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Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlendioxid-
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gehaltes einer Flüssigkeit, insbesondere eines Getränkes.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes
einer Flüssigkeit, insbesondere eines Getränkes.
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Es ist bekannt, den Kohlendioxidgehalt eines Getränkes, beispielsweise
von Bier, mit einer Vorrichtung zu bestimmen, bei der in einem Gehäuse ein Entspannungsraum
zur Aufnahme der zu messenen Flüssigkeit angeordnet ist. Dieser Entspannungsraum
ist über eine mit einer Verschließvorrichtung versehene Zu-Ableitung mit einem Flüssigkeitsein-Auslaß
verbunden. Er enthält weiterhin ein Druckmeßgerät, sowie ein Temperaturmeßgerät
und sein Volumen ist in Abhängigkeit von der Stellung eines in ihm verschiebbar
angeordneten Kolbens veränderbar. Die Vorrichtung weist außerdem einen Handgriff
auf, mit dem der Kolben aus einer ersten Position, in der das Volumen des Entspannungsraumes
ein Minimum aufweist, in eine zweite Position, in der das Volumen des Entspannungsraumes
ein Maximum aufweist, weiter herausgezogen werden kann.
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Bei der bekannten Vorrichtung wird von der Tatsache ausgegangen, daß
bei einem Gleichgewichtszustand zwischen dem Kohlendioxidgehalt, der in dem Entspannungsraum
enthaltenden Flüssigkeit, und dem Kohlendioxidgehalt eines sich über der Flüssigkeit
befindenden Raumes, der sich in diesem Raum einstellende Kohlendioxidgasdruck unter
Berücksichtigung der Temperatur der Flüssigkeit ein Maß für den Kohlendioxidgehalt
der Flüssigkeit ist.
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Der Meßvorgang bei der bekannten Vorrichtung verläuft folgendermaßen:
Der
Entspannungsraum wird über die Zuleitung mit der zu messenden Flüssigkeit ganz gefüllt.
Dann wird er mittels der Verschließvorrichtung abgeschlossen und der Kolben am Handgriff
in die zweite Position herausgezogen, so daß sich über der Flüssigkeit ein mit Kohlendioxidgas
gefüllter Raum bildet. Die Einstellung des Gleichgewichtes wird durch Schütteln
der Vorrichtung von Hand unterstützt und beschleunigt. Am Druckmeßgerät wird der
sich einstellende Druck abgelesen und unter Berücksichtigung der Temperatur kann
in bekannter Weise der zugehörige Kohlendioxidgehalt der Flüssigkeit berechnet bzw.
aus einschlägigen Tabellen abgelesen werden.
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Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß sie umständlich zu
bedienen ist. Es müssen mehrere Ventile oder Hähne jeweils von Hand geöffnet und
wieder geschlossen werden, der Kolben muß mit der Hand herausgezogen werden und
die Vorrichtung muß mit der Hand geschüttelt werden.
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Es sind auch Vorrichtungen bekanntgeworden, bei der die Einstellung
des Gleichgewichtszustandes durch besondere mechanische Einrichtungen (Vibration)
oder elektrische Einrichtungen (Elektrolyse) erreicht wird.
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Aber auch diese Geräte sind relativ aufwendig in der Bedienung.
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Die Praxis hat gezeigt, daß die bekannten Vorrichtungen auch relativ
große Mengen an Probenflüssigkeit benötigen, störanfällig sind und nicht immer reproduzierbare
Ergebnisse liefern.
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Es ist weiterhin eine Einrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung
des Kohlendioxidgehaltes einer durch eine Leitung strömenden Flüssigkeit bekannt
(DE-OS 26 34 971), bei der ein Teilstrom der Flüssigkeit über eine Meßleitung durch
eine Meßzelle geführt wird, in der laufend eine Entgasung der Flüssigkeit stattfindet,
wobei vor der Meßzelle eine Vorrichtung zur Messung des statischen Flüssigkeitsdruckes
und in der Meßzelle eine Vorrichtung Dr Messung der Temperatur und
eine
Vorrichtung zur Messung des Entgasungsdruckes angeordnet sind. Diese Meßvorrichtungen
geben elektrische Signale ab, die fortlaufend einer elektronischen Rechenanlage
zur Auswertung und Anzeige zugeführt werden. Die Entgasung der Flüssigkeit wird
dadurch unterstützt, daß der Innenraum der Meßzelle mindestens im Bereich der Eintrittsöffnung
für die Flüssigkeit als Zylinder ausgebildet ist und die Meßleitung tangential zur
Mantelfläche des Zylinders einmündet und die Abfühung der Flüssigkeit in Richtung
der Achse des Zylinders erfolgt.
