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Die vorliegende Erfindung hat im wesentlichen ein Verfahren zur Kontrolle der
Dichtheit irgendeiner Umhüllung und ganz besonders eines Gaszählers zum
Gegenstand.
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Sie richtet sich ebenfalls auf eine Kontrollvorrichtung zur Durchführung dieses
Verfahrens.
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Man kennt bereits verschiedene Verfahren und Geräte zur Überprüfung der
Dichtheit einer Umhüllung.
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So hat man bereits ein Verfahren vorgeschlagen, das darin besteht, die zu
überprüfende Umhüllung mit einem gewissen Druck eines Gases, wie z.B. Helium zu
füllen, diese Umhüllung in einen ein anderes Gas als Helium enthaltenden Behälter zu
stellen und ein Pumpen dieses Gases durchzuführen, um es zu einem Meßwertgeber
zu bringen, um den Leckgrad von Helium, das gegebenenfalls in das in dem
Behälter enthaltene andere Gas gelangt ist, zu messen.
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Ein solches Verfahren weist jedoch Nachteile auf, da es sich nicht an diejenigen zu
überprüfenden Umhüllungen anwenden kann, welche nicht den Überdruck, d.h. in
dem vorliegenden Fall die durch die den Behälter mit dem Meßwertgeber
verbindende Pumpe ausgeübte Vakuumwirkung ertragen. Somit kann ein derartiges
Verfahren nicht an diejenigen Gaszählern angewandt werden, die nicht Drücke
höher als 0,2-0,4 Bar ertragen können.
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Demzufolge um die Dichtheit der Gaszähler zu überprüfen und da kein heute
bekanntes System zur Ermittelung von Undichtheiten entweder durch Analyse des
Druckes oder durch Gasanalyse geeignet ist, verwendet man im allgemeinen
dasjenige Verfahren, das darin besteht, den Gaszähler in einen mit Flüssigkeit
gefüllten Behälter einzutauchen, den Zähler mit einem gewissen Gasdruck zu füllen
und die sich aus einer etwaigen Gasundichtigkeit entstandenen Bläschen zu
beobachten.
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Ein solches Verfahren ist jedoch nur qualitativ und visuell und gestattet nicht, die
Undichtheiten zu quantifizieren.
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Ausserdem kennt man aus dem Dokument DE-A-3 739 166 oder FR-A-2 034 651 ein
Verfahren und ein Gerät der in dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2
beschriebenen Gattung, die aber nicht eine gute Überprüfung und eine gute
Genauigkeit der Messung des Gasleckgrades ermöglichen.
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Demzufolge hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, allen diesen Nachteilen
abzuhelfen, indem sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle der Dichtheit
der Gaszähler vorschlägt, die keinen Überdruck oder kein Vakuum, der bzw. das für
diese Zähler schädlich sein könnte, verwenden und gestatten, den Leckgrad mit
einer grossen Genauigkeit trotz der im allgemeinen verwickelten Gestalt, die solche
Zähler aufweisen, zu messen.
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Zu diesem Zweck hat die Erfindung ein Verfahren zur Kontrolle der Dichtheit einer
Umhüllung, wie z.B. eines Gaszählers zum Gegenstand und derjenigen Gattung, die
darin besteht, die zu überprüfende Umhüllung bzw. den zu überprüfenden Zähler in
einen mit einer Flüssigkeit, wie z.B. Wasser gefüllten Behälter einzutauchen, diese
Umhüllung mit einem gewissen Druck eines Gases, wie z.B. Helium zu füllen und das
im Falle einer Undichtheit erzeugte Leckgas in einer Analysenkammer aufzufangen
und dann zu analysieren, dadurch gekennzeichnet, dass man den Behälter mit
Flüssigkeit bis zu seiner grössten Füllungshöhe füllt, welche den Bereich der
Verbindung des besagten Behälters mit der unmittelbar oberhalb des Behälters
gelegenen Analysenkammer entspricht, man den Behälter über ein Elektroventil
oder dergleichen mit der Analysenkammer in Verbindung setzt, um dort das
Leckagegas aufzufangen und nachdem das ganze Leckagegas aufgefangen
worden ist, man die Analysenkammer mit Hilfe des besagten Elektroventils von dem
Behälter isoliert, um sodann das in der besagten Analysenkammer enthaltene
Leckgas zu analysieren.
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Die Erfindung richtet sich noch auf eine Kontrollvorrichtung zur Durchführung des hier
obigen Verfahrens und der einen eine Flüssigkeit wie Wasser enthaltenden Behälter
aufweisenden Gattung, der geeignet ist, eine Umhüllung, wie z.B. einen Gaszähler,
deren Dichtheit zu überprüfen ist, aufzunehmen, welcher Behälter an einer
Analysenkammer angeschlossen ist, die selber mit einem Gerät zur Analyse des
Leckagegases verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, das der obere Teil des
Behälters mit der Analysenkammer über ein Elektroventil oder dergleichen
verbunden ist.
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Gemäss einem anderen Merkmal dieser Vorrichtung ist die Analysenkammer durch
einen Kolben verschlossen, der geeignet ist, ihr ein veränderliches Volumen zu
verleihen.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch einen einen
dem vorgenannten Elektroventil zugeordneten Ablass umfassenden Kreislauf zur
Speisung des Behälters mit Flüssigkeit.
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Die zu überprüfende Umhüllung bzw. der zu überprüfende Gaszähler ist mit einem
die Wand des Behälters in abgedichteter Weise durchsetzenden Gaszufuhrkreislauf
verbunden.
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Gemäss noch einem anderen Merkmal dieser Vorrichtung ist ein Vakuum- und/oder
Ablasskreislauf der Analysenkammer zugeordnet.
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Der Behälter kann ganz einfach durch einen mit seinem oberen Teil an die
Analysenkammer und zwar über das vorgenannte Elektroventil angeschlossenen
dichten Kasten gebildet werden.
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Gemäss einer anderen Ausführungsform kann der Behälter durch eine Schale
gebildet werden, in welcher eine mit der Analysenkammer fest verbundene und
über das Elektroventil in Verbindung stehende Glocke eingetaucht ist.
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Aber weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser in der
ausführlichen Beschreibung, die folgt und sich auf die beigefügten, nur
beispielsweise angegebenen Zeichnungen bezieht, erscheinen und in welchen:
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Die Figur 1 eine schematische Ansicht im Aufriss eines Gerätes zur Überprüfung der
Dichtheit eines Gaszählers gemäss dem Grundsatz der Erfindung ist;
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Die Figur 2 wieder eine schematische Ansicht im Aufriss einer anderen
Ausführungsform dieses Gerätes ist.
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Gemäss dem auf der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst eine Vorrichtung
zur Kontrolle der Dichtheit eines Gaszählers 1 gemäss dieser Erfindung im
wesentlichen einen z.B. Wasser gegebenenfalls mit einem oder mehreren
Zusatzmittel enthaltenden Behälter R und eine auf dem Behälter R sitzende und an
den oberen Teil desselben über ein Elektroventil 3 angeschlossene Analysenkammer
2, welches Elektroventil es gestattet, den Behälter R gegenüber der
Analysenkammer 2 zu isolieren.
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Diese Analysenkammer 2 ist durch eine Leitung 4 mit einem Gerät zum Aufspüren
und/oder zum Messen des Ausmasses an in der Kammer 2 enthaltenen Leckgas,
wobei das besagte Gerät schematisch bei A auf der Figur 1 gezeigt ist.
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An ihrem oberen Teil weist die Analysenkammer 2, die z.B. die Gestalt eines
senkrechten Rohres aufweist, ein Verschlußsystem auf, das durch einen durch jedes
geeignete Mittel betätigbaren Kolben 5 gebildet wird, der geeignet ist, der
Analysenkammer 2 ein veränderliches Volumen zu verleihen.
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Bei 6 hat man eine Leitung zum Ablass aus dem dem Elektroventil 3 zugeordneten
Behälter R und bei 7 eine Leitung zur Speisung dieses Behälters mit Flüssigkeit
schematisch gezeigt.
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Der Gaszähler 1, der in der Flüssigkeit des Behälters R eingetaucht werden wird, wie
man es ferner im Zusammenhang mit der Arbeitsweise beschreiben wird, ist durch
jedes geeignete und nicht dargestellte Mittel mit einem die Wand 8 des Behälters R
in abgedichteter Weise durchsetzenden Kreislauf zu Zufuhr eines Gases, wie Helium
verbunden, wobei dieser Kreislauf auf der Figur 1 physikalisch durch mit einem Ventil
11, wie an sich bekannt versehenen Leitungen 9 und 10 zum Einlass und zum Auslass
des Gases angedeutet ist.
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Die Analysenkammer 2 kann mit einem Vakuum- oder Ablasskreislauf ausgerüstet
sein, der zwischen jeder Dichtigkeitsüberprüfung eingesetzt wird. Gemäss dem auf
der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann man zu diesem Zweck eine mit
einem Ventil 13 ausgerüstete und zwischen der Kammer 2 und dem Gerät A mit der
mit einem Ventil 14 selber ausgestatteten Leitung 4 verbundene Leitung 12 vorsehen.
Eine andere Leitung 15 mit Ventil 16 kann an die Analysenkammer 2 angeschlossen
sein, um die Abfuhr des Ablassgases aus der Kammer 2 zu gestatten, welche Abfuhr
ganz einfach durch die Herausnahme des Kolbens 5 aus der Kammer 2 durchgeführt
werden könnte, in welchem Fall die Leitung 15 nicht erforderlich wäre.
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Der Behälter R, wie man es gut auf der Figur 1 sieht, weist die Gestalt eines
einstückigen Kastens mit kegelförmigem Oberteil auf, wobei man selbstverständlich
jede andere Gestalt annehmen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Gemäss der auf der Figur 2 dargestellten Abwandlung besteht der Behälter R aus
zwei Teilen und zwar einer Flüssigkeit wie Wasser enthaltenden Schale 17 und einer
Glocke 18, die in der Flüssigkeit der Schale 17 oberhalb des Gaszählers 1, dessen
Dichtheit zu überprüfen ist, eingetaucht ist. Die Glocke 18 ist mit der
Analysenkammer 2 fest verbunden und steht mit dieser über das Elektroventil 3 in Verbindung,
wie vorangehend erläutert.
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Der Behälter R kann also sowie ausserdem die Analysenkammer 2 aus einem Teil
oder mehreren Teilen hergestellt werden. Das Aufspür- und Meßgerät A wird sich
ausserhalb oder innerhalb der Vorrichtung befinden können und es wird z.B. durch
einen Druck- oder Wärmeleitfähigkeitmeßwertgeber, einen Fühler oder jedes für die
Analyse des in der Kammer 2 enthaltenden Leckgases geeignete Gerät gebildet
werden.
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Gleichfalls, obwohl dies nicht dargestellt ist, kann die Vorrichtung nach der Erfindung
ein das Öffnen und das Schliessen der Ventile und/oder Elektroventile steuerndes
automatisches System und Verzögerungseinrichtungen umfassen, um einen
einwandfreien Kontrollzyklus zu erzielen.
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Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird man hier nachstehend die
verschiedenen Stufen dieses Kontrollzyklus unter Zuhilfenahme insbesondere der
Figur 1 im einzelnen erläutern.
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Ganz zuerst führt man gegebenenfalls eine Spülung des Volumens des zu
überprüfenden Gaszählers 1 während einigen Sekunden aus, damit der letztere nur
Prüfgas, z.B. Helium, Methan oder jedes andere durch das Gerät A aufspürbare und
analysierbare Gas enthält.
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Nach dieser etwaigen Spülung wird der Zähler 1 in den Behälter R eingetaucht,
wobei dieses Eintauchen durch Ablass aus dem Behälter R durchgeführt wird. In
genauerer Weise wird der Behälter R durch die Leitung 7 mit Flüssigkeit wie Wasser bis
zu seinem bei N angezeigten Höchstfüllungsstand gefüllt und dies durch Ablassen
der Flüssigkeit über das Elektroventil 3 und die Leitung 6.
