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Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlendioxid-
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gehaltes einer Flüssigkeit, insbesondere eines Getränkes (Zusatz
zu P 28 49 401.1).
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Gegenstand der Hauptanmeldung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung
des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit, insbesondere eines Getränkes.
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Die vorliegende Zusatzanmeldung geht aus von einer Ausführungsform
des Gegenstandes der Hauptanmeldung, wie er im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
der Zusatzanmeldung angegeben und durch den Patentanspruch 1 der Hauptanmeldung
gegeben ist.
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Die Zusatzerfindung bezweckt eine Verbesserung des Gegenstandes der
Hauptanmeldung.
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Im Rahmen der Hauptanmeldung wird eine Ausführungsform der Vorrichtung
zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit beschrieben, die besonders
zur Durchführung von Einzelmessungen oder Messungen in größeren Zeitabständen geeignet
ist und als tragbares Handgerät ausgebildet ist, das zur Durchführung der Messung
zeitweise mit einer Flüssigkeitsleitung verbindbar ist. Es hat sich nun in der Praxis
herausgestellt, daß in den Flüssigkeitsleitungen oft ein erheblicher Leitungsdruck
herrscht, der über dem durch den Vollausschlag des Zeigers am Druckmeßgerät angegebenen
Druck liegt. Wenn nun das Druckmeßgerät in allen Betriebszuständen der Vorrichtung
mit dem Entspannungsraum verbunden ist, führt der beim Anschluß der Vorrichtung
an eine Flüssigkeitsleitung durch das plötzliche Einströmen der Flüssigkeit in den
Entspannungsraum auftretende Druckstoß zu einem Vollausschlag am Zeiger des Druckmeßgerätes.
Bei besonders hohen Leitungsdrucken kann sogar eine Beschädigung des Druckmeßgerätes
auftreten.
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Die der Zusatzerfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, eine
Vorrichtung nach dem Hauptpatent so zu verbessern, daß die Verbindung zwischen Druckmeßgerät
und Entspannungsraum nur in der Stellung der Kolben freigegeben wird, in der die
eigentliche Messung erfolgt, nicht aber in der Stellung, in der die Flüssigkeit
in den Innenraum der Vorrichtung ein strömt.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Vorrichtung gemäß der Zusatzerfindung ist im Unteranspruch angegeben.
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Die Vorrichtung gemäß der Zusatzerfindung hat den großen Vorteil,
daß die Verbindung zwischen Entspannungsraum und Druckmeßgerät erst dann freigegeben
wird, wenn der Entspannungsraum wieder von der Zuleitung abgetrennt ist.
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Es kann auf diese Weise nicht der volle Leitungsdruck auf das Druckmeßgerät
einwirken. Der sich beim Einströmen der Flüssigkeit in den Entspannungsraum dort
aufbauende Druck wird durch die Volumenvergrößerung bei der Bewegung der Kolben
ausgeglichen und kann sich nicht mehr auf das Druckmeßgerät auswirken.
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Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
für die Vorrichtung gemäß der Zusatzerfindung näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur
Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit, wobei die Schnittebene in
dem mit S bezeichneten Bereich gegenüber der Schnittebene in den übrigen Bereichen
um 900 gedreht ist.
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Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung weist ein aus zwei zusammenschraubbaren
Teilen 1a und Ib bestehendes Gehäuse auf. Der Gehäuseinnenraum ist insgesamt hohlzylindrisch
ausgebildet
und besteht aus drei aufeinanderfolgenden Abschnitten, einem ersten hohlzylindrischen
Abschnitt 2, in dem ein Kolben 5 verschiebbar geführt ist, einem zweiten hohlzylindrischen
Abschnitt 4, der in weiter unten erläuterter Weise als Entspannungsraum dient und
einem dritten hohlzylindrischen Abschnitt 3, in dem ein Kolben 6 verschiebbar geführt
ist. Der Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnittes 3 bzw. des Kolbens 6 ist
dabei größer als der Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnittes 2 bzw. des Kolbens
5. Der Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnittes 4 ist in Achsrichtung inkonstant
und insgesamt größer als die Durchmesser der hohlzylindrischen Abschnitte 2 und
3. Der Kolben 5 ist mit dem in Achsrichtung fluchtend zu ihm angeordneten Kolben
6 durch den Entspannungsraum 4 hindurch mittels einer Stange 7 starr verbunden.
