DE2402213A1

DE2402213A1 - Messvorrichtung

Info

Publication number: DE2402213A1
Application number: DE19742402213
Authority: DE
Inventors: Bjoern-Olow Johansson
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1973-02-19
Filing date: 1974-01-17
Publication date: 1974-09-19
Also published as: IT1007407B; JPS5025262A; SE380347B; FR2218555A1; FR2218555B1; GB1432741A; JPS5631531B2; NL7400973A

Description

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Alfa-Laval AB, S-147 00 Tumba/Schweden

Messvorrichtung

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Messvorrichtung der Art, welche wenigstens ein Paar Messkammern umfasst, in welchen eine gemeinsame Kolbeneinrichtung zwischen zwei Endlagen hin- und herbewegbar ist, wobei jede der Messkammern mit einer Mediuraeinlassleitung und einer Mediumauslassleitung verbunden ist, wobei jede der Leitungen ein Absperrventil aufweist und die Korbeneinrichtung in oder etwas vor jeder ihrer Endlagen eine Abtasteinrichtung aktivieren kann, welche geeignet ist, ein Einstellen der Ventile einzuleiten, um die Kolbeueinrichtung in ihre entgegengesetzte Endlage zurückzubewegen.

Eine Messvorrichtung dieser Art ist in der britischen Patentschrift 1 026 973 beschrieben. Bei dieser bekannten Messvorrichtung weist die Abtasteinrichtung an jeder der Messkammern einen bewegbaren Abschnitt innerhalb der Kammer auf, welcher direkt mit der Kolbeneinrichtung in

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örigVnäI Mooted

Eingriff kommen kann, wenn sich letztere .in ihrer Endlage befindet, wobei ein Abächnitt ausserhalb der Kammer angeordnet ist, welcher ein Ventil in einem solchen Eingriff öffnen kann, um komprimierte Luft in eine Vorrichtung zu führen, welche ein Zurückstellen der Ventile in den entsprechenden Einlass- und Auslassleitungen. der Messkammern bewirkt.

Aus erkennbaren Gründen ist eine Abtasteinrichtung dieser Art mit einem bewegbaren Abschnitt, der sich in die entsprechende Messkammer, d.h. durch ihre Wand erstreckt, unzweckmässig. Es bestand demzufolge ein Wunsch, eine Anordnung zum Hichtineingriffbringen oder indirektem Abtasten der Kolbeneinrichtung zu verwenden, wenn sich diese in ihren Endlagen befindet. Eine solche Anordnung kann einen Magneten, welcher in der Kolbeneinrichtung angeordnet ist_r und eine Abtasteinrichtung umfassen, welche ausserhalb jeder Ifesakamiier angeordnet ist, wobei diese Abtasteinrichtung von den Magneten in der Kolbeneinrichtung betätigbar ist, wenn sich letztere in ihrer entsprechenden Endlage befindet. Die Abtasteinrichtung kann, wenn sie von dem Magneten in der Kolbeneinrichtung betätigt ist, einen elektrischen Stromkreis schliessen, in welchem die erwähnte Vorrichtung zum Zurückstellen der Ventile in den Einlass- und Auslassleitungen der Messkammern angeordnet

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Beim Versuch., eine Vorrichtung dieser Art zum indirekten Abtasten der Kolbeneinrichtung zu verwenden, wenn sich diese Einrichtung in ihren Endlagen befindet, hat sich jedoch als unmöglich herausgestellt, eine hohe und verlässliche Messgenauigkeit mit der Messvorrichtung zu erzielen. Der Grund hierfür ist nicflt ^anz klar, aber es wird angenommen, dass unerwünschte Wirkungen aufgrund der Tatsache eintreten, dass die Kolbeneinrichtung von der Wand in der entsprechenden Messkammer abprallt, so dass die Bewegung der Kolbeneinrichtung an ihre Endlage beschränkt wird. Es wurden Versuche unternommen um die Kolbeneinrichtung zurückkehren zu lassen, kurz bevor sie in Berührung mit dieser Viand gelangt, um ein solches Aufprallen zu verhindern. Es hat sich jedoch als unmöglich herausgestellt, während variierender Betriebszustände die Kolbeneinrichtung immer an genau der gleichen Lage in der Messkammer zurückkehren zu lassen.

