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Dampfmesser.
Das durch eine Leitung pro Sekunde strömende Dampfgewicht lässt sich bekanntlich durch folgende Formel ausdrücken : G = F. M. y. In dieser Formel bedeutet G das gesamte durch die Leitung strömende Dampfgewicht in kg pro Sekunde, F den Querschnitt der Leitung in m2, 1. die Geschwindigkeit des Dampfes in m pro Sekunde, y das Gewicht eines cm3 Dampf in kg der mittleren Spannung p.
Der vorliegendon Konstruktion des Dampfmessers wurde als Hauptgedanke zugrunde gelegt, dass die Geschwindigkeit des Dampfes für die jeweils herrschende Dampfspannung dauernd konstant erhalten bleiben, dagegen der Querschnitt der Durchgangsfäche F sich ändere und dem momentanen Dampfverbrauch anpasse. Wie dieses auf sehr einfache Weise erreicht werden kann, ergibt sich aus der Zeichnung. In einem gusseisernen Gefässe a ist ein hohler Kegelstumpf montiert, in welchem sich ein beweglicher Verschlusskörper, z. B. eine an einem dünnen Draht hängende Glocke e auf und nieder bewegen kann. Der Draht ist durch den Deckel des Gefässes über eine Rolle geführt und durch ein Gewicht d beschwert. Der Dampf strömt nun bei e in das Gefäss und muss, um zu den Yerbrauchsstellen zu gelangen, den Hohlkegelstumpf passieren.
Infolgedessen bewegt sich die Glocke abwärts und bleibt an der Stelle stehen, deren Querschnittfläche dem momentanen Dampfverbrauch genügt, während die Geschwindigkeit des Dampfes (für die jeweils herrschende Dampfspannung) und die Differenz der beiden Spannungen vor der Glocke und hinter der Glocke entsprechend dem Gewichte d dauernd konstant erhalten bleibt. Ändert sich die Spannung hinter der Glocke, was gleichbedeutend ist mit einer Änderung des Dampfverbrauches, so wird sofort die Glocke einen anderen Querschnitt aufsuchen, damit die ursprüngliche Spannungsdifferenz wieder hergestellt ist. Dasselbe geschieht natürlich, wenn die Spannung vor der Glocke sich ändert.
Diese dem jedesmaligen Verbrauche entsprechenden Stellungen der Glocke werden mittels eines an dem Glockendrahte befindlichen Stiftes auf
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der mittlere Querschnitt hervor, das mittlere Gewicht y des zur Verwendung gelangten Dampfes pro cm3 ergibt sich aus dem mittleren Druck, der in bekannter Weise, zum Beispiel durch ein Registriermanometer, bestimmt werden kann. Die Geschwindigkeit ? < ist für den jeweils zur Verwendung gelangenden Dampfdruck konstant, so dass also sämtliche zur Feststellung des Dampfverbrauchs erforderlichen Faktoren gegeben sind.
Zwecks Ermittlung des Dampfverbrauchs in einem bestimmten Moment braucht man also nur auf der Uhrtrommel die jeweilige Höhe der Glocke abzulesen, sowie an dem Registriermanomoter den Druck festzustellen. Durch eine einfache Multiplikation der so ohne weiteres zu gewinnenden Werte für den Querschnitt der Dampfdurchgangsöffnung und für das Dampfgewicht pro cm3 miteinander und mit der konstanten Dampfgeschwindigkeit, erhält man sofort den Dampfverbrauch in kg pro Sekunde. Selbstverständlich braucht man diese Multiplikation nicht jedesmal vorzunehmen, sondern kann auf einer Tabelle die sämtlichen Glockenstellungen entsprechenden Verbrauchsmengen bei den verschiedenen Dampfdruckes registrieren und dann die tatsächliche Verbranchsmenge jeden Augenblick auf der Tabelle ablesen.
Gegenüber dem in dem deutschen Reichs-Patent Nr. 136111 boschriebenen Apparate weist der neue Dampfmesser wesentliche Unterschiede auf. Hinsichtlich der Bauart ist hervorzuheben, dass bei jenem Apparat der den neuen Dampfmesser kennzeichnende Hohlkegelstumpf vollkommen fehlt. Denn bei jenem Massapparat bewirkt ein in einem Hohlzylinder mit Schlitzen fest anliegender Kolben, der infolge der grossen Reibung ein genaues Messen überhaupt ausschliesst, die Querschnittsveränderung.
Ausserdem weist der Apparat noch die über den Hohlzylinder gestülpte Glocke auf, die ebenfalls grosse Reibungswiderstände mit sich bringt. Bei dem vorliegenden Apparat fehlen diese Komplikationen vollständig, da sich dabei nur eine freischwebende Glocke ohne jede Reibung in einem Ilohlkegelstumpf bewegt.
