erläuterung und weitere Beschreibung des erfindungsgemäßen Durchflußmessers bezieht sich jedoch immer auf einen solchen mit zwei Meßzylindern, zwei Meßkolben, zwei Steuerzylindern, zwei Steuerkolben usw.

Zur allgemeinen Lehre der Erfindung ist zuvor dargelegt worden, daß der erste Steuerkolben die Bewegung des zweiten Meßkolbens und der zweite Steuerkolben die Bewegung des ersten Meßkolbens steuern. Dabei kenn die »Verbindung« zwischen dem ersten Meßkolben und dem ersten Steuerkolben so-.vie zwischen dem zweiten Meßkolben und dem zweiten Steuerkolben, wie bei dem Durchflußmesser, von dem die Erfindung ausgeht, eine hydraulische sein. Diese »Verbindung« kann aber auch, wie im Stand der Technik auch bekannt, mechanisch ausgeführt sein. Bei der folgenden Erläuterung und weiteren Beschreibung des erfindungjgemäßen Durchflußmessers wird von einer hydraulischen »Verbindung« zwischen dem ersten MeOkolben und dem ersten Steuerkolben sowie zwischen dem zweiten Meßkolben und dem zweiten Steuerkolben ausgegangen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, der besondere Bedeufing zukommt, ist dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuerzylinder zugleich als zweiter Meßzylinder, der erste Steuerkolben zugleich als zweiter Meßkolben, der erste Meßzylinder zugleich als zweiter Steuerzylinder und der erste Meßkolben

zugleich als zweiter Steuerkolben verwendet wird. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers sind also tatsächlich nur zwei Zylinder und nur zwei Kolben vorhanden, wobei der erste und der zweite Zylinder jeweils einmal als Steuerzylinder und einmal als Meßzylinder sowie der erste und der zweite Kolben jeweils einmal als Steuerkolben und einmal als Meßkolben arbeiten.

Bei der zuletzt beschriebenen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers sind besondere »Umsteucrvolutnina« nicht mehr vorhanden, vielmehr erfüllen die MeDzylindcrvolumina« — Flüssigkeitsvoltirrina, die durch die Meßkolben ausgeschoben wcrdei — zugleich die Funktion von »Umsteuervolum,na«. Da bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers besonders »Umsteuervolumina« nicht mehr vorhanden sind, können auch »l Jmsteuervoliiminn« nicht zu Meßfehlern führen. Folglich ist auch bei dieser Ausfühningsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers die dem Durchflußmesser, von dem die Frfindung ausgeht, immanente Fehlerquelle eliminiert.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, die erfindungsgemäßen, zuvor beschriebenen Durchflußmesser weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.

Zweckmäßigerweise sind bei dem f;rfindungsgemä-Qen Durchflußmesser alle Meßzylinder und Steuerzylinder in einem Durchflußmessergehäuse verwirklicht. Dabei empfiehlt es sich, die Meß- und Steuerzylinder durch innerhalb des Durchflußmessergehäuses verlaufende Kanäle miteinander zu verbinden. Man erhält so einen sehr kompakten Durchflußmesser, der nach außen nur einen Flüssigkeitseinlaß und einen Flüssigkeitsauslaß aufweist. Im übrigen können die Meß- bzw. Steuerkolben jeweils mit einem Kanal versehen sein, die ebenfalls der Verbindung der Meß- und Steuerzylii der dienen. Derartige mit einem Kanal versehene Meß- und Steuerkolben sind für sich bei Durchflußmessern für Flüssigkeiten schon bekannt (vgl. die DE-PS 98 572).

Bei dem erfindungsgemäßen Durchflußmesser können in bezug auf die Haltemittel und/oder die Zählelemente Maßnahmen verwirklicht werden, die auch bei im Stand der Technik bekannten Durchflußmessern verwirklicht sind. So können ι. B. als Haltemittel jeweils mindestens ein Haltekörper aus permanentmagnetischem Material und ein Gegenkörper aus ferromagnetischem Material oder jeweils zw;i Haltekörper aus permanentmagnetischem Material vorgesehen sein. Jedenfalls empfiehlt es sich, die Hal'amittel in Richtung der Kolbenachsen der Meßkolben bzw. der Meß- und Steuerkolben einstellbar auszuführen. Bei dieser Ausführungsform können die »Meßzylindervolumina« — Flüssigkeitsvolumina, die durch die Meßkolben ausgesehenen werden — exakt eingestellt werden. Im übrigen können als Zählelemente berührungslos arbeitende elektronische Schalter vorgesehen sein, deren Schaltimpulse dann in üblicher Weise gezählt, also aufaddiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung unhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt

Fig. 1 bis 3 in schematischer Darstellung, eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemaften Durchflußmessers, und zwar in unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Funktionsstellungen, und

Fig.4 bis 10 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Durchfluß-

messers, ebenfalls in unterschiedlichen, aufeinanderfolgenden Funktionsstellungen.

