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Mess und Zapigerät iür Flüssigkeiten, insbesondere zur Messung kleiner Flüssigkeitsmengen im periodischen Schank-und Zapfbetrieb.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mess-und Zapfgerät für Flüssigkeiten, insbesondere zur Messung kleiner Flüssigkeitsmengen im periodischen Shank-und Zapfbetrieb, bei dem die durch einen schraubenförmigen Zulaufkanal strömende Flüssigkeit ein Messrad treibt und bei dem zwecks stets genügender Beaufschlagung des Messrades der Flüssigkeitszulauf durch einen federbelasteten Ventilkegel geöffnet bzw. geschlossen wird.
Gemäss der Erfindung besitzt der schraubenförmige Zulaufkanal eine Länge von mindestens einer vollständigen Windung und gleichbleibenden Querschnitt, welcher kleiner ist als die Querschnitte der andern Stellen des Flüssigkeitsweges. Das Messrad besteht aus einer zylindrischen Nabe, die radial und parallel zu ihrer Achse einen oder mehrere Flügel trägt. Es wird von der Flüssigkeit axial beaufschlagt. Zwischen dem Ende des Zulaufkanals und dem Messrad ist ein Zwischenraum angeordnet, welcher der Flüssigkeit ein freies Rotieren um die Verlängerung des Kerns des Zulaufkanals vor Eintritt in das Messrad gestattet. Die Anordnung ist so getroffen, dass in dem Zwischenraum beim Durchfliessen der Flüssigkeit ein Unterdruck entsteht.
Durch die vorbeschriebene besondere Formgebung des Zulaufkanals und des Messrades sowie durch die Einschaltung des obigen Zwischenraums zwischen diesen beiden Elementen wird bezweckt, ein Messgerät zu schaffen, bei welchem das Zählergebnis unabhängig von dem Druck ist, unter welchem jeweils die Flüssigkeit dem Gerät zugeführt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Gerät in Höhe der Achse der Ventilspindel. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Achse der Messradwelle. Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Sperrvorrichtung des Betätigungshebels.
Fig. 4 und 5 zeigen das Messrad in Aufriss und Grundriss.
Durch Betätigung des Hebels 1 (Fig. 1) wird mittels der Ventilspindel 2 der Ventilkegel 4 von seinem Sitz 5 abgehoben und der Flüssigkeit der Weg in das Messgerät freigegeben.
Nachdem die Flüssigkeit den Ventilraum durchlaufen hat, tritt sie in den Zulaufkanal 15 ein (Pfeil in Fig. 1 und 2), der, wie bereits erwähnt, über seine ganze Länge gleichbleibenden Querschnitt hat, um jede Änderung des Flüssigkeitsdruckes zu verhindern. Anschliessend an den Zulaufkanal 15 rotiert die Flüssigkeit, bevor sie in das Messrad 17 eintritt, in einem zwischen Zulaufkanal und Messrad eingeschalteten Zwischenraum 16a, u. zw. derart, dass sie dabei durch die Verlängerung 16 des Kerns des Zulaufkanals 15 eine Führung hat.
Wenn dieser Zwischenraum 16a in seinem Fassungsvermögen verglichen mit dem Zulaufkanal. 25 grosser dimensioniert ist, entsteht in ihm beim Durchfliessen der Flüssigkeit ein Unterdruck bzw. die Flüssigkeit wird bis auf den atmosphärischen Druck entspannt und verliert jedes Bestreben, längs der Welle 18 des Messrades 17 hochzusteigen und dadurch eventuell die inneren Teile des Messgerätes zu verschmutzen und Fehler im Zählergebnis zu verursachen. Denn umgekehrt könnte, wenn die Flüssigkeit an dieser Stelle ihres Weges durch das Gerät noch unter Druck stände, ein solches Hochsteigen erfolgen, weil der Zwischenraum 16a in dem Spalt zwischen der Nabe des Messrades 17 und der Verlängerung 16 des Kerns des Zulaufkanals 15 eine Verbindung zur Führung der Messradwelle 18 innerhalb des Körpers 22 hat.
