DE4231555A1 - Kleinvolumenmessgeraet - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kleinvolumenmeßgerät (Volumenmeßgerät für kleine Volumina) zur Einstellung der Genauigkeit (Kalibration) von Durchflußmessern (Mengenmes­ sern), und insbesondere ein Kleinvolumenmeßgerät mit einer hohen Genauigkeit, das zur Überprüfung von Durchflußmessern geeignet ist, ohne daß es durch den Druck und die Temperatur des zu testenden Fluids beeinflußt wird.

Prüfgeräte für Durchflußmesser werden zum periodischen und/oder optionalen Kennlinientest von Durchflußmessern, die neu hergestellt sind, und Durchflußmessern, die bereits in Leitungen in Gebrauch sind, verwendet, so daß mit ihnen die Durchflußrate mit einer zuverlässigen Genauigkeit ohne die Möglichkeit der Änderung in der Charakteristik infolge von von außen einwirkenden Einflüssen, wie beispielsweise Tempe­ ratur und Druck, oder auch von inneren (System-) Einflüssen, wie der Verschleiß von sich bewegenden Teilen, gemessen werden kann. Die Überprüfung der Charakteristik wird grund­ sätzlich mit zwei verschiedenen Verfahren durchgeführt: Das eine wird als sogenanntes Kalibrations-System (-Verfahren) bezeichnet, das eine stationäre Vorrichtung verwendet, mit der ein Durchflußmesser, der überprüft werden soll, verbun­ den wird, und das andere wird als sogenanntes Prüf-System (-Verfahren) bezeichnet, bei dem ein Durchflußmesser über­ prüft wird, der in einem Fluid-System eingebaut ist.

Da mit den vorstehend erwähnten Prüfverfahren ein Test der Charakteristik (Kennlinie) eines Durchflußmessers, der in einer Leitung eingebaut ist, zu jedem Zeitpunkt, der ange­ strebt wird, durchgeführt werden kann, werden sie hauptsäch­ lich für Test-Durchflußmesser vom Conjectural-Typ (Hoch­ rechnungs-Typ), wie beispielsweise Turbinen-Meßgeräte, eingesetzt.

Solche Prüfgeräte für Durchflußmesser arbeiten nach einem gemeinsamen Prinzip derart, daß sich ein bewegender Ver­ drängungskörper, wie beispielsweise ein Kolben oder eine Kugel, gleichzeitig mit der Strömung des Fluids in einer zylindrischen Leitung, die einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist, bewegt und ein vorbestimmtes Volumen des Fluids in einem vorbestimmten Bereich der Leitung, das als Referenz­ volumen festgelegt wird, verdrängt wird. Bei der Überprüfung eines Durchflußmessers mit einem Prüfgerät tritt das ent­ sprechende, abgemessene Volumen gleichzeitig durch den Durchflußmesser und die Anzeige des Durchflußmessers hin­ durch, wobei beispielsweise die gesamte Zahl von Pulsen, die durch den Durchflußmesser erzeugt werden, gezählt und hier­ aus ein K-Faktor (Durchflußmesser-Faktor) gemessen wird, der einer Anzahl von Pulsen pro Volumeneinheit, die verdrängt wird, entspricht. Falls es erforderlich ist, kann eine Kennlinienkurve für eine kontinuierliche Strömungsrate auf der Basis eines K-Faktors, der für eine Vielzahl von Mes­ sungen der Durchflußrate beruht, ausgeplottet werden.

Um eine hohe Auflösung des Durchflußmeßfaktors zu erzielen, ist es erforderlich, die Zahl der Pulse, die pro Basisvo­ lumen über eine bestimmte Zahl, zum Beispiel 10 000 Pulse für ein stationäres Prüfgerät, erzeugt werden, das ein großes Basisvolumen aufweist, zu erhöhen. Falls das Basisvo­ lumen geringer ist als das vorstehend erwähnte Volumen, kann die erforderliche Zahl von Durchflußmeßpulsen nicht erzeugt werden, allerdings kann eine Anzahl von Taktpulsen, die für eine Zeitperiode erzeugt wird, in der sich ein Verdränger­ körper, beispielsweise ein Kolben, bewegt und das Basisvo­ lumen des Fluids verdrängt, wobei die Durchfluß-Impulse (bezogen auf die Zeit) unmittelbar erzeugt werden, bevor und nachdem dieser Zeitabschnitt dazu verwendet werden kann, daraus einen Durchflußmeßfaktor zu bestimmen. Daher ist es gerade in dem Fall, in dem eine geringe Anzahl von Durch­ flußmeßimpulsen erzeugt wird, möglich, ein Volumenprüfgerät für kleine Volumina (nachfolgend als Kleinvolumenmeßgerät bezeichnet) zu verwenden, das tragbar ist.

Das Kleinvolumenmeßgerät ist grundsätzlich derart aufgebaut, daß ein sich bewegender Kolben durch einen bestimmten Be­ reich einer zylindrischen Meßleitung eines konstanten Quer­ schnitts, die in Serie mit einem Durchflußmesser, der über­ prüft werden soll, verbunden ist, hindurchtritt und wobei die Anzeige des Durchflußmessers mit dem verschobenen Volu­ men des Fluids verglichen wird.

Das Fluidvolumen wird in der Praxis aus der Verdrängung des Kolbens ermittelt. Während der Prüfung wird eine Vielzahl von Testergebnissen gemittelt und dann ein Meßfaktor (K-Fak­ tor) auf der Basis des Mittelwertes bestimmt.

Aus diesem Grund kehrt der Kolben seine Richtung in der zylindrischen Meßleitung entsprechend der Anzahl der Durch­ flußratenmessungen um.

Nachdem der Kolben einen bestimmten Weg in der zylindrischen Meßleitung durchquert und einen Meßabschnitt abgeschlossen hat, wird der Kolben in seine Ausgangsstellung mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Betätigungsgliedes, das den Kolben über eine Kolbenstange gegen die Fluid-Strömung antreibt, zurückgeführt. In diesem Fall kann das Fluid die zylindrische Meßleitung oder einen Bypass, der parallel zu der Meßleitung vorgesehen ist, durchqueren.

In dem Fall, in dem das Fluid durch die Meßleitung hindurch­ tritt, ist der Kolben, der durch das Betätigungsglied zu­ rückgeführt wird, mit Ventilfunktionen zur Schließung des Durchgangs während der Meßphase und Öffnung des Durchgangs während der Rückführphase ausgestattet. Dieses Verfahren wird nachfolgend als sogenanntes internes Ventilmeßverfahren bezeichnet.

In dem Fall, in dem das Fluid durch einen Bypass hindurch­ tritt, ist ein Bypass-Ventil vorgesehen, um den Bypass während eines Prüfdurchgangs und der Rückführung des Kolbens zu schließen und zu öffnen. Nachfolgend wird dieses Ver­ fahren als sogenanntes äußeres Ventilmeßverfahren bezeich­ net. Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 1 53 063/79 be­ schreibt ein Kleinvolumenmeßgerät vom internen Ventil-Typ, in dem ein Kolben (bewegbares Teil) ein Tellerventil auf­ weist, das geöffnet wird, um nur zu ermöglichen, daß das Fluid hindurchtreten kann, während der Kolben in einer Ruhestellung festgelegt ist, und das geschlossen wird, um den Kolben anzutreiben, damit er sich gemeinsam mit der Fluid-Strömung während eines Prüfdurchganges bewegt. Jedoch wird das Tellerventil häufig betrieben und demzufolge wird sein Sitzbereich schnell abgenutzt. Im Fall von Kleinvolu­ menmeßgeräten kann eine Leckage durch die Kolbenanordnung einen wesentlichen Einfluß auf das Meßergebnis ausüben und daher kann die Zuverlässigkeit des Tellerventils unmittelbar die Testergebnisse beeinflussen.

Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 1 73 418/85 beschreibt ein Durchflußmesser-Prüfgerät vom Kompakt-Typ, das zum externen Ventil-Typ gehört.

