Flüssigkeitsmesser
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsmesser, bei dem ein Schieber von einem zwei Messkammern voneinander trennenden, beweglichen Glied, z. B. einem Kolben oder einer Membran, mit Hilfe einer in Abhängigkeit von dessen Hin- und Herbewegung zwischen zwei Endlagen schwenkbaren, den Schieber mitnehmenden Wippe betätigbar ist, um wechselweise einen Zutritt zu der einen und einen Austritt von der anderen Messkammer und umgekehrt für die zu messende Flüssigkeit zu öffnen.
Der Flüssigkeitsmesser ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wippe durch ein energiespeicherndes Federorgan, das während des durch den Flüssigkeitsdruck hervorgerufenen Hubes des beweglichen Gliedes die Wippe gegen einen von zwei ihre Endlagen bestimmenden Sperrhaken andrückt, mit dem beweglichen Glied verbunden ist, dass ein durch dieses Glied mitnehmbares, schwenkbares Auslöseglied während der Bewegung des beweglichen Gliedes in jeder Bewegungsrichtung einen der Sperrhaken auslöst, um ein Arbeitsspiel der Wippe und des Schiebers einzuleiten, so dass der Flüssigkeitszutritt und -austritt umgesteuert werden und das bewegliche Glied seine Bewegungsrichtung ändert, und dass das Auslöseglied einstellbar ist, um die Länge des Hubes zu ändern.
Durch diese Umsteuervorrichtung erreicht man ganz allgemein, dass die Funktion der hier in Frage stehenden Art von Flüssigkeitsmessem in Abhängigkeit von den zu messenden Flüssigkeitsmengen durch eine geringe Anzahl von beweglichen Teilen sichergestellt wird, die von einfacher und daher betriebssicherer Ausbildung sind. Ein besonderer Vorteil ist, dass eine einfache und leichte Einstellmöglichkeit des richtigen Hubvolumens des beweglichen Gliedes vorgesehen ist.
Diese Einstellung lässt sich vorteilhafterweise dadurch erzielen, dass die Schwenkachse des Auslösegliedes an einer Stellschraube vorgesehen ist, die durch die Wand des Gehäuses, worin die Vorrichtung eingeschlossen ist, längs einer Linie eingesetzt ist, welche sich genau in der Mitte zwischen den Sperrhaken und durch den Schwenkpunkt der Wippe erstreckt.
Die Wippe ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie erst nach Zurücklegen eines gewissen Teiles ihres Schwenkwinkels mit dem Schieber in Eingriff kommt, um diesen aus einer seiner Endlagen mitzunehmen. Diese Ausführung besitzt den Vorteil, dass die Wippe Bewegungsenergie aufspeichern kann, ehe sie den Schieber mitnimmt, so dass sie imstande ist, den Reibungswiderstand des letzteren sicherer zu überwinden als nur unter der Einwirkung der statischen Kraft des Federgliedes.
Der erfindungsgemässe Flüssigkeitsmesser ist unter Hinweis auf die Zeichnung, welche beispielsweise einen Flüssigkeitsmesser mit einem beweglichen Glied in Form einer Membran darstellt, im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch den Messer,
Fig. 2 eine Ansicht der Umsteuervorrichtung, parallel zu dem Schnitt in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie IIIIII in Fig. 2,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Schieber der Umsteuervorrichtung und
Fig. 5 einen Grundriss des Schiebers.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umfasst der Flüssigkeitsmesser ein Messgehäuse 1, das an seinem einen Ende mit einem rundherum gehenden Flansch ausgebildet ist, gegen den mittels Schlitzschrauben 3 ein Deckel 2 mit einem entsprechenden Flansch festgespannt ist. Zwischen dem Messgehäuse und dem Dekkel ist eine Membran 4 eingespannt, in deren Mittelpunkt eine im Messgehäuse verschiebbar geführte Stange 5 befestigt ist. Die Membran 4 ist in ihrer Mitte durch zwei runde Scheiben 6 und 7 versteift.
Durch die Membran ist der Raum zwischen dem Gehäuse 1 und dem Deckel 2 in zwei gleichförmige und annähernd gleich grosse Messkammem unterteilt. Im Deckel 2 ist ein von der einen Kammer ausgehender Kanal 8 und im Messgehäuse 1 ein Kanal 9 vorgesehen, der eine Fortsetzung des Kanals 8 darstellt.
