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CN117425810A - 设定和/或调节气体流量的计量装置、设定和/或调节气体流量的方法以及家用器具组件 - Google Patents

设定和/或调节气体流量的计量装置、设定和/或调节气体流量的方法以及家用器具组件 Download PDF

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CN117425810A
CN117425810A CN202280038312.4A CN202280038312A CN117425810A CN 117425810 A CN117425810 A CN 117425810A CN 202280038312 A CN202280038312 A CN 202280038312A CN 117425810 A CN117425810 A CN 117425810A
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CN
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gas
metering device
gas flow
valve
pressure difference
Prior art date
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CN202280038312.4A
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K·施瓦茨
R·桑德雷格
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Eugster Frismag AG
Original Assignee
Eugster Frismag AG
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Publication date
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Abstract

提出了一种用于设定和/或调节气体流量的计量装置，其特征在于，计量装置包括电可操控阀，其中，经过计量装置的气体流量能借助于电可操控阀来被设定和/或调节，‑‑其中，计量装置具有压力传感器，其中，借助于压力传感器，能测量在计量装置的气体通道开口上的气体压力差，其中，电可操控阀能根据所测量的气体压力差来被设定；和/或‑‑其中，计量装置包括可调压力调节装置，其中，借助于可调压力调节装置，能设定计量装置的入口区域和计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于电可操控阀来设定的经过计量装置的气体流量受到借助于可调压力调节装置所设定的在计量装置的入口区域和计量装置的出口区域之间的最大气体压力差的限制。

Description

设定和/或调节气体流量的计量装置、设定和/或调节气体流 量的方法以及家用器具组件
技术领域
本发明的出发点是一种用于设定和/或调节气体流量(Gasfluss)的计量装置。本发明还涉及一种借助于计量装置来设定和/或调节气体流量的方法。本发明还涉及一种家用器具组件，其包括家用器具和计量装置。
背景技术
用于计量气体的系统是众所周知的。这种计量装置用于设定气体流量。例如，可以借助于减压阀(显示或不显示出口压力)、节流阀、节流孔板或电磁阀将气体质量流量设定到某个值。在此，当前的气体质量流量通常没有被量化。
气体计量装置例如用作家用器具、例如各种食品制作机的一部分。
已知系统的缺点在于：在大多数情况下，无法可变地并且仍然精确地设定气体质量流量。例如，通常无法利用已知系统来为比较小的气体流量范围提供紧凑、成本低廉且能可变地设定的气体计量系统。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种用于设定和/或调节气体流量的有利的计量装置，该计量装置尤其能够以成本高效的方式和/或在用户便利性增加的情况下可变地设定气体流量。
本发明的任务通过一种用于设定和/或调节气体流量的计量装置来解决，其特征在于，该计量装置包括电可操控阀，其中，经过该计量装置的气体流量能借助于该电可操控阀来被设定和/或调节，
--其中，该计量装置具有压力传感器，其中，借助于该压力传感器，能测量在该计量装置的气体通道开口上的气体压力差，其中，该电可操控阀能根据所测量的气体压力差来被设定；
和/或
--其中，该计量装置包括可调压力调节装置，其中，借助于该可调压力调节装置，能设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于该电可操控阀来设定的经过该计量装置的气体流量受到借助于该可调压力调节装置所设定的在该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差的限制。
根据本发明的计量装置相对于现有技术所具有的优点在于：可以提供紧凑且成本低廉的气体计量系统，利用该气体计量系统可以可变地并且精确地设定气体流量。
根据本发明的计量装置可以有利地被用于不同的气体介质，由此产生特别灵活的应用可能性。
根据本发明，气体流量尤其可以被理解为气体质量流量，并且可以包括一种气体或多种气体。
根据本发明，能够有利地实现：尤其是通过对气体计量装置的电操控，可以在特定的设定范围内指定和量化气体质量流量，而不必为此进行直接的量测量。
