DE926693C - Gaszaehler mit ploetzlicher Umsteuerung - Google Patents

Description

• Gaszähler mit plötzllicher Umsteuerung Die Erfindung bezieht sich auf Gaszähler mit plötzlicher Umsteuerung, deren Vorteil gegenüber den Gaszählern mit schleichender Umsteuerung bei Außerachtlassung wirtschaftlicher Gesichtspunkte in der größeren lilefermenge je Membran und Hub liegt. Diese größere Liefermenge wird erreicht infolge des ungehinderten Gasdurchtritts zu bzw. aus den Meßräumen durch die nicht wie bei ILurbeAvellenantrieb während der Umströmperiode gedrosselten Schieberquerschnitte. Diesem Vorteil steht jedoch der ausnahmslos allen Gaszählern mit plötzlicher Umsteuerung anhaftende Nachteil gegenüber, daß Gas ungemessen während der noch so kurzen Umsteuerungsperiode in den Auslaß entweicht. Dieser Nachteil tritt gleicherweise beim Ventil- wie beim Schiebergaszähler mit plötzlicher Umsteuerung auf und wird bei dem letzteren dann um so größer, wenn die Absperrorgane beispielsweise infolge Verschmutzung durch Ablagerungen aus dem zu messenden Gas und bei unzureichender Schmierung auf ihren Gleitflächen schwergängig werden, die Umsteuerung also nur schleppend vor sich geht, wodurch die ungemessen abfließende Gasmenge erheblich zunimmt. Ist aber die aufgespeicherte Energie im Kippspannwerk, das allen Gaszählern mit plötzlicher Umsteuerung gemeinsam ist, dann nicht ausreichend, um den Bremswiderstand zu überwinden, so kommt der Schieber zum Stehen. Das Gas strömt somit fortlaufend ungemessen durch den Gaszähler. Bei Ventilgaszählern mit Kippspannwerk besteht die Gefahr des Haftenbleibens infolge Verschmutzung durch Ausscheidungen aus dem zu messenden Gas zwischen Ventilteller und Ventilsitz, wodurch hier die Gaslieferung unterbrochen wird; das gleiche gilt auch für Gaszähler mit schwingendem Ventilrohr und plötzlicher Umsteuerung, wobei noch nachteilig bei diesem hinzukommt, daß der die springende Röhre umfassende Balg unnachgiebig wird und sich damit eine neue Störquelle auftut. Die Behebung dieser Mißstände durch Vergrößerung der Rückstellkräfte, wie z. B. des Gewichtes oder der Federkraft im Kippspannwerk, ist aber an gewisse Grenzen gebunden, die aus baulichen, vor allem aber aus betrieblichen Gründen nicht überschritten werden dürfen. In diesem Zusammenhang sei unter anderem auf die mit der Erhöhung der Rückstellkraft zwangsweise unzulässig hoch anwachsenden Betriebsilruckschwankungen, die damit Druck-und Leistungsabfall zur Folge haben, sowie auf die sattsam bekannten Schaltgeräusche hingewiesen.
• Die Erfindung soll diese Mängel beseitigen. Sie besteht darin, daß ein membranseitig angetriebenes, unter einem Flüssiigkeits-, vorzugsweise gleichmäßig hohen Oldruck stehendes Schaltwerk über ein Arbeitskolbenaggregat die plötzliche Umsteuerung auslöst. Die Schaltgeräusche im Schaltwerk werden, weil dieses selbst ganz in Öl eingebettet ist, auf ein Geringstmaß herabgedrückt; darüber hinaus wird die Gefahr des Hängenbleibens des Schiebers auf der Gleitfläche dadurch größtmöglich ausgeschaltet, daß das an den Arbeitskolben austretende Lecköl zur Schmierung dieser Flächen herangezogen wird. Dieses Lecköl in dosierter Form ist geradezu erwünscht; es dient jedoch nicht allein zur Schmierung der Schiebergleitfiächen, sondern auch zur Erhaltung der Nachgiebigkeit der Ledermembran. Eine Gewähr für eine für mehrere Jahre ausreichende Leckölmenge ist durch den verhältnismäßig großen Ölvorrat im Schaltwerksgehäuse gegeben; in diesem Ölvorrat liegen eingebettet die einzelnen Bauelementle des Schaltwerkes und sind damit, weil sie nicht dem Gas strom ausgesetzt sind, gegen Verschmutzung geschützt. Bezüglich des hohen Grades der Zuverlässigkeit und Genauigkeit des unter Flüssigkeitsdruck stehenden Schaltwerkes sei in diesem Zusammenhang nur auf die hydraulische Fühlersteuerung von Präzisionswerkzeugmaschinen verwiesen. Ein weiterer wesentlicher Teil der Erfindung liegt darin, daß