WürnSemengenmesser zum Messen der von einem strömenden Medium abgegebenen Wärmemenge.
Zum Messen der von einem stromenden Medium, zum Beispiel vom Wasser in einer Heizanlage,abgegebenenWärmemenge hat man Wärmemengenmesser vorgesehlagen, welche mit einem Strömungsmesser und zwei Bourdoniederthermometern versehen sind, deren Anssehlag auf ein Kalorienzählwerk über- tragen wird.
Die bisher hekannten Wärmemengenmesser dieser Art weisen den Ubelstand auf, dass sie nieht genau arbeiten, und die vorliegende Er findung bezweekt nun, einen Wärmemengenmesser zu erzielen, der in einem grossen Tem peraturbereicli genau arbeitet und doch einen einfachen Bau aufweist.
Erfindungsgemäss treibt der Stromwgs- messer eine Zahnwalze an, deren Zähnezahl sich in axialer Richtung ändert und welche Walze mit einem Zahnrad zusammenarbeitet, das auf einer Welle axial versehiebbar ist, die das Kalorienzählwerk antreibt und welches Zahnrad durch einen Schwinghebel versehoben wird, der einen festen Drehpunkt hat und lose am versehiebbaren Zahnrad anliegt, wobei an diesem Schwinghebel ein schwebender Hebel drehhar gelagert ist und an jedem Ende dieses letzteren eine Bourdonfeder angreift.
Da bei dieser Anordnung das von den Bourdonfedern beeinflusste Gestänge nicht mit dem verschiebbaren Zahnrad verbunden ist, ist eine genaue Wirkung des Messers in einem grosseren Tem pera. turbereich gewährleistet. Um Klemmen des versehiebbaren Zahnrades auf der Welle zu vermeiden und doch eine triftige Führung des Zahnrades zu gewährleisten, weist die Welle vorzugsweise einen winkligen, zum Beispiel einen quadratischen Quersehnitt auf.
Da der Schwinghebel einen festen Drehpunkt hat, ändert sich seine Lage in bezug auf das versehiebbare Zahnrad, und um dabei eine proportionale Versehiebung des Zahnrades zu er- zielen, ist wenigstens eine der miteinander zu- sammenarbeitenden Fläehen des Hebels und der Nabe des Zahnrades gewölbt.
In der Zeichnung, in welcher ein Ausfüh- rungsbeispiel des Wärmemengenmessers nach der Erfindung dargestellt ist, zeigt
Fig. 1 das Getriebe des Messers in Seitenansicht.
Fig. 2 ist eine Draufsicht des Messers mit waagrechtem Sehnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht des Sehwinghebels naeh einer geänderten Ausführungsform.
Der Wassermesser 1, von welehem nur der obere Teil des Gehäuses in der Zeichnung dargestellt ist, ist zum Beispiel mit einem niche t. dargestellten Flügelrad versehen, dessen Achse 2 unter Vermittlung eines Zahnradgetriebes 3 eine Zahnwalze 4 antreibt. Die Achse der Walze 4 tragt an ilirem obern Ende ein Zahnrad 5, das ein Zählwerk 6 antreibt, auf welchem somit die durch den Messer fliessende Wassermenge abgelesen werden kann.
Mit 7 und 8 sind zwei Bourdonfedern he zeichnet, welehe je zu einem Thermometer gehören, von denen das eine sich im in die Heiz- anlage einstromenden heissen Wasser und das andere sich im rückstromenden abgekühlten Wasser befindet. Am freien Ende jeder Bourdonfeder ist eine Stange 9 bzw. 10 gelenkig befestigt, und diese Stangen sind je mit einem Arm eines Hebels 11 gelenkig verbunden, der auf einem Zapfen 12drehbar gelagert ist, welcher von einem auf einer Achse 13 befestigten Arm 14 getragen wird. Auf der Achse 13 ist weiter ein Hebelarm 15 befestigt, so dass die Arme 14 und 15 zusammen einen Sehwinghebel bilden. Der Arm 15 wirkt auf ein Zahnrad 16, das auf einer quadratischen Achse 17 versehiebbar ist und in die Verzahnung der Walze 4 eingreifen kann.
