DE227753C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 227753 KLASSE 42 e. GRUPPE

CARL A. HÄRTUNG in BERLIN.

Drosselquerschnittes.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Dezember 1908 ab.

Bei den bisher bekannt gewordenen Verfahren zur selbsttätigen Dampfmessung kann man hauptsächlich zwei Arten unterscheiden. Entweder wird der mit der Dampfmenge sich verändernde Druckabfall vor und hinter einer konstanten Drosselung zum Messen benutzt oder man arbeitet mit einer veränderlichen Drosselung, die man unmittelbar durch den Druckunterschied vor und hinter ihr sich einstellen laßt. Die letztere Methode hat vor der ersteren entschiedene Vorzüge, besonders deshalb, weil kleine und große Dampfmengen innerhalb weiter Grenzen mit der gleichen Genauigkeit gemessen werden können. Aber sie bringt den Nachteil mit sich, daß die geringe Energie, welche aus dem Druckunterschied zur Verfügung steht, empfindliche Einrichtungen notwendig macht, bezw. die unvermeidbaren Stopfbüchsen mit ihren Reibungswiderständen zu großen Ungenauigkeiten führen. Die vorliegende Einrichtung nun beruht auf einer Kombination der beiden erwähnten, bekannten Methoden, d. h., es wird mit einer veränderlichen Drosselung gearbeitet, der Druckunterschied wird aber nicht unmittelbar zu ihrem Einstellen benutzt, sondern es wird eine selbständige Kraftquelle eingeschaltet, die vom Druckunterschied nur gesteuert wird. Die Steuerung läßt sich leicht so gestalten, daß jede unzulässige Reibung und jeder nennenswerte Energieverbrauch vermieden wird. Für die Drosselung und das Registrierwerk lassen sich dann, jedoch stabilere Organe verwenden, da ja nunmehr eine besondere Kraftquelle sie bewegt und Reibungs-, und andere Widerstände nicht mehr schaden können. Infolgedessen läßt sich auch ohne Nachteil die Registrierung so ausgestalten, daß Druck und Temperatur des Dampfes in an sich bekannter Weise berücksichtigt werden können, so daß also die Registrierung sofort ein wirklich zutreffendes Ergebnis anzeigt und jede Berechnung oder weitere Beobachtung wegfällt. Auch gestattet diese Anordnung die Einfügung sehr stabiler Zählwerke in die Registrierung, so daß die Dampf menge nicht nur aus dem Diagramm festgestellt, sondern unmittelbar an einem Zählwerk in Kilogrammen abgelesen werden kann.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel. Der Dampf tritt bei α ein, strömt zunächst an den Anschlüssen b und c vorbei, die zur Druck- und Temperaturmessung dienen, geht dann durch eine ventilartige Vorrichtung, in welcher sich der Kolben d als Drossel- oder Abschlußorgan bewegt, und strömt bei β ab. Der Kolben d geht dicht in der Büchse f, welche so mit Schlitzen und anderen Öffnungen versehen ist, daß die Querschnittzu- und -abnähme nach bekanntem Gesetz so erfolgt, daß der Hub des Kolbens d den durchfließenden Dampf mengen proportional ist. Die Rohre g und h verbinden die Räume vor und hinter dieser veränderlichen Drosselvorrichtung mit einem Differenzmanometer, das hier als Plattenmanometer ausgebildet ist. Zwei Kontakte rechts und links von der Platte vermitteln je nach der Durchbiegung der letz-

teren den Schluß eines elektrischen Stromes. Der Kolben d ist an der Spindel i befestigt, die in ihrem oberen Teil mit Gewinde versehen ist, und daselbst in der festliegenden Mutter k geführt wird. Die letztere ist als Kammrad ausgebildet und wird angetrieben durch die Schnecke /, welche ihrerseits durch einen Elektromotor in Umdrehung versetzt wird. Der Motor wird in seiner Bewegung

ίο gesteuert durch den Stromschluß des Differenzmanometers, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung geeigneter Anlaßvorrichtungen. -An ihrem oberen Teil trägt die Spindel den Registrierstift m, welcher dem Stand des KoI-bens d entsprechend eine Linie auf dem Diagramm der Registrieruhr η aufzeichnet. Die Uhr η selbst ist in ihrer Höhenlage vermittels des Stabes 0 und der Führung f verschiebbar angeordnet. Der Stab 0 liegt mit seiner Stützfläche auf einem Hebelsystem, das einerseits durch die Bewegung der Spindel i, andererseits durch die Meßvorrichtung q für den Druck und r für die Temperatur des Dampfes beeinflußt werden. Die Spindel i nämlich beeinflußt mittels Kulisse den bei s drehbar, aber fest gelagerten Winkelhebel t, dessen Endpunkt u sich wiederum in einer Kulisse ν verschiebt. Ist durch den Kolben d der freie Querschnitt f ganz geschlossen, so daß kein Dampf durch den Messer gehen kann und die Spindel i sich in einer Endlage befindet, so hat sich der Endpunkt u des Hebels t in der Kulisse ν so weit nach rechts verschoben, daß er senkrecht unter den Aufliegepunkt des Gestänges 0 kommt. Die Kulisse ν und der von ihr gebildedete Hebelbarm besitzt also in u einen' verschiebbaren Drehpunkt, der um so weiter von der Unterstützungsfläche des Stabes 0 entfernt ist und um so größere Ausschläge bei Beeinflussung des Hebelsystems durch die Meßvorrichtungen r und q herbeiführt, je höher der Stand der Spindel und je größer damit der für den Durchgang des Dampfes in Betracht kommende freie Querschnitt bei f ist.

Ist dieser Querschnitt ganz verschlossen, so liegt der verschiebbare Drehpunkt des Hebelsystems, wie oben angeführt, unmittelbar unter 0, und durch Bewegungen des Systems, die von q und r ausgehen, wird eine Ver-Schiebung der Uhr und eine Aufzeichnung auf dem Diagramm nicht herbeigeführt. Die Meßvorrichtungen für Druck und Temperatur können in verschiedener Weise ausgebildet sein, z. B. für Druck als federbelasteter Kolben und für die Temperatur als Schwimmer bei einem offenen Quecksilberthermometer. Beide Vorrichtungen greifen an dem Hebel w an, der seine Bewegung durch das Gelenk % auf den von der Kulisse ν gebildeten Hebel überträgt.

Druck und Temperatur müssen durch getrennte Vorrichtungen einen Einfluß ausüben, da der Messer auch für überhitzten Dampf und Gase ohne weiteres im Diagramm in Kilogrammen ablesbare Ergebnisse liefern soll.

Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Strömt von α durch f Dampf nach e, so wird durch die Drosselung ein gewisser Druckabfall entstehen, der auf das Differenzmanometer durch die Verbindungen g und h wirkt. Übersteigt der Druckunterschied eine gewisse einstellbare Größe, so wird das Manometer einen elektrischen Kontakt schließen, wodurch der Elektromotor zu arbeiten anfängt und vermittels / und k die Spindel i und hiermit den Kolben d nach oben bewegt. Hierdurch wird die Drosselung und damit der Druckunterschied entsprechend vermindert. Der Strom wird infolgedessen unterbrochen und der Motor steht wieder still. Sinkt der Druckunterschied noch weiter, so wird durch das Differenzmanometer Stromschluß in entgegengesetzter Richtung erfolgen, und der Motor bewegt den Verschlußkolben d nach unten, so die Drosselung vergrößernd. Die Meßstelle wird also durch den Druckunterschied stets so in ihrem Querschnitt verändert, daß die Dampfgeschwindigkeit konstant bleibt. Da die Querschnitte in der Büchse f nach dem bekannten Ausströmungsgesetz für Gase angeordnet sind, so entsprechen Verschiebungen des Kolbens d und damit des starr mit ihm verbundenen Registrierstiftes m proportionale Dampfmengen. Die Meßvorrichtungen bekannter Art für Druck und Temperatur übertragen ihre Bewegungen auf ein Hebelsystem, das ebenfalls von dem Stand der Spindel beeinflußt wird, und welches seinerseits die Höhenlage des Diagrammstreifens beeinflußt. Steigt z. B. der Druck des Dampfes und der freie Durchströmungsquerschnitt bei f, während die Strömungsgeschwindigkeit dieselbe bleibt, so muß die den Messer durchfließende Dampfmenge, wenn sie das gleiche Volumen hat, ein höheres Gewicht aufweisen. Durch eine Drucksteigerung nun wird der Kolben in der Meß vorrichtung q etwas angehoben. Der Hebei w wird sich nun um die Lagerung über der Temperaturmeßstelle drehen und vermittels des Gelenkes 'x den Hebel ν nach unten drücken um den augenblicklich festen Drehpunkt u. Dadurch wird der Stützpunkt der Uhr tiefer gelegt, und die Feder m erhält am Diagrammstreifen η eine höhere Stellung, obwohl der freie Querschnitt bei f und damit die Spindel i unverändert geblieben sind. Eine Druckermäßigung wird in umgekehrter Weise wirken, ebenso eine Temperaturzunahme des Dampfes, die ja das Volumen vergrößert und dadurch das Gewicht, welches bei gleichem Spindelstand und gleicher Geschwindigkeit den Dampfmesser durchströmt, vermindern muß. Durch

eine Temperaturzunahme wird nämlich der Schwimmer in r gehoben, wodurch sich der Hebel w um den Drehpunkt über q so bewegt, daß vermittels des Gelenkes χ der von der Kulisse ν gebildete Hebel nach oben gedrückt wird, wodurch je nach dem jeweiligen Stand des Drehpunktes u die Uhr vermittels des Stabes ο mehr oder weniger gehoben wird, sodaß die Feder m eine niedrigere Lage am Diagrammstreifen η einnimmt. Diese mit vielen wechselnden Reibungswiderständen behaftete Konstruktion konnte, ohne die Genauigkeit zu beeinflussen, gewählt werden, weil für die Bewegung der Spindel i eine besondere Kraft zur Verfügung steht, die alle auftretenden Widerstände ohne weiteres überwindet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Vorrichtung zur selbsttätigen Dampfmessung vermittels eines veränderlichen Drosselquerschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckunterschiede vor und hinter dem Drosselquerschnitt zur Steuerung einer Kraftquelle benutzt werden, • welche eine derartige Einstellung des Querschnittes bewirkt, daß die Dampfgeschwindigkeit stets gleich bleibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.