DE10017615C2 - Device and method for temperature conversion of gas volumes measured with gas volume meters, in particular rotary piston gas meters - Google Patents
Device and method for temperature conversion of gas volumes measured with gas volume meters, in particular rotary piston gas metersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturumwertung von mit Gasvolumenzählern, insbesondere Drehkolbengaszähler, gemessene Gasvolumina, mit einem, von einer Welle des Gaszählers angetriebenen ersten Zählwerk für das gezählte, nicht umbewertete Gasvolumen, einem zweiten Zählwerk zur Angabe des temperaturkorrigierten Gasvolumens, einem beide Zählwerke zyklisch mechanisch koppelnden Zahnradgetriebe, einem im Gas angeordneten Temperaturmessmittel zum Erfassen einer Gastemperaturänderung und einem Hebel, der diese Temperaturänderung auf ein Steuermittel überträgt, das die Temperaturkorrektur vornimmt und auf einem zweiten Zählwerk zur Anzeige birngt, wobei alle Bauteile in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.The invention relates to a device for Temperature conversion from with gas volume meters, in particular Rotary lobe gas meter, measured gas volumes, with a, of a shaft of the gas meter driven first counter for the gas volume counted, not revalued, a second Counter to indicate the temperature-corrected gas volume, a cyclically mechanically coupling both counters Gear transmission, one arranged in the gas Temperature measuring means for detecting a change in gas temperature and a lever that sets this temperature change on Transfer control means that performs the temperature correction and display on a second counter, where all components are arranged in a common housing.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperaturumwerten von mit Gaszählern, insbesondere Drehkolbengaszähler, gemessene Gasvolumina, bei dem das gemessene nichtumgewertete Gasvolumen in einem ersten Zählwerk angezeigt, durch eine Gastemperaturänderungen berücksichtigende Steuereinrichtung das angezeigte Gasvolumen umbewertet und in einem zweiten Zählwerk angezeigt wird, wobei die erfassten Temperaturänderungen des Gases in eine Drehbewegung umgesetzt werden, die auf die Steuereinrichtung übertragen wird.The invention relates to a method for temperature conversion with gas meters, especially rotary gas meters, measured gas volumes at which the measured unconverted Gas volume shown in a first counter by a Control device taking into account gas temperature changes the displayed gas volume is revalued and in a second Counter is displayed, the recorded Temperature changes of the gas in a rotary motion are implemented, which are transferred to the control device becomes.
Aus der US 35 00 885 A1 ist eine mechanische Temperaturumwertungseinrichtung für Fluidzähler, insbesondere Drehkolbengaszähler, zur Korrektur des angezeigten Gasvolumens infolge von Temperaturveränderungen bekannt.From US 35 00 885 A1 is a mechanical Temperature conversion device for fluid meters, in particular Rotary lobe gas meter, to correct the displayed Gas volume known due to temperature changes.
In dieser bekannten Lösung misst ein bimetallischer Temperaturmesskopf die Gastemperatur und zeigt diese auf einer Skala an. Mit der Temperaturveränderung des Gases entsteht am Temperaturmesskopf eine Drehbewegung, die eine Nocke positioniert, welche das Verhältnis zwischen dem Drehwinkel der Zählerauslasswelle und der Drehung der Zählwerksanzeige so variiert, dass die angezeigte Gasmenge zu den Standardbedingungen korrigiert werden kann.In this known solution, a bimetallic one measures Temperature measuring head shows the gas temperature and shows it a scale. With the change in temperature of the gas there is a rotary movement on the temperature measuring head, the one Positioned cam, which is the relationship between the Angle of rotation of the counter outlet shaft and the rotation of the Counter display varies so that the amount of gas displayed increases the standard conditions can be corrected.