Die Flüssigkeit rotiert also frei und ohne jeden Druck in dem Zwischenraum 16a und gelangt anschliessend gleichzeitig sich drehend und absinkend in das Messrad 17, dessen Flügel 27 sie alle gleich-
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zeitig in gleichem Drehsinn beaufschlagt, so dass keinerlei Druckenergie auf diese Flügel des Messrades wirkt und die Umfangsgeschwindigkeit des Messrades immer genau proportional der Rotationsgesehwindigkeit der Flüssigkeit ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Zählergebnis unabhängig von dem Druck ist, unter welchem die Flüssigkeit dem Gerät zugefuhrt wird.
Denn da die Ausflussmenge immer direkt proportional der Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist und anderseits, wie eben erwähnt, die Umfangsgeschwindigkeit des Messrades der Flüssigkeitsgeschwindigkeit gleich ist, besteht ein unmittelbares Verhältnis zwischen Drehzahl des Messrades und Durchflussmenge.
Da das Messrad 11 lediglich die Funktion hat, durch den rotierenden Flüssigkeitsstrom mög-
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stromes mit.
Um die Randströmungen für das Messrad wirksam zu machen und jeden Schlupf von nicht- gezählten Flüssigkeitsmengen zu verhindern, läuft das Rad 11 in dem Dichtungsring 25, der oben und gegebenenfalls auch unten konisch erweitert ist. Die Nabe 26 (Fig. 4) des Rades 17 verläuft in der Ver- längerung 16 des Kerns des Körpers 22 bzw. des Kanals 15 kegelig.
Die Welle 18 des Messrades 17 ist bei 19 in dem Körper 20 gelagert. Nach dem Verlassen des Messrades 11 wird die Flüssigkeit in dem Körper 20, der den zylindrischen Raum durch vier radiale und lotrechte Wände in vier Teile teilt, wieder in die lotrechte Fliessrichtung gelenkt und fliesst dem
Mundstück M zu.
Der Körper 22 (Fig. 2) ; der den Kanal 15 enthält, ist zwecks besserer Dichtung kegelig in das
Gehäuse 23 eingepasst. Um trotzdem in dem Kanal 15 einen über die ganze Länge gleichbleibenden
Querschnitt zu erzielen, ist über den unteren, den Zulaufkanal. M tragenden Teil des Körpers 22, der zylindrisch gedreht ist, eine schwach kegelige Buchse 24 (Fig. 2) gezogen, die zusammen mit dem oberen
Teil des Körpers 22 die kegelige Dichtungsfläche gegen das Gehäuse 23 ergibt, bis der Körper 22 noch weiter oben wieder in eine zylindrische Form übergeht. Die Buchse 24 hat an der Stelle, wo die Flüssig- keit durch das Gehäuse 23 in den Kanal 15 eintritt, ein Fenster.
Um das Ansaugen von Luft durch den Unterdruck, der zwischen der Unterkante des Zulauf- kanals 15 und der Oberkante des Rades 17 entsteht, zu ermöglichen, ist die Führung der Welle 18 des
Rades 17 innerhalb des Körpers 22 durch die Entlüftungsringe und-kanäle 29 unterbrochen, die zu der
Entlüftungsbohrung 28 in dem Gehäuse 23 führen. Der Unterdruck verhindert sicher jedes Eintreten der Flüssigkeit in die Führung der Welle 18 innerhalb des Körpers 22.
Als Absperrorgan sieht die Erfindung, wie bereits erwähnt, ein Ventil vor, welches, sofern der
Tellerdurehmesser und die Übersetzung des Betätigungshebels genügend gross gewählt werden, auch bei dem geringsten Hub einen genügend grossen Querschnitt freigibt, um stets eine ausreichende Beauf- schlagung des Messrades zu gewährleisten, während ein Hahnküken diese Gewähr nicht bietet. Die
Verwendung eines Ventils als Absperrorgan verlangt jedoch danach, eine Belüftung des Innern des
Geräts derart vorzusehen, dass nach Schliessen des Ventils die im Innern des Geräts noch befindliche
Flüssigkeitsmenge schnell aus dem Gerät auslaufen kann, was zur Voraussetzung hat, dass hinter dem
Ventil Luft zutreten kann. Dieser Ventil- und Belüftungsmechanismus wirkt wie im folgenden beschrieben.
Der Hebel 1 (Fig. 1) betätigt die Ventilspindel 2, die durch die Feder 3 belastet ist. Der Druck der Feder 3 auf die Spindel 2 drückt den Ventilkegel 4 auf seinen Sitz 5 und die Stirnseite der Kugel- mutter 6 auf die zugehörige Dichtungsfläche 7, während gleichzeitig die Feder 8 gespannt wird. Beim
Betätigen des Hebels 1 bleibt das Ventil zunächst noch geschlossen, weil die Feder 8 den Kegel 4, in welchem die Spindel 2 verschiebbar ist, so lange auf dem Sitz 5 niederhält, bis der stärkere Teil der Spindel 2 den Kegel 4 mitnimmt. Auf diese Weise wird ein toter Gang der Spindel 2 gewonnen, der nötig ist, um vor dem Öffnen des Ventils die Kanäle 9 und 10 zu schliessen, durch die dem Innern des
Gehäuses in Ruhestellung zwecks schnellen Ablaufs der restlichen Flüssigkeit Luft zugeführt wird.
Beim Öffnen des Ventils werden die Kanäle 9 und 10 durch den vollen Umfang der Spindel 2 abgedeckt, es entstehen also zwei Dichtungskanten, während sich die Ringnuten 11 und 12 der Spindel 2, die durch eine Längsnut 13 verbunden sind, gegen die Kanäle 9 und 10 seitwärts verschieben. Dadurch wird eine isehr gute Dichtung erreicht. Beim Rückgang der Spindel 2 schliesst sich zuerst das Ventil, bevor die
Nuten 11 und 12 vor die Kanäle 9 und 10 treten und den Lufteintritt ermöglichen.
Durch die Notwendigkeit der Überwindung des toten Ganges der Spindel 2 ist dem Zapfer bei der Betätigung des Hebels 1 jede Möglichkeit genommen, das Messrad nur ungenügend zu beauf- schlagen, denn der Hebel 1 wird beim Öffnen des Ventils durch eine selbsttätig wirkende Sperrvorrich- ) tung (Fig. 3), die erst durch den Druckknopf 13a wieder ausgelöst werden kann, in der Offenstellung festgehalten. Der Bolzen 14 (Fig. 3) tritt durch den Druck einer Feder 14a in eine Bohrung des Hebels 1 und sperrt ihn, sobald bei der Betätigung des Hebels diese Bohrung und der Bolzen 14 sich decken : durch den Eintritt des Bolzens 14 in die Bohrung wird-der Druckknopf 13 a um-ein entsprechendes
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Stück gehoben.
Bei Auslösen der Sperrvorrichtung durch Herunterdrücken des Bolzens 14 mittels Druckknopfs 13 bzw. bei Loslassen des Hebels 1 schliesst der Druck der Feder 3 selbsttätig das Ventil, während gleichzeitig die Feder 8 angespannt wird. Anderseits kann das Gerät durch diese Sperrvorrichtung bequem dauernd geöffnet gehalten werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mess-und Zapfgerät für Flüssigkeiten, insbesondere zur Messung kleiner Flüssigkeitsmengen im periodischen Schank-und Zapfbetrieb, bei dem die durch einen Leitapparat in Drehung versetzte Flüssigkeit ein Messrad treibt und bei welchem als Absperrorgan ein Ventil benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Ventil (4) zunächst ein schraubenförmiger Zulaufkanal (15), der eine Länge von mindestens einer vollständigen Windung und gleichbleibenden Querschnitt besitzt, senkrecht angeordnet ist und zwischen dem unteren Ende des Zulaufkanals (15) und der Oberkante des Messrades (17) ein Zwischenraum (16a), in welchem die Flüssigkeit frei um den verlängerten Kern des Zulaufkanals (15)
rotieren kann, eingeschaltet ist, worauf unterhalb des Zwischenraums (16a) das mit dem Zulaufkanal (15) auf gleicher Achse angeordnete Messrad (17) folgt, welches aus einer einfachen zylindrischen Nabe (26) von gleichem Durchmesser wie der Kern des Zulaufkanals (15) besteht, die radial und parallel zu ihrer Achse einen oder mehrere Flügel (27) trägt, so dass die Flüssigkeit von oben axial in das Messrad (17) eintritt und dieses schraubenlinienförmig durchströmt.
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Measuring and dispensing device for liquids, especially for measuring small amounts of liquid in periodic dispensing and tapping operations.
The present invention relates to a measuring and dispensing device for liquids, in particular for measuring small amounts of liquid in periodic shank and tap operation, in which the liquid flowing through a screw-shaped inlet channel drives a measuring wheel and in which the liquid inlet is always sufficient to act on the measuring wheel a spring-loaded valve cone is opened or closed.
According to the invention, the helical inlet channel has a length of at least one complete turn and a constant cross-section, which is smaller than the cross-sections of the other points of the liquid path. The measuring wheel consists of a cylindrical hub that carries one or more blades radially and parallel to its axis. It is acted upon axially by the liquid. Between the end of the inlet channel and the measuring wheel there is an intermediate space which allows the liquid to rotate freely around the extension of the core of the inlet channel before it enters the measuring wheel. The arrangement is such that a negative pressure is created in the space when the liquid flows through.
The above-described special shape of the inlet channel and the measuring wheel and the inclusion of the above space between these two elements are intended to create a measuring device in which the counting result is independent of the pressure at which the liquid is fed to the device.
An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Fig. 1 shows a cross section through the device at the level of the axis of the valve spindle. Fig. 2 shows a longitudinal section through the axis of the measuring wheel shaft. Fig. 3 shows a section through the locking device of the actuating lever.
4 and 5 show the measuring wheel in elevation and plan.
By actuating the lever 1 (Fig. 1), the valve cone 4 is lifted from its seat 5 by means of the valve spindle 2 and the path into the measuring device is released for the liquid.
After the liquid has passed through the valve chamber, it enters the inlet channel 15 (arrow in FIGS. 1 and 2) which, as already mentioned, has a constant cross-section over its entire length in order to prevent any change in the liquid pressure. Following the inlet channel 15, before it enters the measuring wheel 17, the liquid rotates in an intermediate space 16a connected between the inlet channel and the measuring wheel. zw. Such that it has a guide through the extension 16 of the core of the inlet channel 15.
If this gap 16a in its capacity compared with the inlet channel. 25 is larger in size, a negative pressure arises in it when the liquid flows through or the liquid is expanded to atmospheric pressure and loses any attempt to climb up along the shaft 18 of the measuring wheel 17 and thereby possibly contaminate the inner parts of the measuring device and cause errors cause in the counting result. Conversely, if the liquid was still under pressure at this point on its way through the device, such a rise could take place because the space 16a in the gap between the hub of the measuring wheel 17 and the extension 16 of the core of the inlet channel 15 is a connection to the Guiding the measuring wheel shaft 18 within the body 22 has.
The liquid thus rotates freely and without any pressure in the space 16a and then reaches the measuring wheel 17, rotating and sinking at the same time, the blades 27 of which are all identical.
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at the same time applied in the same direction of rotation, so that no pressure energy acts on these blades of the measuring wheel and the circumferential speed of the measuring wheel is always exactly proportional to the rotational speed of the liquid. In this way it is achieved that the counting result is independent of the pressure under which the liquid is supplied to the device.
Because the flow rate is always directly proportional to the speed of the liquid and, on the other hand, as mentioned above, the peripheral speed of the measuring wheel is the same as the liquid speed, there is a direct relationship between the speed of the measuring wheel and the flow rate.
Since the measuring wheel 11 only has the function of allowing the rotating liquid flow
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stream with.
In order to make the edge currents effective for the measuring wheel and to prevent any slippage of non-counted amounts of liquid, the wheel 11 runs in the sealing ring 25, which is widened conically at the top and possibly also at the bottom. The hub 26 (FIG. 4) of the wheel 17 runs conically in the extension 16 of the core of the body 22 or of the channel 15.
The shaft 18 of the measuring wheel 17 is mounted at 19 in the body 20. After leaving the measuring wheel 11, the liquid in the body 20, which divides the cylindrical space into four parts by four radial and vertical walls, is directed back into the vertical flow direction and flows to it
Mouthpiece M closed.
