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Nasser Gasmesser mit schwingenden Trommeln.
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sollen, als dies bei den bekannten Systemen nasser Gasmesser mit rotierenden Trommeln der Fall sein kann. Die in der Praxis meist eingehaltene Umdrehungszahl 100 pro Stunde für die rotierende Crosley-Trommel, welche heute noch überall ausgeführt wird, kann man nicht viel erhöhen, ohne auf grosse Übelständer zu stossen. Durch die Querwände, welche sich-durch das Wasser bewegen müssen, wird bei zu schneller Drehung der Trommel einerseits der Wasserspiegel derart zum Schwanken gebracht, dass das Messergebnis ungenau und der Gasstrom
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auch die Abmessung des ganzen Gasmessers gegeben.
Nur die Duplex-Trommel gestattet durch eine sinnreiche Anordnung von zwei Trommelsystemen (bei den kleinen Typen) und durch Ersatz der geraden Querwände durch gewölbte, sich den Wasserströmungen anpassende und in Kurven verlaufende Querwände eine Erhöhung der stündlichen Umdrehungszahl auf zirka 150. wodurch natürlich der ganze Messer kleiner und billiger hergestellt werden kann.
Die bei vorliegender Erfindung verwendeten schwingenden Trommeln haben nun, wie eingangs erwähnt, den Vorzug, überhaupt keine im Wasser bewegten Querwände zu besitzen.
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Schwingungswinkel bestimmt werden, und dass die Regulierung des Trommelinhaltes. d. i. das Justieren des Messers (wie bei den trockenen Gasmessern) durch einen verstellbaren Kurbeltrieh geschehen kann, welcher die Schwingungsamplitude bestimmt.
Ferner kann die Unabhängigkeit vom Wasserstand so gross gemacht werden, düss der Spielraum vom höchsten bis zum tiefsten
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der trockenen Gasmesser in das Gebiet der Hydraulik gleichkommt, es wurden nämlich die sehr unvollkommenen Lederbälge durch fixe. in Flüssigkeit tauchende Me. tallkästen und die oft Störungen verursachenden Schieber durch hydraulisch abgedichtete Verteilungskammern ersetzt, so wird zum Verständnis der nachfolgenden Beschreibung die Kenntnis des Systems der trockenen GasmesservonVorteilsein.
Eine Messtrommel ist schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellt. Die Fig. 1 zeigt die
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aus einer, zylindrischen äusseren Zarge 1 und einer dazu konzentrisch angeordneten inneren Zarge. 9, welche zusammen mit den Trommelböden 3 und 4 einen ringförmigen Hohlraum bilden, in welchem eine Querwand 5 eingesetzt ist. Der durch die Innenzarge 2 gebildete
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schnitten 11 und 12 versehen, durch welche die U-Kanäle 13 und 14 in die Kammern a und b so eingeführt sind, dass das Wasser die Einführung abdichtet, die Aus- und Eingänge- der Kanäle aber über das Wasser ragen und dem Gas ungehinderten Durchgang gewähren.
Die Ausschnitte 11 und 12 sind so bemessen, dass die Kanäle beim Schwingen der Trommel innerhalb des Winkels a nicht behindert werden, aber auch so, dass diese Öffnungne - wie auch die Öffnungen 15 - selbst beim zulässigen tiefsten Wasserstand//- /nicht aus dem Wasser auftauchen können.
Wird nun in den Kanal 13 Gas eingeleitet, so gelangt es zunächst in die Kammer und strömt durch die Öffnung 9 in die Messkammer c. Der Gasdruck bewirkt eine Drehung-
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Unter der Annahme, dass der Schwingungswinkel or, immer genau eingehalten wird. werden unter sonst gleichen Umständen die abwechselnd bei den Kanälen 13 und 14 eingeleiteten Gasvolumina auch dann die gleichen sein, wenn der Wasserspiegel von x-x tiefer- (aber nicht unter y-y) verlegt wird. Die Zargen und Böden bilden nämlich einen Rotationskörper, dessen Drehungsachse mit der Schwingungsachse zusammenfällt, bei ihrer Schwingung im Wasser kann also niemals eine Wasserverdrängung erfolgen. Daher tritt, solange die Mittelwand 5 nicht in das Wasser eintaucht, auch keine Änderung im Wasserstandes ein. Innerhalb
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Die Wirkung der Mittelwand ist dem Membranflügel eines trockenen Gasmessers oder dem Kolben eines Dampfzylinders vergleichbar.
Die Steuerlrommel ist in Fig. 3 in Ansicht und in Fig. 4 im Querschnitt dargestellt.
