CGR in02 01d · 2009-06-05 · CO MMO N Mess- und Strö mungstechnik GmbH Seite 4 HA/CGR02-1-1-D...

HA/CGR02-1-1-D

Handbu ch

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Seite 2 HA/CGR02-1-1-D

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1.9.5.1. Die Lage und Anschlüsse der Impulsgeber1.9.5.2. Technische Daten der Reed-Kontakte1.9.5.3. Technische Daten der NAMUR-Impulsgeber465 a5 u5 vK ;<pRDlwAEEF;FMF@465 a5 xq5 yAlm=AK :? ;FK lzAEEF;FM@$<

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Achtung: Die Common GmbH behält sich das Recht vor, die Gaszähler zu modifizieren, ohne dieAnforderungen bezüglich Genauigkeit und Sicherheit zu verändern.



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Die Drehkolbengaszähler CGR dienen zur Volumenmessung von durchströmenden Gasen.Sie wurden durch die Firma COMMON in enger Zusammenarbeit mit der Erdöl- undErdgasindustrie entwickelt. Die Standardausführung ist für die Gase in Tabelle 1 fürDruckstufen bis 16 bar ausgelegt. Der zugelassene Betriebsdruck beträgt somit 0 bis pmax derentsprechenden Ausführung des Zählers. HTB zugelassene Zähler können mit einemBetriebsdruck bis zu 4 bar im HTB Einsatz beaufschlagt werden.

Tabelle 1. Liste von zulässigen Gasen für die Messung mit dem Drehkolbengaszähler in Standardausführung

GasSymbol

(chemischeFormel)

Dichte ρn*[kg/m³]

Dichtebezüglich Luft

Argon Ar 1,78 1,38Äthylen C2H4 1,26 0,98Butan C4H10 2,71 2,09Ethan C2H6 1,36 1,06Erdgas - ~0,83 ~0,64Helium He 0,18 0,14Kohlendioxid CO2 1,97 1,53Kohlenmonoxid CO 1,25 0,97Luft - 1,29 1,00Methan CH4 0,72 0,55Propan C3H8 2,01 1,56Stickstoff N2 1,25 0,97Wasserstoff H2 0,09 0,07* (ρn bei 1,01325 bar und 273,15 K)

Die Gaszähler werden durch folgende Parameter spezifiziert:Nennweite DN, maximaler Betriebsdruck pmax, sowie maximaler Durchfluß Qmax undminimaler Durchfluß Qmin unter Betriebsdruck und Betriebstemperatur.Der zulässige Fehler zwischen Qmax und Qmin unter Betriebsbedingungen ist durch dieFehlergrenzen von Drehkolbengaszählern lt. EWG Richtlinie für Volumengaszählerfestgelegt. Der minimale Durchfluß ergibt sich aus der Bauartenzulassung.

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Der Gasstrom durch die Meßkammer des Drehkolbengaszählers bewirkt eine Drehung derzwei achtförmigen Rotoren (Abb.1). Das von der Meßkammerwand und einer Seite desRotors eingeschlossene Gasvolumen wird bei einem kompletten Zyklus viermal von Eingangzum Ausgang des Zählers transportiert. Die beiden Rotoren werden über Synchronräder ineinem Winkel von 900 zueinander positioniert.



Die Drehbewegung eines Rotors wird über ein Zahnradgetriebe und eine gasdicht unddruckfest eingebaute Magnetkupplung in den außen montierten Zählwerkskopf übertragenund dort über ein Rollenzählwerk als Betriebsgasmenge angezeigt.

Abbildung 1: Funktion eines Drehkolbengaszählers

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Die Standardgrößen der COMMON Drehkolbengaszähler sind in Tabelle 2 zusammengestellt.

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Die äußeren Abmessungen der Drehkolbengaszähler, können Sie der Tabelle 3 entnehmen.Eine Zuordnung der Parameter erfolgt entsprechend der Abbildung 2. Die Maße sind bei derPlanung von Meßanlagen zu berücksichtigen.

Abbildung 2: Äußere Abmessungen der Drehkolbengaszähler CGR

C

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Tabelle 2.

Stan

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größen des Drehkolbengaszä

hlers CG

R

HF-Impuls-werte

m³/Imp.

6,49783E-05

8,92741E-05

6,49783E-05

8,92741E-05

1,41806E-04

8,92741E-05

1,41806E-04

2,32728E-04

1,41806E-04

2,32728E-04

3,57096E-04

4,25908E-04

2,28165E-04

3,53261E-04

6,26878E-04

6,49783E-04

6,26878E-04

6,49783E-04

1,10330E-03

6,49783E-04

1,10330E-03

1,10330E-03

NF-Impuls-werte

m³/Imp.

