DE17959C - Apparat zum Messen des Rauminhalts und der Dichtigkeit von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom i. September 1881 ab.

Der Apparat besteht aus drei Behältern. Der erste Behälter ABCD, Fig. 1, dient zum Abmessen der durchfliefsenden Flüssigkeit, sowie zum Ablesen des in Einheitstheilen ausgedrückten Rauminhalts der durchflossenen Flüssigkeit.

Der zweite Behälter O, Fig. 2, dient zum Controliren dieser Messung, sowie zur Bestimmung der mittleren Dichtigkeit der Flüssigkeit, welche den ersten Behälter durchflossen, und von welcher ein kleiner Bruchtheil in O aufgefangen wird.

Der dritte Behälter P enthält eine Vorrichtung, um die kleinste Dichtigkeit der in einer gewissen Zeit durchgeströmten Flüssigkeit, welche den ersten Behälter nicht passirt hat, anzuzeigen.

Fig. ι und 2 stellen Verticalschnitte in zwei auf einander senkrechten Ebenen durch die Behälter ABCD und P einerseits und O andererseits vor, wobei der Schnitt Fig. 1 von der Seite, Fig. 2 aber von vorn gesehen ist, um das Zählwerk zu zeigen.

Der erste Behälter ABCD ruht auf dem Sockel DECF und trägt an seiner Hinterwand in Verbindung mit dem Rohrstück G G' den zum Beobachten der Flüssigkeit dienenden Kasten H, an der Vorderseite das zum Anzeigen des gemessenen Rauminhalts dienende Räderwerk MM'.

Im Innern enthält der Behälter A B C D folgende Theile:

1. das Einströmungsrohr h;

2. die um die Zapfen J' schwingende Rinne IJ;

3. die um die Zapfen K' K' schwingende Kippschüssel K mit Gegengewicht;

4. die Wand LL¹L", auf deren obere schräge Fläche L L' die Kippschüssel K aufschlägt, und welche, sowie auch die gegenüberliegende hintere Wand des Behälters auf ihrer ganzen Länge mit einer Rippe α α' versehen ist;

5. einen grofsen Heber R, welcher vor der Wand Z' Z" und parallel mit derselben steht, und dessen kurzer Schenkel über einer schüsseiförmigen Ausbauchung Q Q des Bodens des Behälters ABCD ausmündet, während der lange Schenkel unterhalb dieses Bodens bei X in einen Trichter 5 ausmündet;

6. einen kleinen Heber N, welcher am grofsen befestigt ist, dieselbe Höhe mit demselben hat und zur Speisung des Behälters O dient;

7. einen Schwimmer f, welcher mit der Flüssigkeit fällt und steigt.

Der zweite Behälter O ist nur mit einer Eintheilung versehen, wodurch die Höhe des Standes der Flüssigkeit in Centimetern abgelesen werden kann.

Der dritte Behälter P hat am Boden die Einströmungsöffnung P' für die Flüssigkeit, welche nicht gemessen wird, und welche, wenn der Behälter voll ist, bei P" abfliefst. In demselben befindet sich die Vorrichtung T zur Bestimmung der gröfsten und kleinsten Dichtigkeit der in einer gewissen Zeit durchgeströmten Flüssigkeit.

Vermittelst der Flantschen V' des Rohres G' ist der Zählapparat, Fig. 1, an dem Flantsch V des Einströmungsrohres befestigt, durch welches die zu messende Flüssigkeit durchströmt.

Das Zuströmungsrohr G' hat eine kugelförmige Erweiterung mit einer oberen Oeffnung, die die Gröfse der Einströmungsöffhimg hat; diese Erweiterung ist concentrisch von einer weiteren kugelförmigen Schale G umgeben, welche unten eine ebenfalls der Einströmungsöffnung gleiche Oeffnung hat. Dieses concentrische, kugelförmige Rohr dient als Sicherheitsventil gegen zu grofsen und zu heftigen Andrang von einströmender Flüssigkeit, deren Ueberschufs durch die obere und untere Oeffnung aus G' und G entweichen kann. Aufserdem wird durch dieses Rohr beständig die Verbindung der äufseren atmosphärischen Luft mit dem Innern des Zählapparates hergestellt. Aus der Mündung G" gelangt die Flüssigkeit in den vierkantigen Beobachtungskasten H, welcher, mit zwei sich einander gegenüberstehenden Gläsern versehen, die Farbe und den Gehalt der darin befindlichen Flüssigkeit erkennen läfst. Nahe über dem Boden und noch oberhalb der Ausmündungsöffnung des Rohres G" ist ein Siebboden aus Metallblech in den Kasten H eingesetzt.

