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Vorrichtung zum Messen von Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft bei Vorrichtungen zum Messen von Flüssigkeiten jener Art, bei der ein oder mehrere Räume von gegebenem Fassungsvermögen nacheinander gefüllt und entleert werden, die
Einrichtung zur Steuerung des Zuflusses und des Austrittes der Flüssigkeiten zu und aus dem Messraum bzw. den Messräumen.
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine von der Messflüssigkeit verschiedene Hilfsflüssigkeit "Zur Verstellung der Absperrvorrichtung für den Flüssigkeitszu-und-abfluss zu und von dem Messraum oder den Messräumen verwendet wird. Bei diesen Vorrichtungen wird die Bewegung der die Absperrvorrichtung steuernden Hilfseinrichtung von der Bewegung des Messkolbens mechanisch abgeleitet. Demgegenüber besteht das Wesen der Erfindung darin, dass der Zutritt der Hilfsflüssigkeit zu der die Absperrvorrichtung steuernden Hilfseinrichtung durch den im Messraum nach beendeter Füllung auftretenden Druck betätigt wird.
Hiebei ist der die Absperrvorrichtung selbst verstellende Flüssigkeitsdruck jedoch vollkommen unabhängig von dem im Messraum während des Füllvorganges herrschenden Druck. Bei einer derartigen Messvorrichtung, bei welcher also die Umsteuerung für den Zu-und Abfluss der Flüssigkeit zum und vom Messraum unter der Wirkung des endgültig nach beendigter Füllung des Messraumes erhaltenen Flüssigkeitsdruckes geschieht, wogegen der während des Füllvorganges im Messraum vorhandene Druck auf die Umsteuerung des Zu-und Abflusses der Flüssigkeit keinen Einfluss hat, werden Ungenauigkeiten der Messung vermieden, wie solche bei bekannten Einrichtungen mit mechanischer Übertragung
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der Messkolben oft schon umkehrt, bevor das Ende des Hubes dieses Kolbens erreicht ist, woraus sich naturgemäss eine ungenau Messung ergibt.
Zur Erläuterung der Erfindung ist nachstehend beispielsweise ihre Anwendung auf eine mit Zylinder und Kolben versehene Messvorrichtung beschrieben, die für Petroleum und ähnliche flüchtige Flüssigkeiten geeignet ist.
Eine solche Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 ist ein mittlerer Längsschnitt durch die Vorrichtung. Fig. 2 ist im oberen Teil der Figur eine Aussenansicht von vorn und im unteren Teil ein Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 1. Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1 von hinten gesehen. Fig. 4 zeigt in Vorderansicht eine Einrichtung zur Vorherbestimmung der abzugebenden Flüssigkeitsmenge ; ein Teil der Vorrichtung ist abgebrochen dargestellt. Fig. 5 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 4, und Fig. 6 zeigt eine Einzelheit.
Im Messzylinder 1 kann ein Kolben 2 durch den Druck der an den Enden des Zylinders durch Rohre 3 und 4 aus einem Behälter 5 eingeführten Flüssigkeit hin und her bewegt werden. Dem Behälter 5 wird Druckflüssigkeit, beispielsweise durch ein Rohr 6, zugeführt. Der Behälter ist mit einem Lufteinlass 7 versehen, der durch ein Schwimmerventil 8 geschlossen werden kann, wenn der Behälter mit Flüssigkeit gefüllt ist. Ein solcher Behälter ist insofern vorteilhaft, als er eine Entleerung jener Teile der Vorrichtung verhindert, die die Messung bestimmen, wenn das gewöhnlich in 6 anzubringende Rückschlagventil undicht sein sollte. Der Zutritt von Flüssigkeit aus 5 nach 1 durch die Rohre 3 oder 4 wird durch einen Hahn 9 mit Durchlässen 10 und 11 geregelt.
Ist der Hahn in der Stellung gemäss Fig. 2 und 3, so ist das Rohr 4 mit 5 durelh M in Verbinduns-, und infolgedessen wirkt derDruck auf die rechte Fläche des'Kolbens 2
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(Fig. 3). Der Kolben wird nach links gedrückt, wobei die vorher in dieses Ende von 1 eingeführte Flüssigkeit durch das Rohr 3 und den Durchlass 11 in ein Abflussrohr 12 entweichen kann, das zweckmässig mit einem Absperrhahn 13 und einem Rückschlagventil 14 versehen ist.
In einem zweiten Zylinder 15, dessen Enden ebenfalls mit den Rohren 3 und 4 in Verbindung stehen, gleitet ein Kolben 16 einer Hilfssteuerung. Die Enden von 15 sind durch Zwischenwände 17 abgeschlossen, deren jede zwei federbelastete Rückschlagventile 18 trägt. Die Ventile jeder Wand 17 sind einander entgegengesetzt gerichtet, so dass das eine die Flüssigkeit in der einen Richtung und das andere in der ändern Richtung hindurchlässt. Die Ventilfedern sind so bemessen, dass, so lange sich der Kolben 2 in seinem Zylinder unter dem Druck der Flüssigkeit im Behälter 5 bewegt, die Ventile 18 geschlossen bleiben, dass aber, wenn der Kolben 2 an einem der Enden seines Hubes angehalten wird, die Druckvermehrung in dem Rohr 3 oder 4 genügt, um eines der Ventile 18 zu öffnen.
Wenn, wie in Fig. 3 dargestellt, der Kolben 2
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rechten Winkel verdreht, und dadurch werden die Verbindungen zwischen den Rohren 3 und 4 umgekehrt.
Das Rohr 3 ist nunmehr mit dem Behälter 5 verbunden und wird Zuflussrohr zum Zylinder 1, wodurch eine Umsteuerung der Bewegung des Kolbens 2 bewirkt wird. Die Flüssigkeit tritt dagegen aus dem Zylinder durch das Rohr 4, den Durchlass 10 und das Ausflussrohr 12 aus. Diese Wirkung setzt sich fort, bis der Kolben 2 das rechte Ende des Zylinders 1 erreicht, worauf eine Druckvermehrung im Rohr 3 eintritt, die den Kolben 16 so bewegt, dass die Öffnungen 24 und 27 miteinander und die Öffnung 21 mit dem Abflussrohr 26 verbunden werden. Hiedurch werden die Flügel 23 und der Hahn 9 in die dargestellte Stellung zurückgeschwungen, und der Kreislauf der Vorgänge wiederholt sich.
Wenn der Kolben 16 so in seinen Zylinder eingepasst ist, dass sein Widerstand gegen Bewegung unter dem Einfluss von Druckflüssigkeit grösser ist als der des Kolbens 2, u. zw. in solchem Masse, dass er gegen Bewegung gesichert ist, bis der Kolben 2 seinen Hub vollendet hat, so können die Wände 17 und die Ventile 18 wegfallen, ihre Anwendung ist aber vorzuziehen, weil sie eine sicherere Wirkung gewährleistet.
Schauöffnungen 28 im Zylinder 1 gestatten die Beobachtung des Kolbenhubes und die Länge des Hubes, und infolgedessen das Messvarmögen der Vorrichtung ist mittels eines Schraubstopfen 29 regelbar, an dessen Aussenseite ein zweiter Sehraubstopfen 3C angebracht ist, der mit Hilfe einer Packung 31 flüssige- keitsdicht an dem äusseren Ende des Zylinders 1 anliegt.
Zur Vorherbestimmung der abzugebenden Flüssigkeitsmenge kann die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung benutzt werden. Die Spindel 32 des Hahnes 9 trägt einen Arm 33 von der Form einer Muffe, in der ein Kolben 34, der eine nicht dargestellte Feder nach oben zu drücken sucht, gleiten kann. Auf einer Spindel 36 ist eine Scheibe 35 angebracht, die durch eine gerändelte Mutter oder eine ähnliche Einrichtung gedreht werden kann. Auf der Spindel 36 sitzt ferner ein Sperrad 38, das durch eine auf dem Arm 33 gelagerte Sperrklinke 39 betätigt werden kann. Die Scheibe 35 hat Öffnungen 40, die mit einer Einteilung nach jener Mengeneinheit versehen sind, deren Vielfache man messen will, beispielsweise Liter. Diese Teilungen entsprechen der bei jedem einzelnen Hube des Kolbens 2 abgegebenen Flüssigkeitsmenge.
Wenn der Hahn 9 schwingt, bewirkt die Sperrklinke 39 eine Drehung der Scheibe 35. Die Scheibe wird bei jedem Hube des Kolbens 2 um einen Winkel gedreht, der gleich dem Winkelabstand der Löcher 40 ist. Beim Gebrauch wird die Scheibe 35 mittels der Mutter 37 so gedreht, dass die Nullmarke der Mitte des Kolbens 34 gegenüberliegt, der in senkrechter Stellung ist, so dass beide Durchlässe 10 und 11 im Hahn 9 geschlossen sind. In dieser Stellung der Scheibe 35 liegt eine Öffnung 41 vor einem Schild 42 am Arm 33, das das Wort"An"oder irgendeine andere Inschrift trägt, die angibt, dass sich die Vorrichtung in der richtigen Stellung befindet, um mit der Abgabe irgendeiner gemessenen Menge beginnen zu können, d. h. dass der Kolben 2 an einem Ende seines Hubes ist. In eines der Löcher 40, das der abzugebenden Menge entspricht,. wird dann ein Stift 43 eingesteckt.
Wenn man dann die Flüssigkeit im Behälter 5 unter Druck setzt, beispielsweise durch Ingangsetzen einer Pumpe die Flüssigkeit durch das Rohr 6 zuführt, so tritt Flüssigkeit aus dem Behälter 5 in das Gehäuse 22 entweder durch die Öffnungen 20 und 21 oder durch die Öffnungen 27 und 24, und der Hahn wird dann mittels des Flügels 23 in Schwingung gebracht, um seine Durchlässe mit den Rohren 3 und 4 zu verbinden. Da der Arm 3 mit dem Hahn 9
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so dass dessen unteres Ende mit einem drehbar gelagerten Anschlag 44 in Berührung kommt.
Die Bewegung dieses Anschlages ist durch zwei Stifte 45 bestimmt, die so angeordnet sind, dass beim Auftreffen des Kolbens 34 auf den Anschlag 44 die Schwingbewegung des Kolbens und infolgedessen des Armes 33 in der Mittelstellung angehalten wird. Die Durchlässe 10 und 11 im Hahn 9 werden dadurch geschlossen, und ein weiterer Austritt von Flüssigkeit ist daher unmöglich, bis die Scheibe 35 von Hand so bewegt worden ist, dass sie den Kolben 34 freigibt.
Statt einen Stift 43 zum Herabdrücken des Kolbens im gewünschten Augenbliek zu benutzen, kann man einen Druckknopf od. dgl. anordnen, um diesen Vorgang in jedem gewünschten Augenblick herbeizuführen, so dass die weitere Wirkung der Vorrichtung unterbrochen wird, wenn der Kolben 2 seinen Hub vollendet hat, sofern der Druckknopf oder die sonstige Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt worden war. Die zur Vorherbestimmung der abzugebenden Flüssigkeitmenge dienende beschriebene Einrichtung kann auch benutzt werden, um zu verhindern, dass mehr als eine gewisse Gesamtmenge durch die Vorrichtung hindurchgeht.
Zu diesem Zwecke wird ein dem Stift 43 ähnlicher Stift in eines der Löcher 40 oder in eines einer zweiten Reihe von Löchern eingesteckt, das der abzugebenden Gesamtmenge entspricht, wobei zum Festhalten dieses Stiftes in seiner Stellung eine Sperrvorrichtung vorgesehen sein kann. Dieser Stift würde so angeordnet werden, dass beim Herab- drücken des Kolbens 34 die Scheibe 35 gegen Bewegung von Hand verriegelt wird.
Aus der beschriebenen Bauart ergeben sich verschiedene Vorteile. So kann, da die zur Bewegung des Flügels 23 dienende Flüssigkeit keinen Teil der abgegebenen gemessenen Menge bildet, zu diesem
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liche Einrichtung, wie ein Durchlasshahn angewendet werden, eine für den vorliegenden Zweck bessere Form einer Absperrvorrichtung als ein Schieber od. dgl. Da ferner ein Austritt dieser Flüssigkeit für die Genauigkeit der Messung unwesentlich ist, ist es nicht nötig, dass die Zwischenkolben an jedem Ende des Raumes 25 vollkommen flüssigkeitsdicht in den Zylinder L5 passen. Man kann daher den Kolben 16 in diesem Zylinder mit dem geringsten möglichen Widerstand bewegbar machen, so dass er seinen Hub vollendet, selbst wenn nur eine geringe Kraft auf ihn wirkt.
Aus dem gleichen Grunde kann man den Durchmesser des Kolbens 16 niedrig halten, so dass, selbst wenn der Hub nicht ganz vollendet ist, der entstehende Fehler auf ein Mindestmass zurückgeführt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Messen von Fliissigkeiten, bei welcher ein oder mehrere Räume von gegebenem Fassungsvermögen nacheinander gefüllt und entleert werden und die Absperrvorrichtung für den Flüssigkeitszutritt und-austritt zum und vom Messraum bzw. von und zu den Messräumen durch eine Einrichtung verstellt wird, die von einer Flüssigkeit betätigt wird, welche von der die gelieferte abgemessene Menge bildenden Flüssigkeit verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zutritt der Hilfsflüssigkeit zur Verstellungseinrichtung (23) der Absperrvorrichtung (9) durch den Druck der Flüssigkeit im Messraum bzw. einem der Messräume nach beendeter Füllung gesteuert wird.
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Device for measuring liquids.
The invention relates to devices for measuring liquids of the type in which one or more spaces of a given capacity are successively filled and emptied, the
Device for controlling the inflow and exit of liquids to and from the measuring room or rooms.
Devices are known in which an auxiliary liquid different from the measuring liquid is used to adjust the shut-off device for the liquid inflow and outflow to and from the measuring room or rooms. In these devices, the movement of the auxiliary device controlling the shut-off device is controlled by the movement In contrast, the essence of the invention is that the access of the auxiliary liquid to the auxiliary device controlling the shut-off device is actuated by the pressure occurring in the measuring chamber after filling is complete.
In this case, however, the liquid pressure that adjusts the shut-off device itself is completely independent of the pressure prevailing in the measuring space during the filling process. In such a measuring device, in which the reversal for the inflow and outflow of the liquid to and from the measuring chamber takes place under the effect of the liquid pressure finally obtained after the filling of the measuring chamber is completed, whereas the pressure present in the measuring chamber during the filling process acts on the reversing of the inflow -and the outflow of the liquid has no influence, inaccuracies in the measurement are avoided, such as those in known devices with mechanical transmission
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the volumetric flask often reverses before the end of the stroke of this piston is reached, which naturally results in an inaccurate measurement.
To explain the invention, for example, its application to a cylinder and piston measuring device which is suitable for petroleum and similar volatile liquids is described below.
Such a device is shown in the drawing. Fig. 1 is a central longitudinal section through the device. Fig. 2 is in the upper part of the figure an external view from the front and in the lower part a section along the line A-A in Fig. 1. Fig. 3 is a section along the line B-B in Fig. 1 seen from the rear. 4 shows a front view of a device for predetermining the amount of liquid to be dispensed; part of the device is shown broken away. Fig. 5 is a side view of the device of Fig. 4 and Fig. 6 shows a detail.
In the measuring cylinder 1, a piston 2 can be moved back and forth by the pressure of the liquid introduced at the ends of the cylinder through pipes 3 and 4 from a container 5. Pressure fluid is fed to the container 5, for example through a pipe 6. The container is provided with an air inlet 7 which can be closed by a float valve 8 when the container is filled with liquid. Such a container is advantageous in that it prevents emptying of those parts of the device which determine the measurement if the check valve, usually to be fitted in FIG. 6, should leak. The entry of liquid from 5 to 1 through the pipes 3 or 4 is regulated by a tap 9 with passages 10 and 11.
If the cock is in the position according to FIGS. 2 and 3, the tube 4 is in connection with 5 through M, and as a result the pressure acts on the right surface of the piston 2
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(Fig. 3). The piston is pushed to the left, the liquid previously introduced into this end of FIG. 1 being able to escape through the pipe 3 and the passage 11 into a drain pipe 12 which is expediently provided with a stopcock 13 and a check valve 14.
In a second cylinder 15, the ends of which are also connected to the tubes 3 and 4, a piston 16 of an auxiliary control slides. The ends of 15 are closed by partition walls 17, each of which carries two spring-loaded check valves 18. The valves of each wall 17 are directed opposite one another so that one allows the liquid to pass through in one direction and the other in the other direction. The valve springs are so dimensioned that as long as the piston 2 moves in its cylinder under the pressure of the liquid in the container 5, the valves 18 remain closed, but that if the piston 2 is stopped at one of the ends of its stroke, the An increase in pressure in the pipe 3 or 4 is sufficient to open one of the valves 18.
If, as shown in FIG. 3, the piston 2
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twisted at right angles, and thereby the connections between the tubes 3 and 4 are reversed.
The pipe 3 is now connected to the container 5 and becomes a supply pipe to the cylinder 1, whereby the movement of the piston 2 is reversed. In contrast, the liquid exits the cylinder through the pipe 4, the passage 10 and the outflow pipe 12. This effect continues until the piston 2 reaches the right end of the cylinder 1, whereupon an increase in pressure occurs in the pipe 3, which moves the piston 16 so that the openings 24 and 27 are connected to one another and the opening 21 to the drain pipe 26 . As a result, the wings 23 and the cock 9 are swung back into the position shown, and the cycle of processes is repeated.
