DE23909C - Neuerungen an registrirenden Voltametern - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Vorliegende Neuerungen beziehen sich auf eine einfachere und durchaus zuverlässig wirkende Anordnung des durch P. R. No. 16661 geschützten Apparates zum automatischen Registriren verbrauchter Elektricitätsmengen.

Nach der vorliegenden Anordnung kommen zwei Ablagenmgszellen zur Verwendung, deren Elektroden an den Enden eines in seinem Centrum drehbar gelagerten Waagebalkens hängen. Diese Zellen sind in einem Stromkreis angeordnet, der zu beiden Seiten eines Widerstandes abgezweigt ist, welcher in einen der Hauptleiter eines localen Stromkreises eingeschaltet ist.

Die Zellen stehen mit einem Interruptor oder einer Vorrichtung zum Schliefsen und Unterbrechen des durch die Stellung des Waagebalkens bestimmten Stromkreises in Verbindung; durch diesen Waagebalken geht der Zweigstrom immer nach der Zelle, deren Elektroden gehoben oder gesenkt werden, je nachdem durch das Functioniren des Apparates ein Niederschlag auf die aufgehängten Elektroden bewirkt oder von denselben weggenommen wird. Der Niederschlag auf der gehobenen Elektrode erhöht deren Gewicht, bis letzteres dasjenige der gesenkten Elektrode an dem anderen Waagebalkenende ausgleicht und der Balken gedreht wird; oder es löst sich das Metall von der gesenkten Elektrode ab, bis sie leichter als die gehobene Elektrode wird, wobei dann dieselbe Bewegung stattfindet. Diese Bewegung wird dazu verwendet, den Stromkreis der Zelle, durch die der Strom gegangen ist, zu unterbrechen und den Stromkreis der anderen Zelle zu schliefsen. Die Bewegung des Waagebalkens dient dabei gleichzeitig zum Antrieb eines Zählwerkes, entweder dadurch, dafs die Stromkreise der Elektromagnete geschlossen oder unterbrochen werden, oder durch eine mechanische Verbindung mit dem Waagebalken, oder endlich durch die vom Balken herrührende Verrückung eines Theiles. Verwendet man Elektromagnete, so können sie in den Stromkreis mit den Zellen oder in andere Stromkreise eingeschaltet sein.

Zur Registrirung einer theilweisen Bewegung des Waagebalkens kann man sich einer Scala bedienen, vor welcher ein an dem Waagebalken befestigter Zeiger spielt, oder der sonstwie durch den Balken bewegt wird. Der Balken schaukelt beständig, und werden seine Bewegungen von ·' dem Zähler angezeigt, indem die aufgehängten Elektroden wie die Kathoden der Zellen wirken und wechselweise ein Zuschlags-■ gewicht erhalten, oder wie die Anoden wirken und abwechselnd vom Niederschlag befreit werden. Nach Verlauf eines Monats oder anderen festgesetzten Zeitraumes werden die Richtung des durch die Zellen gehenden Stromes und die Verbindungen des Stromregulators umgewechselt, so dafs die aufgehängten Elektroden der Zellen, die im vergangenen Monat als Kathoden ge-

wirkt haben, die Anoden der Zellen werden, oder umgekehrt.

Um die Umkehr des Stromes und der Verbindungen mit dem Stromkreisregulator zu bewirken, kommt ein einfacher Handcommutator für jeden Richtungssinn zur Verwendung; diese sind auf einer gemeinschaftlichen Achse befestigt und werden von dem Beamten der liefernden Gesellschaft, der den Zähler nachzusehen hat, umgestellt. Zur Aufrechterhaltung der elektrischen Verbindung mit dem Waagebalken ist dieser an dem einen Ende mit einem Stab versehen, der in einen Quecksilbernapf taucht, wodurch die Theile im elektrischen Contact verbleiben, ohne Reibung zu erzeugen.

Der vom Waagebalken bewegte Stromkreisregulator schliefst und öffnet durch Quecksilbernäpfchen und in das Quecksilber tauchende und sich aus demselben hebende Spitzen die Zellenstromkreise, welche Bewegung sehr wenig Kraft" erfordert. Die Bewegung des Waagebalkens wird durch einen Fallcompensator mit abwechselnder Bewegung verzögert, um die Regelrrräfsigkeit zu sichern und die Beschädigung des Apparates durch Vibrationen zu verhindern.

In den Stromkreis der Zellen wird ein Compensationswiderstand eingeschaltet, um die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Veränderungen des Widerstandes zu compensiren, und kann aufserdem eine Lampe oder ein anderer calorischer Widerstand, dessen Stromkreis durch eine thermostatische Vorrichtung geschlossen wird, mit jedem Zähler zur Verwendung kommen, um das Gefrieren der Lösung in den Zellen zu verhindern.