Gegenstand der Erfindung ist die lösung des Messgenauigkeitsproblems bei einer Messvorrichtung der eingangs umrissenen Art.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erzielt, dass die oben beschriebene Vorrichtung mit einem Verzögerungsmechanismus versehen ist, welcher mit der Abtastein-r

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richtung verbunden ist und die Einstellung der Ventile während einer vorbestimmten Zeitdauer su verzögern, welche mit der Aktivierung'der Abtasteinrichtung beginnt.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass die' vorliegende Erfindung ihren Zweck in einer zufriedenstellenden Weise erfüllt. Mit der .Erfindung ist es möglich geworden, eine- sehr hohe und verlässliche Messgenauigkeit zu erzielen. Durch geeignetes Anordnen der Abtasteinrichtung und durch Voreinstellen der Zeitverzögerung auf einen geeigneten Wert kann gewährleistet werden, dass die Kolbeneinrichtung in Berührung mit der Endwand der Messkammer selbst bei einer geringen Kolbengeschwindigkeit gelangt, und weiterhin wird die Kolbeneinrichtung zum Stillstand gebracht, bevor sie ihren Weg zu der gegenüberliegenden Endlage beginnt. Mit anderen Worten sind Pralleffekte vermieden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäss Erfindung weist die Messvorrichtung eine Anordnung der oben beschriebenen Art zum indirekten Abfühlen der Kolbeneinrichtung in ihren Endlagen auf, d.h. eine Anordnung, welche einen Magneten, der in der Kolbeneinrichtung angeordnet ist und eine Abtasteinrichtung, die ausser-

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halb jeder Messkammer angeordnet ist, umfasst, wobei die Abtasteinrichtung von dem Magneten , in der Kolbeneinrichtung betätigbar ist und, wenn sich die Kolbeneinrichtung in der Nähe ihrer Endlage befindet, einen Stromkreis betätigen kann, der einerseits den Verzögerungsmechanismus, und andererseits eine Anordnung umfasst, um die Ventile in den Einlass- und Auslassleitungen der Messkammern zurückzustellen.

Eine Messvorrichtung der beschriebenen Art kann mehrere Paare von Messkammern mit darin bewegbaren Kolbeneinrichtungen umfassen, welche in ihren Endlagen eine Art einer Abtasteinrichtung betätigen können (siehe britische Patentschrift 1 026 973). Bei einer solchen Messeinrichtung gemäss Erfindung ist ein besonderer Verzögerungsmeohaniamus einer Vielzahl von Mesekammern gemeinsam» So ist ein Verzögerungsmeohanismus mit wenigstens einer Abtasteinrichtung einer jeden einer Vielzahl von Hesskammerpaaren verbunden, und kann betätigt werden, ua seine Verzögerungstunktion nur dann zu beginnen, wenn alle Kolbeneinriohtungen in den Messkammerpaaren ihre entsprechenden Endlagen erreicht haben. Der VerzögerungsmechaniamuB ist vorzugsweise in einem eXektrieohen Stromkreis eingeschlossen, in welchem

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die AbtaSteinrichtungen der verschiedenen Mesakamraerpaare in Reihe geschaltet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen: Pig. 1 eine Messvorrichtung mit lediglich

einem Messkammerpaar, Fig. 2 einen Verzögerungsmechanismus, Pig« 5 eine Messvorrichtung mit zwei

Messkammerpaaren Fig. 4 einen Verzögerungsmechanismus, der mit

zwei Abtasteinrichtungen in Reihe geschaltet

ist.

In Fig. 1 ist eine Messvorrichtung gezeigt, welche einen Zylinder 1 umfasst, dessen Inneres mittels eines Kolbens 2, welcher darin frei bewegbar ist, in zwei Messkaoaern 3 und unterteilt ist. Die Measkammer 3 ist mit einer £inlaesleltu«c 5 und einer Auslassleitung 6 verbunden, und die MeaakawMr <"" ist ait einer Einlassleitung 7 und einer Auslaaalettung verbunden. Beide Einlassleitungen 5 und 7 sind alt einer gemeinsamen Einlassleitung 9 verbunden, welche von eine* Bebälter 10 führt. Ein· Kreiaelpunpe 11 ist Bit der Leitung 9 verbunden. Beide Auslassleitungen sind eit

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einer gemeinsamen Auslassleitung 11 verbunden.