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An oder unmittelbar vor der Eintrittsöffnung weist die Meßzelle eine
Querschnittsverengung auf, um ein ausreichendes Druckgefälle zu erreichen.
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Mit dieser bekannten Einrichtung sind sehr genaue und reproduzierbare
Meßergebnisse erhältlich, allerdings ist der technische Aufwand relativ hoch.
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Die Erfindung geht davon aus, daß es in vielen Fällen gar nicht erforderlich
ist, den Kohlendioxidgehalt einer Flüssigkeit, z.B. von Bier, kontinuierlich zu
bestimmen. Es ist vielmehr häufig ausreichend, ihn in gewissen Zeitabständen zu
messen, die umso enger liegen müssen, je genauer der zeitliche Verlauf dcs des Kohlendioxidgehaltes
erfaßt werden soll bzw. je größer die Wahrscheinlichkeit relativ rasch auftretender
Änderungen des Kohlendioxidgehaltes ist.
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Es ergab sich demnach die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, mit
der der Kohlendioxidgehalt einer in einer Leitung strömenden oder in einem Behälter
befindlichen Flüssigkeit, insbesondere eines Getränkes, beispielsweise Bier, in
vorgegebenen Zeitabständen bestimmt werden kann. Die Vorrichtung sollte genaue und
reproduzierbare Meßergebnisse liefern, sie sollte möglichst einfach aufgebaut und
leicht zu bedienen und wenig störanfällig sein, damit sie auch unter erschwerten
Betriebsbedingungen einsatzfähig ist. Sie sollte für jede Messung nur eine geringe
Flüssigkeitsmenge benötigen, um die Einstell- und Meßzeit niedrig zu halten und
höhere Flüssigkeitsverluste
zu vermeiden, wenn die Probeflüssigkeit
nicht in den Kreislauf zurückgeführt werden soll.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt, ausgehend von einer Vorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1, erfindungsgemäß mit den
im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches i angegebenen Merkmalen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Während die Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 bis 5 in erster
Linie für Einzelmessungen bzw. Messungen in größeren Zeitabständen gedacht ist,
läßt sich die Ausführungsform nach Patentanspruch 7 besonders gut für fortlaufende
Messungen in geringeren Zeitabständen verwenden. Die Ausführungsform für Einzelmessungen
läßt sich besonders gut als tragbares Gerät (Patentanspruch 17) ausbilden. Die Vorrichtung
kann dann laufenden Kontrollgängen im Betrieb leicht mitgeführt werden, weil sie
durch eine besondere Formgebung sehr leicht zu transportieren und zu handhaben ist.
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Sämtliche Ausführungsformen können aber auch fest, beispielsweise
im Bypass, an eine Flüssigkeitsleitung installiert sein.
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Vor allem bei der Ausführungsform mit zwei intermittierend eingesetzten
Entspannungsräumen (Patentanspruch 7) kann es dabei zweckmäßig sein, die Meßergebnisse
einer zentralen Auswerteeinrichtung zuzuführen (Patentanspruch 19). Es können dann
innerhalb einer größeren Anlage an verschiedenen wichtigen Punkten, an denen der
Kohlendioxidgehalt der Flüssigkeit bestimmt werden soll, erfindungsgemäße Vorrichtungen
angeordnet sein, die von einer Zentrale aus überwacht werden können.
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Es hat sich gezeigt, daß die Entspannungsräume bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung klein gehalten werden können, so
daß mit verhältnismäßig
geringen Flüssigkeitsmengen gearbeitet werden kann. Der rein mechanische Aufbau
der Vorrichtung ist äußert einfach, robust und wenig störanfällig. Die Bedienung
ist sehr einfach, da kein Öffnen und Verschließen von Ventilen mit der Hand und
kein zusätzliches Schütteln der Vorrichtungen erforderlich ist und die Kolben nicht
mittels Körperkraft bewegt werden müssen. Das Gehäuse kann mindestens teilweise
aus durchsichtigem Material bestehen, so daß das Innere des Entspannungsraumes optisch
überwacht werden kann.
