DE1960735C2 - Umschaltventil für Verbundzähler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilit ein Umschaltventil für VerbuntlzUhlcr, bei dem ein innerhalb des Umschult· venlilgehlluses in axialer Richtung bewegbures Schließorgnii durch den Strömungsdruck cleir Mcßflüsslgkeit in der Hauptleitung und eine diesem entgegenwirkende Kraft, die in der letzten Schließphase erhöht wird, betUtigt wird. Umschaltventile sind an eine Maiiptslromleitung angeschlossen, die einen Hauplzühler aufweist, und an eine Ncbenstromleitung, die mit einem Nebcnziihlcr versehen ist. Der Nebenzähler dient dabei der Messung kleiner Durchilußmengcn, während in entsprechender Weise der Hauplziihler große Durchflußmcngen bestimmt.

Neben dem eingangs behandelten Umschaltventiltyp ist ein anderer, besonders häufig eingesetzter Typ bekannt, bei dem die Mündung der Hauptleitung durch einen Klappenkörper verschlossen ist, der durch ein starres oder beweglich gelagertes Gewicht in seiner Sperrstellung gehalten wird. Durch den Strömungsdriick wird entgegen der Wirkung des ao Gewichtes der Klappenkörper vom Sitz abgehoben. Bei derartigen Anordnungen ist es ferner bekannt, durch die Bewegung des Klappenkörpers gleichzeitig den Zufluß vom Nebenzähler zu steuern. Dieses geschieht beispielsweise dadurch, daß Haupt- und Ncbenleitung in einen gemeinsamen Gehäuseraum münden, was den Vorteil hat, daß der gesamte Strönningsdruck für Steuerungsvorgänge einsetzbar ist.

Bei den beiden behandelten Arten von Umschaltventilen besteht ein wesentlicher Nachteil darin, daß der Wechsel vom Nebenzählerbetrieb auf den 1 Iauptzählerbetrieb nicht bei exakten S'römungszuständen erreichbar ist, sondern der Hauptzähler bei Zunahme der Durchflußmenge zu früh einsetzt und bi;i Abnahme der Durchflußmenge zu lange in Tätigkeit ist. Dieses beeinträchtigt die Meßgenauigkeit erheblich, und die DiN 19 625 trägt diesen bisher nicht behobenen Mangeln Rechnung durch Zulassung eines Meßfehlers in unbegrenzter Höhe im festgelegten Umschaltbereich der Verbundzähler. Zur Begrenzung dieser Meßfehler und des Umschaltbereiches sind Einrichtungen, wie Permanentmagnete, sich ändernde Gewichte u.dgl., bekannt, um zunächst vor dem noch geschlossenen Klappenkörper einen erhöhten Druck aufzubauen, der für ein plötzliches öffnen und Schließen der Klappe im Interesse der Meßgenauigkeit erforderlich ist. Diese Einrichtungen befriedigen jedoch nur zu einem geringen Teil, da exakte Schließvorgänge nicht ermöglicht werden.

Die Verwendung von Permanentmagneten bei einem Umschaltventil der eingangs erläuterten Art stellt nämlich nur beim öffnen der Hauptleitung einen exakten Übergang auf den Hauptzählerbetrieb sicher. Dieses ist darauf zurückzuführen, daß der Permanentmagnet eine bei Vergrößerung des Spaltes steil abfallende Kraflkennlinie hat und deshalb beim Schließen erst in der allerletzten Schüeßphase wirksam ist, d. h.| auch die erhöhte Schließkraft muß durch das Federorgan aufgebracht werden, dessen Kraft in diesem Bereich bereits abgenommen hat und das deshalb entsprechend stark ausgelegt sein müßte. Dieses wiederum stört den Betrieb in der etwas geöll'neten Stellung des Schließorgans, indem dieses »flattert«. Hin die in der Schließphase erforderlichen hohen Kräfte aufbringen zu können, müssen die 6g Magnete stark ausgelegt sein. Dieses hat große Abmessungen und ein erhebliches Gewicht zur Folge, was große und schwere Ventilgehäuse erforderlich macht. Ferner ist der konstruktive und bearbeitungstechnische Aufwund erheblich, Letzteres gilt in besonderem Maße für Klappenventil, zumalwenn die Verbesserung der Steuerungswirkung durch gekrümmte Drossellliichen erreicht werden coil, die in der Bewugiingsbahn des Klappenkörpers angeordnet sind.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile auszuschalten und insbesondere ein Umschaltventil zu schallen, das Meßfehler im Umschaltbereich ausschließt, bei dem das Schließorgan in der Oilen-Stellung wirksamer als bisher entlastet ist und das bedeutend leichter als die bisher bekannten Ausführungen ist.

