DE644930C - Mengenumwerter fuer Gasmengenmesser - Google Patents

Description

Zur Mengenumwertung, d.h. zur selbsttätigen fortlaufenden Berücksichtigung des Gaszustandes bei der Mengenanzeige von Gasvolumenmessern, ist es bekannt, zwischen Meßwerk und Zählwerk des Gasmesserseine veränderliche Übersetzung einzuschalten, die von einem unmittelbar vom spezifischen Volumen des zu messenden Gases abhängigen Geber gesteuert wird. Dieser Geber besteht bei bekannten Mengenumwertern aus einem Gefäß mit einer nachgiebigen Wandung, beispielsweise aus einem geschlossenen dünnwandigen Wellrohrkörper von geringer Eigenfederung oder aus einer in eine Absperrflüssig-

^X5 keit tauchenden Glocke, wobei in dem Gefäß eine zum Vergleich dienende Gasmenge eingeschlossen ist. Das Gefäß ist dem zu messenden Gas ausgesetzt, so daß sein Inhalt den Druck und die Temperatur desselben annimmt. Die Änderung der Hublage des Wellrohrkörpers bzw. der Glocke, die sich nach dem Zustand des eingeschlossenen und damit auch des zu messenden Gases einstellt, wird auf die veränderliche Zählwerksübersetzung des Mengenmessers zur Einwirkung gebracht.

Die Erfindung betrifft eine Gebereinrichtung für einen solchen Mengenumwerter, bei welcher die bei einer Tauchglocke erforderliche Absperrflüssigkeit und auch der dem Wellrohrkörper eigene Nachteil vermieden wird, der darin besteht, daß er für die Umwertung von unter hohem Druck stehenden Gas nicht brauchbar ist. Bei hohen Drücken muß nämlich der Gasinhalt des nachgiebigen Gefäßes auf ein sehr kleines Volumen zusammengedrückt werden, was bei einem mit Eigenfederung behafteten Wellrohrkörper nur durch weitgehende Ausfüllung seines Hohlraumes einschließlich der nach innen offenen Wellenträger und auch dann nur mangelhaft erreicht werden kann, wobei überdies die Eigenfederung des Wellrohrkörpers die vollkommene Angleichung der innerhalb und außerhalb desselben herrschenden Gasdrücke verhindert.

Gemäß der Erfindung wird das als Geber dienende Gefäß als geschlossene, balgenartige,' beispielsweise nach Art von Vielfachmembranen aus ringförmigen, dünnen Blechen von großem Durchmesser zusammengelötete Tasche ausgebildet. Diese Tasche wirkt fast lappig und läßt sich fast bis auf den Inhalt Null zusammendrücken, ohne daß hierbei ins Gewicht fallende Kräfte auszuüben sind.

Bei dieser Ausbildung des Vergleichsgasbehälters ist jedoch die bei Wellrohrkörpern übliche Anordnung im Gasraum selbst, d.h.

Von dem Patentsttcher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Friedrich von Schütz in Berlin-Lichterfelde.

so, daß Druck und Temperatur des zu messenden Gases unmittelbar auf den Vergleichsgasbehälter einwirken, nicht möglich, da beieinetf' Membrantasche keine eindeutige Bezie zwischen ihrem jeweiligen Inhalt und .. Hub besteht; letzterer kann also nicht direkt zur Verstellung der veränderlichen Über" setzung im Zählwerksantriob des Gasmessers herangezogen werden. Diese erfolgt vielmehr ίο erfindungsgemäß mittels eines flüssigkeitsgeiiillten Systems, das aus einem die Membrantasche umhüllenden Gefäß und einem durch eine Leitung damit verbundenen Wellrohrkörper besteht, welch letzterer einen der Volumenänderung des Inhaltes der Taschen proportionalen Hub ausführt, der dann die Zählwerksübersetzung verstellt. Die Ummantelung der Tasche macht es aber unmöglich, auch den Druck des zu messenden Gases unmittelbar auf die Membrantasche einwirken zu lassen. Dieser muß vielmehr über die die Membrantasche umgebende Flüssigkeit auf die Tasche übertragen werden. Zu diesem Zweck wird in dem Flüssigkeitssystem eine bewegliche Wand angeordnet, auf deren Außenseite der Gasdruck wirkt. Erfindungsgemäß wird hierfür der für die hydraulische Übertragung dienende Wellrohrkörper benutzt, der zu diesem Zweck in ein Gefäß eingeschlossen und vom Druck des zu messenden Gases beaufschlagt wird.