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Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele
für die erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit; Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 einen Längsschnitt durch
eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes
einer Flüssigkeit.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform zur Bestimmung
des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit ist in erster Liie für Einzelmessungen
oder Messungen in größeren Zeitabständen gedacht.
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Sie weist ein aus zwei zusammenschraubbaren Teilen 1a und lb bestehend
Gehäuse auf. Der Gehäuseinnenraum ist insgesamt hohlzylindrisch ausgebildet und
besteht aus drei aufeinanderfolgenden Abschnitten, einem ersten hohlzylindrischen
Abschnitt 2, in dem ein Kolben 5 verschiebbar geführt ist, einem zweiten hohlzylindrischen
Abschnitt 4, der in weiter unten erläuterten Weise als Entspannungsraum dient, und
einem dritten hohlzylindrischen Abschnitt 3, in dem ein Kolben 6 verschiebbar geführt
ist. Der Durchmesser des hohlzylindrischen
Abschnittes 3 bzw. des
Kolbens 6 ist dabei größer als der Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnittes
2 bzw. des Kolbens 5. Der Durchmesser des hohlzylindrischen Abschnittes 4 ist in
Achsrichtung inkonstant und insgesamt größer als die Durchmesser der hohlzylindrischen
Abschnitt 2 und 3. Der Kolben 5 ist mit dem in Achsrichtung fluchtend zu ihm angeordneten
Kolben 6 durch den Entspannungsraum 4 hindurch mittels einer Stange 7 starr verbunden.
Der Kolben 6 ist an seiner dem Kolben 5 abgewandten Seite mit einer Stange 9 verbunden,
welche durch das Gehäuse la hindurch nach außen geführt ist.
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Am äußeren Ende der Stange 9 ist ein Handgriff 10 angeordnet.
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Im mittleren hohlzylindrischen Abschnitt 4 des Gehäuseinnenraumes
ist eine Druckfeder 8 angeordnet, deren eines Ende sich an einer Schulter des Gehäuses
und deren anderes Ende sich an der Stirnfläche des Kolbens 6 abstützt. Die Feder
8 übt also auf den Kolben 6 eine Kraft aus, die den Kolben 6 und den mit ihm verbundenen
Kolben 5 in eine Stellung zu schieben sucht, in der der Kolben 6 an der den hohlzylindrischen
Abschnitt 3 begrenzenden Endfläche anliegt. Diese Verschiebungsbewegung wird durch
eine auslösbare Arretiervorrichtung verriegelt. Die Arretiervorrichtung ist in einer
quer zur Gehäuseachse verlaufenden Bohrung 11 im Gehäuseteil la angeordnet. Sie
weist einen gegen die Kraft einer Feder 13 verschiebbaren Bügel 12 auf, der in eine
Nut 9a der Stange 9 eingreift. Der Bügel 12 ist mit einem nach außen geführten Druckknopf
12a verbunden. Beim Drücken des Druckknopfes 12a wird der Bügel 12 aus der Nut 9a
gedrückt und die Stange 9 ist freigegeben, so daß die Kolben 5 und 6 unter der Kraft
der Feder 8 verschoben werden.
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Der mittlere Abschnitt 4 des Gehäuseinnenraumes ist über einen Kanal
15 mit einem Druckmeßgerät 14 verbunden. Außerdem ragt in ihn ein Teil eines im
Gehäuseteil la angeordneten Thermometers 16 hinein.
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Die Vorrichtung besitzt weiterhin einen Flüssigkeitseinlaß Z, der
über einen Kanal 17 mit dem hohlzylindrischen Abschnitt 3 verbunden ist und einen
Flüssigkeitsauslaß A, der über einen Kanal 18 mit dem hohlzylindrischen Abschnitt
2 verbunden ist.
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Im Flüssigkeitsauslaß A ist eine Blende 18a angeordnet.
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Weiterhin ist in dem dichtend im hohlzylindrischen Abschnitt 3 geführten
Außenmantel des Zylinders 6 eine Nut 19 angeordnet, die mit einem Kanal 20 verbunden
ist, der durch den Kolben 6 hindurchgeführt ist und an der dem Kolben 5 zugewandten
Stirnfläche des Kolbens 6 in den Gehäuseinnenraum einmündet.
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Ebenso ist an der dichtend im hohlzylindrischen Abschnitt 2 geführten
Mantelfläche des Kolbens 5 eine Nut 21 angeordnet, die mit einem Kanal 22 verbunden
ist, der durch den Kolben 5 hindurchgeführt ist und an der dem Kolben 6 zugewandten
Stirnfläche in den Gehäuseinnenraum einmündet.