0,1

0,1

0,1

0,1

1,0

1,0

1,0

1,0

1:30

0,8

0,8

1,3

1,3

1,3

2,0

2,0

2,0

3,0

3,0

3,0

3,0

5,0

5,0

5,0

5,0

8,0

8,0

8,0

13,0

13,0

20,0

1:50

0,5

0,5

0,8

0,8

0,8

1,3

1,3

1,3

2,0

2,0

2,0

2,0

3,0

3,0

3,0

3,0

5,0

5,0

5,0

8,0

8,0

13,0

1:65

0,4

0,4

0,6

0,6

0,6

1,0

1,0

1,0

1,6

1,6

1,6

1,6

2,5

2,5

2,5

2,5

4,0

4,0

4,0

6,0

6,0

10,0

1:80

0,3

0,3

0,5

0,5

0,5

0,8

0,8

0,8

1,3

1,3

1,3

1,3

2,0

2,0

2,0

2,0

3,0

3,0

3,0

5,0

5,0

8,0

1:100

0,25

-

0,4

0,4

0,4

0,6

0,6

0,6

1,0

1,0

1,0

1,0

1,6

1,6

1,6

1,6

2,5

2,5

2,5

4,0

4,0

6,5

1:130

0,2

-

0,3

0,3

-

0,5

0,5

-

0,8

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0,8

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1,3

1,3

1,3

1,3

2,0

2,0

2,0

3,0

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1:160

-

-

0,25

-

-

0,4

0,4

-

0,6

0,6

-

0,6

1,0

1,0

1,0

1,0

1,6

1,6

1,6

2,5

2,5

4,0

1:200

-

-

0,2

-

-

0,3

-

-

0,5

-

-

0,5

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0,8

0,8

0,8

1,3

1,3

1,3

2,0

2,0

3,0

1:250

-

-

-

-

-

-

-

-

0,4

-

-

0,4

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-

0,6

0,6

1,0

1,0

1,0

1,6

1,6

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x1:300

-

-

-

-

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-

-

-

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x0,8

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-

-

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-

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-

-

-

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-

x1,0

x1,0

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x1:500

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-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

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-

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Nationaler minimaler Durchfluß Qmin

bei Meßbereich (x - PTB Zulassung geplant)

x1:650

m³/h

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

x1,0

EU-Qmin

(1:20)

m³/h

1,3

2,0

3,0

5,0

8,0

13,0

20,0

30,0

Umdreh-ung bei

Qmax

U/min

1820

1320

2910

2110

1325

3430

2150

1320

3310

2025

1320

1270

3240

2110

2035

1320

3180

2060

1230

3300

1970

3200

MaximalerDurchfluß

Qmax

m³/h

25

40

65

100

160

250

400

650

ZyklischesVolumen

Vz

dm³/Zykl.

0,229

0,316

0,229

0,316

0,503

0,316

0,503

0,823

0,503

0,823

1,262

1,310

0,823

1,262

1,310

2,020

1,310

2,020

3,385

2,020

3,385

3,385

DN

mm

40, 50, 80

40, 50, 80

40, 50, 80

50, 80

80, 100

50, 80

80, 100

80, 100

80, 100

80, 100

G –Größe

G16

G25

G40

G65

G100

G160

G250

G400

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MM

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G16, G25, G40

G16, G25

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G40, G65, G100

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G40

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G16, G25, G40

G16, G25

G-Größe

3,385

2,020

1,310

3,385

2,020

1,310

1,262

0,823

0,503

0,316

0,229

1,262

0,823

0,503

0,316

0,229

0,823

0,503

0,316

0,229

dm³/Zyklus

Zykli schesVolumen

VZ

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314

249

439

314

249

391

295

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184

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295

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225

184

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171

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356

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356

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337

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277

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Der Drehkolbengaszähler besteht aus 3 Hauptkomponenten:

Abbildung 3: Transparentdarstellung des Drehkolbengaszähler CGR

In der Standardausführung ist das Hauptgehäuse aus stranggepressten Aluminium gefertigt.Als Option können sie auch aus Guß hergestellt sein (siehe Tab.3). Diese Ausführung ist fürden HTB Einsatz bis 4 bar Betriebsdruck geeignet.Das Hauptgehäuse setzt sich aus drei Teilen zusammen, der vordere und hintere Deckel,sowie das Mittelgehäuse. Die Flansche für den Anschluß des Ein- und Ausgangs sind imGehäuse zusammen mit den Sacklöchern für die Gewinde der Anschlußbolzen eingearbeitet.Für die Erweiterung der Einbaulänge ist eine Variante mit angeschraubten Flanschringenmöglich, um bei der Nennweite DN80 vom Einbaumaß 171mm auf 240mm zu kommen. Dasgleiche gilt auch für das Einbaumaß DN100 mit 240mm Einbaulänge, um auf 300mm zukommen. (siehe Abb. 2.B)Der Einbau in die Installation erfolgt über DIN oder ANSI Flansche. Für die Abnahme desEingangs- bzw. Referenzdrucks pr und des Ausgangsdrucks sind an der oberen und unterenSeite des Zählers je zwei Ausgänge in Form von Gewindebohrungen G ¼ vorhanden.Weiterhin ist die Möglichkeit für den Einbau von zwei Temperaturtauchtaschen an derEinlaßseite des Zählers vorhanden.



