DE179534C

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Publication number: DE179534C
Application number: DENDAT179534D
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Description

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Ausfluß-Öffnung für Flüssigkeitsmesser, die so gestaltet ist, daß die hindurchtretende Wassermenge innerhalb kleiner und feststellbarer

.5 Grenzen in jedem Augenblicke der Druckhöhe des Wassers über ihr direkt proportional ist. Die Verwendung einer solchen Ausflußöffnung an einer geeigneten Meß vorrichtung gestattet in jedem Augenblicke die Messung bezw. die

ίο fortlaufende Registrierung der durch die Vo r- : richtung hindurchgehenden Flüssigkeitsmenge. Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand dargestellt.

Fig. ι zeigt schematisch die neue Ausflußöffnung an einem Ausführungsbeispiel, während in Fig. 2 in schaubildlicher Ansicht eine mit dieser Ausflußöffnung versehene Anzeige- und Registriervorrichtung zur Flüssigkeitsmessung dargestellt ist.

Das Verfahren zur Aufzeichnung einer solchen Aüsflußöffnung ist das folgende:

Zunächst wird eine abgestumpfte oder spitzwinklig zulaufende Figur von solchem Querschnitt aufgezeichnet, daß durch denselben bei einer Druckhöhe des Wassers, die der Höhe der Figur gleich ist, ein Bruchteil, beispielsweise '/₅ oder ¹/i2> der maximalen Durchflußmenge hindurchtritt, wobei man der Figur angenähert die gewünschte Form, also beispielsweise geneigte Seiten, gibt. Die Flüssigkeitsmenge, welche durch eine solche Öffnung unter der genannten Druckhöhe hindurchtritt, ergibt sich aus der bekannten Formel

wobei Q. = der Ausflußmenge in ccm/sek.; A = Querschnitt der öffnung in qcm; c = Ausflußkoeffizient, d. h. der Koeffizient der Verminderung des Durchflusses infolge von Reibung und Kontraktion, der hier zu 0,604 angenommen wird; g —- Schwerbeschleunigung in cm/sek.²; h = Druckhöhe des Wassers, gemessen vom Schwerpunkt des Querschnittes der Öffnung in Zentimetern.

Der Wert des Ausdruckes Q.: H, wobei H die Höhe der Öffnung darstellt, ist dadurch festgelegt und wird im folgenden als Konstante mit M bezeichnet.

Der nächste Schritt besteht nun darin, auf die erste so gebildete Figur eine zweite Figur mit ebenfalls abgestumpftem oder spitzwinkligem Ende und von solchem Umriß aufzusetzen, daß der Wert des Ausdruckes Q.: H für die so entstandene Öffnung wieder gleich der Konstanten M wird. Zu diesem Zwecke wird eine Figur aufgezeichnet, die den beiden genannten Bedingungen entspricht.

Man. setzt also zunächst eine Figur mit abgestumpftem oder spitzwinkligem Ende auf die erste auf und bestimmt die Menge der Flüssigkeit, die durch die gesamte Öffnung hindurchtritt in derselben Weise wie bei der ersten Figur. Sollte der so erhaltene Wert

von Q. : H = M sein, so ist die Figur richtig. Andernfalls werden die Seiten der zweiten Figur abgeändert, wodurch einer der beiden oder beide Faktoren A und h in der Gleichung

Q = A' c· Y2gh

sich ändern, bis das richtige Resultat erhalten wird.

Alsdann werden weitere Figuren nach demselben Verfahren wie bei der zweiten hinzugefügt, bis die ganze Figur, die so entsteht, eine Öffnung darstellt,- durch welche die verlangte maximale Menge der Flüssigkeit hindurchtreten kann.

Eine Ausflußöffnüng entsprechend dieser Figur wird alsdann aus einer Metallplatte ausgeschnitten und an einem Ausflußgefäß oder einer anderen Meß vorrichtung in geeigneter Weise angebracht. Es ist selbstverständlich, daß keine Figur von bestimmter Form oder bestimmten Größenverhältnissen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, vielmehr ist in Fig. 1 nur beispielsweise.

eine Ausflußöffnung nach der Erfindung aufgezeichnet, durch die eine Flüssigkeitsmenge von 1020 cbm in 24 Stunden hindurchtreten kann. Die vorliegende Ausflußöffnung gemäß Fig. ι gibt genaue Resultate mit Druckhöhen von 2,54, 5,08, 7,62, ίο,ΐβ und 12,7 cm.

Der größte Fehler bei einer zwischen diesen Werten liegenden Druckhöhe überschreitet nirgends 3 Prozent, während der durchschnittliche Fehler für praktische Zwecke vernachlässigbar klein ist.

Es ist ferner ersichtlich, daß die Seiten der Figur nicht geradlinig verlaufen müssen, noch daß die Figur symmetrisch zu einer vertikalen Achse oder aber die einzelnen Teile in ihrer Höhe gleich sein müssen, doch erleichtern solche Voraussetzungen die Aufzeichnung einer Ausflußöffnüng nach der Erfindung.