Ein herkömmliches Kleinvolumenmeßgerät weist ein Einlaßrohr, einen Einlaß, ein Gehäuse, einen Bypass, ein Bypass- Ventil, ein Betätigungsglied, einen Einlaßbereich, einen Verdränger (-Kolben), eine Welle, einen Hauptzylinder, einen abström­ seitigen Bereich, ein Auslaßrohr, eine Feder, Wellenlager, einen Hydraulikzylinder, einen Hydraulikkolben, eine Meß­ stange, eine Meßeinheit, Sensoren, eine Meßplatte, einen Führungszapfen und ein Büchsenlager auf. Das Gehäuse ist aus einem Hauptzylinder der als Meßzylinder dient, einer Ein­ laßkammer, die in ihrem Durchmesser größer als der Hauptzy­ linder ist, und einem abströmseitigen Bereich zusammenge­ setzt ist. Die Einlaßkammer weist einen Hydraulikzylinder auf und steht mit einem Einlaßrohr, das mit dem Bereich, der an dem Befestigungsbereich des Zylinders angrenzt, in Ver­ bindung. Ein Bypass des Gehäuses ist aus einem Einlaßrohr, einem Bypassrohr und einem Auslaßrohr verbunden und weist ein Bypass-Ventil zwischen seinem Einlaß und seinem Auslaß auf. Ein Hydraulikzylinder und der Hauptzylinder sind ko­ axial angeordnet, und ein Hydraulikkolben, eine Welle und ein Verdränger sind hintereinander miteinander verbunden, um so ein einzelnes Teil zu bilden. Die Welle ist flüssigkeits­ dicht durch ein Wellenlager gelagert. Eine Feder ist zwi­ schen dem Wellenlager und dem Verdränger vorgesehen. Der Verdränger ist mit einer Meßstange, die daran zur Ermittlung einer Bewegung des Verdrängers befestigt ist, versehen. In der Ausgangsstellung ist der Verdränger momentan in der Eingangskammer mit einem großen Durchmesser positioniert und eine Meßplatte ist neben einem Sensor angeordnet. Bei einem geschlossenen Bypass-Ventil tritt das Fluid, das durch den Einlaß und das Einlaßrohr eintritt, durch den Hauptzylinder hindurch und wird durch einen Auslaß einer Auslaßleitung abgeführt. Der Verdränger befindet sich in einer Ruhestel­ lung und ist für die Verschiebung bereitgestellt. Wenn ein Steuerbefehl erzeugt wird, um den Meßvorgang zu starten, beginnt ein hydraulischer Kolben sich in den abströmseitigen Bereich zu bewegen, um den Verdränger mit der Hilfe der Feder zu verschieben. Ein Basisvolumen des Fluids, das von dem Zylinder mittels des Verdrängers verschoben wird, wird als Verschiebeweg der Meßplatte zwischen zwei Sensoren bestimmt. Der Verdränger wird dann angehalten, wenn ein Führungszapfen, der sich axial von dem Verdränger erstreckt, in einem Büchsenlager (Hülsenlager) einliegt. In dieser Stellung tritt das Fluid des abströmseitigen Bereichs eines größeren Durchmessers hindurch und tritt aus dem Auslaß aus. Wenn das Bypass-Ventil durch die Betätigung eines Betäti­ gungsglieds geöffnet wird, tritt das Fluid durch den Bypass hindurch und wird dann über den Auslaß abgelassen. In dieser Stellung wird der Verdränger zu der Ausgangsstellung über den hydraulischen Kolben zurückgeführt. In dem vorstehend beschriebenen Kleinvolumenmeßgerät des externen Ventil-Typs bewegt sich der Verdränger mit einer Dichtung gleitend in dem Hauptzylinder, ohne daß eine Fluid-Leckage, die in irgendeinem Prüfgerät vom internen Ventil-Typ, das einen Verdränger, der mit einem Tellerventil ausgestattet ist, aufweist, befürchtet werden müßte. Dennoch kann, da der Hauptzylinder eine einwandige Rohrleitung ist, die mit hoher Genauigkeit auf einen gleichmäßigen Durchmesser eingestellt ist, dieser durch den Einfluß von Temperatur und Druck des Fluids verformt werden. Wenn die Fluid-Temperatur hoch ist, kann der Hauptzylinder eine große Differenz in der Tempe­ ratur zwischen seiner Außen- und Innenfläche aufweisen, die darüberhinaus von der Fluid-Temperatur abhängig ist. Daher ist es nicht einfach, eine Änderung des Volumens in dem Hauptzylinder zu korrigieren. Zusätzlich kann eine Änderung des Fluid-Drucks ebenfalls das Referenzvolumen eines Klein­ volumenmeßgerätes beeinflussen. Bei einem Aufbau, bei dem die Bypass-Leitung außen mit dem Hauptzylinder als Verbin­ dung mit der Eingangskammer verbunden ist, ist es schwierig, die Größe des Prüfgeräts zu verringern.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher als erste Aufgabe die Schaffung eines Kleinvolumenmeßgeräts zugrunde, das von kleiner Baugröße ist und das für die Durchführung von Mes­ sungen mit hoher Zuverlässigkeit ohne die Beeinflussung der Fluid-Temperatur und insbesondere ohne die Beeinflussung durch den Fluiddruck geeignet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Kleinvolumenmeßgerät anzugeben, das in der Art aufgebaut ist, daß ein Gehäuse in Form eines geschlossenen zylind­ rischen Gefäßes einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, die voneinander beabstandet sind, und das eine koaxial darin angeordnete zylindrische Meßleitung aufweist, die in dem Gehäuse an einer Innenwand über Einrichtungen einer ring­ förmigen Wand gehalten wird, um einen ringförmigen Durchgang zu bilden, der einen anströmseitigen und einen abströmsei­ tigen Bereich voneinander trennt und der die Einführung eines Fluids durch den Einlaß von einem daran angeschlos­ senen Durchflußmesser, der überprüft werden soll, ermöglicht und wobei es weiterhin eine Durchströmung durch die Meßlei­ tung während eines Meßvorgangs oder durch einen ringförmigen Durchgang während der Nichtmessung aufweist, wobei eine konstante Temperatur der Fluid-Strömung aufrechterhalten wird und ein konstantes Basisvolumen der Meßleitung durch Minimierung eines Differentialdrucks des Fluids in und um die Meßleitung herum aufrechterhalten wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kleinvolumenmeßgerät zu schaffen, das ein geschlossenes zylindrisches Gehäuse besitzt, das einen Einlaß in der Nähe des einen geschlossenen Endes und einen Auslaß in der Nähe des anderen geschlossenen Endes aufweist; eine zylindrische Meßleitung mit einem konstanten Innendurchmesser mit einem offenen einlaßseitigen und auslaßseitigen Ende, die koaxial an einem Ende der inneren Wand des zylindrischen Gehäuses anliegen und drei Reihen von radial angeordneten Durchgängen aufweist, die in einem bestimmten axialen Abstand in deren Wand vorgesehen sind; eine abgedichtete ringförmige Wand, die einen ringförmigen Durchgang abteilt, der zwischen dem Gehäuse und der Meßleitung in einen ringförmigen Zwischen­ raum an dem offenen Ende und eine ringförmige Kammer führend gebildet ist, die die einlaßseitigen Durchgänge der Meßlei­ tung aufweist; ein Gleitventil, das eine Ventilstange auf­ weist, die gedichtet durch das einlaßseitige Ende des Gehäu­ ses hindurchgeführt ist, die verschiebbar nahe dem offenen Ende der Meßleitung angeordnet ist, um die seitlichen, geschlitzten Einlaßöffnungen zu öffnen und zu schließen; einen Kolben, der eine Kolbenstange aufweist, die dichtend durch das auslaßseitige Ende des Gehäuses hindurchgeführt ist, die in Abströmrichtung von den einlaßseitigen Durch­ gängen bewegbar angeordnet ist, um das Basisvolumen des Fluids in dem Bereich, der zwischen einer Reihe von einlaß­ seitigen Durchgängen und einer Reihe von auslaßseitigen Durchgängen festgelegt ist, zu verschieben; ein Ventil-Be­ tätigungsglied zum Antreiben des Gleitventils über die Ventilstange, um die einlaßseitigen Durchgänge nur während eines Prüfvorgangs zu schließen; ein Kolben-Betätigungs­ glied, das die Kolbenstange derart betätigt, daß der Kolben hinter der Stellung der einlaßseitigen Durchgänge für die Vorbereitung des Prüfvorgangs positioniert wird, um den Kolben für den Zeitpunkt eines Prüftests bewegbar vorzube­ reiten und um den Kolben zu seiner Ausgangsstellung zurück­ zuführen; und ein Positionierungssensor, der in dem Kolben- Betätigungsglied angeordnet ist, um den Kolben, der durch den festgelegten Bereich der Meßleitung hindurchtritt, zu überwachen.

Fig. 1 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines Klein­ volumenmeßgeräts in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebsablaufs des Kleinvolumenmeßgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform eines Gleitventils für das Kleinvo­ lumenmeßgerät nach der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform eines Kleinvolumenmeßgeräts gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer wei­ teren Ausführungsform eines Kleinvolumenmeßgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines her­ kömmlichen Kleinvolumenmeßgeräts.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die Fig. 1(a),(b),(c) zeigen eine Übersichtsdarstellung eines Kleinvolumenmeßgeräts in einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung, wobei die Fig. 1(b) den Bereich "B" und die Fig. 1(c) eine vergrößerte Darstellung des Bereichs "C" der Fig. 1(a) zeigen. In den Darstellungen sind ein zylindrisches Gehäuse 1, ein äußeres Gehäuse 2, eine einlaß­ seitige Endplatte 3, eine auslaßseitige Endplatte 4, ein konkaver Ringbereich 4a, ein Einlaß 5, ein Auslaß 6, eine zylindrische Meßleitung 7, anströmseitige, geschlitzte Öffnungen 8, abströmseitige geschlitzte Öffnungen 9, Druck- Entlastungsöffnungen 10, eine ringförmige Wand 11, ein ringförmiger Durchgang 12, ein Kolben 13, eine Kolben­ stange 14, ein Dämpfungsglied (Lager) 15, ein Kolben-Be­ tätigungsglied 16, ein Zylinder 17, ein konkaver Be­ reich 17a, ein Gleitventil 18, eine ringförmige Ausneh­ mung 18a, eine Durchgangsöffnung 18b, eine Trägersäule 19, eine Trägerplatte 20, eine Ventilstange 21, ein Antriebskol­ ben 22, ein Ventil-Betätigungsglied 23, ein Zylinder 24, Druckzuführdurchlässe 25, 26, 27, ein Anschlag 28, ein Stel­ lungssensor 29, Markierungen (Anzeigen) 30, 31, eine flexible Röhre 38, Luftdurchlässe 41a, 41b, und eine Feder 46 zu sehen.

In Fig. 1(a) handelt es sich bei dem zylindrischen Gehäu­ se 1 um ein zylindrisches Gefäß, das aus einem äußeren Gehäuse 2, einer einlaßseitigen Endplatte 3 und einer aus­ laßseitigen Endplatte 4 zusammengesetzt ist. Ein Fluid-Ein­ laß 5 und ein Fluid-Auslaß 6 sind in der Wand des äußeren Gehäuses 2 jeweils angrenzend an deren einlaßseitige End­ platte 3 und die auslaßseitige Endplatte 4 vorgesehen. Koaxial innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 ist eine zylindrische Meßleitung 7 befestigt, die zwei offene Enden aufweist, die als Behälter für das Referenzvolumen dient, und sie ist daher mit hoher Genauigkeit gefertigt, damit sie einen konstanten Innendurchmesser über ihre gesamte Länge aufweist. Die drei Reihen der Durchgänge sind radial ver­ teilt in der Wand der Meßleitung angeordnet: Anströmseitige Durchgänge 8 nahe dem einlaßseitigen offenen Ende, abström­ seitige, geschlitzte Öffnungen 9 an der Abströmseite und Druckablaß-Durchgänge 10 nahe dem entgegengesetzt liegenden Ende der Leitung. Eine ringförmige Wand (Ring) 11, die innerhalb der Meßleitung 7 befestigt ist, ist nahe dem anströmseitigen offenen Ende (vor den anströmseitigen Öff­ nungen) an der ringförmigen Wand 11 befestigt, die den ringförmigen Durchgang 12, der zwischen dem zylindrischen Gehäuse 1 und der Meßleitung 7 gebildet wird, in einen anströmseitigen Bereich und einen abströmseitigen Bereich unterteilt. Daher ist der Meßbereich für das Referenzvolumen der Meßleitung 7, der zwischen den anströmseitigen Durch­ gängen 8 und den abströmseitigen, geschlitzten Öffnungen 9 liegt, von mechanischen und thermischen Belastungen (Zer­ störungen) durch die ringförmige Wand 11 und das zylind­ rische Gehäuse 1 frei. Demzufolge bildet die Meßleitung 7 ein konstantes und exaktes Basisvolumen eines Meßbereichs, der nicht von externen Einflüssen beeinträchtigt wird. Das zylindrische Gehäuse 1, das integral innerhalb der Meßlei­ tung 7 befestigt ist, wird hiernach als "Hauptgehäuse" des Kleinvolumenmeßgeräts bezeichnet.