Die Meßpatrone als eigenständige Baugruppe enthält die zwei Rotoren, das Synchrongetriebein der hinteren Kammer und das erste reduzierende Zahnradgetriebe in der vorderen Kammer,welches die Drehbewegung der Rotoren an die Magnetkupplung überträgt. Die Rotoren sindin fremdgeschmierten Kugellagern im Innengehäuse gelagert. Die vordere und hintereKammer sind über zwei diagonal angeordneten Röhren durch das Meßpatronengehäuseverbunden. Die Meßpatrone wird im Hauptgehäuse eingesetzt und mittels Elastomerezwischen den Innenwänden des Hauptgehäuses gehalten, die auch ein Vorbeiströmen vonungemessenem Gas an der Meßpatrone verhindern.

Die Übertragung des Drehimpulses aus dem druckbeaufschlagten Hauptgehäuse in denZählwerkskopf erfolgt über eine gasdichte Magnetkupplung. Im Zählwerkskopf erfolgt eineweitere Reduzierung der Drehgeschwindigkeit der Wellen über Schnecken- und Zahngetriebebis zum Antrieb des 8-stelligen Rollenzählwerks. Ein Zahnradpaar ist wechselbar um eineJustage des Rollenzählwerkes zu realisieren.Eine Abnahmemöglichkeit für elektrische Impulse ist über bis zu zwei HF-Namur-Sensoren,bis zu zwei NF-Namur-Sensoren und über bis zu zwei NF-Reed-Kontakten möglich.Standardmäßig ist jeder Zähler mit einem NF-Reed-Kontakt ausgestattet. Die Abnahme derImpulse des Zählwerkskopfes kann über bis zu zwei Buchsen erfolgen, wobei eine Buchsestandardmäßig eingebaut ist. Die Ausgangsimpulse der HF-Sensoren im Zählwerk arbeitenjustageunabhängig proportional zu der Drehbewegung der Rotorwelle.

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Die Kugellager der Rotoren, die im vorderen und hinteren Kammerabschluß der Meßpatronemontiert sind, werden fremdgeschmiert. Das Öl, welches sich in der vorderen und hinterenKammer befindet, wird über Ölfahnen, die an den Rotoren befestigt sind, hochgeschleudertund bilden einen Ölnebel, der die Lager, sowie die Getrieberäder schmiert. DasSynchrongetriebe sowie das reduzierende Getriebe läuft bei fachgerechter Ölbefüllung nichtim Ölvorrat der Kammern und somit wird die Meßgenauigkeit und das Qmin vom Öl nichtbeeinflußt. Die Ölbefüllung, Ölkontrolle und die Entleerung wird über die Frontseite desHauptgehäuses durchgeführt. Dort befinden sich zwei diagonal eingeschraubte Ölschrauben,wobei der obere zum Befüllen dient und der untere zum Ablassen des Öls herausgeschraubtwerden kann. Das Schauglas in der unteren Ölschraube dient der Ölfüllstandskontrolle. Dievordere und hintere Kammer der Meßpatrone ist über zwei diagonal angeordnete Röhrchenmiteinander verbunden. Somit kann sich in jeder Einbaulage der Ölstand der vorderen undhinteren Kammer ausgleichen und ein gleichmäßiges Niveau in beiden Kammern entstehen.In jedem Fall ist auf die richtige Ölmenge zu achten, da bei einem zu hohen Ölstand dieMeßgenauigkeit beeinflußt werden kann. Da der Ausgleich des Ölpegels in beiden Kammernüber die Röhrchen in der Meßpatrone erfolgt, wird sich das Niveau beim Befüll en mit einergewissen Trägheit ausgleichen.



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Der Drehkolbengaszähler CGR ist für den Einbau in den vier Flußrichtungen links – rechts,rechts – links, unten – oben und oben – unten geeignet. Standardmäßig ist der Zähler für dieFlußrichtungen links – rechts und unten – oben ausgelegt. Beim Einbau in eine der beidenanderen Flußrichtungen ist das Ölschauglas mit dem Ölfüllstopfen zu tauschen undgegebenen Falls die Temperaturtauchtaschen auf der anderen Seite des Einlaßflansches zumontieren. Der Zählwerkskopf kann dann entsprechend der Einbaulage in eine ablesbarePosition gedreht werden.

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Alle beim Bau der Drehkolbengaszähler CGR verwendeten Materialien garantieren dienotwendige Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Die Meßgeräte werden vor derAuslieferung materialtechnisch geprüft. Entsprechende Zertifikate gemäß DIN EN 10204können angefordert werden.Das Hauptgehäuse, das Meßpatronengehäuse sowie die Rotoren sind aus einerAluminiumlegierung hergestellt. Optional kann das Hauptgehäuse auch aus Gußeisen EN-GJS-400-15 gefertigt sein. Bewegte Teile, wie Wellen, Synchronzahnräder, Schnecken oderLager bestehen aus nichtrostendem Stahl. Andere Zahnräder und Schneckenräder werden ausKunststoff gefertigt. Die durchsichtigen Elemente, wie Zählwerksscheiben oder dasÖlschauglas bestehen aus Polykarbonaten.