Die Nabe 18 des Zahnrades 16 ist gewölbt, und an dieser ge wölbten Fläehe liegt das gabelförmige Ende 19 des Armes 15 an. Die Achse 17 trägt an ihrem obern Ende ein Zahnrad 20, das ein Zählwerk 21 antreibt.
Die Thermometer und somit auch die Bour- donfedern 7 und 8 sind mit Quecksilber gefüllt, das unter einem sehr hohen Druck von zum Beispiel 150 Atm. steht. Die Federn, welche vorzugsweise eine gleiche Form haben, sind derart angeordnet, dass bei Ausdehnung des Quecksilbers das freie Ende der Federn sich nach parallelen Linien a bzw. b bewegt.
Falls das einströmende Wasser die gleiche Temperatur wie das rücklaufende Wasser hat, bleibt der Drehpunkt 12 des schwebenden Hebels 11 auf seinem Platz. Zufolge der Tem peraturdifferenz, welcher die Thermometer unterworfen sind, wird der Drehpunkt 12 des sehwebenden Hebels 11 jedoch versetzt, so dass die in festen Lagern gestützte e Achse 13 gedreht wird und der Hebelarm 15 das Zahnrad 16 auf der Welle 17 verschiebt. Dieses Zahnrad gelangt dadurch zum Eingriff mit der Verzahnung der Walze 4, so dass die Walze das Zahnrad 16 und daher auch die Welle 17 dreht, welche das Zählwerk antreibt.
Da die Zähnezahl auf der Walze nach oben hin grosser wird, wird das Zahnrad 16 entspreehend der Versehiebung, welche es vom Hebel 15 erhält, über einen grosseren Winkel gedreht, so dass die Anzeige des Zählwerkes 21 sowohl von der Drehung des Flügelrades des Wassermessers wie vom Ausschlag der Bourdonfedern 7, 8 abhängig ist. Der AIeehanismus zum Verschieben des Zahnrades 16 und die Änderung der Zähnezahl der Walze 4 sind derart, dal3 auf dem Zählwerk das Produkt der durchströmenden Wassermenge mit der Temperaturdifferenz, das heisst die Wärmemenge abge- lesen wird.
Der Mechanismus.ist dabei derart ausgebildet, dal ; N die Versehiebung des Zahnrades 16 in geradem Verhältnis zu der von den beiden Bourdonfederthermometern angege- benen Temperaturdifferenz steht. Die Grosse der Verschiebung des Zahnrades 16 kann ge ändert werden durhc Verstellen des Drehzapfens 12 des schwebenden Hebels 11 in einem Sehlitz des Hebelarmes 14, wodurch die wirksame Länge dieses Armes geändert wird.
Es sei bemerkt, dass beim in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel die Zähnezahl auf dem untern Teil der Walze 4 gleich bleibt, so dass für diesen Teil der Versehie- bung des Zahnrades 16 unabhängig von der r Temperaturdifferenz eine konstante Mindest- wärmemenge auf das Zählwerk registriert wird. Diese Mindestwärmemenge kann zum Beispiel bis zu einer Temperaturdifferenz von 20 C gültig sein.
Der nicht mit Zähnen besetzte Teil der Walze. 4 soll einen etwas kleineren Radius als der Grund der Zähne haben, damit Drehung des versehiebbaren Zahnrades 16 durch Reibung am ungezahnten Teil des Walzenumfan- ges vermieden wird. Auch ist der Tatsache Rechnung zu tragen, dass bei einer unterbro- chenen Verzahnung das angetriebene Rad bereits gedreht wird, ehe die Zähne völlig inein- ander eingreifen, so dass der Drehwinkel des Rades grosser ist als der Winkel, weleher der Länge des gezahnten Bogens der antreibende Walze entspricht.
