DE2952089A1 - Ovalradzaehler - Google Patents

Description

• Ovalradzähler
• Die'Erfindung betrifft einen Ovalradzähler für Flüssigkeiten mit einet Meßkammer, die zwei hohle Halbzylinder aufweist, zwischen denen sich die Eintritts- und die Austrittsöffnung befindet, wobei zwei jeweils auf einer Welle befestigte Ovalräder eine bewegliche Trennkammer bilden.
• Ovalradzähler werden bekanntlich als Volumenmeßgeräte verwendet. Sie besitzen eine Meßkammer mit einer Zufluß-und einer Abflußöffnung für den durch jene durchgeleitetden Flüssigkeitsstrom. In der Meßkammer befindet sich eine bewegliche Trennwand, die aus zwei ovalen Zahnrädern gebildet ist. Diese Trennwand verhindert in jeder Phasenlage einen unmittelbaren Durchfluß, gestattet jedoch der Strömung einen Durchtritt in genau dosierten Teilmengen.
• Die Ovalräder besitzen jeweils eine große Halbachse b und eine kleine Halbachse a. Die zwischen den beiden Drehpunkten wirkenden Radien der beiden Ovale schwanken in ihrem Betrag periodisch zwischen der kleinen und der großen Halbachse. Durch den Druck der Flüssigkeit wird auf die bewegliche Trennwand ein Drehmoment ausgeübt, so daß sich die Ovalräder gegenläufig um ihre Achsen drehen und dadurch die Räume zwischen den Ovalrädern und der Innenwand der Gehäuse in bekannter Weise entsprechend verändern.
• Gegenüber normalen Zahnradpumpen hat diese Einrichtung den Vorteil, daß bei verhältnissmäßig kleinen Abmessungen entsprechend große Flüssigkeitsmengen je Zeiteinheit gefördert werden können, wobei der Flüssigkeitsstrom praktisch ohne Uzh nkung durch die Meßkammer hindurchfließt.
• Da die durch die Meßkammer hindurcgegangene Flüssigkeitsmenge das Produkt aus Meßkammerinhalt und Zahl der Umdrehungen der Ovalräder ist, läßt sich die Mengenmessung auf eine Zählung der Umdrehungen der Ovalräder zurückführen. Aus diesem Grunde hat man bisher die Umdrehungen eines Ovalrades entweder mit einem Zahnradantrieb oder mit einer magnetischen Kupplung gemessen. Im ersteren Falle war das Übertragungsmoment eine mit einer Stoptbüchse abgedichtete Welle, die durch das Meßkaromergehäuse hindurchgeführt war, im anderen Falle wurde durch Magnet .und Magnetanker, zwischen denen sich eine vollkommen dichte Scheidewand befand, die den Meßkammerraum hermetisch vom Übersetzungs- und Zählwerksraum trennt, eine Kopplung von Meß- und Zähe rk hergestellt.
• Neben dem Nachteil, daß für derartige Zählwerke aufwendige und teure Einbauten (z. B. Abdichtungen, Trockenteil in dem Gehäuse und dergleichen) vorgenommen werden mußten, bestand eine Schwierigkeit in der ungleichfdrmigen Drehgeschwindigkeit der Ovalräder. Da die Geschwindigkeit eines Ovalrades während einer Umdrehung nicht konstant ist, ergeben sich entsprechende Ungenauigkeiten für die Meßwerterfassung.
• Aus diesem Grunde hat man für genaue Messungen ein Formradgetriebe nachgeschaltet, um die ungleiche Drehbewegung in eine gleichförmige für den Anzeigeteil umzuwandeln.
• Auf diese Weise wurde eine mittlere Drehgeschwindigkeit als Maß für den Durchsatz verwendet. Dies führte jedoch zu einem wei.teren Aufwand und zu einer Verteuerung des Zählwerkese Außerdem ist ein derartiges Formradgetriebe elastisch und es können Störschwingungen auftreten, die die Maßgenauigkeit negativ beeinflußen.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ovalradzähler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit de bei einfachem Aufbau genaue Mengenmessungen möglich sind.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Meßkammer die Wellen der Ovalräder jeweils mit Impulsgebern verbunden sind, deren Impulse Frequenzmessern zugeführt werden, deren Ausgangsspannungen in einen gemeinsamen Summi-DerstArker eingegeben'werden.
• Erfin'dungsgesäß wird nun die Ausgangs spannung des Summierverstärkers zur Messung der Drehzahl beider Ovalräder und damit zur Mengenmessung verwendet. Erfindungsgemäß entspricht dabei die Ausgangsspannung genau dem jeweiligen Durchsatz.
• Die Erfinder sind nämlich von folgenden Überlegungen ausgegangen: Wie erwähnt, ist die Drehgeschwindigkeit der Ovalräder während einer Umdrehung ungleichförmig. Es liegt eine sinusförmige Überlagerung vor. Dabei hat jeweils ein Ovalrad sein Maximum, wenn das andere Ovalrad sein Minimum besitzt. Bringt man nun auf die Ovalräder oder auf die Wellen der Ovalräder Impulsgeber auf, so erzeugen diese entsprechende Impulse mit sinusförmigen Störschwingungen.