Ein weiterer zyklisch arbeitender ist aus der US 3 969 939 beschrieben, der ein erstes Zählwerk zur Anzeige des nicht umbewerteten Gasvolumens und ein zweites Zählwerk für das temperaturkorrigierte Volumen enthält. Die Temperaturänderungen werden durch eine bimetallische Temperaturwendel erfasst, in eine Drehbewegung umgewandelt und auf ein Nockenrad übertragen, das mit einer zackenförmigen Oberfläche versehen ist. Diese zackenförmige Oberfläche wird von einem schwingenden Hebel zyklisch kontaktiert, der über einen Schwingungsbogen die Umwertung veranlasst. Another cyclical is from US 3,969,939 described, the first counter to display the not revalued gas volume and a second counter for that contains temperature-corrected volume. The Temperature changes are caused by a bimetallic Temperature coil recorded, converted into a rotary movement and transferred to a cam wheel that with a jagged surface is provided. This jagged Surface is cycled by a swinging lever contacted the revaluation via an oscillation curve causes.
Mit diesen bekannten Lösungen ist zwar eine zyklische Temperaturkorrektur des angezeigten Gasvolumen möglich, jedoch sind diese Lösungen durch die Verwendung sehr vieler Hebel, Federn und Verbindungselemente konstruktiv aufwendig. Steuermittel, die mit Federn und schwingenden Hebeln die Umwertung realisieren, können im Dauerbetrieb, beispielsweise durch die Veränderung der Federkonstante infolge Ermüdung der Federn oder Verschleiß der Hebel in ihren Gelenkpunkten, zu Ungenauigkeiten im Umwerteergebnis führen.With these known solutions there is indeed a cyclical one Temperature correction of the displayed gas volume possible however, these solutions are through the use of very many Levers, springs and fasteners are structurally complex. Control means with springs and swinging levers Realizing revaluation can in continuous operation, for example by changing the spring constant due to fatigue of the springs or wear of the levers in their pivot points, to inaccuracies in the conversion result to lead.
Des weiteren ist aus der US 3 868 852 ein Volumengaszähler bekannt, in dem eine Temperaturkorrektur der Volumenanzeige mittels einer Magnetkupplung durchgeführt wird.Furthermore, a volume gas meter is known from US Pat. No. 3,868,852 known in which a temperature correction of the volume display is carried out by means of a magnetic coupling.
Die DE 39 33 787 A1 offenbart darüber hinaus eine Einrichtung zur Temperaturkompensation für einen Balgengaszähler, bei dem die Balgenbewegung auf eine ein Kupplungsrad drehende Kurbel übertragen wird, mit einem das Kupplungsrad mit dem Zählwerk koppelndes Getriebe, dessen Übersetzungsverhältnis durch eine temperaturabhängige Anordnung verändert wird, wobei das Getriebe ein mit dem Kupplungsrad gekoppeltes Übertragungsrad aufweist, das das Magnetkupplungsrad des Zählwerkes antreibt. Zwischen Übertragungsrad und Magnetkupplungsrad ist eine stufenlos verstellbare Kupplung vorgesehen, deren mit dem Übertragungsrad gekoppelte Stufe eine ein Kegelscheibenpaar enthaltende Scheibe aufweist, deren Kegelscheiben immer gleiche, jedoch durch Wirkung der temperaturabhängigen Anordnung in ihrer Größe veränderbare Abstände von einer die Mittelebene von Scheibe und Kupplungsrad bildenden Hauptebene haben. Das Übertragungsrad liegt mit seinem Umfang in der Hauptebene und steht durch die in der Hauptebene wirkende Schwerkraft in unmittelbarem oder mittelbaren Eingriff mit Kupplungsrad und Scheibe. DE 39 33 787 A1 also discloses a device for temperature compensation for a diaphragm gas meter in which the bellows movement on a crank rotating a clutch wheel is transmitted with a clutch wheel with the counter coupling transmission, the transmission ratio by a temperature-dependent arrangement is changed, the Transmission a transmission wheel coupled to the clutch wheel has, which drives the magnetic clutch wheel of the counter. There is one between the transmission wheel and the magnetic coupling wheel infinitely variable clutch provided, whose with the Gear wheel coupled stage on a pair of conical pulleys containing disc, the conical discs always same, but due to the effect of temperature-dependent Arrangement of distances variable from one to the other Main plane of the main plane forming the disc and clutch wheel to have. The extent of the transmission wheel lies in the Main level and stands by the one acting in the main level Gravity in direct or indirect engagement with Clutch wheel and disc.