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Der hohlzylindrische Abschnitt 2 des Gehäuseinnenraumes ist an seinem
Ende über einen Kanal 26 mit dem Außenraum verbunden.
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Das am einen Ende des Gehäuseteils lb angeordnete Druckmeßgerät ist
durch einen auf das Gehäuse aufgeschraubten Deckel lc geschützt.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 ist folgende:
Die Kolben 5 und 6 können grundsätzlich zwei verschiedene Positionen einnehmen.
Eine erste Position ist in Fig. 1 dargestellt. In ihr sind beide Kolben in der Zeichnung
nach links verschoben. In dieser ersten Position ist die Stange 9 durch den Bügel
12 verriegelt, so daß durch die Druckfeder 8 eine in der Zeichnung nach rechts wirkende
Kraft ausgeübt wird, ohne daß eine Verschiebung der Kolben stattfinden kann.
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In dieser ersten Position weist das Volumen des Gehäuseinnenraumes,
daß sich aus dem mittleren hohlzylindrischen Abschnitt 4 und den an ihn angrenzenden
Teilen der hohlzylindrischen Abschnitte 2 und 3 zusammensetzt, ein Minimum auf.
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Weiterhin liegt die Nut 19 im Kolben 6 dem Austrittsende des Kanals
17 gegenüber, während die Nut 21 des Kolbens 5 dem Austrittsende des Kanals 18 gegenüberliegt.
Dies bedeutet, daß Flüssigkeitseinlaß Z und Flüssigkeitsauslaß A geöffnet sind.
In dieser Stellung kann bei an eine Flüssigkeitsleitung oder einen Flüssigkeitsbehälter
angeschlossener Vorrichtung die zu messende Flüssigkeit bei Z einströmen und gelangt
über die Kanäle 17 und 20 in den Raum 4, durchströmt ihn und fließt über die Kanäle
22 und 18 und den Flüssigkeitsauslaß A wieder aus der Vorrichtung heraus. Der Zustand
der den Raum 4 durchströmenden Flüssigkeit kann beobachtet werden, indem der Gehäuseteil
la aus durchsichtigem Material hergestellt ist oder ein vor dem Raum 4 angeordnetes
Sichtfenster aufweist.
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Sobald der zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der Kolben
5 und 6 angeordnete Raum, der im folgenden weiterhin mit Entspannungsraum 4 bezeichnet
wird, gefüllt ist und die Flüssigkeit blasenfrei durchströmt, wird am Druckknopf
12a die Arretiervorrichtung ausgelöst. Der Bügel 12 abt die Stange 9 frei und die
Kolben 5 und 6 werden unter der Einwirkung der Druckfeder 8 ruckartig in der Zeichnung
nach rechts verschoben, bis der Kolben 6 an der Stirnwand des hohlzylindrischen
Abschnittes 3 anschlägt. Hierdurch werden einerseits der Flüssigkeitseinlaß Z und
der Flüssigkeitsauslaß A verschlossen und andererseits vergrößert sich das Volumen
des Entspannungsraumes 4 bis es in der zweiten Position der Kolben 5 und 6 am Ende
der Verschiebungsbewegung ein Maximum erreicht hat. Dabei erfolgt eine starke Entspannung
der im Entspannungsraum 4 eingeschlossenen Flüssigkeit. Die Entbindung des in der
Flüssigkeit enthaltenen Kohlendioxids erfolgt durch das sich sehr rasch einstellende
hohe Druckgefälle. Die Flüssigkeit strömt unter einem über dem Sättigungsdruck liegenden
Druck in den Entspannungsraum ein und dieser Druck wird durch die Blende 18a im
Flüssigkeitsauslaß im wesentlichen aufrechterhalten. Durch die Kolbenverschiebung
wird ein zusätzlicher Raum geschaffen, in dem sich ein Vakuum aufbaut. Es stellt
sich dann ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Kohlendioxidgehalt der Flüssigkeit
und dem
Gasdruck in dem flüssigkeitsfreien Raum ein. Durch das
Sichtfenster bzw. die durchsichtigen Teile des Gehäuses kann die Einstellung des
Gleichgewichtszustandes daran erkannt werden, daß die Flüssigkeitsprobe blank ist,
also keine Gasblasen mehr enthält. Es kann nunmehr am Druckmeßgerät i4 der Druck
abgelesen werden. Außerdem wird mittels des Thermometers 16 die Flüssigkeitstemperatur
bestimmt. Um eine möglichst zuverlässige Temperaturangabe zu erhalten, ist das Thermometer
16 so angeordnet, daß sein Meßorgan im Entspannungsraum 4 in unmittelbarer Nähe
der Einmündungsstelle des Kanals 20 liegt, durch den die Flüssigkeit in den Entspannungsraum
4 einströmt.
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Aus den gemessenen Werten kann dann grundsätzlich nach bekannten Formeln
oder mittels einschlägiger Tabellen der Kohlendioxidgehalt der Flüssigkeit bestimmt
werden.
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Nach beendeter Messung werden mittels der Handhabe 10 über die Stange
9 die Kolben 5 und 6 in die erste Position zurückgeschoben und die Arretierung greift
unter der Einwirkung der Feder 13 ein und verriegelt die Kolben in dieser ersten
Position. Der Flüssigkeitseinlaß Z und der Flüssigkeitsauslaß A sind in dieser Position
wieder geöffnet und die Vorrichtung ist zu einer zweiten Messung bereit.
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Zur raschen Ermittlung des Kohlendioxidgehaltes, ohne die Zuhilfenahme
von eigens mitezuführenden Tabellen, ist an der Außenseite des Gehäuses la, lb eine
besondere Einrichtung zur schnellen Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes angeordnet.
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Diese Einrichtung weist einen in die äußere Oberfläche des Gehäuses
eingearbeiteten drehbaren Ring 24 auf, der an seinen beiden Rändern eine entsprechend
geeichte Strichskala aufweist, der jeweils eine Strichskala auf fest mit dem Gehäuse
verbundenen Ringen 23 und 25 gegenüberliegt. Durch Verdrehen des Ringes 24 kann
für jeden abgelesenen Druckwert und den entsprechenden gemessenen Temperaturwert
ein entsprechender Wert des Kohlendioxidgehaltes der Flüssigkeit direkt am Gerät
abgelesen werden.
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Die Einstellung des Gleichgewichtszustandes kann unterstützt und beschleunigt
werden, in dem in nicht dargestellter Weise im Entspannungsraum 4 an der Stange
7 quer zur Bewegungsrichtung der Kolben ein Blattfederelement angeordnet ist, daß
eine in Bewegungsrichtung der Kolben verlaufende Bohrung aufweist.
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Bei der ruckartigen Verschiebung der Kolben 5 undt nach dem Lösen
der Arretiervorrichtung aus der ersten Position in die zweite Position gerät das
Blattfederelement in Schwingungen, die sich auf die es umgebende Flüssigkeit übertragen
und somit durch die mechanische Einwirkung die Einstellung des Gleichgewichtszustandes
beschleunigen.
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Die in den Fig. 1 und 2 beschriebene Ausführungsform der Vorrichtung
zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit ist, wie erwähnt, besonders
geeignet zur Durchführung von Einzelmessungen oder Messungen in größeren Zeitabständen.
Sie kann zu diesem Zweck als tragbares Handgerät ausgebildet sein, wobei es in der
Getränkeindustrie, insbesondere bei Verwendung der Vorrichtung zur Bestimmung des
Kohlendioxidgehaltes von Bier, besonders zweckmäßig ist, wenn der Außendurchmesser
der Vorrichtung so gewählt ist, daß er dem Durchmesser einer der verwendeten Normflaschen
entspricht.
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Das Gerät kann dann beispielsweise zusammen mit Flaschen in einem
üblichen Traggerät transportiert werden. Selbstverständlich kann aber auch die in
den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung fest an einen Flüssigkeitsbehälter oder
eine Flüssigkeitsleitung angeschlossen sein. -In Fig. 3 ist eine Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes einer Flüssigkeit dargestellt,
die insbesondere zur Messung in kürzeren Zeitabständen verwendet werden kann, wobei
die Zeitabstände gegebenenfalls so kurz gewählt werden können, daß eine quasi kontinuierliche
Messung entsteht.
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Das Gehäuse der Vorrichtung besteht aus zwei ineinanderschraubbaren
Gehäuseteilen 31a und 31b. Der insgesamt im wesentlichen
zylindrische
Gehäuseinnenraum ist an einem Ende durch einen eingeschraubten Deckel 31c und am
anderen Ende durch eine aufgesetzte Platte 31d abgeschlossen.