Das Messgehäuse 1 besitzt ausserdem einen von der anderen Kammer ausgehenden Kanal 10 und einen zu einem Austritt führenden Kanal 11. Die Kanäle 9, 10 und 11 münden in einer gemeinsamen Ebene der Wand eines geschlossenen Raumes im Messgehäuse aus. Diese Ebene bildet den festen Teil eines Schiebers, dessen beweglicher Teil ein Schieberkörper 12 mit ebener Gleitfläche ist, der in einem Rahmen 13 geführt ist und von einer Blattfeder 14 gegen die Schieberehene angedrückt gehalten wird (Fig. 4, 5).
Der Schieber 12 besitzt einen Kanal, der in der einen Endlage des Schiebers die Kanäle 10 und 11 miteinander in Verbindung setzt (die in der Zeichnung dargestellte Lage) und hierdurch die Kammer auf der einen Seite der Membran 4 mit dem Austritt 37 in Verbindung setzt, während der genannte Kanal im Schieber 12 in dessen anderer Endlage die Kanäle 8 und 9 mit dem Kanal 11 in Verbindung setzt und somit die Kammer auf der anderen Seite der Membran 4 mit dem Austritt verbindet.
Der Antrieb des Schiebers 12 hin und her zwischen seinen Endlagen erfolgt durch den Druck, welchem die Membran 4 durch die zu messenden Flüssigkeit ausgesetzt ist, die durch die genannten Kanäle abwechselnd zu den Messkammern beiderseits der Membran unter der Kontrolle des Schiebers selbst Zutritt hat. Zur Übertragung der Antriebskraft von der Membran 4 bzw. deren Stange 5 auf den Schieher 12 ist die folgende Vorrichtung vorgesehen (Fig. 2, 3). Die Stange 5 besitzt einen Seitenzapfen 15, den ein Arm 16, der am oberen Teil des Messgehäuses 1 auf einem Schwenkzapfen 17 schwenkbar gelagert ist, mit seinem unteren, geschlitzten Ende umgreift. Der Zapfen 17 sitzt auf einer senkrechten Stellschraube 18, die von oben her in das Messgehäuse eingesetzt ist und bei Bedarf von aussen her verstellt werden kann, um den Arm 16 zu einem im folgenden beschriebenen Zweck zu heben oder zu senken.
Der Arm 16 ist mit zwei schrägen Vorsprüngen 19 und 20 auf entgegengesetzten Seiten desselben versehen.
Diese Vorsprünge wirken mit Seitenzapfen 21 bzw. 22 auf zwei Sperrhaken 23 und 24 zusammen, die in waagrechtem Abstand voneinander im Messgehäuse gelagert sind und ihre Hakenenden einander zukehren. Die Sperrhaken stehen unter der Wirkung von Drehfedern 25 bzw. 26. Auf einer Achse 27 im Messgehäuse 1 ist eine sektorförmige Scheibe 28 schwenkbar gelagert, die mit zwei Anschlagflächen 29 und 30 symmetrisch ausgebildet ist, mit denen die Sperrhaken 23 und 24 zusammenwirken. Die Scheibe 28 ist ferner mit zwei Stiften 31 und 32 versehen, die mit dem Schieber 12 zusammenwirken, um diesen in der einen bzw. anderen Richtung zu verschieben.
An einem auf der Scheibe 28 in einem Punkt auf deren Symmetrielinie vorgesehenen Zapfen 33 ist eine Zugfeder 34 befestigt, deren anderes Ende mit einem auf der Stange 5 befestigten Auge 35 verbunden ist.
Während jedes Hubes der Stange 5 in der einen oder anderen Richtung wird die Feder 34 zuerst gespannt und speichert Energie auf, während die Scheibe 28 in ihrer einen Endlage von dem einen Sperrhaken 23 bzw. 24 festgehalten wird. Am Ende des Hubes wird die Scheibe 28 dadurch freigegeben, dass der eine Vorsprung 19 bzw. 20 auf dem von der Stange 5 mitgenommenen Arm 16 den betreffenden Sperrhaken auslöst. Die Feder 34 kippt dann die Scheibe 28 in ihre andere Endlage hinüber. Die zwei Anschlagzapfen 21 und 22 auf der Scheibe 28 sind derart angeordnet, dass jeder von ihnen mit dem Schieber 12 in Eingriff gerät, um diesen erst dann mitzunehmen, nachdem die Scheibe 28 einen gewissen Teil ihres Schwenkwinkels aus jeder Endlage ausgeführt hat.
Hierdurch ist der Scheibe Zeit gegeben, eine gewisse Bewegungsenergie zu erhalten, ehe sie den Schieber mitnimmt. Sie kann somit den Ruhereibungswiderstand des Schiebers leichter überwinden, welcher bedeutend sein kann, da der Schieber nicht nur durch die Kraft der Feder 14, sondern auch durch den Unterschied des Flüssigkeitsdruckes zwischen Ein- und Austritt gegen die Schieberebene angedrückt wird.