Auch diese Lösungen verwenden eine Vielzahl von Bauteilen, die den Aufbau komplizieren und letztendlich für den Dauerbetrieb sehr anfällig machen.These solutions also use a variety of components, that complicate the structure and ultimately for the Make continuous operation very vulnerable.
Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein einfacher, robuster, störunanfälliger Aufbau des Umwerters bei weitgehendster Vermeidung von Federn und Hebelverbindungen erreicht wird.In this prior art, the object of the invention based on a device and a method of the beginning to improve it in such a way that a simple, robust, failure-resistant construction of the corrector Most avoidance of springs and lever connections is achieved.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass das Steuermittel als ein kompakter rotationssymmetrischer Körper mit einer auf seiner Oberfläche angeordneten, der Umwertefunktion entsprechenden magnetischen Steuerfläche ausgebildet ist, der in Abhängigkeit der mit dem Hebel übertragenen Temperaturänderung des Gases axial verschieblich auf seiner Antriebswelle angeordnet ist und mit der Drehzahl des ersten Zählwerkes rotiert, und dass der Steuerfläche ein gegen Federkraft wirkendes Stellorgan mit einer Feder, einem Dauermagneten, Treibrad, einem Reibrad und einer Bremse zugeordnet ist, das in einem durch die Steuerfläche erzeugten zyklisch getakteten geradlinigen Stellweg entweder über das Treibrad und Reibrad das zweite Zählwerk startet oder über die Bremse stoppt.This task is accomplished by a device of the beginning mentioned genre solved in that the control means as a compact rotationally symmetrical body with one on arranged on its surface, the conversion function corresponding magnetic control surface is formed, the depending on the transmitted with the lever Temperature change of the gas axially displaceable on its Drive shaft is arranged and at the speed of the first Counter rotates, and that the control surface one against Actuator acting with spring force with a spring, a permanent magnet, Driving wheel, a friction wheel and a brake is assigned that in a cyclically clocked generated by the control surface straight travel either via the driving wheel and friction wheel the second counter starts or stops via the brake.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Umwerters sieht vor, dass der rotationssymmetrische Körper Walzenform besitzt, welche zweckmäßig aus einem Hohlkörper gebildet ist. Another preferred feature of the invention The corrector provides that the rotationally symmetrical body Has a roller shape, which expediently from a hollow body is formed.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebswelle des rotationssymmetrischen Körpers und das Temperaturmessmittel durch einen Zweigelenkhebel funktionell verbunden ist. Dieser Hebel ist die einzige Hebelverbindung im erfindungsgemäßen Umwerter, wodurch eine kompakte Bauweise realisierbar ist.In a further preferred embodiment of the invention Drive shaft of the rotationally symmetrical body and that Functional temperature measuring device by means of a two-joint lever connected is. This lever is the only lever connection in the corrector according to the invention, resulting in a compact design is feasible.
Um eine genaue und exakte Umwandlung der Drehbewegung in einen geradlinigen Stellweg zu gewährleisten, ist der Dauermagnet des Stellorgans mit seinem Treibrad senkrecht zur Steuerfläche des rotationssymmetrischen Körpers angeordnet und liegt im Bremskörper der Bremse ein.To convert the rotary motion into an accurate and exact one to ensure a straight-line travel Permanent magnet of the actuator with its driving wheel vertical to the control surface of the rotationally symmetrical body arranged and lies in the brake body of the brake.