ein Übertritt von ungemessenem Gas in den Auslaßkanal in jeder Schieberstellung unmöglich ist durch die Anordnung von Schiebern, wie sie bei den mit Kurbelwellenantrieb ausgestatteten Gaszählern verwendet werden. Durch die Anordnung des mit dem Schalt werk über das Steuerdrucköl in Verbindung stehenden Arbeitskolbenaggregats in beliebiger Richtung zu der der schwingenden Membran hat man es in der Hand, die Gasein- und Austrittsquerschnitte im Steuerboden in eine dieser Richtungen zu legen und damit bei Anordnung des Arbeitskolbenaggregats senkrecht zur Schwingrichtung der Membran ,den Gas ein bzw. -austritt ohne Umlenkung in gerader Richtung durch großgehaltene Gals,durchtrittsquerschnitte ungehindert erfolgen zu lassen. Geringer Druckverlust und damit hbhe Durchgangsleistung sind durch diese Anordnung erklärbar; Das gleiche unter Flüssigkeitsdruck stehende Schaltwerk kann erfindunglslgemäß bei Anordnung von zwei oder mehr Arbeitskolbenaggregaten auch bei zwei und mehr parallel geschalteten Gaszählern, ferner bei einem auf dem Verbundprinzip aufgebauten Gaszähler und schließlich für Gaszähler zur integrierenden Bestimmung des gewichtsmäßigen Gasdurchflusses herangezogen werden.
• Die Zeichnungen Igeben zwei Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung wieder. Es zeigt.
• Fig. I eine Vorderansicht auf die Gaszählerbauelemente bei abgenommener Gehäusevorderwand, Fig. 2 einen-Quer.schnitt längs A-B in Fig. I, Fig. 3 einen Schnitt durch zwei miteinander gekuppelte Einbalggaszähler mit gemeinsamem Schaltwerk, Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung der im Schaltwerksgehäuse angeordneten Aggregate.
• Das Gaszählergehäuse besteht aus einem Gehäuseunterteil I und einem Gehäuseoberteil 2, indem ein unter Flüssigkeitsdruck stehendes, allseitig in einem Flüssigkeitsbad eingebettetes Schaltwerk in einem als Ölsammelraum ausgebildeten 5 chaltwerksgehäuse 3 untergebracht ist.
• Der Antrieb des Schaltwerkes und damit die Umsteuerung der mit ihm über die zweckmäßigerweise aus Ö1 bestehende Flüssigkeit verbundenen Arbeitskolben des Arbeitskolbenaggregats 4 sowie des Schiebers 5 zum Steuerboden 6 mit Auslaufkanal 7 erfolgt von einer im Gehäuseunterteil 1 angeordneten Balgenmembran S über eine oszillierende Membranstange g und über eine Kupplung ii.
• Eine Dichtungsführung I0 führt die Membranstange g dichtend beim übertritt aus dem Gehäulseunterteil I in das Gehäuseoberteil 2. Der Gaseintritt in das Gaszählergehäuse erfolgt über einen hier waagerecht liegenden Gaseintrittsstutzen I2, der Gasaustritt aus dem Gas auslaß kanal 7 in einen hier starr mit diesem verbundenen Gasauslaßstutzen I3.
• Ein Zählwerk 14 wird in bekannter Weise von der Balgenmembran 8 angetrieben. 15 stellen Rohrleitungen dar, die das vorteilhafterweise unter gleichmäßig hohem Druck stehende Steuerdrucköl zum Arbeitskolbenaggregat 4 führen.
• Die Wirkungsweise des Gaszählers ist wie folgt: Bei geschlossenen Gasentnahmestellen füllt das ungemessene Gas den über dem Steuerboden 6 liegenden Raum und, da der Schieber 5 in einer seiner beiden Endstellungen steht, auch den dieser Stellung entsprechenden für den Gaseintritt jeweilig freigegebenen Meßraum I oder II so weit aus, bis der Gasdruck in den beiden Meßräumen einander gleich ist. In welcher der beiden Endstellungen bzw. in welcher zwischen diesen liegenden Stellung der Schieber 5 auch immer sein mag, ein Überströmen von ungemessenem Gas in den Gasauslaßkanat kann nicht erfolgen, da der Schieber 5 eine der beiden Gaseintritts- und den Gasaustrittsquerschnitt des Steuerbodens 6 oder beide Einlaßquerschnitte und den zwischen diesen liegenden Austrittsquerschnitt (bei Schieberdurchgang durch Mittelstellung) überdeckt. Blei Gasentnahme strömt das ungemessene Gas über den Gas zählereintrittsstutzen I2 und den über dem Steuerboden 6 liegenden Raum in den Meßraum I oder II nach, und zwar infolge des geringeren Gas druckes in dem