Sie besteht aus einer Zarge 16, in welcher sich vier Verteilungswände 17, 18, 19 und,'2 (} befinden und ist durch die Nabe 21 auf einer Achse 22 drehbar angeordnet. Durch die vier Verteilungswände werden drei Kammern e, f und g gebildet, davon jede einen U-fanal aufnimmt, welche wie bei der Messtrommel unter Wasserverschluss die Einleitung von Gas ermöglichen. In den Verteilungswänden befinden sich Ausschnitte mit in der Mittelstellung gleich hoher, ein wenig unter dem Wasserspiegel z-z befindlicher Oberkante. Diese Ausschnitte sind abwechselnd rechts und links versetzt u. zw. haben die Wände 17 und 19 den Ausschnitt bei 23 und die Wände 18 und 20 den Ausschnitt bei 24 (Fig. 3).
In die mittlere Kammer f wird nun durch den Kanal 25 Gas eingeleitet. Da alle Ausschnitte 23 und 24 sich bei der Mittelstellung der Trommel unter Wasser befinden (Fig. 3), so kann das Gas voierst aus f nicht entweichen. Sobald aber die Trommel ein wenig nach links schwingt (Fig. 3), tauchen die Ausschnitte 24 in den Wänden 18 und 20 aus dem Wasser auf, das Gas kann von f nach e übertreten und durch den Kanal 26 entweichen. Gleichzeitigbei 27 eingeleitetes Gas gelangt nach q und kann durch den ebenfalls aufgetauchten Ausschnitt in der Wand 20 entweichen.
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17 freien Austritt.
Man denke sich nun die Kanäle 13 mit 26 und 14 mit 27 (Fig. und 4) verbunden und wie oben das Gas bei 25 eingeleitet, so kann man durch Hin-und Hersehwenken der Steuertrommel die Messtrommel zum Schwingen bringen und immer, wenn sich eine Messkammer der Messtrommel füllt, ist dem in der zweiten Messkammer befindlichen Gas die Möglichkeit zum Entweichen gegeben.
Wie beim trockenen Gasmesser ist man, um totePunkte und Druckschwankungen zu vermeiden, genötigt, zwei Systeme von je einer Mess-und Steuertrommel anzuwenden, welche zusammen in bekannter Weise mit einer Phasenverschiebung von 90 auf einen Kurbeltrieb arbeiten.
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Da jede zu (.'ier Messtrommcl gehörige Steuertrommel die Bewegung an der Kurbel ebenfalls mit einer Phasenverschiebung von 90" vollzieht, so braucht die betreffende Steuertrommel nur von der zweiten Messtrommel gesteuert und umgekehrt die Steuertrommel der zweiten Messtrommel von der ersten Messtrommel gesteuert werden und der Kurbeltrieb wäre entbehrlich. Zur Vergegenwärtigung dieses Systems mit den Kanalverbindungen gibt Fig. 7 eine schematische Darstellung.
Ohne Kurbeltrieb würden die Schwingungen der Messtrommel aber unregelmässig erfolgen. auch der Schwingungswinkel wäre schwer zu fixieren, zudem eignet sich zur Übertragung auf das Zählwerk am besten die drehende Bewegung, dies führt wieder zur Anbringung eines Kurbeltriebes in den bekannten Anordnungen wie sie bei trockenen Messern üblich sind.
Das Bestreben, dem Messer möglichst kleine Dimensionen zu geben, führt dazu, den durch die grosse Innenzarge 2 (Fig. 1) verlorenen Raum dadurch auszunutzen, dass darin die kleine Steuertrommel untergebracht werden kann. Die Kammern a und b (Fig. 2) werden dann so schmal wie möglich gemacht (Fig. 8) und zwar durch Anbringung von zwei Kammerböden 6.
Um für die Kanäle geeigneten Platz zu schaffen, wird ein diese Kanäle aufnehmender Kanalkasten, 28 angebracht (Fig. 9 und 10) ; damit die Trommel dadurch nicht behindert ist, bekommt sie einen Ausschnitt 29 nach der Grösse des Schwingungswinkels Fig. 9 und 10.
Um die Trommel leichter austarieren zu können, kann auch oben ein Ausschnitt 3 (} (Fig. 10) angebracht werden. Dadurch zerfällt die Mittelwand in zwei Wände 31 und 32, von denen je eine in den beiden Endlagen der Schwingung parallel und nahe dem höchsten Wasserstand verläuft. Der Kanalkasten 28 kann als Wassersack ausgebildet (Fig. 10), der Ausschnitt 29 kann erweitert und damit die Trommel kein Übergewicht hat, können Belastungskörper 33 angebracht werden.