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Nach Durchführen des Ablassens setzt man den Behälter R mit der
Analysenkammer 2 stets dank des Elektroventils 3 in Verbindung.
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Sodann wird der Zähler 1 während einigen Sekunden unter Druck gesetzt und wird er
danach wieder unter den atmosphärischen Druck gesetzt. Der Prüfgasdruck in dem
Zähler 1 wird der normale Betriebsdruck, d.h. ein zwischen ungefähr 0,2 und 0,4 Bar
liegender Druck sein können.
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Wenn es Undichtheiten gibt, werden Bläschen B in der in dem Behälter R
enthaltenden Flüssigkeit erscheinen und diese werden die Neigung haben, zu dem
oberen Teil des Behälters hin zu steigen, wie man es gut auf der Figur 1 sieht.
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Nach einer gewissen Zeit (die für die Bläschen B notwendige Zeit, um zu steigen,
nachdem der Druck zu dem atmosphärischen Druck zurückgekommen ist) wird das
Elektroventil 3 betätigt, um die Analysenkammer 2 gegenüber dem Behälter R zu
isolieren.
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Der Gasinhalt der isolierten Kammer 2 wird sodann durch das irgendein geeignetes
Leckgasaufspürverfahren verwendende Gerät A analysiert.
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Man wird hier bemerken, dass es möglich ist, das Vakuum in der Analysenkammer 2
herzustellen, ohne dass dies von dem Zähler gespürt wird.
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Nachdem die Überprüfung durch das Gerät A durchgeführt worden ist, entleert man
die Analysenkammer 2 mit einem neutralen Fliessmittel und dies, indem man das
Elektroventil 14 schliesst, das Elektroventil 13 öffnet, das Ventil 16 öffnet und den
Kolben 5 aus der Kammer 2 herausnimmt und die Leitung 12 während einigen
Sekunden mit Ablassgas speist, wobei selbstverständlich das Elektroventil 3
geschlossen bleibt.
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Wenn dieser Ablass beendet ist, kann man dann mit der Überprüfung der Dichtheit
eines anderen Gaszählers 1 gemäss der hier oben beschriebenen Reihenfolge von
Schritten vorgehen.
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Mit der Vorrichtung, die soeben beschrieben worden ist, ist es möglich, die Dichtheit
nicht nur der das Vakuum nicht ertragenden Umhüllungen, sondern auch der das
Vakuum ertragenden Umhüllungen zu kontrollieren und dies mit verschiedenen
geeigneten Bauarten von Geräten zum Aufspüren und/oder zum Messen von
Undichtigkeitsgraden. Die Analyse oder die Messung der Undichtigkeit ist genau, da
das Isolieren der Kammer 2 gegenüber dem Behälter R das Auffangen der
Gesamtheit des Leckgases ermöglicht. Ausserdem, wie vorangehend gesagt,
gestattet die Möglichkeit der Veränderung des Volumens der Analysenkammer 2 die
Erzielung einer kleineren Verdünnung der Undichtheit. Die Vorrichtung gemäss dieser
Erfindung kann auch automatisiert werden, um Dichtheitsprüfungen reihenweise zu
gestatten.
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Schliesslich versteht man, dass die Parameter, wie die Zeit zur Druckbeaufschlagung
des Zählers, das Volumen der Analysenkammer und die Konzentration des Prüfgases
die Konzentration des zu analysierenden Gases unmittelbar beeinflussen, so dass
eine sinnmässige Auswahl dieser Parameter sowie des Aufspür- und Messgerätes A
eine Kontrolle mit Prüffliessmitteln schwacher Konzentration gestatten kann.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und
veranschaulichten Ausführungsformen die nur beispielsweise angegeben worden
sind, beschränkt.
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So kann die Vorrichtung nach der Erfindung mit verschiedenartigen Systemen zum
Aufspüren und zum Messen der Undichtheiten verwendet werden.