根据本发明，能够有利地实现：不需要用户对阀进行机械调节来改变气体质量流量。一个特别的优点在于，借助于根据本发明的计量装置，即使是比较小的气体质量流量，例如在0至100g/min的范围内的气体质量流量，也可以在无需用户的机械操纵的情况下可变地被设定。经此，根据本发明的计量装置特别有利地适合于在家用器具中使用。优选地，借助于根据本发明的计量装置，能设定在0至10g/min的范围内、特别优选地在0至7g/min的范围内的气体质量流量。
通过该计量装置的根据本发明的设计方案，能够特别有利地实现：该计量装置的入口和/或出口处的压力波动对气体质量流量没有影响或仅有轻微的影响，因为这些压力波动可以至少部分地得到补偿。
可设想的是：利用根据本发明的计量装置，气体流量可以无级地或分等级地、尤其是准确地被设定。
根据本发明，可设想的是：该计量装置包括控制装置；和/或该计量装置分配有外部控制装置。该控制装置尤其包括用于操控和/或设定该计量装置、尤其是用于操控和/或设定该电可操控阀(例如电磁阀)的电路装置和/或计算机装置。
根据本发明，可设想的是：气体通道开口借助于测量孔板(Messblende)来形成。
根据本发明的第一实施方案变体，该计量装置具有压力传感器，其中，借助于该压力传感器，能测量在该计量装置的气体通道开口上的气体压力差，其中，该电可操控阀能根据所测量的气体压力差来被设定。经此，可能的是：测量在该计量装置中的当前气体压力差，并且从所测量的当前气体压力差反推当前的气体质量流量。然后，可以依据所确定的当前气体压力差和/或当前的气体质量流量来调节该电可操控阀，使得设定气体质量流量的目标值。根据本发明的一个实施方式，可设想的是：当前的气体质量流量通过该计量装置来被量化，由此，能够将气体流量经改进地设定或调节到期望值。因此，根据本发明的第一实施方案变体，能够有利地实现：使用该计量装置的可测量的气体压力差(或差压)来量化气体流量(或气体质量流量)，尤其是基于该电可操控阀的整个设定范围和/或该电可操控阀的操控以及可能由于公差引起的性能偏差的凭经验确定的数据。压力传感器尤其是差压传感器，借助于该差压传感器，能测量在气体通道开口的入口侧与气体通道开口的出口侧的压力之差。
根据本发明的第二实施方案变体，该计量装置包括可调压力调节装置，其中，借助于该可调压力调节装置，能设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于该电可操控阀来设定的经过该计量装置的气体流量受到借助于该可调压力调节装置所设定的在该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差的限制。因此，借助于该压力调节装置(例如借助于膜压力调节器和/或活塞压力调节器)，可以设定恒定或至少近似恒定的最大气体压力差。经此，即使在该计量装置的连接件(入口和出口)处连接具有不同的、尤其是发生改变和/或发生变化的压力的设备，也可以借助于该电可操控阀来执行对气体流量的精确调节。因此，根据本发明的第二实施方案变体，能够有利地借助于该压力调节装置在该计量装置中形成恒定的气体压力差(或恒定的差压)。在此，可能的是：该计量装置的恒定的最大气体压力差被用于量化气体流量(或气体质量流量)，尤其是基于该电可操控阀的整个设定范围和/或该电可操控阀的操控以及可能由于公差引起的性能偏差的凭经验确定的数据。在此，借助于该可调压力调节装置，尤其可能的是：形成膜压力调节器和/或活塞压力调节器，其被设立用于设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的恒定或至少近似恒定的最大压力差。
根据本发明的第二实施方案变体，在一个优选的设计方案中，可能的是：因此，该计量装置的入口区域和出口区域之间的最大差压(或最大气体压力差)优选地通过该计量装置的几何特性尤其是借助于该可调压力调节装置来被限制到特定的最大值，例如在0.01与2.00bar(巴)之间。在此，该最大值可以被选择为使得该最大值对应于针对特定应用所期望的最大气体质量流量。在此，一个特别的优点是：即使在该计量装置的入口侧和/或出口侧的绝对气体压力不总是处于相同水平或者不恒定，也可以准确地控制气体质量流量，也就是说不依赖于或至少不强烈依赖于在入口处和在出口处的绝对压力的存在的压力差。在这种情况下，特别有利的是：为了该计量装置的正确运行而确保：在该计量装置的入口处、尤其是在该计量装置的第一气体连接件处的绝对气体压力，与在该计量装置的出口侧、尤其是在该计量装置的第二气体连接件处的绝对压力相比，至少高出借助于该可调压力调节装置所设定的最大气体压力差。
因此，无论借助于本发明的第一实施方案变体还是借助于本发明的第二实施方案变体，都可以实现气体流量的精确并且有利的设定，其中，该计量装置尤其可以以紧凑且成本高效的方式来被设立，而且其中，特别有利的是，在该计量装置的运行期间，不需要用户对阀进行机械调节。
根据本发明的第三实施方案变体，可设想的是：
该计量装置具有压力传感器，其中，借助于该压力传感器，能测量在该计量装置的气体通道开口上的气体压力差，其中，该电可操控阀能根据所测量的气体压力差来被设定；而且
该计量装置包括可调压力调节装置，其中，借助于该可调压力调节装置，能设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于该电可操控阀来设定的经过该计量装置的气体流量受到借助于该可调压力调节装置所设定的在该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差的限制。因此，根据第三实施方案变体，可设想的是：第一实施方案变体和第二实施方案变体可组合。
本发明的有利的设计方案和扩展方案能在从属权利要求以及参考附图的描述中得知。属于本发明的该主题的陈述也适用于本发明的其它主题，而且反之亦然。
