Vorrichtung zum volumetrischen Messen von strömenden Medien. Die den Gegenstand der Erfindung bil dende Vorrichtung zum volumetrischen Mes sen von strömenden Medien, beispielsweise Gasen oder Flüssigkeiten, weist als Mess- gefäss ein oder mehrere im greise oder in einer ähnlichen Kurve angeordnete Schläu che aus einem biegsamen, unelastischen Stoff auf,
die je mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung für das Medium versehen sind und mit denen ein oder mehrere entlang der Schläuche relativ in bezug auf die Schläuche verschiebbare Quetschorgane zu sammenarbeiten, derart, dass die Quetsch- organe unter dem Druck des in die Schläu che einströmenden Mediums relativ von der Einlassöffnung gegen die Auslassöffnung-hin bewegt werden.
Durch diese Relativbewe gung, bei der die Einlassöffnung und die Auslassöffnung jedes Schlauches stets durch ein Quetschorgan oder bei in sich geschlos senen Schläuchen durch eine besondere Scheidewand voneinander getrennt sein kön nen,, wird ein Zählwerk angetrieben. In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise und schematisch dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen ein Stück eines in sich geschlossenen Schlauches in zwei Längs schnitten, wobei das als Rolle ausgebildete Quetschorgan verschiedene Stellungen ein nimmt.
Der Schlauch 1 ruht auf einer festen Unterlage 2 auf, die an einer Stelle von der Einlassöffnung für das aus dem Kanal 4 zu strömende Medium, zum Beispiel Leuchtgas, unterbrochen ist. Auch der Schlauch 1 ent hält an dieser Stelle seine Einlassöffnung. An einer zweiten Stelle enthält der Schlauch 1 die Auslassöffnung 5 und zwischen der Ein lassöffnung d und der Auslassöffnung 5 befin det sich im Innern des in sich geschlossenen, etwa kreisförmig angeordneten Schlauchet die Scheidewand 6. Der Schlauch besteht aus einem sehr nachgiebigen, aber unelasti schen Material.
Auf ihm ruht eine Rolle 7, die entweder durch ihr Eigengewicht oder durch eine besondere Belastung, gegebenen- falls auch durch Fliehkraft, den Schlauch jeweils an einer Stelle vollkommen zusam menquetscht, so dass an dieser Quetschstelle das Medium nicht von einer Seite des Quetschorganes zu der andern gelangen kann.
Wenn das Medium, also zum Beispiel Gas, aus dem Kanal 4 in der in Fig. 4 dar gestellten Stellung in den Schlauch 1 ein tritt, so erfüllt es den Raum zwischen der Scheidewand 6 und der Quetschrolle 7 und übt auf diese schliesslich einen Druck aus, der die Rolle 7 veranlasst, sich in der Rich tung des Pfeils 8 entlang des Schlauches 1 zu bewegen, wobei also die Quetschstelle fortschreitet und das sich dahinter befind liche Gasvolumen sich vergrössert.
Das Gas, welches von einer früheren Messperiode sich in dem Teil des Schlauches 1 befindet, der vor der Rolle 7 gelegen ist, wird dadurch, dass sich dieser Teil des Schlauches bei fort schreitender Bewegung der Rolle 7 immer mehr und mehr verkleinert, durch die Aus lassöffnung 5 hinausgedrückt. Die Fig. 2 zeigt jene Stellung der Rolle 7, bei der sie schon ganz nahe an die Auslassöffnung 5 her angekommen ist.
Ist die Rolle 7 bis an die Scheidewand 6 herangekommen, so hat sich hinter ihr der ganze Schlauch mit dem zu strömenden Gas gefüllt und durch das Nie derdrücken der Scheidewand 6 auf die Ein lassöffnung \'3 hört die Gaszuströmung für einen Augenblick auf. In diesem Augen blick ist der ganze Schlauch mit Gas ge füllt und, da der Schlauch ein ganz bestimm tes Volumen hat und diese Vollführung bei jedem Umlauf der Rolle 7 um die ganze Länge des Schlauches einmal stattfindet, so brauchen nur die Umläufe der Rolle 7 ge zählt zu werden, um das Volumen des die Vorrichtung durchströmenden Gases zu mes sen.