Nach Fig. I wird also eine Horizontale A-B gezogen und im Punkte C halbiert, darauf ein Lot C H errichtet und in gleiche Teile C D, D E, EF, FG, GH geteilt und in den Teilpunkten Horizontalen IDJ, KEL usw. gezogen. Der unterste Teil der Figur erhält, wie sich als zweckmäßig ergeben, schräg geneigte Seiten. Um jedoch die scharfen Ecken . mit Rücksicht auf die Kontraktion zu vermeiden, wurden Lote A S und B T in den Punkten A und B der Basis errichtet und die Punkte 5 T mit einem Punkte U, der 4,11 cm über dem Basispunkte C liegt, verbunden.

Alsdann wurde der Querschnitt der Figur ASIJTB und ihr Schwerpunkt bestimmt und daraus die Durchflußmenge entsprechend einer Druckhöhe von 2,54 cm berechnet. In entsprechender Weise wurden die nächsten Teile der Figur IVKLWJ und KMNL dadurch erhalten, daß Lote VM und WN im. Abstande von 3,45 cm von der Achse CH errichtet wurden, worauf die zwei letzten Teile MOPN und O QR P mit den in der Zeichnung angegebenen Dimensionen nach demselben Verfahren aufgezeichnet wurden.

Die Annäherung an mathematische Genauigkeit kann durch Vermehrung der einzelfien Teile, aus" denen die Figur zusammengesetzt wird, beliebig weit getrieben werden.

Hat. man erst eine Öffnung nach diesem Verfahren hergestellt, so lassen sich aus ihr beliebig viele durch proportionale Vergrößerung der Querabmessungen ableiten.

Eine Ausflußöffnüng nach vorliegender Art ist besonders geeignet zur Anwendung für Flüssigkeitsmeßapparate mit Schwimmkörpern, die entweder einen Zeiger oder einen auf einem Papierstreifen registrierenden Schreibstift betätigen. Bei den bisher angewendeten Apparaten dieser Art, bei denen die Ausflußöffnung von V-förmigem, quadratischem oder sonstigem bekannten Querschnitt war, war es notwendig, verwickelte Bewegungsmechanismen anzubringen oder aber Skalen und Registrierstreifen zu. verwenden, mit entsprechend der Änderung des Wertes Q: H ausgerechneten Teilungen. Bei der neuen Ausflußöffnung jedoch, bei der der Wert Q: H konstant bleibt, kann die benutzte Skala oder der benutzte Registrierstreifen, in.gleiche Teile < geteilt sein, wodurch entweder die Ausmittelung der Skala bezw. des Registrierstreifens oder aber der Anzeigemechanismus vereinfacht wird. . ' ' 1 ■■

Fig. 2 stellt einen Flüssigkeitsmesser mit einer Ausflußöffnung nach der Erfindung dar. Die Ausflußöffnung 1 ist an einer Wand des Ausflußgefäßes 2 angebracht, während in die gegenüberliegende Wand ein Gerinne oder ein Rohr 3 mündet. Durch geeignete Verteilungswände 4, 4 wird eine gleichmäßige und wirbelfreie Wasserströmung erreicht.

Ein Schwimmkörper 5, der in passender Weise geführt wird, trägt einen Schreibstift 6, welcher auf einem durch Uhrwerk geeignet ' bewegten Registrierstreifen 7 die jeweilige Flüssigkeitshöhe angibt. Ist ein fortlaufendes Registrieren nicht notwendig, so mag der Schreibstift durch einen Zeiger, welcher sich über einer Skala gleicher Teilung bewegt, ersetzt werden.

Bei Anbringung einer Ausflußöffnüng nach der Erfindung muß darauf geachtet werden, daß die Basis derselben genau wagerecht wird. Um weiter eine gute Führung der Strömung zu erreichen, ergab sich durch Versuche, daß. der Abstand des Gehäuse-

Claims

bodens von der Basis der Ausfluß öffnung mindestens ²/₃ der Länge der Basis, und die lichte Weite des Gehäuses mindestens das Doppelte derselben Länge betragen muß.

Patent-A ν Sprüche:

i. Flüssigkeitsmesser mit einer Ausflußöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß sie so geformt ist, daß die in der Zeiteinheit durch die Öffnung hindurchtretende Flüssigkeitsmenge angenähert direkt proportional ist der Höhe des Flüssigkeitsspiegels über der Basis der öffnung.
2. Flüssigkeitsmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Ausflußöffnung eines Behälters gehende Wassermenge in an sich bekannter Weise durch einen auf dem Wasserspiel des Behälters ruhenden Schwimmer, welcher eine Anzeige- oder Registriervorrichtung in Tätigkeit setzt, angezeigt oder registrirt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.