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GasmeSverhütungsanlage für Volumenflüssigkeitsmesser Die Erfindung
bezieht sich auf eine Gasmeßverhütungsanlage für Volumenf'lüssigkeitsmesser, bei
der ein auf Gasansammlungen ansprechender Schaltimpuisgeber bei Verhandensein von
Gas in der Flüssigkeit die Betätigung eines in der Flüssigkeitsleitung angeordneten
Absperr-bzw. Drosselorgans und/oder den Luftabscheidevorgang auslöst.
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GasmeBverhüter haben die Auf'gabe, den Durchgang der, beim Arbeiten
der Flüssigkeitsförderpumpe durch Leckage oder dergl. angesaugten Luft- oder Gasvolumenteilchen
und der bei der Restmengenentleerung von Behältern plötzlich einbrechenden Luftmenge
durch den Flüssigkeitsmesser zu verhindern, damit Fehlmessungen sicher vermieden
werden Es sind Gasmeßverhüter bekannt, bei denen der gesamte Flüssigkeitsstrom durch
einen sehr großen Beruhigungssammelbehälter geleitet wird, in dem sich die Luftteilchen
aus der Flüssigkeit abscheiden und im Kopf des Rehälters ansammeln. Durch einen
im Behälter eingebauten Schwimmer mit Entlüftungsventil werden diese Luftteilchen
nach außen abgeführt und bei sehr starkem Lufteinbruch gibt der Schwimmer oder ein
anderer Impulsgeber einen Schaltimpuls zum Schließen eines den -Durchfluß unterbrechenden
Absperrventils. Auch ist es bekannt,
den Flüssigkeitsdurchfluß in
Abhängigkeit von der Schwimmerstellung zu drosseln, damit hohe Luftanteile im Abscheidebehälter
Zeit genug zumEntweichen haben.
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Der grundsätzliche Nachteil all dieser Gasmeßverhüter besteht in dem
erL'orderlichen großen Abscheidebehälter, der die Anlage sehr teuer und raumaufwendig
macht und außerdem in der geringen Anspre chempfindlichkel t, da die Luftanteile,
die unter dem Leitungsdruck von der Flüssigkeit absorbiert sind, nicht für eine
Impuls gabe nutzbar gemacht werden. Der infolge der Geschwindigkeitsreduzierung
ansteigende Druck im Abscheidebehälter führt sogar dazu, daß noch weitere Luftteilchen
von der Flüssigkeit absorbiert werden und für die Impulsgabe verloren gehen. Die
bekannten Gasmeßverhüter arbeiten deshalb bei den in der Praxis noch zumutbaren
-ab-Behältermessungen zu träge.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
zu vermeiden und den Gasmeßverhüter so auszubilden, daß er -bei erheblich geringerem
Platzbedarf sicherer und schneller auf die von der Flüssigkeit mitgeführte Luft
anspricht.
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Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung darin gesehen,
daß die zum Volumenmesser führende Flüssigkeitsdruckleitung mit einer engen seitlichen
Auslaßdrosselöffnung versehen ist, an die ein in seiner Größe dem Abzweigstrom angepaßter
und mit einem Schaltimpulsgeber für die Gasansammlung versehener Entspannungsbehälter
angeschlossen ist, der im unteren Bereich eine in einen Raum niederen Druckes, vorzugsweise
in den Raum vor der Förderpumpe mündende freie Rückflußleitung mit großem lichtem
Querschnitt aufweist.