根据本发明的一个实施方式，规定：该可调压力调节装置借助于可调节的膜和/或借助于可调节的活塞来形成。因此，优选地形成膜压力调节器和/或活塞压力调节器。尤其是，该压力调节装置因此优选地包括膜减压器和/或活塞减压器。
根据本发明的一个实施方式，规定：该可调压力调节装置，尤其是可调节的膜和/或可调节的活塞，能借助于调整装置来被机械调节，尤其是使得能通过该调整装置来设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差。优选地，可设想的是：借助于该调整装置，能设定对膜和/或活塞的压力。优选地，可设想的是：借助于该调整装置，能使膜和/或活塞偏转。例如，可设想的是：借助于该调整装置，能使膜弯曲。在此，借助于膜和/或活塞的偏转，能设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，并且因此能限制经过该计量装置的最大气体流量，尤其是将该最大气体流量限制到最大值。根据本发明的一个优选的实施方式，可设想的是：该调整装置包括调整螺丝，其中，借助于该调整螺丝，能设定膜和/或活塞的偏转。该调整装置尤其是该计量装置的一部分和/或能与该计量装置连接。
根据本发明的一个实施方式，规定：该电可操控阀能被设定，尤其是根据所测量的气体压力差来被设定，使得能设定在气体通道开口上的气体压力差的目标值和/或能设定经过该计量装置、尤其是经过气体通道开口的气体流量的目标值。该电可操控阀尤其是根据借助于压力传感器所测量的气体压力差来被设定。经过该计量装置的气体流量尤其取决于在气体通道开口上的气体压力差。可设想的是：气体流量的目标值和/或气体压力差的目标值可以由用户借助于该计量装置的输入装置或者与该计量装置保持通信连接的设备的输入装置来提供、选择和/或输入。优选地借助于该计量装置的控制装置来执行对该电可操控阀的设定和操控。
根据本发明的一个实施方式，规定：经过该计量装置的气体流量能借助于参考数据来被确定和/或设定，其中，这些参考数据尤其涉及在气体通道开口上的气体压力差与经过该计量装置的气体流量之间的关系。特别有利地，可能的是：通过该计量装置的控制装置，基于这些参考数据来操控该电可调节阀(例如电磁阀)，使得设定经过该计量装置的气体流量的目标值。根据本发明的一个实施方式，尤其可设想的是：这些参考数据指示在气体通道开口上的气体压力差与经过该计量装置的气体流量之比。这些参考数据尤其涉及特定的气体或气体混合物或者取决于特定的气体或气体混合物。
能够有利地实现：针对不同的气体介质使用单独的计量装置，其中，流量可以根据气体而有所不同，尤其是只要在该控制装置的软件中映射并且考虑特定气体介质的一条或多条相对应的特性曲线。因此，特定气体或气体混合物的相对应的参考数据优选地被寄存在该控制装置中或者被寄存在与该控制装置保持通信连接的存储装置中。
根据本发明的一个实施方式，优选地规定：该电可操控阀包括电磁阀或者是电磁阀。借助于电磁阀，能够实现精确的控制和调节。作为电磁阀的替代或补充，例如可设想的是：该电可操控阀具有电机驱动器。
根据本发明的一个实施方式，优选地规定：该电可操控阀、尤其是电磁阀，能借助于控制装置来被操控。
根据本发明的一个实施方式，规定：该电磁阀具有2/2换向阀，该2/2换向阀能借助于该控制装置以一定的频率、尤其是固定或可变频率并且以可变接通时长来被操控，尤其是使得能借助于对接通时长的选择来设定经过该计量装置的气体流量，
或者
其中，该电磁阀具有2/2路比例阀，其中，通过借助于该控制装置的操控，能设定在电磁阀的阀座处的可变开口横截面，尤其是使得能借助于对在阀座处的开口横截面的选择来设定经过该计量装置的气体流量。
尤其可设想的是：该2/2换向阀是可以打开和关闭工作介质的路径、即尤其是气体或气体混合物的路径的打开和关闭阀。根据一个实施方式，“该2/2换向阀能借助于该控制装置以一定的频率、尤其是固定或可变频率并且以可变接通时长来被操控”，也可以优选地被理解为使得该2/2换向阀能借助于该控制装置以可变的占空比来被操控，尤其是使得能借助于对该占空比的选择来设定经过该计量装置的气体流量。
对于2/2路比例阀，优选地，可设想的是：2/2路比例阀包括可变的并且尤其是可设定的开口横截面。通过该控制装置对该2/2路比例阀的操控，能改变该开口横截面。所设定的气体流量尤其取决于所设定的开口横截面。
根据本发明的一个实施方式，规定：能借助于该可调压力调节装置来设定的在该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，对应于可规定的介于0.01bar(含)与2.00bar(含)之间的最大值。经此，可以实现对于比较小的气体质量流量的特别有利的适用性，该适用性例如在家用器具的情况下是令人感兴趣的。因此，可以实现用于与比较小的气体流量相结合地应用的具有高精度和高质量的计量装置。
根据本发明的一个实施方式，规定：根据可选择的最大气体流量来确定可设定的最大气体压力差。可选择的最大气体流量例如可以取决于该计量装置的具体应用并且可以借助于膜来被设定。
根据本发明的一个实施方式，规定：该计量装置包括止回阀。该止回阀尤其被设置为：能够实现从该计量装置的入口到该计量装置的出口的气体流量；并且阻止从该计量装置的出口到该计量装置的入口的方向相反的气体流量。经此，可以为多种应用实现经改善的安全性。
本发明的另一主题是一种用于借助于根据本发明的实施方式的计量装置来设定和/或调节气体流量的方法，
--其中，该计量装置具有压力传感器，其中，借助于压力传感器来测量在该计量装置的气体通道开口上的气体压力差，其中，根据所测量的气体压力差来设定该电可操控阀；
和/或
