-
Teilstrommengenmesser Die Erfindung betrifft Teilstrommengenmesser
und bezweckt, diese dahin zu verbessern, daß beim Sinken der Durchfiußmenge und/oder
des statischen Druckes in der Hauptleitung unter eine bestimmte Größe, die sich
Null nähert oder gleich Null wird, das Strömungsteilerventil keinen Teilstrom zum
Mengenmesser (Gaszähler) entweichen läßt, was bisher bis zu einem gewissen Grade
nicht verhindert werden konnte.
-
Die Zeichnung bringt in Fig. 1 bis 3 je ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung in grundzügiger Darstellung.
-
Beim ersten Ausführungsheispiel (Fig. 1) ist mit 1 die im folgenden
Hauptleitung genannte Leitung bezeichnet, deren in Richtung des Pfeiles 2 strömende
Durchflußmenge zu messen ist und die zu diesem Zwecke mit einem Wirkdruckgeher,
diesfalls mit einer Blende 3. versehen ist. Vor und hinter der Blende 3 geht von
der Leitung 1 je eine Zweigleitung 4 oder 5 ab, von denen 4 mit einer Blende 7 versehen
ist. Diese Zweigleitungen führen zu den Räumen 8 oder 9 eines durch eine Membran
10 unterteilten Strömungsteilergehäuses 11. An der Membran sitzt ein Ventilkörper
12, dessen zugehöriger Sitz 13 durch die Stirnfläche eines Rohrstückes 14 gebildet
wird, dessen Bohrung mit 15 bezeichnet ist. Das Rohrstück 14 schraubt sich in einem
am Gehäuse 11 sitzenden Stutzen 16 und kann durch eine Gegenmutter 17 gesichert
werden.
-
Von der Bohrung 15 führt eine Leitung 18 zum Einlaßstutzen eines
Gaszähl,ers 19, dessen Auslaß ins Freie geht. In der Leitung 18 ist eine Blende
20 vorgesehen, beiderseitig deren die Leitung 18 mit dem einen oder dem anderen
Schenket eines mit einer Flüssigkeit gefüllten U-Rohres 21 verbunden ist. Soweit
ist die Einrichtung bekannt.
-
Daneben findet sich nun eine Einrichtung, die der beschriebenen zum
Teil entspricht, und zwar in den Bezugszeichen 28 bis 37 den Bezugszeichen 8 bis
17.
-
Sie bildet jedoch im Sinne der Erfindung keinen Strömungsteiler,
sondern ein durch die Membran 30 gesteuertes Ventil 32, 33. Dabei ist der Raum 28
durch eine Leitung 39 mit der Zweigleitung 4 vor deren Blende 7 un.d der Raum 29
mit dem Raum 9 durch eine Leitung 40 verbunden. Die Bohrung 35 mündet ins Freie.
Das Rohrstück 14 ist der Membran 10 gegenüber so eingestellt, daß das Ventil 12,
13 hinsichtlich seines tiffnungs- und Schließdruckes so wirkt wie bei einem gewöhnlichen
Strömungsteiler. Dagegen ist das Rohrstück 34 der Membran 30 gegenüber so eingestellt,
daß sich das Ventil 32, 33 früher öffnet als das Ventil 12, 13. wenn der Druckunterschied
zwischen 28 und 29 einerseits und zwischen 8 und 9 andererseits fast verschwindet.
Anders ausgedrückt heißt das: die Vorspannung der Membran 30 ist geringer als die
der Membran 10.
-
Denkt man sich die Einrichtung 28 bis 40 nicht vorhanden, oder was
auf dasselbe hinauskommt, die Bohrung 35 verschlossen, so stellt die Einrichtung
einen üblichen Teilstrommengenmesser dar und bedarf ihre Wirkungsweise keine Schilderung.
Entsprechendes gilt auch, solange die Durchflußmenge in der Hauptleitung eine bestimmte
Größe nicht unterschreitet, denn dann hält der in 28 gegenüber 29 herrschende Überdruck
das Ventil 32, 33 geschlossen, obwohl die Federkraft der Membran 30 im Sinne des
Öffnens wirkt.