Die Genauigkeit der Messung wird bei dieser Anordnung dadurch beeinträchtigt, daß die Flüssigkeit des hydraulischen Systems bei Temperaturänderung ihr Volumen ändert. Der dadurch hervorgerufene Meßfehler wird erfmdungsgemäß dadurch beseitigt, daß in die Übertragungsflüssigkeit oder in das Vergleichsgas an sich bekannte Einlegekörper mit niedrigen Ausdehnungskoeffizienten zur Ausgleichung der Volumenänderung der Übertragungsflüssigkeit eingebracht werden.

Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung dieses Fehlers besteht darin, daß an das Übertragungsflüssigkeitssystem eine Dehnungskammer angeschlossen wird, in der sich eine Kolbenmembran befindet, die unter dem Einfluß einer durch eine besondere der Temperatur des zu messenden Gases ausgesetzte Ausdehnungsflüssigkeit gesteuerten Gegenmembran für die sich ausdehnende Übertragungsflüssigkeit Raum freigibt.

Um auch die veränderliche Temperatur der Außenluft zu berücksichtigen, bei deren Änderung das Volumen der teilweise dieser Temperatur ausgesetzten Übertragungsflüssigkeit sich ebenfalls ändert, kann an die die Ausdehnungsflüssigkeit enthaltende Dehnungskammer eine zweite, ebenfalls mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Kammer angeordnet werden, die der Außentemperatur ausgesetzt ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar

Abb. ι eine Gebereinrichtung, bei welcher Temperaturkompensation durch Einlegebewirkt wird,

Abb. 2 eine Geber einrichtung, bei welcher die Temperaturkompensation mittels einer von einer Ausdehnungsflüssigkeit gesteuerten KoI- 7» benmembran erfolgt.

Im Gasraum 3 5 des Messers, dessen Anzeige umgewertet werden soll, ist ein geschlossener starrer, mit Flüssigkeit gefüllter Behälter 36 angeordnet. Im Innern desselben befindet sich die mit dem Vergleichs-' gasvolumen gefüllte geschlossene, balgenartige Tasche 30 aus sehr dünnem Blech. Diese Tasche ist z. B. nach Art von, Vielfachmembranen aus ringförmigen Blechen zusammengelötet und vermag infolge ihres großen Durchmessers, ohne daß ein wesentlicher Druck dazu notwendig ist, eine Gasmenge von der erforderlichen Größe der Vergleichsgasmenge aufzunehmen. Da es auf die jeweilige Hubgröße dieser Membrantasche in keiner Weise ankommt, kann sie so dünnwandig' gewählt werden, daß sie fast lappig wirkt. Sie dient lediglich zur Trennung des Vergleichsgases von der Füllflüssigkeit. Anstatt die Flüssigkeit außerhalb der Tasche anzuordnen, kann dieselbe auch das Innere der Tasche ausfüllen und das Vergleichsgas sich außerhalb derselben im Behälter 36 befinden. Durch die Leitung 37 steht der Behälter 36 in Verbindung mit dem geschlossenen Wellrohrkörper 38, der in der Nähe des zu steuernden Übersetzungsgetriebes angeordnet ist. Die Leitung 37 und der Wellrohrkörper 38 sind ebenfalls mit Flüssigkeit gefüllt. Im Gefäß 36 ist der Ausgleichskörper 32 und im Wellrohrkörper 38 der Ausgleichskörper 29 angeordnet. Die Ausgleichskörper 32 und 29 sind ganz oder zum Teil aus einem Werkstoff mit einem Ausdehnungskoeffizienten gefertigt, der geringer ist als der deis Gefäßes 36 bzw. des Wellrohrkörpers 38. Insbesondere eignet sich hierfür Invarstahl. Durch entsprechende Bemessung der Ausdehnungskörper läßt sich leicht erreichen, ito daß das Volumen dieser Ausgleichskörper zusammen mit dem Volumen der Füllflüssigkeit dem Inhalt des in Normalstellung befindlichen Systems 36, 37, 38 in weiten Temperaturgrenzen stets genau gleichbleibt. M5

