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Selbsttätige Steuerung für Flüssigkeitsmeß- und -abgabevorrichtungen
Die Erfindung bezieht sich auf Meßgeräte, insbesondere für Brennstoffzapfanlagen
mit Zwillingsmeßgefäßen, bei denen die Umschaltung der Meßgefäße von Füllung auf
Entleerung und umgekehrt selbsttätig unter der Einwirkung des bei beendeter Füllung
eines Meßgefäßes sich steigernden Druckes der geförderten Flüssigkeit erfolgt. Wie
beim Hauptpatent wird die Umschaltung durch eine Feder bewirkt, die durch einen
oder mehrere unter dem Einfluß des Flüssigkeitsdruckes stehenden Kolben gespannt
wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich in der Hauptsache auf die Einrichtung
zur Steuerung des bzw. der die Spannung der Umschaltfeder bewirkenden Kolben. Die
neue Steuerungseinrichtung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß die Verbindung
der Förderleitung mit dem die Umschaltfeder spannenden Kolben durch einen entlasteten
Rohrschieber überwacht wird, dessen Verschie bung in die die Verbindung zwischen
der Förderleitung und dem die Umschaltfeder spannenden Kolben freigebende Lage unter
der Wirkung des Staudruckes in der Förderleitung erfolgt, wobei diese über einen
Raum, der mit dem den die Umschaltfeder spannenden Kolben enthaltenen Zylinder verbunden
und durch einen am Rohrschieber vorgesehenen Ringflansch abgeschlossen ist, mit
einer eine Drosselstelle enthaltenden Zweigförderleitung in Verbindung steht. In
den Zeichnungen, die die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise
veranschaulichen, ist.
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Fig. i eine Vorderansicht der Steuerungseinrichtung nebst den anschließenden
Teilen des Meßgerätes, wobei die eine Meßflasche sowie der Ablauf mit anschließendem
Ventilgehäuse in senkrechtem Schnitt dargestellt sind.
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Fig. 2 stellt die Einrichtung nach Fig. i teils in Seitenansicht,
teils in einem senkrechten Schnitt dar, dessen Ebene gegenüber der Schnittdarstellung
der Fig. i um einen rechten Winkel versetzt liegt.
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Die Fig. 2 a und 2 b veranschaulichen in der Fig. :2 entsprechenden
Schnitten, aber in größerem Maßstabe, zwei verschiedene Betriebsanlagen der eigentlichen
Steuervorrichtung.
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Fig. 3 ist ein gleichfalls in größerem Maßstabe gehaltener waagerechter
Schnitt nach Linie III-III der Fig. i, während die Fig. q. und 5 ebenfalls in größerem
Maßstabe waagerechte Schnitte nach den Linien IV-IV bzw. V-V der Fig. 2 darstellen.
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Das als selbsttätig schaltendes Zwillingsmeßgefäß ausgebildete Meßgerät
besteht in der Hauptsache aus den Meßflaschen A, deren Ausgleichsleitung a bei Vollendung
der Füllung einer Flasche von dieser in bekannter Weise durch ein Schwimmerventil
abgeschlossen wird, und dem Umschaltorgan C (Fig. 2), das das Zählwerk D antreibt
und von dem Schaltmechanismus
E umgesteuert wird. Dieser Schaltmechanismus
wirkt in Abhängigkeit von einer im Ablaufrohr 51 befindlichen selbsttätigen Sperrvorrichtung
F. Die Füllung der Meßflaschen erfolgt durch die Leitung G, in die eine in der Zeichnung
nicht veranschaulichte Vorrichtung zur Abscheidung der Luftblasen aus der Flüssigkeit
eingeschaltet ist, so daß die Flüssigkeit in blasenfreiem Zustande in die Meßflasche
eintritt. Die Leitung H dient zur Rückführung der aus dem Umschaltmechanismus E
kommenden Flüssigkeit in den Lagerbehälter.
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Das Umschaltorgan C ist als entlasteter zylindrischer Hahn mit senkrechter
Drehachse ausgebildet. Seine Umschaltung erfolgt durch jeweilige Drehung um go°.