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Dadurch, daß nicht die gesamte Durchflußmenge sondern nur ein winziger,
durch die Drosselöff'nung seitlich abfließender Teilstrom auf seinen Luftanteil
hin untersucht wird, kann der Entspannungsbehältzer für diesen Teilstrom im Verhältnis
zur Hauptdurchflußleitung sehr klein ausgebildet werden, ist aber als Beruhigungsraum
für den kleinen Teilstrom so groß, daß alle vorhandenen Luttteilchen sich von der
Flüssigkeit trennen und im oberen Behälterraum sammeln können. Der ständige Zufluß
zu dem Entspannungsbehälter ist durch die freie Rückflußleitung gewährleistet, die
gleichzeitig eine Druckabsenkung im Entspannungsbehälter bewirkt, so daß auch die
in der Flüssigkeit absorbierten Gas- und Luftanteile frei werden und sich nach oben
absetzen. Dadurch ergibt sich eine Teilluft-menge, die sehr genaue Rückschlüsse
auf den Luftanteil im Hauptstrom zuläßt und als Steuerluftmenge für den in dem Entspannungsbehälter
eingebauten Schaltimpulsgeber verwendet wird.
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In Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, in der Hauptförderleitung
vor dem Flüssigkeitsmesser einen Abscheidebehälter vorzusehen, dessen Fassungsvolumen
auf einen Bruchteil des maximalen Zählerdurchlasses, vorzugsweise auf den Durchlaß
in Nähe der unteren Zählermeßbereichsgrenze abgestellt ist und den Impulsgeber des
Entspannungsbehälters über eine Steuerleitung mit- einem in der Hauptförderleitung
eingebauten Drossel- und/oder Absperrorgan derart in Wirkverbindung zu bringen,
daß bei Erforderlichwerden einer Luftabscheidung der Durchfluß selbsttätig auf den
vorgenannten Wert gedrosselt und bei zu starkem Luftanteil unterbrochen wird, Sobald
sich oben im Entspannungsbehälter so viel Luft angesammelt hat, daß der Schaltimpulsgeber
anspricht,
wird der Hauptförderstrom selbsttätig stark gedrosselt,
so daß nur wenig Flüssigkeit durch den Abscheidebehälter und den Zähler strömt.
Dadurch ist gewährleistet, daß bei Vorhandensein von Luft im Förderstrom auch mit
einem sehr kleinen und damit billigen Abscheidebehälter eine einwandfreie Luftabscheidung
und -abführung aus dem Hauptförderstrom erfolgen kann4 Meldet der Impulsgeber keine
mit Luft versetzte Flüssigkeit mehr, schaltet das Drosselorgan wieder mrück auf
vollen Durchfluß und der Meßvorgang kann unbehindert weiterlaufen.
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Bei einem plötzlich auftretenden starken Lufteinbruch, z. B. bei der
Restentleerung von Behältern, schaltet der Impulsgeber durch Schließen eines Absperrventils
oder Stillegen der Pumpe auf Unterbrechung des Förderstromes, so daß der Meßvorgang
so lange unterbrochen wird, bis die Anlage entlüftet ist. Besonders bei Abfülleinrichtungen
an Straßentankwagen, wo der Platz für die Unterbringung eines Abscheidebehälters
äußerst begrenzt ist, ist die erfindungsgemäße Verkleinerung des Abscheidebehälters
von außerordentlicher Wichtigkeit.
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Zweckmäßigerweise ist an der höchsten Stelle des Entspannungsbehälters
eine haarfeine Entlüttungsbohrung vorgesehen. Über diese Bohrung können geringfügige
Luftanteile in der Flüssigkeit, die das Meßergebnis im FlUssigkeitsaähler noch nicht
verfälschen, ständig abgeführt werden, so daß sie sich nicht mit der Zeit oben im
Entspannungsbehälter sammeln und dadurch auch nicht zu einem ungewollten Ansprechen
des Schaltimpulsgebers führen können, Eine Schaltfunktion wird vom Schaltimpulsgeber
nur ausgelöst, wenn der Luftanteil eine das Meßergebnis verfälschende Höhe erreicht
hat. Kurzzeitige anfallende schädliche
Luftmengen werden ebenfalls
über diese Feinbohrung selbsttätig abgeführt, sobald die Luftausscheidung aus der
Flüssigkeit aufhört. Dadurch wird ein besonderes Entlüften erspart und die Anlage
schaltet automatisch wer auf vollen Durchfluß, sobald die Luft aus der feinen Bohrung
entwichen ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden anhand eines
Ausführungsbeispieles näher erläutert, das die Zeichnung erkennen läßt, und zwar
zeigt: Fig. 1 einen auf die Hauptförderleitung aufgesetzten Entspannungsbehälter
im Schnitt und Fig. 2 eine Gasmeßverhütungsanlage in schematischer Darstellung mit
dem Entspannungsbehälter nach Fig. 1.