• Diese Impulse werden nun jeweils in einen Frequenzmesser eingegeben, an dessen Ausgßngen jeweils eine Gleichspannung mit ebenfalls sinusförmigen Störschwingungen auftritt.
• Diese Störschwingungen sir nun aus grund der Anordnung der Ovalräder genau um 1805 zueinander versetzt. Gibt man nun die beiden Auagangsspannungen der Frequenzmesser einem -an sich bekannten - gemeinsamen Summierverstärker ein, so erhält man an dessem Ausgang eine dem jeweiligen Durchsatz entsprechende Spannung, bei der die sinusförmigen Störschwingungen ausgeschaltet sind.
• Die gleichförmige Ausgangsspannung des Summierverstärkers kann dann, je nach Anwendungsfall, einem Anzeigegerät oder einem Regler zugeführt werden. Ein derartiger Ovalradzähler gestattet nämlich nicht nur die Fernübertragung und Fernanzeige von Meßwerten, sondern gleichzeitig können auch diese Signale für Regelungszwecke eingesetzt werden.
• Als Anzeigegeräte können z. B. Zeigerinstrumente, Schreiber, Oszillographen und dergleichen verwendet werden.
• Als Impulsgeber kommen, an sich bekannte, optische oder magnetisch - induktive Impulsgeber in Frage.
• Nachfolgend ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung prinzipmäßig dargestellt.
• Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ovalradzähler Fig. 2 Schaltbild eines erfindungsgemäßen Ovalradzählers.
• Der Ovälradzähler weist eine Meßkammer auf, die aus zwei hohlen Halbzylindern 1 und 2 besteht. Zwischen den beiden Halbzylindern .1 und 2 liegt eine Eintrittsöffnung 3 und gegenüber eine Austrittsöffnung 4. Zwei jeweils auf einer Weile 5 bzw 6 befestigte Ovalräder 7 bzw. 8 bilden eine bewegliche Trennwand Aufbau und Wirkungsweise von Ovalrad:ählern sind allgemein bekannt, weshalb nachfolgend nicht naher dar.auf eingegangen wird.
• Jeils auf der Welle 5 bzw. 6 ist ein Impulsgeber befestigt.
• Der Impulsgeber kann dabei z. B. entweder ein optischer oder ein magnetisch - induktiver Impulsgeber sein. Derartige Impulsgeber sind an sich bereits bekannt. Auf der Welle 5 wurde ein optischer Impulsgeber mit einer Schlitzscheibe 9 und einer Lichtschranke 10 schematisch dargestellt. Auf der Welle 6 ist ein magnetisch - induktiver Impulsgeber angedeutet. Ein derartiger Impulsgeber weist ein Zahnrad 11 auf. Statt, wie bei dem optischen Impulsgeber, eine feststehende Lichtschranke 10'ist dabei zur Erzeugung von Impulsen im Umlaufbereich des Zahnrades 11. eine Magnetspule 12 stationär angeordnet. Zur Weitergabe der erzeugten Impulse sind keine besonderen Vorkehrungen in der Meßkammer zu treffen oder besondere Anordnungen vorzuziehen. Die Impulse können auf einfache Weise über Leitungen nach außen geführt werden, wobei als Anschluß z. B. ein Steckkontakt 13 in dem Gehäuse angeordnet sein kann.
• In der Fig. t sind zwei verschiedene Impulsgeber dargestellt.
• In der Praxis wird man jedoch zwei einheitliche Impulsgeber verwenden. Die Darstellung von zwei verschiedenen Impulsgebern wurde lediglich zur Angabe von verschiedenen Möglichkeiten gewählt In der Fig. 2 ist die elektrische Schaltung dargestellt. Die Impulse Jt (lt,12) und die Impulse JZ (9,10) werden jeweils einem Frequenzmesser Ft bzw. F2 eingegeben. Die Ausgangssignale der beiden Frequenzmesser F1 und F2werden gemeinsam einem Summierverstarker S eingegeben. Wie neben den beiden Auagangsleitungen in der Fig. 2 dargestellt, ist den beiden Ausgangsspannungen jeweils eine sinusförmige Störspannung Uberlagert, wobei die sinusförmigen Störspannungen jedoch genau um 180e versetzt zueinander sind. Die gleichmäßige Ausgangsspannung des Summierverstärkers wird einem Zeigerinstrument 14 zugeführt. Statt einem Zeigerinstrument 14 kann stattdessen auch - wie strichliert dargestellt, entweder ein Schreiber t5 oder ein Oszillograph 16 verwendet werden. Ebenso kann die Ausgangsspannung auch einer Regeleinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt werden.
• Frequenzmesser und Summiervarstärker sind allgemein bekannt, weshalb deren Funktion hier nicht näher erläutert wird.
• Am Ausgang des Summierverstärkers S erhält man, wie ersichtsich, eine von der Störspannung befreite und verstärkte Meßspannung, die exakt dem momentanen. Durchfluß entspricht. L e e r s e i t e