Der Anschluß der zu den Meßflaschen A führenden Füllrohre i, des von der
Pumpe kommenden Förderrohrs G sowie des Anschlusses 7a für das Zapfrohr ist aus
Fig. 3 ersichtlich, die den Hahnküken ii in einer Stellung veranschaulicht, in der
das linke Meßgefäß A mit der Förderleitung, das rechte mit der Zapfleitung in Verbindung
steht. Die Ubertragung der Drehbewegung des Hahnküken ii auf das Zählwerk D erfolgt
in bekannter Weise mit Hilfe eines Kegelradgetriebes na (Fig. 2). Nach unten
ist das Hahnküken durch eine Kugel l abgestützt, die in einer zentralen Pfanne des
Nabenkörpers des das Küken bei der Schaltung betätigenden Schaltrades 21 ruht.
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Das Schaltrad 2i stützt sich seinerseits auf ein Kugellager st, das
in eine Querwand des den Umschaltmechanismus E einschließenden Gehäuses 44 eingelassen
ist. Es umfaßt den Drehzapfen 23 eines Zahnrades 24, welcher Zapfen am anderen Ende
in einer Bohrung o einer weiteren Querwand des Gehäuses 44 gelagert ist. Die Mitnahme
des Schaltrades 21 durch den Zapfen 23 erfolgt durch einen Quersteg P, der durch
das innere Ende der Spiralfeder 22 gebildet wird. Das Schaltrad 21 ist, wie aus
Fig. 4 ersichtlich, mit vier Schaltzähnen 18 versehen, hinter die als Blattfedern
ig ausgebildete Schaltklinken greifen können, die mit Armen 2o des Hahnkükens ii
verbunden sind. Durch weitere als Blattfedern ausgebildete und mit den Armen 2o
verbundene Sperrklinken 16, die sich gegen vier Nasen 17 des Gehäuses legen können,
wird die Rückwärtsdrehung des Hahnkükens, das immer nur in einer Drehrichtung weitergeschaltet
wird, verhindert.
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Die Drehung des Hahnkükens beim Schalten erfolgt durch Vermittlung
der Spiralfeder 22, deren inneres Ende mit dem Nabenkörper des Schaltrades '2i verbunden
ist, während das äußere Ende am Gehäuse 44 festliegt. Die Spannung der Feder 22
wird durch Drehung des Zahnrades 24 bewirkt, die ihrerseits durch gegenläufige Verschiebung
der Kolben 26, 27 zustände kommt (Fig. 5). Das Zahnrad 24 greift in gradlinige Zahnungen
25 ein, die in waagerechten Schlitzen der Kolben 26, 27 vorgesehen sind. Die die
Kolben enthaltenden Zylinder stehen durch j e einen an ihren entgegengesetzten Enden
in der unteren Zylinderwand vorgesehenen Schlitz iii mit dem drucklosen Raume42
des FlüssigkeitsablaufesHunddurchje einen weiteren ebenfalls in der unteren Zylinderwand,
aber an den gegenüberliegenden Enden vorgesehenen Schlitz 112 mit einem innerhalb
des Gehäuses 44 abgeteilten Raum q in Verbindung, dem die Druckflüssigkeit aus einer
vom Förderrohr G abzweigenden Leitung 33 durch Vermittlung eines Steuerorgans 28
zugeführt wird. Ferner weist einer der Zylinder in der Mitte einen Schlitz 43 auf,
der mit einer innerhalb des Gehäuses 44 vorgesehenen Kammer y verbunden ist,
die gleichfalls mit dem Flüssigkeitsablauf H beim Arbeiten der Einrichtung selbsttätig
in Verbindung gesetzt wird.