Der Wellrohrkörper 38, dessen Hublage mittels der Welle 33 auf die Zählwerks übersetzung übertragen wird, ist in einem Behälter eingeschlossen, der durch die Leitung 34 mit dem Gasraum des Messers in Verbindung iao steht, so daß der Wellrohrkörper 38 außen ' vom Druck des zu messenden Gases beauf-

schlagt wird. Dieser wird durch, die Füllflüssigbeit des Systems 36, 37, 38 auch auf die Membrantasche 30 übertragen, so daß dessen Inhalt den Druck des zu messenden Gases annimmt. Um die statische Höhendifferenz zwischen den Behältern 36 und 31 unwirksam zu machen, ist der den WeIlrohrkörper 38 umgebende Raum der Kammer 31 sowie die Leitung 34 !ebenfalls mit Flüssigkeit gefüllt und diese Leitung zur Höhe des Behälters 36 zurückgeführt. Dort mündet sie in ein Gefäß 48, in dem der Gasdruck auf den Flüssigkeitsspiegel durch eine Leitung· 39 zur Einwirkung gebracht wird.

Die Wirkungsweise besteht darin, daß der Gasdruck durch den Wellrohrkörper 38 und die Füllflüssigkeiten hindurch die Vergleichsgasmenge stets bis auf den Gasdruck verdichtet, während letztere zugleich die Temperatur des zu messenden Gases annimmt. Als Federkraft fällt lediglich die des Körpers 38 in die Waagschale. Nachteilig ist allerdings die Reibung der Stopfbuchse, die zur Durchführung der Welle 33 durch die Wandung des Behälters 31 dient, doch gibt es hierfür bereits Ersatzlösungen, die fast reibungsfrei und federungsfrei arbeiten und dabei gänzlich abdichten.

Ein besonderer Vorteil der Anordnung besteht darin, daß sie auch für Hochdruck verwendbar ist, ohne daß zur Verringerung des Kompressionsraumes im Wellrohrkörper, ζ. Β. durch Einlagen in die Wellräume, besondere Maßnahmen ergriffen zu werden brauchen. Die Membrantasche 30 läßt sich nämlich fast bis auf den Inhalt Null zusammenlegen, während, wenn die Vergleichsgasmenge sich im Wellrohrkörper selbst befindet und dieser dem Gase ausgesetzt wird, sein Rauminhalt nur bis zu einem gewissen Grade durch feste Einlagen ausgefüllt werden kann, der für Hochdruck mitunter nicht ausreicht.