Sowie die Rolle 7 die Einlassöffnung 3 wieder passiert hat, beginnt die Gaseinströ- mung hinter ihr von neuem und das Spiel wiederholt sich.
Ist der Schlauch in Kreisform angeord net, so kann die Achse der Rolle 7 mit einer Welle verbunden werden, die im Mittelpunkt des Kreises auf dieser Ebene senkrecht steht und die durch die Bewegung der Rolle 7 angetrieben wird. Diese Welle kann dann ihrerseits ein Zählwerk antreiben.
Bei der konstruktiven Ausführung ist namentlich auch darauf zu achten, dass an keiner Stelle eine Totlage der Messvorrich- tung besteht, das heisst, das das Medium welches in die Vorrichtung einströmen wollte, nicht imstande wäre, die Quetschrolle vor sich her zu schieben. Dies könnte dann der Fall sein, wenn die Quetschrolle gerade auf der Einlassöffnung stünde, so dass das Gas, das dort eintreten wollte, keine Schub kraft auf die Rolle auszuüben vermöchte und diese auch sonst keine Veranlassung hätte, sich aus dieser Stellung herauszubewegen.
Bei der in den Fig. 3 und 4 in einem lotrechten Schnitt und in Draufsicht darge stellten Ausführungsform ist jede Totpunkt lage dadurch vermieden, dass zwei konzen trische Schläuche 9 und 10 vorhanden sind, deren Ein- und Auslassöffnungen gegenein ander versetzt sind und von denen jeder mit einer Quetschrolle 11 bezw. 12 zusammen arbeitet. Die Einlassöffnung 13 des Schlau ches 9 liegt hier der Einlassöffnung 14 des Schlauches 10 nicht diametral gegenüber.
Beide Einlassöffnungen sind an den gleichen Gaseintrittskanal 15 angeschlossen. Die Ach sen 16 und 17 der Quetschrollen 11 und 12 sind an die zentrale lotrechte Welle 18 an gelenkt, die durch die Rollbewegung der Quetschrollen 11 und 12 gedreht wird und ein in dem Aufsatz 19 des Gehäuses 20 be findliches (in der Zeichnung nicht darge stelltes) Zählwerk antreibt. Das aus den Auslassöffnungen der Schläuche herausge drückte Gas erfüllt zunächst das Gehäuse 20 und strömt durch den Auslassstutzen 21 in die Verbrauchsleitung.
Bei entsprechender Anordnung der Ein- und Auslassöffnungen oder, wenn die Einlassöffnung des einen Schlauches der des andern nicht genau dia metral gegenüber liegt, können also Tot punktlagen vermieden werden. In manchen Fällen ist es auch- möglich, das Gehäuse 20 unter Unterdruck zu setzen, wodurch das Druckgefälle vor und hinter der Quetschrolle und damit auch das Antriebsmoment vergrö ssert wird.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen schematisch an dere Anordnungen der Gasschläuche, durch welche Totpunktlagen in einfacher Weise vermieden werden können. Die Schläuche sind hier durch einfache dicke Linien dar gestellt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die beiden Schläuche 22 und 23 wieder konzentrisch in einer Ebene angeordnet; die Schläuche sind aber nicht in sich geschlos sen, sondern jeder hat zwei Enden. An den einen Enden sind die Einlassöffnungen 24 und 25 und an den andern Enden die Aus lassöffnungen 26 und 27.
