194394. lajstromszámú szabadalom • Berendezés csővezetékben áramló közegek pillanatnyi sebessége (mennyisége) és egy beállítható sebességi (mennyiségi) határérték viszonyának mérésére, jelzésére és/vagy a pillanatnyi értékek korlátozására
1 194.394 2 A találmány tárgya olyan berendezés, amely alkalmas valamely csővezetékben áramló közeg sebességi, és ami ezzel egyenértékű, mennyiségi határértéke megközelítésének, elérésének, túllépésnek érzékelésére, a túllépések számának, időtartamának és/vagy mértékének mérésére és a túllépés megakadályozására (vagy korlátozására), mégpedig olymódon, hogy a (végső) határérték elérésekor a berendezés az esetiefjes többi irányítástechnikai elem működésétől függetenül mechanikus kényszerbeavatkozást végez. Az egyes határértékek ugyanazon berendezésnél is beállíthatók, és szükség esetén módosíthatók. Technológiai berendezések esetében is gyakran fordul elő, hogy a berendezésbe anyagot, elsősorban folyadékokat, gázokat és/vagy gyakori az az eset is, amikor folyadékot, gázokat és/vagy gőzöket közvetlen csővezetéki összeköttetés útján juttat el a gyártó (forgalmazó) a felhasználás helyére, (pontosabban: a felhasználóhoz), amikoris a tennék értékesítése (szolgáltatása) - megfelelő mérőeszköz közbeiktatásával - csővezetéken keresztül történik. Az így értékesített (szolgáltatott) anyag lehet ipari nyersanyag (pl. ipari víz, folyékony vegyi anyag, levegőtermék /pl. oxigén, nitrogén/, kőolaj-, vagy kőolajszármazék), de lehet kifejezetten közszolgáltatás tárgya is (ivóvíz), ezen belül energiahordozó (fűtőgőz, városi gáz, földgáz, stb.). Az anyagokkal, és ezen belül az energiahordozókkal való tervszerű gazdálkodás, a rendelkezésre álló készletek és a fogyasztás egyensúlya, közszolgáltatás esetén pedig a szolgáltatórendszer üzemképessége és a szolgáltatás biztonsága megköveteli azt, hogy az egyes fogyasztási helyek (fogyasztók) még váratlan körülmények között se fogyaszthassanak (vegyenek fel, ill. vételezzenek) egy bizonyos meghatározott határértéket meghaladó anyagmennyiséget, még akkor sem, ha ennek a mennyiségnek a felvétele (fogyasztása, vételezése) önmagában üzemszerű jelenség lenne, tehát ha ebben a megnövekedett fogyasztásban műszaki hiba (csőtörés stb.) nem is játszana szerepet. Olyan berendezések, amelyek műszaki meghibásodás (pl. csőtörés stb.) esetére biztosítják a csővezeték elzásárást (biztonságtechnikai okokból), széles körben ismertek (ún. "gyorszárak"). Ezek közös tulajdonsága, hogy működésbelépésüknek feltétele az átáramló közeg sebességének (és mennyiségének) hirtelen, ugrásszerű megnövekedése. A fogyasztás lassú, fokozatos növekedésére ezek a készülékek akkor sem lépnek működésbe, ha a fogyasztás értéke végül bármely határ értéket meghalad. A fogyasztási értékek üzemszerű körülmények között történő betartásának ill. betartatásának ellenőrzésére egyébként csak a csőben áramló közegmennyiség pillanatnyi értékének mérésére szolgáló műszerek, az ezek által mutatott értékek leolvasása, regisztrálása, os ellenőrzése, illetve az így nyert jelre felépített irányítástechnikai berendezések áŰnak rendelkezésre a szolgáltató pedig nem tehet mást, mint hogy a fogyasztóknál a műszerek állását esetenként és rendszeresen ellenőrzi. Az energiahordozók vételézésénél merül fel a szükségessége olyan berendezés alkalmazásának, amely a határértékek betartását és betartatását automatikusan biztosítja, azaz a "túlfogyasztást" lehetetlenné teszi. Erre a fogyasztásmérők esetében úgy kínálkozik lehetőség, hogy az összesített (időben integrált) fogyasztást mérő berendezés jelének differenciálása útján állítunk elő olyan jelet, amely a pillanatnyi értékkel arányos, és így egy meghatározott határértékkel összehasonlítható, így pl. 22 59 152 DE-PS és a 25 29 613 DE-OS szerinti berendezések fényjelei esetében, de ennek elvégézéshez bonyolult irányítástechnikai rendszerek (alapjeiképző, különbségképző, erősítő, beavatkozószerv stb.) szükségesek. Az átáramló közeg pillanatnyi értékét mérő ún. "áramlásmérők" között találhatók olyan berendezések, amelyek a közeg nyomása által helyzetváltoztatásra kényszerített elem helyzetének érzékelésével mérik az áramló közeg pillanatnyi értékét. így pl. a 173.765 lajstromszámú HU szabadalmi leírás ábráján ábrázolt berendezés, amely lényegében egy rotaméter pörgettyűjének helyzetváltoztatását érzékeli tekercsek segítségével villamos úton, vagy a 4 194 3 94 lajstromszámú US szabadalmi leírás dugattyús mérőeleme, amely az elmozduló dugattyú helyzetét szintén tekercsek segítségével villamos úton érzékeli. Ezek a berendezések azonban csak az áramló mennyiségeket mérik, ahhoz, hogy ezeket a mennyiségeket egy adott határértékkel össze tudjuk hasonlítani, és az összehasonlítás eredményeként intézkedéseket tehessünk, ezeknél is irányítástechnikai kapcsolási elrendezésre, és külön beavatkozószervre van szükség. A teljes műszaki biztonság ugyanakkor igényel egy olyan megoldást, amely a végső (felső) határ elérésekor (quasi "vészhelyzetben") a szükséges kapcsolást mechanikusan, az irányítástechnikai elemek működésétől függetlenül, minden körülmények között elvégzi. A jelen találmány tárgya olyan berendezés, amely közvetlenül a csőkeresztmetszeten átáramló közeg pillanatnyi sebességének (és ezzel az időegység alatt átáramló mennyiségének) és egy előre megállapítható, beállítható határértéknek a viszonyával kapcsolatban lévő jelet állít elő, és ezen jel alapján vagy figyelmeztető jelzést ad a határérték megközelítésekor, és/vagy figyelmeztető jelzést ad a határérték elérésekor, de minden esetben beavatkozást végez a határérték túllépése esetén a fogyasztás csökkentésére és/vagy megszüntetésére, - és ez utóbbit minden irányítástechnikai rendszertől függetlenül, mechanikus úton végzi, — a kívánságnak megfelelően úgy, hogy a fogyasztás az értékek megfelelő beszabályozása után tovább folytatható legyen, akár úgy, hogy a fogyasztás csak rendkívüli (esetleg szolgáltatói) beavatkozás után legyen ismételten megindítható, és ugyanakkor akár úgy, hogy a túllépés esetén a teljes fogyasztást megszünteti, akár úgy, hogy a fogyasztás egy bizonyos (mellőzhetetlen) részét érintetlenül hagyva az ezt meghaladó fogyasztást kapcsolja ki. Ismeretes, hogy a csővezetékben áramló közegek mennyisége pillanatnyi értékének mérésére elterjedten használt helyi ellenálláson alapuló mérőeszközöknél (mérőperem, mérőkönyök, Venturi-cső stb.) a helyi ellenállás után keletkezett nyomásesés nemcsak arra alkalmas, hogy azt (differenciál-manométeirel vagy más hasonló eszközzel) mérve, annak értékéből az áramló közeg mennyiségét (pontosabban e mennyiség pillanatnyi értékét) határozhassuk meg, hanem - megfelelő kialakítás esetén - ez a nyomásesés a helyi ellenállást képviselő elemet (fojtóelemet) az áramlás irányában elmozdítani is képes. Ezt az elmozdulást kiváltó erő arányos az áramló közeg sebességével, és ha ez az elmozdulás egy ellentétes Irányú állandó értékű erő ellenében történik, a létrejövő egyensúly mindenkor olyan helyen követ-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