Im Gegensatz zu den rotierenden Trommeln spielt bei diesen schwingenden Trommeln ein Sinken des Wasserstandes innerhalb gewisser Grenzen fast keine Rolle (der Messer zählt nur Minus um das Gasvolumen, das dem im Messraum. verdunstenden Wasservolumen entspricht). Um diese Grenzen möglichst weit zu ziehen, ist es nur nötig, der Innenzarge einen möglichst grossen Durchmesser zu geben und die Ausschnitte 11, 1. Z (Fig. 2) in den Böden 3, 4 möglichst klein zu machen, gerade als für die Lagerung und Kanalzuführung unbedingt nötig ist.
Bei der Steuertrommel hingegen ist eine grössere Schwankung des Wasserspiegels höchst unerwünscht.
Daher bekommt die Steuertrommel Fig. 3 und 4 ein eigenes kleines Wassergefäss 34, welches eine Überlaufkante 35 in das Gehäuse (36) der Messtrommel hat und dessen Wasserspiegel durch einen Schöpflöffel der von der Messtrommel betätigt wird. immer konstant erhalten bleibt, welcher Vorgang später noch näher erklärt wird.
In den Fig. 11, 12, 13 und 14 ist eine Ausführungsform eines nassen Gasmessers mit schwingenden Trommeln dargestellt. Fig. 11 zeigt, den ganzen Messer im Längsschnitt, Fig. 12 das Gehäuse, den Wassersack, zugleich Kanalkasten und eine Messtrommel im Querschnitt, Fig. 13 zeigt die Anordnung des Kurbeltriebes und der Gaszuführung und Fig. 14 einen horizontalen Schnitt durch den Kanalkasten.
Der Gasmesser besteht aus dem Gehäuse, das durch die Zarge 36 zusammen mit dem Vorderboden 37 und Hinterboden 38 gebildet wird. Am Gehäuse sind in bekannter Weise die Füsse 39 und der Gasausgangsstutzen 40 angebracht.
Der Voderboden 37 ist mit einem grossen abgerundeten Börtel versehen, welcher zwei Ausnehmungen enthält, durch welche abgedichtet einerseits das Füllrohr 41 geführt ist, anderseits das Gaseingangsrohr 42 zum Ventilkasten 43 geleitet wird. Ventilkasten 43, Ventil 44, Schwimmer 45, Schwimmerstange 46 und Schwimmerbock 47 sind in bekannter Weise angeordnet, nur befindet sich die ganze Einrichtung, da kein Brustkasten vorhanden ist, an der Innenseite des Vorderbodens 37. Um den Schwimmer unter Einlassdruck zu halten, führt eine Haube 48 vom Ventilkasten 43 bis unter den tiefsten Wasserstand y-y (Fig. 11 und 13).
In der unteren Hälfte des Gehäuses erstreckt sich innen durch die ganze Gehäusetiefe ein trapezförmiger Kasten 28, der am Vorderboden 37 befestigt ist und durch eine Rückwand 49 geschlossen ist. An diesem Kasten sind oben abwechselnd an beiden Schrägseiten die Kanalpfeifen 50, 51, 52, 53, 54, 55,56, 57, 58,59, 60 (Fig. 14) angebracht.
Diese Pfeifen ragen alle mit ihrer Ausmündung mindestens bis zur Ebene des Wasserspiegels x-x (Fig. 12) und stehen durch Öffnungen in den Kastenwänden mit dem Inneren des Kastens 28 in Verbindung (Fig. 11 und 14), die Öffnungen zu den Kanälen 53, 54, 55,56, 57,58 liegen unterhalb der Öffnungen für die Kanäle 50, 51, 52, 59,60 (Fig. 12), so dass es möglich ist, die Öffnungen 51 mit 59, sowie 52 mit 60 durch lange Taschen 61 und 62 und die Öffnungen 54 mit 56, sowie 55 mit 57 durch kürzere Taschen 63 und 64 verbinden zu zu können. Von jeder dieser Taschen und mit ihnen verbunden führen Kanäle u. zw. 65 und 66
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Verbindung stehen.
Die Pfeife 50 ragt innerhalb der Schwimmerhaube 48 etwas über den Wasserspiegel x-x.
Am Vorderboden 37 ist innerhalb des Kastens 28 eine unten offene Tasche 69 angebracht. die aber um die Differenz D nicht so weit zum Boden reicht, wie die Kanäle 65, 66, 67, 68 und die zusammen mit der Überlaufschraube 70 und dem Tropfschnabel 71 die bekannte Einrichtung tes Wassersackes bildet.