In jeder der Einlassleitungen 5, 7 und der Auslassleitungen 6 und 8 sind entsprechend Absperrventile 14, 15 und 16 vorgesehen. Für den Betrieb sind diese Ventile mit einer Steuereinheit 21 verbunden. Zwei ÄbtaSteinrichtungen 24 und 25 aind ebenfalls mit der Steuereinheit 21 über zwei Leitungen 22 und 23 verbunden. Diese Abtaeteinrichtungen sind an den Endwänden des Zylinders 1 ausserhalb seiner Messkammern 3 und 4 angeordnet und können die Gegenwart des Kolbens 2 in der Nähe seiner entsprechenden Endlagen abfühlen. Zu diesem Zwedc· ist der Kolben mit einem Magneten 26 versehen. Hit den Leitungen und 23 sind entsprechend Verzögerungsmechanismen 27 und 28 verbunden.

Sie Arbeitsweise der Messvorrichtung wird nachfolgend beschrieben und es ist angenommen, dass die Ventile und 16 in der anfänglichen Lage offen sind, während die Ventile 14 und 13 geschlossen sind.

Flüssigkeit wird aus den Behälter 10 durch die Leitungen 9 und 5 in die Messkammer 3 gepumpt. Deshalb wird der Kolben 2 durch den Druck nach rechte In Flg. 1 gedrückt, während in der Messkammer

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•vorhandene !Bissigkeit durch die Leitung 8 und weiterhin durch die Auslassleitung 12 gedrückt wird. Kurz "bevor" der Kolben 2 seine Endlage im rechten Abschnitt des Zylinders 1 erreicht, wird die Abtasteinrichtung 25 betätigt. In einer vorbestimmten Zeitdauer nach diesem Augenblic-k, wenn der Kolben seine Endlage erreicht hat und dort verbleibt, werden die Ventile 13 und 16 geschlossen. Naoh einigen weiteren Momenten werden die Ventile 14 und 15 geöffnet und Flüssigkeit wird in die Messkammer 4 gepumpt. Der Kolben 2 bewegt sich dann nach links und drüokt Flüssigkeit aus der Messkammer 3 durch die Leitung 6 und weiterhin duroh die Auslassleitung 12. Kurs bevor der Kolben seine Endlage im linken Abschnitt des Zylinders 1 erreicht, wird die Abtasteinrichtung 24 betätigt. In einer vorbestimmten Zeit nach diesem Augenblick, wenn der Kolben seine Endlage erreicht hat und dort verbleibt, werden die Ventile 14 und 15 geschlossen. Nach einigen weiteren Augenblicken werden die Ventil« 13 und 16 wiederum geöffnet, und das oben beschriebene Verfahren wird wiederholt.

Dl« oben beschriebenen Ventileinetellungen werden ron dtr Steuereinheit 21 durchgeführt, sit welcher die Abtteteinrichtungen 24 und 25 verbunden sind. Di· Zeitverzögerung zwischen dem Abfühlen des Kolbene 2 von der Abtaeteinrichtung 24 und 25 und der Einstellung

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der Ventile 13, 16 bzw. 14, 15 durch die Steuereinheit ist mittels den Verzögerungsmechanismen 27 und 28 geschaffen.

Das Abfühlen des Kolbens und Einstellen der Ventile wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Pig. 2 beschrieben, in weloher ein Abschnitt des Zylinders 1, .ein Abschnitt des Kolbens 2, die Abtasteinrichtung 24» der Verzögerungsmechanismus 27 und ein Abschnitt der Steuereinheit 21 gezeigt ist.

Die Abtasteinrichtung 24 umfasst einen stationären Abschnitt 29 und einen bewegbaren Abschnitt 30. Mittels elektrischer Leitungen 31 und 32 sind entspreohnd die Abschnitte 29 und 30 mit der Steuereinheit 21 verbunden. Der Verzugerungsmeohanismus 27 ist mit der Leitung 31 verbunden. Dieser Mechanismus ist von bekannter Art und umfasst unter anderem «inen elektrischen Zeitschalter 33 und eine UND-Schaltung

Wenn der Kolben 2 sich &ti seiner linken Endlage in d·· Zylinder 1 nähert, zieht der Magnet 26 des Kolbene den bewegbaren Abschnitt 30 der Abtasteinrichtung 24 en.