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Der Gehäuseinnenraum gliedert sich in insgesamt drei hohlzylindrische
Abschnitte 32, 33, 42, in denen insgesamt drei Kolben 35, 36 und 45 verschiebbar
geführt sind. Die Kolben 35, 36 und 45 sind axial fluchtend hintereinander angeordnet
und über Verbindungsstangen 37 und 46 starr miteinander verbunden.
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Zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der Kolben 35, 36 ist
ein Entspannungsraum 34 angeordnet, während sich zwischen den einander zugewandten
Stirnflächen der Kolben 36 und 45 ein zweiter Entspannungsraum 44 befindet. Die
hohlca zylindrischen Abschnitte und die in ihn geführten Kolben sind so ausgebildet
und angeordnet, daß der mittlere Kolben 36 einen größeren Durchmesser besitzt als
die beiden äußeren Kolben 35 und 45, die jeweils den gleichen Durchmesser aufweisen.
Diese Anordnung und die Ausbildung der Entspannungsräume 34 und 44 hat zur Folge,
daß in der in Fig. 3 eingezeichneten Stellung der Entspannungsraum 34 ein Volumenminimum
aufweist, während in dieser Stellung der Entspannungsraum 44 ein Volumenmaximum
aufweist. Diese Stellung der Kolben wird als erste Position bezeichnet. Bei einer
Verschiebung der Kolben 35, 36 und 45 in Fig. 3 nach rechts, in die Pohition, in
der der Kolben 45 an der Innenseite des Deckels 31c anschlägt, besitzt der Entspannungsraum
34 ein Volumenmaximum und der Entspannungsraum 44 ein Volumenminimum. Diese in der
Fig. nicht dargestellte Position der Kolben wird als zweite Position bezeichnet.
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Die Bewegung der Kolben erfolgt über eine mit dem Kolben 35 verbundene
Stange 39, die über eine Kupplungsvorrichtung 40 mit der Kolbenstange eines nur
teilweise dargestellten Druckzylinders 38 verbunden ist, der über ein Führungsgestänge
62 mit der Abschlußplatte 31d des Gehäuses verbunden ist.
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i>as Gehäuse 31a-31b weist zwei Flussigkeitseinlässe Z1 und Z2
und einen Flüssigkeitsauslaß A auf. Die Flüssigkeitseinlässe Zl bzw. Z2 sind über
Kanäle 47 bzw. 49 mit der Innenwand der hohlzylindrischen Abschnitte 32 bzw. 42
verbunden. Der Flüssigkeitsauslaß A ist über einen Kanal 48 mit der Innenwand des
hohlzylindrischen Abschnittes 33 verbunden. Im Kolben 35 ist in der Mantelfläche
eine Nut 50 angeordnet, die über einen Kanal 51 mit der dem Entspannungsraum 34
zugekehrten Stirnfläche des Kolbens 35 verbunden ist Ebenso ist in der Man telfläche
des Kolbens 45- eine Nut 52 angeordnet, die. über einen Kanal 53 mit der dem Entspannungsraum
44 zugewandten Stirnfläche des Kolbens 45 verbunden ist. In der Mantelfläche des
Kolbens 36 sind insgesamt drei Nuten 54, 55 und 58 angeordnet.
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Die Nut 54 ist über einen Kanal 56 mit der-dem Entspannungsraum 34
zugewandten Stirnfläche des Kolbens 36 verbunden, während die Nut 55 über einen
Kanal 57 mit der dem Entspannungsraum 44 zugewandten Stirnfläche des Kolbens 36
verbunden ist.
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Die dritte Nut 58 ist über einen Kanal 59 ebenfalls mit der dem Entspannungsraum
44 zugewandten Stirnfläche des Kolbens 36 verbunden.
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Die Nuten 54 und 55 dienen zur Auslaßsteuerung für die Flüssigkeit,
während die Nut 58 mit einem Kanal 60 zusammenwirkt, an den in nicht dargestellter
Weise ein Druckmeßgerät anschließbar ist.
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Weiterhin ist über einen Anschluß 61, der mit dem Entspannungsraum
44 verbunden ist, eine nicht dargestellte Temperaturmeßvorrichtung an das Gehäuse
anschließbar.