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Das als Rohrschieber ausgebildete Steuerorgan 28 steht unter der Wirkung
einer Feder 3o, die sich gegen einen Druckflansch ag des Schiebers stützt und das
Bestreben hat, den Schieber in die in Fig. 2 veranschaulichte Stellung zu drängen,
die der Ruhelage entspricht. Der Flansch 29 wirkt mit den Steuerkanten 31 und
32, (Fig. 2a und 2b) zweier nach innen ragender Flansche des Gehäuses
44 zusammen. Zwischen den .beiden Flanschen befindet sich eine schmale Ringnut
40, die durch vier verhältnismäßig enge Bohrungen 41 mit der Unterseite des Gehäuseflansches
in Verbindung steht. Die Bohrung 36, mit der der Rohrschieber auf einem mit dem
Gehäuseteil 42 fest verbundenen Kolben 37 geführt ist, hat denselben Durchmesser
wie der Rohrschieber selbst, so daß dieser vom Druck der Flüssigkeit vollkommen
entlastet ist und nur unter dem Einfluß der Feder 3o bzw. des auf den Flansch 29
einwirkenden Druckes steht. Die Wand des Rohrschiebers28 ist von zwei übereinanderliegenden
Gruppen von Öffnungen 34 und 35 durchbohrt, von denen die ersteren zur Zuführung
der Druckflüssigkeit in das Innere des Rohrschiebers und damit in den Raum q, die
letzteren nach entsprechender Verschiebung des Rohrschiebers zur Abführung der Flüssigkeit
aus dem Raume q in den Ablauf H dienen. Das letztere tritt ein, wenn die Öffnungen
35 nach der Abwärtsbewegung des Schiebers die freie Kante der Schieberführung
39 überschritten haben. Die Verbindung des Innern des Schiebers 28 mit der
Druckzuleitung 33 erfolgt, wenn die Öffnungen 34 einem ringförmigen Schlitze 38
der Schieberführung gegenüberstehen.
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In dem an den Stutzen k (Fig. 3) sich anschließenden Zapfrohr, das
bei 51 (Fig. i) eine wannenförmige Erweiterung mit einem Stauwehr
52
bildet, ist um einen Zapfen 54. drehbar ein Schwimmer 53 gelagert. Die rückwärtige
Verlängerung 55 des Schwimmerhebels ist an eine Spindel 56 angeschlossen,
die mit einer eine im Boden des Gehäuses 51 vorgesehene Öffnung abschließenden Biegehaut
57 verbunden ist. Nach oben wird der Hub der Spindel 56
durch eine Stellschraube
58 begrenzt. Unterhalb der Biegehaut, deren zur Befestigung der Spindel dienenden
Fassung mit einer Druckwarze versehen ist, ist ein Steuerschieber 59 angeordnet,
der auf dem oben geschlossenen 1?nde eines Nippels Eia geführt ist, an den eine
von dem Förderrohr G abzweigende Leitung 61 angeschlossen ist. Das das Ventil
59 umgebende Gehäuse 64. steht durch eine Leitung 62 mit der Kammer r des
Steuermechanismus E (Fig. 2) in Verbindung. Das kappenartig ausgebildete Ventil
59, dessen Hohlraum durch im Deckel vorgesehene Bohrungen mit dem Innern
des Ventilgehäuses 6.4 in Verbindung steht, wird durch eine Feder 6o in seine obere
Lage gedrängt, in der die die Verbindung zwischen dem Innern des Ventilgehäuses
64. und der Rohrleitung 61 vermittelnden verhältnismäßig unken Öffnungen
59" in der Wand des Nippels ()i-' freigegeben sind.
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Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung E und der Ablaufsperrung F
ist folgende: Sobald eine Meßflasche.1 gefüllt ist und das betreffende, die Ausgleichleitung
a überwachende Ventil sich geschlossen hat, entsteht in der Förderleitung G ein
Staudruck, der sich über die Leitung 33 auf die Kolben 26, 27 der Steuervorrichtung
E zunächst nicht auswirken kann, da die Verbindung der Kolbenzylinder mit der Leitung
33 durch den Schieber 28, der die in Fig. 2 angegebene Lage einnimmt, unterbrochen
ist. Auf dem Wege über die Zweigleitung 61 kann der Staudruck sich erst dann über
die Leitung 6.2 in die Kammer r der Steuervorrichtung E ausdehnen, wenn der Schwimmer
53 der Ablaufsperrung F sich nach beendetem Ablauf der Flüssigkeit gesenkt und dadurch
die Freigabe der Löcher 59' seitens des durch seine Feder nach oben bewegten
Schiebers 59 v eranlaßt hat. Wegen der starken Drosselung des Flüssigkeitsdurchtritts
durch die Löcher 59a wird der Druckflansch 29 durch den steigenden Druck in der
Kammer v langsam entgegen der Wirkung der Feder 3o nach unten gedrückt, bis seine
Oberkante die Kante 31 der Nut 40 freigegeben hat, so daß die durch die Leitung
62 in die Kammer r eindringende Flüssigkeit durch die Bohrungen .11 zwanglos in
das Ablaufgehäuse .12 abfließen kann. Bei dieser Teilbewegung sind die Durchtrittslöcher
34 des mit dem Druckflansch 29 verbundenen Schiebers 28 in die in Fig. 2 a veranschaulichte
Lage gelangt, in der sie dem Ringschlitz 38 gegenüberliegen, so daß nunmehr der
volle Druck der Flüssigkeit in der von der Förderleitung G abzweigenden Leitung
33 wirksam wird und durch die mit den Räumen q und 42 in Verbindung stehenden Schlitze
111, 112 (Fig. 5) auf die die Kolben 26 und 27 enthaltenden Zylinder übertragen
wird. Infolgedessen werden die Kolben 26 und 27 in ihre entgegengesetzte Endlage
gebracht, wobei das Zahnrad 24 unter gleichzeitiger Spannung der Schaltfeder 22
um etwa Zoo @ gedreht wird. Hierzu ist eine gewisse Drucksteigerung, z. B. bis auf
etwa o,6 oder o,7 Atmosphären, erforderlich, so daß die Druckflüssigkeit nunmehr
durch die Öffnung 43 in großer Menge in die Kammer v (Fig. 2) eintritt. Zur Abführung
dieser Flüssigkeitsmenge genügen die. vier engen Löcher 41, die sich an die Ringnut
4.o anschließen, nicht. Infolgedessen wird jetzt der Druckflansch 29 weiter abwärts
gedrängt, bis ihre Oberkante nach Überfahren der Kante 32 (Fig. 2b) den dem verhältnismäßig
großen Umfange des Flansches 29 entsprechenden ringförmigen Auslaßquerschnitt freigibt.
Inzwischen hatten sich die Durchtrittsöffnungen 34. des Rohrschiebers 28 über den
Ringspalt 38 hinweg bewegt und dadurch den Raum q von der Druckflüssigkeitsleitung
33 abgesperrt. Ferner hatten die Öffnungen 35 die Kante 39 überschritten und damit
den Raum q mit dem Innern des Abflußgehäuses 4.2 in freie Verbindung gesetzt. Dadurch
sind die Kolben 26, 27 voll entlastet, so daß sie durch die Schaltfeder 22 wieder
in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt werden. Dabei wird das Halmküken i i durch
Vermittlung des Schaltrades 21 um go ° mitgenommen, d. h. die Umschaltung der Meßgefäße
bewerkstelligt. Nach der Umschaltung wird der Rohrschieber 28 durch seine Feder,
da die betreffenden Teile der Steuervorrichtung alle etwas undicht sind, langsam
wieder in die in Fig. 2 veranschaulichte Ausgangsstellung zurückgedrängt. Die durch
die Undichtheiten der Steuerorgane hindurchsickernde sowie die für den Federspannhub
der Kolben verbrauchte Flüssigkeit gelangt durch das Ablaufgehäuse 4.2 und die Leitung
H zurück in den Lagerbehälter.
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An die Förderleitung G ist noch eine in den Zeichnungen nicht veranschaulichte
Vorrichtung zur selbsttätigen Rückentleerung angeschlossen, die während der Förderung
geschlossen ist, so daß keine Flüssigkeit in den Umlauf gelangt, die sich aber nach
Beendigung der Zapfung selbsttätig öffnet und die in der zuletzt auf Füllung geschalteten
leßflasche etwa enthaltene Flüssigkeit in den Lagerbehälter zurückfließen läßt.
Diese Zusatzeinrichtung ist bei selbsttätig schaltenden Meßgeräten wichtig, weil
das Schaltorgan derartiger Meßgeräte besonders leichtgängig sein muß und daher nicht
so dicht gehalten werden kann, daß auch bei längerem Stehen, beispielsweise über
Nacht, keine Flüssigkeit
in den Zapfschlauch absickert und dadurch
der Messung entzogen wird.