Bei der Ausbildung des Sehwinghebels naeh Fig. 3 und 4 ist das gabeltormige Ende 19 des Hebels 15 zu einem selbständigen Teil gebildet, der mittels eines Zapfens 24 drehbar in einem Bloekchen 22 gelagert ist. Dieses Blöekehen ist seinerseits drehbar auf einem am Hebel 15 befestigten Stift 23, so dass die Gabel 1 um zwei senkrecht zueinander ge- richtete Achsen drehen kann, wodurch die Gabel eine genau vertikale Bewegung ausfüh- ren kann und ein triftiges Anliegen der Gabel 19 an der gewölbten Fläche der Nabe 18 des Zahnrades gewährleistet ist.
Der beschriebene Wärmemengenmesser kann auf Wassermesser jeder Art, die mit einem trocken laufenden Zählwerk versehen sind, angeordnet werden, wobei dann nur dieses Zählwerk zu entfernen ist. Die Genauigkeit und die Anlaufgrenze des Wassermessers werden durch die Anordnung des Wärmemengenmessers gunstig beeinflusst, da an der Stelle des trocken laufenden Zählwerkes nur die Zahnwalze 4 und zwei einfache Zählwerke treten.
Der Wärmemengenmesser nach der Erfindung kann, falls erwünscht, für Doppeltarif eingerichtet werden. In diesem Falle werden die einzelnen Zählwerke 6, 21 für Wassermenge und Kalorien beide oder nur das Zähl- werk für Kalorien durch Doppeltarifzähl- werke ersetzt, so dass zum Beispiel ein besonderer Nachttarif berechnet werden kann. Ein solches Doppeltarifzählwerk kann aus zwei einzelnen Zählwerken bestehen, die von einem Differentialgetriebe, das mittels eines durch einen Zeitsehalter erregten Relais umgeschal- tet wird, abwechselnd angetrieben werden.
Es sei bemerkt, dass statt des innern Endes der Bourdonfedern 7, 8 auch das äussere Ende derselben fest sein kann, so dass in diesem Falle die Stangen 9 und 10 am innern Ende der Federn angreifen müssen. Die Zähnezahl der Walze 4 könnte statt naeh aufwärts auch nach unten grosser werden.
PATENTANSPRt'CH :
Wärmemengenmesser zum Messen der von einem stromenden Medium abgegebene Wärmemenge, der mit einem Stromungsmesser und zwei Bourdonfederthermometern versehen ist, deren Aussehlag ein Kalorienzählwerk übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromungsmesser eine Zahnwalze (4) an- treibt, deren Zähnezahl sich in axialer Richtung ändert und welche Walze mit einem Zahnrad (16) zusammenarbeitet, das auf einer Welle (17) axial versehiebbar ist, die das Kalorienzählwerk (21) antreibt und welehes Zahnrad durch einen Schwinghebel (14, 15) versehoben wird,
der einen festen Drehpunkt hat t und lose am verschiebbaren Zahnrad anliegt, wobei an diesem Schwinghebel. ein sehwebender Hebel (11) drehbar gelagert ist und an jedem Ende dieses letzteren eine Bons- donfeder angreift.
HUNTER, :
1. Wärmemengenmesser nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1. 7) des versehiebbaren Zahnrades (16) einen winklioen Querschnitt hat.
2. Wärmemengenmesser nach Patentanspruch, dadureh gekennzeichnet, dass die am einen Hebelarm (15) des Sehwinghebels anlie gende Seitenfläehe der Nabe (18) des verschiebbaren Zahnrades gewölbt ist.
3. Wärmemengenmesser nach Patentanspruch und lTnteransprueh 2, dadureh gekenn- zeichnet, dass der eine Hebelarm (15) des Schwinghebels am freien Ende mit einem ga belförmigen Teil (19) versehen ist, der drehbar um zwei senkrecht zueinander gerichtete Aehsen (23, 24) am Hebelarm befestigt ist.