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Die Funktionsweise der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung ist folgende:
In der in Fig. 3 dargestellten ersten Position der Kolben 35, 36 und 45 kann die
zu messende Flüssigkeit VOM Flüssigkeitseinlaß Z1 über die Kanäle 47 und 51 in den
Entspannungsraum 44 einströmen, den sie über die Kanäle 56 und 48 und durch den
Flüssigkeitsauslaß A wieder verläßt. In der gleichen Position sind, wie aus Fig.
3 absulesen, der Flüssigkeitseinlaß Z2
und der Flüssigkeitsauslaß
A gegenüber dem Entspannungsraum 44 abgeschlossen. Der Entspannungsraum 44 ist in
dieser Position über den Kanal 59 mit dem Anschluß 60 für das Druckmeßgerät verbunden.
Hieraus ist ersichtlich, daß in dieser ersten Position der Kolben der Entspannungsraum
34 mit zu messender Flüssigkeit gefüllt wird, während im Entspannungsraum 44 gerade
die Druckmessung stattfinden kann. Werden nun die Kolben 35, 36 und 45 vom Druckzylinder
38 aus in die zweite Position geschoben, so vergrößert sichdas Volumen des Entspannungsraumes
34 und das Volumen des Entspannungsraumes 44 verkleinert Çch.
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Gleichzeitig wird der Entspannungsraum4gegenüber dem Flüssigkeitseinlaß
Z1 und dem Flüssigkeitsauslaß A abgeschlossen.
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In der zweiten Position der Kolben ist nun die Stellung der Nuten
52 bzw. 55 so, daß die zu messende Flüssigkeit durch die Kanäle 49 und 53 in den
Entspannungsraum 44 einströmen und durch die Kanäle 57 und 48 wieder ausströmen
kann, während der Anschluß 60 für das Druckmeßgerät direkt mit dem Entspannungsraum
34 verbunden ist. In dieser Position erfolgt also das Füllen des Entspannungsraumes
44 mit der zu messenden Flüssigkeit und die Bestimmung des Druckes im Entspannungsraum
34.
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Durch ein intermittierendes ruckartiges Hin- und Herbewegen der Kolben
35, 36 und 45 aus der ersten Position in die zweite Position und wieder zurück,
in die erste Position usw., erfolgt also eine Bestimmung des Kohlendioxidgehaltes
der Flüssigkeit, die abwechselnd in den beiden Entspannungsräumen 34 und 44 durchgeführt
wird. Das Meßprinzip ist dabei das gleiche wie bei der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen
Ausführungsform. Die Einstellung des Gleichgewichtszustandes kann durch Anordnung
von Sichtfenstern oder Herstellen der Gehäuseteile 31a und 31b aus durchsichtigem
Material optisch überwachbar'gemacht werden. Die Ergebnisse der über den Anschluß
60 bestimmten Druckwerte und der über den Anschluß 61 bestimmten Temperaturwerte
können einer nicht dargestellten zentralen Auswertevorrichtung zugeführt werden,
durch die die zugehörigen Werte des Kohlendioxidgehaltes der gemessenen
Flüssigkeit
in den vorgegebenen Zeitabständen bestimmt und angezeigt oder ausgedruckt werden
können.
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Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung ist also
besonders dafür geeignet, fest, beispielsweise an verschiedenen Punkten. einer Gesamtanlage
angeordnet zu werden, wobei die an den verschiedenen Punkten der Anlage gemessenen
Werte einer gemeinsamen zentralen Auswertevorrichtung zugeführt werden können.
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Wie bei der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform
kann es auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 zweckmäßig sein, wenn beispielsweise
an den Verbindungsstangen 37 und 46 der Kolben in Querrichtung stehende Blattfederelemente
mit einer in Bewegungsrichtung durchlaufenden Bohrung angeordnet sind, deren Schwingungen
während des Bewegungsvorganges die Einstellung des Gleichgewichtszustandes zwischen
Flüssigkeits- und Gasraum unterstützen.
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Der zur Messung benötigte Flüssigkeitsbedarf ist bei beiden Ausführungsformen
gering. Die Entspannungsräume können z.B.
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so bemessen sein, daß sie eine Flüssigkeitsmenge von 15 -50 cm3 fassen.
Bei einem Volumen von ca. 35 cm3 wird dann unter Berücksichtigung der vor Beginn
der Messung durch den Entspannungsraum hindurchströmenden Flüssigkeitsmenge pro
Einzelmessung eine Flüssigkeitsmenge von ca. 100 cm3 benötigt.