-
Wird nun die Durchflußmenge in der Hauptleitung fast Null, so herrscht
in den vier Räumen 8, 9, 28, 29 fast derselbe Druck. Dann ist wie bei den Strömungsteilern
üblicher Bauart das Ventil 12, 13 geschlossen, was aber noch nicht besagt, daß es
unbedingt dicht ist, daß also kein das Meßergebnis fälschender Teilstrom dem Gaszähler
19 zuströmen könnte. Dagegen hat sich das Ventil 32, 33 geöffnet und es entsteht
ein Gleichgewichtszustand, bei dem ein ganz geringer Teilstrom auf dem Wege 4, 7,
9, 40, 29, 35 ins Freie abströmt und wobei in 29 ein Druck herrscht, der, vermehrt
um die Federkraft der Membran 9, dem Druck in 28 das Gleichgewicht hält. Der Druck
in 29 ist also geringer als in 28. Da nun in 28 und 8 der gleiche Druck herrscht
und ebenso in 29 und 9, so ist der Druckunterschied zwischen 8 und 9 gleich dem
zwischen 28 und 29. Dieser durch die Einrichtung 28 bis 40 hervorgerufene Druckunterschied
bildet dann eine zusätzliche Belastung des Ventils 12, 13, der ein Abströmen von
das Meßergehnis fälschendem Teil-
strom zum Gaszähler verhindert.
Sobald in der Hauptleitung die Durchflußmenge wieder einen bestimmten Betrag überschreitet,
spielen sich die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab.
-
Während bei der beschriebenen Vorrichtung das membrangestenerte Ventil
32, 33 bei sinkender Durchflußmenge Teilstrom vor dem Strömungsteilerventil 12,
13 ins Freie entweichen läßt, sperrt es bei der im folgenden beschriebenen Vorrichtung
nach Fig. 2 die Leitung zum Strömungsteiler ah. Die Zweigleitungen 4 und 5 münden
dann in die Räume 29 oder 28 des Gehäuses 31. Die Einrichtung in diesem entspricht
der des ersten Ausführungsbeispieles; jedoch empfiehlt es sich, die Bohrung 35 etwas
größer zu wählen als dort; an sie sohließt sich eine Leitung 51 an, die zum Raum
9 führt, während die Räume 28 und 8 durch eine Leitung 52 verbunden sind. Die Blende
7 könnte auch in der Leitung 51 sitzen. Die Einrichtung am Strömungsteiler und dahinter
(Bezugszeichen 8 bis 21) ist dieselbe wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Die Rohrstücke34
und 14 sind so eingestellt, daß das Ventil 32, 33 früher schließt als das Ventil
12, 13, und zwar so, daß, wenn die Durchflußmenge Null oder fast Null wird. das
Ventil 32, 33 keinen Teilstrom mehr nach dem Ventil 12, 13 zu absickern läßt.
-
Solange die Durchflußmenge in der Hauptleitung 1 einen bestimmten
Betrag nicht unterschreitet, ist das Ventil 32, 33 geöffnet und unterscheidet sich
dile Wirkungsweise des Strömungsteilers nicht von der eines üblichen. Nähert sich
nun die Durchflußmenge in der Hauptleitung dem Wert Null, so herrscht in den vier
Räumen 28, 29, 8, 9 derselbe Druck. Das Ventil 32, 33 ist jetzt schon so geschlossen,
daß kein Teilstrom mehr dem Ventil 12, 13 zuströmen kann. Ein Durchsickern von Teilstrom
durch das Ventil 12, 13 hätte dann die Folge, daß der Druck in 9 absinkt und der
sich gleichbleibende Druck in 8 das Ventil 12, 13 noch fester schließt. Die Schließkraft
des Ventils 12, 13 bestimmt sich also nach der des Ventils 32, 33.
-
Überschreitet die Durchflußmenge in der Hauptleitung wieder einen
bestimmten Betrag. so spielen sich die geschilderten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge
ab.
