DE26715C - Neuerungen an Flüssigkeitsmessern - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Neuerungen an Flüssigkeitsmessern.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 14. August 1883 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkeitsmesser, welche durch die Geschwindigkeit und den Druck der Flüssigkeit thätig werden, und bezieht sich insbesondere auf solche Einrichtungen, durch welche so viel als thunlich die folgenden Bedingungen erfüllt werden. Erstens soll die den Flüssigkeitsmesser durchströmende Flüssigkeitsmenge mit annähernder Genauigkeit angegeben werden, gleichviel ob die Flüssigkeitsmenge sehr grofs oder verhältnifsmäfsig klein ist. Zweitens soll der Flüssigkeitsmesser einer möglichst geringen Abnutzung unterworfen werden, um möglichst lange brauchbar zu bleiben, und endlich drittens soll derselbe zu verhältnifsmäfsigem Preis herstellbar sein.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein Flüssigkeitsmesser meines Systems dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Verticalschnitt durch die Mitte des Gehäuses des Flüssigkeitsmessers, wobei zum Theil das innere Werk sichtbar wird, Fig. 2 eine Oberansicht des Gehäuses mit den Zifferblättern des Zählwerkes, Fig. 3 eine Oberansicht von im oberen Theil des Gehäuses angeordneten Organen, Fig. 4 einen Verticalschnitt mitten durch diese Organe nach der Linie x-x, Fig. 3, Fig. 5 einen Verticalschnitt nach Linie χ^χ-χ^γ, Fig. 3, Fig. 6 einen Horizontalschnitt nach Linie x²-x², Fig. 1, Fig. 7 eine Oberansicht des Mefsrades und Fig. 8 eine Oberansicht des Zählwerkes.

Das cylindrische Gehäuse des Flüssigkeitsmessers besteht aus zwei durch Flantschen und Schrauben mit einander verbundenen Abtheilungen C und C mit horizontaler Scheidewand D^x. Die so gebildeten beiden Kammern communiciren mit einander durch eine Oeffnung V¹, Fig. ι und 4, die durch ein Ventil V, das übrigens auch fortfallen kann, verschliefsbar ist, sowie ferner durch einen Kanal mm¹ m¹, Fig. 5, wovon in folgendem noch die Rede sein kann.

Das Zuleitungsrohr A mündet in die untere Kammer durch einen Kanal O, Fig. 1 und 6, und Oeffnungen H H^y, während das Ausflufsrohr A¹ durch einen Kanal O¹ mit der oberen Kammer communicirt. In der unteren Kammer ist das Schaufelrad W um eine verticale Achse S¹ drehbar; dasselbe hat Aehnlichkeit mit einem Tangentialrad und wird an zwei Stellen von der durch die Oeffnungen IIH¹ eindringenden Flüssigkeit getroffen, welche auf die mittleren gekrümmten Schaufeln r r, Fig. 1 und 6, stöfst. Diese Schaufeln sind durch horizontale Scheidewände d von oberen und unteren Schaufeln r¹ r^x getrennt, welche von ähnlicher gekrümmter Form, aber umgekehrt gerichtet sind, so dafs die in ihren Drehungsbereich kommende Flüssigkeit das Bestreben hat, die Geschwindigkeit, welche dem Rad durch die Einwirkung der Flüssigkeit auf die Schaufeln r ertheilt ward, zu verzögern. An der Innenseite des Theiles C und an der Unterseite der Scheidewand JD^X sind feststehende Rippen r² angeordnet.

Um stärkere Reibung der Achse S¹ des Schaufelrades in ihrem Spurlager zu vermeiden, stelle ich vorzugsweise sämmtliche Theile des Rades, einschliefslich Schaufeln und Achse, aus vulcanisirter Guttapercha her, die ziemlich dasselbe specifische Gewicht hat wie Wasser. In dem oberen Gehäusetheil C ist ein Behälter E, enthalten, welcher oben durch einen elastischen Blasebalg B geschlossen wird. Dieser aus

Gummi oder anderem elastischen Material bestehende Balg ist durch zwei Metallplatten P und P¹ oben und unten abgeschlossen. Die untere Platte P¹ ist, wie aus Fig. i, 4 und 5 ersichtlich, oben am Gehäuse E befestigt und enthält eine Oeffnung, durch welche eine Communication des Innern des Balges mit dem Behälter E hergestellt wird. In dem Boden dieses Behälters E befindet sich nur eine nach oben in einem Kanal m sich fortsetzende Oeffnung, die, wie Fig. 5 veranschaulicht, Communication mit dem Innern des Behälters E durch eine kleine, runde Oeffnung m¹ herstellt, während ein kleiner konischer Kanal »z² den Behälter E mit der oberen Kammer des Gehäuses in Communication setzt. Durch diesen Kanal »z² strömt die durch m und »z¹ in den Behälter B gelangende Flüssigkeit aus. Die von einander getrennt liegenden Kanäle »z¹ und #z² sind conaxial, doch hat m¹ etwa die doppelte Länge von m\

Infolge der eigenthümlichen Construction und Wirkungsweise meines Flüssigkeitsmessers wird, wie in folgendem noch näher dargelegt wird, der Balg B bei zeitweiser Unterbrechung des directen Laufes der Flüssigkeit durch den Behälter E periodisch gehoben.

Zu diesem Zweck streckt sich die Achse S¹ des Schaufelrades W nach aufwärts in den Behälter E hinein und trägt an ihrem oberen Ende eine Schnecke 5², Fig. 4, die in ein Schneckenrad D eingreift, dessen Kranz mit der Nabe h nur durch einen Halbkreissector d^x verbunden ist, Fig. 4 und 5. Dieser liegt vertical zwischen den Mündungen der Kanäle m¹ und »z² und in einiger Entfernung von diesen Mündungen derart, dafs er bei Drehung des Schneckenrades D intermittirend den geraden Lauf der Flüssigkeit von m¹ nach ;;z² unterbricht, ohne indessen eine dieser Mündungen abzusperren. Das Schneckenrad D ist aber an dem dem Sector d^l gegenüberliegenden Theil zwischen Nabe und Kranz vollständig offen.

Infolge der beschriebenen Unterbrechung der directen Verbindung zwischen den Mündungen der Kanäle »z¹ und ;;z² wird ein Abwärtslenken der Flüssigkeit eintreten, so dafs eine Zunahme des Druckes in dem Behälter E und dem mit demselben verbundenen Balg B erfolgt und der Deckel P des letzteren sich hebt. Die Bewegung des Balges B wird durch zwei mit dem Deckel P verbundene Stangen α auf die Arme / übertragen, welche an einer in einem Halter .der Platte P¹ gelagerten Achse .S³ sitzen, deren Hebelarm Z¹ durch Stange /² die Bewegungen des Balges B auf den Hebel P einer verticalen Achse S überträgt, welche durch eine Stopfbüchse in die das Zählwerk enthaltende obere Kammer JH hineinführt. An der Achse S sitzt der Hebel t, Fig. 8, dessen Schaltklinke P² das Schaltrad P³ bewegt, welches seine Drehung weiter auf die Zeiger des Zählwerkes überträgt und somit die durch den Apparat gegangene Flüssigkeitsmenge angiebt. Sowohl Schnecke S² als Schneckenrad D werden aus den bereits angegebenen Gründen am besten aus Guttapercha gefertigt.

Das in der Oeffnung V\ Fig. 1, angeordnete Ventil V ist durch ein Gewicht G belastet, das durch ein leichteres oder schwereres ersetzt werden kann, je nachdem der Druck des Flüssigkeitsstromes dies erfordert. Das Ventil V ist indessen nur erforderlich für geringere Flüssigkeitsmengen, um den nöthigen Druck auszuüben, durch welchen ein Theil der Flüssigkeit oder die gesammte Menge den Weg #z»z' zu nehmen veranlafst wird. Für gröfsere Durchflufsmengen genügt eine einfache Oeffnung V, Fig. 4, ohne belastetes Ventil, weil die relative Querschnittsgröfse dieser Oeffnung die nöthige Druckdifferenz herbeiführt, infolge deren die Flüssigkeit zum Theil den Weg in m* m" nimmt.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Flüssigkeitsmessers ist nun folgende:

Die Flüssigkeit gelangt aus Rohr A durch Kanal P und Oeffnungen H in zwei Strömen in die untere Kammer des Gehäuses und versetzt durch Druck auf die Schaufeln r das Rad W in Drehung. Die von den Schaufeln r abgelenkte Flüssigkeit wird durch die oberen und unteren Schaufeln r'r¹ in Rotation versetzt und circulirt infolge der Centrifugalkraft, wie durch Pfeile angedeutet, in dem Gehäuse. Der durch die Flüssigkeit auf Schaufeln r¹ ausgeübte Widerstand wirkt nun ähnlich wie bei einer Centrifugalpumpe, d. h. er verzögert die Drehbewegung des Rades, so dafs seine Geschwindigkeit nur etwa Y₁₀ derjenigen der Flüssigkeit beträgt, welche durch die Oeffhungen^f in das Gehäuse eintritt. Es ist ausdrücklich darauf hinzuweisen, dafs die Schaufeln r der directen Druckwirkung der Flüssigkeit ausgesetzt sind, während die Schaufeln r¹ r^l oberhalb bezw. unterhalb des Bereiches dieser Druckwirkung sich befinden; folglich wird die Drehung des Rades W ausschliefslich durch die Schaufeln r' in einer, wie noch nachgewiesen wird, auf die Functionirung des Apparates günstig wirkenden Weise verzögert bezw. regulirt. Durch Versuche ist nun festgestellt, dafs der Flüssigkeitsmesser um so genauer arbeitet, ein je stärkerer Druck auf die mittleren Schaufeln r ausgeübt wird, vorausgesetzt, dafs der Widerstand der Flüssigkeit, in welcher das Rad W sich dreht, der Stärke jenes Druckes proportional gemacht wird. Aus diesem Grunde habe ich statt gerader Schaufeln gekrümmte gewählt und eine gröfsere Anzahl von Schaufeln r¹ ober- und unterhalb der Schaufeln r angeordnet, um dadurch den Flüssigkeitswiderstand zu vergröfsern.

