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Durchfluß-eßgerät für Flüssigkeiten. insbesondere Getränke
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Die Erfindung betrifft ein Durchfluß-Meßgerät für Flüssigkeiten, insbesondere
Getitnke, nach dem Oberbegriff des Hauptaunspruchs.
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Geräte dieser Art werden insbesondere in der Gastronomie verwen-.
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det, aber auch in der Lenebsmittelindustrie, in Laboratorien usw.
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Solche Dur-iffflußmesser, die mit einem als Peltonrad ausgebildeten
Flügelrad arbeiten und elektrische Einrichtungen aufweisen, die die Anzahl der Drehungen
des Flügelrades abtasten und ein der Durchflußmenge entsprechendes Signal erzeugen,
sind bekannt (Dt-PS 23 62 054) Diese bekannten Geräte sind Jedoch zum Messen von
Flüssigkeiten, die mit Gasen versetzt sind (z.B. Getränke'mit KohAensäure), nicht
geeignet. Durch den Nachlauf des Flügelrades beim Ruhestand in der Leitung werden
außerdem Impulse weitergezählt und damit kommen Falschmessungen zustande. Die Impulse
vom Flügelrad werden auch dann gemessen, wenn 2.B. Schaum oder Druckgas durch die
Leitung strömt.
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Dadurch entstehen weitere Falschzählungen, die - insbesondere in der
Gastronomie - erhebliche-finanzielle Schäden verursachen, Aus der Praxis sind ferner
Durchfluß-Meßgeräte bekannt, die zur Messung der Duchflußmenge komplizierte und
aufwendige Einrichtungen mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen verwenden,
die die Qualität der Meßsignale kontrollieren und korrigieren. Die Anschaffungskosten
für solche Anlagen sind jedoch sehr hoch.
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andere EbenXfalls..aus der Praxis bekannte # Durchfluß-Meßgeräte,
diedie mit Elektrodenanordnungen arbeiten, sind für die erwähnte Art.von Flüssigkeiten
nicht geeignet. An den Elektroden setzen.sich nämlich Gasblasen ab, die eine genaue
Messung unmöglich machen.
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Aufgabe der Erfindangist es,.ein Durchfluß-Meßgerät für Flüssigkeiten,
insbesondere Geträn'ke, zu finden, das mit den- erwähnten Nachteilen nicht behaftet
ist, vielmehr eine genaue.und zuverläßige Funktion bei einem sehr einfachen Aufbau
aufweist, wobei die Anschaffungskosten gegenüber den mit Computern ausgestatteten
Einrichtungen niedriger sind.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Kennzeichen der vorliegenden Patentansprüche
definierten Maßnahmen gelöst.
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Das erfindungsgemäße Gerät ist sehr einfach ausgebaut und gewährleistet
dabei eine gleichbleibende Meßgenauigkeit. Beim Eintreten eines Ruhestandes in der
Leitung wird die Übergabe von Impulsen vom nachlaufenden Flügelrad an den Durchfluß-Nengenzähler
sofort gesperrt.
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Ebenso wird die Übergabe von Meßimpulsen bei Durchfluß von Schaum
(z.B. in Bierleitungen) oder Gas an den Zähler gesperrt.
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Das erfindungsgemäße Gerät nimmt sehr wenig Platz in Anspruch, die
elektronische Anordnung ist auf-einer Platine aufgebaut, die eine Größe von etwa
48 cm2 aufweist.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, die ein
beispielweises Gerät zeigen. Es zeigt: Fig.1 ein erfindangsgemäBes Gerät in Ansicht,
| Fig.2 eing Seitenans+rhtdtsAgse g nach nach Fig 1, |
| Fig.3 ein SchaltbildEeines der beiden Meßwertaurnehmer an die |
elektronische Anordnung, .
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Fig.4 ein Schaltbild für den Anschluß des zweiten geßertaufnehmers
an die elektronische Anordnung und Fig.5 ein Schema der elektronischen Anordnung
mit auf einer Platine angebrachten Bauteilen.
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Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, weist das Meßgerät ein quaderförmiges
Gehäuse 1 auf, das in dem dargestellten Beispiel aus einem thermoplastischen Kunststoff
(Makrolon) durch Gießen hergestellt wurde. Im Gehäuse 1 ist ein durchgehender -Dur6hflußkanal
(Bohrung) 44 angeordnet, an dessen beiden Enden jeweils Je eine mit Gewinde verkehene
Bohrung für Leitungsanschlußelemente für den Einlauf 9, 11 und 13 sowie für den
Auslauf 17,18 und 19 vorgesehen ist. Der Durchflußkanal 44 kommuniziert mit einer
im Gehäuse 1 vorgesehenen Ausnehmung bezw. Bohrung 45, die ein selbsttätiges Ventil
aufnimmt, Das Abschließorgan dieses Ventils ist als Kugel 35 aus Edelstahl ausgebildet,
Indem dargestellten Beispiel schließt die Kugel durch Eigengewicht. Die Bohrung
45 schließt mit der Achse des Durchflußkanals 44 einen Winkel von 45 Grad, Die Bohrungsachse
liegt in einer senkrechten Ebene.
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Die Einmündung der Bohrung 45 in den Durchflußkanal 44 ist mit dem
Bezugszeichen 10 beschriftet.
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An der Oberseite des Gehäuses 1 ist eine mit dem DurchfluBkanal 44
kommunizierende zylinderförmige Kammer ausgesenkt, die ein FlUgelrad 2 aufnimmt.
An den Umfangsenden der Flügel sind Stahlstifte 12 angeordnet, die parallel zur
Achse des Flügelrades 2 verlaufen.
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An der Unterseite des Grundkörpers bezw. Gehäuses 1 sind zwei zylindrische
Ausnehmungen für Meßwertaufnehmer (Näherungsschalter) 40 und 41 vorgesehen. Der
Meßwertaufnehmert4Q+der der Kugel 35 zugeordnet ist und deren Lage berührungslos
abtastet, ist im Bereich der Einmündung 10 angeordnet. Der Meßwertaufnehmer 41 tastet
den Durchgang der Flügel des Flügelrades 2 berührungslos ab und leitet ' - die Meßsignale
an die elektronische Anordnung Z), Die Vlügelenden des Flügelrades 2 reichen in
den Durchflußkanal 44, so dass der Flüssigkeitsstrom tangential zu den Flügelenden
verläuft. Der Meßwertaufnehmer 41 ist in der Nähe des Flügelrades 2 angeordnet.
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Die Kammer für das Flügelrad 2 ist mit einem Deckel 3 dicht verschlossen.
Zur Abdichtung dient ein O-Ring 36. Der mit einem Bügel verbundene Deckel 3 ist
in der Verschlußstellung mittels zweier im Gehäuse 1 eingelassenen Gewindebolzen
27 mit Rändelmuttern 28 festgehalten.
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Das freie Ende der Bohrung für die Kugel 35 ist ebenfalls mit einer
Schraube 6 verschlossen. Zwischen dem Schraubenkopf 6 und der Anlagefläche sind
Dichtringe 34 aus Gummi angeordnet.
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Die Kugel 35 ist in der Bohrung mit einem geringen Seitenspiel axial
bewegbar.
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Im Gehäuse 1 ist ferner ein Durchflußmenenzähler 22 befestigt.
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Er zeigt die Durchflußmenge in Lite
Zähler 22 erhält Impulse von der elektronischen Anordnung, die auf einer Platine
23 angeordnet ist. Die elektronische Anordnung wird anschließend näher beschrieben,
Die Platine 23 ist in dem dargestellten Beispiel in einer Ausnehmung im Boden des
Gehäuses 1 befestigt. Die Ausnehmung ist mit einer Platte 21 dicht verschlossen.
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An dem Eintritts- sowie Austrittsende des Durchflußkanals 44 sind,
wie bereits erwähnt, Anschlußteile für die Flüssigkeits leitung vorgesehen, In dem
dargestellten Beispiel sind an den
Enden des aus einem Kunststoff
bestehenden Gehäuse 1 mE eE@. Gewindebuchsen 19 und 20 einzeschraubt. eine
am Einlauf und eine am Auslauf. Jede Buchse ist mit einem
einer elektrischen Leitfähigkeits-Meßeinrichtung verbunden (vgl, die nachfolgende
Beschreibung der Anordnung der elektronischen Bauelemente).
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Das dargestellte Gerät arbeitet wie folgt: Beim Öffnen eines nicht
gezeichneten, in der Leitung eingebauten Ventils oder Hahns strömt die zu messende
Flüssigkeit durch den Durchflußkanal 44 (Fig.1 und 2). Durch die sich in Bewegung
befindende Flüssigkeitssäule wird das Flügelrad 2 in Rotation versetzt, Die an den
Flügelenden angebrachten Stahlstifte 12 werden von außen durch den induktiven Meßwertaufnehmer
41 (Näherungsschalter) angemessen und die Meßimpulse werden an die elektronische
Anordnung (Fig. 3 und 5) « Anschluß X - geleitet. Dazu ist der mit I bezeichnete
Bereich der elektronischen Anordnung (Fig.5) vorgesehen.