Claims (7)

1. Patentansprüche d Ovalradzähler für Flüssigkeiten mit einer Meßkammer, die zwei hohle Halbzylinder aufweist, zwischen denen sich die Eintritts- und die Austrittsöffnung befindet, wobei zwei jeweils auf einer Welle befestigte Ovalräder eine bewegliche Trennwand bilden d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in der Meßkammer die beiden Wellen (5,6) jeweils mit Impulsgebern (9, 10, 11, 12) verbunden sind, deren Impulse Frequenzmessern (F1, F2) zugeführt werden, deren Ausgangsspannungen in einen gemeinsamen Summierverstärker (S) eingegeben werden.
2. 2. Ovalradzähler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gleichförmige Ausgangsspannung des Swnmierverstärkers (S) einem Anzeigegerät (14,15,t6) .zuführbar ist
3. 3. Ovalradzähler nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k.e n n z e i c h n e t, daß das Anzeigegerät ein Zeigerinstrument (14) ist
4. 4. Ovalradzähler nach Anspruch 2,.

   d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Anzeigegerät ein Schreiber (15) ist.
5. 5* Ovalradzähler nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Anzeigegerät ein Oszillograph (16) ist.
6. 6. Ovalradzähler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gleichförmige Ausgangsspannung einem Regler zuführbar ist.
7. 7. Ov.alradzähler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der -Impulsgeber ein optiseher Impulsgeber (9,10) ist.

   B. Ovalradzähler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Impulsgeber ein magnetisch - induktiver Impulsgeber (11,12) ist.