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Abbildung 4: Meßwertausgänge des Drehkolbengaszähler CGR



Das mechanische 8-stellige Rollenzählwerk ist das Hauptzählwerk der DrehkolbengaszählersCGR. Es gibt das durchströmte Volumen unter Betriebsdruck und Betriebstemperatur an. Jenach Zählergröße entspricht der Anzeigewert der niedrigsten Stelle 0,01 m³ bis 0,1 m³. DerZählwerkskopf ist um 345° drehbar, so daß er in fast alle Richtungen einstellbar ist, um einegute Ablesbarkeit in allen Installationen zu gewährleisten.

Im Zählwerkskopf sind je nach Ausführung bis zu zwei Reed-Kontakte (NF1 und NF2)vorhanden, wobei ein Reed-Kontakt NF1 standardmäßig vorhanden ist. Sie sind wie dasRollenzählwerk justiert und geben Impulse aus, die im direkten Verhältnis zur mechanischenAnzeige stehen. Dieser Typ Kontakte ist potentialfrei und hat eine hoheLangzeitzuverlässigkeit. Am häufigsten werden über Reed-Kontakte batteriebetriebene Gerätewie Mengenumwerter oder Tarifgeräte angeschlossen. Eine Darstell ung der Position sowieder Anschlußmöglichkeiten finden Sie in den Abbildungen 6 und 7, sowie die Angabe derImpulswertigkeiten in Tabelle 2. Die technischen Daten entnehmen Sie bitte dem Abschnitt:„Technische Daten der Reed-Kontakte“

NF-NAMUR-Impulsgeber sind bis zu zwei Schlitzinitiatoren (NF3 und NF4) imZählwerkskopf optional möglich. Sie sind wie das Rollenzählwerk und die Reed-Kontaktejustiert und geben Impulse aus, die im direkten Verhältnis zur mechanischen Anzeige stehen.Die Nutzung solcher aktiven Impulsgeber ist auf Grund des erhöhten Strombedarfs imAllgemeinen nur mit netzbetriebenen Geräten möglich. Es können somit aber Impulse übergrößere Entfernungen bis zu etwa 200 m sicher übertragen werden. Eine Darstellung derPosition sowie der Anschlußmöglichkeiten finden Sie in den Abbildungen 6 und 7, sowie dieAngabe der Impulswertigkeiten in Tabelle 2. Die technischen Daten entnehmen Sie bitte demAbschnitt: „Technische Daten der NAMUR-Impulsgeber“. Die Impulsgeber sind fürexplosionsgefährdete Bereiche zugelassen und besi tzen eine EEx Konformitätsbescheinigung.

Die beide Impulsgeber (HF1 und HF2) sind im Zählwerkskopf optional möglich. Ein dortvorhandenes Referenzrad erzeugt die Impulse in bis zu zwei Näherungsinitiatoren (siehe Abb.5). Eine Darstellung der Position sowie der Anschlußmöglichkeiten finden Sie in denAbbildungen 6 und 7.



Abbildung 5: Darstellung der HF-Impulsgeber HF1 und HF2 im Zählwerkskopf

Die Ausgangsimpulse stehen im festen Verhältnis zur Rotation der Rotoren und können nichtdurch die Justageräder verändert werden. Sie dienen im Allgemeinen der Ansteuerung vonnetzbetriebenen Volumenkorrektoren, Flow Computern oder Datenspeichern. Die Impulsekönnen über größere Entfernungen bis zu etwa 200 m sicher übertragen werden. Die Angabenin der Tabelle 2 sind Näherungswerte, wobei die genauen Impulswertigkeiten eines jedenGebers und Zählers bei der Kalibrierung ermittelt werden und von den in Tabelle 2angegebenen abweichen können. Die technischen Daten entnehmen Sie bitte dem Abschnitt:„Technische Daten der NAMUR-Impulsgeber“. Die Impulsgeber sind fürexplosionsgefährdete Bereiche zugelassen und besi tzen eine EEx Konformitätsbescheinigung.

1.9.5.1. Lage und Anschlüsse der Impulsgeber

Die Lage und die Anschlüsse der möglichen Impulsgeber im Zählwerkskopf ist in denAbbildungen 6 und 7, und Tabelle 4, dargestellt. Die Standardausführung enthält nur den NF-Reed-Kontakt NF1. Alle anderen Geber können auf Kundenwunsch installi ert werden. DieAbnahme der elektrischen Impulse zur Kundenanlage erfolgt über die Buchsen BU1 undBU2, wobei BU2 optional bei mehr als 3 Gebern oder auf Kundenwunsch im Zählwerkskopfinstalliert wird. Ob ein Impulsgeber vorhanden ist und welche Impulswertigkeit dieser besitzt,können Sie dem Impulsgeberschild des Drehkolbengaszählers (Abb. 13) entnehmen.Die elektrische Verbindung zur Buchse ist über einen Stecker der Firma Tuchel mit derBezeichnung C091 31 H006 100 6 zu realisieren. Eine Hinweisschild (siehe Abb. 14) zurSteckerbelegung am Gaszähler finden Sie auf der Rückseite des Zählwerkskopfes.