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Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Gasmeßverhütungsanlage
für Flüssigkeitsmesser wird die abzugebende Flüsigkeit, beispielsweise leichtes
Heizöl, aus einem Tank 1 mittels der Pumpe 2 in die Hauptförderleitung 3 gespeist
und passiert den Volumenzähler 4, von wo aus die Flüssigkeit über eine Abfüllarmatur
dem Verbraucher zugeleitet werden kann. Oberhalb der Hauptförderleitung 3 zwischen
Pumpe 2 und Zähler 4 befindet sich der erfindungsgemäße Entspannungsbehälter 5,
der über den Verbindungsstutzen 6 von oben in die Hauptleitung 5 einmündet. In dem
Stutzen 6 ist eine Drosselbüchse 7 eingesetzt, so daß sich eine enge Auslaßdrosselöffnung
8 zwischen Förderleitung 5 und Entspannungsbehälter 5 ergibt. Der Entspannungsbehälter
besitzt in seinem unteren Bereich eine Rückrlußleitung 9 mit verhältnismäßig großem
lichtem Querschnitt, die frei in den Dom des drucklosen Tankes 1 einmündet und
dadurch
eine Entspannung der Flüssigkeit im Entspannungsbehälter 5 herbeiführt.
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Zur Abgabe des Schaltimpulses bei Vorhandensein von Luft in der Flüssigkeit
ist ein kapazitiver Schaltimpulsgeber 10 von oben in den Entspannungsbehälter 5
eingeführt, der aus den beiden konzentrisch zueinander liegenden Elektroden 11 und
12 besteht, die im Haltekopf 15 befestigt sind. Die innere Elektrode 11 sitzt über
einer Isolierhülse 14 im Haltekopf und ist über den Draht 15 an die Steuerleitung
16 angeschlossen, während die äußere Elektrode 12 über Draht 17 an Masse liegt.
An der höchsten Stelle des Entspannungsbehälters 5 ist eine haarfeine Entlüftungsbohrung
18 vorgesehen, die entweder ins Freie mündet und dann durch ein nicht näher dargestelltes
Schwimmerventil selbsttätig verschließbar ist oder in die Rückflußleitung 9 zum
Vorratsbehälter geführt ist. Zur Entlüftung größerer Luftmengen ist ein Hahn 19
vorgesehen, der von Hand oder automatisch betätigt werden kann. Zwischen dem Entspannungsbehälter
5 und dem Haltekopf 15 ist ein domartiges, durchsichtiges Aufsatzrohr 20 vorgesehen,
das gleichzeitig als Schauglas dient. Die äußere Elektrode 12 besitzt eine Vielzahl
von Durchbrechungen 21, damit Luft oder Flüssigkeit leicht in den Raum zwischen
beiden Elektroden eintreten kann. Außerdem ist der kapazitive Impulsgeber 10 nach
unten hin bis in die Hauptförderleitung 5 verlängert.