Der in den Figuren dargestellte Durchflußmesser ist für Flüssigkeiten, insbesondere für Benzin, Dieselöl, Heizöl usw. bestimmt. Er besteht zunächst aus einem ersten Meßzylinder 1, aus einem innerhalb des ersten Meßzylinders 1 beweglichen, freifliegenden ersten Meßkolben 2, aus einem ersten Steuerzylinder 3, aus einem innerhalb des ersten Steuerzylinders 3 beweglichen, freilegenden ersten Steuerkolben 4, aus zwischen dem ersten Steuerzylinder 3 und dem ersten Steuerkolben 4 wirksamen Kältemitteln 5 und aus einem Zählelement 6 zum Zählen der Kolbenhübe des ersten Meükolbcns 2.

Der in den F i g. I bis 3 schematisch dargestellte erfindungsgemäßc Durchflußmesser ist nun gekennzeichnet durch einen zweiten Meßzylinder 7, einen zweiten Meßkolben 8. einen zweiten Steiierzylinder 9. einen zweiten Steuerkolbcn 10 und zwischen dem zweiten Steuerzylinder 9 und dem zweiten Steuerkolben 10 wirksamen Haltemitteln 11. Der erste Steuerkolben 3 steuert die Bewegung des zweiten Meßkolbcns 8. der zweite Steuerkolben 10 die Bewegung des ersten Meßkolbens 2. Die »Verbindungen« zwischen den Meßkolben 2,8 und den Steuerkolben 4,10 sind, wie bei dem Durchflußmesser, von dem die Erfindung ausgeht, hydrau^l;sche. Im einzelnen weist folglich der in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellte Durchflußmesser, außer einem Flüssigkeitseinlaß 12 und einem Flüssigkeitsauslaß 13, noch eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen 14 bis 19 auf, und zwar eine Verbindungsleitung 14 zwischen dem aus dem ersten Steuerzylinder 3 und dem ersten Steuerkolben 4 bestehenden ersten Umsteuerelement 20 und der rechten Zylinderkammer 22 des zweiten Meßzylinders 7, eine Verbindungsleitung 15 zwischen dem aus dem zweiten Steuerzylinder 9 und dem zweiten Steuerkolben 10 bestehenden zweiten Umsteuerelement 21 und der rechten Zylinderkammer 23 des ersten Meßzylinders 1, eine Verbindungsleitung 16 zwischen der linken Zylinderkammer 24 des zweiten Meßzylinders 7 und dem ersten Umsteuerelement 20. eine Verbindungsleitung 17 zwischen der linken Zylinderkammer 25 des ersten Meßzylinders 1 und dem zweiten Umsteuerelement 21 und Verbindungsleitungen 18 bzw. 19 zwischen dem ersten Meßzylinder 1 und dem ersten Steuerzylinder 3 bzw. zwischen dem zweiten Meßzylinder 7 und dem zweiten Steuerzylinder 9, nämlich eine Verbindungsleitung 18a zwischen der rechten Zylinderkammer 23 des ersten Meßzylinders 1 und dem ersten Steuerzylinder 3 sowie eine V rbindungsleitung 18/? zwischen der linken Zylinderkammer 25 des ersten Meßzylinders 1 und dem ersten Steuerzylinder 3 bzw. eine Verbindungsleitung 19a zwischen der linken Zylinderkammer 24 des zweiten Meßzylinders 7 und dem zweiten Steuerzylinder 9, sowie eine Verbindungsleitung 196 zwischen der rechten Zylinderkammer 22 des zweiten Meßzylinders 7 und dem zweiten Steuerzylinder 9.

Die Fig.4 bis 10 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers, der besondere Bedeutung zukommt. Bei dieser Ausführjngsform sind der erste Steuerzylinder 3 zugleich als zweiter Meßzylinder 7, der erste Steuerkolben 4 zugleich als zweiter Meßkolben 8, der erste Meßzylinder 1 zugleich als zweiter SieuerzyiinderS und der erste Meßkolben 2 zugleich als zweiter Steuerkolben 10 verwendet Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers sind also

tatsächlich nur zwei Zylinder und nur zwei Kolben vorhanden, wobei der erste und der zweite Zylinder jeweils einmal als> Steuerzylinder 3 bzw. 9 und einmal als Meßzylinder 7 bzw. 1 sowie der erste und der zweite Kolben jeweils einmal als Steuerkolben 4 bzw. 10 und einmal als Meßkolben 8 bzw. 2 arbeiten.