mit dem Ausgang in Verbin- dung stehenden Meßraum gegenüber dem höheren Gasdruck in der Gassteigeleitung in dem anderen Meßraum. Dadurch wird bei geringstem Impuls die Membran 8 bewegt, wobei die oszillierende Be wegung über die Membranstange g und Kupplung 11 zu den einzelnen in der Zeichnung nicht dargestellten Bauelementen und zu dem zwischen diesen die Verbindung herstellenden, vorteilhafterweise stets unter gleichmäßig hohem Druck stehenden Steueröl im Schaltwerk weitergeleitet wird. Dieses Steuerdrucköl gibt seine ihm mitgeteilte Bewegungsenergie dem Arbeitskolbenaggregat 4 weiter und steuert damit über die Arbeitskolben den Schieber 5. Die Umsteuerung geht plötzlich vor sich, und zwar kraft des gleichmäßig hohen Öldruckes, der im Wechsel auf eine der beiden Arbeitskolben bei gleichzeitiger Druckentlastung des anderen einwirkt. Für den gleichmäßig hohen Steueröidruck sorgt ein im Olsammelraum des Schaltwerkgehäuses ebenfalls angeordneter Öldruckspeicher.
• In Fig. 2 ist der Fall dargestellt, in dem die Umschaltung in die linke Schieberendstellung gerade erfolgt ist. Bis zur Wiederumsteuerung strömt nun durch den vollen Gasdurchgangsquerschnitt das ungemessene Gas in den Meßraum I in geradem Durchgang durch den Steuerboden 6 ein, während gleichzeitig durch keine Schiebersteuerung gedrosselt das gemessene Gas aus dem anderen Meßraum hier über einen Muschelschieber in den Auslaßkanal entweicht. Mit der erreichten Endlage der Membran 8 schaltet das Schaltwerk plötzlich den Schieber 5 aus seiner linken in seine rechte Endstellung um. Bei gleichzeitiger Füllung des Meßraumes II wird der Meßraum I entleert, bis die in Fig. 2 dargestellte Stellung wieder erreicht ist und der Vorgang sich in der geschilderten Weise fortlaufend bis zur Schließung der Gasentuahmestellen wiederholt.
• Das am .Arbeitskolbenaggregat 4 und an der Durchtrittsstelle der Membranstangeg durch das Schaltwerksgehäuse 3 austretende Lecköl dient zur Schmierung der Schiebergleitflächen und zur Erhaltung der Nachgiebigkeit der Membran 8 bzw. zur Schmierung der Dichtungsführung Io. Das Lecköl wird ersetzt aus dem Ölvorrat im entsprechend groß gehaltenen SchaltwrkSgehäuse 3.
• Die Einregulierung des Schaltwerlçes mit Arbeitskolbenaggregat 4 erfolgt getrennt für sich vor dessen Anbau an das Gehäuseoberteil 2; der Anbau des Schaltwerksgehäuses an das Gehäuseoberteil 2 solwie dessen Anbau an das Gehäuseunterteil 1 bietet keine Schwierigkeit.
• Einzelheiten der Erfindung, soweit sie die im Schaltwerksgehäuse 3 liegenden Steuerungsorgane betreffen, werden unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wie folgt: Der Antrieb der Membranstangeg erfolgt von der frei ausschwingenden Membran 8 in bekannter Weise durch einen Scharnierhebel. Die Membranstangen treibt ihrerseits Pumpenkolben i6 bzw.
• I6' über einen Pumpenkolbenhebel 17 an. Diese Pumpenkolben I6 bzw. I6' stehen über das in Druckleitungen 26 bzw. 26' geführte Drucköl mit einem Öldruckspeicher 21 in Verbindung. Für die Zu- und Abführung des Drucköls in bzw. aus diesen Druckölleitungen 26 bzw. 26' sorgen Rückschlagventile 27, 27', 27" und 27"'. Über die Rückschlagventile 27 bzw. 27' wird die Verbindung mit einem durch das Schaltwerksgehäuse 3 umrahmten Ölsammelraum 28 hergestellt. Die Rückschlagventile 27" und 27"' sitzen an der Einmündung der Druckleitungen 26 bzw. 26' in dem Öldruckspeicher 21. Am Pumpenkolbenhrebel I7 ist ein Steuerkolbenhebel 19 angelenkt. Dieser Steuerkolbenhebel 19 steuert Steuerkolben i8 bzw. I8' derart, daß die Bewegungsrichtung der Steuerkolben I8 derjenigen der Pumpenkolben I6 entgegengesetzt gerichtet ist.
