DE2429013A1

DE2429013A1 - Bellows type gas meter - has device preventing errors caused by increased load

Info

Publication number: DE2429013A1
Application number: DE2429013A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Ing Roese; Dieter Ing Grad Schmittner
Original assignee: BRAUN WUERTT GASZAEHLER
Current assignee: BRAUN WUERTT GASZAEHLER
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1976-01-08
Also published as: DE2429013B2; DE2429013C3

Abstract

The meter comprises measurement chambers consisting of two compartments with a diaphragm between them and a hole on one side which forms the gas inlet and outlet. This hole is in the diaphragm clamping area. It is widest at this point and its cross-section decreases towards the diaphragm end position, in which about 15% of its total cross-section is still open. This hole is divided in several smaller wedge-shaped passages, whose longitudinal axes coincide with the diaphragm direction of movement, and their wider ends are near the diaphragm clamping plane.

Description

Einrichtung zur Verhinderung der Meßfehler von Balgengaszählern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verhinderung der infolge wachsender Belastung entstehenden Meßfehler von Balgengaszählern, welche Meßkammern besitzen, die aus zwei Meßschalen mit dazwischen eingespannter Membran bestehen, und wobei jede Meßschale auf der einen Seite mit einer den Gaseinlaß und -auslaß bildenden Öffnung versehen ist.Device for preventing measurement errors from diaphragm gas meters The invention relates to a device for preventing the stress caused by increasing resulting measurement errors of diaphragm gas meters, which have measuring chambers from there are two measuring bowls with a membrane clamped between them, and each measuring bowl provided on one side with an opening forming the gas inlet and outlet is.

Auch bei Balgengaszählern mit durch Meßschalen begrenztem Membranhub entsteht mit wachsender Belastung ein Minus- Anzeigefehler und zwar dadurch, daß mit zunehmender Belastung die Druckdifferenz an der Membran zwischen der Einströmseite und der Abströmseite immer größer wird, wodurch in der Walkzone der mit Membranspiegeln versehenen Membran, diese bis in die Spalten oder sonstigen kleineren Vertiefungen in den Meßschalen hineingedrückt, also der Meßraum durch die Membran vollständig ausgefüllt wird, was bei Normalbelastung nicht erfolgt. Diese unvermeidlichen Spalten befinden sich zwischen Membranspiegel, bzw. Scharnierblech und Meßschale, und Vertiefungen z.B. an der Öffnung in der Meßschale.Also with diaphragm gas meters with a diaphragm stroke limited by measuring cups the higher the load, there is a negative Display errors, namely in that with increasing load, the pressure difference across the membrane between the inflow side and the outflow side is getting larger, which in the flexing zone the membrane provided with membrane mirrors, these up into the gaps or other smaller depressions in the measuring cups, so the measuring space through the membrane is completely filled, which does not occur under normal load. These unavoidable gaps are located between the membrane mirror or the hinge plate and measuring cup, and depressions e.g. at the opening in the measuring cup.

Das Problem des steigenden Minus-Anzeigefehlers bei wachsender Belastung ist alt und führte insbesondere bei hubstreckenmessenden Balgenmessern zu verschiedenen Lösungsvorschlägen.The problem of increasing minus display errors with increasing load is old and led to different ones, especially in the case of stroke distance measuring bellows knives Proposed solutions.