Die Quetschrollen 28 und 29 liegen einander diametral gegen über, so dass, wenn die Quetschrolle 28 sich im Bereich der Einlassöffnung 24 des Schlau ches 22 befindet, die Quetschrolle 29 des Schlauches 23 von der Einlassöffnung 25 dieses Schlauches noch weit entfernt ist, so dass also das Quetschrollensystem in jeder Lage einen Antrieb erhalten muss.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 sind zwei Schlauchstücke 30 und 31, deren jedes halbkreisförmig ist, zu einem Kreise zusammengeschlossen und jedes dieser Schlauchstücke enthält an den Enden eine Eimass- bezw. Auslassöffnung. Mit diesem Schlauchsystem von zwei Schläuchen steht ein Quetschrollensystem von drei Quetsch- rollen 32, 33 und 34 in Eingriff, dessen Rol len so gegeneinander versetzt sind, dass es keine Stelle gibt,
in der die Einlassöffnung und Auslassöffnung <I>eines</I> Schlauchstückes direkt und frei miteinander verbunden wären. Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Schlauchsystem aus drei Einzelstük- ken besteht, die in einem Kreis angeordnet sind, während das Quetschrollensystem 4 Quetschrollen aufweist.
Auch dabei gibt es keine Stelle, bei der die Einlass- und Auslass- öffnung eines Schlauches unmittelbar frei miteinander verbunden wären. Wenn mehrere Schlauchstücke in einem Kreise angeordnet sind, wie dies in den Fig. 6 und 7 angedeutet ist, so muss das Quetschrollensystem eine Quetschrolle mehr enthalten als die Anzahl der Schläuche be trägt, wenn niemals eine freie Verbindung zwischen Ein- und Auslass jedes Schlauch stückes auftreten soll.
Die Ausführungsform nach Fig. 8 zeigt zwei in einer Ebene liegende Schläuche, die nicht je in sich geschlossen sind und deren Enden einander etwas übergreifen, so dass also jeder Schlauch gewissermassen nach einer Spirale angeordnet ist. Die Quetsch- rollen stehen einander gegenüber und auch bei dieser Ausführungsform sind alle oben bereits mehrfach erwähnten Bedingungen er füllt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9. die die wesentlichen Teile der Messvorricb- tung in einem Achsialschnitt und Quer schnitt veranschaulicht, sind die Schläuche 35 und 36 auf der Umfläche einer zylindri schen Trommel 37 nach Parallelkreisen an geordnet und arbeiten mit einem Quetsch- rollensystem von drei Rollen 38, 39 und 40 zusammen. Die Schläuche 35 und 36 sind halbkreisförmig, so dass also diese Ausfüh rungsform der nach Fig. 6 entspricht, nur mit dem Unterschiede, dass die Schläuche eben auf der Umfläche eines Zylinders liegen.
Die Ausführungsform nach Fig. 10 un terscheidet sich von der nach Fig. 9 lediglich dadurch, dass hier die Schläuche 41 und 4-2 an der Innenfläche der Trommel 43 ange ordnet sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist gezeigt, dass man anstatt der Quetsch- rollen, von denen bisher die Rede war, auch eine Flüssigkeit 44 als relativ zum Schlauch bewegliches Quetschorgan verwenden kann. Hier ist ein Schlauch 45 an der Innenseite einer Trommel 46 nach einem Parallelkreis angeordnet und das Gas strömt durch die Öffnung 47 ein und durch die Öffnung 48 aus. Die Flüssigkeit 44, vorzugsweise Quecksilber, sammelt sich immer an der un tersten Stelle der Trommel 46, und zwar zwischen zwei Flanschen 49.
Bei dieser Aus führungsform ist die Trommel 46 drehbar und nach Massgabe des bei 47 zuströmenden Gases muss sich die Trommel infolge der Ab sperrung durch das Quecksilber 44 im Sinne des Pfeils 50 drehen.
Als Quetschorgan kann, wie die Fig. 12 und 13 in einem Achsialschnitt und Drauf sicht zeigen, anstatt der Rolle auch eine Tau melscheibe 76 verwendet werden, die, wenn der kreisförmig angeordnete Schlauch 77 iu einer Ebene liegt, oberhalb dieser Ebene eine derartige Taumelbewegung ausführt, dass immer eine Stelle ihres Umfanges auf dem Schlauch niedergedrückt ist.
Die Taumel scheibe wird durch die Gaszuströmung an getrieben, wobei die Quetschstelle ebenso im Kreise herumwandert wie bei Anwendung einer. Rolle.
