DE173658C

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Publication number: DE173658C
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Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Λ! 173658 -KLASSE 42 k. GRUPPE

E. F. BENDEMANN in CHARLOTTENBURG.

Vorrichtung zum Messen von Druckunterschieden mittels zweier durch eine längsverschiebbare Stange o. dgl. verbundenen Plätten.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Mai 1904 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, welche es ermöglicht, die Differenz zweier Drücke von beliebiger Höhe mit gewöhnlichen Manometern zu messen. Zu dem Zwecke wird in einer besonderen Kammer ein Flüssigkeitsdruck erzeugt, welcher der zu messenden Differenz gleich oder proportional ist, so daß diese direkt gemessen werden kann. Die Vorrichtung unterscheidet sich grundsätzlich von

ίο allen bisher bekannten Differentialmanometern, Bei diesen wirken nämlich die zu vergleichenden Drücke meist auf ein federndes Organ (Röhrenfeder, Plattenfeder u. dgl.) oder auf ein System von solchen, und die entstehende Durchbiegung, welche an einem Zeiger ablesbar gemacht wird, gibt auf Grund vorheriger Eichung das Maß für die Größe der Druckdifferenz. Der elastische Widerstand von Federn, welcher der auf dem System lastenden Druckdifferenz das Gleichgewicht hält, ist also bei diesen Instrumenten stets maßgebend.

Demgegenüber werden in dem vorliegenden Differentialmanometer Federn überhaupt nicht benutzt. Das bewegliche System, auf welches die zu vergleichenden Drücke einwirken, wird vielmehr im Gleichgewicht gehalten durch den Differentialdruck, der in einer besonderen, von Druckwasser gespeisten Differentialkammer erzeugt und durch das Spiel eines mit dem System verbundenen Absperrorganes stets in solcher Höhe erhalten wird, daß er der zu messenden Druckdifferenz gleich oder pro-

■ portional ist. Das System arbeitet nämlich

nach einer selbständigen Nullmethode: Jede Störung des Gleichgewichts verursacht eine Bewegung des Systems und des Schiebers und dadurch eine sofortige Regelung des Druckes in der Differentialkammer, so daß das Gleichgewicht wieder hergestellt wird. Dabei darf also das System an sich gar keinen Widerstand besitzen; es muß innerhalb der für die Bewegung des Schiebers erforderlichen Grenzen völlig spannungslos in jeder beliebigen Lage verharren können. Im Prinzip sind also leicht gleitende Kolben in zylindrischem Gehäuse anzuwenden, die jedoch, da es sich nur um ganz kleine Hübe handelt, der besseren Abdichtung wegen zweckmäßig durch weiche Membranplatten ersetzt werden können. Ebenso wie Druckdifferenzen können natürlich auch Über- bezw. Unterdrücke als solche mit dem Instrument gemessen werden, denn auch dabei handelt es sich im Grunde nur um den Unterschied des zu messenden Druckes gegen den äußeren Luftdruck, der also an Stelle eines der beiden zu vergleichenden Drücke treten kann.

Eine Ausführungsform des Instrumentes ist in der Zeichnung im Querschnitt dargestellt, und zwar in Verbindung mit einer Rohrleitung, welche von einer Flüssigkeit, Dampf oder Gas in der Pfeilrichtung durchströmt wird, und in welcher durch eine Verengung ein kleiner Druckunterschied erzeugt ist, dessen Größe gemessen werden soll.

Das Instrument besitzt zwei leicht nachgiebige Platten oder Membrane, die in einem gemeinsamen Gehäuse eingespannt sind, so daß drei getrennte Räume abgeschlossen werden. Die Platte α ist beiderseits durch die zu vergleichenden Drücke P₁ und />₂ belastet, welche durch je eine Anschlußleitung in den entsprechend bezeichneten Druckkammern auf-

recht erhalten werden. Diese Platte wird daher stets von einer Kraft, welche proportional ihrer Fläche und dem Druckunterschiede P₁ — p₂ ist, nach unten gedrückt. Diese Kraft überträgt sich' durch die Stange b auf die andere Platte c. Auf die letztere wirkt von oben der äußere Luftdruck, also in der gleichen Richtung wie P₁; die beiden Platten.sind daher nur dann im Gleichgewicht, wenn in der von ίο c abgeschlossenen »Differentialkammer«, die mit q bezeichnet ist, ein Überdruck herrscht, welcher gleich ist dem zu messenden Druckunterschiede P₁ — p₂. Denn für den Gleichgewichtszustand muß sein:

Po +Pi=P* +q,

also q = Po + (Pi — pJ,

wenn p₀ den äußeren Luftdruck bedeutet. Der absolute Druck in der Differentialkammer ist

so mithin um die Druckdifferenz p_x — p₂ größer als der äußere Luftdruck. Sobald das nicht der Fall, das Gleichgewicht also gestört ist, machen beide Platten und mit ihnen der Schieber d eine Bewegung. War der Druck in q zu klein, so geht der Schieber abwärts und seine obere Kante öffnet eine Verbindung des Raumes q mit dem Kanal e, durch welchen Wasser aus dem Behälter / zufließen kann, welcher etwas höher über der Vorrichtung aufgestellt werden muß, also dem größten überhaupt vorkommenden Druckunterschied entspricht, und an dessen Stelle z.B. eine beliebige Druckwasserleitung treten kann. Ist andererseits der Druck im Räume q etwas zu groß geworden, so bewegt sich der Schieber aufwärts und öffnet mit seiner unteren Kante den Kanal g, welcher ins Freie mündet. Es wird also so viel Wasser abfließen, bis der Schieber seine Mittelstellung wieder erreicht hat, bei welcher beide Kanäle abgesperrt sind. Der Schieber ist also fortwährend bestrebt, im Räume q einen dem Druckunterschied P₁ — p₂ entsprechenden Wasserdruck aufrecht zu erhalten. Dieser Druck kann mit einem mit q verbundenen gewöhnlichen Manometer, z. B. dem offenen Wasserstandsglas h, unmittelbar gemessen oder von einem Schwimmer i fortlaufend registriert werden. . .
Es braucht kaum hervorgehoben zu werden, daß die Konstruktion des Schiebers und seine Anordnung in mannigfacher Weise abgeändert werden kann. An seine Stelle können z. B. Ventile o. dgl. treten, auch kann er durch Hebel o. dgl. von den Platten angetrieben werden, die ihrerseits auch nicht unmittelbar miteinander verbunden zu sein brauchen, sondern ihre Kraft durch eine Hebelanordnung mit beliebiger Übersetzung aufeinander übertragen können, wodurch an der Wirkungsweise im wesentlichen nichts geändert wird. Das Gleichgewicht des Systems wird durch den Schieber offenbar stets aufrecht erhalten. Eine Vereinfachung- des Absperrorgancs ist zulässig, wenn man durch eine kleine Ausflußöffnung ο beständig eine geringe Wassermenge aus der Differentialkammer ins Freie ausströmen läßt. Der Auslaßkanal g kann dann vollständig fortfallen"; der Schieber wird nämlich die Verbindung von q mit dem Wasserzufluß e dauernd so weit geöffnet halten, daß das durch 0 abfließende Wasser stets gerade durch neu eintretendes ersetzt wird.

Statt des Wassers kann natürlich auch jede andere Flüssigkeit verwendet werden. Auch kann eine gewisse Umkehrung des Instrumentes stattfinden: W^Terden in der Anordnung nach Fig. 1 die Drücke P₁ und.^₂ vertauscht, so müßte, um Gleichgewicht herzustellen, im Räume q ein Unterdruck erzeugt werden. Das kann durch die in Fig. 1 punktiert angedeutete Verlängerung des Abflußkanales g, die unter Luftabschluß in einen entsprechend tiefer stehenden Behälter mündet, leicht erzielt werden. · ·

Sind die zu messenden Druckunterschiede außerordentlich klein, so wird die Ablesung der Höhen an dem Wasserstandsglas h schwierig und ungenau. Für solche Fälle kann die Vorrichtung leicht dahin abgeändert werden, daß die Druckunterschiede bei h stark vergrößert erscheinen. Man braucht der Platte α nur einen um so viel größeren Durchmesser zu geben als der Platte c, daß die Flächen beider Platten in dem für die Ablesung gewünschten Vergrößerungsverhältnis zueinander stehen. Denn das Gleichgewicht an dem . System besteht nur dann, wenn das Produkt aus den Flächen und dem darauf lastenden Druck beiderseits gleich ist.

Claims

Patent-Anspruch:

Vorrichtung zum Messen von Druckunterschieden mittels zweier durch eine längsverschiebbare Stange o. dgl. verbundenen Platten, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Platten (a, c), auf deren eine die zu messenden Drücke einwirken, beständig im Gleichgewicht gehalten werden durch den Druck in einer durch die andere Platte (c) gegen die Atmosphäre abgeschlossenen und mit Druckwasser gespeisten Differentialkammer, deren an einer Anzeigevorrichtung ablesbarer Druck (q) durch einen mit den Platten (a, c) verbundenen Schieber (b) o. dgl. geregelt wird, indem er bei jeder Störung des Gleichgewichts den Wasserzufluß bezw. -abfluß der Differentialkammer öffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.