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Das öffnen des Absperrorgans bewirkt gleichzeitig die Lageänderung
der Kugel 35, welche bei Ruhestand im Durchflußkanal 44 diesen verschließt, und
bei Beginn der Strömung durch den Druck der Flüssigkeit angehoben und in die Bohrung
45 verdrängt wird.
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Die in der an ihrem Ende geschlossenen Bohrung 45 vorhandene geringe
Menge Luft entweicht in die Leitung; dies kann die-Messung praktisch nicht beeinflussen.
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Die Lageänderung der Kugel 35 wird durch den zweiten Meßwertaufnehmer
(Näherungsschalter) 40 berührungslos erfaßt und ein Signal zur Freigabe der Impuls
zählung vom Flügelrad 2 wird an die elektronische Anordnung - Anschluß Y - gegeben
(vgl, Fig.4 und 5).
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Beim Schließen des Absperrorgans in der Flüssigkeitsleitung wird der
Druck der Flüssigkeit im Durchflußkanal gleich Null und die Kugel 35 verschließt
den Durchflußkanal 44. Die Lageänderung der Kugel 35 wird vom Meßwertaufnehmer 40
sofort erfaßt und ein Signal an die elektronische Anordnung 23 gegeben. Dort wird
die Zählung der Impulse vom Flügelrad 2, das nachläuft, gesperrt.
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Dazu ist der mit II bezeichnete- Bereich der elektronischen Anordnung
(Fig.5) vorgesehen.
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In dem dargestellten Beispiel schließt die Kugel 35 durch Eigen gewicht,
andertfalls kann auch eine DruckSederBvorgesehen sein.
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Naturgemäß müssen die Abmessungen des Durchflußkanals 44, der Bohrung
45 und der Kugel 35 aneinader sowie auch an die Dichte der zu messenden Flüssigkeit
angepasst werden.
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Der oben beschriebene Vorgang wird übersichtlich durch das folgende
Schema kurz dargestellt:
| 1 |
| 2.Flügelrad in Nul |
| Zapfnahn tation |
| + + - Durchfludmessung |
| . | . . |
| Freigabe des |
| Zählers durch |
| Kugel. |
| CihraIUf Flü- zut |
| FIchlautl |
| I 'geirad |
| Zapfhahn ge- |
| schlossen zu - + - Keine Messung |
| Sperrung des |
| LZänters durch |
| ffigel |
Damit eine Messung von in der Leitung vorhandenen Gasen oder Flüssigkeits-Gas-Gemischen
mit geringerer Dichte (und somit veränderter elektr. Leitfähigkeit) ausgeschlossen
und eine ¢beim wachun bes Vorhandenseins der Flüssigkeit mit voreingestellten physikalischen
Eigenschaften gewährleistet wird, ist ein mit V bezeichneter Bereich der elektronischen
Anordnung (Fig.5) vorgesehen, die s.g. "Leererkennung".
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Im Bereich V werden an voreinstellbaren Widerständen Werte der gewünschten
elektr. Leitfähigkeit der gemessenen Flüssigkeit eingestellt.
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Die vom Gehäuse 1 isolierten, an beiden Enden des Durchflußkanals
44 angebrachten Metallbuchsen 15 und 20 sind mit den Anschlüssen des Bereichs V
elektrisch verbunden. Dazu sind der Anschluß Z sowie der Massenanschluß 32 (Fig.5)
vorgesehen.
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Wenn in dem Durchflußkanal 44 Flüssigkeit vorhanden ist, welche den
im Bereich V voreingestellten Werten entspricht, wird
bei 32 (Fig.5)
Ansc'=lluB-an~wie Masse hergestellt und die Impulse vom Flügelrad 2 werden gezählt.
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Wenn zwischen den Kontakten 15 und 20, also in dem Durchflußkanal
44, keine Flüssigkeit (oder ein Gemisch oder Gas, dessen physikalischen Werte nicht
den im Bereich V voreingestellten Werten entsprechen) vorhanden ist, wird das Zählen
der Impulse gesperrt.
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Der ferner in Fig.5 dargestellte Bereich III dient zur Voreinstellung
der Anzahl der Impulse vom Flügelrad 2 pro Einheit (z.B. 1200 Impulse pro 1 Liter)
sowie zum Zahlen der Impulse bis zum Erreichen der voreingestellten Anzahl pro Einheit.
Wenn die Anzahl erreicht wird, ergeht vom Bereich III ein Ausgangsimpuls an den
Verarbeitungsbereich der Ausgangsimpulse IV . Dort wird ein Relais betätigt, das
die ausgewertete Information über den Schalter 31 (Fig.5) an den Durchflußmengenzähler
22 durchläßt.
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Mit dem Bezugszeichen 30 (Fig.5) ist der Anschluß für die Spannungsversorgung
der elektronischen Anordnung bezeichnet.
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