Dieses wird bei dem eingangs näher erläuterten Umschaltventil erfindungsgemUß dadurch erreicht, daß ein erstes F'ederorgan vorgesehen ist, das das Schließorgan nur im unmittelbaren Bereich der Sitzfläche liegenden Teil des Betätigungsweges mit einer Steuerkraft beaufschlagt, das Schließorgan durch einen hydraulischen Drücker bewegbar ist, der ständig vom Difl'erenzdruck der Meßflüssigkeit vor und hinter dem Schließorgan und einer diesem entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt ist, und der Drücker beim öffnen des Schließorgans von diesem abgehoben ist, nach dem öffnen durch Abnahme der Druckdifferenz sich in Richtung des Schließorgans bewegt und dieses entgegen dem und in Abhängigkeit vom Strömungsdriick der MeßHüssigkeit mitnimmt, bis nach dem Zurücklegen einer bestimmten Strecke das erste Federorgan wirksam wird und das Schließorgan schlagartig in die Sperrstellung drückt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist nur das erste unmittelbar auf das Schließorgan wirkende Federorgan auf den Umschaltdruck des Ventils eingestellt und die vom hydraulischen Drücker auf das Schließorgan aufgebrachte Kraft wesentlich kleiner.

Es ist auf diese Weise erfindungsgemäß sichergestellt, daß eine große Schließkraft auf das Schließorgan wirkt, während in der geöffneten Stellung eine besonders feinfühlige Anpassung an die Strömungsverhältnisse und damit Bewegung des Schließorgans erreicht wird, was darauf zurückzuführen ist, daß der hydraulische Drücker in Abhängigkeit von dem Gesamtdruck der Meßflüssigkeit in der Hauptleitung steuerbar ist. Für eine exakte Tätigkeit des Hauptzählers ist die Schlußphase des Schließweges des Schließorgans maßgeblich. Bei den bekannten Klappenventilen ist eine ruckartige Unterbindung des Zuflusses vom Hauptzähler auf Grund der geometrischen bzw. konstruktiven Gegebenheiten nicht möglich, zumal der dynamische Druck der sich bewegenden Strömungsmittelsäule auf die Schließfläche des Klappenkörpers voll wirksam ist. Um den Abbau des dynamischen Strömungsmitteldruckes von der Bewegung des Schließorgans bis zu einem gewissen Grade unabhängig zu machen, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das Schließorgan ein Hilfsventil aufweist, das in der geöffneten Stellung des Schüeßorgans ebenfalls geöffnet ist und erst gegen Ende der beschleunigten Schließphase ebenfalls schlagartig geschlossen wird.

Die gleiche Wirkung ist dadurch crzielbar, daß gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung das Schließorgan ein Drosselorgan aufweist, das in der beschleunigten Schließphase den Gesamtdurchfluß von Haupt- und Nebenzähler kurzzeitig stark drosselt.

Diese Drosselwirkung wirkt sich auch beim öffnen Bei 60 ist ein Hilfsventil durgestellt, das den

den Schließorgans vorteilhaft aus, da in an sieh be- Sehließorgan 50 zugeordnet ist. Der Teller 52 weis

kannter Weise der gesamte Strömungsmitteldruck das Durchgangsbohriingen 61 auf, die auf dem Umfanj

Schließorgan schnell in die geülfneU: Stellung über- des Tellers 52 gleiehmüßig verteilt sind und derer führt. ^ -5 Anzahl und Größe in Anpussung an die jeweiliger

In, der Zeichnung sind Ausfiihrungsbeispiele der Strömungskennwerte gewühlt ist. Weiterhin ist dei

Erfindung wiedergegeben, die an Hand der nach- Teller 52 mit drei auf dem Umfang verteilten Buchsei

folgenden Beschreibung niihcr erläutert weiden. Es 62 versehen, in denen Stifte 63 gleitend geführt sind

^zti'gt Die Sliite 63 verbinden einen Hilfsventilteller 64 mi

F i g. I einen Schnitt durch das Umschaltventil in io einem Anschlug 65, an dem ein Ring 66 mit radialer

der Ruhestellung, Armen 67 angeordnet ist, die der durch die öfl'nungei

Fig. 2 eine weitere Ausfülmiiigsfonn des Um- 61 tretenden Flüssigkeit keinerlei Widerstand ent·

schaltventils, gegensetzen. Zwischen den Armen 67 und der ent

F ί g, 3 bis fi schematisch verschiedene Betriebs- sprechenden Oberfläche des Tellers 52 ist eint

Stellungen des Umschaltventil, erläutert an Hand der 15 schwache Druckfeder 68 vorgesehen, Die Druckfedei

Ausfiihiungsform gemäß Fig. 1, und 68 drückt über die Arme 67 und die Stifte 63 der

Fig. 7 eine gegenüber Fig. 1 und 2 abgeänderte Teller 64 gegen die stromauf weisende Oberllächt