In Verbindung mit jedem automatischen Registrirapparat kann noch ein Zähler mit einfacher elektrolytischer Zelle verwendet werden, um das Registriren intact zu halten, wenn etwa der automatische Zähler nicht mehr functioniren sollte. Für diese Hülfszelle, sowie für die Zellen des automatischen Zählers empfehlen sich amalgamirte Zinkelektroden, die in eine Zinkvitriollösung tauchen.

Fig. ι ist die diagrammatische Ansicht des Registrirapparates,

Fig. 2 die perspectivische Ansicht desselben mit den modificirten Verbindungen der Elekromagnete des Zählers, und

Fig. 3 die Ansicht einzelner Theile, aus welcher der mechanische Antrieb des Zählers von dem Waagebalken aus ersichtlich wird.

A und B sind zwei Zellen oder elektrolytische Gefäfse, die vorzugsweise je aus zwei amalgamirten Zinkcylinderelektroden bestehen. Dieselben stehen in einer Zinkvitriollösung.

Eine Elektrode jeder Zelle hängt an dem Ende des Waagebalkens C, der in der Mitte drehbar aufgehängt ist. An dem einen Ende ist der Balken mit dem abwechselnd bewegten Plunger eines Fallcompensators α verbunden, während an dem anderen Ende ein Stab sitzt, der constant in ein Quecksilbernäpfchen b eintaucht.

Von dem Balken C steht ein Arm oder eine Nadel c ab, die in dem U-förmigen Bügel eines drehbar gelagerten Stromkreisregulators D spielt, und sind die Theile isolirt, um die Kurzschliefsung der Zellen zu verhindern. Dieser Stromkreisregulator hat drei Arme, einen verticalen mit dem Bügel d am Ende und zwei horizontale e e¹, deren Stifte in die Quecksilbernäpfchen Z/¹ tauchen. Der Stromkreisregulator dreht sich an der Vereinigungsstelle der drei Arme, und trägt der verticale Arm ein verstellbares Gewicht g, um den Regulator überfallen zu lassen, wenn er durch den Arm c des Balkens C nach dem Centrum gestofsen wird. EE¹ sind zwei Elektromagnete, die auf einen zwischenliegenden Armaturhebel h wirken. Durch die Bewegung dieses Hebels wird der Zählapparat F bewegt.

GG' sind einfache, durch Hand bewegte Commutatoren, welche der gröfseren Klarheit halber getrennt dargestellt sind, bei Ausführung aber auf einer gemeinsamen Welle sitzen und sich gleichzeitig verstellen.

i, 2 sind die Hauptleiter des localen Stromkreises, in welchen ein Widerstand Ji eingeschaltet ist. Um diesen Widerstand ist der Zweigstromkreis durch den Apparat mittelst Drähte 3, 4 geleitet, die von den entgegengesetzten Enden des Widerstandes nach dem Commutator G laufen. Draht 5 läuft von der einen Commutatorfeder nach dem Stromkreisregulator D, Draht 6 von der anderen Commutatorfeder nach dem Quecksilbernäpfchen b, während die Drähte 7, 8 von den festen Elektroden der Gefäfse A B nach den Rollen der Elektromagnete EE¹, Fig. 1, und von da nach dem Commutator G' und nach den Quecksilbernäpfchen ff¹ gehen.

In den Zweigstromkreis ist an einer beiden Zellen gemeinsamen Stelle der Widerstand Ji¹ eingeschaltet, um die Veränderungen im Widerstände der in den Stromkreis eingeschalteten Zelle zu compensiren, die durch Temperaturänderungen in der Lösung hervorgerufen werden.

Die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestellten Apparates ist die folgende:

Sind die Commutatoren in der in Fig. 1 angenommenen Stellung und ist der Waagebalken C bei Zelle A gesenkt und bei B gehoben, so wird der Arm e¹ des Stromkreisregulators D gesenkt sein, wodurch Contact mit dem Quecksilber des Gefäfses f^x hergestellt, während der Arm e gehoben und der Contact mit dem Quecksilber von f unterbrochen ist. Der Strom in der Zweigleitung wird dann von 2 auf der einen Seite von R mittelst des Drahtes 4

durch G, durch Draht 5, durch D, Gefäfs f\ Commutator G\ Elektromagnet E\ Draht 8, von der festen Elektrode nach der aufgehängten Elektrode der Zelle B nach C, dem Gefäfs b nach Draht 6, dem Widerstand if¹, dem Commutator G, und von dem Draht 3 nach 2 auf der anderen Seite des Widerstandes R gehen. E' zieht h an, was den Antrieb des Zählapparates zur Folge hat, und findet ein Niederschlag auf die gehobene, aufgehängte Elektrode von B so lange statt, bis sein Gewicht das Gewicht der aufgehängten Elektrode von A ausgleicht, worauf der Waagebalken C schwingt. Die Bewegung des Balkens wird durch den Fallcompensator α regulirt und die elektrische Verbindung mit C durch das Quecksilbernäpfchen b hergestellt. Die Spitze e taucht dann in das Quecksilber des Näpfchens/, während die Spitze von e¹ aus dem Quecksilber des Näpfchens f¹ gehoben wird.

Der Strom geht dann von 2 durch 4, G, 5, D, /, G\ den Elektromagnet E durch 7, von der festen Elektrode nach der aufgehängten Elektrode der Zelle A nach C, b, 6, R\ G, 3 zurück nach 2.

Der Elektromagnet E zieht dabei h an, indem er dem Zählapparat eine andere Bewegung ertheilt, während sich Metall auf der aufgehängten gehobenen Elektrode in A niederschlägt, wodurch endlich die aufgehängte gesenkte Elektrode von B überwogen wird, der Waagebalken C nochmals schwingt und sich die Wirkung wiederholt. Hierbei wirken die aufgehängten Elektroden wie die Kathoden der Zellen, und wirkt der Apparat durch den Niederschlag des Metalles erst auf die eine und dann auf die andere Elektrode.

Nach Verlauf eines Monats oder eines anderen Zeitraumes wendet man die Commutatoren G G' um, wodurch dann die festen Elektroden die Kathoden der Zellen werden, und wird das Metall von jeder aufgehängten gesenkten Elektrode weggenommen, bis sie leichter als die gehobene Elektrode wird, worauf dann der Waagebalken schwingt.

Der Lauf des Stromes in diesem Fall ist besser aus Fig. 2 ersichtlich, die die umgestellten Commutatoren zeigt. In Fig. 2 ist hauptsächlich eine verschiedene Anordnung der Verbindungen der Elektromagnete E E^l dargestellt, welche auf den Zähler einwirken. Statt diese Elektromagnete direct in den Zählerstromkreis einzuschalten, können sie sich in einem Parallelschaltungsstromkeis 9, 10 befinden, der, von 1, 2 kommend, nöthigenfalls mit einem Widerstand Ii² versehen sein kann. In diesem Falle wirkt der Stromkreisregulator D auf ein zweites Armpaar i i, die im Uebrigen von dem Stromkreisregulator isolirt sind und in die Quecksilbernäpfchen k k^l tauchende Spitzen tragen.

Der Draht q geht nach den Armen i z; von den Quecksilbernäpfchen k k' theilt sich der Stromkreis und geht nach den beiden Elektromagneten EE¹, von denen Draht 10 nach dem anderen Hauptleiter (1) zurückgeht. Bei dieser Anordnung gehen die Drähte 7, 8 durch die festen Elektroden der Zellen direct nach dem Commutator G¹ und sind nicht mit den Rollen der Elektromagnete EE¹ verbunden.

Bei einem jedesmaligen Umstellen des Stromkreisregulators D durch die Bewegung des Waagebalkens C wird der Stromkreis eines der Elektromagnete E E¹ unterbrochen und der des anderen Elektromagnetes geschlossen, um auf den Zählapparat einzuwirken. Werden die Commutatoren verstellt, um die aufgehängten Elektroden zu den Anoden der Zellen zu machen, Fig. 2, so nimmt der Strom folgenden Weg: Vorausgesetzt, der Waagebalken C sei nach Zelle A gesenkt und die am Arm e^x sitzende Spitze in das Quecksilbernäpfchen f¹ eingetaucht, so geht der Strom von 2 auf der einen Seite von R durch Draht 4 nach G, von da durch Draht 6 und Widerstand R¹ nach dem Näpfchen b, hierauf durch den Balken C nach der aufgehängten und festen Elektrode von A und durch Draht 7 nach dem Commutator g^l und zum Näpfchen f¹, dem Regulator D, dem Draht 5 zum Commutator G und durch Draht 3, um dann zum Draht 2 auf der anderen Seite von R zurückzukehren. Das Metall wird von der aufgehängten Elektrode in A weggenommen, die dann durch die aufgehängte Elektrode von B ausbalancirt wird, wodurch der Waagebalken C schwingt und der Arm e in / Contact herstellt. Dann geht der Strom von 2 auf der einen Seite von R durch Draht 4, G, 6, R\ b, C durch Zelle B, von der aufgehängten Elektrode nach der festen, durch 8 nach G¹, f, D, 5, G, 3 nach 2 auf die andere Seite von R.