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Die in der Fig. 2 dargestellte Anlage zeigt, daß die vom kapazitiven
Geber 10 ausgehende Steuerleitung 16 über eine Verstärkereinheit 22 und die Anschlußsteuerleitung
25 mit einem in die Hauptförderleitung 5 eingebauten Drosselventil 24 in Verbindung
steht. Außerdem
geht von der Verstärkereinheit 22 eine zweite Steuerleitung
25 zu einem in der Förderleitung 5 vorgesehenen Absperrventil 26. Vor dem Flüssigkeitszähler
4 ist noch ein relativ Seiner Abscheidebehälter 27 in die Hauptförderleitung 3 eingebaut,
der neben dem EntlUftungshahn 28 ein schwimmergesteuertes, selbsttätig arbeitendes
Entlüftungsventil 29 aufweist.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Gasmeßverhütungsanlage ist
folgende: Während der Entnahme strömt die Flüssigkeit durch die Hauptförderleitung
5 über den Flüssigkeitszähler 4 und ein kleiner Teilstrom wird vor dem Zähler ständig
über die Drosselöffnung 8 nach oben in den Entspannungsbehälter 5 abgezweigt, wobei
durch die freie Rückflußleitung 9 ein stetiger Kreislauf des Abzweigstromes gewährleistet
ist. Ist die Flüssigkeit mit Luft durchsetzt, so werden die Luftteilchen des Teilstromes
beim Eintreten der Flüssigkeit in den Entspannungsbehälter 5 durch die hier auftretende
Beruhigung und Entspannung nach oben abgeschieden und sammeln sich im Haltekopf
13 und im darunter befindlichen Schauglas 20. Hierbei werden nicht nur die als Blasen
enthaltenen Luftteilchen ausgeschieden, sondern durch die Entspannung der Flüssigkeit
werden auch die von der Flüssigkeit unter dem Leitungsdruck absorbierten Luftanteile
freigegeben und wandern nach oben. Ist die sich im Haltekopf 15 sammelnde Luftmenge
so gering, daß sie vernachlässigt werden kann, reicht die ständig offene haarfeine
Bohrung 58 aus, um diese Luftmenge abzuführen. Ist dagegen der Luftanfall größer,
so staut sich die Luft im Haltekopf 15 und im Aufsatz 20
und der
kapazitive Geber 10 giut ein Schaltsignal an das Drosselventil 24, wodurch der Durchfluß
in der Leitung 3 auf den der unteren Meßbereichsgrenze des Zählers 4 entsprechenden
Wert verringert wird. Die in den Abscheidebehälter 27 einströmende Flüssigkeitsmenge
ist jetzt so gering, daß in diesem Behälter eine zuverlässige Abscheidung der Luftteilchen
aus dem Hauptstrom und eine Abführung über das Entlüftungsventil 29 nach außen gewährleistet
wird. Die jetzt luftfrei Flüssigkeit wird abschließend im Zähler 4 fehlerfrei gemessen.
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Sobald der Luftanteil in der Flüssigkeit wieder nachlässt, wandert
der Flüssigkeitsspiegel im Aufsatz 20 durch Entweichen der Luft über die Bohrung
1& nach oben, bis der Geber 10 wieder anspricht und das Drosselventil öffnet.
Ist dagegen der Luftanteil in der Flüssigkeit so groß, daß eine einwandfreie Abscheidung
im Behälter 27 nicht mehr möglich ist, so schaltet der Impulsgeber 10 über die Steuerleitung
25 auf das Absperrventil 26 und schließt die Förderleitung 3 ganz.
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Diese Schaltung wird ausgelöst, sobald eine entsprechend hohe Luftsäule
im Aufsatz 20 des Entspannungsbehälters 5 vorhanden ist.
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Brechen beispielsweise bei der Restmengenentleerung des Tankes 1 große
Luftmengen plötzlich in die Förderleitung 3 ein, so wird das in die Förderleitung
eintauchende Ende des kapazitiven Gebers 10 von Luft umspült und gibt infolge des
sich hierdurch ändernden Dielektrikums ebenfalls einen Abschaltimpuls an das Absperrventil
26. Anstelle der bis in die Förderleitung 3 reichenden VerlängerullJ den kapazitiven
Gebers 10, kann auch ein zweiter kapazitiver Geber zur Meldung dieses plötzlicherl
bi1te-i'nbruches vorgesehen werden.