• Diese Steuerkolben I8 bzw. r8' sind in einem Steuerkolbenkanal 30 angeordnet. Dieser Steuerkolbenkanal 30 steht in der Endstellung des Steuerkolbens 18 bzw. I8' mit dem Öldruckspeicher 21 über eine Verbindungsleitung 29 und dem Arbeitskolbenaggregat 4 über Rohrleitungen 15 bzw. I5' in Verbindung. Die aus demArbeitskolbenaggregat über die Rohrleitungen 15 bzw. I5' 2urückfließende Ölmenge entweicht über den Steuerkolbenkanal 30 frei nach dem Ölsammelraum 2'8. Kurz vor Erreichen einer der beiden Endstelluugen des Steuerkolbens 18 bzw. I8' wird das ausströmende Öl durch an den Ausfluß querschnitten angeordnete, vorzugsweise nachgiebige Bremsvorrichtungen 20 bzw. 20' gebremst. Dadurch wird eine Dämpfwirkung erreicht, die das harte Anschlagen des Arbeitskolbenaggregats 4 im zugehörigen Gehäuse unterbindet. Wie bereits erwähnt, steht der Öldruckspeicher erfindungsgemäß unter gleichmäßig hohem Öl'druck. Dies wird erreicht durch die Anordnung eines Druckausgleichskolhens 22, der unter ständiger Belastung von Ausgleichsgewichten 23 od. dgl. über ein Druckausgleichskolbengestange 24 od. dgl. steht. Beim Überschreiten einer unter bestimmtem Druck stehenden Öl menge werden erfindungsigemäß vom Druckausgleichskolben 22 ein oder mehrere Sicherheitsöffnungen 25 freigelegt; diese Sicherheitsöffnungen 25 münden in den Ölsammelbehälter 28. Erfindungsgemäß stehen sämtliche von der SIembranstange abgeleiteten Steuerungsteile bis einschließlich der Anschlüsse zu den Rohrleitungen 15 in dem mit Öl angefüllten Ölsammelraum 28. Zusammen mit den Rohrleitungen 15 bzw. I5'- zum Arbeitskolbenaggregat4 4 ist dadurch ein Kreislauf des Drucköls auch außerhalb des Ölsammelraums 28 und damit der hohe Sicherheitsgrad der Ölsteuerung insgesamt gewährleistet.
• Weiterhin sind erfindungsgemäß die Pumpenkolben I6 bzw. I6' im Durchmesser oder in ihrem Hub oder in der Kombination von beiden größer als die des Arbeitskolbenaggregates 4. Dadurch wird im Betrieb ein Drudcölvorrat im Öldruckspeicher 21 erreicht. Überschreitet der Druckölvorrat im Öldruckspeicher 21 ein gewisses Maß, so wird die überschüssige Druckölmenge durch die Sicherheitsöffnungen 25 in den Ölsammelraum 2-8 zurückgeführt. Pumpen-, Steuer- und Druckausgleichskolben (I6, r8 und 22) sind in einem im Ölbad des Ölsammelraumes 28 gebetteten, gemeinsamen Steuerblock 3I angeordnet.
• Bei kurzfristiger Stillsetzung des Gaszählers genügt das im Öldruckspeicher aufgespeicherte Drucköl, um den Gaszähler selbst bei ungünstiger Steuerkolbenstellung, das ist, wenn diese Steuerkolben I8, I8' beide Eintrittsöffnungen in die Rohrleitungen I5, I5' abschließen, wieder in Betrieb zu setzen.
• Steht bei längerer Stillsetzung des Gaszählers im Öldruckspeicher ein genügender Öldruckvorrat infolge eines etwa inzwischen eingetretenen Druckausgleichs zwischen Öldruckspeicher und Ölsammelraum nicht mehr zur Verfügung, so erfolgt die Umsteuerung des Arbeitskolbens durch den von der frei schwingenden Membran 8 ausgelösten Impuls; infolge der größeren Ölfördermenge des Pumpenkolbens I6 bzw. I6' gegenüber der zum Umsteuern des Arbeitskolbens benötigten Druckölmenge, ist eine sichere Ingangsetzung der gesamten Steuerungsanlage selbst bei ungünstigster Steuerkolbenstellung, das ist, wenn die Steuerkolben I8 und I8' die Eintrittsöffnungen sowohl der Rohrleitung 15 als auch der von I5' abschließen, auch hier gewährleistet. Durch die Anordnung des an der Membran 8 unmittelbar angelenkten Hubstreckenmeßwerkes 14 wird eine der jeweiligen Endlage der frei aus schwingenden Membran entsprechende Durchflußmenge im Zählwerk registriert.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Ventil- oder schiebergesteuerte Gaszähler mit plötzlicher Umsteuerung sowie parallel geschaltete Gaszähler oder auf dem Verbundprinzip aufgebaute Gaszähler mit wesentlich erweitertem Meßbereich zur integrierenden Bestimmung der gewichtsmäßigen Gasdurchflußmenge, gekennzeichnet durch die Anordnung eines die plötzliche Umsteuerung auslösenden, unter Flüssigkeitsdruck stehen'den Schaltwerks (3, 4, 3 I ) -2. Gaszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Meßkammern umsteuernde Schieber (5) von der Balgenmembran (8) über das Flüssigkeitsschaltwerk (3, 4) angetrieben wird.