Eine Ausführungsform, bei der eine voll kommene Druckausgleichung in der Lage rung der Quetschvorrichtungen erreicht ist, ist in den Fig. 14 und 15 in Ansicht und Achsialschnitt dargestellt. Dabei werden so wohl die Schläuche, als auch die Quetschvor- richtungen paarweise verwendet.
Die die Schlauchpaare aufnehmenden Widerlager oder Führungswände sind hier koachsiale Flanschen 51, 52 einer Scheibe 53. Dazwischen liegen zwei Schlauchpaare 54, 55 und 56, 57 und jeder Schlauch dieser Paare hat eine Eintrittsöffnung 58, 59 bezw. 60; 61 und eine Austrittsöffnung 62, 63 bezw. 64, 65. Die Schläuche jedes Paares sind hier so bemessen, dass sie, wenn sie un ter innerem Druck stehen, einander berühren, was aber nicht unbedingt nötig wäre.
Die Quetschorgane bestehen aus Rollen paaren 66, 67, 68, 69 und 70, 71, die an ra dialen Armen 72, 73, 74 einer Achse 75 der art gelagert sind, dass die Achsen jedes Paa res je in einer radialen Ebene liegen. Dabei sind die Durchmesser der Rollen so bemes sen, dass sie, wenn sie den Zwischenraum zwischen den Schläuchen eines Paares erwei tern, zwischen diesen hindurchgeführt wer den, ihre Quetschwirkung gegen die Wider lager oder Führungswände 51, 52 hin aus- üben und dabei gleichzeitig sich aufeinander abwälzen.
Dadurch, dass die Rollen sich aufeinander abwälzen, also sich aneinander beim fort laufenden Anquetschen der Schläuche an deren Widerlager abstützen, sind die Lage rungen der Rollen an den Armen 72, 73, 74 vollkommen entlastet, so dass man praktisch mit keiner Zapfenreibung zu rechnen hat. Es kommt hier überhaupt nur rollende Reibung vor und hierdurch wird die Empfindlichkeit der ganzen Vorrichtung bedeutend erhöht.
Auch die andern vorhin geschilderten Ausführungsformen können entsprechend dem hier dargestellten Prinzip ausgebildet werden. Die Verwendung von Schlauchpaa ren und Rollenpaaren ist auch dort möglich, wo kegelige Quetschrollen angewendet wer den müssen.
Selbstverständlich kann die Messvorrich- tung in konstruktiver Beziehung auch mit Bezug auf die Anzahl und Anordnung der Messschläuche geändert werden. Die Einlass- öffnungen mehrerer Schläuche können von einem gemeinschaftlichen Zuströmkanal aus geheng
Device for volumetric measurement of flowing media. The device forming the subject of the invention for the volumetric measurement of flowing media, for example gases or liquids, has as a measuring vessel one or more hoses arranged in an old or similar curve made of a flexible, inelastic material,
which are each provided with an inlet and an outlet opening for the medium and with which one or more squeezing organs, which can be displaced along the hoses relative to the hoses, work together in such a way that the squeezing organs under the pressure of the flowing into the hoses Medium are moved relatively from the inlet opening towards the outlet opening.
This relative movement, in which the inlet opening and the outlet opening of each hose can always be separated from one another by a squeezing element or, in the case of self-contained hoses, by a special partition, drives a counter. In the drawing, some embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically, for example. Fig. 1 and 2 show a piece of a self-contained hose cut in two longitudinal, wherein the squeezing member designed as a roller takes different positions.
The hose 1 rests on a solid base 2, which is interrupted at one point by the inlet opening for the medium to be flowed out of the channel 4, for example luminous gas. The hose 1 also has its inlet opening at this point. At a second point, the hose 1 contains the outlet opening 5 and between the inlet opening d and the outlet opening 5, the septum 6 is located inside the self-contained, approximately circular hose. The hose consists of a very flexible but inelastic Material.