In prinzipieller Beziehung ist hervorzuheben, dass der Apparat des deutschen Reichs-
Patentes Nr. 136111, wie in dem Patent-Anspruch ausdrücklich hervorgehoben wird, nur bei konstanter Dampfspannung eine Messung ermöglicht, während der vorliegende Apparat gleich genaue Resultate bei jeder beliebigen und beliebig wechselnden Spannung liefert. Aber auch bei konstanter Spannung der zu bestimmenden Dampfmenge ist es nicht möglich, in allen vor- kommenden Fällen richtige Melangen mit dem Apparat des deutsehen Reichs-patentes
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Nr. 136111 zu erzielen. Der strömende Dampf hebt nämlich den Kolben und diese Stellung des Kolbens sowie der freigewordene Querschnitt, wird registriert.
Steigt nun die Dampfspannung vor dem Kolben (es wird ja nur die Spannung hinter dem Kolben durch die übergestülpte Glocke konstant erhalten), so wird der Kolben, da die Differenz der Drucke vor und hinter dem Kolben grösser geworden ist, sich heben und den Querschnitt vergrössern. Diese Vergrösserung des Querschnitts hat eine Steigerung der Spannung hinter dem Kolben im Gefolge, die jedoch sofort durch die übergestülpt Glocke durch Verringerung des Querschnittes auf die ursprünglich konstante Spannung gebracht wird. Hiedurch entsteht aber wieder eine grössere Druckdifferenz, was wieder ein Heben des Kolbens verursacht, bis er schliesslich oben anstösst und den Dampf infolge der grösseren Druckdifferenz mit grösserer Geschwindigkeit durchströmen lässt.
In diesem Falle wird also der Messer, da ja diese beliebig steigende und fallende Geschwindigkeit nicht bekannt ist, überhaupt kein richtiges Resultat liefern können. Bei dem vorliegenden Messer dagegen ist es vollständig gleichgiltig, ob die Spannung vor oder hinter dem Kolben sich ändert. Die Druckdifferenz bleibt dauernd konstant und die Messungen haben dieselbe Genauigkeit.
Was dann ferner den in der amerikanischen Patenschrift Nr. 567054 behandelten Dampfmesser angeht, so ist derselbe überhaupt kein eigentlicher Messer, sondern lediglich eine Vorrichtung, um den Dampf möglichst gleichmässig strömen zu lassen und den Verbrauch in bestimmten Grenzen zu halten. Zur Feststellung einer verbrauchten Dampfmenge ist nötig, dass der Durchstromungseluerschnitt, Spannung und Geschwindigkeit des Dampfes bekannt sind. Hier wird aber nur der Querschnitt registriert, die beiden anderen Faktoren müssen angenommen werden, so dass also von einer wirklichen Messung des verbrauchten Dampfes gar keine Rede sein kann. Aber auch in konstruktiver und prinzipieller Hinsicht ist dieser Dampfmesser vollständig verschieden von dem vorliegenden.
Während bei diesem ein zylindrischer Körper in einem konischen Hohlkörper sich bewegt, ist bei jenem der sich bewegende Teil ein konischer Körper, ein Umstand, der von grosser Wichtigkeit ist. Denn dieser konische Körper hat, wie gleich noch bewiesen werden wird, eine mit dem Dampfverbrauch dauernd wechselnde Druckdifferenz und mithin auch wechselnde Geschwindigkeit im Gefolge. Wenn der Messer in Tätigkeit ist, hält die Druckdifferenz zwischen Einströmdampf und Verbrauchsdampf dem Gewichte des konischen Verschlusskörpers das Gleichgewicht, d. h. das konstant bleibende Gewicht des Verschlusskörpers ist gleich dem jedesmaligen Querschnitt des Verschlusskörpers in cm2 multipliziert mit der Druckdifferenz in Atmosphären.
Nun ändert sich aber der Querschnitt des Vcrschlusskörpers infolge seiner konischen Form, also muss sich auch die Druckdifferenz ändern, da ja das Produkt aus diesen beiden Faktoren das konstant bleibende Gewicht des Verschlusskörpers ergeben muss. Mit der Druckdifferenz ändert sich aber die Geschwindigkeit, also ist das dem Dampfmesser zugrunde liegende Prinzip ganz verschieden von dem, auf welchem der vorliegende Dampfmesser basiert, da dieser ganz besonders gerade dadurch gekennzeichnet ist, dass die Dampfgeschwindigkeit für jede Spannung gleichbleibt. Da nun bei dem Apparat jenes amerikanischen Patentes die wechselnde Geschwindigkeit und die Dampfspannung gar nicht bestimmt werden kann, sondern lediglich die Ventilquerschnitte registriert werden, so kann von einem wirklichen Messen des Dampfes nicht die Rede sein.
Besonders hervorzuheben ist schliesslich noch, dass der neue Apparat sich nicht nur zum Messen von Dampf, sondern auch für das Messen anderer Gase, speziell von Druckluft, eignet.