Ferner ermöglicht die Unterteilung des Gebers in der beschriebenen Weise eine Verbilligung der Apparatur, da diese eine räumliche Trennung des Zustandsgebers vom vorhandenen Zählwerk des Gasmessers meistens erfordert. Denn nunmehr kann das Umsteuerwerk unmittelbar am vorhandenen Zählwerk des Gasmessers angebracht werden, und zwischen ihm und dem Zustandsfühler verlaufen lediglich die beiden Rohrleitungen 37 und 34, während man sonst die gesamte Apparatur am Fühler anordnen und den Antrieb des Laufwerks vom Zählwerk oder einer Achse des Meßwerks in mehr oder weniger umständlicher Weise herleiten mußte.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 wird das die mit dem Vergleichsgas gefüllte Membrantasche42 enthaltende Gefäß 41 ebenfalls im Gasraum des Messers angeordnet und mittels des Flansches 40 befestigt. Unterhalb des Gefäßes 41 befindet sich die Kammer 43 und unter dieser der mit dem Gefäß 41 verbundene Membranraum 44 für den Ausgleichskolben 45, der die verschieden großen Wellrohrkörper 46 und 47' gemeinsam begrenzt. Im übrigen ist die Gebereinrichtung ebenso ausgebildet wie die in Abb. 1 dargestellte. Die Kammer 43 ist mit einer Ausdehnungsflüssigkeit, beispielsweise Öl, Alkohol, Tetra-Hydronaphthalin o. dgl., gefüllt, deren Ausdehnungskoeffizient höher ist als der der in den Gefäßen 44 und 41, der Leitung 37 und dem Wellrohrkörper 38 befindlichen Übertragungsflüssigkeit. Bei Anstieg der Temperatur dehnt sich die Ausdehnungsflüssigkeit aus, streckt den Wellrohrkörper 47' und drückt den Wellrohrkörper 46 zusammen;auf diese Weise wird der im Gefäß 44 für die Übertragungsflüssigkeit zur Verfügung stehende Raum in dem gleichen Maße vergrößert, in dem das Volumen der Übertragungsflüssigkeit unter der Wirkung der Temperaturerhöhung zunimmt, so daß. die Volumenänderungen der Übertragungsflüssigkeit keinen Einfluß auf die Hublage des Wellrohrkörpers 38 haben. Um auch die Volumenänderungen des der Außentemperatur ausgesetzten Teiles der Übertragungsflüssigkeit unwirksam zu machen, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an die Kammer 43 mittels der Leitung 47 die der Außentemperatur ausgesetzte Kammer 49 angeschlossen, die ebenfalls mit der Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Mengenumwerter für Gasmengenmesser, bei dem eine in ein Gefäß mit nachgiebiger Wandung eingeschlossene Vergleichsgasmenge den Druck und die Temperatur des zu messenden Gases annimmt und hierdurch die Hublage eines auf die veränderliche Zählwerks über-Setzung des Gasmengenmessers einwirkenden Wellrohrkörpers bedingt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß als geschlossene, balgenartige, beispielsweise nach Art von Vielfachmembranen aus ringförmigen dünnen Blechen von großem Durchmesser zusammengelötete Tasche (30) ausgebildet und in einem flüssigkeitsgefüllten Behälter (36) gebettet ist, der der Gastemperatur ausgesetzt und durch eine Leitung (27) hydraulisch mit einem dem Gasdruck ausgesetzten, das Übersetzungsgetriebe steuernden Wellrohrkörper (38) verbunden ist.
2. 2. Mengenumwerter für Gasmengenmesser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in die Übertragungsflüssigkeit oder

   in das Vergleichsgas eingebrachte, an sich bekannte Einlegekörper (29, 32) von niedrigen Ausdehnungskoeffizienten zur Ausgleichung der Volumenänderung der Übertragungsflüssigkeit.
3. 3. Mengenumwerter als Gasmengenmesser nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine an das Übertragungsflüssigkeitssystem angeschlossene Dehnungskammer (44), in der sich eine Kolbenmembran (46) befindet, die unter dem Einfluß einer durch eine besondere, der Temperatur des zu messenden Gases ausgesetzte Ausdeh,- * nungsflüssigkeit (49) gesteuerten Gegerimembran (47') für die sich ausdehnende Übertragungsflüssigkeit Raum freigibt.
4. 4. Mengenumwerter nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine an die der Gastemperatur ausgesetzte Kammer (43) der· Ausdehnungsflüssigkeit angeschaltete zweite »o Kammer (46), die der Außentemperatur ausgesetzt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen