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Messgerät iür den Verbrauch von unter Druck stehendem Gas.
Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zur Messung des Verbrauches von unter Druck stehendem
Gas, z. B. des wechselnden Sauerstoffverbrauehes beim autogenen Schweissen und Schneiden. Es sind zwar bereits Vorrichtungen bekannt, die ein Ablesen des Druckabfalles oder bei Verwendung einer bestimmten Grösse von Stahlflasehen oder Gasbehältern des Gasverbrauches selbst auf einem gewöhnlichen Manometer mittels eines vor jedem Verbrauch auf einen Nullpunkt einstellbaren Schleppzeigers als Ver- brauehszeiger oder einer einstellbaren Verbrauchsteilung gestatten ;
bei diesen Vorrichtungen ist aber die Anzeige ungenau, da kleine Druckunterschiede von einem Manometer mit dem erforderlichen Messbereich von ungefähr 200 Atm. kaum abgelesen werden können, insbesondere wenn der Druck bei stark geleerter Flasche schon gering geworden ist.
Mit dem Gerät gemäss der Erfindung können auch kleine Verbrauchsmengen sehr genau gemessen und verzeichnet werden. Zum Verzeichnen kann ein Zählwerk dienen, das gegebenenfalls mit einem Druckwerk versehen ist, welches den Betrag der verbrauchten Gasmenge auf der Arbeitskarte vermerkt. Ebenso können die Arbeitszeiten verzeichnet werden.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass der jeweilig im Gasbehälter herrschende Druck durch Druckglieder auf einen, zweckmässig ungleicharmigen, Waagebalken übertragen wird, der durch die Verschiebung eines Laufgewichtes ständig im Gleichgewicht gehalten wird, so dass der Gasverbrauch an einer Teilung des Waagebalkens oder an einer entsprechenden Einrichtung der Verschiebungsmittel oder an beiden unter Berücksichtigung des Rauminhaltes des Gasbehälters ermittelt oder unmittelbar abgelesen werden kann.
Wenn dem das Laufgewicht tragenden Arm des Waagebalkens z. B. zwei Kontakte zugeordnet sind, wie dies bei Druckuntersehiedsströmungsmessern mit einer Waage zur Anzeige des Druckunterschiedes bekannt ist, so kann eine Antriebsvorrichtung für das Laufgewicht bei Berührung der Kontakte durch den Waagebalken (infolge Störung des Gleichgewichtes) in der einen oder andern Richtung eingeschaltet werden. Zweckmässig wird eine Dezimalwaage verwendet, deren Waagebalken als Gegengewicht einen die Antriebsvorrichtung bildenden Motor trägt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in der beispielsweisen Ausführungsform eines Messgerätes für den Sauerstoff verbrauch beim autogenen Schneiden dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Gerätes und Fig. 2 einen Längsschnitt durch den zwischen der Druckleitung und dem Waagebalken befindlichen Teil des Gerätes, Fig. 3 zeigt das Schaltungsschema.
An einer Seitenwand eines Kastens 1 ist ein Träger 2 mittels Schrauben 3 befestigt, auf dem dieSchneide 5 eines Waagebalkens -1 mit ungleich langen Armen aufruht. Der kurze Arm trägt eine Schneide 6, auf welcher eine Säule 7 aufsitzt, die in dem Träger 2 möglichst reibungslos gelagert ist. Die Säule besteht aus drei Teilen (Fig. 2), von denen der obere einen Bund 8 aufweist und am Ende eines verjüngten Teiles in einen Zapfen ausläuft, der von einem in den Träger 2 eingesetzten Ring 9 mit Keilquerschnitt längs einer sehr schmalen Zone gehalten und geführt wird. Der zwischen dem oberen und dem unteren Teil der Säule eingesetzte Mittelteil 7'ist durch Schrauben verstellbar, so dass die Länge der Säule verändert werden kann, um die Vorrichtung entsprechend einzustellen oder Abnutzungen auszugleichen.
In die Öffnung zur Einführung der Säule in den Träger 2 ist eine Mutter 10 eingeschraubt, die den Bund 8 nicht berührt. Die Säule steht frei innerhalb des Trägers und wird nur an ihren beiden Enden gehalten.
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Ein Fortsatz 11 des Trägers 2 ragt durch die Decke des Kastens 1. In eine Ausnehmung des Fortsatzes ist ein Einsatzstück 12 eingeschraubt, das einen Hohlraum 13, eine Zentralbohrung und ein Aussengewinde zum Anschluss an die zum Gasbehälter führende Druckleitung aufweist. In den Raum 13 ragt ein kegeliger Fortsatz 14 mit einer Düsenöffnung 15 am Ende, während eine Erweiterung der Bohrung des Teiles 12 ein Filter 16 enthält. Mittels des oberen Gewindes des Teiles 12 wird die Vorrichtung in gleicher Weise wie etwa ein Druckmesser an die Gasflasche od. dgl. oder an eine Abzweigung der Entnahmeleitung angeschlossen. Der Teil 12 drückt gegen einen Dichtungsring 17. Innerhalb des Raumes 13 befindet sich ein Prallkörper 18, der durch eine gegen den Teil 12 abgestützte Feder gegen den Träger 2 gedrückt wird.
Eine zwischen den Teilen 18 und 2 an ihrem Rande eingeklemmte : Membrane 19 liegt flach an dem Träger 2, dem Ring 9 und der Stirnseite der Säule 7 an. Die Umfläche von 18 ist mit feinen Längsrillen sowie mit Querbohrungen versehen.
Auf dem kurzen Arm des Waagebalkens ist ein Motor 20 befestigt, der gleichzeitig das Gegengewicht der Waage bildet und in an sich bekannter Weise eine Schraubenspindel 21 antreibt, die durch den Träger 2 hindurchgeführt ist und am freien Ende in einem Lager 22 des Waagebalkens ruht. Das Laufgewicht 23 der Waage trägt eine aus zwei auseinanderklappbaren Hälften bestehende Mutter 23', die im geschlossenen Zustand in das Gewinde der Spindel 21 eingreift und bei Drehung der Spindel eine Verschiebung des Laufgewichtes bewirkt. Das freie Ende des längeren Armes des Waagebalkens 4 trägt zwei Kontakte 24, 25, die mit Kontaktfedern 26, 27 zusammenwirken können, welche an einem festen Träger 28 angeordnet sind.
Je nachdem die Kontakte 24 und 26 oder 25 und 27 miteinander in Berührung kommen, wird der Motor in dem einen oder andern Drehsinn angetrieben und der Vor-oder Rücklauf des Laufgewichtes bis zur Gleichgewichtslage erzielt, in der eine Schneide 29 des Waagebalkens einer festen Schneide 30 gegenübersteht.
Auf dem Zapfen 31 des Motors 20 ist ein Zusatzgewieht 32 verschiebbar. Vom Motor werden zwei Zählwerke 33, 34 angetrieben, von denen das eine, 33, entsprechend der Anzahl der Umdrehungen des Motors unmittelbar den Gasverbrauch, z. B. in Litern, für eine bestimmte Arbeit, das andere, 34, als Summenzählwerk z. B. den Tagesverbrauch anzeigt. Das Zählwerk 33 ist in an sich bekannter Weise mit einer Druckvorrichtung verbunden.
Wie Fig. 3 zeigt, besteht die weitere elektrische Einrichtung im wesentlichen aus einer Stromquelle 35 und zwei Relais 36, 37, von denen eines, 36, mit einem Ende seiner Wicklung an den Kontakt 26, das andere, 37, mit einem Ende an den Kontakt 27 angeschlossen ist, während ihre andern Wieklungsenden mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden sind. Der Waagebalken und der negative Pol der Stromquelle sind an die Masse des Kastens 1 gelegt. Zwischen den Relais befindet sich ein Umschalter 38, bei dessen Betätigung durch eines der Relais der Motor 20 eingeschaltet wird. 39 ist die Magnetwicklung des Motors.
An den Kontakt 27 ist noch ein Relais 40 angeschlossen, das auch mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden ist und bei Berührung der Kontakte 25, 27 einen Schreibstift 41 gegen einen Papierstreifen 42 drückt, der über eine von einem nicht dargestellten Uhrwerk angetriebene Walze 43 läuft und eine Zeitteilung trägt. Die Relais 36, 37 und der Umschalter 38 sind in einem Kasten 44, das Relais 40 samt Uhrwerk und Schreibvorrichtung in einem Kasten 45 untergebracht.
Beim Öffnen der Abschlussvorrichtung des Gasbehälters strömt das Gas durch das Einsatzstück. 72 und gelangt, von allfälligen Verunreinigungen befreit, durch die Düse 45 in den Raum 13, wo es den Prall-
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weichen des Gases hinter ihr vermieden wird. Das Gas sucht sich nunmehr einen Weg durch die Rillen und Querbohrungen von 18 nach innen und übt einen Druck auf das zapfenartige Ende der Säule 7 aus.
Unter diesem Druck wird die Säule um einen geringen Betrag verschoben und der Waagebalken verschwenkt. Hiebei kommen die Kontakte 24, 26 zur Berührung, wodurch das Relais 36 stromführend wird und über den Umschalter 38 den Motor an die Stromquelle anschliesst. Der Drehsinn der vom Motor
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bis der vor der Membrane infolge des allmählichen Druckausgleiches langsam ansteigende Druck dem Innendruek des Behälters entspricht und bei einer bestimmten Stellung des Gegengewichtes seinen Ausgleich findet. Die zwischen dem Gasbehälter und dem Waagebalken befindliche, aus den Teilen 14, 18, 19, 9 und 7 bestehende Einrichtung dient, wie ersichtlich, dazu, um beim Öffnen der Gasleitung eine stossweise Belastung zu vermeiden.
Sobald sich die Waage wieder im Gleichgewicht befindet, löst sieh der Kontakt 24 vom Kontakt 26 ab, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird und der Motor und das Laufgewicht zum Stillstand kommen.
Die Bewegung des Laufgewichtes ausschliesslich durch den Motor kann vermieden werden, indem das Gewicht bei geöffneter Mutter 23'von Hand aus dem ungefähren Druck im Behälter entsprechend eingestellt wird. Die Feineinstellung besorgt dann der Motor, der je nach der Berührung der Kontakte 24, 26 oder 25,27 das Laufgewicht nach rechts oder links in die Gleichgewichtslage bringt. An der Teilung des Waagebalkens kann der jeweilige Druck in Atmosphären abgelesen werden.
Sobald der Druck im Behälter beim Verbrauch von Gas sinkt, führt der Waagebalken die Berührung der Kontakte 25,27 herbei, wodurch das Laufgewicht nach links bewegt wird, bis sich wieder Gleich-
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gewicht einstellt. Diese Ausgleichsbewegungen gehen schrittweise in kleinen Abschnitten vor sich, so- lange der Gasverbrauch andauert, u. zw. genau im Verhältnis zum Verbrauch.
Die Zählwerke 33, 34 werden nur beim Rückgang des Laufgewichtes gegen die Nullstellung ver- stellt, indem in den Antrieb ein Freilauf eingeschaltet wird. In die Druckvorrichtung des Zählwerkes 33 kann nach Durchführung einer Arbeit die Arbeitskarte eingelegt und mit einem Abdruck des im Zählwerk erscheinenden Betrages (Gasverbrauch) versehen werden. Die Nullstellung dieses Zählwerkes wird im Anschluss an den Druckvorgang in an sich bekannter Weise selbsttätig ausgelöst.
Bei jedem Rückgang des Laufgewichtes, also bei Gasverbrauch, wird auch das Relais 40 erregt und dadurch der Stift 41 gegen den Papierstreifen gedrückt. Auf diesem erscheinen dann verschieden lange Striche über der Zeitteilung des Streifens, so dass die Arbeitszeiten abgelesen werden können.
Um bei einer Beschädigung der Membrane J ? 9 ein Entweichen von grösseren Gasmengen zu verhüten und Sicherheit im Falle einer Gleichgewichtsstörung zu bieten, ist die Mutter 10 kräftig ausgebildet, so dass sie dem Bund 8 ein Widerlager bieten kann.
Die Arbeitszeiten können auch photographiseh durch zeitweise Belichtung eines Films verzeichnet werden. Zur Erläuterung der Empfindlichkeit der Waage sei bemerkt, dass der Abstand zwischen den
Kontakten 24, 26 bzw. 25,27 bloss 0-2 mm beträgt, was einem Hube der Säule von 0-02 mm entspricht.
Stromschluss und Unterbrechung wechseln daher beim Gasverbrauch in sehr kleinen Zeitabschnitten miteinander ab.
Das Gerät, welches vollkommen selbsttätig die verbrauchten Gasmengen verzeichnet, kann unter Verschluss gehalten werden. Beim Anschluss einer neuen Gasflasche stellt sich das Gerät auch von selbst auf den erhöhten Druck ein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messgerät für den Verbrauch von unter Druck stehendem Gas, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils im Gasbehälter herrschende Druck durch Druekglieder auf einen, zweckmässig ungleicharmigen Waagebalken übertragen wird, der durch die Verschiebung eines Laufgewichtes ständig im Gleichgewicht gehalten wird, so dass der Gasverbrauch an einer Teilung des Waagebalkens oder an einer entsprechenden Einrichtung der Verschiebungsmittel oder an beiden unter Berücksichtigung des Rauminhaltes des Gasbehälters ermittelt bzw. unmittelbar abgelesen werden kann.