Durchflussmesser mit Kolben.
Gegenstand vorliegender Erfindung des Hermann Wydler, Bern-Liebefeld, ist ein Durehflussmesser mit Kolben, die durch ein Kurbelgetriebe ein Zählwerk antreiben, nach dem Patentanspruch des Hauptpatentes. Er weist also zwei in zwei Zylindern untergebrachte Kolben bei nur drei Messräumen auf, und die Kolben selbst sind als Steuerorgane für den Ein- und Auslass der drei Messräume ausgebildet.
Der erfindungsgemässe Durehflussmesser ist gekennzeichnet. durch eine solche Anordnung der Steuerkanäle, dass die Messkolben radial vom Flüssigkeitsdruck entlastet sind.
Beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Durchflussmessers.
Fig. 1 ist ein Schnitt senkrecht zu den beiden Zylinderachsen des Messers,
Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1,
Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Kolben messer bei abgehobenem Deckel,
Fig. 6 ein Längssehnitt durch einen Kolben und
Fig. 7 und 8 sind Querschnitte durch diesen Kolben gemäss den Linien VII-VII bzw.
VIII-VIII der Fig. 6.
Auch hier hat der Block 2, wie im Beispiel des Hauptpatentes, zwei zueinander parallele Zylinderbohrungen 3 und 4, in welchen die Kolben ka und kb laufen. Fig. 4 zeigt, wie die beiden Zylinderräume rechts der Kolben zwecks Schaffung des dritten Messraumes III miteinander verbunden sind, während die auf der andern Seite der Kolben liegenden Messräume I und II durch Wandungen 5 voneinander getrennt sind.
Auch hier werden die Kolben ka und kb wie im Hauptpatent wiederum selbst zur Steuerung der Einlass- und Auslassöffnungen der drei Dslessräume I, II und III herangezogen. Zu diesem Zweck gibt man ihnen auch hier ausser ihrer geradlinigen Hin- und Herbewegung, die ihnen von der Flüssigkeit mitgeteilt wird, eine oszillierende Rotationsbewegung.
Während aber im Beispiel des Hauptpatentes die Durehlassöffnungen durch die Zylinder alle im untern Teil derselben angeordnet sind, die Kolben also unter einem einseitig wirkenden Druck stehen, sind die Steueröffnungen sowohl der Zylinder als auch der Kolben bei der vorliegenden Ausfüh rungsform so angeordnet, dass sowohl während der Einlass als auch während der Auslassperiode der seitliche (radiale) Druck auf die Kolben ausgeglichen ist. Das geschieht dadurch, dass man die Steueröffnung der Zylinder sowohl oben als auch unten, vorzugsweise einander mindestens angenähert diarnetral gegenüber, anordnet.
Damit nun aber für Steueröffnungen an der Oberseite der Zylinder Raum geschaffen ist, kann nicht mehr das im Beispiel des Hauptpatentes dargestellte Schubkurbelge- triebe, das die Bewegungen der Kolben auf das Zählwerk überträgt, und dem Kolben gleichzeitig eine oszillierende Rotationsbewegung erteilt, gewählt werden. Das Schubkurbelgetriebe ist nun wie folgt ausgebildet: Zwar ist auch hier mittels eines Futters 7 eine Kugel 6 in dem Kolben gelagert, und diese Kugel trägt auch hier einen Kurbelzapfen 11, der anderseits an einer Kurbelscheibe 12 befestigt ist, die nun hier aber nicht mehr wie im Beispiel des Hauptpatentes als Stirnzahnrad ausgebildet ist, sondern auf der Welle 20 eines Kegelrades 21 sitzt, die in einem V-förmigen Lagersupport 22 gelagert ist.
Die Kegelräder 21 der beiden Kolben ka und kb stehen direkt miteinander im Eingriff. Auf einer Verlängerung der Welle 20 des Kegelrades 21, das zum Kolben kb gehört, sitzt ein Schraubenrad 23, das mit einem Schraubenrad 24 einer zum nicht dargestellten Zählwerk führenden Welle 25 sitzt. Auch dieses Schubkurbelgetriebe ist ein reines Schubkurbelgetriebe, das heisst, hat unendliche Sehub- stangenlänge.