An dem Kasten, 38 sind zwei. oben offene, ganz gleiche Gefässe 34 angesetzt, davon eines die Pfeifen 52, 53 und 54 und das zweite die Pfeifen 57,58 und 59 umschliesst. Jedes dieser Gefässe wird aus zwei gleichen ebenen Seitenschildern 72 und zwei gleichen zylinderförmig gebogenen Zargcnstücken 73 gebildet, deren obere Ränder sich mit den Pfeifenmündungen in gleicher Höhe befinden (Fig. 11-12). Die Gefässe schliessen an den Kasten 28 dicht'an und haben am oberen Rande je eine Überlaufkerbe 35. Genau in der Gehäuseachse führen durch die Gefässe dicht eingelötete Lagerhülsen 74.
Die zwei Steuertrommeln bestehen jede aus vier gleichen Verteilungswänden 75, deren Ausschnitte 76 gegenseitig versetzt sind und die von einer zylinderförmigen Zarge 16 umgeben sind. An den äusseren Verteilungswänden ist je eine geschlitzte Nabe 77 angebracht, welche auf die Hülse 74 aufgepasst ist. Die Trommeln können daher auf den Hülsen 74 schwingen und gleichzeitig abgehoben werden und passen so auf die in den Gefässen 34 befindlichen Pfeifen, dass je eine Pfeife in einer Kammer. welche durch je zwei Verteilungswände 74 gebildet wird, ohne Reibung Platz findet. An jeder Trommel ist oben ein Mitnehmerbugel 78 befestigt.
Von den zwei Messtrommeln besteht jede aus einer inneren Zarge 2, an welche zwei Seitenteile 3 und 4 angelötet sind, die oben und unten winkelförmige Ausschnitte haben. Am oberen Ausschnitt sind die zwei Teile der Aussenzarge 79 bis zur Innenzarge 2 eingezogen. berühren sich aber nicht, sondern lassen ein Stück 80 der Innenzarge 2 nach aussen frei (Fig. 12), während die Seitenteile selbst vorstehende Ränder 81 bilden.
An den unteren Enden der Aussenzargen sind Belastungskörper 33 angebracht, damit die Trommel sich in jeder Lage
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In dem freibleibenden Stück 80 der Innenzarge befinden sich auf jeder Seite ganz bei den Seitenteilen 3 und 4 die Ausschnitte 82, welche durch bei den Rändern 81 angesetzte Kappen 83 und durch je einen Ausschnitt 9 und 10 in jeder Aussenzargenhälfte 79 mit je einer Messkammer c und cl in Verbindung stehen, so dass jede Messkammer mit einer Kammer
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gebildet werden, verbunden ist.
Bei jeder Trommel befindet sich an einem der vorstehenden Ränder 81 eine Kerbe an welcher ein Schöpflöffel 86 angesetzt ist und zwar befinden sich die Schöpflöffel an den einander abgekehrten Seitenteilen der beiden Trommeln.
In der Mittelachse der Trommeln sind von den Seitenteilen 3 und 4 bis zu den Zwischen-
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dass die Hülse 74 der Steuertrommel dazwischen Platz findet.
Jede dieser Messtrommel ist nun so beschaffen, dass sie über je eine bereits eingesetzte
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bolzen 89, welcher von der Hinterbodenseite eingeschoben wird, fixiert weren kann.
An den einander zugekehrten Seitenteilen 3 bzw. 4 der beiden Messtrommeln ist je ein
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kleine Schubstangen 91 auf symmetrisch am Kanalkasten 28 mittels kleiner Lager 92 angebrachter Hebel 93 wirken, Fig. 11 und 12. In der Nähe des Vorderbodens wirken von den beiden mit 93 verbundenen Hebeln 94, Fig. 13, wieder zwei Schubstangen 94 rechtwinkelig auf einen gemeinsamen Kurbeltrieb 95, welcher durch die Stopfbüchse 96 seine Bewegung auf das Zähl-
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Endlich sind im Gehäuseinennern noch Führungen 101 angebracht, durch welche der Kanalkasten sich beim Aufsetzen des Vorderbodcns 37 schiebt.
Die Wirkungsweise ist folgende : Beim Einfüllen von Wasser durch das Füllrohr 44 füllen sieh zuerst das Gehäuse, dann die Steuertrommelgefässe 34, bis das Wasser bei den Pfeifen 50-60 und durch die Kanäle 65-68 in den Wassersack überläuft. Der Wassersack füllt sich an, bis bei der Überlaufschranbe 70 das Wasser ausläuft ; woran man erkennt. das der Messer gefüllt ist.