Dies ermöglicht auf engstem Raum die Bauteile des Stellorgans unterzubringen, wodurch der erfindungsgemäße Umwerter besonders einfach und übersichtlich im Aufbau ist. Beim Bewegen des Stellorgans zur Steuerfläche hin wird erreicht, dass das zweite Zählwerk durch die Bremse stoppt.This enables the components of the actuator to be installed in a very small space accommodate, whereby the corrector according to the invention structure is particularly simple and clear. At the Moving the actuator towards the control surface is achieved that the second counter stops by the brake.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass das Treibrad und das Reibrad eine maximale Drehzahlübersetzung aufweist, die dem 1,1fachen bis 1,3fachen Quotienten aus Standardtemperatur zu tiefster Gastemperatur entspricht.Another preferred embodiment of the invention exists in that the driving wheel and the friction wheel have a maximum Has speed ratio that 1.1 times to 1.3 times Quotients from standard temperature to lowest gas temperature equivalent.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin mit einem Verfahren dadurch gelöst, dass die durch die Temperaturänderung initiierte Drehbewegung in eine axial oszillierende Verschiebung einer ständig rotierenden rotationssymmetrischen Steuerfläche umgesetzt wird, gleichzeitig diese Steuerfläche zyklisch abgetastet und durch die Abtastung eine oszillierende Linearbewegung generiert wird, mit der das zweite Zählwerk so angesteuert wird, das es gestoppt oder freigegeben wird. The object of the invention is further achieved with a Process solved in that by the Temperature change initiated rotary motion in an axial oscillating shift of a constantly rotating rotationally symmetrical control surface is implemented, at the same time this control surface is cyclically scanned and through the scan generates an oscillating linear movement with which the second counter is controlled so that it is stopped or released.
Ein bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die rotationssymmetrische Steuerfläche die Umwertefunktion in Form einer magnetischen Markierung enthält, die durch einen Dauermagneten abgetastet wird.A preferred feature of the method according to the invention provides that the rotationally symmetrical control surface Conversion function in the form of a magnetic marker contains, which is scanned by a permanent magnet.
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß es erstmals möglich wird, die Umwertung in einer einfachen geradlinigen Bewegung auszuführen, und die Kompaktheit des Umwerters zu erhöhen. Durch den weitgehenden Verzicht auf Hebel und Federn ist die Störanfälligkeit im Dauerbetrieb verringert.The solution according to the invention is characterized in that it for the first time, the conversion in a simple straightforward movement, and the compactness of the To increase the corrector. By largely dispensing with Levers and springs are susceptible to faults in continuous operation reduced.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.Further advantages and details emerge from the following description with reference to the attached drawings.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention is intended to be based on an exemplary embodiment are explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Ansicht der Rückseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1 is a view of the back of the device according to the invention,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view taken along the line AA of Fig. 1,
Fig. 3 eine Einzelheit X der Fig. 2 und Fig. 3 shows a detail X of Fig. 2 and
Fig. 4 eine Ansicht der Vorderseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 4 is a view of the front of the device according to the invention
In einem Gehäuse 1 ist - wie in Fig. 1 gezeigt - das Zählwerk 2, das das im nicht dargestellten Drehkolbengaszähler gemessene Gasvolumen VB zählt, und das Zählwerk 4 montiert, welches das auf den Standardzustand umbewertete Gasvolumen VT anzeigt. Die Drehachsen der Zählwerke 2 und 4 liegen zueinander parallel und werden in einem Rahmen gehalten. Zwischen den beiden Zählwerken 2 und 4 ist ein rotationssymmetrischer Körper 3 als Steuerwalze, ebenfalls parallel zu den Drehachsen der Zählwerke 2 und 4 ausgerichtet, drehbar um und axial verschieblich auf einer Welle 6 gelagert. Die Steuerwalze ist als Hohlkörper ausgebildet.Mounted in a housing 1 - as shown in FIG. 1 - is the counter 2 , which counts the gas volume VB measured in the rotary piston gas meter, not shown, and the counter 4 , which indicates the gas volume VT revalued to the standard state. The axes of rotation of the counters 2 and 4 are parallel to each other and are held in a frame. Between the two counters 2 and 4 is a rotationally symmetrical body 3 as a control roller, also aligned parallel to the axes of rotation of the counters 2 and 4 , rotatably and axially displaceably mounted on a shaft 6 . The control roller is designed as a hollow body.