Irr übrigen sind bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform alle Meßzylinder 1 bzw. 7 und Stellerzylinder 9 bzw. 3 im dargestellten Ausführungsbeispiel in einem Durchflußmessergehäusf. 26 verwirk- licht und sind die Meß- und Steuerzylinder 1 bzw. 7 und 9 bzw. 3 durch innerhalb des Durchflußmessergehäuses 26 und innerhalb der Meß- und Steuerkolben 2 bzw. 8 und 10 bzw. 4 vorgesehene Kanäle 27 bis 32 miteinander verbunden. ts

Im Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Durchflußmessers, das in den F i g. 4 bis 7 dargestellt ist.

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Haltekörper 5a bzw. 11a aus permanentmagnetischem Material und ein Gegenkörper 56 bzw. 116 aus ferromagnetischem Material vorgesehen sind. Dabei sind die Haltekörper 5a bzw. 11a im Durchflußmessergehäuse 26, die Gegenkörper 56 bzw. 116 in den Meßbzw. Steuerkolben 2 bzw. 10 und 4 bzw. 8 angeordnet. Die Haltekörper 5a bzw. 11a sind in Richtung der Kolbenachsen der Meß- bzw. Steuerkolben 2 bzw. 10 und 4 bzw. 8 einstellbar. Durch die Einstellbarkeit der Haltekörper 5a bzw. 11a ist die Möglichkeit gegeben, die »Meßzylindervolumina« — Flüssigkeitsvolumina, die d rch die Meßkolben 2 bzw. 8 ausgeschoben werden JO — in einfacher Weise einzustellen.

Schließlich zeigen die F i g. 4 bis 10, daß bei dem in diesen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Durchflußmessers die Zählelemente 6 in entsprechende Ausnehmungen im Durchflußmessergehäuse 26 eingesetzt sind. Die Zählelemente 6 können als vorzugsweise berührungslos arbeitende elektronische Schalter ausgeführt sein, deren Schaltimpulse dann in üblicher Weise gezählt, also aufaddiert werden.

Im folgenden wird nun die Funktionsweise der beiden in den Fig. 1 bis 3 einerseits, 4 bis 10 andererseits dargestellten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Durchflußmessers erläutert:

Es wird angenommen, daß bei einer Inbetriebnahme *5 des Durchflußmessers nach den F i g. 1 bis 3 die Meßkolben 2 und 8 und die Umsteuerelemente 20 und 21 die in Fig. 1 gezeigten Stellungen haben. Über den Flüssigkeitseinlaß 12 strömt dann die Flüssigkeit dem Durchflußmesser zu, deren Durchflußmenge gemessen so werden soll. Die Flüssigkeit gelangt über das Umsteuerelement 21 und die Verbindungsleitung 15 in die rechte Zylinderkammer 23 des Meßzylinders 1 und bewegt den Meßkolben 2 nach links, der dabei Flüssigkeit aus der linken Zylinderkammer 25 des Meßzylinders 1 ausschiebt, die über die Verbindungsleitung 17, das Umsteuerelement 21 und den FlQssigkeitsausIaß 13 aus dem Durchflußmesser austritt Hat der Meßkolben 2 seine linke Endstellung erreicht, se baut sich augenblicklich in der Verbindungsleitung 15, in der rechten Zylinderkammer 23 des Meßzylinders 1 und in der Verbindungsleitung 18a ein Umsteuerdruck auf, der das Umsteuerelement 20 umsteuert, nämlich in die in F i g. 2 gezeigte Stellung bringt Nunmehr gelangt die Flüssig keit über das Umsteuereieineni 20 und die Verbindungsleitung 16 in die linke Zylinderkammer 24 des Meßzylinders 7 und bewegt den Meßkolben 8 nach rechts, der dabei Flüssigkeit aus der rechten Zylinderkammer 22 des Meßzylinders 7 ausschiebt, die über die Verbindungsleitung 14, das Umsteuerelement 20 und den Flüssigkeitsauslaß 13 aus dem Durchflußmesser austritt. Hat der Meßkolben 8 seine rechte Endstellung erreicht, so baut sich augenblicklich in der Verbindungsleitung 16, in der linken Zylinderkammer 24 des Meßzylinders 7 und in der Verbindungsleitung 19a ein Umsteuerdruck auf, der das Umsteuerelement 21 umsteuert, nämlich in die in Fig.3 gezeigte Stellung bringt. Nunmehr gelangt die Flüssigkeit über das Umsteuerelement 21 und die Verbindungsleilung 17 in die linke Zylinderkammer 25 des Meßzylinders und bewegt den Meßkolben 2 nach rechts, der dabei Flüssigkeit aus der rechten Zylinderkammer 23 des Meßzylinders I ausschiebt, die über die Verbindungsleitung 15, das Umsteuerelement 21 und den Flüssigkeitsauslaß 13 aus dem Durchflußmesser austritt. Hat der Mr-ntinlhpn 1 spinp rprhte F.nHste.lliing erreicht, so baut sich augenblicklich in der Verbindungsleitung 17, in der linken Zylinderkammer 25 des Meßzylinders 1 und in der Verbindungsleitung 186 ein Umsteuerdruck auf, der das Umsteuerelement 20 erneut umsteuert. Die weiter folgenden Funktionsstellungen sind nicht mehr dargestellt, ergeben sich jedoch ohne weiteres aus der vorangegangenen Erläuterung.