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Würn quantity meter for measuring the amount of heat given off by a flowing medium.
To measure the amount of heat given off by a flowing medium, for example from water in a heating system, heat meters have been provided which are provided with a flow meter and two Bourdon tube thermometers, the output of which is transferred to a calorie counter.
The previously known heat meters of this type have the Ubelstand that they do not work exactly, and the present invention He aims to achieve a heat meter that works precisely in a large Tem peraturbereicli and yet has a simple construction.
According to the invention, the Stromwgs- meter drives a toothed roller, the number of teeth changes in the axial direction and which roller cooperates with a gear that is axially displaceable on a shaft that drives the calorie counter and which gear is moved by a rocker arm that has a fixed pivot point has and rests loosely on the displaceable gear, with a floating lever rotatably mounted on this rocker arm and a Bourdon tube engages at each end of the latter.
Since, in this arrangement, the linkage, which is influenced by the Bourdon springs, is not connected to the sliding gear, the knife has an exact effect in a larger temperature. guaranteed. In order to prevent the displaceable gear wheel from jamming on the shaft and yet to ensure proper guidance of the gear wheel, the shaft preferably has an angled, for example a square, cross-section.
Since the rocker arm has a fixed pivot point, its position changes with respect to the displaceable gear wheel, and in order to achieve a proportional displacement of the gear wheel, at least one of the cooperating surfaces of the lever and the hub of the gear wheel is curved.
In the drawing, in which an exemplary embodiment of the heat meter according to the invention is shown, shows
Fig. 1 the gear of the knife in side view.
FIG. 2 is a plan view of the knife with a horizontal section along the line II-II in FIG. 1.
FIGS. 3 and 4 show a side view and a top view of the viewing lever after a modified embodiment.
The water meter 1, of which only the upper part of the housing is shown in the drawing, is, for example, with a niche t. Vane wheel shown provided, the axis 2 of which drives a toothed roller 4 through the intermediary of a gear transmission 3. The axis of the roller 4 carries a gear 5 at its upper end, which drives a counter 6 on which the amount of water flowing through the knife can be read.
With 7 and 8 two Bourdon springs are drawn, which each belong to a thermometer, one of which is in the hot water flowing into the heating system and the other is in the cooling water flowing back. A rod 9 or 10 is articulated at the free end of each Bourdon tube, and these rods are each articulated to an arm of a lever 11 which is rotatably mounted on a pin 12 which is supported by an arm 14 fastened on an axis 13. A lever arm 15 is also attached to the axis 13, so that the arms 14 and 15 together form a visual rocker arm. The arm 15 acts on a toothed wheel 16 which can be displaced on a square axis 17 and which can mesh with the toothing of the roller 4.
The hub 18 of the gear 16 is arched, and the forked end 19 of the arm 15 rests on this arched surface. The axle 17 carries a gear 20 at its upper end, which drives a counter 21.
The thermometers and thus also the Bourdon springs 7 and 8 are filled with mercury, which is under a very high pressure of, for example, 150 atm. stands. The springs, which preferably have the same shape, are arranged in such a way that when the mercury expands, the free end of the springs moves along parallel lines a and b.
If the incoming water has the same temperature as the returning water, the pivot point 12 of the floating lever 11 remains in place. As a result of the temperature difference to which the thermometer is subjected, the pivot point 12 of the sehwebenden lever 11 is displaced, so that the axis 13 supported in fixed bearings is rotated and the lever arm 15 moves the gear wheel 16 on the shaft 17. This gear wheel thereby engages with the teeth of the roller 4, so that the roller rotates the gear wheel 16 and therefore also the shaft 17 which drives the counter.