Auf der Oberfläche des rotationssymmetrischen Körpers 3 ist eine magnetische Steuerfläche 7 angeordnet, deren Kontur und Form der mathematischen Umwertefunktion in Abhängigkeit von der Gastemperatur entspricht. Der Zustand des Gasvolumens ist durch seine Temperatur über die allgemeine Zustandsgleichung für Gase beschrieben. Ist nur die Gastemperatur eine veränderliche Zustandsgröße und der Gasdruck konstant, so ist nur eine Umwertung auf die Standardtemperatur (z. B. 288 K) erforderlich, um das temperaturkorrigierte Gasvolumen anzuzeigen.A magnetic control surface 7 is arranged on the surface of the rotationally symmetrical body 3 , the contour and shape of which corresponds to the mathematical conversion function as a function of the gas temperature. The state of the gas volume is described by its temperature using the general equation of state for gases. If only the gas temperature is a variable state variable and the gas pressure is constant, only a conversion to the standard temperature (e.g. 288 K) is required to display the temperature-corrected gas volume.
Die Gastemperatur wird durch ein Temperaturmessmittel 8, einer auf einer Welle 9 befindlichen Bimetall-Wendel, erfasst. Das Temperaturmessmittel 8 ist deshalb dem zu zählenden Gasvolumen ausgesetzt. Die durch die Temperaturänderung des Gases verursachte Drehbewegung der Bimetall-Wendel wird auf den mit der Welle 9 verbundenen Zweigelenkhebel 10 übertragen und in eine Stellbewegung umgesetzt. Der Zweigelenkhebel 10 steht mit dem rotationssymmetrischen Körper 3 in Wirkverbindung, so dass der Körper 3 auf seiner Welle entsprechend der erfassten Temperaturänderung axial oszilliert ist.The gas temperature is recorded by a temperature measuring means 8 , a bimetal coil located on a shaft 9 . The temperature measuring means 8 is therefore exposed to the gas volume to be counted. The rotational movement of the bimetal coil caused by the change in temperature of the gas is transmitted to the two-joint lever 10 connected to the shaft 9 and converted into an actuating movement. The two-articulated lever 10 is operatively connected to the rotationally symmetrical body 3 , so that the body 3 is axially oscillated on its shaft in accordance with the detected temperature change.
Dem rotationssymmetrischen Körper 3 ist ein Stellorgan 11 zugeordnet. Dieses Stellorgan 11 setzt sich aus einem in einer Gabel 12 durch eine Feder 13 geführten Dauermagneten 14, einem Treibrad 15, einem Reibrad 16 und einem Bremskörper 17 zusammen. Die Achsen von Treibrad 15 und Reibrad 16 liegen parallel zu den Achsen der Zählwerke 2 und 4, des Körpers 3 und der Ausgangswelle 18 des nicht dargestellten Drehkolbengaszählers. Durch das Zahnradgetriebe 19, das vom Zahnrad der Ausgangswelle 18 angetrieben wird, ist eine Drehzahlübertragung einerseits auf das Zählwerk 2, den rotationssymmetrischen Körper 3 und das Treibrad 15 gewährleistet.An actuator 11 is assigned to the rotationally symmetrical body 3 . This actuator 11 is composed of a permanent magnet 14 guided in a fork 12 by a spring 13 , a drive wheel 15 , a friction wheel 16 and a brake body 17 . The axes of the drive wheel 15 and friction wheel 16 lie parallel to the axes of the counters 2 and 4 , the body 3 and the output shaft 18 of the rotary piston gas meter, not shown. The gear transmission 19 , which is driven by the gear of the output shaft 18 , ensures speed transmission on the one hand to the counter 2 , the rotationally symmetrical body 3 and the drive wheel 15 .