Ausführungsform. des Tellers 52, wodurch die ÖIInungen61 verschlos-

In Fig. I ist ein Gehäuse 10 für ein Umschalt- sen werden.

ventil gezeigt, an das bei 11 eine Hauptleitung, die 20 Der Teller 64 des Hilfsventil 60 ist mittels einet

vom Hauptzähler kommt, angeschlossen ist uiid bei Nabe 69 bewegbar auf dem Umfang der Nabe 51 de:

12 eine Nebcnleitimg, die von einem Nebenzähler Schlicßorgans 50 gelagert. Am vorderen freien Endt

kommt. Bei 13 tritt die gesamte Meßflüssigkeit aus der Nabe 69 befindet sich ein Ansatz 70, dessen freit

dem Umschaltventilgehäuse aus. Die Nebenleitung Oberfläche 71 mit der entsprechenden Oberfläche de;

zweigt vor dem Hauptzähler ab und ist während des as Lagers 23 in Eingriff gebracht werden kann. Fcrnci

gesamten Meßvorganges mit Flüssigkeit beaufschlagt. ist die Nabe 69 mit einem Ansatz 72 versehen, ir

DieUmschalteinrichtung stellt eine Einheit dar, die dem auf dem Umfang verteilt drei Federelemente 72

als Ganzes in das Gehäuse 10 einsetzbar ist und mit- gelagert sind, die eine Kugel 74 gegen den äußerer

tels eines Flansches 21 an einem fiehäusevoisprung Umfang der Nabe 51 drücken. Bei 75 ist eine Kerbt

14 befestigt sein kann. Der Flansch 21 ist an einem 30 angedeutet, von der ebenfalls drei auf dem Umfanj

zylindrischen Sit/körper 20 angeordnet. Vom Umfang der Nabe 51 verteilt vorgesehen sind und in die dii

des Sitzkörpers 20 verlaufen radial zur Mitte zwei entsprechenden Kugeln 74 einrasten., um das Hilfs

oder drei Rippen 22, die in der Mitte ein Lager 23 ventil 60 unabhängig von der Bewegung des Schließ

aufweisen. In dem Lager 23 ist eine Achse 24 dreh- organs 50 in der geöffneten Stellung zu halten, füllt

fest angeordnet, wobei jedoch die Achse 24 gegenüber 35 keine speziellen Steuerkräfte auf das Hilfsventil 6(

dem Lager 23 in axialer Richtung einstellbar ist. Die wirksam sind.

Achse 24 weist eine Zentralbohrung 25 auf, die die Auf der Achse 24 ist ferner ein hydraulische:

Hauptleitung 11 mit einem Stutzen 26 verbindet. Drücker gelagert, der allgemein mit 80 bezeichnet ist

Am äußeren Umfang des Sitzkörpers 20 sind dia- Der Drücker 80 besteht aus einem scheibenförmige)

inetral gegenüberliegend vorzugsweise zwei Lager- 40 Kolben 81, der mit der Achse 24 einstückig ausgebil

bocke 27 angeordnet, in denen Stangen 28 schwenk- det sein kann und am äußeren Umfang einen Dich

bar geführt sind. Die äußeren freien Enden der tungsring aufweist. Der Kolben 81 wird von einen

Stangen 28 sind durch zwei Federelemente 29 mit- Zylinder 82 übergriffen, der mittels einer Stimwanc

einander verbunden, die mittels entsprechender Stifte 83 mit einer Nabe 84 versehen ist. Die Nabe 84 is

30 an den Stangen 28 so angelenkt sind, daß die 45 gleitend auf der Achse 24 geführt, wobei der in dei

Federn 29 zu beiden Seiten der Achse 24 frei beweg- Arbeitsraum 85 weisende Teil der Nabe 84 mit eine

bar sind. Ausnehmung 86 verschen ist, durch die der Stutzen 2<

An einer in Abhängigkeit von der erforderlichen in den Arbeitsraum 85 ragt. Der freie Rand des ii

Kraftaufbringung wählbaren Stelle zwischen den den Arbeitsraum 85 ragenden Teiles der Nabe 84 is

Lagern 27 und den Stiften 30 weisen die Stangen 28 50 mit 87 bezeichnet und bildet zusammen mit de

Lagerböcke 31 für Rollen 32 auf. Würze! des Kolbens 81 einen Anschlag und dami

Das Schließorgan ist allgemein mit 50 bezeichnet eine Begrenzung für die Zylinderbewegung,

und besteht aus einer Nabe 51, die gleitend auf der Die äußere freie Oberfläche des Tellers 83 win

Achse 24 geführt ist. Die Nabe 51 weist einen sich von einer Feder 88 beaufschlagt, die als Schrauben

radial erstreckenden Tejler 52 auf, der am oberen 55 feder zwischen dem Teller 83 und einem Anschlag S'.