Die so in Circulation versetzte Flüssigkeit gelangt aus der unteren Abtheilung C durch

Oefihung V, sowie auch durch die Kanäle m m^x und ;«², Fig. 5, in die obere Kammer C¹. Das diese letzteren Kanäle passirende Flüssigkeitsquantum kann man, wie beschrieben, durch das belastete Ventil V¹ derart reguliren, dafs eine bestimmte Druckdifferenz zwischen der Flüssiglceit in C und derjenigen in C¹ unterhalten wird. Eine Vergrößerung der Ventilbelastung wird somit zur Folge haben, dafs mehr Flüssigkeit durch die Kanäle mm¹ und m² fliefst, und bei einer bestimmten Durchflussmenge wird das Ventil V geschlossen bleiben, so dafs dann die gesammte Flüssigkeitsmenge den Weg mm^m"* nimmt.

Das auf die Ventilstange lose aufgesteckte Gewicht kann man nach Bedarf gegen ein leichteres oder schwereres umwechseln.

Durch Drehung des Rades W wird nun dem Rad D mit dem Halbkreissector d¹ eine langsame Drehbewegung ertheilt und bei jeder Drehung von D der Lauf der aus Kanal ni¹ kommenden Flüssigkeit durch d¹ während der Daner einer halben Umdrehung geändert. Ist nun der Weg zwischen den Mündungen der Kanäle m¹ und-w* frei, d.h. steht der Halbkreissector d^l des Rades W, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, so wird der Flüssigkeitsdruck in dem Gehäuse E nicht wesentlich wachsen, so dafs in diesem Falle ein Heben des elastischen Balges B nicht eintreten wird. Steht dagegen d' unmittelbar zwischen den Kanälen m^x und ni¹, so wird die Druckdifferenz in E und C¹ ein Heben des Balges zur Folge haben. Bei jeder Drehung von D wird demnach die Deckplatte P des Rumpfes einmal gehoben und einmal gesenkt und diese Bewegung bewirkt eine Drehung des Getriebes des Zählapparates. Natürlich wächst der Druck auf die Deckplatte P mit der die Kanäle m^l und m? durchströmenden Flüssigkeitsmenge; diese kann man aber durch Aenderung der Belastung des Ventils V leicht reguliren. Ferner ist eine Druckzunahme in dem Behälter E dadurch zu erreichen, dafs man den Abstand der Mündung des Kanals m* von dem Halbkreissector d^l verkleinert, so dafs dieser sehr nahe an jener Mündung sich vorbeibewegt. Dadurch wird die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit aus dem Behälter E verringert, so dafs eine Vermehrung des Druckes in letzterem eintritt und die Deckplatte P bei ihrem Hochgange gröfseren Widerstand überwinden kann als bei ihrem Niedergange. Da nun die Stopfbüchsenreibung der Achse 5 dieselbe bleibt, so kann man durch Vermehrung des Gewichtes der Platte P den Auf- und Abwärtshub des Balges B bequem egalisiren. Diese Stopfbüchsenreibung und die Reibung im Zählwerk bietet dem Schaufelrade W einen wesentlichen Widerstand nicht, denn dieses wird durch den Flüssigkeitsstrom unabhängig von der Thätigkeit des Zählwerkes gedreht. Dennoch werden seine Drehungen mit der gleichen Präcision registrirt werden, wie wenn es durch Constructionsorgane mit dem Registrirwerke direct verbunden wäre.

Den elastischen Blasebalg B könnte man natürlich auch durch einen Cylinder mit Kolben ersetzen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Flüssigkeitsmesser mit einem vom Flüssigkeitsstrom gedrehten Schaufelrad W in einer unteren Abtheilung C, welche durch einen Kanal mit einem Behälter E communicirt, in welchem die Flüssigkeit Kanäle m^l m? derart zu passiren hat, dafs durch eine zwischen den gegenüberliegenden Mündungen dieser Kanäle durch Rad W in Drehung versetzte Scheibe d¹ abwechselnd directe Communication zwischen m¹ und Ot² oder eine Unterbrechung derselben hergestellt wird, zum Zweck, durch die hierbei in E entsehende Druck - Abnahme bezw. -Zunahme die Bewegung eines Balges oder Kolbens und eines Zählwerkes zur Angabe der den Apparat passirenden Flüssigkeitsmenge zu bewirken.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.