A roller 7 rests on it, which either by its own weight or by a special load, possibly also by centrifugal force, completely squeezes the hose at one point so that at this squeeze point the medium does not move from one side of the squeezing element to the can reach others.
When the medium, for example gas, enters the tube 1 from the channel 4 in the position shown in FIG. 4, it fills the space between the partition 6 and the squeezing roller 7 and finally exerts a pressure on it , which causes the roller 7 to move in the direction of arrow 8 along the tube 1, so the pinch point progresses and the gas volume located behind it increases.
The gas, which from an earlier measurement period is in the part of the hose 1 which is located in front of the roller 7, is caused by the fact that this part of the hose becomes smaller and smaller as the movement of the roller 7 progresses, through the Aus opening 5 pushed out. FIG. 2 shows the position of the roller 7 in which it has already come very close to the outlet opening 5.
If the roller 7 has come up to the septum 6, the entire hose behind it has filled with the gas to be flowed and by pressing down the septum 6 onto the inlet opening 3, the gas flow stops for a moment. At this point, the whole hose is filled with gas and, since the hose has a very specific volume and this full guide takes place once every revolution of the roller 7 around the entire length of the hose, only the rotations of the roller 7 need ge to be counted in order to measure the volume of the gas flowing through the device.
As soon as the roller 7 has passed the inlet opening 3 again, the gas inflow begins again behind it and the game repeats itself.
If the hose is net angeord in a circle, the axis of the roller 7 can be connected to a shaft which is perpendicular to this plane in the center of the circle and which is driven by the movement of the roller 7. This shaft can then drive a counter.
In terms of the design, it is particularly important to ensure that the measuring device is not dead-centered at any point, that is, that the medium that wanted to flow into the device would not be able to push the squeezing roller in front of it. This could be the case if the squeezing roller were just standing on the inlet opening, so that the gas that wanted to enter there would not be able to exert any thrust on the roller and it would otherwise have no reason to move out of this position.
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 in a vertical section and in plan view, each dead center position is avoided in that two concentric hoses 9 and 10 are provided, the inlet and outlet openings of which are offset from one another and each of which with a squeeze roller 11 respectively. 12 works together. The inlet opening 13 of the hose 9 is not diametrically opposite the inlet opening 14 of the hose 10 here.
Both inlet openings are connected to the same gas inlet channel 15. The Ach sen 16 and 17 of the squeezing rollers 11 and 12 are articulated to the central vertical shaft 18, which is rotated by the rolling movement of the squeezing rollers 11 and 12 and one in the attachment 19 of the housing 20 be sensitive (not shown in the drawing presented ) Counter drives. The gas pressed out of the outlet openings of the hoses initially fills the housing 20 and flows through the outlet connection 21 into the consumption line.
With an appropriate arrangement of the inlet and outlet openings or if the inlet opening of one hose is not exactly diametrically opposite that of the other, dead spots can thus be avoided. In some cases it is also possible to place the housing 20 under negative pressure, as a result of which the pressure gradient in front of and behind the squeezing roller and thus also the drive torque is increased.
5 to 8 show schematically other arrangements of the gas hoses, through which dead center positions can be avoided in a simple manner. The hoses are shown here by simple thick lines.
In the embodiment according to FIG. 5, the two hoses 22 and 23 are again arranged concentrically in one plane; the hoses are not closed in themselves, but each has two ends. The inlet openings 24 and 25 are at one end and the outlet openings 26 and 27 at the other ends.
The squeezing rollers 28 and 29 are diametrically opposed to each other, so that when the squeezing roller 28 is in the area of the inlet opening 24 of the hose 22, the squeezing roller 29 of the hose 23 is still far away from the inlet opening 25 of this hose, so that the squeegee roller system must have a drive in every position.
In the embodiment according to FIG. 6, two pieces of tubing 30 and 31, each of which is semicircular, are joined together to form a circle and each of these pieces of tubing contains a dimension or size at the ends. Outlet opening. A squeezing roller system of three squeezing rollers 32, 33 and 34 is in engagement with this hose system of two hoses, the rollers of which are offset from one another in such a way that there is no point where
in which the inlet opening and outlet opening <I> of a </I> hose piece would be directly and freely connected to one another. 7 shows an embodiment in which the hose system consists of three individual pieces which are arranged in a circle, while the squeezing roller system has 4 squeezing rollers.