Nun wird Gas eingreifet. Das Gas tritt in bekannter Weise bei 4' ! ein. geht durch 43 und 44 und gelangt unter die Schwimmerhaubc 48. von dort tritt es durch die Pfeife 50 in
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den Kasten 28 und drückt hier auf den Wasserspiegel, so dass das Wasser solange bei 70 abläuft, bis die dem Gasdruck entsprechende Wassersäule vom Überlauf bis zum Wasserspiegel erreicht ist. Dabei kann es nie vorkommen, dass das Gas durch die Kanäle 65-68 entweichen kann, da diese so lang sind, dass sie immer unter Wasserverschluss stehen.
Das Gas kann nur durch die Pfeifen 53 und 58 in die Mittelkammern der Steuertrommeln übertreten und hier spielt sich nun der gleiche Vorgang ab, wie er im Eingang dieser Beschreibung bei der Erklärung der Messtrommel und Steuertrommel ausführlich beschrieben wurde. Die ganze Anordnung der Kanalverbindungen deckt sich mit der Fig. 7, nur muss das aus Mess und Steuertrommel austretende Gas, da die Steuertrommel von der Messtrommel ganz eingeschlossen ist, durch die Öffnung 88 entweichen. Die beiden Trommelsysteme arbeiten mit einer Phasenverschiebung von 90 auf die Kurbel und immer steuert die Steuertrommel der einen die Gaszufuhr der anderen Messtrommel. Der Mechanismus weist also keinen toten Gang auf und wird in jeder Stellung anlaufen.
In den Fig. 15 und 16 ist noch eine andere Anordnung des Kurbeltriebes dargestellt.
Wenn in dem bis zur Höhe x-x (Fig. 12) gefüllten Messer das Wasser verdunstet, so sinkt der Wasserspiegel auch in den Gefässen 34 der Steuertrommeln, bis die Überlaufkerbe 35 der Gefässe 34 erreicht ist (z-z). Der Unterschied im Wasserstand von x-x bis z--z ist so klein gewählt, dass die Steuertrommeln in ihrer Funktion dadurch ntcht gestört werden können.
Von da an wird durch die Schöpflöffeln 86, solange der Messer in Funktion ist, immer so reichlich Wasser in die Gefässe der Steuerlrommcln geschöpft, dass der Wasserspiegel darin nicht weiter sinken kann, sondern ständig Wasser bei den Überlaufkerben 35 abläuft. Durch die Pfeifen 50-60 in den Wassersack kann das jetzt durch die Schöpflöffel geförderte Wasser nicht ablaufen, da diese Pfeifen mit ihrer Überlaufkante bis zur Ebene x-x reichen, welche ein wenig höher liegt, als die Ebene z-z der Über1aufkerbe. Da die Messung innerhalb der Wasserstände x-x bis zum liefstzulässigen Wasserstand y-/, wie früher erklärt, nahezu konstant bleibt, so zählt das ganze dazwischenliegende Wasserquantum als Vorratswasser.
Der Schwimmer 45 schliesst erst bei Unterschreitung des Wasserstandes y-y.
Brustkasten, Uhrgehäuse und Wassersack könnten auch wie gewöhnlich aussen am Vorderboden angebracht werden, da aber die Anordnung der Trommeln und der Gaszuführung ein achsiales Herausnehmen der Trommeln aus dem Gehäuse ohne gleichzeitiges Mitnehmen der Kanäle bzw. Lagerung nicht möglich macht, so ist der Kanalkasten als Lagerbrücke am Vorderboden angeordnet worden, so dass durch Abnehmen des Vorderbodens das ganze Trommelsystem achsial aus dem Gehäuse herausgenommen werden kann. Aus Festigkeitsgründen muss der Kanalkasten 28, Fig. 11 und 12, daher eine entsprechende Grösse haben, die ihn gleichzeitig zum Wassersack wie geschaffen macht.
Aus Ersparnis- und Schönheitsrücksichten ist es nun zweckmässig-wenn es die Mpssergrösse gestattet-auch den Brustkasten und das Uhrgehäuse immer am Vorderboden anzubringen, so dass durch Abnehmen des Vorderbodens der ganze Mechanismus zugänglich wird. Dadurch ist der Messer nicht etwa betriebsunfähig, sondern man braucht den fertig adjustierten Vorderboden nur in einem geeigneten oben offenen Gefäss bis zum Normalwasserstand ins Wasser zu stellen und ist schon in der Lage, das Werk während des
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Nasser Gasmesser mit schwingenden Messtrommeln, dadurch gekennzeichnet, dass in jede Messtrommel zwecks Bildung zweier gesonderter Messräume eine Trennwand (5) eingebaut ist, welche bei Verschwenkung der Trommel nicht in die Flüssigkeit taucht.