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Die Erfindung betrifft ein Umschaltventil für Verbundflüssigkeitszähler,
bestehend im wesentlichen aus einem bogenförmig sich bewegenden Klappenkörper und
einer in der Schließstellung in einerErweiterung des Nebenkanals nur vom Nebenzählermedium
umflossenen Steuereinrichtung, wobei diese ein an einem die Entlastung mitbestimmenden
Hebelarm befindliches und mit dem Klappenkörper verbundenes sowie mit ihm schwenkbares
Glied, wie Teller od. dgl., darstellt, das beim Öffnungsvorgang nach Durchlaufen
des erweiterten Raumes im Nebenkanal in eine einen gleichmäßigen Abstand zu ihm
aufweisende enge Drosselstelle eintaucht und diese durchläuft.
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Es sind bereits Umschaltventile für Verbundflüssigkeitszähler mit
einer Steuereinrichtung bekannt, bei denen sich das an einem Hebelarm befestigte
Steuerglied in der Schließstellung des Umschaltventils in einer starken Erweiterung
des Nebenkanals befindet. Beim Öffnen wird das Steuerglied nach einem bestimmten
Hub an einen Drosselquerschnitt herangeführt, den es anschließend durchläuft.
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Bei den vorstehend erwähnten bekannten Umschaltventilen nimmt das
Steuerglied bei der Öffnungsbewegung am Ende seines ersten Wegabschnittes gemeinsam
mit dem Klappenkörper des Umschaltventils eine Staustellung etwas außerhalb des
den Drosselquerschnitt tragenden Einsatzstückes ein. Mit stärkerem Durchfluß hebt
sich der erwähnte Klappenkörper bis zu einem Anschlag an. Den gleichen Weg, nur
in umgekehrter Richtung, beschreitet das Steuerglied beim Schließvorgang. Der abwärts
gehende Klappenkörper des Umschaltventils nimmt dabei vor dem Schließen gegebenenfalls
auf gewisse Zeit eine Staustellung ein, und erst danach wird der Hauptdurchgang
verschlossen. Die Öffnung des Umschaltventils geht vom Hauptklappenkörper aus. Das
dabei bei einem gewissen Differenzdruck auftretende Kraftmoment ist das alleinige
Öffnungsmoment, bis das Steuerglied in die von seiner Ausgangsstelle weiter entfernte
Drosselstelle eintaucht. Bevor dieser Zeitpunkt eintritt, ist die Steuereinrichtung
ohne Einfluß auf die Öffnung, erst dann stellt sich ein zusätzliches Kraftmoment
ein, das den Öffnungsvorgang beschleunigt und gleichzeitig eine große Entlastung
der Klappe herbeiführt. Der Weg, den das Steuerglied bis zu seinem Eingreifen in
den Öffnungsvorgang zurücklegen muß, ist verhältnismäßig groß, weil die Staustellung
der gesamten Klappe wegen des zusätzlichen Entlastungseffektes erst nach einem längeren
Hub des Klappenkörpers erreicht wird. Die Entlastung stellt sich dabei durch die
Verkürzung des Gewichtsarmes ein, wodurch eine Verringerung des Gewichtsmomentes
ermöglicht wird. Da unter gewissen Umständen, z. B. durch einen ungenügenden Dichtring
oder durch eingespülte Fremdkörper, der an der Hauptklappe auftretende Differenzdruck
auf dem langen Weg etwas absinken kann, ist es manchmal nicht zu vermeiden, daß
die Öffnungsbewegung gehemmt oder stark verlangsamt wird. Dadurch können zusätzliche
Meßfehler auftreten, deren Ursache zu kleine Durchflüsse durch den Hauptzähler sind,
die dieser nicht oder nur ungenau erfassen kann.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Einsatz des Steuergliedes
in den Öffnungsvorgang so erfolgen zu lassen, daß das anfängliche Öffnungsmoment
an der Hauptklappe schneller verstärkt wird
als bisher und deren notwendiger Abdichtungsweg
verkürzt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem
erweiterten Raum und der engen Drosselstelle am Ende der Laufbahn ein bogenförmig
ausgebildeter, Idas schwenkbare Steuerglied in geringem Abstand umgebender einstufiger
Drosselkanal angeordnet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird der Vorteil erzielt, daß
durch das Steuerglied eine Vordrosselung des Nebenstromes herbeigeführt wird.
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Das Steuerglied tritt schon nach kurzem, für die Schaltfunktion gerade
noch vertretbarem Hub in den Drosselkanal ein und durchläuft ihn berührunglos mit
geringem Spiel. Die dabei auftretenden Kräfte sind so groß, daß das Steuerglied
und der Klappenkörper sehr schnell angehoben werden, wobei kein Flattern der Ventilklappe
eintritt. Dadurch werden Meßfehler weitgehend vermieden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles
veranschaulicht. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Umschaltventil
mit Steuerkörper in der Schließstellung, Fig. 2 die Stellung beim Eingreifen des
Steuergliedes nach Öffnungsbeginn und F i g. 3 die Lage am Ende des ersten Wegabschnittes
(Staustellung).
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Der mit einem Gewicht 1 belastete Klappenkörper 2 und das in einem
stark erweiterten Raum 8 des Nebenkanals angeordnete schwenkbare Steuerglied 3,
beispielsweise ein Kolben, Scheibe oder Teller, sind an einem Hebel 4 befestigt.
Durch das besondere Zusammenbringen der genannten Teile ist es möglich, sowohl den
Klappenkörper 2 als auch das schwenkbare Steuerglied 3 beliebig weit vom Ventilsitz
5 hinwegzuführen. Für den dabei zurückzulegenden Weg ist ein Führungsansatz 9 für
den Klappenkörper 2 und ein besonderer bogenförmiger Kanalansatz 10 für das schwenkbare
Steuerglied 3 vorgesehen. Im Ansatz 10 liegt der ebenfalls bogenförmige Drosselkanal
6 und die Drosselstelle 7. Der Eingang zu dem Drosselkanal 6 ist so gesetzt, daß
das schwenkbare Steuerglied 3 nach einem für diese Bauart kürzesten Hub in den bogenförmigen
Drosselkanal 6 eintaucht, wobei allerdings das Prinzip des verzögerten Einsatzes
des schwenkbaren Steuergliedes 3 immer noch erhalten bleibt. Die Drosselstelle 7
ist damit verhältnismäßig weit vom erweiterten Raum 8 entfernt. Durch die Einengung
des Durchflußquerschnittes im Drosselkanal 6 zwischen dessen Innenwand und dem Steuerglied
3 wird eine gewisse Vordrosselung des Durchflusses erreicht, die zu einer starken
Differenzdruckerhöhung am Klappenkörper 2 führt. Der Schub auf dem letzteren wird
dadurch so groß, daß auch ein aus irgendwelchen Gründen auftretender geringer Abfall
des Differenzdruckes immer noch genügend Schubkraft beläßt, um eine einwandfreie
Öffnung des Umschaltventils zu ermöglichen. Der Übergang von der Schließstellung
des Ventils bis zum Eingreifen des Steuergliedes 3 in den Öffnungsvorgang ist verhältnismäßig
leicht abzudichten, da nur noch ein kurzer abgedichteter Hub nötig ist. Der Dichtring
des Klappenkörpers 2 bewegt sich in einer dem Hub angepaßten kurzen bogenförmigen
Führung, wobei sein Außendurchmesser ziemlich dicht am Innendurchmeser des Führungsansatzes
9 anliegt. Nach Durchlauf des abgedichteten Weges gleitet der Dichtring in eine
etwas erweiterte
Führung, oder es wird ein besonderer Klappenteller
eingesetzt, der dann ebenfalls in gewissem Abstand zu einer Führung gleitet. Der
Drosselkanal 6 für das Steuerglied 3 ist nur geringfügig weiter als der Durchmesser
des letzteren. Die eigentliche Drosselung tritt, in Durchflußrichtung gesehen, aber
erst am Ende des Drosselkanals 6 auf, an den sich bei 7 eine zweite Verengung anschließt,
durch die das Steuerglied nur noch mit geringstmöglichem Spiel hindurchtreten kann.
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Der Öffnungsvorgang des Umschaltventils geht so vor sich, daß nach
eingeleiteter Öffnung durch den Differenzdruck an der Hauptklappe nach Durchlauf
des abgedichteten Weges der Klappenkörper 2 von der Flüssigkeit des Hauptzählers
umströmt wird, während das in den engen Drosselkanal 6 eingedrungene schwenkbare
Steuerglied 3 von einem Teil der Nebenzählerflüssigkeit umflossen wird. An den beiden
Organen entsteht dabei ein neuer Differenzdruck, der in Verbindung mit dem jeweiligen
Hebelarm und den Flächen der beiden Organe ein schnelles Anheben der gesamten Klappe
bewirkt und gleichzeitig eine starke Entlastung herbeiführt. Da das Anheben der
gesamten Klappe durch die beiden bogenförmigen Führungen, die der Klappenbewegung
genau angepaßt sind, in eine Höhe erfolgen kann, bei der sich auch der mit der Klappe
verbundene Gewichtsarm wesentlich verkürzt, also das Gewichts-
moment stark herabgesetzt
wird, tritt dadurch noch eine zusätzliche Entlastung der Anlage ein.