Since the number of teeth on the roller increases towards the top, the gear 16 is rotated over a larger angle according to the displacement it receives from the lever 15, so that the display of the counter 21 is based on the rotation of the impeller of the water meter as well as the Deflection of the Bourdon springs 7, 8 is dependent. The mechanism for moving the gear wheel 16 and the change in the number of teeth on the roller 4 are such that the product of the amount of water flowing through with the temperature difference, i.e. the amount of heat, is read on the counter.
The mechanism is designed such that; N the displacement of the gear 16 is in a straight relationship to the temperature difference indicated by the two Bourdon tube thermometers. The size of the displacement of the gear 16 can be changed by adjusting the pivot pin 12 of the floating lever 11 in a seat of the lever arm 14, whereby the effective length of this arm is changed.
It should be noted that in the embodiment shown in the drawing, the number of teeth on the lower part of the roller 4 remains the same, so that a constant minimum amount of heat is registered on the counter for this part of the displacement of the gearwheel 16, regardless of the temperature difference . This minimum amount of heat can be valid up to a temperature difference of 20 C, for example.
The part of the roller not occupied by teeth. 4 should have a slightly smaller radius than the base of the teeth so that rotation of the displaceable gear wheel 16 due to friction on the toothless part of the roller circumference is avoided. The fact must also be taken into account that with an interrupted toothing, the driven wheel is already rotated before the teeth fully mesh with one another, so that the angle of rotation of the wheel is greater than the angle which is the length of the toothed arc driving roller corresponds.
3 and 4, the fork-shaped end 19 of the lever 15 is formed into an independent part which is rotatably supported in a block 22 by means of a pin 24. This bolt is in turn rotatable on a pin 23 fastened to the lever 15, so that the fork 1 can rotate about two mutually perpendicular axes, whereby the fork can perform an exactly vertical movement and the fork 19 rests properly on the curved surface of the hub 18 of the gear is guaranteed.
The heat meter described can be placed on any type of water meter that is provided with a dry-running meter, in which case only this meter has to be removed. The accuracy and the start-up limit of the water meter are favorably influenced by the arrangement of the heat meter, since only the toothed roller 4 and two simple counters take the place of the dry-running meter.
The calorimeter according to the invention can, if desired, be set up for dual tariff. In this case, the individual counters 6, 21 for water quantity and calories, both or only the counter for calories, are replaced by double tariff counters so that, for example, a special night tariff can be calculated. Such a double tariff counter can consist of two individual counters that are alternately driven by a differential gear that is switched by means of a relay excited by a timer.
It should be noted that instead of the inner end of the Bourdon springs 7, 8, the outer end of the same can also be fixed, so that in this case the rods 9 and 10 have to engage the inner end of the springs. The number of teeth on the roller 4 could also be larger downwards instead of upwards.
PATENT APPLICATION:
Heat meter for measuring the amount of heat given off by a flowing medium, which is provided with a flow meter and two Bourdon tube thermometers, the output of which is transmitted to a calorie counter, characterized in that the flow meter drives a toothed roller (4) whose number of teeth changes in the axial direction and which roller cooperates with a gear (16) which is axially displaceable on a shaft (17) which drives the calorie counter (21) and which gear is moved by a rocker arm (14, 15),
which has a fixed fulcrum t and rests loosely on the sliding gear, with this rocker arm. a floating lever (11) is rotatably mounted and a Bonson spring engages at each end of the latter.
HUNTER,:
1. Heat meter according to claim, characterized in that the shaft (1. 7) of the displaceable gear (16) has an angular cross-section.
2. Heat meter according to claim, dadureh characterized in that the on a lever arm (15) of the Sehwinghebels anlie lowing side surface of the hub (18) of the sliding gear is curved.
3. Heat meter according to patent claim and sub-claim 2, characterized in that one lever arm (15) of the rocker arm is provided at the free end with a fork-shaped part (19) which can be rotated around two axles (23, 24) directed perpendicular to one another. is attached to the lever arm.
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