Der Kolben 6 ist an seiner dem Kolben 5 abgewandten Seite mit einer Stange 9 verbunden,
welche durch das Gehäuse la hindurch nach außen geführt ist. Am äußeren Ende der
Stange 9 ist ein Handgriff 10 angeordnet. Im mittleren hohlzylindrischen Abschnitt
4 des Gehäuseinnenraumes ist eine Druckfeder 8 angeordnet, deren eines Ende sich
an einer Schulter des Gehäuses und deren anderes Ende sich an der Stirnfläche des
Kolbens 6 abstützt. Die Feder 8 übt also auf den Kolben 6 eine Kraft aus, die den
Kolben 6 und den mit ihm verbundenen Kolben 5 in eine Stellung zu schieben sucht,
in der der Kolben 6 an der den hohlzylindrischen Abschnitt 3 begrenzenden Endfläche
anliegt. Diese Verschiebungsbewegung wird durch eine auslösbare Arretiervorrichtung
verriegelt. Die Arretiervorrichtung ist in einer qucr zur Gehäuseachse verlaufenden
Bohrung 11 im Gehäuseteil 1a angeordnet. Sie weist einen gegen die Kraft einer Feder
13 verschiebbaren Bügel 12 auf, der in eine Nut 9a der Stange 9 eingreift. Der Bügel
12 ist mit einem nach außen geführten Druckknopf 12a verbunden. Beim Drücken des
Druckknopfes 12a wird der Bügel t aus der Nut 9a gedrückt und die Stange 9 ist freigegeben,
so daß die Kolben 5 und 6 unter der Kraft der Feder 8 verschoben werden.
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In den mittleren Abschnitt 4 des Gehäuseinnenraumes ragt ein Teil
eines im Gehäuseteil la angeordneten Thermometers 16 hinein.
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Die Vorrichtung besitzt weiterhin einen Flüssigkeitseinlaß Z, der
über einen Kanal 17 mit dem hohlzylindrischen Abschnitt 3 verbunden ist und einen
Flüssigkeitsauslaß A, der über einen Kanal 18 mit dem hohlzylindrischen Abschnitt
2 verbunden ist.
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Im Flüssigkeitsauslaß A ist eine Blende 18a angeordnet.
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Weiterhin ist in dem dichtend im hohlzylindrischen Abschnitt 3 geführten
Außenmantel des Kolbens 6 eine Nut 19 angeordnet, die mit einem Kanal 20 verbunden
ist, der durch den Kolben 6 hindurchgeführt ist und an der dem Kolben 5 zugewandten
Stirnfläche des Kolbens 6 in den Gehäuseinnenraum einmündet.
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Ebenso ist an der dichtend im hohlzylindrischen Abschnitt 2 geführten
Mantelfläche des Kolbens 5 eine Nut 21 angeordnet, die mit einem Kanal 22 verbunden
ist, der durch den Kolben 5 hindurchgeführt ist und an der dem Kolben 6 zugewandten
Stirnfläche in den Gehäuseinnenraum einmündet. Das Druckmeßgerät 14 ist über einen
Kanal 15 mit dem hohlzylindrischen Abschnitt 2 verbunden.
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Die Nut 21 im Kolben 5 ist nun so angeordnet, daß sie in der ersten
Position des Kolbens 5, in der dieser an der den hohlzylindrischen Abschnitt 2 begrenzenden
Stirnfläche anliegt, dem mit dem Flüssigkeitsauslaß A verbundenen Kanal 18 gegenüberliegt.
In dieser Position ist also der Entspannungsraum 4 mit dem Flüssigkeitsauslaß A
verbunden.
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In der zweiten Position des Kolbens 5, in welcher der Kolben 6 an
der den hohlzylindrischen Abschnitt 3 begrenzenden Stirnfläche anliegt, befindet
sich die Nut 21 dagegen gegenüber dem mit dem Druckmeßgerät 14 verbundenen Kanal
15. Dies bedeutet, daß in dieser Position das Druckmeßgerät 14 über den Kanal 15,
die Nut 21 und den Kanal 22 mit dem Entspannungsraum 4 verbunden ist.
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Das am Ende des Gehäuseteils 1b angeordnete Druckmeßgerät 14 ist durch
einen auf das Gehäuse aufgeschraubten Deckel 1c geschützt. Die Funktionsweise der
Vorrichtung ist folgende: In der erwähnten ersten Position, die in der Zeichnung
dargestellt ist, sind beide Kolben 5 und 6 in der Zeichnung nach links verschoben.