-
Zur Erhöhung der NIeßgenauigkeit wird es beitragen. wenn man die
Gehäuse 11 und 31 so anordnet. daß die Ventilkörper 12 und 32 sich in waagerechter
Richtung bewegen. Ferner wird sich die gesamte Handhabung von Anfang an und später
erleichtern, wenn man die Membranen federnd ausbildet und der Abstand der Ventilkörper
von ihrem zugehörigen Sitz von Hand einstellbar ist. und zwar vorzugsweise durch
Verschrauben. Die Federkraft der Membran selbst macht dann besondere Federn entbehrlich.
Um die Vorrichtung von dem statischen Druck in der Hauptleitung unabhängig zu machen,
kann man die Ventilsitze an einer federnden. durch den Druck vor dem Ventil belasteten
Platte anordnen, so daß sich mit zunehmendem Druck ihr Abstand vom Ventilkörper
vergrößert.
-
Das dritte AusfUhrungsbeispiel (Fig. 3) ist für solche Betriebe bestimmt,
die mit längeren Unterbrechungen arbeiten, während deren im allgemeinen der vorgeschriebene
statische Druck in der Hauptleitung absinkt. Dieser Umstand führt zu einer vereinfachten
Bauart. bei der das Ventil durch den statischen Druck in der Hauptleitung gesteuert
wird. Es entfallen hier die mit den Bezugsziffern 28 bis 40 hezifferten Teile des
ersten Ausführungsbeispieles und werden durch folgende Vorrichtung ersetzt: Am
Gehäuse
11 sitzt ein nach dem Raum 9 hin offenes Rohr 60 mit einer Blende 61 und mit einem
Ventilsitz 62 für einen Ventilkörper 63, dessen Durchmesser ein wenig kleiner ist
als der Innendurchmesser des Rohres 60 und der sich mit einer Spindel 64 in einer
im Rohr 60 sitzenden Hüls,e 65 führt. Gegen die Spindel 64 legt sich eine Druckfeder
66, die ihr Widerlager an einem im Boden des Rohres 60 ein-und ausschraubbaren Stellschräubchen.
67 findet. 68 bezeichnet den Auslaß des Rohres 60 ins Freie.
-
Mit dem Stellschräubchen 67 wird der Ventilkörper 63 über die Feder
66 so eing.estellt, daß das Ventil 62, 63 offen bleibt, wenn bei vorgeschriebenem
statischem Betriebsdruck in der Leitung 1 keine Strömung herrscht. Dann strömt auf
dem Wege 4, 9, 60, 68 ein Teilstrom ins Freie, und es entsteht, da der Offenquerschnitt
des Ventils 62, 63 größer ist als der der Blende 7, in 9 gegenüber 8 ein geringer
Unterdruck, der das Ventil 12, 13 geschlossen hält, so daß kein fälschender Teilstrom
zum Gaszähler 19 gelangen kann. Das Ventil 62, 63 erfüllt also seine Aufgabe vollkommen,
wenn kein Durchfluß durch die Hauptleitung stattfindet, solange der statische Druck
nicht oder nicht angenähert seine vorgeschriebene Höhe erreicht. Bei vorgeschriebenem
statischem Druck schließt sich das Ventil 62, 63 entgegen dem Druck der Feder 66.
Da nur das Ventil 12, 13 so eingestellt ist, daß es bei vorgeschriehenem s.tatischem
Druck dicht bleibt, wenn kein Durchfluß in der Hauptleitung stattfindet. so kann
auch in diesem Falle kein fälschender Teilstrom zum Gaszähler gelangen.
-
PATETANSPC: 1. Teilstrommengenmesser, gekennzeichnet durch ein selbsttätiges
Ventil (z. B. 32, 33), das beim Sinken der Durchflußmenge und/oder des statischen
Druckes in der Hauptleitung (1) unter eine bestimmte Größe den Druck vor dem Strömungsteilerventil
(12, 13) senkt und im umgekehrten Falle sich wieder ausschaltet.