Abbildung 6: Verteilung der NF- und HF-Impulsgeber im Zählwerkskopf

Buchse 3 Buchse 4NF1 NF3 HF1 NF2 NF4 HF2

Pin Polarität 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 − x x4 + x x

Buchse 1 2 − x x x x5 + x x x x3 − x6 + x1 − x x4 + x x

Buchse 2 2 − x x x x5 + x x x x3 − x x6 + x x

x - Standardanschluß in der Komplettversionx - Alternative Anschlüsse

Abbildung 7: Anschlußbezeichnung der Impulsgeber im Zählwerkskopf



1.9.5.2. Technische Daten der Reed-Kontakte

Die Reed-Kontakte sind passive Geber und werden nur für niederfrequente Ausgangsimpulseverwendet. Sie haben folgende technische Daten:

maximale Schaltspannung 24 Vmaximaler Schaltstrom 100 mAKontaktwiderstand 0,15 Ωmaximale Schaltfrequenz 500 Hz

1.9.5.3. Technische Daten der NAMUR-Impulsgeber

Die NAMUR-Impulsgeber sind aktive Geber und werden für nieder- oder hochfrequenteAusgangsimpulse verwendet. Sie haben folgende technische Daten:

Versorgungsspannung 8,2 VVersorgungsstrom inaktiv (low) < 1,2 mAVersorgungsstrom aktiv (high) > 2,1 mABürde 1 kΩmaximale Schaltfrequenz 5 kHz

Die Schaltung des elektrischen Anschlusses ist in Abbildung 8 und die zu erwartendenAusgangssignale in Abbildung 9 dargestellt.

Abbildung 8: Anschlußschema der Induktiven NAMUR Initiatoren

inaktiver Zustand: UL < 1,2 V, aktiver Zustand: UH > 2,1 V

Abbildung 9: Ausgangssignale der Induktiven NAMUR Initiatoren



Die Messung des Betriebsdrucks des Drehkolbengaszählers erfolgt über denReferenzdruckmeßstutzen pr in der Mitte des Hauptgehäuses. Dieser ist an der Oberseite undals Doppel für andere Flußrichtungen an der Unterseite des Zählers vorhanden (siehe Abb.4).Der Ausgangsdruck kann über die Stutzen mit der Kennzeichnung p, die sich an der Kantedes Ausgangsflansches befinden, gemessen werden.Die Gewindemaße zum Anschluß einer Verschraubung können Sie der Abbildung 10entnehmen.

Abbildung 10: Abmessungen der Druckabgriffe

Die Messung der Betriebstemperatur kann bei Drehkolbengaszählern über zwei optional imZählereingang montierten Temperaturtauchtaschen erfolgen (siehe Abb. 4). Die zweiteTauchtasche dient dabei der Referenzmessung. Standardmäßig sind keine Tauchtascheneingebaut, können aber als Zubehör bestellt werden. Die Temperaturtauchtaschen besitzen einInnengewinde G ¼“ für den Einbau eines Temperatursensors mit einem Durchmesser von6mm. Die Einbaulänge entnehmen Sie bitte der Abbildung 11 und Tabelle 5. Entsprechendden Anforderungen der Eichbehörden ist die Tauchtasche mit Wärmeleitöl oderWärmeleitpaste zu befüll en.

Abbildung 11: Temperaturtauchtasche für den Einbau in den Drehkolbengaszähler CGR

Tabelle 5: Einbaulänge der Temperaturtauchtaschen

Breite des Zählergehäuses (siehe Tabelle 3)B[mm]

EinbaulängeL [mm]

171 122

240 130



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Die technischen Grundparameter des Drehkolbengaszählers sind auf dem Typenschild (Abb.12) vermerkt. Es ist auf der Vorderseite des Zählwerkskopfes angebracht.Die Angaben über Impulsausgänge und deren Wertigkeit können dem Impulsgeberschild aufder Oberseite des Zählwerkskopfes entnommen werden (Abb. 13).Die Durchflußrichtung wird durch Pfeile (Abb. 15) auf der Vorder- und Rückseite desZählergehäuses angegeben.Die Kennzeichnung der Druck- und Temperaturmesspunkte erfolgt am Zählergehäuseentsprechend der Darstell ung in Abbildung 16.

Abbildung 12: Typenschild

Abbildung 13: Impulsgeberschild

Abbildung 14: Schild für die Anschlußbezeichnung der Impulsgeber im Zählwerkskopf



Abbildung 15: Pfeil auf dem Zählergehäuse zur Angabe der Flußrichtung

Abbildung 16: Informationsbezeichnung für die Druck- und Temperaturmessung

Das Gasvolumen, das einen Drehkolbengaszähler durchströmt, wird vom Zählwerk nurbezüglich der bei der Messung herrschenden Betriebsbedingungen Druck, Temperatur undKompressibilität angezeigt. Um einen vergleichbaren Wert unabhängig zu den jeweil igenBetriebsbedingungen für Abrechnungszwecke zu ermitteln, nutzt man eine Umrechnung desVolumens auf Normbedingungen Vn. Das Normvolumen bestimmt sich aus folgenderBerechnung:

Vb pb Tn Vb 273 * (pü + 1)Vn = — * — * — ≈ — * ————— (1) k pn Tb Z (t + 273)

wobei k = Z/Zn

Definition:Vb – Betriebsvolumen [m³/h] Tb – Normgastemperatur absolut [K] (273,15 K)Vn – Normvolumen [m³/h] Tn – Betriebsgastemperatur absolut [K]pb – Betriebsdruck am Zähler [bar] k – Kompressibil ität k (Konstante oderpü – Betriebsüberdruck am Zähler [bar] Berechnung nach GERG 88)pn – Normdruck [bar] (1,01325 bar) Z – Realgasfaktort – Betriebsgastemperatur [°C] Zn – Realgasfaktor (Normbedingungen: Zn ≅ 1)

Das Betriebsvolumen Vb einer Abrechnungsperiode bestimmt sich aus der Differenz derZählwerksstände des Drehkolbengaszählers zum Beginn und zum Ende des Zeitraumes. DerBetriebsüberdruck pü wird am Referenzdruckpunkt pr des Zählers als Mittelwert bestimmt.Die Betriebsgastemperatur t wird als Mittelwert über einen Temperatursensor imZählergehäuse oder in der Einlaufstrecke des Zählers gemäß PTB Prüfregeln Band 20bestimmt. Die Kompressibil itätszahl wird unter Verwendung der Gasqualität bei Anlagen biszu 10 bar als Konstante oder bei höheren Drücke als Variable über Berechnungsverfahrengemäß G 486 bestimmt.



Jede reale Messung wird durch Meßungenauigkeiten verfälscht. Diese Fehler resultieren ausden physikalischen Eigenschaften des Meßprinzips. Die metrologische Charakteristik vonDrehkolbengaszählern ist in Abbildung 17 dargestellt. Entsprechend der EWG-Richtlinie überVolumengaszähler sind die Fehlergrenzen auf folgende Werte festgelegt:

Qmin – Qt : ≤ ± 2%Qt – Qmax : ≤ ± 1%

die Trenndurchflußwerte Qt können Sie der Tabelle 6 entnehmen.

Der Meßbereich der COMMON Drehkolbengaszähler ist in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 6: Trenndurchfluß Qt bei den unterschiedlichen Meßbereichen

Durchflußbereich 1:30 1:50 1:65 1:80 1:100 1:130 1:160 1:200 1:250

relativer Trenndurchfluß Qt/Qmax

0,15 0,10 0,10 0,10 0,08 0,06 0,06 0,05 0,04

Abbildung 17: Fehlercharakteristik eines Drehkolbengaszählers

Der Gaszähler verursacht einen unvermeidlichen Druckverlust. Die Druckverlustwerte dereinzelnen Zählergrößen bei einer Gasdichte ρ0 = 1kg/m³ können Sie dem Diagramm derAbbildung 18 entnehmen.



Der reale Druckverlust ∆pre wird nach folgender Formel berechnet:

ρ pa + p∆pre = — * ——— ∆p (3) ρ0 p a

Definition:ρ – Gasdichte nach Tabelle 1 ∆pre – Betriebsdruckverlustρ0 – Bezugsgasdichte (ρ0 = 1kg/m³) p – Gasüberdruck vor dem Gaszähler∆p – Druckverlust für Gasdichte ρ0 (Abb.18) pa – Atmosphärendruck (pa = 1bar)

Abbildung 18: Druckverlustdiagramm des Drehkolbengaszählers CGR bei einer Dichte ρ0 = 1 kg/m³

Der Drehkolbengaszählers CGR ist ein präzises Meßgerät und ist mit größter Vorsicht zubehandeln.Folgende Punkte sind zu beachten:Der Zähler ist beim Transport nicht zu werfen oder starken Erschütterungen auszusetzen.Ein Transport des Zählers hat mit entleertem Gehäuse (ohne Öl) zu erfolgen.Der Drehkolbengaszähler ist in der vorgesehenen Einbaulage zu transportieren und zu lagern(Abb. 19).Der Gaszähler sollte in der Originalverpackung bis zum Einsatzort transportiert werden. EinEntfernen von fabrikmäßigen Verschlüssen und Transportabdeckungen ist erst amInstallationsort empfehlenswert.



Ein Anheben des Drehkolbengaszählers am Zählwerkskopf ist nicht zulässig.Es ist auf eine möglichst trockene Lagerung zu achten. Der Zähler ist vor Niederschlägen undsonstiger Feuchtigkeit zu schützen.Es ist darauf zu achten, daß durch den Transport und beim Entfernen derTransportverpackungen keine Eichplomben beschädigt oder entfernt werden, da sonst dieamtliche Beglaubigung verloren geht.Lagernde Gaszähler brauchen nicht geschmiert zu werden.Für oben genannte Transportschäden übernimmt der Hersteller keine Garantie.

Bevor der Gaszähler installi ert wird, sollte nochmals überprüft werden, ob der Zähler denAnforderungen an die Gasmeßanlage entspricht. Besonders wichtig ist die Kontrolle derDruckstufe der Anlage PN, des maximalen Anlagendrucks pmax und des maximalenVolumenstroms Qmax unter Betriebsbedingungen, sowie der richtigen Flußrichtung.Die erlaubten Einbaulagen des Drehkolbengaszählers für die Installation, sind in derAbbildung 19 Bild a bis d dargestellt. Der Zählwerkskopf muß sich in jedem Fall seitwärtsdes Gaszählers befinden. Die maximale Abweichung der Gaszähler von der waagerechte Lagesollte 1° nicht überschreiten.

Abbildung 19: zulässige Einbaulagen der Drehkolbengaszähler CGR: a, b, c, d(Einbaulagen e und f sind unzulässig)

Der Gaszähler ist nicht am tiefsten Punkt der Anlage zu installi eren, da sich sonst Kondensateoder Verschmutzungen im Zähler ablagern können und dadurch die Funktion undMeßgenauigkeit stark beeinflußt wird.Die Installation von Drehkolbengaszählern solle in geschlossenen Räumen oder Schränkenerfolgen. In Freiluftinstallationen ist der Zähler durch geeignete Maßnahmen vorNiederschlag, Verschmutzung oder direkter Sonneneinstrahlung zu schützen. DerEinsatzbereich liegt bei einer Gastemperatur zwischen –10°C und +60°C. Die niedrigsteUmgebungstemperatur darf –25°C betragen.



Die Gasanlage, in die der Drehkolbengaszähler eingebaut werden soll , ist entsprechend derTechnischen Richtlinien zu konzipieren, da andernfalls vom Hersteller keine Garantie für dieFunktionstüchtigkeit und Einhaltung der Fehlergrenzen gegeben werden kann.Der Einbau des Gaszählers hat spannungsfrei in die Rohrleitung zu erfolgen. Bei größerenZählern ist die Rohrinstallation oder ggf. der Zähler selbst abzustützen. Nach derInbetriebnahme des Drehkolbengaszählers ist darauf zu achten, daß eventuell auftretendeResonanzen durch geeignete Maßnahmen vermieden werden.Es ist auf mögliche Verschmutzungen des Gases zu achten, die eine Beschädigung desZählers hervorrufen können und somit die Meßgenauigkeit stark beeinflussen. Es istmöglichst ein Filter mir einer Feinheit von mindestens 10 µm vor dem Gaszähler vorzusehen.In der Anfahrphase ist ein Anfahrsieb empfehlenswert, das eine Beschädigung des Zählerdurch Schweiß- oder Installationsverunreinigungen vermeidet. Es ist empfehlenswert, diesesnach einiger Zeit wieder aus der Rohrinstallation zu entfernen, da Verschmutzungen welchedurch das Anfahrsieb zurückgehalten werden, zusätzliche überhöhte Druckverluste erzeugenkönnen, die einen Einfluß auf die Meßgenauigkeit haben könnten. Der Hersteller derDrehkolbengaszähler übernimmt keine Verantwortung für Schäden am Gaszähler, die durchungenügende Filterung oder Verschmutzungen in der Rohrleitung entstehen.Der Anschluß von Mengenumwertern und Zusatzgeräten hat unter Verwendung dervorgeschriebenen Steckverbinder (Abschnitt „Anschlußspezif ikation der elektrischenImpulsgeber“) zu erfolgen.

Der Drehkolbengaszähler ist erst nach der vollständigen Installation vor Ort mit Öl zubefüllen (siehe Abschnitt 8).Bei der Beaufschlagung des Drehkolbengaszählers mit Betriebsdruck ist größte Vorsichtgeboten, da durch die Druckdifferenz zur drucklosen Folgeinstallation kurzzeitig großeGasströme auftreten können, die dann den Gaszähler über das erlaubte Maß belasten und dasMeßwerk zerstören können. Ein Befüllen der Rohrinstallation über den eingebautenDrehkolbengaszähler sollte möglichst vermieden werden. Ein Beispiel für den Aufbau einerMeßanlage finden Sie in Abbildung 20.– Falls ein Beipaß in der Gasanlage vorhanden ist, soll vor dem Öffnen der Absperrventile 1

und 2 vor und hinter dem Gaszähler die nachfolgende Rohrleitung durch Öffnen desVentils 4 befüllt werden. Danach kann über ein Nadelventil 5, falls es vorhanden ist, oderdurch sehr langsames Öffnen der Eingangsventils 1 der Zähler unter Betriebsdruck gesetztwerden. Erst danach wird das Ausgangsventil 2 langsam geöffnet. Als letzter Schritt darfnicht vergessen werden, die Ventile 4 und 5 wieder zu schli eßen.

– Bei Fehlen des Beipasses ist erst der Zähler durch langsames Öffnen des Ausgangsventils2 mit der nachfolgen Installation zu verbinden. Danach ist sehr langsam und vorsichtigdas Eingangsventil 1 zu öffnen, wobei die Gefahr der kurzzeitigen Überlast hierbei sehrgroß ist.

– Zum Zwecke des Ausbaus ist die Zählerinstallation zu entleeren. Falls ein Beipaßvorhanden ist, wird das Ventil 4 als erstes geöffnet. Der Zähler wird durch langsamesSchließen des Eingangsventils 1 und des Ausgangsventils 2 vom Gasstrom getrennt.Danach ist der Gaszähler über das Entlüftungsventil 3 langsam zu entleeren.



Abbildung 20: Schema eines Meßsystems mit Beipaß

Drehkolbengaszähler sind nur von unterwiesenen Fachpersonal zu warten. StarkeLaufgeräusche oder unruhiger lauf deuten auf eine Beschädigung des Gaszählers hin.Zur Wartung des Drehkolbengaszählers gehört:– Ölfüllung nach der Installation– Ständige Kontrolle des Ölniveaus– Nachfüllen auf das notwendige ÖlniveauAchtung: Die Ölfüllung und Ölentleerung ist nur im Drucklosen Zustand desDrehkolbengaszählers vorzunehmen!Für die Ölbefüllung wird die Ölschraube im oberen Teil des Gehäusedeckels geöffnet und dieentsprechende Menge Öl (Tab.7) eingefüllt. Das Öl wird, nach dem Ausgleich mit derhinteren Meßkammer, allmählich das in Abbildung 21 angegeben Niveau an derÖlkontrollschraube im unteren Teil des Gehäuses einnehmen. Das Ölniveau sollte bis an den„Max”- Stand heranreichen. Es wird empfohlen mindestens einmal pro Monat den Ölstand zukontrolli eren. Das Öl darf nicht unter den „Min” - Stand absinken. Die Richtwerte für dasNachfüllen vom „Min“ zum „Max“- Stand sind in Tabelle 7 angegeben. Das Öl sollte beieiner erkennbaren Verschmutzung vollständig gewechselt werden. Über das Herausdrehen derÖlschraube mit dem Schauglas kann das Öl abgelassen werden. Auch beim Ablassen ist zuBeachten, daß das Öl aus der hinteren Meßpatronenkammer erst allmählich in die vordereKammer fließt.

Abbildung 21: Ölfüllschraube und Ölkontroll schraube

Für die Ölfüllung wird Lubrina-Öl L12 der Firma COMMON empfohlen. Als Ersatz kannauch Isoflex PDP10 verwendet werden. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, daßunterschiedliche Ölsorten nicht gemischt werden.



Tabelle 7: Ölmenge für die Erstbefüllung und die Nachfüllung der Drehkolbengaszähler

Erstbefüllung Nachfüllung

Hauptgehäusebreite Bentsprechend Tab. 3

B = 171 mm B = 240 mm B = 171 mm B = 240 mm

a, b 30 cm³ 50 cm³ 10 cm³ 20 cm³Einbaulageentsprechend Abb. 19 c, d 50 cm³ 80 cm³ 15 cm³ 30 cm³

Der Drehkolbengaszähler CGR der Firma COMMON besitzt eine EWG Bauartenzulassungund zusätzlich eine PTB Zulassung für national erweiterte Meßbereiche über den EWGMeßbereich von 1:20 hinaus, für den Einsatz im Verrechnungsverkehr. Nach der Ersteichungwird der Zähler verplombt und ist somit für den Zeitraum der Eichgültigkeitsdauerentsprechend Eichordnung, Allgemeine Vorschriften, Anhang B für Abrechnungsmessungenverwendbar. Eine Nacheichung oder Befundprüfung kann von jeder dafür zertif iziertenPrüfstelle durchgeführt werden.Der Gaszähler verliert seine Zulassung für den Einsatz im EichpflichtigenVerrechnungsverkehr, falls eine Plombe beschädigt oder entfernt wurde. Die Plombenpunktekönnen Sie der Abbildung 22 entnehmen.

Abbildung 22: Plombenpunkte des Drehkolbengaszählers CGR

Plomben für Zusatzgeräte sind nicht gekennzeichnet. Im besonderen wird darauf hingewiesen,daß auch nicht durch Sensoren verwendete Blindverschraubungen verplombt sein können.Auch bei einem Bruch dieser scheinbar überflüssigen Sicherungsplomben erlischt dieEichgültigkeit des Meßgerätes.

COMMON GmbH

CGR in02 01d · 2009-06-05 · CO MMO N Mess- und Strö mungstechnik GmbH Seite 4 HA/CGR02-1-1-D...

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