--其中，该计量装置包括可调压力调节装置，其中，借助于该可调压力调节装置，设定该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于该电可操控阀来设定的经过该计量装置的气体流量受到借助于该可调压力调节装置所设定的在该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差的限制。
经此，可以实现对气体流量的特别高效且灵活的设定和/或调节。特别有利的是，即使在该计量装置的入口侧的绝对压力存在波动和/或在该计量装置的出口侧的绝对压力存在波动，也能够实现对气体流量的精确的设定和/或调节。因此，即使在该计量装置的入口侧连接的设备(例如储气瓶、储气罐或气体供给管线)的气体压力和/或在该计量装置的出口侧连接的设备(例如耗气设备)的气体压力发生波动，也能够实现对气体流量的精确的设定和/或调节。经此，即使连接在该入口侧和该出口侧的设备的气体压力差不是恒定的，即例如随时间发生变化或波动，也可以实现对气体流量的有利的设定和/或调节。
根据本发明的一个实施方式，规定：气体流量由气体或气体混合物形成，其中，针对气体通道开口的给定的气体通道横截面并且针对气体或气体混合物，确定参考数据，尤其是气体流量的依赖于所测量的在气体通道开口上的气体压力差的变化过程曲线，
其中，该电可操控阀根据这些参考数据来被操控和/或设定，使得所设定的在气体通道开口上的气体压力差对应于可选择的气体流量。根据本发明的一个实施方式，所设定的在气体通道开口上的气体压力差也可以被理解为平均气体压力差(例如，在2/2换向阀的一个或多个循环或周期上平均)。
一旦确定了这些参考数据或该变化过程曲线，就可以——针对所期望的或可选择的气体流量——依据这些参考数据或该变化过程曲线来对该电可操控阀(例如电磁阀)进行设定，使得气体通道开口产生的气体压力差对应于该所期望的或可选择的气体流量。
可以在预备阶段在使用该计量装置的情况下确定这些参考数据。替代地，可设想的是：借助于另一计量装置来确定这些参考数据。在此，该另一计量装置特别优选地是与该计量装置结构相同或相似的设备。该变化过程曲线优选地对应于气体差压与气体质量流量之比。
针对该计量装置包括该可调压力调节装置(并且必要时不包括压力传感器)的情况，优选地，可设想的是：例如在预备阶段，在使用该计量装置或该另一计量装置的情况下，确定这些参考数据，使得(尤其是对于特定气体或气体混合物)根据对该电可操控阀的操控来确定和/或测定气体流量，例如借助于外部测试和/或校准装置。基于这些参考数据，可以在该计量装置运行时通过对该电可操控阀的相对应的操控来进行气体流量的精确并且有利的设定，尤其是因为：在该计量装置的运行期间，可以借助于该压力调节装置来确保：在该计量装置的入口区域和该计量装置的出口区域之间的最大气体压力差至少近似恒定。因此，针对该计量装置包括该压力调节装置的情况，根据一个特别优选的实施方式，可能的是：对于在电磁阀的阀座处或在孔板处的特定气体通道横截面以及特定气体或气体混合物，使用经验数据来创建变化过程曲线，该变化过程曲线对应于占空比(在2/2换向阀的情况下)或开口横截面(在2/2路比例阀的情况下)与气体质量流量之比。一旦确定了该变化过程曲线，就可以控制电磁阀，使得设定所期望的气体质量流量。
针对该计量装置包括该压力传感器的情况，优选地，可设想的是：气体流量(或气体质量流量)与所测量的在测量孔板的气体通道开口上设定的气体压力差近似成比例。对于测量孔板中的特定气体通道横截面以及特定气体，可以使用经验数据来创建变化过程曲线，该变化过程曲线对应于气体压力差与气体质量流量之比。一旦确定了该变化过程曲线，就可以控制或调节该电可操控阀(例如电磁阀)，使得(平均)差压对应于所期望的气体质量流量。
根据本发明的一个实施方式，可设想的是：尤其是借助于测试和/或校准装置并且尤其是借助于该调整装置，该可调压力调节装置被设定，并且尤其是被固定，使得在该电可操控阀处于完全打开的位置的情况下，在该入口区域和该出口区域之间存在可设定的最大气体压力差。因此，可以执行对该可调压力调节装置(尤其是膜和/或活塞)的有利的设定，使得该可调压力调节装置在该计量装置的后续运行时与该电可操控阀的当前设定无关地限制气体流量。
根据本发明的一个实施方式，可设想的是：气体流量由CO2形成或者包含CO2。例如，对于碳酸化机、尤其是饮料制作机来说，CO2的使用是可设想的.然而，对于该计量装置的其它应用，也可以考虑其它气体或气体混合物。
根据本发明的一个实施方式，可设想的是：可选择的气体流量能在0g/min(含)到至少100g/min、优选地0g/min到至少10g/min、特别优选地0g/min到至少7g/min的范围内被选择和/或设定，尤其是由用户来选择和/或设定。
本发明的另一主题是一种家用器具组件，其包括家用器具和根据本发明的实施方式的计量装置。
可设想的是：该计量装置是该家用器具的组成部分和/或集成到该家用器具中。替代地，可设想的是：该计量装置是独立于该家用器具的、与该家用器具连接的装置。可设想的是：该计量装置直接与该家用器具连接；或者该计量装置经由其它装置(例如气体管线)与该家用器具连接。
根据本发明的一个实施方式，规定：该家用器具是饮料制作机，其中，能借助于该计量装置给饮料和/或用于制作饮料的初级物质掺入气体或气体混合物，尤其是掺入CO2，其中，该气体或气体混合物的气体流量能借助于该计量装置来被设定。该饮料制作机尤其可以是碳酸化机、饮水机和/或苏打水机，和/或冷饮机。可设想的是：用户可以通过该饮料制作机的输入装置、尤其是界面来选择具有特定CO2含量的饮料，其中，所期望的CO2量在饮料制作期间经由该计量装置被直接(在线)添加给水和/或饮料物质和/或初级物质。