Jeder der beiden Kolben ka und kb hat sechs Durchlassöffnungen, also doppelt soviel wie im Beispiel des Rauptpatentes. Davon dienen drei Öffnungen zur Steuerung der obern Zylinderhälfte und die übrigen drei Öffnungen zur Steuerung der untern Zylinderhälfte.
Die Öffnungen EKlo und EE20 dienen dem Einlass der Flüssigkeit in die Messräume I und II durch die obern Zylinderhälften, während die Öffnungen EKlqb und EK2sh dem Einlass in die gleichen Messräume, aber durch die untern Zylinderhälften dienen. Die Kolbenöffnungen AKlo und AK20 steuern den Auslass der Flüssigkeit aus den Mess räumen I und II durch die obern Zylinderhälften, während die Öffnungen AKlu und AK2u dem Auslass aus den Messräumen I und II durch die untern Zylinderhälften steuern.
Die Öffnung L30 des Kolbens dient dem Einlass und dem Auslass für den Messraum III durch die obere Zylinderhälfte und die Öffnung L3u steuert Ein- und Auslass für den Messraum III durch die untere Zylinderhälfte. Die Zylinderbohrung 3 verfügt über acht Steueröffnungen, nämlich über die Einlässe ERlo, EZlu und EZ3o, EZ3u und über die Auslässe AZlo, AZlu und AZ3o, AZ3u, wovon je die beiden ersten zum Messraum I und je die zwei letzteren zum Messraum III gehören. Man erkennt aus Fig. 1, dass die Öffnungen EZlo und EZlu wie auch die Öffnungen AZlo und AZlu einander diametral gegenüberliegen. Gleiches ist zu sagen von den Öffnungen für den Messraum III.
Der Eintritt der Flüssigkeit wie auch der Austritt der Flüssigkeit aus einem Messraum erfolgt also immer an zwei einander gegen überliegenden Stellen, wodurch radialer Druckausgleich erreicht wird, der Kolben also radial entlastet ist. Die Zylinderbohrung 4 hat entsprechend zwei Einlässe EU20, EU2u und zwei Auslässe AU20 und AlJ2u, alle für den Messraum II, und auch noch die Öffnungen Elf30, EU3u und AU3o, AlJ3u für den Messraum III. Auch hier liegen, wie beim Zylinder 3, immer zwei zueinander gehörige Öffnungen einander diametral gegenüber, so dass auch der Kolben kb entlastet ist.
Der Einlass in den Durchflussmesser erfolgt durch die Öffnung 26, ein Teil der Flüssigkeit durchströmt den untern Raum 27 und gelangt von dort durch die untern Steuer öffnungen der Zylinderbohrungen in die Messräume und ein anderer Teil der Flüssigkeit gelangt durch den Steigkanal 28 (Fig. 2) in den U-förmigen Kanal 29 (Fig. 5) und von diesen in die obern Einlassöffnungen der Zylinderbohrungen 3 und 4.
Von den Messräumen strömt die Flüssigkeit zum Teil durch die obern Auslassöffnungen der Zylinderbohrungen in den Raum 30 (Fig. 1 und 2) und aus dem Durchlaufmesser hinaus durch die Allstrittsöffnung 31, zum andern Teil aber durch die untern Auslassöffnungen der Zylinderbohrungen 3 und 4 in den in Fig. 4 punktiert eingezeichneten U-förmigen Kanal 32 und von diesem durch den Steigkanal 33 (Fig. 2, 5) in die Austrittsöffnung 31. Man sieht aus der obigen Beschreibung und der Zeichnung, dass im Durchflussmesser eine Kreuzung von Ranälen vermieden ist.
Dank der Tatsache, dass Ein- und Auslass in und von den Messräumen von zwei Seiten her geschehen, hat man die Möglichkeit, die Summe der Querschnitte der gleichzeitig offenen Ein- und Auslasse mindestens gleich gross wie die Ein- und Auslassöffnungen 26 und 31 zu machen und dadurch unnötig hohe Druckverluste im Messer selbst zu vermeiden. Aus Fig. 3 erkennt man, dass die Kolben auch in ihrem mittleren Teil 34 hohl ausgebildet sind.