Here, too, there is no point at which the inlet and outlet openings of a hose are directly freely connected to one another. If several pieces of hose are arranged in a circle, as indicated in FIGS. 6 and 7, the squeeze roller system must contain a squeeze roller more than the number of hoses, if there is never a free connection between the inlet and outlet of each hose piece should occur.
The embodiment according to FIG. 8 shows two hoses lying in one plane, which are not each self-contained and the ends of which overlap somewhat, so that each hose is arranged in a spiral to a certain extent. The squeezing rollers are opposite one another and in this embodiment too, all of the conditions already mentioned several times above are met.
In the embodiment according to FIG. 9, which illustrates the essential parts of the measuring device in an axial section and cross section, the hoses 35 and 36 are arranged on the surface of a cylindrical drum 37 in parallel circles and work with a pinch roller system three rolls 38, 39 and 40 together. The hoses 35 and 36 are semicircular, so that this embodiment corresponds approximately to that of FIG. 6, only with the difference that the hoses lie flat on the surface of a cylinder.
The embodiment according to FIG. 10 differs from that according to FIG. 9 only in that the hoses 41 and 4-2 are arranged on the inner surface of the drum 43 here.
In the embodiment according to FIG. 11, it is shown that instead of the squeezing rollers that have been discussed so far, a liquid 44 can also be used as the squeezing member movable relative to the hose. Here a hose 45 is arranged on the inside of a drum 46 in a parallel circle and the gas flows in through the opening 47 and out through the opening 48. The liquid 44, preferably mercury, always collects at the lowest point of the drum 46, namely between two flanges 49.
In this embodiment, the drum 46 is rotatable and, depending on the gas flowing in at 47, the drum must rotate in the direction of arrow 50 as a result of the blocking by the mercury 44.
As a squeezing member, as shown in FIGS. 12 and 13 in an axial section and plan view, instead of the roller, a swash plate 76 can be used which, when the circularly arranged hose 77 lies in a plane, executes such a tumbling movement above this plane that one point of its circumference is always depressed on the hose.
The swash plate is driven by the gas flow, the pinch point also wanders around in circles as when using one. Role.
An embodiment in which a complete pressure equalization in the position tion of the squeezing devices is achieved is shown in FIGS. 14 and 15 in a view and axial section. Both the hoses and the squeezing devices are used in pairs.
The abutments or guide walls accommodating the pairs of tubes are here coaxial flanges 51, 52 of a disk 53. In between there are two pairs of tubes 54, 55 and 56, 57 and each tube of these pairs has an inlet opening 58, 59, respectively. 60; 61 and an outlet opening 62, 63 respectively. 64, 65. The hoses of each pair are dimensioned here so that they touch each other when they are under internal pressure, but this is not absolutely necessary.
The squeezing members consist of pairs of rollers 66, 67, 68, 69 and 70, 71, which are mounted on ra media arms 72, 73, 74 of an axis 75 of the type that the axes of each Paa res lie in a radial plane. The diameter of the rollers is so dimensioned that when they widen the space between the hoses of a pair, they are passed between them, exert their squeezing effect against the abutment or guide walls 51, 52 and at the same time roll on each other.
The fact that the rollers roll on each other, i.e. support themselves against each other as the hoses are continuously squeezed against their abutments, completely relieves the position of the rollers on the arms 72, 73, 74, so that practically no pin friction is to be expected . There is only rolling friction at all and this significantly increases the sensitivity of the entire device.
The other embodiments described above can also be designed in accordance with the principle shown here. The use of hose pairs and roller pairs is also possible where tapered squeeze rollers must be used.
Of course, the construction of the measuring device can also be changed with regard to the number and arrangement of the measuring hoses. The inlet openings of several hoses can go from a common inflow channel