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Gasmesser für grosse Leituugsquerschnitte.
Gegenstand der Erfindung ist ein Gasmesser für grosse Leitungsquerschnitte, bei dem die in den Schenkeln einer Pitot'schen Rohranordnung durch den Gasstrom verursachte Druckdifferenz dazu benutzt wird, um vermittels einer Gasglocke ein Ventil zu steuern, dessen axialer Längsschnitt derart gewählt ist, dass die durch den jeweilig eröffneten Querschnitt strömende Wassermenge dem Gasverbrauch proportional ist, so dass die abfliessende, in bekannter Weise gemessene Wassermenge ein Mass für den Gasverbrauch gibt.
Der Erfindungsgegenstand ist in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt in grösserem Massstabe das Ventil und dessen Sitz.
In die Verbrauchsleitung ist ein mit einer Einschnürung versehenes Rohr ri geschaltet. Die Gasglocke a, welche in dem allseitig geschlossenen Wassergefäss b spielt, trägt auf einer axialen im Ablaufrohr n geführten Spindel c ein besonders geformtes Nadelventil p. Von den beiden Rohren t und h einer Pitot'schen Rohranordnung ist das Rohr h gegen den Gasstrom abgebogen und mündet in die Glocke a,
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Erhaltung konstanter Wasserhöhe versehen ist. Das in das Gefäss b durch das Rohr n fliessende Wasser wird in letzterem durch ein hydraulisch verschlossenes Wasserablaufrohr e auf gleichbleibender Höhe gehalten. Das durch das Rohr k abfliessende Wasser wird in einem normalen, volumetrischen für geringen Druck gebauten Wasserzähler q gemessen.
Das Gewicht der Glocke a samt Spindel c und Ventil p ist vermittels eines Wagebalkens u durch das Gewicht 0 ausgeglichen. An diesem Gewichte 0 ist ein Schreibstift befestigt, der an einem durch ein Uhrwerk in ständige Drehung erhaltenden Registrierzylinder m spielt und welcher demgemäss die Schwankungen des Gasverbrauches als Funktion der Zeit auf dem Zylinder m verzeichnet.
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fortpflanzt, wird letztere vertikal bewegt und gelangt erst dann in Ruhe, bis das aus dem konstanten Wasserniveau des Behälters b ausgetauchte Volumen der Glocke a gleich ist dem im Innern der Glocke a durch den Gasdruck verdrängten Wasservolumen.
Das an der Spindel c der Glocke a sitzende langgestreckte, im Abflussrohre n geführte Ventil d ist mit bezug auf seine Sitzfläche-, derart geformt, dass der bei konstantem Wasserdruck jeweilig statt-
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findende Wasserdurchfluss proportional ist der in der verengten Stelle 10 des Rohres auftretenden Strömungsgeschwindigkeit bzw. dem Verbrauch des Gases selbst.
Die hiezu nötige Form des langgestreckten Ventiles p kann in folgender Weise errechnet werden :
Es sei Q der sekundliche Gasverbrauch, r der lichte Radius der Ventilsitzfläche-, bzw. der Radius des grössten wirksamen Ventilquerschnittes, x der Radius des jeweilig im Niveau des Ventilsitzes s liegenden Ventilquerschnittes und y der Abstand des jeweilig wirksamen Querschnittes von der Ebene
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dem Werte (-.
Zwischen den Werten x und y besteht sohin eine Beziehung, die gegeben ist durch :
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In dieser Gleichung sind die Werte K und K'konstant ; sie geht, auf x aufgelöst, in die Gleichung
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über, welche in bezug auf die Achse der x Werte zwei symmetrisch liegenden Parabeln entspricht.
Die Fig. 2 zeigt den nach diesen beiden Parabeln geformten Längsquerschnitt des Ventiles p, welches sohin der Form eines mit einem Parabelaste erzeugten Rotationsparaboloides entspricht.
Der auf das Ventil p ausgeübte dynamische Wasserdruck wird sich mit der Grösse der Ventil- öffnung ändern und diese Druckschwankungen beeinflussen im theoretischen Sinne die Gleichgewichtsbedingungen der Glocke a ; da aber die Mengen des zu-und abfliessenden Wassers ungemein gering, ebenso auch der Quersschnitt des Ventiles p sehr klein und auch der Inhalt des mit unveränderlichem Wasserstand arbeitenden Speisebehälters D sehr gering ist, so können diese Einflüsse praktisch vernachlässigt werden.
Im übrigen kann man, wenn dies erwünscht ist, diesen mit der Hubhöhe des Ventiles p wachsenden dynamischen Einflüssen dadurch Rechnung tragen, dass man entweder die Querschnitte des Ventiles p entsprechend abändert, indem man in die Kurvengleichung eine entsprechende variable Funktion einbezieht oder indem man den Backen i des Wagebalkens u eine solche Form gibt, durch welche die Momentenwerte des Gegengewichtes 0 je nach der Winkelstellung des Wagebalkens verschiedene Werte erhaiten.
An Stelle des konvergenten und divergierenden Rohres g kann auch ein Diaphragma oder ein Venturi- rohr treten, welche in Ansehung des hier verfolgten Zweckes als gleichwertig erachtet werden können.
Auch kann die Form der Schwimmglocke a und dementsprechend auch die Form des Ventiles p abgeändert werden.