freien Ende mit einem zylindrischen Abschnitt 53 vorgespannt ist, der verstellbar auf der Achse 24 an

versehen ist. Am äußeren Umfang des Tellers 52 be- geordnet ist.

findet sich eine zylindrische Dichtungsiläche 54, wäh- Der Zylinder 82 weist einen kleineren Durchmesse

rend an der Stirnseite des Zylinders S3 eine radiale auf als der Zylinder 53 des Schließorgans 50 und rag

Dichtungsiläche 55 mit einem Dichtungsring 56 aus- 60 in den Zylinder 53 hinein. Die vordere freie Stirn

gebildet ist. Stromab weist der zylindrische Abschnitt fläche des Zylinders 82 ist mit 90 bezeichnet um

53 eine geneigte Steuerfläche 57 auf. Die Steuerfläche bildet eine radiale Ringfläche, die mit den Armin 6'

57 bildet zusammen mit der freien Oberfläche 58 des in Eingriff gebracht werden kann.

Zylinders 53 die Kurvenbahn für die Rollen 32, wo- Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform de

bei bei 59 der Schaltpunkt liegt. In der Ruhestellung 65 criindungsgcmäßcn Ventils, wobei die entsprechende!

kann ti ic Lagt: der Rollen 32 durch einen zyündri- Einzelelemente der Ausführungsformen gemäß Fig.

sehen Bund am Zylinder 53 fixiert sein, um eine kon- und 7 durch die Einzelelemente dieser Ausführungs

slante Vorspannung der Federn 29 einzuhalten. form ersetzbar sind.

Dis eiste Fcderoigan besteht aus zwei I.agcrbüekcn 127, die einander diametral gegenüberliegend an der Sclu'ilie Kl lest angeordnet sind und je eine Stange 128 (lagen. Die äußeren freien linden der Stangen

128 sind durch zwei Federeleinente 129 miteinander verbunden, die mittels entsprechender Stifte 130 an den Stangen 128 so angelenkt sind, daß die Federn

129 ϊμ beiden Seiten der Nabe 51 frei bewegbar sind. Zur r.iuslelluug der Feilci vorspannung können die Stifte 130 auf den Stangen 128 in deren Längsrichtung verschiebbar fixiert sein. Zwischen den Lagern 127 und den Stiften 130 weisen die Stangen 128 Lagerböcke 131 für Rollen 132 auf. Hierbei ist es nicht erforderlich, die in Fig. 2 dargestellte Ausfühiiberein. Das Schlicßorgan 50 liegt dabei unter der Wirkung des Federorgans 27 bis 32 an dem Sitz 20 dicht an. Die Feder 68 drückt den Teller 64 des Hilfsventils 60 gegen die stromauf liegende Stirnseite des

Tellers 52. Die Durchgangsbohrungen 61 sind damit ebenfalls verschlossen.

Der Drücker 80 befindet sich ebenfalls in der Ruhestellung, indem die Druckfeder 88 die Nabe 84 gegen den Kolben 811 drückt. Zwischen der Fläche 90 und

ίο den Armen 67 ist vorteilhafterweise etwas Spiel.

Tritt nun der Nebenzähler langsam in Tätigkeit, so strömt über die öffnung 12 die Meßflüssigkeit vom Nebenzähler in das Umschaltvcntilgehäuse 10. Zunächst wird die Anordnung noch die Lage gemäß

iuniisfonu"zu wählen. Vielmehr kann das erste Feder- 15 Fig. 3 beibehalten, doch wird bei zunehmendem organ so ausgebildet sein, daß die Rollen 132 un- Differenzdruck der Drücker 80 betätigt, indem über

" ' ■ die Bohrung 25 der Strömungsdruck aus der Haupt

leitung 11 in den Stutzen 26 und damit in den Arbeitsraum 85 des Drückers 80 gelangt. Die Bewegung des Zylinders 82 erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zu beiden Seiten der Scheibe 83. die in diesem Fall der Druckdifferenz der Flüssigkeit zu beiden Seiten der Scheibe 52 des Schließorgans 50 entspricht. Die Druckfeder 88 weist vorteilhafterweise eine flache Federkennlinie auf mit einer Vorspannung, die etwa dem Druckverlust des Nebenzählers bei der, Hälfte der bei der Umschaltung erwünschten Leistung entspricht. Der Einsattbereich des Nebenzählers liegt gewöhnlich bei einer Leistung.

mittelbar auf den Stiften 130 drehbar angeordnet sind, die dann au den vorderen freien Enden der Stangen 128 fest gelagert sind. Die Lagerböckc 131 entfallen dann.

