NL8104251A - Werkwijze voor het omschakelen van gecombineerde tellers voor vloeibare of gasvormige media en een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze. - Google Patents

Description

« 1 *-> * Ν.0. 3Ο.429

Werkwijze voor het omschakelen van gecombineerde tellers voor vloeibare of gasvormige media en een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze._

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het omschakelen van gecombineerde tellers voor vloeibare of gasvormige media bij het bereiken van bepaalde grenzen 'van de doorstroomwaarde. Zulke gecombineerde tellers moeten een zeer groot meetbereik 5 hebben en bestaan daarom uit twee tezamen gebouwde afzonderlijke tellers, de hoofdteller en de neventeller. De hoofdteller spreekt slechts aan bij het bereiken van een bepaalde minimale doorstroom-waarde. De kleinere doorstroomwaarden moeten daarom door de neventeller worden vastgesteld. Wordt een bepaalde doorstroomgrens bij 10 stijgende doorstroming bereikt, dan kan met behulp van een omscha-kelinrichting hetzij van de neventeller op de hoofdteller worden omgeschakeld, of kan ook bij de neventeller de hoofdteller worden bijgeschakeld. De omschakelinrichting moet dus bij het bereiken van deze doorstroomgrenswaarde de doorgang van de hoofdteller ope-15 nen. Bij dalende doorstroming moet deze bij het bereiken van een andere bepaalde doorstroomgrenswaarde de doorgang van de hoofdteller sluiten.

Zowel het openen als het sluiten voor de doorgang van dé hoofdteller moet zeer snel (quasi slagvormig) plaats vinden. An-20 ders kan het gebeuren dat de hoofdteller bij de omschakelbewerking door· langzaam stijgende hoeveelheden wordt doorstroomd, die onder het aanspreekgebied van de hoofdteller liggen.

Bij bekende uitvoeringsvormen van zulke gecombineerde tellers wordt het sluitorgaan voor de doorgang van de hoofdteller door 25 zwaartekracht, veerkracht of ook magnetische kracht gesloten gehouden. De sluitkracht is tegengesteld aan een kracht die ontstaat als produkt uit de bij de doorstroming van de gecombineerde teller door het betreffende medium ontstaande drukverlies en het betreffende werkoppervlak van het sluitorgaan. Bij de vooraf bepaalde 30 doorstroomgrenzen, waarbij de omschakelbewerking moet plaats vin den, heerst evenwicht tussen de sluitkracht en de door het medium opgewekte tegengesteld kracht.

Bij de bekende uitvoeringsvormen worden verschillende middelen toegepast om zo snel mogelijk een zo groot mogelijke onbalans tus-35 sen de beide krachten tot stand te brengen, waarbij hetzij de sluitkracht of de kracht van het medium of beide worden veranderd.

8104251 * "Φ 2

Daardoor moet het genoemde zeer snel schakelen bij het bereiken van de bepaalde doorstroomgrenzen worden afgedwongen. Aldus bestuurt bijvoorbeeld bij de schakelinrichting volgens het Duitse octrooi-schrift 1.977·884 een enkele op zichzelf starre klapschotel bij het 5 openen respectievelijk sluiten van de doorgang van de hoofdteller een extra doorgang met een groter doorsnede-oppervlak, waardoorheen steeds.de gehele vloeistofhoeveelheid die door de gecombineer-' de teller stroomt, moet (het gaat aldaar om een gecombineerde teller voor vloeistoffen), dus door de hoofdteller en de neventeller. 10 Deze extra doorgang wordt bij de schakelhandeling door een vast met de klepschotel verbonden besturend deel, van een volledig geopende toestand tot een nauwe spleet en omgekeerd gewijzigd. Daardoor treedt op deze plaats een plotselinge extra smoorwerking met drukverlies, alsmede een verandering van het werkoppervlak van het 15 besturende deel op, of valt weg. Vanwege deze verandering Van dit drukverlies en van het werkoppervlak verandert de hydraulische openingskracht reeds bij het bègin van de schakelbewerking zeer snel. De sluitkracht verandert niet of slechts zeer weinig. Daardoor wordt zowel bij het openen als bij het sluiten van de door-20 gang voor de hoofdteller een plotseling zeer snel schakelen afgedwongen. De werking van deze bekende inrichting is buitengewoon bevredigend. De extra doorgang en het dit sturende deel van de klepschotel moeten échter in verhouding tot de doorsnede van de doorgang van de hoofdteller betrekkelijk groot worden gehouden. De 25 benodigde ruimte van zulk een schakelinrichting is daarom aanzienlijk.

Daarentegen worden bij een andere bekende uitvoeringsvorm een omschakelklep voor een gecombineerde teller volgens het Duitse oc-trooischrift 1.960.735 en het daarbij behorende aanvullingsoctrooi 30 2.157*326, uitsluitend wijzigingen van de sluitkrachten voor het veranderen van het evenwicht bij het bereiken van de vooraf bepaalde doorstroomgrenzen gebruikt. In openingsrichting werkt steeds het drukverlies op de klepschotel van de doorgang voor de hoofdteller en op het vlak van een verschuifbare zuiger voor deze klep-35 schotel. In de sluitrichting werken daarentegen twee veersystemen. Het eerste veersysteem is een houdsysteem voor de sluitstand, dat slechts actief wordt over een geheel kort eerste gedeelte van het openings- respectievelijk het allerlaatste deel van de sluitslag.

De bijschakeling respectievelijk afschakeling van dit houdsysteem ifO vindt plaats afhankelijk van de zwaai van een onder invloed van 8104251 ·* * 3 van een trekveer staande scharnierhefboom en een kegelvlak. Het tweede veersysteem bestaande uit een grote en verscheidene kleinere schroefveren werkt in de sluitrichting over de gehele klep-slag op de klepschotel, echter slechts bij de sluitslag met een 3 continue lineaire kracht-weg-karakteristiek. Bij de openingsslag ontstaat vanwege de eenzijdige krachtsluitende verbinding tussen klepschotel ei^ersCku*^zuigfer een niet-continue karakteristiek. De benodigde ruimte in radiale richting van deze inrichting is kleiner dan bij de eerst beschreven soort. De noodzakelijke axiale af-10 meting is echter ook groot en vooral heeft deze schakelinrichting zeer veel afzonderlijke onderdelen nodig, die op gecompliceerde wijze samenwerken en daarom nauwkeurig op elkaar moeten worden ingesteld.

Bij een andere uitvoeringsvorm van een omschakelklep voor ge-15 combineerde tellers volgens het Zwitserse octrooischrift 4^9*991 wordt een hoofdsluitorgaan en een hulpsluitorgaan toegepast. Het hulpsluitorgaan sluit als klep met dubbele zitting de met een dubbele zitting uitgevoerde doorgang voor de hoofdteller. Voor het inleiden van de schakelhandeling bij het openen en bij het opnieuw 20 sluiten van de doorgang voor de hoofdteller wordt het hulpsluitorgaan gebruikt, dat een doortocht in het hoofdsluitorgaan sluit respectievelijk vrijgeeft. Aangezien beide sluitorganen zonder fouten samen moeten werken moet rekening worden gehouden met een grote storingsgevoeligheid. Onder omstandigheden wordt bij een ge-25 ringe druk van de vloeistof in de leiding bij stijgende doorstroming er niet geopend, omdat het in de neventeller en de smoor-plaatsen in de leidingsdelen naar de neventeller veroorzaakte druk-verlies als drukverschil volledig op de door het sluitorgaan afgedekte doortocht met dubbele zitting van de hoofdteller drukt.

30 De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een werkwijze een voor de omschakeling van/gecombineerde teller , die enerzijds de bekende meettechnische voordelen heeft maar anderzijds qua uitwendige afmetingen, in het bijzonder qua bouwlengte, zo klein mogelijk en daardoor zo licht mogelijk kan worden gehouden. Daarbij 35 moeten voor het bereiken van een zo groot mogelijke bedrijfsbe- trouwbaarheid zo weinig mogelijk en eenvoudige onderdelen in de inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze nodig zijn. Tenslotte moet het, ten minste bij een verdere uitwerking van de uitvinding, mogelijk zijn om de inrichting onafhankelijk van de plaats in te 40 bouwen en moet er slechts nog een enkel bewegend deel aanwezig zijn.

8104251 * % ' 4 \ '

De uitvinding bereikt dit doel door een werkwijze voor het omschakelen van gecombineerde tellers voor vloeibare of gasvormige media bij het bereiken van bepaalde grenzen van de doorstroomwaar-den met behulp van een sluitorgaan voor de doorgang van de hoofd-5 teller, dat in sluitrichting door het gewicht of door een veer wordt voorgespannen en door hydraulische krachten wordt geopend, die bij de doorstroming van de gecombineerde teller door drukverschillen voor en achter de blokkerende vlakken van het sluitorgaan ontstaan, zodanig dat bij het bereiken van de doorstroomwaardegrens 10 waarbij de doorgang voor de hoofdteller moet worden geopend, een kleine omloop naar deze doorgang voor de hoofdteller wordt geopend en daardoor de hogere druk voor het de hoofddoorgang blokkerende ' vlak van het sluitorgaan plotseling op een extra werkvlak van het sluitorgaan in openingsrichting werkt, en daardoor de openende kracht 15 plotseling wordt vergroot en dat·bij het bereiken van de andere doorstroomwaardegrens waarbij het sluitorgaan de doorgang voor de hoofdteller sluit, deze omloop wordt gesloten en daardoor het extra vlak van druk wordt ontlast en aldus de in openingsrichting werkende hydraulische kracht plotseling sterk wordt verminderd* 20 Het gaat hier dus om een werkwijze die zuiver met het voorde lige gebruik van de stromingskracht van het medium werkt en de nagestreefde en noodzakelijke zeer snelle en plotselinge verandering van de openingskracht van het medium tot stand brengt.

' Bij de inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze is het 25 sluitorgaan als dubbele-zittingventiel met twee zittingen van verschillende diameter uitgevoerd, waarbij bij gesloten doorgang voor de hoofdteller slechts het oppervlak van de kleinere zitting of het verschiloppervlak van beide zittingen en bij geopende doorgang voor de hoofdteller, bovendien telkens het verschiloppervlak respectie-30 velijk het vlak van de kleinere zitting als werkoppervlak aan het drukverschil voor en achter het sluitlichaam is blootgesteld.

Zulk een klep onderscheidt zich behalve de hier bovengenoemde voordelen, doordat deze een zeer geringe bouwgrootte, zowel in radiale als in axiale richting, heeft ten opzichte van de bekende 35 inrichtingen. Gaat het om een inrichting met een door een veer voorgespannen sluitlichaam van de klep, dan is zijn functie onafhankelijk van de inbouwplaats.

De omloop naar de doorgang van de hoofdteller kan hetzij door het sluitlichaam van de dubbele-zittingventiel worden bestuurd, of 40 kan er een bijzondere klep voor het besturende van deze omloop aan- 8104251 4* 4 5 wezig zijn.

Bij een voordelige uitvoering van de dubbele-zittingklep kunnen ten minste een of ook beide zittingen als schuifzittingen zijn uitgevoerd.

5 De schakelklep is bij voorkeur uitgevoerd als een in het schakelklephuis inzetbare bouweenheid.

Voor de verdere verkleining van de bouwlengte kunnen delen van de schakelinrichting zich uitstrekken tot in de inwendige ruimte van de hoofdteller. Bij een verdere uitwerking kan de als bouween-10 heid uitgevoerde schakelinrichting in het huis van de hoofdteller zijn aangebracht.

De uitvinding zal hier nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen. In de tekeningen toont:

Fig. 1 een langsdoorsnede door een schakelinrichting met een 15 door zijn gewicht voorgespannen schakelklep in de gesloten stand, fig. 2 een langsdoorsnede door een schakelinrichting met schakelklep met een vereenvoudigde uitvoeringsvorm, fig. 3 een langsdoorsnede door een schakelinrichting met door een veer voorgespannen schakelklep in de gesloten stand, en 20 fig. b dezelfde inrichting in geopende stand.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 1 vloeit bij een geringe doorstroming door de gecombineerde teller, de gehele vloeistof (bij een combinatieteller voor vloeistoffen) door de neventeller en treedt door de doorgang 1 in de richting van de aldaar ingete-25 kende pijl 1' de schakelinrichting binnen en bij 3 in de richting van de aldaar aangegeven pijl 3* weer naar buiten. De doorgang 2 voor de hoofdteller is door het als klepschotel uitgevoerde sluit-lichaam if afgesloten. Dit sluitlichaam if heeft een zodanig gewicht, dat dit bij een stijgende doorstroomhoeveelheid tot aan het berei-30 ken van de vooraf bepaalde doorstroomgrens waarbij de hoofdteller moet worden bijgeschakeld, gesloten houdt. Daarbij staat de sluit-kracht die door het gewicht van het sluitlichaam b wordt bepaald, tegengesteld aan het produkt uit het drukver-lies dat bij het doorstromen van de neventeller en van de doorgang 35 1 ontstaat,en het ringoppervlak als werkvlak, dat als verschil uit het doorsnedevlak van de grote zitting 6 en van het doorsnedevlak van de kleine zitting 7 ontstaat. Er heerst namelijk in de doorgang 2 dezelfde druk als bij het instromen van het medium in de gecombineerde teller, in de binnenruimte 9 van de schakelinrich-bO ting echter de met het genoemde drukverlies verminderde druk, even- 8104251

* V

* 6 als in de door het naaflichaam 5 gevormde naafruimte 8 onder het vlak van de kleine zitting 7· De ruimten 8 en 9 ondergaan via een nauwe boring 10 in het sluitlichaam 4 een drukvereffening.

Het naaflichaam 5 is met een opening 11 uitgerust, die de 5 naafruimte 8 met de doorgang 2 verhindt, die door een door zijn gewicht voorgespannen kleplichaam 12 afgesloten wordt gehouden. De gewichtsvoorspanning van het kleplichaam 12 is zodanig gedimensioneerd, dat bij het bereiken van de vooraf bepaalde doorstroomgrens, door het drukverschil tussen de ruimte van de doorgang 2 en de i 10 naafruimte 8 de klep 11, 12 wordt geopend. Aldus ontstaat een omloop naar de doorgang 2 van de hoofdteller via de openingen 10 en 11.

In de nauwe boring 10 ontstaat direkt een drukval die bijna gelijk is aan het drukverschil tussen de ruimte van de doorgang 2 15 en de binnenruimte 9, aangezien de klep 11, 12 voor het handhaven van zijn open stand slechts een zeer geringe drukval nodig heeft.

Het drukverlies van de neventeller met zijn doorgang 1 werkt daarom zeer plotseling als drukverschil op het vlak van de grote zitting 6 van het sluitlichaam 4· Het sluitlichaam 4 wordt eveneens 20 plotseling gelicht en opent de doorgang 2 voor de hoofdteller.

Bij het lichten van het sluitlichaam 4 komt bovendien op op zichzelf bekende wijze een nauwe plaats in een doorgang 13 in werking en er treedt een extra smoorwerking met drukverlies op, evenals een extra verhoging van de openingskracht, totdat de rand 14 25 van het sluitlichaam 4 de doorgang 13 heeft gepasseerd. Bij eventueel verder stijgen van de doorstroomhoeveelheid wordt door de gecombineerde teller de klep op bekende wijze verder geopend.

Bij een afnemende doorstroomhoeveelheid wordt het sluitlichaam 4 met zijn rand.14 zolang in de doorgang 13 gehouden, totdat de in 30 de aldaar gevormde nauwe plaats 13, 14 ontstaande drukval qua invloed op het gehele oppervlak van het sluitlichaam 4 als openingskracht kleiner wordt dan de steeds gelijkblijvende door het gewicht van het sluitlichaam 4 bepaalde sluitkracht. Dan daalt het sluitlichaam 4 door de doorgang naar beneden, neemt de smoorwerking in 35 de nauwe plaats 13, 14 kort voor het aanliggen van het sluitlichaam 4 op de dubbele zitting daarvan sterk af en bij het aanliggen zelf treedt direkt weer een drukvereffening tussen de naafruimte 8 en de binnenruimte 9 op door de nauwe boring 10. Als werkvlak blijft dus weer slechts het ringvormige vlak van het sluitlichaam 4 bij 40 de doorgang werkzaam en de sluitkracht overheerst sterk ten opzichte 8104251 7 van de openingskracht* Daardoor wordt ook bij het bereiken van de voorafbepaalde doorstroomgrens bij afnemende doorstroomhoe-veelheid een zeer snel plotseling schakelen tot stand gebracht· Bij de in fig. 2 getoonde uitvoeringsvorm van de schakel-5 inrichting is het verloop van het schakelproces analoog aan dat van de schakelinrichting volgens fig· 1. De omloop naar de doorgang 2 van de hoofdteller ontstaat hier echter bij het lichten van het sluitlichaam lf en daardoor wordt een opening gevormd over •de kleine zitting 7 en over de nauwe boring 10· De extra klep 10 11* 12 vervalt·

Het vaststaande naaflichaam 5 met de kleine zitting 7 kan zoals in fig· 3 is getoond» ook naar de afsluitzijde toe zijn aangebracht· De naafruimte 8 is hier via de nauwe boring 10 in het sluitlichaam i*. verbonden met de ruimte van de doorgang 2 voor de 15 hoofdteller» zodat hier een drukvereffening heerst zolang de opening van de kleine zitting 7 gesloten is· Het drukverschil dat als drukverlies in de neventeller en in de doorgang 1 ontstaat, werkt bij gesloten doorgang 2 voor de hoofdteller» dus bij kleine doorstromingen door de gecombineerde teller onder de voorafbepaal-20 de schakelgrens van de doorstroomhoeveelheid,ook hier op het ver-schiloppervlak tussen de doorsnede-oppervlakken van de grote zitting 6 en van de kleine zitting 7·

De getoonde uitvoeringsvorm is uitgevoerd met een door een veer voorgespannen klep, zodat de openingskracht van het medium 25 tegengesteld is aan de sluitkracht van de in de naafruimte 8 ondergebrachte schroefveer 15· Overschrijdt de openingskracht bij stijgende doorstroomhoeveelheid de sluitkracht, dan begint het sluitlichaam k omhoog te gaan, de kleine zitting 7 wordt geopend en de omloop 7* 10 treedt in functie· Aangezien de kleine zitting 30 7 vanwege zijn ten opzichte van de nauwe boring 10 zeer grote om vang reeds bij een kleinste openingsslag een met betrekking tot de doorstroomdoorsnede van de nauwe boring 10 zeer groot door-stroomoppervlak vrijgeeft, treedt in de boring 10 direkt een drukverlies door de slechts aldaar gesmoorde omloopdoorstroming op 35 ter hoogte van het reeds aanwezige drukverlies uit de doorstroming 8 van de neventeller met de doorgang 1 daarvan· De naafruimte is vxa de geopende zitting 7 aangesloten op de druk van de binnenruimte 9 en het volledige drukverlies dat voldoende was om het sluitlichaam k tegen de sluitkracht van de veer 15 in te lichten, werkt kO plotseling als drukverschil op het wezenlijk grotere doorsnede- 8104251 δ oppervlak van de grote zitting β· De openingskracht groeit door het plotseling bijkomende werkvlak zeer sterk en groeit bij het daaruit volgende verdere lichten van het sluitlichaam 4 bij het binnentreden van de rand 14 in de doorgang 13 nog meer. Eerst na 5 het passeren van de rand 14 door de doorgang 13 ontstaat bij het verder lichten van het sluitlichaam 4 weer een groter vrij door-snede-oppervlak voor de doorstroming en het drukverlies neemt weer af. Daardoor stelt zich weer een evenwicht tussen openingskracht en sluitkracht in en de openingsschakelbewerking is beein-10 digd. Bij een afnemende doorstroomhoeveelheid vindt de schakeling op dezelfde wijze plaats» zoals deze reeds aan de hand van de uitvoeringsvorm van fig. 1 beschreven is.

De uitvieringsvorm volgens fig. 3 vertoont voorts een samenvoeging van de schakelklep als bouweenheid, die als geheel in het 15 huis 16 van de schakelinrichting is ingezet* Deze strekt zich uit tot in de binnenruimte 17 van het huis 18 van de hoofdteller» zodat nogmaals extra ruimte wordt uitgespaard.

De beide zittingen 6 en 7 zijn afgedicht met O-ringen. De grote zitting 6 is als schuifzitting uitgevoerd, terwijl ook 20 slechts de kleine zitting 7 als schuifzitting, of beide zittingen als schuifzittingen kunnen zijn uitgevoerd. Dat hangt in elk geval af van de gegeven bedrijfsomstandigheden of een openen van de zitting 6 voor of na het openen van de zitting 7 gewenst wordt en hoe groot het verschil moet zijn.

8104251

Claims (6)

1, Werkwijze voor het omschakelen van gecombineerde tellers voor vloeibare of gasvormige media bij het bereiken van bepaalde grenzen van de doorstrooowaarde met behulp van een sluitorgaan 5 voor de doorgang van de hoofdteller, dat in de sluitrichting door zijn gewicht of door een veer wordt voorgespannen en door hydraulische krachten wordt geopend» die bij de doorstroming van de gecombineerde teller door drukverschillen voor en achter de blokkerende vlakken van het sluitorgaan ontstaan, met het 10 kenmerk, dat bij het bereiken van de doorstroomwaardegrans waarbij de doorgang voor de hoofdteller moet worden geopend, een kleine omloop naar deze doorgang wordt geopend en daardoor de hogere druk voor het de hoofddoorgang blokkerende vlak van het sluitorgaan in openingsrichting plotseling werkt op een extra 15 werkvlak van het sluitorgaan en daardoor de openende kracht plotseling wordt vergroot, terwijl bij het bereiken van de andere doorstroomwaardegrens waarbij het sluitorgaan de doorgang voor de hoofdteller sluit, deze omloop wordt gesloten en daardoor het extra vlak van de druk wordt ontlast en aldus de in openingsrich-20 ting werkende hydraulische kracht plotseling sterk wordt verminderd.

2· Inrichting voor het uit voeren van de werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het sluitorgaan als dubbele-zittingklep met zittingen (6 en 7) is uitgevoerd en 25 dat bij gesloten doorgang voor de hoofdteller slechts het oppervlak van de kleinere zitting (7) of het verschiloppervlak van de beide zittingen (6 en 7) en bij geopende doorgang voor de hoofdteller bovendien telkens het verschiloppervlak (6-7) respectievelijk het oppervlak van de kleinere zitting (7) als werkoppervlak 50 bloot ptaat aan het drukverschil voor en achter het sluitlichaam U). if. Inrichting volgens conclusies 1en2, met het ke nm e rk, dat de omloop (10) naar de doorgang van de hoofdteller door het sluitlichaam (if) van de dubbele-zittingklep wordt 35 bestuurd· if. Inrichting volgens conclusies 1en2, met het kenmerk, dat voor de besturing van de omloop (10) naar de doorgang van de hoofdteller een bijzondere klep (12) aanwezig is.

5. Inrichting volgens conclusies 2 tot if, met het ifO kenmerk, dat ten minste één of ook beide zittingen (6, 7) 8104251 van de dubbele~zittingklep als schuifzitting is uitgevoerd.

6, Inrichting volgens conclusies 2 tot en met 5» met | e t kenmerk, dat de schakelklep is uitgevoerd als een in het schakelklephuis inzetbare bouweenheid.

7. Inrichting volgens conclusies 2 tot en met 6, met het kenmerk, dat delen van de schakelinrichting zich uitstrekken tot in dé binnenruimte van de hoofdteller.

8. Inrichting volgens conclusies 2 tot en met 6» m e t het kenmerk, dat de als bouweenheid uitgevoerd schakel-10 inrichting in het huis van de hoofdteller is ondergebracht. ******* 8104251