Das Rohr G" hat an seinem oberen Theil an seiner Biegung im Kasten H mehrere Oeffnungen. Unmittelbar unter dem Siebboden befindet sich das Ablafsrohr mit dem Ablafshahn F.

Ist dieser Hahn geschlossen, so wird die einströmende Flüssigkeit den Beobachtungskasten H anfüllen und bei h in den Behälter A BCD überfliefsen.

Zunächst gelangt die Flüssigkeit in die schwingende Rinne IJ und von da in die Kippschüssel K.

Der vordere Theil J der Rinne ist mit Gleitbacken versehen, die sich an dem Rand der Kippschüssel führen. Hat die einströmende Flüssigkeit die mit Gegengewichten versehene und bei U aufruhende Schüssel so weit gefüllt, dafs ihr hinterer Theil schwerer wird wie der vordere bei U befindliche, so kippt dieselbe um, indem sie auf L V aufschlägt und die in ihr enthaltene Flüssigkeit in den unteren Raum des Behälters ergiefst, wobei die Wand L L' L", welche bis auf einige Centimeter zum Boden des Behälters herabgeht, sowie die Rippen a und a' dazu dienen, den Stofs der herunterfallenden Flüssigkeit zu brechen, damit sich dieselbe ruhig in dem den Schwimmer / enthaltenden Raum ausbreiten kann.

Die Gleitbacken am vorderen Theil der Rinne JI dienen dazu, um diesen Theil der Rinne während des Kippens der Schüssel K zu heben, damit die beständig in die Rinne einströmende Flüssigkeit nicht auslaufen kann, ehe die Schüssel K wieder nach ihrer Ausleerung durch die Wirkung des Gegengewichts die horizontale Stellung eingenommen hat.

Der Schwimmer / theilt die aufsteigende Bewegung der Flüssigkeit dem Zählwerk mit, welches die Anzahl der Ausleerungen der Schüssel K anzeigt. Der grofse Heber R beginnt die Flüssigkeit anzusaugen und durch die Oeffmmg X in den Trichter 5 auszuleeren, sobald er ganz in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Damit der Heber R regelmäfsig arbeitet, müssen folgende Verhältnisse gewahrt sein:

ι. mufs der Rauminhalt der bei einer jeden Ausleerung der Kippschüssel in den unteren Raum des Zählbehälters abgelieferten Flüssigkeit so grofs sein, dafs. der Heber hierdurch vollständig von dieser Flüssigkeit bedeckt wird;

2. mufs die Leistung des Hebers eine solche sein, dafs er die ganze durch die Kippschüssel in den Behälter ausgeleerte Flüssigkeit aufsaugt und nach dem Trichter S befördert, ehe die Kippschüssel sich gefüllt hat und eine neue Ausleerung derselben beginnt;

3. mufs die Oeffnung X des langen Heberschenkels um ein merkliches kleiner sein wie diejenige des kurzen Schenkels. Der- Schwimmer / besteht aus einem hohlen Cylinder mit gebogener Schwimmerstange. An derSchwimmerstange ist rechtwinklig zur Bewegungsebene derselben ein horizontaler Zapfen befestigt, welcher in dem an der Wand des Behälters befestigten Lager b b' getragen wird und durch eine Setzschraube und die Hülse /'/" mit der ersten Achse des Zählwerks verbunden ist. Diese Achse trägt aufserhalb des Behälters im Kasten des Zählwerks ein festes, kleineres und ein gröfseres, loses Sperrrad, deren Zähne in entgegengesetzter Richtung stehen und mit denen durch Federn gehaltene Sperrklinken in Eingriff stehen. Diejenige des losen Sperrrades ist an der Wand des Kastens des Zählwerks, diejenige des festen, etwas kleineren Sperrrades aber an dem gröfseren, losen Rad befestigt. Jedes Sperrrad hat zehn Zähne; das gröfsere, lose Rad trägt concentrisch mit der Achse eine Hülse mit einem Zeiger, welcher sich vor einem in zehn Theile eingetheilten Zifferblatt bewegt. Bei jeder aufsteigenden Bewegung des Schwimmers dreht das kleine, feste Sperrrad, . indem seine Zähne gegen die Sperrklinke des gröfseren Rades drücken, dieses um einen Zahn, wodurch der Zeiger des Zifferblattes um einen Theil gedreht wird. Ein solcher Theil entspricht einer Ausleerung der Schüssel. Bei der abwärtsgehenden Bewegung des Schwimmers gleiten die Zähne des festen Sperrrades unter der Klinke des losen Rades hin, ohne dasselbe zu drehen.