根据本发明的一个实施方式，规定：该家用器具是燃气烤架装置，其中，借助于该计量装置能设定该燃气烤架装置的气体流量。尤其可设想的是：该燃气烤架装置包括输入装置、尤其是界面，其中，该燃气烤架装置被设立为使得用户可以通过该燃气烤架装置的输入装置来设定目标温度，尤其是烤架温度。优选地，该燃气烤架和/或该计量装置的控制装置依据烤架中的当前温度(该温度例如能通过该燃气烤架装置的温度传感器予以测量)来调节经过该计量装置的气体流量。尤其是，该控制装置依据烤架中的当前温度来调节经过该计量装置的气体流量，使得经过该计量装置的气体流量被调节或调整为使得达到该目标温度。气体或气体流量在该燃气烤架装置中尤其被是用于加热或烧烤食物。
在此，对于根据本发明的用于设定和/或调节气体流量的方法以及根据本发明的家用器具组件，可以应用已经结合根据本发明的计量装置或已经结合根据本发明的计量装置的实施方式所描述的特征、实施方式和优点。对于根据本发明的用于设定和/或调节气体流量的方法以及根据本发明的计量装置，可以应用已经结合根据本发明的家用器具组件或已经结合根据本发明的家用器具组件的实施方式所描述的特征、实施方式和优点。对于根据本发明的家用器具组件以及根据本发明的计量装置，可以应用已经结合根据本发明的用于设定和/或调节气体流量的方法或已经结合按照本发明的用于设定和/或调节气体流量的方法的实施方式所描述的特征、实施方式和优点。
本发明的其它细节、特征和优点从附图以及随后依据这些附图对优选的实施方式的描述中得出。在此，这些附图仅图解说明了本发明的示例性实施方式，这些实施方式并不限制本发明的基本思想。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一实施例的计量装置的示意图。
图2示出了根据本发明的第二实施例的计量装置的示意图。
图3示出了根据本发明的第三实施例的计量装置的示意图。
图4示出了根据本发明的第四实施例的计量装置的示意图。
图5示出了根据本发明的实施例的家用器具组件的示意图。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的第一实施例的计量装置1的示意性剖视图。计量装置1被提供用于设定和/或调节气体流量100。气体流量100可以由气体或气体混合物形成，其中，对于计量装置1的不同应用，所使用的气体或气体混合物可以有所不同。在图1中，在这种情况下，箭头100表明气体或气体混合物的气体流动方向。计量装置1包括在计量装置1的入口侧的第一气体连接件31和在计量装置1的出口侧的第二气体连接件32。借助于第一气体连接件31，计量装置1例如可以被连接到气体供应源和/或储气罐(诸如储气筒或储气瓶)上，例如经由气体管线。替代地或附加地，可设想的是：气体供应也可以从减压器经由气体管线到达阀和/或计量装置。借助于第二气体连接件32，计量装置1例如可以被连接到家用器具上，该家用器具需要气体或气体混合物来执行该器具的器具功能。在此，借助于计量装置1，可以设定和调节被提供给这种器具的气体量或者在该计量装置的出口侧被提供给该器具的气体质量流量。可选地，可设想的是：计量装置1在第一气体连接件31的下游具有入口孔板33。为了密封第一气体连接件31与计量装置1的壳体3之间的过渡部(并且优选地同样为了密封入口孔板33与该壳体3之间的过渡部)，在该过渡部的区域形成密封件40。计量装置1的壳体3可以一件式地或多件式地形成。
计量装置1包括电可操控阀10′，该电可操控阀在所示出的实施方式中被设计为具有阀柱塞11的电磁阀10。经过计量装置1的气体流量能借助于该电磁阀10来被设定和/或调节。根据一个优选的实施方式，电磁阀10具有：2/2换向阀的功能，该2/2换向阀借助于电操控以固定或可变频率以及可变接通时长来被操控；或者2/2路比例阀的功能，其中，通过电操控来可变地设定在阀座处的开口横截面。在这两种情况下，通过对电磁阀10的操控来确定和/或改变气体质量流量。
沿气体流动方向在电磁阀10的下游布置有具有气体通道开口35的测量孔板34。计量装置1还包括压力传感器20，该压力传感器被设计用于测量在测量孔板34上的气体压力差。在这种情况下，气体通道21从在气体流动方向上在测量孔板34上游形成的区域通向压力传感器20。另一气体通道22从在气体流动方向上在测量孔板34下游形成的区域通向压力传感器20。因此，压力传感器20被设计为差压传感器，并且被设立用于测量在测量孔板34两侧(并且因此在气体通道开口35上)的气体压力差。经过计量装置1的气体质量流量与所测量的在测量孔板34上设定的差压至少近似成比例。对于测量孔板34中的气体通道开口35的特定气体通道横截面以及特定气体或气体混合物，可以使用经验数据来创建变化过程曲线，该变化过程曲线涉及和/或指示借助于压力传感器20所确定的气体压力差与气体质量流量之间的关系。例如，该变化过程曲线可以指示气体压力差与气体质量流量之比。一旦确定了该变化过程曲线，就可以控制和/或调节电磁阀10，使得能在该计量装置运行时借助于压力传感器20来确定和/或监控的在测量孔板34上的平均气体压力差对应于所期望的气体质量流量。经此，可以在无需用户进行任何机械交互、诸如调节螺丝或阀的情况下实现对气体流量的有利且精确的设定和调节。
压力传感器20在其上侧借助于盖52来被覆盖。借助于盖52，还形成气体通道21的一部分。可选地，盖52经由连接装置53、54、尤其是经由螺丝连接53′、54′来被固定在壳体3上，优选地可逆地被固定在该壳体上。可设想的是：尤其是在计量装置1的运行以外，可以通过移除盖52来使压力传感器20露出。为了使盖52和壳体3之间的过渡部密封，在该过渡部的区域布置有密封件41。在此，该密封件41尤其是也部分地位于压力传感器20的上侧。在压力传感器20的下侧、尤其是在压力传感器20与壳体3之间的过渡部处，布置有用于密封该过渡部的另一密封件42。附加的密封件43位于壳体3与测量孔板34之间的过渡部处，用于密封测量孔板34与壳体3之间的过渡部。