   3. Gaszähler nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (5) von einem oszillierenden Arbeitskolben (4) angetrieben wird, der von einer über ein Hebelgestänge (9, I7) von der Balgenmembran (8) betätigten Kolbenpumpe (I6, 16') unter Zwischenschaltung eines Steuerkolbens (I8, I8') mit Drucköl gespeist wird.

   4. Gaszähler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolbenpumpe (I6, I6') und Steuerkolben (I8, I8') ein gewichts- oder federbelasteter Oldfuck6peicher (2I) angeordnet ist, derart, daß auch bei Stillstand der Kolbenpumpe Öldruck für die Betätigung des Arbeitskolbens zur Verfügung steht.

   5. Gaszähler nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Sicherheitsöffnungen (25) am Öldruckspeichergehäuse (2I) zur Begrenzung der gespeicherten Druckölmenge.

   6. Gaszähler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge der Kolbenpumpe (I6, I6') wesentlich größer ist als dieVerbrauchsmenge des Arbeitskolbens (4) 7. Gaszähler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (I8, I8t) über das Hebelgestänge (I7) der Kolbenpumpe (I6, I6') mit angetrieben wird, wobei die Übersetzung der mechanischen Anlenkung (I9) derart gewählt ist, daß die Umschaltung des Steuerkolbens annähernd schlagartig erfolgt 8. Gaszähler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsspiel der Kolbenpumpe (16, 16'), des Steuerkolbens' (18, I8') und des Arbeitskolbens (4) im Takte der Umschaltung der Balgenmembran (8) erfolgt.

   9. Gaszähler nach Anspruch I bis 7, gekennzeichnet durch an den Enden des Steuerkolbens (18, 18') angeordnete und in den Endstellungen des Kolbens wirksam werdende mechanische oder hydraulische Puffer (20, 20').

   IO. Gaszähler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder der größte Teil der hydraulischen Elemente des Schaltwerks (3, 4) in einem Ölsammeiraum (28) angeordnet sind.

   II. Gaszähler nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolbenräume des Arbeitskolbens (4) über je eine Leitung (15, I5') an den Steuerkolben (I8, I8') angeschlossen sind, wobei über jede Leitung der Ölzulauf und nach Umschaltung der Olrücklauf erfolgt.

   I2. Gaszähler nach Anspruch I bis 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Olrücklauf in den Olsammelraum (2S) über den Steuerkolben (I8, I8') erfolgt.

   13. Gaszähler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kolbenräume der Kolbenpumpe (I6, I6') über je eine ein Ansaugventil (27, 27') und ein Druckventil (27", 27"') enthaltende Leitung (26, 26') an den Öldruckspeicher (2I) angeschlossen sind.

   14. Gaszähler nach Anspruch I bis 7 und I3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugventile (27, 27') und die Sicherheitsöffnungen (25) des Oldruckspeichers in den Ölsammelraum (28) münden.

   15. Gaszähler nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine derartige räumliche Anordnung desArbeitskolbens (4) zumSchieber (5), daß aus dem Arbeitskolben austretendes Lecköl auf die Gleitfläche des Schiebers und von da auf die Balgenmembran (8) gelangt