So zeigt die Di-PS 682.629 ein solches Meßwerk, bei dem die Membranbewegung durch eine pneumatische Bremseinrichtung beeinflußt wird, und die DT-PS 623.536 einen Zähler, bei dem in Abhängigkeit vom Differenzdruck die Ubertraguag vom Meßwerk zum Zählwerk verändert wird. Bei den bekannten Einrichtungen soll der bei steigender Belastung entstehende überhub der Membran abgebremst, bzw. verkürzt werden. Diese komplizierten und nicht sehr genau arbeitenden Einrichtungen - die übermäßige Membranausbeulung wurde nicht beseitigt -wurden später durch die Meßschalen, welche die Membranbewegung begrenzt, ersetzt und bis heute beibehalten. Mit steigendem Energiebedarf der einzelnen Abnehmer müßte jeweils ein gröBerer Gaszähler eingebaut werden, oder der Zähler von bisheriger Größe mit höherer Belastung betrieben werden.Thus, the Di-PS 682.629 shows such a measuring mechanism in which the diaphragm movement is influenced by a pneumatic braking device, and DT-PS 623.536 a counter in which, depending on the differential pressure, the transfer from the measuring mechanism is changed to the counter. In the case of the known facilities, the increase in The overstroke of the diaphragm caused by the load can be braked or shortened. These complicated and not very precisely working devices - excessive membrane bulging was not eliminated - were later by the measuring cups, which the membrane movement limited, replaced and maintained to this day. With increasing energy requirements of the individual Customers would have to install a larger gas meter, or the meter of previous size can be operated with higher loads.

Die erste Möglichkeit ist aus Kosten- und Platzgründen unerwünscht, und die zweite wegen der aus eingangs geschilderten Gründen entstehenden Meßfehler bis jetzt kaum realisierbar.The first option is undesirable for reasons of cost and space, and the second because of the measurement errors resulting from the reasons outlined above up to now hardly feasible.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Balgengaszähler mit Meßschalen, mit einfachen Mitteln und unter Vermeidung von zusätzlichen Raum beanspruchenden Einrichtungen so zu verbessern, daß der bei erhöhter Belastung entstehende Minus-Anzeigefehler bis in die eichbestimmungsmäßigen Grenzen reduziert wird, der Zähler also in einem weitaus größeren Meßbereich eingesetzt werden kann.The object of the invention is to provide the diaphragm gas meter with measuring trays, with simple means and avoiding additional space-consuming To improve facilities in such a way that the negative display error arising with increased load is reduced to the limits specified in the calibration, i.e. the counter in one much larger measuring range can be used.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß die sich in Richtung Entleerung des MeBraumes bewegende Membran, durch immer mehr Abdecken des Auslasses sich selbst abbremst.According to the invention, the object is achieved in that the Membrane moving in the direction of emptying the measuring chamber, by covering it more and more the outlet brakes itself.

Wie eingangs erwähnt, erhöht sich der Druck in der zu füllenden Meßkammer mit steigender Belastung des Gaszählers. Durch das fortschreitende Abdecken des Auslasses durch die Membran, wird der Auslaßquerschnitt entsprechend verkleinert, und der Gegendruck steigt demzufolge an. Die Membran wird somit den gleichen Druckdifferenzen ausgesetzt, wie bei minimalem Durchgang, beult also immer gleich aus.As mentioned at the beginning, the pressure in the measuring chamber to be filled increases with increasing load on the gas meter. As the Outlet through the membrane, the outlet cross-section is reduced accordingly, and the back pressure increases accordingly. The membrane will thus experience the same pressure differentials exposed, as with minimal passage, so always bulges out immediately.

Im einzelnen wird die lösung dadurch erreicht, daß die Öffnung in jeder Meßschale im Bereich der Anlegefläche der Walkzone der Membran angeordnet ist und einen von der Nähe der Einspannfläche der Membran ausgehenden, sich zur Endlage der Membran hin verkleinernden Querschnitt besitzt, wobei jedoch die Öffnung sich soweit erstreckt, daß gleich oder weniger als 15% deren Gesamtquerechnitt von der Walkzone der Membran in deren Endstellung unverdeckt bleiben.In detail, the solution is achieved in that the opening in each measuring cup arranged in the area of the contact surface of the flexing zone of the membrane is and one from the vicinity of the clamping surface of the diaphragm, towards the End position of the membrane has a reducing cross-section, but the opening extends to the extent that equal to or less than 15% their overall cross-section remain uncovered by the flexing zone of the membrane in its end position.

Diese Maßnahme hat gegenüber der bekannten, in beide Richtungen arbeitenden pneumatischen Bremseinrichtung noch aen Vorteil, daß zwar die Endbewegung der Membran zunehmend abgebremst wird, die Anfangsbewegung jedoch unbeeinflußt erfolgt, weil einmal die Offnung der Gegenmeßkammer vollkommen offen ist, und zweiten. die Membran von der Öffnung durch das nun in die zu füllende Meßkammer einfließende Medium sofort abgehoben wird, diese also auch vollkommen frei gibt. Der Druckverlust wird somit in tragbaren Grenzen gehalten.This measure has compared to the known, working in both directions pneumatic braking device still has the advantage that although the final movement of the membrane is increasingly braked, but the initial movement is unaffected because once the opening of the counter-measuring chamber is completely open, and the second. the membrane from the opening through the medium now flowing into the measuring chamber to be filled is lifted off, so it is also completely free. The pressure loss is thus kept within acceptable limits.

Damit nun die Membran im Bereich der verhältnismäßig großen Öffnung der Meßschale, nicht auch noch ausbeulen kann, was die Messung etwas verfälschen kann, wird gemäß einiger Merkmale vorgeschlagen, daß der Gesamtquerschnitt der Öffnung in mehrere Einzeldurchgange unterteilt ist, und die Einzeldurchgange kegelstumpfförmigen Querschnitt besitzen, deren Längsachse in der einen Ebene mit der Bewegungsrichtung übereinstimmt, und deren größte Breite sich in der Måhe der Einspannfläche der Membran befindet, oder die Anzahl der Einzeldurchgänge im Bereich des größeren Querschnitts der Öffnung die größte ist und zur anderen Seite hin abnimmt, bzw. der Querschnitt jedes Einzeldurchganges im Bereich des größeren Querschnitts der Offnung größer ist als der des in Richtung kleineren Querschnitts der Öffnung befindlichen Einzeldurchgangs.So now the membrane in the area of the relatively large opening the measuring bowl, can not also bulge, which falsify the measurement somewhat can, it is proposed according to some features that the overall cross-section of the opening is divided into several individual passages, and the individual passages are frustoconical Have cross-section whose longitudinal axis is in one plane with the direction of movement coincides, and their greatest width is in the Måhe the clamping surface of the membrane or the number of individual passes in the area of the larger cross-section the opening is the largest and decreases towards the other side, or the cross-section each individual passage is larger in the area of the larger cross-section of the opening than that of the single passage located in the direction of the smaller cross section of the opening.

Nun gibt es Gaszählerausführungen, bei denen die Öffnung in der Meßschale eine Ausbuchtung, also Teil eines Kanales ist.Now there are gas meter designs in which the opening is in the measuring bowl a bulge, i.e. part of a canal.

Für diese wird nach einem anderen Merkmal vorgeschlagen, daß die Einzeldurchgänge sich in einem der entsprechenden Seite der Meßachale angepaßten Einlegeblech befinden, und dieses Einlegeblech vor der OJEfaung in der Meßschale angeordnet ist.For this it is proposed according to another feature that the individual passes are in one of the corresponding side of the measuring shaft adapted insert sheet, and this insert plate is arranged in front of the OJEfaung in the measuring cup.

Wichtig ist hierbei, daß das Einlegeblech den Zugang zur Öffnung mindestens bis auf 15% Restöffnungsquerschnitt verschließt.It is important here that the insert plate has at least access to the opening closes up to 15% residual opening cross-section.

Die Erfindung wird nun anhand der einige Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung erläutert.The invention will now be described on the basis of some exemplary embodiments Drawing explained.

Es zeigt in schematischer Darstellung Fig.1 einen Gaszähler im Schnitt, wobei die Meßkammern hervorgehoben sind, und die Figuren 2 bis 4 Varianten von Öffnungen in Meßschalen in der Sicht aus Richtung "A" (Fig.1).It shows in a schematic representation Fig. 1 a gas meter in section, the measuring chambers being emphasized, and FIGS. 2 to 4 variants of openings in measuring cups as seen from direction "A" (Fig.1).

Beim Balgengaszähler nach Fig.1 sind alle nicht zur Erläuterung der Erfindung erforderlichen Teile weggelassen. Im wesentlichen ist ein Meßwerk dargestellt, welches in einem angedeuteten Gehäuse 1 angeordnet ist. Das Meßwerk besteht aus zwei Doppelmeßkammern 2 und 3, sowie 4 und 5, die aus je zwei Meßschalen 6 und 7 sowie 8 und 9 mit dazwischen peripher eingespannter Membran 10, bzw. 11, bestehen. Jede der Meßschalen 6 bis 9 besitzt auf der einen, der Walkzone der Membran 10, bzw. 11 angepaßten Seite, eine Öffnung 12, für den Gasein- und -auslaß der entsprechenden Meßkammer 2, 3, 4, oder 5. Die Öffnungen 12 sind 80 angeordnet, daß beim Anliegen der Membran 10, bzw. 11, gleich oder weniger als 15% des Gesamtquerschnittes der Öffnungen 12 von der Membran 10, bzw. 11, unverdeckt bleibt.In the case of the diaphragm gas meter according to FIG. 1, none of them are used to explain the Invention required parts omitted. Essentially a measuring mechanism is shown, which is arranged in an indicated housing 1. The measuring mechanism consists of two double measuring chambers 2 and 3, as well as 4 and 5, each consisting of two measuring shells 6 and 7 as well as 8 and 9 with membrane 10 and 11 respectively clamped between them peripherally. Each of the measuring shells 6 to 9 has on one, the flexing zone of the membrane 10, or 11 adapted side, an opening 12, for the gas inlet and outlet the corresponding measuring chamber 2, 3, 4, or 5. The openings 12 are arranged 80 that when the membrane 10 or 11 is in contact, it is equal to or less than 15% of the total cross-section of the openings 12 by the membrane 10 or 11, remains uncovered.

Außerdem besitzen die Öffnungen 12 in der Nähe der Einspannfläche der Membran 10, bzw. 11, einen größeren Querschnitt - also Breite -, als auf der entgegengesetzten Seite.In addition, the openings 12 have in the vicinity of the clamping surface the membrane 10, or 11, a larger cross-section - that is, width - than on the opposite side.

Varianten der Öffnung 12 zeigen die Figuren 2 bis 4, die einen Ausschnitt der Meßschale 6 aus Richtung "A" (Fig.1) zeigen, der gleichermaßen für die Neßschalen 7, 8 und 9 Gültigkeit hat.Variants of the opening 12 are shown in FIGS. 2 to 4, which are a detail the measuring bowl 6 from direction "A" (Fig.1) show the same for the Neßschalen 7, 8 and 9 is valid.

In der Fig.2 ist die Öffnung 12 der Meßschale 6 aus Fig.1, in Einzeldurchgänge 13 unterteilt, die einen kegelstumpfförmigen Querschnitt besitzen, wobei sich die größte Breite in der Nähe der Einspannfläche der Membran 10 befindet. In der Fig.3 besitzen die Einzeldurchgänge 13 einen runden, zueinander aber gleichen Querschnitt, und die Querschnittsabnahme der Gesamtöffnung 12 (Fig.1) wird durch Abnahme der Anzahl der Einzeldurchgänge 13 nach der der Einspannfläche der Membran 10 abgewandten Seite hin, erreicht. Auch die Einzeldurchgänge 13 der Fig.4, besitzen einen runden Querschnitt, jedoch wird hier die Abnahme des Gesamtquerschnittes durch Querschnittabnahme der Einzeldurchgänge 13 in der bereits beschriebenen Richtung, erreicht. Die Einzeldurchgänge 13 sind in den Figuren 3 und 4 mit rundem Querschnitt dargestellt.In FIG. 2, the opening 12 of the measuring cup 6 from FIG. 1 is shown in individual passages 13 divided, which have a frustoconical cross-section, the greatest width in the vicinity of the clamping surface of the membrane 10 is located. In Fig.3 the individual passages 13 have a round, but identical cross-section, and the decrease in cross-section of the overall opening 12 (FIG. 1) is by decreasing the Number of individual passages 13 after that facing away from the clamping surface of the membrane 10 Side down, reached. The individual passages 13 of FIG. 4 also have a round one Cross-section, however, here the decrease in the total cross-section is caused by the decrease in cross-section of the individual passages 13 in the direction already described. The single passes 13 are shown in Figures 3 and 4 with a round cross-section.

Sie könnten auch jede andere Querschnittsform besitzen, wenn nur die Abnahme des Gesamtdurchganges nach der einen Seite hin gewährleistet ist.They could have any other cross-sectional shape, if only that Reduction of the total passage is guaranteed on one side.

Bisher wurde beschrieben, daß die Einzeldurchgänge 13 sich in einer ßeitenwand der Meßschale 6, 7, 8 oder 9 befinden.So far it has been described that the individual passages 13 are in a ßeitenwand of the measuring cup 6, 7, 8 or 9 are located.

Es gibt Jedoch Ausführungen von Meßschalen, bei denen die Öffnung 12 durch teilweise Herausziehen der Meßschalenseitenwand gebildet wird, die Membran an dieser Stelle also keine Anlagefläche besitzt. Um dem abzuhelfen, wird - am Beispiel der Meßschale 6 in Pig.1 - ein Einlegeblech 14 vorgesehen, welches dann mit Einzeldurchgängen 13 gemäß den Ausführungen nach den Figuren 2 bis 4, oder ähnlichen, versehen ist.However, there are versions of measuring shells in which the opening 12 is formed by partially pulling out the measuring cup side wall, the membrane so has no contact surface at this point. To remedy this, - using the example the measuring cup 6 in Pig.1 - an insert plate 14 is provided, which then with individual passages 13 according to the embodiments of Figures 2 to 4, or similar, is provided.

Abschließend noch kurz die Wirkungsweise anhand der Meßkammera 2 und 3, wobei die Funktion eines Balgengaszählers als bekannt vorausgesetzt-wird. In der in Fig.1 dargestellten Stellung der Membran 10, wird die Meßkammer 3 mit durch die Öffnung 12 unter Druck eintretenden Gas gefüllt, und das sich in der Melikammer 2 befindliche Gas, durch Verlagerung der Membran 10, durch die Öffnung 12 herausgedrückt. Ee sei angenommen, die Öffnungen 12 bestehen aus den in Fig.3 gezeigten Einzeldurchgängen 13, so ist ersichtlich, daß das Gas in die Meßkammer 3 ungehindert eintreten, das Gas aus der Meßkammer 2 aber nur mit zunöhmender Behinderung austreten kann', weil die Membran 10 in der gezeigten Stellung bereits ein Teil der Einzeldurchgänge 13 verdeckt. Diese Querschnittsabdeckung erfolgt Jedoch nicht linear mit dem Membranw.g, sondern in einer bestimmten Funktion zunehmend, wobei die Zunahme dem einzelnen Zählertyp, abhängig hauptsächlich vom Verhältnis Meßrauminhalt -Membranweg, zuzuordnen wäre.Finally, briefly the mode of operation using the measuring chambers 2 and 3, whereby the function of a diaphragm gas meter is assumed to be known. In the position of the membrane 10 shown in Figure 1, the measuring chamber 3 is through the opening 12 is filled under pressure entering gas, and that is in the meli chamber 2 located gas, by displacement of the membrane 10, pressed out through the opening 12. It is assumed that the openings 12 consist of the individual passages shown in FIG 13, it can be seen that the gas can enter the measuring chamber 3 unhindered But gas can only emerge from the measuring chamber 2 with increasing obstruction 'because the membrane 10 is already part of the individual passages 13 in the position shown covered. However, this cross-sectional coverage is not linear with the Membranw.g, but increasing in a certain function, the increase being the individual Allocate meter type, depending mainly on the ratio of the volume of the measuring chamber to the membrane path were.

Durch die zunehmende Austrittsbehinderung steigt aber der Druck in der Meßkammer 2 an und verhindert, daß die Membran 10 sich in der Walkzone zusätzlich ausbeulen kann. Bei geringem Durchfluß durch den Zähler, und somit wesentlich verlangsamten Eintritt des Gases in die Meßkammer 3, hat auch das aus der Meßkammer 2 austretende Gas, trotz sich verengendem Ausgang, eine niedrigere Durchtrittsgeschwindigkeit, wird also mit einem geringeren Druckabfall am Auagang belastet, wodurch das Druckgefälle auf beiden Seiten der Membran 10, gleich ist, oder nahezu gleich ist dem, das bei großem Durchfluß herrscht.However, due to the increasing obstruction to exit, the pressure in the measuring chamber 2 and prevents the membrane 10 from moving in the The flexing zone can also bulge. When the flow through the meter is low, and thus significantly slowed entry of the gas into the measuring chamber 3, also has that from the measuring chamber 2 exiting gas, despite the narrowing outlet, a lower one Passage speed, is therefore with a lower pressure drop at the outlet loaded, whereby the pressure gradient is the same on both sides of the membrane 10, or is almost the same as that which prevails with a large flow.

Ist die Meßkammer 2 geleert, und die Meßkammer 3 gefüllt, steuern die nicht näher bezeichneten Ventile den Gasfluß um, wodurch nun durch die Öffnung 12 Gas in die Meßkammer 2 eintritt, dabei zunächst die vor dem größten Teil des Querschnittes der Öffnung 12 liegende Membran 10 wegdrückt und den Querschnitt voll öffnet, bevor die Membran 10 insgesamt in Richtung Meßkammer 3 bewegt wird. Die Öffnung 12 der Meßkammer 3 ist zunächst voll offen, wodurch das Gas ungehindert austreten kann.If the measuring chamber 2 is emptied and the measuring chamber 3 is filled, control the unspecified valves to the gas flow, which now through the opening 12 gas enters the measuring chamber 2, initially the front of the largest part of the Cross-section of the opening 12 pushes away membrane 10 and the cross-section full opens before the membrane 10 is moved overall in the direction of the measuring chamber 3. the Opening 12 of the measuring chamber 3 is initially fully open, whereby the gas is unhindered can emerge.

Erst wenn die Membran 10 mindestens ihren halben Weg durchlaufen hat, beginnt das Abschließen der Öffnung 12 in der Meßschale 7, und somit fortschreitend das Abbremsen.Only when the membrane 10 has traversed at least half its way, the closing of the opening 12 in the measuring cup 7 begins, and thus progressively the braking.

Claims

1. Facility to prevent the strain that occurs as a result of increasing exposure Measurement errors of diaphragm gas meters which have measuring chambers consisting of two measuring trays exist with a membrane clamped in between, and each measuring cup on the one side is provided with an opening forming the gas inlet and outlet, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the opening (12) in each measuring bowl (6,7,8,9) arranged in the area of the contact surface of the walksone of the membrane (10,11) and one from the vicinity of the clamping surface of the membrane (10, 11) proceeding towards the end position of the membrane (10, 11) has a reducing cross-section, however the opening (12) extends so far that equal to or less than 15% of its total cross-section remain uncovered by the flexing zone of the membrane (10, 11) in its end position.

2. Device on diaphragm gas meters according to claim 1, d a d u r c h it is noted that the total cross-section of the opening (12) is divided into several Individual passages (13) is divided, and the individual passages (13) frustoconical Have cross-section whose longitudinal axis is in one plane with the direction of movement matches, and their greatest width is in the vicinity of the clamping surface of the membrane (10,11) is located. (Fig. 2)

3. Device on diaphragm gas meters according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the total cross-section of the opening (12) is divided into several individual passages (13), and the number the individual passages (13) in the area of the larger cross section of the opening (12) is the largest and decreases towards the other side. (Fig. 3)

4. Set up on bellows counters according to claim 1, that the total cross-section the opening (12) is divided into several individual passages (13), the cross section Each individual passage is larger in the area of the larger cross section of the opening (12) is than that of the smaller cross section of the opening (12) in the direction Single pass (13). (Fig. 4)

5. Installation on diaphragm gas meters according to an or several of the preceding claims, d u r c h e k e n n n z e i c hn e t, that the individual passages (13) are in one of the corresponding side of the measuring cup (6,7,8,9) adapted insert plate (14) are, and this insert plate (14) in front the opening (12) is arranged in the measuring cup (6,7,8,9)