可选地，计量装置1还包括止回阀60，该止回阀沿气体流动方向布置在第二气体连接件32的上游，即布置在计量装置1的出口的上游并且布置在测量孔板34的下游。止回阀60将气体流量有利地限制到从入口到出口、即从第一气体连接件31到第二气体连接件32的规定方向，并且抑制不期望的方向相反的气体流量。在止回阀60、第二气体连接件32和壳体3之间的过渡部处布置有用于密封该过渡部的密封件44。
在图2中示出了根据本发明的第二实施例的计量装置1的示意性剖视图。计量装置1被提供用于设定和/或调节气体流量100。气体流量100可以由气体或气体混合物形成，其中，对于计量装置1的不同应用，所使用的气体或气体混合物可以有所不同。箭头100表示气体或气体混合物的气体流动方向。计量装置1包括在计量装置1的入口侧的第一气体连接件31和在计量装置1的出口侧的第二气体连接件32。借助于第一气体连接件31，计量装置1例如可以被连接到气体供应源和/或储气罐(诸如储气筒或储气瓶)上，例如经由气体管线。借助于第二气体连接件32，计量装置1例如可以被连接到家用器具上，该家用器具需要气体或气体混合物来执行该器具的器具功能。在此，借助于计量装置1，可以设定和调节被提供给这种器具的气体量或者在该计量装置1的出口侧被提供给该器具的气体质量流量。可选地，计量装置1在第一气体连接件31的下游包括入口孔板33。为了密封第一气体连接件31、计量装置1的壳体3和入口孔板33之间的过渡部，在该过渡部的区域形成密封件40。计量装置1的壳体3可以一件式地或多件式地形成。计量装置1具有可调压力调节装置2′。该压力调节装置2′优选地被设计为活塞压力调节器和/或膜压力调节器(或者借助于活塞减压器和/或膜减压器来形成)。在所示出的实施方式中，该压力调节装置2′具有可调节的膜2。膜2两侧的空间经由孔板12、尤其是差压孔板并且借助于连接通道8来彼此连接。膜2与阀4、尤其是锥形阀4′连接，其中，阀4能通过膜2来被设定，尤其是根据膜2的弯曲和/或偏转来被设定。为了对膜2进行设定，在计量装置1处提供调整装置5、尤其是调整螺丝5′。尤其是，膜2和调整装置5借助于弹簧装置连接。通过调整装置5，可以设定对膜2的压力，并且因此尤其还可以设定阀4的通道横截面。孔板12被安装为使得在有气体流量的情况下，在膜2上形成差压，使得阀4被设定。因此，通过可调节的膜2和阀4，可以设定并且尤其是规定在计量装置1的入口区域和计量装置1的出口区域之间的最大气体压力差。因此，借助于膜2，可以将经过计量装置1的气体流量限制到最大值。沿气体流动方向在膜2的下游形成电可操控阀10′，该电可操控阀包括带有阀柱塞11的电磁阀10。
经过计量装置1的气体流量能借助于电磁阀10来被设定和/或调节，其中，能借助于电磁阀10来设定的气体流量受到借助于膜2所设定的最大值的限制。为此，优选地在测试和/或校准装置上或者借助于该测试和/或校准装置，通过调整装置5来对膜2进行设定和固定，使得当电磁阀10完全打开时，在入口侧和出口侧之间存在特定的差压。根据一个优选的实施方式，电磁阀10具有：2/2换向阀的功能，该2/2换向阀借助于电操控以固定或可变频率以及可变接通时长来被操控；或者2/2路比例阀的功能，其中，通过电操控来可变地设定在阀座处的开口横截面。在这两种情况下，通过对电磁阀10的操控来确定和/或改变经过计量装置1的气体质量流量。在此，气体质量流量与2/2换向阀的占空比或者与2/2路比例阀的开口横截面至少近似成比例。对于在电磁阀10的阀座的情况下(或在孔板的情况下)的特定气体通道横截面以及特定气体或气体混合物，优选地使用经验数据、特别优选地借助于测量来创建变化过程曲线，该变化过程曲线
(i)-在2/2换向阀的情况下-指示占空比与气体质量流量之间的关系，或
(ii)-在2/2路比例阀的情况下-指示开口横截面与气体质量流量之间的关系。
特别优选地，该变化过程曲线
(i)-在2/2换向阀的情况下-指示占空比与气体质量流量之比，或
(ii)-在2/2路比例阀的情况下-指示开口横截面与气体质量流量之比。
在图3中示出了根据本发明的第三实施例的计量装置1的示意性剖视图。与在根据图2的第二实施例中一样，在第三实施例中，存在可调节的膜2，借助于该膜，能设定计量装置1的入口区域和计量装置1的出口区域之间的最大气体压力差使得经过计量装置1的最大气体流量被限制。不同于图2中所示的第二实施例，在第三实施例中，没有锥形阀4′。根据第三实施例的计量装置1包括中间室6，该中间室尤其是与膜2相邻地形成。与在第二实施例中一样，为了对膜2进行设定，在计量装置1处形成调整装置5、尤其是调整螺丝5′。通过调整装置5，可以设定对膜2的压力。膜2的室在膜2的远离中间室6的一侧具有通向环境或大气的通道13。因此，在膜2的远离中间室6的一侧，空气压力和能借助于该调整装置来设定的压力作用于膜2。膜2与阀元件9连接，该阀元件因此能通过膜2来被设定。膜2和阀元件9布置在通道9′的相对侧。通过该膜，阀元件9被设定为使得计量装置1的入口区域和计量装置1的出口区域之间的最大气体压力差可以被设定并且尤其是被规定。因此，膜2和阀元件9尤其是调节相对于大气或环境的超压。因此，借助于膜2，经过计量装置1的气体流量可以被限制到最大值。经过计量装置1的气体流量能借助于电磁阀10来被设定和/或调节，其中，能借助于电磁阀10来设定的气体流量能通过对膜2的设定来被限制。按照第二实施例，为此，优选地在测试和/或校准装置上或者借助于测试和/或校准装置，通过调整装置5来对膜2进行设定和固定，使得当电磁阀10完全打开时，在入口侧和出口侧之间存在特定的差压。电磁阀10优选地具有：2/2换向阀的功能，该2/2换向阀借助于电操控以固定或可变频率以及可变接通时长来被操控；或者2/2路比例阀的功能，其中，通过电操控来可变地设定在阀座处的开口横截面。在这两种情况下，通过对电磁阀10的操控来确定和/或改变经过计量装置1的气体质量流量。