Wesentlich für die zuvor beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers ist. daß zwar »Umsteuervolumina« nach wie vor benötigt werden, nämlich zum Umsteuern der Umsteuerelemente 20 und 21, daß jedoch die bei dem erfindungsgemäßen Durchflußmesser auftretenden »Umsteuervolumina« durch die Geometrie der Steuerzylinder 3 und 9 und der Steuerkolben 4 und 10 exakt vorgegeben und damit konstant sind, so daß diese »Umsteuervolumina« den »Meßzylindervolumina« — Flüssigkeitsvolumina, die durch die Meßkolben 2 und 8 ausgeschoben werden — hinzuaddiert werden können.

Zur nun folgenden Erläuterung der Funktionsweise des in den Fig. 4 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Durchflußmessers wird angenommen, daß bei seiner Inbetriebnahme der Meß- und Steuerkolben 2,10 und der Steuer- und Meßkolben 4, 8 die in F i g. 1 gezeigte Stellung haben. Über den Flüssigkeitseinlaß 12 strömt dann die Flüssigkeit dem Durchflußmesser zu, deren Durchflußmenge gemessen werden soll. Die Flüssigkeit gelangt über den Kanal 27 in die rechte Zylinderkammer 23 des Meß- und Steuerzylinders 1, 9 und über den Kanal 28 in die linke Zylinderkammer 24 des Steuer- und Meßzylinders 3, 7. Da sowohl der Meß- und Steuerkolben 2,10 als auch der 5l:uer- und Meßkolben 4, 8 in der rechten Endstellung sind, wirkt sich nur die über den Kanal 27 der rechten Zylinderkammer 23 des Meß- und Steuerzylinders 1, 9 zuströmende Flüssigkeit aus. Die der rechten Zylinderkammer 23 des Meß- und Steuerzylinders 1, 9 zuströmende Flüssigkeit bewegt, wie in den F i g. 5 bis 8 dargestellt, den Meß- und Steuerkolben 2,10 nach links, der dabei Flüssigkeit aus der linken Zylinderkammer 25 des Meß- und Steuerzylinders 1, 9 ausschiebt die über den Kanal 30 und den Flüssigkeitsauslaß 13 aus dem Durchflußmesser austritt Hat der Meß- und Steuerkolben 2,10 seine linke Endstellung erreicht (vgL F i g. 8), so baut sich augenblicklich in den Kanälen 31 und 29 sowie in der rechten Zylinderkammer 22 des Steuer- und Meßzylinders 3, 7 ein Umsteuerdruck auf, so daß nunmehr, wie in den Fig.8 bis 10 gezeigt die der rechten Zylinderkammer 22 des Steuer- und Meßzylin ders 3,7 über die Kanäle 31,29 zuströmende Flüssigkeit

wirksam wird, nämlich den Steuer- und Meßkolben 4,10 nach links bewegt, der dabei aus der linken Zylinderkammer 24 des Steuer- und Meßzylinders 3, 7 Flüssigkeit ausschiebt, die über den Kanal 28 und den Flüssigkeitsauslaß 13 aus dem Durchflußmesser austritt. Hat der Steuer- und Meßkolben 4, 8 seine linke Endstellung erreicht (Fig. 10), so baut sich in den Kanälen 32 und 30 sowie in der linken Zylinderkammer 25 des Meß- und Steuerzylinders 1,9 ein Umsteuerdruck auf, der dazu führt, daß nunmehr der Meß- und Sleuerkolben 2, 10 nach rechts bewegt wird. Die weiter folgenden Funktionsstellungen sind nicht dargestellt, ergeben sich jedoch unmittelbar aus der vorangegangenen Erläuterung.

Bei der in den F i g. 4 bis 10 dargestellten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Durchflußmessers sind besondere »Umsteuervolumina« nicht mehr vorhanden, vielmehr erfüllen die »Meßzylindervolumina« — Flüssigkeitsvolumina, die durch den Meß- und Steuerkolben 2, 10 und durch den Steuer- und Meßkolben 4, 8 ausgeschoben werden — zugleich die Funktion von »Umsteuervolumina«.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 10 sind die Haltekörp^.·· 5a bzw. Ha in das Durchflußmessergehäuse 26, die Gegenkörper 5b bzw. 1 \b in den Meß- und Steuerkolben 2,10 und in den Steuer- und Meßkolben 4, 8 eingesetzt. Selbstverständlich können die Haltekörper 5a bzw. 11a auch am Meß- und Steuerkolben 2, 10 und am Steuer- und Meßkolben 4,8 angeordnet sein. Dann, aber nicht nur dann, können als Zählelemente 6 berührungslos arbeitende magnetische Schalter (Reed-Kontakte) vorgesehen sein, die von den dann beweglichen Haltekörpern 5a bzw. 11a aus permanentmagnetischem Material betätigt werden können.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß die Haltemittel auch als bei Durchflußmessern bekannte Schnappfedermechanismen ausgeführt sein können.

Dabei kann die Schnappfeder als in einen Haltebügel eingespannte Blattfeder ausgebildet und über eine kleine Verbindungsstange mit dem Meß- und Steuerkolben 2, 10 bzw. dem Steuer- und Meßkolben 4, 8 verbunden sein. Die Anordnung solcher üchnapptedermechanismen ist in den Zylinderkammern 22 bis 25 ohne weiteres möglich, insbesondere dann, wenn sie entsprechend dem größeren, radialen Raumbedarf erweitert worden sind.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Durchflußmesser für Flüssigkeiten, bestehend aus einem Meßzylinder, aus einem innerhalb des Meßzylinders beweglichen, freifliegenden Meßkolben, aus einem Steuerzylinder, aus einem innerhalb des Steuerzylinders beweglichen, freifliegenden Steuerkolben, aus zwischen dem Steuerzylinder und dem Steuerkolben wirksamen Haltemitteln und aus einem Zählelement zum Zählen der Kolbenhübe des Meßkolbens, gekennzeichnet durch einen zweiten Meßzylinder (7), einen zweiten MeDkolben (8) einen zweiten Steuerzylinder (9), einen zweiten Steuerkolben (10) und zwischen dem zweiten Steuerzylinder (9) und dem zweiten Steuerkolben (10) wirksame Haltemittel (11), wobei der erste Steuerkolben (4) die Bewegung des zweiten Meßkolbens (8) und der zweite Steuerkolben (1!O) die Bewegung des ersten Meßkolbens (2) steuern.

2. Dardiflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Steuerzylinder (3) zugleich als zweiter Meßzylinder (7), der erste Steuerkolben (4) zugleich als zweiter Meßkolben (8), der erste Meßzylinder (1) zugleich als zweiter Steuerzylinder (9) und der erste Meßkolben (2) zugleich als zweiter Steuerkolben (10) verwendet wird.

3. Durchflußmesser nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Meßzylinder (1 bzw. 7) und Steuerzylinder (9 bzw. 3) in einem Durchflußr.-.jssergehäuse (26) verwirklicht sind.

4. Durchflußmesssr nac^i- Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß d<e Meß- und Steuerzyünder {1 bzw. 7 und 9 bzw. 3) c irch innerhalb des Durchflußmessergehäuses (26) verlaufende Kanäle (27 bis 30) miteinander verbunden sind.

5. Durchflußmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Steuerkolben (2 bzw. 8 und 10 bzw. 4) jeweils mit einem Kanal (31,32) versehen sind, die ebenfalls der Verbindung der Meß- und Steuerzyünder (1 bzw. 7 und 9 bzw. 3) dienen.

6. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (5 bzw. Jl) in Richtung der Kolbenachsen der Meß- und Steuerkolben (2 bzw. 10 und 4 bzw.8) einstellbar sind.