Kontakt ist dann zwischen diesem Abschnitt 30' und dem statiorären Abschnitt 29 der Abtasteinrichtung hergestellt. Der unter anderem den Verzögerungemeohanlaaus 27 umfassende Kreis let dann geaohloeeen. Dies tritt ein, wenn der Kolben die gestrichelte Linie K in flg. 2

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erreicht. Erst naoh einer bestimmten Zeitdauer nach diesem Augenblick, die von dem Zeitschalter .33 des Verzögerungsmechanisraus 27 bestimmt ist, sendet letzterer ein Signal zu der Steuereinheit 21.

Dieses Signal verursaohtj dass die Steuereinheit das Ventil 14 in der Einlassleitung 7 der Messkammer 4 und das Ventil 15 in der Auslassleitung 6 der Hesskammer schliesst. Die erwähnte Zeitdauer ist angepasst, so dass während dieser der Kolben Zeit hat, um seine Endlage in dem linken Abschnitt des Zylinders 1 zu erreichen und gegen die Endwand des Zylinders gedrückt wird. Danach, wenn alle Ventil· 13-16 für einige Augenblicke geschlossen gehalten sind, werden das Ventil 13 in der Einlassleitung 5 der Messkammer 3 und das Ventil 16 in der Auslassleitung 8 der Messkammer 4 von der Steuereinheit 21 geöffnet, so dass sich der Kolben 2 nach rechte in dem Zylinder 1 bewegt.

In Pig. 1 sind zwei Verzögerungemeohanismen 27 und gezeigt. Gewünschtenfalls kann die Abtasteinrichtung und 35 statt dessen mit ein und demselben Verzögerungsmeohanismus verbunden sein.

In Pig. 3 ist eine Messvorrichtung mit zwei Mess zylindern mit darin bewegbaren Kolben gezeigt. Die

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Die Zylinder haben, gleiche Durchmesser, jedoch unterschiedliche Längen und sind dazu bestimmt, unterschiedliche Mengen von zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten zu messen. "Die„gemessenen Flüssigkeiten müssen in einer Leitung 35 gemisch* werden, welche für beide Messzylinder gemeinsam ist. Die den Bezugaziffern in Pig. 1 entsprechenden Bezugsziffern sind mit dem Buchstaben a für den oberen Messzylinder in Fig. 3 und die dazu gehörende Anordnung verwendet. Für den unteren Zylinder in Fig. 3 und für die dazu gehörende Anordnung sind die Bezugsziffern, welche denen in Fig. 1 entsprechen, ait dem Buchstaben b versehen.

Alle Ventile 13a bia 16a und 13b bis 16b sind mit einer Steuereinheit 36 verbunden, welche für beide Hesszylinder 1a und 1b gemeinsam ist. Eine Abtasteinrichtung 24a des Messzylinders 1a und eine Abtasteinrichtung 24b dea Messzylinders 1b sind mit einem gemeinsamen Verzögerungsmechanismus 37 verbunden, während die anderen Abtasteinrichtungen 25a und 25b der Messzylinder 1a und 1b mit einem anderen ähnlichen Verzögerungsmechanismus 38 verbunden sind. Die Verbindung ist derart, dass jeder Verzögerungsmechanismus 37 und 38 in einem Stromkreis eingeschlossen ist, in welohem beide AbtaSteinrichtungen 24a, 24b bzw. 25e, 25b

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in Reihe geschaltet sind. Die Versögerungsmechanistnen 37 und 38, die von der gleichen Art wie der Verzögerungsmechanismus 27 in Fig. 2 ist, sind mit der Steuereinheit 36 verbunden,.

In Fig. 4 ist die Verbindung des Verzögerungsinechanisraus 37 zwischen'der Abtasteinrichtung 24a, 24b und der Steuereinheit 36 gezeigt. Der Zeitschalter des Verzögerungsaechanismus 37 ist mit 39» die UND-Schaltung mit 40 und die die verschiedenen Teile in dem Kreis verbindenden Leitungen mit 41_f42 und 43 bezeichnet.

Die Arbeitsweise der Messvorrichtung in Fig. 3 wird nachfolgend beschrieben, wobei angenommen ist, dase die Ventile 13a, 16a und 13b, 16b tn der anfänglichen Lage geschlossen sind, während die Ventile 14a, 15a, und 14b, 15b geöffnet sind.

Wenn Flüssigkeit aus den Behältern 10a und 10b in die Messkammern 4a und 4b gepumpt wird, bewegen sich die Kolben 2a und 2b naoh links und Flüssigkeit wird aus den Zylindern 1a und 1b durch die Leitungen 6a, 12a bzw. 6b bzw. 12b zu der gemeinsamen Leitung gedrückt. Wenn die Pumpen in diesem Fall mit dem

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gleichen Druck arbeiten, wird der Kolben 2b erst seine Endlage in dem linken Abschnitt des Zylinders 1b erreichen. Kurz bevor er diese Endlage erreicht, wird ein Kontakt zwischen dem statiorären Abschnitt 29 b und dem bewegbaren Abschnitt 50b der Abtasteinrichtung 24b hergestellt (siehe Fig. 4). Nur wenn der Kolben 2a ebenfalls in die Nähe seiner Endlage in dem linken Abschnitt des Zylinders 1a kommt und somit ebenfalls Kontakt zwischen dem stationären Abschnitt 29a und dem bewegbaren Abschnitt 30a der Abtasteinrichtung 24a hergestellt ist (Pig. 4), wird der Stromkreis, in welchem der Verzögerungsmechaniamus 37 eingeschlossen ist, geschlossen. Somit beginnt kurz nach diesem Moment der Zeitachalter 39 des Verzögerungsmechanismus 37 seinen Betrieb. Eine vorbestimmte Zeitdauer danach, wenn beide Kolben 2a und 2b in dem linken Abschnitt des entsprechenden Zylinders verbleiben, wird ein Signal von der UHD-Schaltung 40 des Verzögerungsmechanismus 37 zu der Steuereinheit gesandt, welche dann die Ventile 14a, 15a und 14b, 15b Bchliesst. Einige Augenblicke später werden die Ventile 13a, 16a und 13b, 16b geöffnet, und die Kolben 2a und 2ϋ bewegen sich nach rechts, so dass bestimmte Flüssigkeitsmengen aus den Zylindern 1a und 1b durch die Leitungen 8a, 12a, bzw. 8b, 12b zu der gemein-

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Leitung 35 gedrückt werden.

Wenn die Kolben 2a und 2b ihre Endlagen in dem rechten Absohnitt des entsprechenden Zylinders erreicht haben, wird eine entsprechende Verzögerung mittels dea Verzögerungsmechanismus 38 hervorgerufen, und danach werden die Ventile 13a_f 16a und 13b, 16b geschlossen und die Ventile 14a, 15a und 14b, 15b wieder geöffnet.

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Claims

Patentansprüche

1. j Messvorrichtung mit v/enigstens einem Messkammerpaar, In welchem eine gemeinsame Kqlbeneinrichtung zwischen zwei Endlagen hin- und herbewegbar ist, wobei jede Messkammer mit einer Mediumeinlassleitung und einer Mediuraauslassleitung verbunden ist und jede der leitungen ein Absperrventil aufweist und die Kolbeneinrichtung in oder kurz vor jeder ihrer Endlagen eine Abtasteinrichtung betätigen kann, welche ein Einstellen der Ventile einleitet, um die Kolbeneinrichtung in ihre entgegengesetzte Endlage zurückzuführen, gekennzeichnet durch einen Verzögerungsmechanismus (27, 28) der mit der Abtasteinrichtung verbunden ist und das Einstellen der Ventile (13 bis 16) während einer vorbestimmten Zeitperiode verzögert, welche mit der Aktivierung der Abtasteinrichtung beginnt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (24, 25) einen elektrischen Stromkreis betätigen kann, welcher den Verzögerungsmechanismus (27, 28) einschliesst.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsmechanismus als solcher bekannter Art ist und einen elektronischen Zeitschalter (33) und eine UUD-Sohaltung (34) umfasst.

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4." Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» nit wenigstens zwei Messkammerpaaren, wobei jede* der Messkammerη eine Kölbeneinrichtung aufweist, welche dariu bewegbar ist und in jeder ihrer Endlagen eine Abtasteinrichtung betätigen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungsmechanism.us (37, 38) mit wenigstens einer Abtasteinrichtung (24a, 24b, 25a, 2$b) eines jeden liesekamtnerpaares verbunden ist und seine Verzögerungsarbeit lediglich dann beginnt, wenn alle Kolbeneinrichtungen (2a, 2b) ihre entsprechenden Endlagen erreicht haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzögerungemechanismus (37, 38) in einem elektrischen Kreis enthalten ist, in welchem eine Vielzahl von Abtasteinrichtungen (24a, 24b, 25a, 25b), die zu verschiedenen Messkammerpaaren gehören, in Reihe geschaltet sind.

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