不同于图1中所示的第一实施例，根据第二和第三实施例的计量装置1不具有压力传感器20。然而，根据本发明的其它实施方式，可设想的是：形成不仅具有膜2(例如根据图2和3)而且具有压力传感器20(例如根据图1)的计量装置1。
根据第一实施例(参见图1)，可能的是：有利地使用可测量的差压或者能借助于压力传感器20来确定的在气体通道开口35上的气体压力差来量化气体质量流量，尤其是基于电磁阀10的整个设定范围和/或电磁阀操控以及由于公差引起的性能偏差的凭经验确定的数据。
根据第二和第三实施例(参见图2和图3)，能够借助于膜2在计量装置1中形成恒定或近似恒定的最大气体压力差。有利地，该恒定的差压被用于量化气体流量，尤其是基于电磁阀10的整个设定范围和/或电磁阀操控以及由于公差引起的性能偏差的凭经验确定的数据。这些凭经验确定的数据尤其是参考数据，这些参考数据例如在计量装置1的预备阶段中和/或借助于其它计量装置和/或借助于模拟来被确定。
在图4中示出了根据本发明的第四实施例的计量装置1的示意性剖视图。在此，第四实施例对应于根据图3的第三实施例，其中，附加地形成借助于压力传感器20的差压调节。压力传感器20或差压调节例如可以根据图1的第一实施例来设计。
借助于根据本发明的计量装置1、例如根据前述实施例之一的计量装置，通过对电可操控阀10′、尤其是电磁阀10的电操控，尤其可以无级地或者以一个或多个等级来准确地设定在0到100g/min的范围内、尤其是在0到10g/min的范围内的比较小的气体质量流量。特别有利地，可能的是：通过计量装置1的几何特性(尤其是借助于膜2)，将在入口侧的气体连接件和出口侧的气体连接件之间的差压限制到特定的最大值，优选地在0.01bar和2.00bar之间，尤其是取决于对于特定应用来说期望怎样的最大气体质量流量。借助于根据本发明的计量装置1，可以实现的优点在于：即使在入口侧和/或出口侧的绝对气体压力不总是处于相同水平或者不恒定，也可以准确地控制气体质量流量。这尤其意味着：不依赖于或至少不强烈依赖于存在的绝对压力差。在这种情况下，优选的是：为了计量装置1的正确运行，确保：入口处的绝对压力，与在出口侧的绝对压力相比，至少高出特定的最大气体压力差(优选地介于0.01和2.00bar之间)。
因此，根据本发明，可以提供紧凑且成本低廉的气体计量系统，利用该气体计量系统可以在没有机械操纵的情况下可变地设定比较小的气体质量流量，尤其是在0至100g/min的范围内。经此，根据本发明的计量装置1特别有利地适合于在家用器具7中使用。
优选地，通过对计量装置1、尤其是电磁阀10的电操控，可以在特定的设定范围内指定和量化气体质量流量，而为此无需直接的量测量。
最大差压和最大气体质量流量可以被限制到特定值，尤其是通过调整该计量装置的几何和机械特性并且尤其是借助于膜2。
根据本发明，特别有利的是，用户不必对阀进行机械调节以改变气体质量流量。
有利地，在该计量装置的入口和/或出口处的压力波动对气体质量流量没有影响或至多有轻微的影响，因为这种波动可以完全或至少部分地得到补偿。
本发明的一个特别的优点在于：可以针对不同的气体介质使用单独的计量装置1。在此，流量可以根据气体而有所不同，只要在控制电子设备的软件中映射并且考虑相对应的特性曲线。
在图5中示出了根据本发明的实施例的家用器具组件的示意图。该家用器具组件包括家用器具7和根据本发明的实施方式的计量装置1。
家用器具7例如可以是饮水机或冷饮机，其中，计量装置1用于计量CO2流量。用户可以通过该家用器具组件的界面来选择具有特定CO2含量的饮料，其中，所期望的CO2量在饮料制作期间经由该计量装置1被直接并且尤其是在线添加给水或者冷饮。
替代地，家用器具7例如可以是具有温度调节的燃气烤架。用户可以通过该家用器具组件、尤其是该燃气烤架的界面来设定烤架温度。控制器或操控器依据烤架中的当前温度来调节经过计量装置1的气体质量流量。
替代地，其它种类和类型的家用器具7也是可设想的，这些家用器具可以与根据本发明的实施方式的计量装置1一起使用。
附图标记列表
1 计量装置
2 膜
2′ 压力调节装置
3 壳体
4 阀
4′ 锥形阀
5 调整装置
5′ 调整螺丝
6 中间室
7 家用器具
8 连接通道
9 阀元件
9′ 通道
10 电磁阀
10′ 电可操控阀
11 阀柱塞
12 孔板
13 通道
20 压力传感器
21 气体通道
22 另一气体通道
31 第一气体连接件
32 第二气体连接件
33 入口孔板
34 测量孔板
35 气体通道开口
40 密封件
41 密封件
42 密封件
43 密封件
44 密封件
45 密封件
52 盖
53 连接装置
53′ 螺丝连接
54 连接装置
54′ 螺丝连接
60 止回阀
100 气体流量

Claims (18)

1.一种用于设定和/或调节气体流量(100)的计量装置(1)，其特征在于，所述计量装置(1)包括电可操控阀(10′)，其中，经过所述计量装置(1)的所述气体流量(100)能借助于所述电可操控阀(10′)来被设定和/或调节，
--其中，所述计量装置(1)具有压力传感器(20)，其中，借助于所述压力传感器(20)，能测量在所述计量装置(1)的气体通道开口(35)上的气体压力差，其中，所述电可操控阀(10′)能根据所测量的气体压力差来被设定；
和/或
--其中，所述计量装置(1)包括可调压力调节装置(2′)，其中，借助于所述可调压力调节装置(2′)，能设定所述计量装置(1)的入口区域和所述计量装置(1)的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于所述电可操控阀(10′)来设定的经过所述计量装置(1)的气体流量(100)受到借助于所述可调压力调节装置(2′)所设定的在所述计量装置(1)的入口区域和所述计量装置(1)的出口区域之间的最大气体压力差的限制。