Sie sind also verhältnismässig leicht, so dass die Abnützung der untern Hälfte der Zylinderbohrungen durch das Gewicht der Kolben praktisch ohne Bedeutung ist.
Alle obgenannten und zusammenarbeitenden Öffnungen der Kolben ka, kb und Zylinderbohrungen 3, 4 sind so gegeneinander angeordnet, dass sie durch die mit der Hubbewegung kombinierte oszillierende Rotation der Kolben im richtigen Rhythmus gesteuert werden. Dieser Steuerrhythmus ist der gleiche wie der im Zusammenhang mit der Ausführungsform des Hauptpatentes an Hand der dortigen Fig. 9 und 10 erläuterte, nur dass man in Fig. 10 des Hauptpatentes anstatt der einen Darstellung sich zwei solcher vorzustellen hat, nämlich eine für die obern Zylinderhälften, und die andere für die untern, wobei man sich als den Ort des die Diagramme jener Fig. 10 Beobachtenden die Ebene IV-IV der Fig.
1 vorzustellen hat, wobei dieser Beobachtende bei der Betrachtung der Diagramme für die untern Zylinderhälften nach unten auf eine zur Ebene IV-IV parallele untere Ebene und zur Betrachtung der Diagramme für die obern Zylinderhälften nach oben auf eine zur Ebene IV-IV parallele obere Ebene zu schauen hat. Es erübrigt sich somit, den Steuerrhythmus für die Ausführungsform des Zusatzpatentes auch noch zu beschreiben.
Man könnte schliesslich die Trennwände zwischen den Öffnungen EKlo und AKlu, AKlo und EKlu, EK2u und Au20, EK2o und AK2u weglassen.
Flow meter with piston.
The subject of the present invention by Hermann Wydler, Bern-Liebefeld, is a flow meter with pistons that drive a counter through a crank mechanism, according to the claim of the main patent. It thus has two pistons housed in two cylinders with only three measuring spaces, and the pistons themselves are designed as control elements for the inlet and outlet of the three measuring spaces.
The flow meter according to the invention is characterized. by arranging the control channels in such a way that the volumetric pistons are radially relieved of fluid pressure.
The accompanying drawing shows an exemplary embodiment of the flow meter.
Fig. 1 is a section perpendicular to the two cylinder axes of the knife,
Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 1,
Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 1,
Fig. 5 is a plan view of the piston knife with the cover lifted off,
6 shows a longitudinal section through a piston and
7 and 8 are cross sections through this piston according to the lines VII-VII and
VIII-VIII of FIG. 6.
Here too, as in the example of the main patent, the block 2 has two cylinder bores 3 and 4 parallel to one another, in which the pistons ka and kb run. 4 shows how the two cylinder chambers to the right of the pistons are connected to one another for the purpose of creating the third measuring chamber III, while the measuring chambers I and II on the other side of the piston are separated from one another by walls 5.
Here too, as in the main patent, the pistons ka and kb are themselves used to control the inlet and outlet openings of the three nozzle areas I, II and III. For this purpose, in addition to their straight back and forth movement, which is communicated to them by the liquid, they are given an oscillating rotational movement.
But while in the example of the main patent the Durehlassöffnungen through the cylinder are all arranged in the lower part of the same, so the pistons are under a unilateral pressure, the control ports of both the cylinder and the piston in the present Ausfüh approximately form so that both during the inlet as well as the lateral (radial) pressure on the pistons during the outlet period is balanced. This is done by arranging the control opening of the cylinders both above and below, preferably at least approximately diarnetrically opposite one another.
So that space is now created for control openings on the top of the cylinder, the crank mechanism shown in the example of the main patent, which transfers the movements of the pistons to the counter and simultaneously gives the piston an oscillating rotational movement, can no longer be selected. The slider crank mechanism is now designed as follows: A ball 6 is also mounted in the piston by means of a chuck 7, and this ball also carries a crank pin 11, which is on the other hand attached to a crank disk 12, but which is no longer like in the example of the main patent is designed as a spur gear, but sits on the shaft 20 of a bevel gear 21 which is mounted in a V-shaped bearing support 22.
The bevel gears 21 of the two pistons ka and kb are in direct mesh with one another. On an extension of the shaft 20 of the bevel gear 21, which belongs to the piston kb, sits a helical gear 23 which is seated with a helical gear 24 of a shaft 25 leading to the counter (not shown). This crank mechanism is also a pure crank mechanism, that is, it has an infinite length of the connecting rod.
Each of the two pistons ka and kb has six passage openings, i.e. twice as many as in the example of the main patent. Of these, three openings are used to control the upper cylinder half and the remaining three openings to control the lower cylinder half.
The openings EKlo and EE20 serve for the inlet of the liquid into the measuring chambers I and II through the upper cylinder halves, while the openings EKlqb and EK2sh serve for the inlet into the same measuring chambers but through the lower cylinder halves. The piston openings AKlo and AK20 control the outlet of the liquid from the measuring chambers I and II through the upper cylinder halves, while the openings AKlu and AK2u control the outlet from the measuring chambers I and II through the lower cylinder halves.
The opening L30 of the piston serves as the inlet and the outlet for the measuring chamber III through the upper cylinder half and the opening L3u controls the inlet and outlet for the measuring chamber III through the lower cylinder half. The cylinder bore 3 has eight control openings, namely the inlets ERlo, EZlu and EZ3o, EZ3u and the outlets AZlo, AZlu and AZ3o, AZ3u, of which the first two belong to measuring room I and the latter two belong to measuring room III. It can be seen from FIG. 1 that the openings EZlo and EZlu as well as the openings AZlo and AZlu are diametrically opposite one another. The same can be said of the openings for measuring room III.
The entry of the liquid as well as the exit of the liquid from a measuring space always takes place at two opposite points, whereby radial pressure equalization is achieved, that is, the piston is radially relieved. The cylinder bore 4 accordingly has two inlets EU20, EU2u and two outlets AU20 and AlJ2u, all for measuring room II, and also the openings Elf30, EU3u and AU3o, AlJ3u for measuring room III. Here, too, as in the case of cylinder 3, two openings belonging to one another are always diametrically opposite one another, so that the piston kb is also relieved.
The inlet into the flow meter takes place through the opening 26, part of the liquid flows through the lower space 27 and from there passes through the lower control openings of the cylinder bores into the measuring chambers and another part of the liquid passes through the riser channel 28 (Fig. 2) into the U-shaped channel 29 (FIG. 5) and from these into the upper inlet openings of the cylinder bores 3 and 4.
From the measuring chambers the liquid flows partly through the upper outlet openings of the cylinder bores into the chamber 30 (Fig. 1 and 2) and out of the flow meter through the universal opening 31, and partly through the lower outlet openings of the cylinder bores 3 and 4 in the 4 and from this through the riser 33 (FIGS. 2, 5) into the outlet opening 31. It can be seen from the above description and the drawing that a crossing of channels is avoided in the flow meter.
Thanks to the fact that the inlet and outlet in and from the measuring rooms come from two sides, it is possible to make the sum of the cross-sections of the simultaneously open inlets and outlets at least as large as the inlet and outlet openings 26 and 31 and thereby avoid unnecessarily high pressure losses in the knife itself. From FIG. 3 it can be seen that the pistons are also designed to be hollow in their central part 34.
They are therefore relatively light, so that the wear on the lower half of the cylinder bores due to the weight of the pistons is practically insignificant.
All of the above-mentioned and cooperating openings of the pistons ka, kb and cylinder bores 3, 4 are arranged against one another in such a way that they are controlled in the correct rhythm by the oscillating rotation of the pistons combined with the stroke movement. This control rhythm is the same as that explained in connection with the embodiment of the main patent on the basis of FIGS. 9 and 10 there, only that in FIG. 10 of the main patent one has to imagine two of these instead of the one illustration, namely one for the upper cylinder halves , and the other for the one below, where the location of the observer of the diagrams of those Fig. 10 is taken to be plane IV-IV of Fig.
1, whereby this observer, when looking at the diagrams for the lower cylinder halves, goes downwards to a lower plane parallel to plane IV-IV and when looking at the diagrams for the upper cylinder halves upwards to an upper plane parallel to plane IV-IV has look. It is therefore superfluous to also describe the tax rate for the embodiment of the additional patent.
Finally, the partition walls between the openings EKlo and AKlu, AKlo and EKlu, EK2u and Au20, EK2o and AK2u could be omitted.