In dieser ersten Position ist die Stange 9 durch den Bügel 12 verriegelt, so daß
durch die Druckfeder 8 eine in der Zeichnung nach rechts wirkende Kraft ausgeübt
wird, ohne daß eine Verschiebung der Kolben stattfinden kann.
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In dieser ersten Position weist das Volumen des Gehäuseinnenraumes,
das sich aus dem mittleren hohlzylindrischen Abschnitt 4 und den an ihn angrenzenden
Teilen der hohlzylindrischen Abschnitte 2 und 3 zusammensetzt, ein Minimum auf.
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Weiterhin liegt die Nut 19 im Kolben 6 dem Austrittsende des Kanals
17 gegenüber, während,wie erwähnt, die Nut 21 des Kolbens 5 dem Austrittsende des
Kanals 18 gegenüber liegt. Dies bedeutet, daß Flüssigkeitseinlaß Z und Flüssigkeitsauslaß
A geöffnet sind. In dieser Stellung kann bei an eine Flüssigkeitsleitung oder einen
Flüssigkeitsbehälter angeschlossener Vorrichtung die zu messende Flüssigkeit bei
Z einströmen und gelangt über die Kanäle 17 und 20 in den Raum 4, durchströmt ihn
und fließt über die Kanäle 22 und 18 und den Flüssigkeitsauslaß A wieder aus der
Vorrichtung heraus. Der sich aufbauende Leitungsdruck kann sich jedoch nicht über
den Kanal 15 auf das Druckmeßgerät 14 auswirken.
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Der Zustand der den Raum 4 durchströmenden Flüssigkeit kann beobachtet
werden, indem der Gehäuseteil 1a aus durchsichtigem Material hergestellt ist, oder
ein vor dem Raum 4 angeordnetes Sichtfenster aufweist. Sobald der zwischen den einander
zugekehrten Stirnflächen der Kolben 5 und 6 angeordnete Entspannungsraum 4 gefüllt
ist und die Flüssigkeitsblasen frei durchströmen, wird am Druckknopf 12a die Arretiervorrichtung
ausgelöst. Der Bügel 12 gibt die Stange 9 frei und die Kolben 5 und 6 werden unter
der Einwirkung der Druckfeder 8 ruckartig in der Zeichnung nach rechts verschoben
bis der Kolben 6 an der Stirnwand des
hohlzylindrischen Abschnittes
3 anschlägt. Hierdurch werden einerseits der Flüssigkeitseinlaß Z und der Flüssigkeitsauslaß
A verschlossen und andererseits vergrößert sich das Volumen des Entspannungsraumes
4ibis es in der zweiten Position der Kolben 5 und 6 am Ende der Verschiebungsbewegung
ein Maximum erreicht hat. Dabei erfolgt eine starke Entspannung der im Entspannungsraum
4 eingeschlossenen Flüssigkeit.
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Die Entbindung des in der Flüssigkeit enthaltenen Kohlendioxids erfolgt
durch das sich sehr rasch einstellende hohe Druckgefälle.
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Weiterhin ist in dieser Position der Kolben 5 und 6 der Entspannungsraum
4 über den Kanal 15 mit dem Druckmeßgerät verbunden. Es kann nunmehr am Druckmeßgerät
14 der Druck abgelesen werden. Außerdem wird mittels des Thermometers 16 die Flüssigkeitstemperatur
bestimmt. Aus den gemessenen Werten kann dann grundsätzlich nach bekannten Formeln
oder mittels einschlägiger Tabellen der Kohlendioxidgehalt der Flüssigkeit bestimmt
werden.
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Nach beendeter Messung werden mittels der Handhabe 10 über die Stange
9 die Kolben 5 und 6 in die erste Position zurückgeschoben und die Arretierung greift
unter der Einwirkung der Feder 13 ein und verriegelt die Kolben in dieser ersten
Position. Der Flüssigkeitseinlaß Z und der Flüssigkeitsauslaß A sind in dieser Position
wieder geöffnet, während der zum Druckmeßgerät 14 führende Kanal 15 wieder verschlossen
ist. Die Vorrichtung ist zu einer zweiten Messung bereit.
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L e e r s e i t e