2.根据权利要求1所述的计量装置(1)，其中，所述可调压力调节装置(2′)借助于可调节的膜(2)和/或借助于可调节的活塞来形成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，所述可调压力调节装置，尤其是可调节的膜(2)和/或可调节的活塞，能借助于调整装置(5)来被机械调节，尤其是使得能通过所述调整装置(5)来设定所述计量装置(1)的入口区域和所述计量装置(1)的出口区域之间的最大气体压力差。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，所述电可操控阀能被设定，尤其是根据所测量的气体压力差来被设定，使得能设定在所述气体通道开口(35)上的气体压力差的目标值和/或能设定经过所述计量装置(1)、尤其是经过所述气体通道开口(35)的气体流量(100)的目标值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，经过所述计量装置(1)的所述气体流量(100)能借助于参考数据来被确定和/或设定，其中，所述参考数据尤其涉及在所述气体通道开口(35)上的气体压力差与经过所述计量装置(1)的所述气体流量(100)之间的关系。
6.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，所述电可操控阀(10′)包括或者是电磁阀(10)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，所述电可操控阀(10′)、尤其是电磁阀(10)，能借助于控制装置来被操控。
8.根据权利要求7所述的计量装置(1)，其中，所述电磁阀(10)具有2/2换向阀，所述2/2换向阀能借助于所述控制装置以一定的频率、尤其是固定或可变频率并且以可变接通时长来被操控，尤其是使得能借助于对所述接通时长的选择来设定经过所述计量装置(1)的所述气体流量(100)，
或者
其中，所述电磁阀(10)具有2/2路比例阀，其中，通过借助于所述控制装置的操控，能设定在所述电磁阀(10)的阀座处的可变开口横截面，尤其是使得能借助于对在所述阀座处的开口横截面的选择来设定经过所述计量装置(1)的所述气体流量(100)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，能借助于所述可调压力调节装置(2′)来设定的在所述计量装置(1)的入口区域和所述计量装置(1)的出口区域之间的最大气体压力差，对应于可规定的介于0.01bar(含)与2.00bar(含)之间的最大值。
10.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，根据可选择的最大气体流量(100)来确定可设定的最大气体压力差。
11.根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)，其中，所述计量装置(1)包括止回阀(60)。
12.一种用于借助于根据前述权利要求中任一项所述的计量装置(1)来设定和/或调节气体流量(100)的方法，
--其中，所述计量装置(1)具有压力传感器(20)，其中，借助于所述压力传感器(20)来测量在所述计量装置(1)的气体通道开口(35)上的气体压力差，其中，根据所测量的气体压力差来设定所述电可操控阀(10′)；
和/或
--其中，所述计量装置(1)包括可调压力调节装置(2′)，其中，借助于所述可调压力调节装置(2′)，设定所述计量装置(1)的入口区域和所述计量装置(1)的出口区域之间的最大气体压力差，其中，能借助于所述电可操控阀(10′)来设定的经过所述计量装置(1)的气体流量(100)受到借助于所述可调压力调节装置(2′)所设定的在所述计量装置(1)的入口区域和所述计量装置(1)的出口区域之间的最大气体压力差的限制。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述气体流量(100)由气体或气体混合物形成，其中，针对所述气体通道开口(35)的给定的气体通道横截面并且针对所述气体或所述气体混合物，确定参考数据，尤其是所述气体流量(100)的依赖于所测量的在所述气体通道开口(35)上的气体压力差的变化过程曲线，
其中，所述电可操控阀(10′)根据所述参考数据来被操控和/或设定，使得所设定的在所述气体通道开口(35)上的气体压力差对应于可选择的气体流量。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中，尤其是借助于测试和/或校准装置并且尤其是借助于调整装置(5)，所述可调压力调节装置(2′)被设定，并且尤其是被固定，使得在所述电可操控阀(10′)处于完全打开的位置的情况下，在所述入口区域和所述出口区域之间存在可设定的最大气体压力差。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中，所述气体流量(100)由CO2形成或者包含CO2。
16.一种家用器具组件，其包括家用器具(7)和根据权利要求1至11中任一项所述的计量装置(1)。
17.根据权利要求16所述的家用器具组件，其中，所述家用器具(7)是饮料制作机，其中，能借助于所述计量装置(1)给饮料和/或用于制作饮料的初级物质掺入气体或气体混合物，尤其是掺入CO2，其中，所述气体或气体混合物的气体流量(100)能借助于所述计量装置(1)来被设定。
18.根据权利要求16所述的家用器具组件，其中，所述家用器具(7)是燃气烤架装置，其中，借助于所述计量装置(1)能设定所述燃气烤架装置的气体流量(100)。
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