VolninetAseher 14olbenflüssigkeitsmesser. Gegenstand der Erfindung ist ein volu- metrischer Kolbenflüssigkeitsmesser, bei welchem der Hub wenigstens eines Kolbens in einem Messzylinder in Abhängigkeit von der Temperatur der zu messenden Flüssig keit so geregelt wird. dass das Gewicht der abgemessenen Flüssigkeitsmengen bei jeder Temperatur dasselbe ist.
Es bestehen bereits mehrere Durchfluss- messer, die denselben Zweck verfolgen, die jedoch andere Mittel anwenden, welche verschiedene Nachteile aufweisen. So zum Beispiel sind Durchflussmesser mit Bimetall streifen bekannt, deren durch die Tempera tureinflüsse hervorgerufene Formänderung die Hubänderung eines Messkolbens auf mechanischem Wege bewirkt.
Da durch Bimetallstreifen keine grössere Kraft über tragen werden kann, müssen die Übertra gungsmittel selbsthemmend sein, so dass der Kolbenschlag nicht auf die Bimetallstrei- fen zurückwirkt. Dadurch entstehen bedeu tende passive Widerstände, welche auf die thermische Reaktion der Bimetallstreifen störend wirken.
Weiter stehen die Ausdeh nungskoeffizienten von Bimetallstreifen und Flüssigkeiten über einen gewissen Tempera turbereich nicht in einem konstanten Verhält nis zu einander, was aus den Grundgleichun gen, geltend für die Ausdehnung von Flüs sigkeiten und Metallen, klar hervorgeht, so dass zum Beispiel ein Bimetallstreifen nur bei einer einzigen Temperatur oder höchstens in engen Temperaturgrenzen einen ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie eine gewisse Flüssigkeit.
Es sind jedoch bereits Durchflussmesser bekannt, bei welchen Flüssigkeitsthermostate verwendet werden. Diese Thermostate wirken jedoch nicht unmittelbar auf mechanischem Wege als Hubbegrenzung, sondern über ver schiedene Umsteuerungsorgane, welche die hydraulische Bewegungsumkehrung der Kol ben besorgen.
Solche Einrichtungen besitzen den Nachteil, dass die Kolbenendlagen nicht genau festgelegt sind, einerseits weil die Um- steuerung mit einer Verzögerung wirkt, welche sich bei verschiedenen Durchflussge- schwindigkeiten verschieden auswirkt, an derseits hat die Dichtheit der Abdichtungs flächen von Schieber und Kolben Einfluss auf die genaue Kolbenendstellung. Ausserdem sind solche Einrichtungen im allgemeinen kompliziert und kostspielig und schwer zugänglich.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich dagegen auf eine besondere hydraulische Kolbenhubbegrenzungseinrichtung für den eingangs erwähnten Kolbenflüssigkeitsmes- ser und besteht darin, dass im Innern des Messzylinders ein seiner Länge nach dehn barer, federnder und mit Flüssigkeit voll ständig gefüllter und allseitig geschlossener Dehnungskörper als Kolbenanschlag angeord net ist, wobei das Verhältnis der Länge des Dehnungskörpers zum normalen Kolbenhub einerseits und das Verhältnis der Ausdeh nungskoeffizienten der im Dehnungskörper befindlichen und der zu messenden Flüssig keit anderseits derart ist,
dass unabhängig von Temperaturänderungen der zu messenden Flüssigkeit stets Flüssigkeitsmengen gleichen Gewichtes abgemessen werden.
Dies soll an einem kurzen Beispiel er läutert werden: Der Kolben hat zum Bei spiel einen Durchmesser von 75 mm, einen Hub von 30 mm und dient zur Messung von Benzol mit einem Ausdehnungskoeffizienten von 0,00125. Der Dehnungskörper von be liebigem Durchmesser und 37,5 mm Länge ist mit Benzin gefüllt, das einen Ausdehnungs koeffizienten von 0,001 besitzt. Wenn sich die Temperatur der gemessenen Flüssigkeit um 10 erhöht, so ergibt sich, bei gleichbleiben dem Gewicht, ein Vergrösserung des Kolben hubes um 30 X 0,00125 X 10 - 0,375 mm. Unter dem Einfluss der erhöhten Tempera tur verlängert sich der Dehnungskörper um 37,5 X 0,001 X 10 - 0,375 mm, also um die gleiche Länge wie der Kolbenhub.
Nach dem sowohl der Kolbendurchmesser, als auch der Durchmesser des Dehnungskörpers un verändert bleibt, wird die Länge des Deh nungskörpers in bezug zum Kolbenhub im Verhältnis der Ausdehnungskoeffizienten ge wählt. Ist der Dehnungskörper mit der zu messenden Flüssigkeit gefüllt, dann ist das Verhältnis der Ausdehnungskoeffizienten 1:1 und daher auch die Länge des Dehnungs körpers der Länge des Kolbenhubes gleich.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel und einige Detailvarianten des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Achsialschnitt durch den Messzylinder mit dem wärmeempfindlichen Dehnungskörper, Fig. 2 einen Querschnitt dureb. den wärmeempfindlichen Dehnungskörper allein:
In Fig. 3 und 4 sind andere Formen des wärmeempfindlichen Dehnungskörpers, und in Fig. 5 ist die Anordnung des wärme empfindlichen Dehnungskörpers für mehr- zylindrige Messapparate mit zentraler Regu lierung des Kolbenhubes dargestellt.
Im Messzylinder 1 der Fig. 1 bewegt sich der Kolben 2 mit Hilfe der Kolben stange 3, auf welcher der Bund 5 sitzt, in der linken Endlage stösst die Kolbenmutter 6 auf den Bügel 7. Der Kolbenhub ist in der rechten Endlage durch den Anschlag -t be grenzt. Die abgemessene Flüssigkeitsmenge tritt in der Richtung des Pfeils 8 über das Saugventil ein und wird in der Pfeilrichtung 9 über das Druckventil hinausgedrückt. Der rechte Anschlag 4 ist fest, dagegen besteht der linke Anschlag aus einem wärmeempfind lichen Dehnungskörper. Dieser besteht aus einem zylindrischen Teil 10 mit wellenför migem Mantel, welcher eine Ausdehnung in achsialer Richtung ermöglicht. Die Stirn wände werden von Platten 11 und 1 5 gebil det.
Die rechte Stirnwand 11 des wärme empfindlichen Dehnungskörpers ist mit den Bügelarmen 12 durch die im Gehäusedeckel befestigte Schraube 13 fest verbunden und durch die Gegenmutter 14 gesichert. Der Bügel 7, welcher die Anschlagfläche auf weist, ist mit der linken Stirnwand 15 ver bunden, welche sich bei einer Ausdehnung der eingeschlossenen Flüssigkeit unter dem Einfluss einer Temperaturerhöhung achsial frei verschieben kann, wobei der Kolbenhub entsprechend verändert wird.
Voraussetzung für das richtige Funktio nieren der 14Zessvorrichtung ist, dass sich die Temperaturen der zu messenden und der im Dehnungskörper 10 eingeschlossenen Flüs sigkeit ausgleichen, welche Forderung prak tisch erfüllt ist, da die abgemessene Flüs sigkeitsmenge den Dehnungskörper 10 um strömt. In Fällen, wo angesichts des verfügbaren Raumes die Länge des wärmeempfindlieben Dehnungskörpers beschränkt ist, kann man sich in der in Fig. 3 dargestellten Weise helfen.
Hier ist gezeigt, wie, um Länge zu sparen, einem Dehnungskörper von nur 18 mm Totallänge durch Kombination eines festen Teils von 17 mm Durchmesser mit einem achsial veränderlichen Teil von 19 mm Durchmesser der gleiche Inhalt gegeben wer den kann, wie einem über die ganze Länge aehsial veränderlichen Dehnungskörper von 20 mm Totallänge und 19 mm Durchmesser.
In Fig. 4 ist der Dehnungskörper aus zwei konzentrischen Zylindern 21 und 22 gebildet, welche einen Raum einschliessen. der einerends durch den Ring 23, der auf dem Deckel 24 mittels der Bolzen 25 befestigt ist und anderends durch die mit dem An schlag 27 versehene Platte 26 abgeschlossen ist.
Es sind aber auch Ausführungen möglich, wo die achsiale Bewegung des wärme empfindlichen Dehnungskörpers auf den Kolbenanschlag durch Hebel, Keile, Schrau ben oder dergleichen übertragen wird. Bei bekannten Mehrkolbenflüssigkeitsinessern kann die Durchflussmenge während eines Arbeitszyklus durch eine zentral angeordnete Einrichtung derart reguliert werden. dass sich die Hübe aller Kolben gleichzeitig ändern. Bei entsprechender zentraler Anordnung des wärmeempfindlichen Dehnungskörpers wird ebenfalls eine automatische Hubveränderung aller Kolben in Abhängigkeit von der Flüs sigkeitstemperatur hervorgerufen.
Ein Bei spiel einer solchen Einrichtung ist. in Fig. 5 dargestellt. Die Stellschraube 32, durch deren Verdrehung der Kolbenhub verändert wird, wirkt nicht direkt auf den Bolzen 28 der Übersetzungseinrichtung, sondern durch Ver mittlung eines wärmeempfindlichen Deh nungskörpers 30, der mit den Deckeln 29 und 31 verschlossen ist.
Eine Temperaturveränderung der zu messenden Flüssigkeit ruft eine Verlänge rung des Dehnungskörpers 30 hervor und verändert die Lage des Bolzens 28 und mit Hilfe der übrigen Organe der Übertragungs einrichtung auch die Totpunktlage der Kol ben. Die Feder 33 hält die Verbindung zwischen Dehnungsorgan und Bolzen 32 an der Stelle 34 aufrecht und erhöht den Innen druck der eingeschlossenen Flüssigkeit. Der wärmeempfindliche Dehnungskörper ist in der Kammer untergebracht, durch welche die abzumessende Flüssigkeit in Richtung der Pfeile 35 strömt. Zwecks Erzielung eines bestimmten Hubvolumens bei einer gewissen Flüssigkeitstemperatur wird die Stell schraube 32 verdreht.
Dabei muss die Verschie bung des Bolzens 28 im gleichen Verhältnis zur Kolbenhubänderung stehen, wie die Länge des wärmeempfindlichen Dehnungs körpers zum ganzen Kolbenhub.
In allen Fällen, wo der Dehnungskörper direkt als Kolbenanschlag dient, ist es un bedingt notwendig, dass die Ausdehnung des Dehnungskörpers die Hubverlängerung des oder der Messkolben bewirkt, zu welchem Zwecke die Bewegungsumkehrung notwen dig ist, wie in Fig. 1 und 4 dargestellt. Durch den Anschlag würde daher ein Unterdruck im Dehnungskörper entstehen.
Bei besonders hartem Auftreffen des Kolbens auf den Anschlag würde aber eine ungewünschte Verlängerung des Dehnungskörpers eintreten. -Um dies zu verhindern, wird der Dehnungs körper durch eine Feder<B>16</B> (Fig. 1) und 33 (Fig. 5) zusammengedrückt, deren Spann kraft genügend stark ist, um einen entspre chenden Flüssigkeitsüberdruck in dem Deh nungskörper zu erzeugen, ohne jedoch die Ausdehnung des Dehnungskörpers unter dem Einfluss der Temperatur zu hindern. Diese Feder ist in Fig. 3 und 4 der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt.
In gewissen Fällen ist für die Füllung des Dehnungskörpers die Verwendung einer Flüssigkeit mit möglichst grossen Wärme ausdehnungskoeffizienten vorteilhaft, damit die Länge der Flüssigkeitssäule des Deh nungskörpers nach Möglichkeit verkürzt werden kann.