Die Nabe 51 ist gegenüber Fig. 1 verlängert ausgebildet und weist Steuerflächen 157 und 158 auf, die durch einen llmschaltpunkt 159 voneinander getrennt sind. Feiner ist an der Nabe 51 ein zylindrischer Hund 151 ausgebildet, auf dem in der geschlossenen as Stellung des Ventils die Rollen 132 ruhen, jedoch gleichzeitig mit den Flächen 157 im Eingriff stehen. Auf diese Weise ist eine konstante Vorspannung der Federn 129 sichergestellt. Der zylindrische Abschnitt

Federn 12 sichergt y

53 an dem Ventilteller 52 entfällt bei dieser Ausfüh- 3= bei der Druckverluste bis 2 mWS auftreten.

ninrsform. wobei das nachfolgend noch zu erläuternde Organ 91 gemäß F"ig. 7 unmittelbar auf den Telia 52 aufgesetzt ist.

Zur Vereinfachung der Montage ist bei dieser Ausfiihiunpsfonu der Kolben 81 mit einer Buchse 181 veisehen und auf der Achse 24 befestigt, wobei eine Durchganjisbohrung 126 die Verbindung zwischen dei /entralbohruni: 25 und dem Arbeitsraum 85 sicherstellt. Der Anschlag 87 des Druckzylinders Nähert sich der Differenzdruck dem Umschaltwert — nach DTN 19 625 max. 2 raW'S —, so nimmt der Drücker 80 die Lage gemäß Fi g. 4 ein. Das erste Federorgan 27 bis 32 übt in axialer Richtung auf das Schließorgan 50 den Druck aus, der dem Umschaltdruck entspricht.

Wird der Umschalldruck von 2 mWS erreicht, se öffnet sich schlagartig das Schlicßorgan 50. indem die Rolle 32 auf der Steuerfläche 57 nach oben ccd rückt

82 83 befindet sieh hierbei in Form der Hache 187 40 wird, den Schaltpunkt 59 überschreitet und auf dei

Fläche 58 abrollt. Damit übt das erste Federorgan 2" bis 32 keinerlei axialen Druck mehr auf das Schließorgan aus. so daß sieh dieses unter dem Sirörvnines-•.i^r»ck frei bewegen kann, ninial der DiiiekerSO ru· <5 nächst vom Schiicßorgan abgehoben ist Das sehlag artige Offnen des Schheßorgans 50 wird hierbei be wirkt durch eine 1 ipjvndiehtung 48. die auf de Dichtfläche 54 gleitend so kince abdichtet. Iv s du Rolle 32 den Senaltpunkt 59 erreicht I1.1t. urd r- \ er bindung mit dem dmch die Rolle 32 .mf lhiem Wei hintcT dem Schaltpunk; 50 abnehmenden \\ialdruci auf das Sehhcßoipan 50 SM.vi n.vh citoietct Oflnuni nimmt dei überdruck ;F ι £ ■J'¹ m dem \ibcitsraun ab. und dei Duiekei 80 bewcpt si_vh cem.iß lic !

np'-h links in Richtung auf d.is Schlutvve.in 5fl Während dieser Bewegung infti die tieie k.ntcOI des Ahndi-vs82 auf die \rnie 6"? und druckt da Hilfsventil W) in die peoflnctc Stelhmr IXm 1 eilet <»■

•\rrnc 67 eine wird von den öflnunpc« (M abgehoben, und di

an .let Seheibe S3 Alternativ kann die Nabe 84 ausschließlich inneihalb des Druckraunies 85 ausgebildet sein, wobei die Ansehläge entsprechend angepaßt sind

Γαnei kann pcmäß dieser Avisführungsform da* rweite Federorcan 88.89 innerhalb des Drückers 80 angeordnet sein, vvwu der Zylinder S2 mit einem Uimd 1S3 vei-iohon i*t. rauschen dem und der als AnseM.K 180 ausgebildeten Scheibe 81 cmc Druckfedei 188 angeordnet is, Dei Bund 183 kann mit dem freien Jude des 7\hnders82 verschraubt «ein odct durch einen ledeinnp cebiKiet werden Picse •Vusiuluuncsfonii cest.ittet eine veikinrtc Ausbildung da -\clise 24 imd cunoclvhi wie vorstehend crw.ihnt < iie p.M^eie Freihen bc7uchch dci Ge-Staltunide; Nabe 84 \'le dic«e Meikmalc pcstattcn cmc Vo:n)Viktere Bauweise des l'mschaitvcntil-

Vann an
\er\\em1et

SieHc det «erxien. die

S2 mn einem ktwrcntnscbcn Ahndet ist der den innenraum des Drockm »nvi damn das erste »md dis tvcvk Fcderorjsiui

de* 6f Kuccln 74 pelanpen tnu den KaKn 75 \r\
I⁴TO B V m «»8

Xn Y1 ρ

ι- «5

j« F15 ? «wspnclrt dehn

rnnh sind

nwt Fig. !