Um das Zehnfache. der Theile des ersten Zifferblattes anzuzeigen, dient ein zweites Zifferblatt mit Zeiger, dessen Achse ein Rad trägt, das zehnmal so viel Zähne hat, wie ein auf dem losen Sperrrad concentrisch mit dessen Achse sitzender Trieb. Durch weitere Räderübersetzungen und Zifferblätter mit Zeigern kann man 100, 1000 oder noch weitere Zehnfache

der Theile des ersten oder »Einheiten«-Zifferblattes ausdrücken. Der Kasten des Zählwerks niufs vor den Zifferblättern mit einer Glasplatte versehen und die Schwimmerachse in der Wand des Behälters durch eine Stopfbüchse geführt sein.

Die vom Zählwerk angezeigten Einheiten sind so lange richtig, als die gemessene Flüssigkeit von derselben Dichtigkeit war. Hat man aber Flüssigkeiten, deren Dichtigkeit je nach ihrem Gehalt eine verschiedene ist, wie z. B. alkoholische Flüssigkeiten, zu messen, so mufs man, um nach den Angaben des Zählwerks den Rauminhalt zu bestimmen, die mittlere Dichtigkeit der gemessenen Flüssigkeit kennen. Es geschieht dies durch den Heber N in Verbindung mit dem Behälter O. Dieser Heber ist an dem grofsen Heber R befestigt, hat genau dieselbe Höhe wie derselbe, liefert jedoch nur einen Bruchtheil, z. B. den ioosten Theil der Flüssigkeit, welche der Heber R vermöge seines gröfseren Durchmessers anzusaugen und zu übertragen vermag. Der Heber N saugt sich in derselben Zeit wie R an und entleert die Flüssigkeit durch das Rohr D in den Be-. hälter O, welcher tiefer liegen mufs wie der Boden des Schwimmerraumes. Indem man die in O enthaltene Flüssigkeit, welche durch den Heber N geliefert wurde, vermittelst der in diesem Behälter befindlichen Eintheilung mifst und das Resultat so viel Mal vergröfsert, als die Lieferung von N kleiner ist als die von R, läfst sich die durch das Zählwerk angegebene Messung controliren.

Die Dichtigkeit oder der alkoholometrische Grad der in dem Behälter O befindlichen Flüssigkeit wird aber auch der durchschnittliche Grad der gemessenen und durch den grofsen Heber R weiter beförderten Flüssigkeit sein, infolge des unveränderlichen, genau bestimmten Verhältnisses zwischen dem Rauminhalt dieser beiden Flüssigkeiten, sowie infolge der vollständigen Mischung, die sich im Behälter ABCD durch die auf einander folgenden Ausleerungen der Schüssel vollzieht.

Vermittelst des gefundenen durchschnittlichen Grades ist man auch im Stande, mit sehr grofser Genauigkeit die Rauminhalte von Flüssigkeiten Verschiedener Grade, welche zum Umkippen der Schüssel nöthig sind, zu finden.

Angenommen, der Zählapparat sei für die Messung des Alkohols in einer Brennerei bestimmt und das Kippen der Schüssel erfolge bei einem Inhalt von ι 1 destillirten Wassers, während es 1,246 1 reinen Alkohols bedarf, um die Schüssel umzukippen. Diese beiden vermittelst des Behälters ABCD und O gefundenen Resultate bilden den Anfangs- und Endpunkt einer Tabelle, welche die den Graden ο bis 100 des Gay-Lussac'schen Alkoholometers entsprechenden genauen Inhalte in Litern und Bruchtheilen von Litern enthält, die nöthig sind, um die Schüssel zu kippen, oder die den verschiedenen Graden von ο bis 100 entsprechenden Einheitswerthe in Litern angiebt.

Mit Hülfe dieser Tabelle ist man im Stande, alkoholhaltige Flüssigkeiten . zu messen. Hat man in dem Behäter O den durchschnittlichen Grad der daselbst gesammelten Flüssigkeit bestimmt, so findet man in der Tabelle die diesem Grad entsprechende Ziffer, mit welcher man die durch das Zählwerk gezeigte Ziffer multiplicirt, um den, einen gewissen Grad der alkoholischen Flüssigkeit, die in einer gewissen Zeit durch den Behälter geströmt ist, entsprechenden Rauminhalt zu finden.

Ebenso wie alkoholische Flüssigkeiten lassen sich mit diesem Apparat auch andere Flüssigkeiten messen, deren Dichtigkeit sich verändert, währenddem sie den Apparat durchströmen.

Der Behälter P wird von der Flüssigkeit durchströmt, welche nicht gemessen zu werden braucht. Er wird nur zur Controle angewendet, wenn man aufser Stande ist, den Zählapparat zu beobachten. In diesem Fall wird der Hahn Y geöffnet, der Behälter P füllt sich und der in demselben befestigte Cylinder Z beginnt nun zu arbeiten. Der Cylinder ist unten durch einen durchlöcherten Boden verschlossen und umgiebt einen kleinen Cylinder ζ', der oben und unten offen ist. Die untere Oeffnung besteht aus einem Schlitz, welcher aus schrägen Flächen so gebildet ist, dafs im inneren Cylinder schwimmende Glaskapseln zwar aus der unteren Oeffnung dieses Cylinders in den äufseren Cylinder Z austreten, aber nicht wieder hineingelangen können. Man läfst nämlich in dem inneren Cylinder ζ' etwa 30 bis 40 von solchen mit Eintheilung versehenen hohlen Glaskapseln, wie sie zur Bestimmung der Dichtigkeit von Flüssigkeiten verwendet werden und die verschiedenen Grade anzeigen, schwimmen. Je gröfser der Grad der alkoholischen Flüssigkeit oder je geringer die Dichtigkeit derselben ist, desto tiefer werden diese Kapseln sinken. Aus den im äufseren Cylinder befindlichen Glaskapseln läfst sich der gröfste Grad oder die kleinste Dichtigkeit der in einer gewissen Zeit durch den Behälter P geströmten alkoholischen Flüssigkeit sehen.

Man kann den Behältern P und O beliebige Gestalten und Dimensionen geben, auch kann man mehrere durch Heber verbundene Behälter O benutzen. Dem Behälter ABCD giebt man am zweckmäfsigsten einen viereckigen Querschnitt, um alle seine einzelnen Theile in möglichst kleinstem Raum zu vereinigen. Der Sockel DCEF mufs durchbrochen gemacht sein, und in seinem Innern befindet sich das gekrümmte Ablaufrohr, welches durch einen Ring im Trichter £ gehalten wird, damit man

es nach einer beliebigen Richtung drehen kann, je nach der Seite des Sockels, wo die ablaufende Flüssigkeit aufgefangen werden soll.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Ein Apparat zum Messen von Flüssigkeiten, bestehend aus einer um Zapfen K' schwingenden Kippschüssel K, die sich abwechselnd füllt und entleert und deren Entleerung durch einen Schwimmer / auf den Zeiger eines Zählwerks übertragen wird, in Verbindung mit einem Heber R, welcher die aus der Schüssel entleerte Flüssigkeitsmenge während der Füllung der leeren Schüssel aus dem Apparat aufsaugt und ablaufen läfst.

   In Verbindung mit der Kippschüssel K die auf derselben gleitende, um Zapfen J' schwingende Rinne IJ, welche während der Entleerung der Schüssel K die in den Apparat einströmende Flüssigkeit zurückhält.

   In Verbindung mit dem Zählapparat der Heber N und der Behälter O, welcher einen Theil der gemessenen Flüssigkeit aufsammelt, behufs Controle der Messung, sowie auch zur Bestimmung der durchschnittlichen Dichtigkeit der gemessenen Flüssigkeitsmenge.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.