Der rotationssymmetrische Körper 3 wird daher mit der gleichen Drehzahl wie das Zählwerk 2 betrieben. Auf der Oberfläche des rotationssymmetrischen Körpers 3 ist die magnetische Steuerfläche markiert. Mit dem senkrecht zu dieser Steuerfläche 7 ausgerichteten Stellorgan 11 mit Dauermagnet 14 wird bei Rotation und axialer Verschiebung des rotationssymmetrischen Körpers 3 ein zyklisch getakteter linearer Stellweg generiert. Da das Treibrad 15 und das Reibrad 16 innerhalb einer Ausnehmung des Bremskörpers 17 drehbar aufgenommen sind, wird bei Überwinden der Federkraft der Feder 13 durch die Magnetkräfte das Treibrad 15 vom Reibrad 16 getrennt und der Bremskörper 17 gegen das Reibrad 16 bewegt, wodurch das Zählwerk 4 stoppt. Bei Weiterrotation des rotationssymmetrischen Körpers 3 bewegt sich die magnetische Steuerfläche 7 weiter und der Dauermagnet 14 löst sich und führt durch die Federkraft eine Rückbewegung aus, so dass das Treibrad 15 das Reibrad 16 kontaktiert und der Bremskörper 17 freigegeben wird. Das Zählwerk 4 startet.The rotationally symmetrical body 3 is therefore operated at the same speed as the counter 2 . The magnetic control surface is marked on the surface of the rotationally symmetrical body 3 . With the control element 11 with permanent magnet 14 oriented perpendicular to this control surface 7 , a cyclically clocked linear adjustment path is generated when the rotationally symmetrical body 3 rotates and is axially displaced. Since the drive wheel 15 and the friction wheel 16 are rotatably received within a recess of the brake body 17 , when the spring force of the spring 13 is overcome by the magnetic forces, the drive wheel 15 is separated from the friction wheel 16 and the brake body 17 moves against the friction wheel 16 , as a result of which the counter 4 stops. When the rotationally symmetrical body 3 continues to rotate, the magnetic control surface 7 moves further and the permanent magnet 14 releases and executes a return movement by the spring force, so that the drive wheel 15 contacts the friction wheel 16 and the brake body 17 is released. Counter 4 starts.
Das Treibrad 15 besitzt die gleiche Drehzahl wie das Zählwerk 2. Durch die Paarung Treibrad 15 und Reibrad 16 wird eine maximale Drehzahlübersetzung zugrundegelegt, die dem 1,1fachen bis 1,3fachen Quotienten aus Standardtemperatur zur tiefsten Gastemperatur entspricht. The driving wheel 15 has the same speed as the counter 2 . The pairing of drive wheel 15 and friction wheel 16 is based on a maximum speed translation which corresponds to 1.1 times to 1.3 times the quotient from the standard temperature to the lowest gas temperature.
11
Gehäuse
casing
22
erstes Zählwerk
first counter
33
Rotationssysmetrischer Körper
Rotationally symmetric body
44
zweites Zählwerk
second counter
66
Welle von Wave of
33
77
Steuerfläche auf Control surface on
33
88th
Temperaturmessmittel, Bimetall-Wendel
Temperature measuring device, bimetal coil
99
Welle von Wave of
88th
1010
Zweigelenkhebel
Two articulated levers
1111
Stellorgan
actuator
1212
Gabel
fork
1313
Feder
feather
1414
Dauermagnet
permanent magnet
1515
Treibrad
pinion
1616
Reibrad
friction wheel
1717
Bremse, Bremskörper
Brake, brake body
1818
Ausgangswelle
output shaft
1919
Zahnradgetriebe
gear transmission
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