Am Messgehäuse 1 ist eine Eintrittsöffnung 36, die in den Schieberraum mündet, und eine Öffnung 37, die den Austritt des Kanales 11 bildet, vorgesehen.
Der Flüssigkeitsmesser ist mit einem (nicht dargestellten) Registrierwerk versehen, das von der Stange 5 oder dem Arm 16 betätigt wird und die Anzahl der Hübe der Membran 4 registriert. Der Messer ist zweckmässigerweise derart dimensioniert, dass ein ganzes Vielfaches des Hubvolumens der Membran eine volle Literzahl gibt, wodurch die registrierte Hubanzahl einer direkt ablesbaren Anzahl Liter Flüssigkeit entspricht. Die Registrierung kann auch dadurch erfolgen, dass die Stange 5 oder der Arm 16 einen Schalter zur Impulsabgabe an ein Rechenwerk betätigt, dass gegebenenfalls weiter abgelegen sein kann.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Flüssigkeitsmessers ist wie folgt. Durch die Eintrittsöffnung 36 wird die Flüssigkeit unter Druck in den Schieberraum 38 eingeführt. Wenn der Schieber 12 in der in den Figuren dargestellten Lage steht, wird die Flüssigkeit durch die Kanäle 9 und 8 in die Messkammer 39 auf der einen Seite der Membran 4 gedrückt. Die Membran wird dann nach rechts in bezug auf Fig. 1 geführt, wie der Pfeil auf der Stange 5 zeigt. Hierbei wird die Messkammer 39 vergrössert, gleichzeitig wird die Messkammer 40 auf der anderen Seite der Membran verkleinert und die in letzterer Kammer stehende Flüssigkeit durch den Kanal 10, über den Schieber 12 und durch den Kanal 11 durch die Austrittsöffnung 37 hinausgedrückt.
Durch den Zapfen 15 wird gleichzeitig der Arm 16 in eine Aussenlage geführt, wobei der Vorsprung 20 über den Zapfen 22 den Sperrhaken 24 mit dem Anschlag 30 der schwenkbaren Scheibe 28 ausser Eingriff bringt, welch letztere hierdurch freigegeben wird. Durch die Bewegung der Membran 4 ist auch das Auge 35 unter Spannung der Zugfeder 34 nach rechts verschoben worden, und wenn die Scheibe 28 freigegeben wird, wird sie von der Federkraft in ihre andere Endlage hinübergekippt, in welcher der andere Sperrhaken 23 unter der Wirkung seiner Drehfeder 25 in den anderen Anschlag 29 eingreift. Nachdem die Scheibe 28 einen gewissen Teil ihres Schwenkwinkels zurückgelegt hat, beginnt sie den Schieber 12 mit Hilfe des Zapfens 31 mitzunehmen, so dass der Schieber in seine andere Endlage übergeführt wird.
Die Flüssigkeit im Raum 38 wird nun stattdessen durch den Kanal 10 in die Messkammer 40 hineinströmen und die Membran 4 in die andere Richtung treiben, wobei die sich in der Messkammer 39 befindende Flüssigkeit durch die Kanäle 8 und 9, über den Schieber 12 und durch den Kanal 11 hin ausströmt. Der ganze Verlauf spielt sich dann in der bereits im Zusammenhang mit der Bewegung der Membran nach rechts beschriebenen Weise ab.
Das pro Hub der Membran 4 und der Stange 5 gemessene Flüssigkeitsvolumen steht in direktem Verhältnis zur Hublänge der Stange 5 und somit zum Winkelausschlag des Armes 16. Zur Justierung des Messers auf das richtige Volumen ändert man die Hublänge, was dadurch geschieht, dass der Zapfen 17 gehoben oder gesenkt, d. h. senkrecht zur Längsrichtung der Stange verschoben wird. Dieses Heben oder Senken erfolgt durch Drehung der Stellschraube 18.
Je mehr der Zapfen 17 gehoben wird, bei desto geringerem Winkelausschlag des Armes 16 werden dessen Vorsprünge 19 und 20 wegen ihrer schrägen Anschlagflächen die Sperrhaken auslösen, und desto geringer wird deshalb der Hub und das Hubvolumen der Membran.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es liegt somit im Rahmen der Erfindung, zusammen mit einem Messzylinder einen Kolben statt der Membran 4 zu verwenden.