Bei diesem \ orpani: wird die
l>amn wird die Fcdct SS ubet
dw Orpamc l»5 bis *»7 auf das
«.am. «ml fjcmiiß lic 5 kann das
ΛΝίΛηριρί.«" \s"m den Siriwnui):
la«irt hin- und borbpwvjyt wcnVn

FaHi An Strctnrontrsdmek a«t d;»s
«öl (WS Wen. d« untrrhMh des

8« urn

liegt, so nimmt das Schließorgan 50 die Lage gemäß Fig. 6 ein. Erreicht der Drücker 80 den Anschlag am Kolben 81, so hat die Rolle 32 den Punkt !59 bereits etwas überschritten, und die vordere freie Kante der Dichtungsflüche 54 hat den Lippen-Dichtungsring48 in der Dichtungsflächc 49 des Sitzkörpers 20 erfaßt. Das Wasser muß nun ausschließlich durch die Bohrungen 61 fließen. Die weitere Bewegung des Schließorgans 50 wird nun bestimmt einerseits durch den axialen Schub des Federorgans 27 bis 32, andererseits durch eine entgegenwirkende Kraft, die dem in" den Bohrungen 61 entstehenden Druckverlust, bezogen auf den Gesamtquerschnitt des Schließorgans 50, entspricht. Diese Bohrungen sind so dimensioniert, daß eine Weiterbewegung in Richtung Schließen erst dann erfolgt, wenn die Durchflußstärke unter den Wert gesunken ist, der zum Öffnen des Schließorgans 50 erforderlich ist. Ist dies der Fall, so drückt das erste Federorgan 27 bis 32 beschleunigt das Schließorgan 50 weiter in Richtung des Sitzkörpers 20, wobei in der letzten Phase dieser Bewegung die Fläche 71 am Ansatz 70 mit der entsprechenden gegenüberliegenden Fläche am Lager 23 in Eingriff kommt. Hierbei werden die Kugeln 74 aus den Kerben 75 herausgedrückt, und unter der Wirkung des Staudruckes sowie der Feder 68 bewegt sich der Teller 74 auf den Teller 52 zu, wodurch die DurchtriltsöfTnungen 61 verschlossen werden. Da der Drücker 80 am Anschlag anliegt, können sich die Arme 67 frei bewegen und nehmen die Lage gemäß F i g. 3 ein. Zwischen dem Ansatz 70 und der vorderen freien radialen Fläche der Nabe 51 tritt beim Schlicßvorgang eine gewisse Dämpfung ein, die etwaige Beschädigungen an dem Hilfsventil infolge eines zu starken Zuschlagens ausschaltet. Der Schließvorgang ist bcendet, sobald der Dichtungsring 56 an einer radialen Stirnfläche 46 des Sitzkörpers 20 zur Anlage komml. Das Umschaltventil befindet sich sodann in der Lage gemäß Fig. 3, wobei höchstens noch der Nebenzähler läuft. Bei erneutem Anwachsen des Druckes wiederholen sich dicBctricbsslcUungcn gemäß Fig. 3 bis 6 in entsprechender Weise.

Durch die wirksame Entlastung des Hauptschließorgans in der OITcn-Stellung kann das unerwünschte Mitlaufen des Nebenzähler kurz vor·dem Schließ-Vorgang durch Einbau einer druckverlustarmen Rückschlagklappe in der Ncbcnlcitung verhindert werden.

Das erste Tedcrorgan 27 bis 32 kann auch in anderer Weise ausgebildet sein. Beispielsweise können, wie aus F i g. 7 ersichtlich, am Gehäuse 10, gleichmäßig über den Umfang verteilt, Führungsbuchscn 40 für Federn 41 und Zapfen 43 vorgesehen sein, an deren freien Finden Rollen 42 gelagert sind. Die Rollen 42 beaufschlagen dann die Steuerflächen 57 und 58 in gleicher Weise wie die Rollen 32. Wesentlieh ist hierbei lediglich, daß sowohl die Rollen 32 als auch die Rollen 42 über den gesamten Umfang einen gleichmäßigen Druck auf das Schlicßorgan 50 ausüben, damit dieses völlig vcrkuntiingsfrci gegen den Sitzkürper 20 gedrückt wird bzw. uuf der Achse 24 frei bewegbar bleibt.

F'crner ist bei der Ausfiihrungsform gcmüß F i g. 7 das Hilfsventil 60 mit den Organen 61 bis 75 fortgelassen. Der Drücker 80 ist mit der radialen An- »chlagfliichc 90 direkt auf das Schließorgan 50 wirk-•um, wozu der Zylinder 82 entsprechend verlängert ist. An Stelle des Hilfsventil* 60 ist um äußeren Umfang des Zylinders 58 des Schlicßorgans 50 ein scheibenförmiger Ansatz 91 vorgesehen, der mit einem ringförmigen Vorsprung 92 an der Innenseite des Gehäuses 10 zusammenarbeitet. In Fig. 7 ist das Umschaltventil gemäß dieser Ausführungsforni in der Ruhestellung wiedergegeben, die F i g. 3 entspricht. In gestrichelten Linien ist bei 95 die Lage der Scheibe