Ein Kolben 13 ist gleitend innerhalb der Meßleitung 7 befes­ tigt und ist mit einer Kolbendichtungseinrichtung 13a nahe seinen beiden Enden versehen. Der Kolben 13 bildet eine bewegliche Fluid-Barriere, die, während des Betriebs des Meßgeräts, durch den Druck des zu messenden Fluids verscho­ ben wird, so daß sie sich in Abströmrichtung bewegt, um das Basisvolumen-Fluid in dem Meßbereich der Leitung zu ver­ schieben. Der Kolben 13 ist integral zusammen mit einer Kolbenstange 14 und einem Dämpfer 15 ausgebildet. Bei der Kolbenstange 14 handelt es sich um ein bewegbares Teil einer hydraulischen Einheit vom Tauchkolben-Typ, der an der aus­ gangsseitigen Endplatte 4 vorgesehen ist und der als An­ triebsteil für ein Kolben-Betätigungsglied 16 dient, das die Funktion hat, den Kolben 13 in seiner Ruhestellung festzu­ halten oder ihn in seine Ausgangsstellung durch Öffnung oder Schließung eines Druckeinlasses 27 (Ventilteile sind nicht dargestellt), beispielsweise dadurch, daß unter Druck stehendes Fluid in oder aus einem Zylinder 17 zu- oder abgeführt wird, zurückzubringen. Im Betrieb des Prüfgeräts bewegt sich der Kolben 13 in die abströmseitige Richtung (in Richtung der abströmseitig liegenden, geschlitzten Öff­ nungen 9) in die Meßleitung synchron zu dem Fluß des Fluids. Nachdem der Kolben 13 die abströmseitigen, geschlitzten Öffnungen 9 passiert hat, wird das Fluid unmittelbar durch die Druckentlastungs-Durchgänge 10 abgeführt, wodurch der Kolben 13 weich abgebremst wird, ohne irgendeinen abrupten mechanischen Stoß. Die Durchgänge 10 sind kleiner als die anströmseitigen, geschlitzten Öffnungen 8 und die abström­ seitigen Durchgänge 9. Der Satz der anströmseitigen, ge­ schlitzten Öffnungen 9 und der Satz der Druckentlastungs- Durchgänge 10 sind in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, daß der Kolben 13 beginnt, die Druckentlas­ tungs-Durchgänge 10 abzudecken, sobald der Kolben 13 die abströmseitigen, geschlitzten Öffnungen 9 passiert hat.

Dennoch variiert, da der gesamte Öffnungsbereich der Druck­ entlastungs-Durchgänge konstant ist, der Dämpfungseffekt in Abhängigkeit der Durchflußrate und der Kolben 13 kann durch eine übermäßige Kraft beeinträchtigt werden, falls keine zusätzlichen Einrichtungen vorgesehen werden. Aus diesem Grund ist das Dämpfungsglied 15 vorgesehen, das das mögliche Einwirken einer übermäßigen Beanspruchung auf den Kolben 13 verhindert.

In Fig. 1(c) ist ein Dämpfungsglied 15 gezeigt, das ein verjüngt zulaufendes Spindelende 15a und eine Aushöhlung (Kavität) 17a, die innerhalb einer inneren Endplatte eines Zylinders 17 vorgesehen ist, aufweist. Die Aushöhlung 17a besitzt einen konstanten Querschnitt, der im wesentlichen der Basis des Spindelendes 15a entspricht. Wenn sich die Kolbenstange 14 der Endplatte des Zylinders 17 annähert, wird der Fluid-Durchgang in der Ausnehmung 17a enger, wo­ durch der Strömungswiderstand des Fluids ansteigt, so daß es durch die Aushöhlung 17a geführt wird, wodurch ein Dämpf­ ungseffekt auf die Kolbenstange 14 bewirkt wird, die flüs­ sigkeitsdicht durch ein Gleitlager 4b (journal bearing) in der ausgangsseitigen Endplatte 4 des zylindrischen Gehäu­ ses 1 angeordnet ist. Das Gleitlager 4b besitzt einen Luft­ durchgang, der mit einem Luftdurchlaß 41b in der ausgangs­ seitigen Endplatte 4 in Verbindung steht, wodurch verhindert wird, daß das zu messende Fluid in den Zylinder 17 des Kolben-Betätigungsglieds 16 fließt. Im Gegensatz zu der Ausführung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist es auch möglich, eine Ausnehmung 17a in der Endfläche des Dämpfungs­ glieds 15 zu bilden und eine verjüngte Spindel 15a der Endplatte des Zylinders 17 zuzuordnen.

Zwischen dem Kolben-Betätigungsglied 16 und dem Hauptgehäuse des Kleinvolumenmeßgeräts ist eine Befestigungsröhre 17b für einen Sensor in der Wand angeordnet, in der ein Stellungs­ sensor 29 zur Ermittlung der Stellungen des Kolbens 13 befestigt ist. Da das Hauptgehäuse des Prüfgeräts das Meß­ fluid enthält und der Betätigungszylinder 16 für den Kolben darin einen hohen hydraulischen Druck erzeugt, kann der Positionierungssenor 29 in der Wand der Befestigungs­ röhre 17b mit einem abnormal hohen Druck beaufschlagt wer­ den, falls dort das Fluid aus dem Hauptgehäuse oder dem Betätigungszylinder hinein leckt. Die Vorsehung des oben erwähnten Luftdurchgangs 41b und eines Dichtungsteils 39 jeweils in dem vorderen und dem rückwärtigen Bereich der Befestigungsröhre 17b des Sensors verhindert darin ein Lecken unter abnormal hohem Druck. Der Stellungssensor 29 kann von einem elektromagnetischen, einem optischen oder irgendeinem anderen Typ sein, der exakt die Bewegung des Kolbens 13 zur Verschiebung des Basisvolumens des Meßfluids ermittelt. In Fig. 1 sind zwei Markierungen 30 und 31 in Form von ringförmigen Ausnehmungen an vorgegebenen Stellen der Kolbenstange 14 jeweils ausgeführt. Falls der Sensor 29 eine der Markierungen 30 und 31 an der Kolbenstange 14 ermittelt, gibt er ein elektromagnetisches Signal ab, das eine vorgegebene Stellung des Kolbens 13 repräsentiert.

Weiterhin ist in der Meßleitung 7 angrenzend an ihr anström­ seitiges, offenes Ende ein Gleitventil 18 befestigt, das dort entlang in axialer Richtung gleiten kann, um die in Abströmrichtung liegenden Durchgänge 8 in der Meßleitung zu schließen. Das Gleitventil 18 ist mit einer Trägersäule 19, einer Trägerplatte 20 und einer Ventilstange 21 in dieser Reihenfolge verbunden. Die Ventilstange 21 besitzt an ihrem Ende einen Antriebskolben 22, der so betätigt werden kann, daß er sich in axialer Richtung über ein Ventil-Betätigungs­ glied 23, das an dem einlaßseitigen Ende 23 des Zylinderge­ häuses 1 angeordnet ist, bewegt. Der Hub des Gleitventils 18 wird durch Anschlagringe 28 begrenzt, die innerhalb eines Zylinders 24 des Ventil-Betätigungsglieds jeweils an gegen­ überliegenden Enden angeordnet sind. Das Gleitventil 18 wird geöffnet, wenn der Kolben 22 an einen der Anschlagringe 28 anstößt, und er wird geschlossen, wenn der Kolbenring 22 an den anderen Anschlagring 28 anstößt. Die Vorsehung einer ringförmigen Ausnehmung 18a in dem Gleitventil 18 ermöglicht eine gleichmäßige Beaufschlagung des Fluid-Drucks auf den Umfang des Ventilkörpers, wodurch eine weiche Betriebsweise bei der Öffnung und Schließung des Gleitventils 18 erreicht wird. Das Ventil-Betätigungsglied 23 wird unter dem Druck des Fluids, beispielsweise einem hydraulischen Betriebsöl, betätigt, das über die Druckdurchgänge 25 und 26 zugeführt und abgeführt wird. Die Ventilstange 21 wird durch ein flüssigkeitsdichtes Wellenlager 3a, das an der einlaßsei­ tigen Endplatte 3 des zylindrischen Gehäuses 1 befestigt ist, gelagert. Ein Luftdurchgang 41a verhindert, daß unter Druck stehendes Arbeits-Fluid in das Hauptgehäuse des Prüf­ geräts hineinleckt.

Eine Durchgangsöffnung 18b, die in der ringförmigen Aus­ nehmung 18a des Gleitventils 18 vorgesehen ist, und eine Durchgangsöffnung 3b, die in der einlaßseitigen Endplatte 3 des zylindrischen Gehäuses 1 vorgesehen ist, sind über eine flexible Röhre 38 miteinander verbunden, mit der eine (nicht dargestellte) Druckmeßeinrichtung verbunden ist, um eine Leckage des Fluids durch das Gleitventil 18 zu ermitteln. Vor einem Meßvorgang wird eine Leckage des Fluids durch das Gleitventil 18 über die Anzeige des Drucks in der Röhre 38 überprüft, um so einen möglichen Meßfehler infolge einer Leckage des Fluids in den ringförmigen Durchgang 12 durch das Gleitventil 18 während des Prüftests mit geschlossenem Ventil vorherzusehen.

Eine Feder 46 ist an der Ventilstange 21 zwischen dem Wel­ lenlager 3a und der Trägerplatte 20 befestigt und dient dazu, eine Kraft auf das Gleitventil 18 zu erzeugen, um eine Verzögerung infolge der Trägheitskraft des Ventils 18 zu kompensieren, wenn die Ventilstange 21 über das Ventil-Be­ tätigungsglied 23 angetrieben wird.

Wie in Fig. 1(a) gezeigt ist, ist der Kolben 13 gerade durch das Kolben-Betätigungsglied 16 verriegelt, und, wie durch den Pfeil "Q" angedeutet ist, tritt Meßfluid in das zylindrische Gehäuse 1 über den Einlaß 5 durch das Gleitven­ til 18 und die anströmseitigen Durchgänge 8 hindurch und tritt in den ringförmigen Durchgang 12 ein, indem es an der Meßleitung 7 vorbeiströmt, wobei dann das Fluid über den Auslaß 6 austritt. Wenn das Gleitventil 18 in seine in Abströmrichtung gerichtete Bewegung angetrieben wird und es damit beginnt, die anströmseitigen Durchgänge 8 abzudecken, wird der Fluß des Fluids in den ringförmigen Durchgang 12 reduziert, wodurch der in Anströmrichtung wirkende Druck gegen den Kolben 13 in der Meßleitung 7 erhöht wird. Dies ist dadurch zu erklären, daß gerade dann, wenn das Ventil- Betätigungsglied 23 synchron mit der Freigabe des Druck­ durchgangs 27 des Kolben-Betätigungsglieds 16 zusammenwirkt, eine Verzögerung der Kolbenbewegung durch den Trägheits­ effekt und die Gleitreibung zwischen dem Kolben 13 und dem Strömungswiderstand durch die Begrenzung auftritt. Dieses Anwachsen des Drucks erzeugt eine übermäßige Geschwindig­ keitsänderung der Bewegung des Kolbens 13.

In Fig. 1(b) ist eine Detaildarstellung eines Mechanismus zur Vergleichmäßigung der Kolbenbewegung gemäß der vorlie­ genden Erfindung gezeigt. In dieser Figur ist eine Führungs­ öffnung 13b, ein Schubteil 42, ein Vorsprung 42a, ein Auf­ nahmeteil 43, ein Flansch 43a, eine Feder Q und eine Druck­ platte 45 zu sehen.

Das Schubteil 42 ist integral innerhalb des Gleitventils 18 befestigt und weist einen Vorsprung 42a auf, der koaxial in die abströmseitige Richtung vorsteht. Die Führungsöff­ nung 13b ist koaxial an dem anströmseitigen Ende des Kol­ bens 13 gebildet. Das Aufnahmeteil 43 besitzt den Flansch 43a an seiner Spitze und ist lose in die Führungs­ öffnung 13b eingesetzt und zu dem anströmseitigen Ende des Kolbens 13 hin über die Druckplatte 45 und die Feder 44, die an dem Teil zwischen dem Flansch 43a und der Druckplatte 45 befestigt ist, verriegelt. Wenn keine Messung durchgeführt wird, ist der Kolben 13 mit einem kleinen Zwischenraum zwischen dem Vorsprung 42a des Schubteils 42 und dem Flanschende 43a des Aufnahmeteils 43 positioniert. Falls das Gleitventil 18 in seine vorgegebene Ausgangsstellung bewegt wird, um die anströmseitigen Durchgänge in der Meßleitung zu schließen, stößt der Vorsprung 42a des Schubteils 42 an das Flanschende 43a des Aufnahmeteils 43 an. Mit der weiteren Bewegung des Gleitventils 18 beginnt der Kolben 13 langsam seine Bewegung infolge der Einwirkung der Feder 44, wodurch der vorstehend erwähnte Druckanstieg abgebaut wird und wodurch erreicht wird, daß sich der Kolben 13 mit einer konstanten Geschwindigkeit mit der Strömung des Meßfluids bewegt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2(a) bis 2(g) wird die Betriebsweise des Kleinvolumenmeßgeräts gemäß der vorliegen­ den Erfindung beschrieben:

Fig. 2(a) zeigt das Prüfgerät in einer Stellung, in der die Vorbereitung für die Messung (II) abgeschlossen ist (mit dem Kolben in seiner Startstellung); Fig. 2(b) zeigt das Prüf­ gerät, in der der Stellung, in der eine Prüfphase beginnt; Fig. 2(c) zeigt das Prüfgerät, wenn eine Prüfphase durchge­ führt wird; Fig. 2(d) zeigt das Prüfgerät, wenn eine Prü­ fung abgeschlossen ist; Fig. 2(e) zeigt das Prüfgerät, wenn die Vorbereitung (I) beginnt (Zurückführung des Gleitven­ tils); Fig. 2(f) zeigt das Prüfgerät, wenn die Vorberei­ tung (I) abgeschlossen ist (mit dem Gleitventil in der Öffnungsstellung) und Fig. 2(g) zeigt das Prüfgerät, nach­ dem die Vorbereitung (II) begonnen hat (Rückführung des Kolbens zu der Startstellung). Zur vereinfachten Erläuterung ist das Prüfgerät in drei Bereiche unterteilt, das Ventil- Betätigungsglied 23, den Meßzylinder 7 und das Kolben-Betä­ tigungsglied 16, wobei die Betriebsabfolge die gleiche ist, wie diejenige des in Fig. 1 dargestellten Meßgeräts. Aus diesem Grund werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszif­ fern bezeichnet, wie sie in Fig. 1 verwendet sind. In der Beschreibung der Betriebsabfolge werden die Druckgänge 25, 26 eines Ventil-Betätigungsglieds 23 und ein Druckdurch­ gang 27 des Kolben-Betätigungsglieds 16 jeweils als Durch­ gänge A, B und C bezeichnet. In den Fig. 2(b) bis 2(g) werden keine Bezugszeichen verwendet. Ein (nicht dargestell­ ter) Durchflußmesser, der überprüft werden soll, ist in Reihe mit einem Fluid-Einlaß 5 verbunden.

a) Die Vorbereitung (II) ist abgeschlossen (das Prüfgerät ist für den Meßvorgang vorbereitet)

Unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid tritt in das Ventil- Betätigungsglied 23 über den Durchgang A ein, während sich der Durchgang B in einer Öffnungsstellung befindet. Ein Betätigungskolben 22 ruht an der Seite des Durchgangs B und das Gleitventil 18 öffnet die einlaßseitigen, geschlitzten Öffnungen 8.

In der vorstehend erwähnten Stellung wird unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid in das Kolben-Betätigungsglied 16 durch den Durchgang C eingeleitet, um den Betätigungskol­ ben 15 zu verriegeln. Der Kolben 13 kommt in der in Abström­ richtung liegenden Stellung angrenzend an die radial ver­ laufende Reihe der anströmseitigen Durchgänge 8 in der Meßleitung 7 zur Ruhe. Fluid von dem Durchflußmesser tritt in das Gehäuse des Prüfgeräts über den Einlaß 5 ein und fließt durch das offene Ende der Meßleitung 7, die in An­ strömrichtung liegenden Durchgänge 8 und den ringförmigen Durchgang 12, wobei der Kolben 13 umströmt wird, und dann tritt es über den Auslaß 6 aus. Das Fluid, das gemessen werden soll, und die Meßleitung 7 erhalten somit die gleiche Temperatur. Nur eine kleine Differenz des Drucks des Fluids eingangsseitig und ausgangsseitig der Meßleitung 7 wird erzeugt.

b) Ein Prüfvorgang wird gestartet

Unter Druck stehendes Hydraulik-Fluid tritt in das Ventil- Betätigungsglied 23 über den Durchgang B ein, während sich der Durchgang A in seiner Öffnungsstellung befindet. Der Betätigungskolben 22 bewegt sich in der Richtung, wie sie durch einen Pfeil angedeutet ist, und das Gleitventil 18 deckt die einlaßseitigen Durchgänge 8 in der Meßleitung 7 ab. Zur gleichen Zeit wird der Durchgang C des Kolben-Betä­ tigungsglieds 16 geöffnet und das Gleitventil 18 wirkt auf den Kolben 46 durch die Kraft einer Feder 46 ein, um so die Verzögerung in seiner Bewegung infolge der Trägheitskraft zu kompensieren, wodurch eine schnelle Bewegung des Gleitven­ tils 18 und des Kolbens 13 bei einer konstanten Geschwindig­ keit erhalten wird. Wenn das Gleitventil 18 die einlaßsei­ tigen Durchgänge schließt, wird die Strömung in den ring­ förmigen Durchgang 12 beendet und der gesamte Fluid-Fluß tritt in die Meßleitung ein, um den Kolben 13 in eine Prüf­ stellung zu bewegen.

c) Ein Prüfdurchgang wird durchgeführt

In der Stellung, in der unter Druck stehendes Hydraulik- Fluid in das Gleitventil 23 über den Durchgang B eintritt, während der Durchgang A geöffnet ist, hält der Betätigungs­ kolben 22 an der Seite des Durchgangs A an. Dementsprechend schließt das Gleitventil 18 vollständig die einlaßseitigen Durchgänge 8 in der Meßleitung 7.

Das Kolben-Betätigungsglied 16 hält den Durchgang C in seiner Öffnungsstellung. Zu messendes Fluid fließt nur durch die Meßleitung 7, wodurch bewirkt wird, daß sich der Kol­ ben 13 in seine abströmseitige Richtung bewegt und deshalb das in Abströmrichtung fließende Fluid durch die abströmsei­ tigen Durchgänge 9 und 10 fließt und aus dem Auslaß 6 aus­ tritt. Dementsprechend erhält die Meßleitung 7 die gleichen Bedingungen in Bezug auf die Fluid-Temperatur und den Fluid-Druck, wie diejenigen nach dem Verfahrensabschnitt (a) "Vorbereitung des Prüfvorgangs". Das gemessene Volumen des Fluids wird mit dem Basisvolumen des Meßfluids verglichen, das für einen Meßvorgang durch den Kolben 13 verschoben ist, das durch zwei Positionierungsmarkierungen 30 und 31, die an der Kolbenstange 14 vorgesehen sind, festgelegt ist.

d) Ein Prüfvorgang ist abgeschlossen

Das Ventil-Betätigungsglied 23 hält die Durchgänge A und B in demselben Zustand, wie er in dem Verfahrensabschnitt (c) beschrieben ist.

Die Fluid-Strömung bewirkt, daß sich der Kolben 13 in Rich­ tung der abströmseitigen Endplatte 4 bewegt, wobei er durch die abströmseitigen Durchgänge 9 hindurchtritt. Das Fluid tritt durch die Druckentlastungs-Durchgänge 10 aus und der Betätigungs-Kolben 15 des Kolben-Betätigungsglieds 16 stoppt nahe dem Durchgang 10 in der Meßleitung. Ein Prüfvorgang ist damit abgeschlossen.

e) Vorbereitung (I) wird gestartet (um das Gleitventil in seine Ausgangsposition zurückzuführen)

Unter Druck stehendes Hydraulikfluid tritt in das Gleit-Be­ tätigungsglied 23 über den Durchgang A ein, während der Durchgang B freigegeben wird. Das Gleitventil 18 startet seine Bewegung, um die Feder 46 zusammenzudrücken. Das Kolben-Betätigungsglied 16 verbleibt in der dem Verfahrens­ schritt (d) "Ein Prüfvorgang ist abgeschlossen" entsprechen­ den Stellung. Das Fluid, das gemessen werden soll, fließt in die Meßleitung 7, strömt durch die abströmseitigen Durch­ gänge 9 und tritt aus dem Auslaß 6 aus. Das Fluid strömt in dieser Richtung weiter, bis die anströmseitigen Durchgänge geöffnet sind.

f) Vorbereitung (I) ist abgeschlossen (mit dem Gleitventil in seiner Öffnungsstellung)

Das unter Druck stehende hydraulische Fluid tritt in das Ventil-Betätigungsglied 23 über den Durchgang A ein, wobei der Durchgang B in seiner Öffnungsstellung gehalten wird. Das Gleitventil 18 ist vollständig geöffnet. Das Kolben-Be­ tätigungsglied 16 befindet sich in der gleichen Stellung wie diejenige, die im Verfahrensschritt (d) "Ein Prüfvorgang ist abgeschlossen" gezeigt ist. Das Fluid, das gemessen werden soll, wird in zwei Ströme aufgeteilt: Einer fließt durch die Meßleitung 7 und der andere fließt durch den ringförmigen Durchgang 12. Beide Strömungen werden wieder zusammenge­ führt, um gemeinsam aus dem Auslaß 6 auszutreten.

g) Vorbereitung (II) beginnt (Rückführung des Kolbens zu der Ausgangsposition)

Das unter Druck stehende Hydraulik-Fluid tritt in das Ven­ til-Betätigungsglied 23 über den Durchgang A ein, wobei der Durchgang B in seiner Öffnungsstellung gehalten wird. Das Gleitventil 18 ist vollständig geöffnet.

Das unter Druck stehende Hydraulik-Fluid tritt in das Kol­ ben-Betätigungsglied 16 durch den Durchgang C ein, wodurch bewirkt wird, daß sich der Kolben 13 in Richtung der an­ strömseitigen, geschlitzten Öffnungen 8 in der Meßleitung 7 bewegt.

Das Fluid, das in Abströmrichtung in der Meßleitung 7 fließt, wird durch den Kolben 13 zurückgedrückt und tritt dann durch die anströmseitigen Durchgänge 8 hindurch, um in Abströmrichtung in den ringförmigen Durchgang 12 zu fließen. Ein Teil des Fluid-Stroms in dem ringförmigen Durchgang 12 tritt in die Meßleitung durch die abströmseitigen, ge­ schlitzten Öffnungen 9 ein und der andere Teil tritt durch den Auslaß 6 aus.

Das Prüfgerät wiederholt die vorstehend angegebenen Ver­ fahrensabschnitte (a) bis (g) in ihrer Betriebsabfolge.

Während sich in der vorstehend beschriebenen Abfolge das Gleitventil 18 axial bewegt, um die anströmseitigen, ge­ schlitzten Öffnungen 8 in der Wand der Meßleitung 7 zu schließen und zu öffnen, ist auch eine solche Abänderung möglich, daß sich das Gleitventil 18 radial zu der Meßlei­ tung hin und her bewegt, um die anströmseitigen, geschlitz­ ten Öffnungen 8 in der Wand der Leitung zu schließen oder zu öffnen.

Die Fig. 3(a), (b) und (c) sind Darstellungen, um eine andere modifizierte Ausführung des Gleitventils zur Verwen­ dung in einem Kleinvolumenmeßgerät entsprechend der vorlie­ genden Erfindung zu erläutern: Fig. 3(a) zeigt eine Seiten­ ansicht des Gleitventils, Fig. 3(b) zeigt das Ventil in der geschlossenen Stellung und Fig. 3(c) zeigt das Ventil in der geöffneten Stellung. In den Zeichnungen sind Elemente, die in ihrer Funktion denjenigen nach der Fig. 1 ent­ sprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet: Ein drehbares Gleitventil 32, ein Flansch 32a, eine Aus­ nehmung 32b, ein ringförmiger Durchgang 33, eine Träger­ säule 34, eine Trägerplatte 35, eine Betätigungsstange 36, O-Ringe 37.

Das drehbare Gleitventil 32 besitzt einen Außendurchmesser, der im wesentlichen dem Innendurchmesser der Meßleitung 7 entspricht, und es ist gleitend darin angeordnet. Eine Vielzahl von Durchgängen 33 ist radial in der Wand des drehbaren Gleitventils vorgesehen. Die Durchgänge 33 sind gleich oder kleiner in ihrem Durchmesser als die anströmsei­ tigen Durchgänge 8 in der Wand der Meßleitung 7. Beide Sätze von Durchgängen 33 und 8 sind mit dem gleichen Neigungswin­ kel R in den jeweiligen Wänden gebohrt. Das Flanschende 32a des drehbaren Gleitventils 32 dient dazu, das Ventil 32 innerhalb der Meßleitung 7 richtig in einer solchen Weise zu positionieren, daß die Durchgänge 33 und die Durchgänge 8 richtig zueinander in axialer Richtung ausgerichtet sind. Die O-Ringe 37 sind in den Ausnehmungen 32b, die an dem Umfang des Ventils 32 gebildet sind, befestigt, um eine Leckage des Fluids zu verhindern.

Innerhalb der Meßleitung 7 kann das drehbare Gleitventil 32 in der Richtung umkehrbar um einen Winkel von R/2 in Rich­ tungen, wie sie durch die Pfeile w angedeutet sind, über die Betätigungsstange 36, die mit dem Ventil 32 über die Träger­ platte 35 und die Trägersäule 34, die an dem Flanschende 32a befestigt ist, verbunden ist, gedreht werden. Die Drehung des Ventils wird durch die Drehung der Betätigungsstange 36 über einen (nicht dargestellten) herkömmlichen Hydraulikmo­ tor, der an der einlaßseitigen Endplatte 3 des Gehäuses des Prüfgeräts befestigt ist, durchgeführt.

Die Fig. 3(b) und 3(c) zeigen das drehbare Gleitventil 32 jeweils in der Stellung, in der die anströmseitigen Durch­ gänge 8 in der Wand der Meßleitung 7 geschlossen und geöff­ net sind. Je kleiner ein Neigungswinkel R ist, desto schnel­ ler kann ein Ventil die Durchgänge schließen oder öffnen. Im Falle eines Prüfgeräts mit einer großen Durchflußrate ist es zweckmäßig, den wirksamen Öffnungsbereich durch die Bildung von axial vergrößerten Durchgängen 31 und 8 zu vergrößern. (Nicht dargestellte) Dichtungsteile sind zwischen dem Ven­ til 32 und der Meßleitung 7 an beiden Seiten der Reihen von Durchgängen 31 und 8 vorgesehen, um eine Leckage des Fluids dort hindurch zu verhindern.

In einem Kleinvolumenmeßgerät, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben ist, ist das zylind­ rische Gehäuse 1 ein geschlossener Behälter mit der einlaß­ seitigen Endplatte 3 und der auslaßseitigen Endplatte 4. Teile zur Befestigung der Meßleitung 7 innerhalb des zylind­ rischen Gehäuses 1 werden detailliert unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine Darstellung, um eine andere Ausführungs­ form des Kleinvolumenmeßgeräts gemäß der vorliegenden Erfin­ dung zu erläutern, wobei in ihrer Funktion der Darstellung nach Fig. 1 gleiche Teile mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet sind. In Fig. 4 sind folgende Teile gezeigt: Ein Druckeinlaß 1a, ein Druckdurchgang eines ringförmigen Durch­ gangs 1b, ein Innenflansch 4a, ein Außenflansch 4b, eine flexible Röhre 47, eine Durchgangsöffnung 48, eine Verrie­ gelungsvorrichtung 49, Druckleitungen 50, 51, 52, 53, Ven­ tile 54, 55, 56, ein Verbindungsbereich 57, ein Differential­ druckgenerator 58, ein Kolben 59, eine Regulierstange 60, Druckdurchgänge 61, 62 und ein Differentialdruckmeßgerät 63. Ein auslaßseitiges Ende 4 ist aus einem Innenflansch 4a und einem Außenflansch 4b zusammengesetzt, die koaxial an ihren Paßbereichen 4d miteinander verbunden und dichtend über (nicht dargestellte) Bolzen verspannt sind. Der Innen­ flansch 4a wird ebenfalls an seinen Vertiefungen an dem auslaßseitigen Ende eines äußeren Gehäuses 2 sicher befes­ tigt. Der Außenflansch 4b besitzt einen Führungsring 4c, der koaxial an seiner inneren Endfläche gebildet ist, an der ein auslaßseitiges Ende einer Meßleitung 7 befestigt ist. Die Meßleitung 7 besitzt eine Vielzahl von Verriegelungsöff­ nungen 7a, die radial in der Wand nahe deren auslaßseitigem Ende, das an dem Führungsring 4c befestigt ist, vorgesehen sind. Eine Vielzahl von L-förmigen Verriegelungsblöcken 49 sind mit Bolzen an ihrem Bodenbereich 49a mit der Innen­ fläche des Außenflansches 4b in einer solchen Art und Weise befestigt, daß deren L-förmigen Finger in die entsprechenden Verriegelungsöffnungen 7a in dem auslaßseitigen Ende der Meßleitung 7 verriegelt sind. Die Meßleitung 7 wird danach koaxial innerhalb des Außengehäuses 2 mittels Innen- und Außenflanschen 4a und 4b befestigt. Eine ringförmige Wand 11 ist an ihrer äußeren Zylinderfläche 11a mit dem Außenge­ häuse 2 befestigt und nicht an ihrer inneren Zylinder­ fläche 11c mit der Meßleitung 7, um somit ein leichtes Einsetzen der Meßleitung 7 in das Außengehäuse 2 zu ermög­ lichen. Dichtungsteile 11d, wie beispielsweise O-Ringe, sind in Ausnehmungen, die an der inneren Zylinderfläche 11c der ringförmigen Wand 11 nahe der beiden Wandflächen 11a jeweils gebildet sind, befestigt,um eine Leckage dort hindurch zu verhindern.

Jeder Typ eines Kleinvolumenprüfgeräts erfordert Maßnahmen, um eine Leckage des Fluids wirksam zu verhindern, da deren Basisvolumen klein ist und während eines Prüftests leckendes Fluid als Bypass des Basisvolumens abfließt, wodurch Meß­ fehler erzeugt werden. Dennoch ist es wesentlich, da während eines Prüfvorgangs das Auftreten eines Differentialdrucks in einem Kleinvolumenprüfgerät erzeugt werden kann, wodurch eine Leckage des Fluids möglich wird, das Prüfgerät mit Einrichtungen zur Überprüfung der Abdichtung seiner Dich­ tungen zu versehen, um sicherzustellen, daß zuverlässige Messungen durchgeführt werden können.

Das Kleinvolumenmeßgerät gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert Prüfmaßnahmen, um mögliche Leckagen durch die Dichtungen des Gleitventils 18, die innere Zylinderfläche der ringförmigen Wand 11 und die inneren und die äußeren Wandflächen der Meßleitung 7, entlang derer der Kolben 13 gleitet, zu überprüfen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein derartiges Verfahren zur Überprüfung von Leckagen und der Bestimmung der Größe der Leckage angewandt, in der der Druck entlang der Gleitfläche, die überprüft werden soll, um einen vorgegebenen Wert verringert wird, wobei der verringerte Druck mit dem Standarddruck verglichen und eine Prüfung vorgenommen wird, ob der verringerte Druck wieder auf den Standardwert ansteigt (durch Lecken des Fluids) oder nicht (keine Leckage).

Ein Differentialdruckgenerator 58 erhält unter Druck stehen­ des Fluid von dem Bereich, der überprüft werden soll, und er reduziert den Fluiddruck entlang der Gleitfläche um einen bestimmten Wert. Der Generator 58 ist vom geschlossenen Typ mit einer Druckreduzierkammer 58a und einer Betätigungskam­ mer 58b, die einen Kolben 55 aufweist, der in axialer Rich­ tung unter dem Druck des Fluids, das durch Druckeinlässe 61 oder 62 eingelassen wird, bewegt wird; und mit einem Tauch­ kolben 59a, der mit dem Kolben 59 verbunden ist und der für eine flüssigkeitsdichte Bewegung in und aus der Druckredu­ zierkammer 58a und der Entnahme daraus ausgelegt ist. Sobald das Fluid in die Druckreduzierkammer 58a eintritt, wird der Kolben 59 aktiviert, um den Tauchkolben 59a zurückzuziehen, wodurch der Druck des Fluids in der Kammer 58a durch die Volumenausdehnung darin reduziert wird. Der reduzierte Druck wird mit dem Standarddruck durch das Differentialdruckmeß­ gerät 63 verglichen. lm Fall der Fig. 4 ist der Standard­ druck derjenige des Fluids, das in das Prüfgerät über den Einlaß 5 eintritt und aus einem Druckdurchgang 1a austritt und dann durch die Leitung 50 zu dem Meßgerät 63 zugeführt wird. Eine Druckeinstellstange 60 besitzt ein Gewinde und kann in die Betätigungskammer 58b eingeschraubt werden, um den Hubweg des Kolbens 59 zu beschränken, wobei das Diffe­ rentialdruckventil in der Druckreduzierkammer 58a einge­ stellt werden kann. Nach der Einstellung wird die Einstell­ stange 60 mit einer Mutter 60a verriegelt. Während im Fall der Fig. 4 der Tauchkolben 59a durch ein Druck-Betätigungs­ glied angetrieben wird, ist es auch möglich, elektrische Einrichtungen, wie beispielsweise eine elektromagnetische Vorrichtung, eine piezoelektrische Vorrichtung o. ä. einzu­ setzen.

Bereiche, die für eine mögliche Leckage überprüft werden müssen, sind das Gleitventil 18, die ringförmige Wand 11 und der Kolben 13.

Das Gleitventil 18 ist mit einem Druck führenden System ausgestattet, das eine flexible Röhre 38, einen Durchgang 3b und eine Druck führende Röhre 51 aufweist, die mit einem Verbindungsgehäuse 57 verbunden ist.

Die ringförmige Wand 11 weist einen inneren Durchgang auf, der eine Öffnung an der inneren Zylinderfläche 11c zwischen zwei Dichtungen 11b und 11d und einer Öffnung an der äußeren Zylinderfläche 11d aufweist. Dieser Durchgang findet sein Gegenstück in einem Druckdurchgang 1b in der Wand des äuße­ ren Gehäuses 2 und eine Druck führende Röhre 52 ist mit einem Ende mit dem Durchgang 1b und mit dem gegenüberliegen­ den Ende mit dem Verbindungsgehäuse 57 verbunden.

Der Kolben 13 weist einen inneren Durchgang 13c auf, der eine Öffnung an der Peripherie zwischen zwei Dichtungen 13a und einer Öffnung an der inneren Fläche aufweist, die über eine flexible Röhre 47 mit einem Durchgang 48 in dem Außen­ flansch 4b verbunden ist. Eine Druck führende Röhre 53 ist mit einem Ende mit dem Durchgang 48 und mit dem anderen Ende mit dem Verbindungsgehäuse 57 verbunden.

Diese Druck führenden Leitungen durch das Verbindungsge­ häuse 57 enden an der Druckreduzierkammer 58a des Diffe­ rentialdruckgenerators 58. Die Leitungen 51, 52 und 53 sind jeweils mit Ventilen 54, 55 und 56 versehen, die es ermög­ lichen, wahlweise irgendeine der Druck führenden Leitungen zur Überprüfung von Leckagen des Fluids in dem Gleitven­ til 18, in der ringförmigen Wand 11 oder in dem Kolben 13 zu verbinden. Eine Überprüfung des Gleitventils 18 hinsichtlich einer Leckage wird vor dem eigentlichen Prüf- bzw. Eichver­ fahren durchgeführt, um von vornherein die Möglichkeit der Leckage durch das Gleitventil festzustellen.

Das Gleitventil 18, das durch das Betätigungsglied 23 ange­ trieben wird, wird wiederholt betätigt, um die anströmsei­ tigen, geschlitzten Öffnungen 8 in der Wand der Meßleitung zu öffnen und zu schließen, wodurch das (nicht dargestellte) Dichtungsteil abgenutzt und beschädigt wird. Ein einfaches Ersetzen der Dichtungsteile für das Gleitventil ist daher für eine lange Benutzungszeit erforderlich. Das Kleinvolu­ menmeßgerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine anströmseitige Endplatte 3 auf, die ein einfaches Aus­ wechseln des Gleitventils ermöglichen. Die Arbeitsweise dieser Endplatte wird nachfolgend beschrieben.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung, um eine weitere geänderte Ausführungsform des Kleinvolumenmeßgeräts gemäß der vorlie­ genden Erfindung zu erläutern: Fig. 5(a) zeigt einen Quer­ schnitt eines bestimmten Bereichs; Fig. 5(b) zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 5(a); und Fig. 5(c) zeigt eine Draufsicht auf den Bereich, wie er in Fig. 5(a) gezeigt ist. In den Fig. 5(a), 5(b) und 5(c), in denen in ihrer Funktion der Ausführungsform nach Fig. 1 ähnliche Elemente mit den entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet sind, ist ein Rahmen 64, eine Basisplatte 64a, Schienen 64b, ein Führungskanal 64c, ein Rad 65, eine Kupp­ lungstür 66, ein bewegbarer Außenseitenring 67, ein befes­ tigter Innenseitenring 68, ein Halterahmen 69, ein axialer Stift 70, eine Schraubenwelle 72, ein Schraubenlager 73, ein Handgriff 74 und ein Index 75 gezeigt.

Das Gehäuse des Kleinvolumenmeßgeräts ist an einem Rahmen 64 befestigt, der Räder 65 aufweist. Zwei parallele Schie­ nen 64b sind an dem Rahmen 64 in der axial weisenden Rich­ tung einer Meßleitung 7 davon befestigt. An den Schienen 64b sind gleitend Führungskanäle 64c befestigt, und zwar jeweils einer auf jeder Schiene, die sich entlang der Richtung X bewegen können, wobei diese durch eine Schraubenwelle 72 angetrieben werden, die durch die Drehung eines Handrads 74, das abnehmbar daran befestigt ist, gedreht werden kann. Die Führungskanäle 64c lagern einen Halterahmen 69, an dem eine Kupplungstür 66 befestigt ist.

Die Kupplungstür 66 ist aus einem drehbaren Außenring 67 und einem befestigten Innenring 68, der von dem Außenring 67 abnehmbar ist, zusammengesetzt. Der drehbare Außenring 67 ist aus einem drehbaren Ring 67a und einem befestigten Ring 67b zusammengesetzt: Der befestigte Ring 67b ist ko­ axial an dem abgedeckten Ende des äußeren Gehäuses ange­ schweißt und der drehbare Ring 67a ist integral mit dem befestigten Ring 67b derart aufgebaut, daß er sich drehbar entlang der Linie N-N des Umfangs des befestigten Rings 67b drehen kann. In dem drehbaren Ring 67a ist eine ringförmige Vertiefung 67d ausgebildet, die eine Vielzahl von Fingern aufweist, die in gleichen Abständen an einem äußeren Rahmen­ bereich davon gebildet sind, während der befestigte innere Ring 68 Finger 68a aufweist, die jeweils in ihrer Breite so bemessen sind, daß sie zwischen zwei Fingern 67c der ring­ förmigen Vertiefung 67d hineinpassen. Wenn der drehbare Ring 67a in der Richtung, wie sie durch den Pfeil R ange­ deutet ist, durch Betätigung des abnehmbaren Handrads ge­ dreht wird, greifen deren Finger 67c wechselweise in die Finger 68a des befestigten inneren Rings 68 an der Stelle der ringförmigen Vertiefung 67d des drehbaren äußeren Rings 67 ein. In diesem Zustand befinden sich der befestigte Innenring 68 und der drehbare Außenring 67 in einer (nicht dargestellten) flüssigkeitsdichten Abdichtung zueinander.

In Fig. 5(b) ist die Kupplungstür unverriegelt, worin der befestigte Innenring 68 in Richtung des Pfeils X in Fig. 5(a) bewegbar ist, um ihn von dem drehbaren Außenring 67 abzutrennen. Der befestigte Innenring 68 besitzt einen Flansch 23a, an dem ein Betätigungsglied 23 befestigt ist, das integral mit einem Gleitventil 18 verbunden ist. Die Schraubenwelle 72 wird so lange gedreht, bis das Gleitven­ til 18 von dem drehbaren Ring 67a abgetrennt ist und dann wird das Gleitventil 18 um 90° um einen Wellenstift 71 einer Trägersäule 70, die an dem Halterahmen 69 vorgesehen ist, in die Richtung gedreht, wie sie durch den Pfeil Q angedeutet ist, wodurch das Ventil 18 in eine solche Stellung gebracht wird, die eine leichte Reparatur seiner Dichtungen ermög­ licht. Nachdem irgendeine Reparatur ausgeführt ist, kann die Kupplung 66 der Tür durch die umgekehrte Durchführung der Verfahrensschritte verriegelt werden.

Wie anhand der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, weist das Kleinvolumenmeßgerät gemäß der vorliegenden Erfin­ dung die folgenden Ausgestaltungen und Vorteile auf:

• 1) Bei den Hauptgehäusen des Kleinvolumenmeßgeräts handelt es sich um einen geschlossenen, zylindrischen Behälter, der einen Fluideinlaß und einen Fluidauslaß aufweist, die voneinander beabstandet sind, und der eine koaxial befestigte Meßleitung und einen durch eine ringförmige Wand unterteilten ringförmigen Zwischenraum aufweist, der zwischen der Meßleitung und dem äußeren Gehäuse in einen anströmseitigen Durchgang und einen abströmsei­ tigen Durchgang unterteilt ist. Ein Durchflußmesser, der überprüft werden soll, wird in Reihe mit dem Fluideinlaß des Prüfgeräts verbunden. Das Fluid, das über das Ge­ häuse des Prüfgeräts durch den Einlaß eintritt, fließt durch den ringförmigen Durchgang, wenn kein Meßvorgang durchgeführt wird, und es fließt innerhalb der Meßlei­ tung nur dann, wenn ein Meßvorgang durchgeführt wird, um so die Meßleitung auf einer Temperatur des Meßfluids zu halten. Weiterhin stellen sich nur geringe Druckdiffe­ renzen entlang der Wand der Meßleitung ein, wodurch die Meßleitung ständig ein konstantes und exakt wieder einstellbares Standardvolumen aufrechterhalten kann.
• Wie vorstehend beschrieben ist, ist die Meßleitung von Druckbeeinflussungen frei und deshalb ist keine dicke Wand zum Schutz gegen Verformungen durch Druck notwen­ dig. Es kann sich um einen Präzisionszylinder handeln, der an beiden Enden offen ist, der einfach mit einer hohen Genauigkeit im Hinblick auf sein Volumen herstell­ bar ist und der darüberhinaus billig ist. Da ein Gleit­ ventil zur Durchführung der Vorbereitung und des Starts innerhalb des Gehäuses des Prüfgeräts befestigt ist, ist die Notwendigkeit der Vorsehung einer Bypass-Leitung außerhalb des Prüfgeräts nicht erforderlich, wodurch die Größe des Prüfgeräts verringert werden kann.
• 2) Das Gleitventil ist in Form eines Zylinders ausgeführt, der eine Reihe von Durchgängen aufweist, die radial in dessen Wand ausgeführt sind, die eine gleiche Form und einen gleichen Neigungswinkel wie diejenigen aufweisen, die in der Wand nahe dem einlaßseitigen Ende der Meßlei­ tung vorhanden sind. Es kann unter einem kleinen Winkel von einem halben Gewindegang drehen, wodurch ein Ventil­ betrieb mit einer schnellen Ansprechzeit sichergestellt wird.
• 3) An der auslaßseitigen Seite der Meßleitung ist unter­ halb einem Satz von auslaßseitigen Durchgängen ebenfalls ein Satz von Druckentlastungs-Durchgängen von kleinerer Größe vorgesehen, die, nachdem der Kolben den ersten Satz von Durchgängen passiert hat, dahingehend wirken, daß der Kolben weich bis zum Anhalten abgestoppt wird, ohne daß hierbei ein unerwünschter Stoß auftritt.
• 4) Die Vorsehung eines Dämpfers an dem Ende der Kolben­ stange stellt ein weiches und stoßabsorbierendes Anhal­ ten des Kolbens sicher, wobei er gegen irgendwelche unnormalen Stöße und Streßbeanspruchungen (Spannungsbe­ anspruchungen) geschützt wird.
• 5) Zwischen der Kammer für das Kolben-Betätigungsglied und dem Gehäuse des Prüfgeräts, durch die beide unter Druck stehendes Fluid hindurchführt, ist ein Stellungssensor vorgesehen, der vorgegebene Stellungen des Kolbens mit Sicherheit und ohne Beeinträchtigung des unter Druck stehenden Fluids feststellt.
• 6) Eine Vorbereitungsstellung ist vorgesehen, um die Un­ gleichmäßigkeit der Bewegung des Kolbens infolge einer Differenz der Bewegungsgeschwindigkeit des Gleitventils und des Kolbens für den Übergangsabschnitt der Bewegung des Gleitventils, um den einlaßseitigen Durchgang der Meßleitung abzudecken, zu kompensieren. Da die Kompen­ sation für die Verzögerung der Kolbenbewegung in kürzes­ ter Zeit ausgeführt wird, ist es möglich, eine Meßlei­ tung mit einer reduzierten Länge, zum Beispiel ein Kleinvolumenmeßgerät mit kleinerer Baugröße, zu verwen­ den.
• 7) Die Meßleitung ist koaxial an einem Ende mit einem außenseitigen Flansch befestigt, der einen Führungsring aufweist und der an dem anderen Ende frei geöffnet ist, wodurch die Möglichkeit einer Deformierung durch die Einwirkung der Temperaturen und des Drucks des Fluids vermieden wird. Die Zentrierung der Leitung wird an dem innenseitigen Flansch ausgeführt, wodurch die Möglich­ keit einer Beeinflussung durch eine äußere Kraft vermie­ den wird. Durch die Verwendung von Verriegelungseinrich­ tungen ist eine leichte Befestigung und Zentrierung der Meßleitung innerhalb des Gehäuses des Prüfgeräts mög­ lich.
• 8) Das einlaßseitige Ende des Gehäuses des Prüfgeräts ist in Form einer Kupplungstür gebildet, die einen drehbaren äußeren Ring und einen befestigten inneren Ring auf­ weist, die mit dem Gleitventil entfernt werden können, wodurch eine einfache Reparatur der Dichtteile des Gleitventils möglich ist.
• 9) Es ist möglich, Leckagen durch das Gleitventil durch die Überprüfung der Leckage vor Beginn des Meßvorgangs vorherzusagen.
• 10) Eine Leckage durch die Dichtungen des Kolbens innerhalb der Meßleitungen ist einfach zu ermitteln, wodurch die Zuverlässigkeit der Messung mittels der Meßleitung vergrößert wird.
• 11) Das Überhängen der Meßleitung an dem außenseitigen Flansch des Gehäuses des Prüfgeräts erfordert die Notwendigkeit der Überprüfung hinsichtlich der Leckage in dem ringförmigen Durchgang. Die Ermittlung der Leckage durch die Dichtungen in dem ringförmigen Durch­ gang ist möglich.
• 12) Die Ermittlung einer Leckage kann einfach durch ein einfach aufgebautes und einfach zu betreibendes Ermitt­ lungssystem durchgeführt werden, indem Fluid von einem ausgewählten Bereich in eine geschlossene, druckredu­ zierende Kammer eingeleitet wird und dessen Druck durch Änderung des inneren Volumens der Reduktionskammer über die Einrichtung eines über ein Betätigungsglied ange­ triebenen Kolbens herabgesetzt wird.

Beschreibung des Standes der Technik

Fig. 6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung eines herkömmlichen Kleinvolumenprüfgeräts, das ein Einlaßrohr 81, einen Einlaß 81a, ein Gehäuse 82, einen Bypass 83, ein Bypass-Ventil 84, ein Betätigungsglied 85, einen Einlaßbe­ reich 86, einen Verdränger (-Kolben) 87, eine Welle 88, einen Hauptzylinder 89, einen abströmseitigen Bereich 90, ein Auslaßrohr 91, eine Feder 92, Wellenlager 93,94, einen Hydraulikzylinder 95, einen Hydraulikkolben 96, eine Meß­ stange 97, eine Meßeinheit 98, Sensoren 99, 100, 101, eine Meßplatte 102, einen Führungszapfen 103 und ein Büchsenla­ ger 104.

Das Gehäuse 82 ist aus einem Hauptzylinder 89, der als Meßzylinder dient, einer Einlaßkammer 86, die in ihrem Durchmesser größer als der Hauptzylinder 89 ist, und einem abströmseitigen Bereich 90 zusammengesetzt ist.

Die Einlaßkammer 86 weist einen Hydraulikzylinder 95 auf und steht mit einem Einlaßrohr 81, das mit dem Bereich, der an dem Befestigungsbereich des Zylinders angrenzt, in Verbin­ dung. Ein Bypass des Gehäuses 82 ist aus einem Einlaß­ rohr 81, einem Bypassrohr 83 und einem Auslaßrohr 91 verbun­ den und weist ein Bypass-Ventil 84 zwischen seinem Ein­ laß 81a und seinem Auslaß 91a auf. Ein Hydraulikzylinder 95 und der Hauptzylinder 89 sind koaxial angeordnet, und ein Hydraulikkolben 96, eine Welle 88 und ein Verdränger 87 sind hintereinander miteinander verbunden, um so ein einzelnes Teil zu bilden. Die Welle 88 ist flüssigkeitsdicht durch ein Wellenlager 93 gelagert. Eine Feder 92 ist zwischen dem Wellenlager 93 und dem Verdränger 87 vorgesehen.

Der Verdränger 87 ist mit einer Meßstange 97, die daran zur Ermittlung einer Bewegung des Verdrängers 87 befestigt ist, versehen.

Wie die Fig. 6 zeigt, ist der Verdränger 87 momentan in der Eingangskammer 86 mit einem großen Durchmesser positioniert und eine Meßplatte 102 ist neben einem Sensor 99 angeordnet. Bei einem geschlossenen Bypass-Ventil 84 tritt das Fluid, das durch den Einlaß 81a und das Einlaßrohr 81 eintritt, durch den Hauptzylinder 89 hindurch und wird durch einen Auslaß 91a einer Auslaßleitung 91 abgeführt. Der Ver­ dränger 87 befindet sich in einer Ruhestellung und ist für die Verschiebung bereitgestellt.

Wenn ein Steuerbefehl erzeugt wird, um den Meßvorgang zu starten, beginnt ein hydraulischer Kolben 96 sich in den abströmseitigen Bereich 90 (zur rechten Seite hin) zu bewe­ gen, um den Verdränger 87 mit der Hilfe der Feder 92 zu verschieben. Ein Basisvolumen des Fluids, das von dem Zylin­ der 89 mittels des Verdrängers 87 verschoben wird, wird als Verschiebeweg der Meßplatte zwischen zwei Sensoren 100 und 101 bestimmt. Der Verdränger 87 wird dann angehalten, wenn ein Führungszapfen 103 der sich axial von dem Verdränger erstreckt, in einem Büchsenlager (Hülsenlager) 104 einliegt. In dieser Stellung tritt das Fluid des abströmseitigen Be­ reichs 90 eines größeren Durchmessers hindurch und tritt aus dem Auslaß 91 aus.

Wenn das Bypass-Ventil 84 durch die Betätigung eines Betä­ tigungsglieds 85 geöffnet wird, tritt das Fluid durch den Bypass 83 hindurch und wird dann über den Auslaß 91 abgelas­ sen. In dieser Stellung wird der Verdränger 87 zu der darge­ stellten Ausgangsstellung über den hydraulischen Kolben 96 zurückgeführt.

In dem vorstehend beschriebenen Kleinvolumenmeßgerät des externen Ventil-Typs bewegt sich der Verdränger 87 mit einer Dichtung 87a gleitend in dem Hauptzylinder 89, ohne daß eine Fluid-Leckage, die in irgendeinem Prüfgerät vom internen Ventil-Typ, der einen Verdränger, der mit einem Tellerventil ausgestattet ist, aufweist, befürchtet werden müßte. Dennoch kann, da der Hauptzylinder 89 eine einwandige Rohrleitung ist, die mit hoher Genauigkeit auf einen gleichmäßigen Durchmesser eingestellt ist, dieser durch den Einfluß von Temperatur und Druck des Fluids verformt werden. Wenn die Fluid-Temperatur hoch ist, kann der Hauptzylinder 89 eine große Differenz in der Temperatur zwischen seiner Außen- und Innenfläche aufweisen, die darüberhinaus von der Fluid-Tem­ peratur abhängig ist. Daher ist es nicht einfach, eine Änderung des Volumens in dem Hauptzylinder 89 zu korri­ gieren. Zusätzlich kann eine Änderung des Fluid-Druckes ebenfalls das Referenzvolumen eines Kleinvolumenmeßgerätes beeinflussen. Bei einem Aufbau, bei dem die Bypass-Leitung außen mit dem Hauptzylinder 89 als Verbindung mit der Ein­ gangskammer 86 verbunden und der abströmseitige Bereich 90 mit dem Bereich 90 verbunden ist, ist es schwierig, die Größe des Prüfgerätes zu veringern.

Claims (12)

1. Kleinvolumenmeßgerät, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
Ein geschlossenes, zylindrisches, äußeres Gehäuse, das einen Fluideinlaß in der Wand nahe seinem einen Ende und einen Fluidauslaß in der Wand nahe seinem gegenüberlie­ genden Ende aufweist;
eine zylindrische Meßleitung mit einem konstanten Innen­ durchmesser, die koaxial innerhalb des Gehäuses befestigt ist, wobei die Leitung an ihrem einlaßseitigen Ende offen und koaxial an ihrem auslaßseitigen Ende durch eine innere Endwand des Gehäuses gelagert ist und die zwei axial voneinander beabstandete Reihen von Durchgängen aufweist, die radial verlaufend in der Wand ausgeführt sind;
eine ringförmige Wand, die gedichtet in einen ringför­ migen Durchgang, der zwischen der Meßleitung und dem äußeren Gehäuse in zwei Bereiche unterteilt ist, von denen einer das einlaßseitige offene Ende der Leitung und der andere die einlaßseitigen Durchgänge aufweist;
ein Gleitventil, das eine Ventilstange aufweist, die gedichtet durch das einlaßseitige Ende des Gehäuses hindurchgeführt ist, die verschiebbar nahe dem offenen Ende in der Meßleitung angeordnet ist, um die seitlichen, geschlitzten Einlaßöffnungen zu öffnen und zu schließen;
einen Kolben, der eine Kolbenstange aufweist, die dich­ tend durch das auslaßseitige Ende des Gehäuses durchge­ führt ist und die bewegbar innerhalb des abströmseitigen Bereichs der Meßleitung in den hinteren Bereich der einlaßseitigen Durchgänge bewegbar angeordnet ist, um ein Basisvolumen des Fluids um einen bestimmten Bereich zwischen den einlaßseitigen Durchgängen und den auslaß­ seitigen Durchgängen zu verschieben;
ein Ventil-Betätigungsglied zum Antreiben der Ventil­ stange, um durch das Gleitventil zu bewirken, daß die einlaßseitigen Durchgänge nur während eines Prüfvorgangs geschlossen werden;
ein Kolben-Betätigungsglied zur Betätigung der Kolben­ stange, um den Kolben in einer Ausgangsposition in dem rückwärtigen Bereich der einlaßseitigen Durchgänge in der Meßleitung während der Vorbereitung des Meßvorgangs zu halten, um den Kolben für seine Verschiebung vorzuberei­ ten und um den Kolben zu seiner Ausgangsstellung zurück­ zuführen;
und ein Positionierungssensor, der in dem Kolben-Betäti­ gungsglied angeordnet ist, um zu ermitteln, daß der Kolben den definierten Bereich der Meßleitung passiert.

2. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gleitventil in Form eines Zylinders mit einer Reihe von sich radial darin erstreckenden Durch­ gängen ausgeführt ist, die in ihrer Form und ihrem Ab­ stand den einlaßseitigen Durchgängen der Meßleitung entsprechen und der drehbar in zwei entgegengesetzte Richtungen um jeweils die Hälfte des Abstandes zwischen den Durchgängen drehbar ist.

3. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Druckentlastungs- Durchgängen, von denen jeder kleiner als der auslaßsei­ tige Durchgang ist, radial verlaufend in der Wand der Meßleitung an einem abströmseitigen Bereich gebildet sind, der von den auslaßseitigen Durchgängen um einen Abstand entsprechend der Dicke des Kolbens beabstandet ist.

4. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange, die integral mit dem Kolben ausgebildet ist, an ihrem freien Ende ein Dämpfungsglied mit einer sich verjüngenden Spindel und einem konkaven Bereich, der einen im wesentlichen kon­ stanten Querschnitt entsprechend demjenigen des Basisbe­ reichs der verjüngt zulaufenden Spindel aufweist, in der inneren Endwand des Kolben-Betätigungszylinders vorge­ sehen ist, wobei das schlanke Spindelteil des Dämpfungs­ glieds in die konkave Ausnehmung einsetzbar ist.

5. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange, die integral mit dem Kolben ausgebildet ist, zwei Markierungen aufweist, die voneinander um einen Abstand entsprechend einem Basisvolumen der Meßleitung markiert sind, daß ein Stel­ lungssensor zur Ermittlung der Markierungen in der Wand eines zylindrischen Bereichs zwischen dem äußeren Gehäuse und dem Kolben-Betätigungsglied vorgesehen ist und daß Dichtteile an beiden Seiten des Stellungssensors angeord­ net sind.

6. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Schubteil, das innerhalb des Gleitven­ tils befestigt ist und das einen koaxial vorstehenden Vorsprung aufweist, und daß ein Aufnahmeteil, das ein Ende aufweist, das bewegbar in das anströmseitige Ende des Kolbens eingesetzt ist und das ein Flanschende mit einer darauf befestigten Feder zwischen dem Flansch und dem Kolben aufweist, mit einem kleinen Abstand zwischen dem Vorsprung des Schubteils und dem Flanschende des Aufnahmeteils positionierbar sind, wenn keine Messung durchgeführt wird.

7. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die auslaßseitige Endplatte aus einem inneren Flansch, der an der auslaßseitigen Endplatte des Gehäuses befestigt ist, und einem äußeren Flansch, der koaxial zu dem inneren Flansch passend ausgeführt ist, zusammengesetzt ist, und daß er einen inneren, vorstehen­ den Führungsring aufweist, und wobei die Meßleitung an ihrer auslaßseitigen Innenfläche auf den Führungsring aufgesetzt und überhängend mit dem Außenflansch über die Einrichtungen einer Vielzahl von L-förmigen Verriege­ lungsteilen befestigt ist, wobei jedes Teil in eine der Verriegelungsöffnungen, die radial in der Wand der Meß­ leitung vorgesehen sind, eingesetzt ist, und deren an­ deres Ende mit dem Außenflansch mittels Schraubverbindung befestigt ist.

8. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das einlaßseitige Ende folgende Merkmale aufweist:
Eine Kupplungstür, die aus einem flüssigkeitsdichten, drehbaren äußeren Ring, der mit dem einlaßseitigen Ende des Gehäuses befestigt ist, aufweist und wobei ein stationärer innerer Ring entfernbar mit dem bewegbaren äußeren Ring in Eingriff steht und darin integral das Gleitventil und das Betätigungsglied befestigt sind; eine lineare Antriebseinrichtung zur Bewegung des stationären inneren Rings in die axiale Richtung der Meßleitung; und eine Dreheinrichtung für die horizontale Drehung des Gleitventils und des Betätigungsglieds, wenn diese von dem bewegbaren Ring über die linearen Antriebseinrich­ tungen wegbewegt sind.

9. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Durchgangsöffnungen in der Wand des Gehäu­ ses des Gleitventils und in der einlaßseitigen Endplatte des äußeren Gehäuses vorgesehen sind und die miteinander über Einrichtungen in Form von flexiblen Röhren, die mit Druckermittlungseinrichtungen zur Ermittlung des darin vorhandenen Drucks ausgestattet sind, in Verbindung stehen.

10. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben, der zwei Dichtungsteile an seinem Umfang angrenzend zu seinen Endflächen aufweist und der dichtend innerhalb der Meßleitung befestigt ist, mit einem Führungsrohr zur Zuführung von Druck in eine ringförmige Ausnehmung, die zwischen den Dichtungsteilen außerhalb des Gehäuses gebildet sind, aufweist, und daß das Führungsrohr mit einer druckermittelnden Sensorein­ richtung zur Messung des darin vorhandenen Drucks ausge­ stattet ist.

11. Kleinvolumenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmige Wand mit Dichtungsteilen an ihrem inneren Umfang angrenzend zu ihren beiden Enden ausgestattet ist, so daß sie flüssigkeitsdicht gleitbar entlang der äußeren Fläche der Meßleitung führbar ist, und daß sie mit einem Führungsrohr zur Führung des Drucks in eine Ausnehmung, die zwischen den Dichtungs­ teilen außerhalb des äußeren Gehäuses gebildet ist, ausgestattet ist, und wobei das Führungsrohr mit einer druckermittelnden Einrichtung zur Ermittlung des darin vorhandenen Drucks ausgestattet ist.

12. Kleinvolumenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine diffe­ rentialdruckerzeugende Einheit aufweist, die aus einer gedichteten, druckreduzierenden Kammer, einem Kolben, der flüssigkeitsdicht und gleitend innerhalb der druck­ reduzierenden Kammer angeordnet ist, und ein Betäti­ gungsglied zur wiederholten Verschiebung des Kolbens zusammengesetzt; daß es Einrichtungen zur selektiven Verbindung der druckreduzierenden Kammer mit irgendeiner der druckführenden Leitungen, die von dem Gleitventil, der ringförmigen Wand und dem Kolben ausgehen, aufweist; und daß es ein Differentialdruckmeßgerät, das zwischen der druckreduzierenden Kammer und einer Standarddruck­ einrichtung angeschlossen ist, aufweist.