Die aufgehängte Elektrode in B wird dann vom Niederschlag befreit, bis sie leichter als die von A wird, worauf der Balken C von neuem schwingt und sich die Wirkung wiederholt. Die Elektromagnete E E' wirken bei jeder Bewegung von C auf den Zählapparat, wie oben beschrieben, ein, der nur durch die vollständigen und nicht durch partielle Bewegungen des Waagebalkens C in Gang gesetzt wird. Ist es wünschenswerth, die partielle Bewegung des Waagebalkens genau abzulesen, so wird hinter der Nadel e eine Scala S angebracht, die auch auf ■ andere Weise mit dem Waagebalken C verbunden sein kann, um eine theilweise Bewegung des Waagebalkens zur Anzeige zu bringen.

Statt Elektromagnete zum Ingangsetzen des Zählapparates zu benutzen, "kann man die Bewegung des Waagebalkens C mechanisch übertragen. Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung,

in welcher ein Arm H von dem drehbar gelagerten Stromkreisregulator D vorsteht, der durch seine Bewegung den Zählapparat in Gang setzt. Eine elektrische Glühlichtlampe oder andere calorische Widerstandsvorrichtung, deren Stromkreis durch eine thermostatische Vorrichtung geschlossen wird, kann in Verbindung mit dem Apparat zur Verwendung kommen, um das Gefrieren der Lösung in den Zellen zu verhindern, wie solche schon im Haupt-Patent angewendet wurde.

In Verbindung mit jedem automatischen Registrirapparat empfiehlt es sich, einen einfachen elektrolytischen Zähler / mit einem compensirenden Widerstand r anzuwenden, wobei / in dem Zweigstromkreis 11,12 um den Widerstand r¹ in einen der Hauptleiter des localen Stromkreises eingeschaltet ist.

Diese Hülfszelle giebt ein gutes und sicheres Mittel, den Verbrauch zu berechnen, und kann das Metall sich auf den Platten abscheiden und lösen, wenn der automatische Hauptapparat in Unordnung geräth.

Die Fortbildung des hier beschriebenen Registrirapparates gegenüber dem in dem Haupt-Patent angegebenen läfst sich dahin zusammenfassen, dafs bei dem letztgenannten die Bewegung dadurch hervorgerufen wird, dafs das Metall gleichzeitig von der einen Elektrode weggenommen und an die andere der beiden Gegengewichtselektroden abgegeben wird, wobei der Strom bei jeder Bewegung umgekehrt wird; während bei dem vorliegend beschriebenen Apparat die Bewegung dadurch hervorgerufen wird, dafs zuerst Metall auf die eine Elektrode und darauf auf die andere Elektrode der beiden Gegengewichtselektroden abgelagert wird, oder indem zuerst Metall von der einen Elektrode und darauf von der anderen Elektrode der beiden Gegengewichts elektroden abgeschieden wird, wobei der Strom periodisch mit von Hand bewegten Commutatoren umgeschaltet wird.

Die Gegengewichtselektroden sind hier beide von gleicher Natur, indem sie beide entweder Kathoden oder Anoden, aber nie die eine die Anode, die andere die Kathode bildet. Man vermeidet auf diese Weise einen complicirten Commutator, und wird dadurch der Registrirapparat viel einfacher und wirksamer und weniger der Zerstörung ausgesetzt.

Claims (3)

Patent-AnSprüche:

1. Ein elektrischer Registrirapparat, der dadurch zur Wirkung kommt, dafs abwechselnd Metall den als Gegengewicht dienenden. Kathoden zugefügt wird, ohne die eine oder die andere Elektrode vom Niederschlag zu befreien, oder dafs abwechselnd Metall von den Gegengewichtsanoden weggenommen wird, ohne der einen oder der anderen Elektrode Gewicht zuzufügen, wobei ein registrirender Zählapparat indirect oder direct durch die vom Schwin-

. gen eines Waagebalkens hervorgerufenen Be-' wegungen in Trieb gesetzt wird.

2. Bei einem elektrischen, automatisch wirkenden Registrirapparat die Combination zweier elektrolytischer Zellen A B, eines im Mittel drehbar aufgehängten Waagebalkens C, an dem die eine Elektrode jeder Zelle aufgehängt ist, sowie der Vorrichtung zum wechselweisen Schliefsen des Stromkreises durch die Zellen und der Commutatoren G G¹ zur periodischen Umwechselung des gegenseitigen Verhältnisses der Zellenelektroden zu einander.

3. In einem automatisch wirkenden, registrirenden Voltameter die Combination der beiden elektrolytischen Zellen, des Waagebalkens, von dem in jede Zelle hinein eine Elektrode hängt, des Fallcompensators zur Verzögerung der Waagebalkenbewegung, des Stromkreisregulators zum abwechselnden Schliefsen des Stromes durch die Zellen, der beiden Commutatoren, von denen der eine die Verbindungen des Apparates mit dem Hauptleiter, der andere die Verbindungen zwischen dem Stromkreisregulator und den Zellen umkehrt, sowie endlich der direct oder indirect von den Bewegungen des Waagebalkens in Gang gesetzte Zähler.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.