The body 22 (Fig. 2); which contains the channel 15 is tapered into the
Housing 23 fitted. In order to still have a constant over the entire length in the channel 15
A cross-section is to be achieved via the lower, the inlet channel. M bearing part of the body 22, which is turned cylindrically, a slightly tapered bushing 24 (Fig. 2) drawn, which together with the upper
Part of the body 22 results in the conical sealing surface against the housing 23 until the body 22 merges again into a cylindrical shape further up. The socket 24 has a window at the point where the liquid enters the channel 15 through the housing 23.
In order to enable air to be sucked in by the negative pressure that arises between the lower edge of the inlet channel 15 and the upper edge of the wheel 17, the guidance of the shaft 18 of the
Wheel 17 interrupted within the body 22 by the ventilation rings and channels 29 leading to the
Guide the vent hole 28 in the housing 23. The negative pressure reliably prevents any entry of the liquid into the guide of the shaft 18 within the body 22.
As a shut-off device, the invention, as already mentioned, provides a valve which, if the
Plate diameter knife and the translation of the actuating lever are chosen to be sufficiently large, even with the slightest stroke, releases a sufficiently large cross-section to always ensure sufficient loading of the measuring wheel, while a cock plug does not offer this guarantee. The
However, using a valve as a shut-off device requires ventilation of the interior of the
The device must be provided in such a way that after the valve is closed, the
Amount of liquid can quickly leak from the device, which is a prerequisite that behind the
Valve air can enter. This valve and ventilation mechanism works as described below.
The lever 1 (FIG. 1) actuates the valve spindle 2, which is loaded by the spring 3. The pressure of the spring 3 on the spindle 2 presses the valve cone 4 onto its seat 5 and the end face of the ball nut 6 onto the associated sealing surface 7, while the spring 8 is tensioned at the same time. At the
When lever 1 is actuated, the valve initially remains closed because spring 8 holds down cone 4, in which spindle 2 is displaceable, on seat 5 until the larger part of spindle 2 carries cone 4 with it. In this way, a dead gear of the spindle 2 is obtained, which is necessary to close the channels 9 and 10 before opening the valve, through which the interior of the
Housing is supplied in the rest position for the purpose of rapid drainage of the remaining liquid air.
When the valve is opened, the channels 9 and 10 are covered by the full circumference of the spindle 2, so there are two sealing edges, while the annular grooves 11 and 12 of the spindle 2, which are connected by a longitudinal groove 13, against the channels 9 and 10 move sideways. This achieves a very good seal. When spindle 2 decreases, the valve closes first before the
Grooves 11 and 12 step in front of channels 9 and 10 and allow air to enter.
Due to the necessity of overcoming the dead gear of the spindle 2, when the lever 1 is actuated, the tap is deprived of any possibility of insufficiently acting on the measuring wheel, because the lever 1 is activated when the valve is opened by an automatically acting locking device (Fig. 3), which can only be triggered again by the push button 13a, held in the open position. The bolt 14 (FIG. 3) enters a bore of the lever 1 under the pressure of a spring 14a and locks it as soon as this bore and the bolt 14 coincide when the lever is actuated: by the entry of the bolt 14 into the bore -the push button 13 a to -a corresponding
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Piece lifted.
When the locking device is triggered by pressing down the bolt 14 by means of the push button 13 or when the lever 1 is released, the pressure of the spring 3 automatically closes the valve, while at the same time the spring 8 is tensioned. On the other hand, the device can comfortably be kept open continuously by this locking device.
PATENT CLAIMS:
1. Measuring and dispensing device for liquids, in particular for measuring small amounts of liquid in periodic dispensing and tapping operations, in which the liquid set in rotation by a diffuser drives a measuring wheel and in which a valve is used as a shut-off device, characterized in that behind the Valve (4) initially a helical inlet channel (15), which has a length of at least one complete turn and constant cross-section, is arranged vertically and between the lower end of the inlet channel (15) and the upper edge of the measuring wheel (17) there is a space (16a) ), in which the liquid freely around the extended core of the inlet channel (15)
can rotate, is switched on, whereupon the measuring wheel (17), which is arranged on the same axis with the inlet channel (15) and which consists of a simple cylindrical hub (26) of the same diameter as the core of the inlet channel (15), follows the gap (16a) consists, which carries one or more blades (27) radially and parallel to its axis, so that the liquid enters the measuring wheel (17) axially from above and flows through it in a helical manner.