When the piston 16 is fitted into its cylinder so that its resistance to movement under the influence of hydraulic fluid is greater than that of the piston 2, u. to such an extent that it is secured against movement until the piston 2 has completed its stroke, the walls 17 and the valves 18 can be omitted, but their use is preferable because it ensures a more reliable effect.
Inspection openings 28 in the cylinder 1 allow observation of the piston stroke and the length of the stroke, and as a result the measurement of the device can be regulated by means of a screw plug 29, on the outside of which a second dust plug 3C is attached, which is liquid-tight with the aid of a packing 31 outer end of the cylinder 1 is applied.
The device shown in FIG. 4 can be used to predict the amount of liquid to be dispensed. The spindle 32 of the cock 9 carries an arm 33 in the form of a sleeve in which a piston 34 which seeks to push a spring (not shown) upwards can slide. A washer 35 is mounted on a spindle 36 and can be rotated by a knurled nut or similar device. A ratchet wheel 38 is also seated on the spindle 36 and can be actuated by a pawl 39 mounted on the arm 33. The disc 35 has openings 40 which are provided with a division according to the unit of measure whose multiples are to be measured, for example liters. These divisions correspond to the amount of liquid dispensed with each individual stroke of the piston 2.
When the cock 9 swings, the pawl 39 causes the disk 35 to rotate. With each stroke of the piston 2, the disk is rotated through an angle which is equal to the angular spacing of the holes 40. During use, the disk 35 is rotated by means of the nut 37 so that the zero mark is opposite the center of the piston 34, which is in the vertical position, so that both passages 10 and 11 in the valve 9 are closed. In this position of the disc 35 an opening 41 is in front of a sign 42 on the arm 33 bearing the word "On" or some other inscription indicating that the device is in the correct position to cope with the delivery of any measured amount to be able to begin, d. H. that the piston 2 is at one end of its stroke. In one of the holes 40, which corresponds to the amount to be dispensed. a pin 43 is then inserted.
If the liquid in the container 5 is then pressurized, for example by starting a pump, the liquid is supplied through the pipe 6, then the liquid exits the container 5 into the housing 22 either through the openings 20 and 21 or through the openings 27 and 24 and the faucet is then vibrated by means of the vane 23 to connect its passages to the pipes 3 and 4. Since the arm 3 with the cock 9
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so that its lower end comes into contact with a rotatably mounted stop 44.
The movement of this stop is determined by two pins 45 which are arranged in such a way that when the piston 34 strikes the stop 44, the oscillating movement of the piston and consequently of the arm 33 is stopped in the central position. The passages 10 and 11 in the valve 9 are thereby closed, and further leakage of liquid is therefore impossible until the disc 35 has been moved by hand in such a way that it releases the piston 34.
Instead of using a pin 43 to depress the piston in the desired eye-sight, a push button or the like can be arranged to bring about this process at any desired moment, so that the further action of the device is interrupted when the piston 2 completes its stroke provided the push button or other device was activated. The described device serving to predict the amount of liquid to be dispensed can also be used to prevent more than a certain total amount from passing through the device.
For this purpose, a pin similar to pin 43 is inserted into one of the holes 40 or into one of a second row of holes, which corresponds to the total amount to be dispensed, it being possible for a locking device to be provided to hold this pin in its position. This pin would be arranged so that when the piston 34 is pressed down, the disk 35 is locked against movement by hand.
Various advantages result from the design described. Since the liquid used to move the vane 23 does not form part of the measured quantity dispensed, it can be used for this
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Liche device, such as a valve, a better form of a shut-off device than a slide or the like for the present purpose. Furthermore, since an escape of this liquid is not essential for the accuracy of the measurement, it is not necessary that the intermediate piston at each end of the space 25 fit completely liquid-tight into the cylinder L5. One can therefore make the piston 16 movable in this cylinder with the least possible resistance, so that it completes its stroke, even if only a small force acts on it.
For the same reason, the diameter of the piston 16 can be kept low, so that even if the stroke is not fully completed, the error that occurs is reduced to a minimum.
PATENT CLAIMS:
1. Device for measuring liquids, in which one or more rooms of a given capacity are filled and emptied one after the other and the shut-off device for the entry and exit of liquid to and from the measuring room or from and to the measuring rooms is adjusted by a device that is operated by a liquid is actuated which is different from the liquid forming the delivered measured quantity, characterized in that the access of the auxiliary liquid to the adjustment device (23) of the shut-off device (9) is caused by the pressure of the liquid in the measuring chamber or one of the measuring chambers after filling is complete is controlled.