91 wiedergegeben, was dem Betriebszustand gemäß F i g. 5 entspricht. Die Lage der Scheibe 91 beim Betriebzustand gemäß F i g. 6 ist mit 96 verdeutlicht. Im einzelnen bedeutet dieses folgendes. Befinden sich die Scheiben in der Position 91-92, so liegt die Ruhestellung vor oder der Nebenzähler lauf«. In der Position 95-92 laufen Haupt- und Nebenzähler. Bei dei Position 96-92 wird die weitere Bewegung des Schließorgans 50 bestimmt einerseits durch Federorgane 40-43 und 88, andererseits durch eine entgegenwirkende Kraft, die dem durch Drosselung 92-96 entstehenden Druckverlust entspricht, bezogen auf den durch Ansatz 91 vergrößerten Gesamtquerschnilt des Schlicßorgans 50.

Der Abstand zwischen Ansatz 91 und Vorsprung

92 ist so bemessen, daß eine Weiterbewegung des Schließorgans 50 in Richtung Schließen erst dann erfolgt, wenn die Gesamtdurchflußstärke (Haupt- und Nebenzähler) unter den Wert gesunken ist, der zum öffnen erforderlich war. Ist dies der Fall, so passier! der Ansatz 91 den Vorsprung 92, der freie Durchgangsquerschnitt wird schlagartig erweitert, die der beiden Federorganen entgegenwirkende Kraft fälll dadurch plötzlich ab und ermöglicht ein plötzliches Schließen des Schließorgans 50.

Das öffnen des Scließorgans erfolgt ebenso plötzlich, da mit einer Bewegung des Schließorgans 50 sofort eine Drosselung des Durchgangsquerschnitts erfolgt und das Schließorgan 50 dadurch zwangläufig in die Stellung 92-96 bewegt wird.

In dieser Stellung verteilt sich der Durchfluß aul Haupt- und Nebenzähler entsprechend ihrem Durchlaßwert, d. h., die durch den Nebenzähler fließende Menge ist nur ein kleiner Bruchteil des Gesamtdurchflusses, so daß der Hauptzählcr mit Sicherheil mit einer Durchflußslärke belastet wird, die innerhalb seines Meßbereiches liegt und damit genau erlaßt wird.

Neben der erhöhten Meßgcnauigkeil und geringen' Dnickverlust erbringt die Erfindung den Vorteil, dafi das Umschaltventil auch in jeder beliebigen Schräglage eingebaut werden kann und betriebssicher ist Das Gehäuse 10 ist erheblich kleiner und leichter als die bisher bekannten Umschaltvcntilgchäuse, und dei Einsatz 20 bis 91 ist als kompakte Einheit jederzeil in Anpassung an verschiedene Strömungsbedingungen auswechselbar. Dadurch wird auch die Wartung erheblich vereinfacht. Die austauschbaren Einsätze können fertig justiert geliefert und auch von vvcnigci sachverstandigen Hilfskräften eingebaut werden.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Umschaltventil für Verbundziihler. bei dem ein innerhalb des Umschnltvcntilgenliuscs in axialer Richtung bewegbares SchlicBorpnn diircli den Strömungsdruek der MeßlUlssigkcit in dei Hauptleitung und eine diesem entgegenwirkende Kraft, die in der letzten Sehließphusc erlittlii wird, betätigt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß ein erstes Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) vorgesehen ist, das das Schließorgan (50) nur im unmittelbaren Bereich der Sit;:fnichen (46, 49) liegenden Teil des Betätigungsweges mit einer Steuerkraft beaufschlagt, das Schließorgan (50) durch einen hydraulischen Drücker (80) bewegbar ist, der ständig vom Differenzdruck der Meßflüssigkeit vor und hinter dem Schließorgan (50) und einer diesem entgegenwirkenden Kraft beaufschlagt ist, und der Drücker (80) beim öffnen des Schließorgans (50) von diesem abgehoben ist, nach dem öffnen durch Abnahme der Druckdifferenz sich in Richtung des Schließorgans (50) bewegt und dieses entgegen dem und in Abhängigkeit vom Strömungsdruck der Meßflüssigkeit mitnimmt, bis nach dem Zurücklegen einer bestimmten Strecke das erste Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) wirksam wird und das Schließorgan (52) schlagartig in die Sperrstellung drückt.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur das erste unmittelbar auf das Schließorgan (50) wirkende Federorgan (27 bis 32_Λ 40 bis 43, 127 bis 132) auf den Umschaltdruck des Ventils eingestellt ist und die vom hydraulischen Drücker (80) auf das Schließorgan (50) aufgebrachte Kraft wesentlich kleiner ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan (50) ein Hilfsventil (60) aufweist, das in der geöffneten Stellung des Schließorgans (£!0) ebenfalls geöffnet ist und erst gegen Ende der beschleunigten Schließphase ebenfalls schlagartig geschlossen wird.

4. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiießorgan (50) ein Drosselorgan (91) aufweist, das in der beschleunigten Schließphase den Gesamtdurchfluß von Haupt- und Nebenzähler kurzzeitig stark drosselt (Fig. 7).

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan (50) und der Zylinder (82) des hydraulischen Drückers (80) auf einer starren Gehäuseachse (24) hin- und herbewegbar sind.

6. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Drücker (80) aus einem Kolben (81) besteht, der auf der Achse (24) fest ist und von dem auf der Gehäuseachse (24) bewegbaren Zylinder (82) übergriffen ist, und die Gehäuseachse (24) eine mit der Hauptleitung (11) in Verbindung stehende Zentralbohrung (25) aufweist, die mit dem Drückerarbeitsraum (85) in Verbindung steht, und gegen den beweglichen Zylinder (82, 83) ein zweites Fedcrorgan (88, 188) drückt und so die der Druckdifferenz entgegenwirkende Kraft darstellt.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (82) des hydraulischen Drückers (80) einen Bund (84) aufweist, der in der Ruhestellung an dem Kolben (81) unter Wirkung des zweiten Federorgans (88) und unter Aufrechterhaltung der Verbindung des Drückerarbeitsraumes (85) mit der Zentralbohrung (25) anliegt (Fig. 1).

8. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (81) des hydraulischer Drückers (80) eine Buchse (181) aufweist, an dei in der Ruhestellung die Fläche (187) der Scheibe (83) unter Wirkung des zweiten Federorgans (188) anliegt, wobei die Verbindung des Drückerarbeitsraumes (85) mit der Zentralbohrung (25J durch eine Bohrung (126) sichergestellt isi (Fig. 2).

9. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teller (52) des Schließorgans (50) durch das Hilfsventil (60) steuerbare öffnungen (61) aufweist, die an bestimmte Durchflußkennwerte anpaßbar sind.

10. Ventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (61) durch einen in Schließrichtung durch eine Feder (68) belasteten Ventilteller (64) verschließbar sind, der mittels Stiften (63) im Teller (52) des Schließorgans (50) gleitend geführt ist und stromab keinen merklichen Strömungswiderstand hervorrufende Arme (67) aufweist, die von einem freien Rand (90) des Zylinders (82) des hydraulischen Drückers (80) beaiisch'iagbar sind.

IL Ventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (68) schwächer ist als ein Rastorgan (74, 75) zur Fixierung des Ventiltellers (64) in dessen geöffneter Stellung.

12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fecerorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) den Schaltpunkt (59) überschreitet und wirksam wird, kurz nachdem die vordere Kante einer zylindrischen Dichtungsfläche (54) des Schließorpns (50) mit einem Hauptdichtungsring (48) eine Sitzfläche (49) in Eingriff gelangt ist, die Dichtur.gsfläche (54) und der Ring (48) während der beschleunigten Schließphase in Eingriff bleiben und das erste Federorgan (27 bis 32, 40 bis 43, 127 bis 132) in der geschlossenen Stellung einen Dichtungsring (56) mit der Sitzfläche (46)"im Eingriff hält.

13. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fecterorgan (27 bis 32, 127 bis 132) aus zwei an einer Hebelübersetzung angeordneten Rollen (32, 132) besteht, die auf einer geneigten Steuerfläche (i»7, 157) am Schließorgan abrollen und so untereinander in Verbindung stehen, daß an diametral gegenüberliegenden Stellen auf das Schiießorgan (50) ein gleichmäßiger Axialschub ausgeübt wird. wobei in der Schließstellung des Schließorgans (50) eine konstante Vorspannung der Federn (29, 129) des ersten Federorgans durch einen zylindrischen Bund (151) an der Nabe (51) bzw. an dem Zylinder (53) des Schlicßorgans (50) erreichbar ist. auf dem die Rollen (32, 132) ruhen.

14. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12. dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federorgan (40 bis 43) aus einer Führung (40) besteht, die am Gehäuse (10) befestigt und eine Feder (41) und einen Zapfen (43) aufnimmt, an dessen freiem Ende eine Rolle (42) gelagert ist, die mit der Steuerfläche (57) bzw. der Zylindcraußenflöche (58) des Schlicßorgans (50) im Eingriff steht Fig. 7).

15. Ventil nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan am üußeren Umfang des zylindrischen Schließoraans (SO) eine

sich radial erstreckende Scheibe (91) angeordnet ist, deren freier Rand mit einer am Ventilgehäuse (10) festen Steuerkante (92) so zusammenarbeitet, daß neben einer Drosselstellung verschiedene Steuerstellungcn vorliegen (F i g. 7). .

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen