DE304890C

DE304890C -

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Publication number: DE304890C
Application number: DE1916304890D
Authority: DE
Priority date: 1916-05-26
Filing date: 1916-05-26
Publication date: 1918-04-15

Description

KAISERLICHES

'PATENTAMT;

Während die gewöhnlichen Gasmesser, die sogenannten Gasuhren, Zählwerke sind, welche diejenige Menge eines Gases anzeigen, die den Apparat nach einer bestimmten Zeit passiert hat, gibt es andererseits Meßapparate, bei denen man jederzeit ablesen kann, welche Gasmenge pro Zeiteinheit den Apparat Im₁ Augenblick des Ablesens durchstreicht. Die letzteren Meßinstrumente geben also die Geschwindigkeit eines Gasstromes in Stunden-, Minutenlitern usw. an und sind daher keine Zählwerke.

Das Grundprinzip, nach welchem diese Apparate gebaut sind, besteht darin, daß sich in einer konischen Röhre, der Meßröhre, parallel zur Achse ein in seinem Querschnitt unveränderliches absperrendes Organ, der Meßkörper, bewegen kann, durch dessen Verschiebung sich der Zwischenraum . zwischen der" Röhre und

so dem Körper verändert. Erweitert sich beispielsweise das Meßrohr von unten nach oben, so ist, falls der"" Meßkörper sich von unten nach oben bewegt, der Zwischenraum zwischen ihm und dem Rohr um so größer,, je höher sich der Körper im Rohr befindet. Die Einschaltung des Meßapparates in den Gasstrom erfolgt derartig, daß der Gasstrom an dem engeren Teil des Rohres eintritt. Der Meßkörper wird dann von dem Gasstrom gehoben, bis der Zwischenraum zwischen ihm und der Meßröhre groß genug ist, um" der ganzen Menge des Gases Durchtritt zu gestatten, so daß der Meßkörper an einer bestimmten Stelle des Rohres stehen bleibt und von dem Gasstrom gehalten wirdj also auf dem Gasstrom schwimmt. Ist das Instrument geeicht, kann man daher die Geschwindigkeit des Gasstromes an der Stellung des Schwimmers· direkt ablesen.

Die Form und die Anordnung ides Meßkörpers kann sehr verschieden sein. Er kann, wie in Fig. ι und 2, aus einer Scheibe α bzw. b bestehen, welche durch die Achse c bzw. d 'geführt wird, entweder, indem die Scheibe an der Achse festsitzt («,) und letztere durch die Lager e und f gleitet, oder, indem die Scheibe eine rohrartige Führung (δ) trägt, durch welche die Achse hindurchgeht, die bei g und h 'unbeweglich befestigt ist, i' . '■

Ferner kann nach Fig. 3 der Schwimmer aus zwei Scheiben i und k bestehen, welche auf dem Draht I senkrecht stehen und in ihren Mittelpunkten an dessen Enden festsitzen. Die untere Scheibe kann auch durch eine Kugel o. dgl. ersetzt sein_:i^?(Fig. 4).

Eine besondere Art solcher Meßinstrumente, die sogenannten Rotamesser, läßt den Schwimmer durch seine eigenartige Konstruktion. rotieren, /wobei, er sowohl mit Hilfe einer fest- · stehenden Achse (Fig. 5) geführt werden, als auch (Fig. 6) vollkommen frei^; im Gasstrom schwimmen kann. ■ % ;; '

Falls der Gasstrom, wie es meistens der Fall sein wird, nicht konstantvist, ändert der Schwimmer seine Stellung mehr oder 'weniger oft. Will man daher nach einer bestimmten Zeit den Gesamtdurchgang des Gases- wissen, so muß man noch eine Gasuhr^ in die Leitung schalten. In manchen FällenSSst das; jedoch nicht angängig, beispielsweise wenn die ehe mische Natur des Gases dem? entgegensteht. In solchen Fällen ist man darauf angewiesen, in bestimmten Zeiträumen die>vom Geschwin-

digkeitsmesser angezeigten Zahlen zu notieren ■ oder aufzuzeichnen und sich aus der zu konstruierenden Kurve die Gesamtgasmenge zu berechnen. Zu gewissen Zwecken kann es erwünscht sein,' einen dauernd gleichmäßigen Gasstrom zu verwenden und daher eine Kontrolle zu haben,,.ob die Gleichmäßigkeit mit der vorgeschriebenen Genauigkeit eingehalten wurde. Mit',anderen Worten, es ist das Bedürfnis für"einen Registrierapparat vorhanden, welcher die Bewegung des Schwimmers festlegt.

Zu einer ^mechanischen Aufzeichnung der

Schwankungen des gemessenen Gasstromes bietet die in Fig. ι skizzierte Art der Ausführung eine Handhabe. Hier kann die AufundAbbewegung des Schwimmers durch Übertragung derselben mit Hilfe der Achse c auf einen Zeiger (ähnlich wie bei einem registrierenden Barometer) in Kurven auf eine Papierwalze außerhalb der Meßröhre aufgezeichnet werden. Bei den Anordnungen nach Fig? 2, 3 und 4 ließe sich auch wohl eine Verlängerung des Schwimmers nach unten denken, welche die Bewegung desselben auf einem Zeiger mechanisch ermöglichen könnte, aber alle diese mechanischen Übertragungen erfordern durch die Reibung der notwendigen Führung oder die Bewegung der Hebelwerke gegeneinander Arbeitsleistungen, welche bei starken Gas- I strömen vielleicht nicht sehr ins Gewicht fallen, j die aber bei schwachen und ganz schwachen Strömen (wenige Liter pro Stunde) entweder auf Kosten der Genauigkeit der Messung oder überhaupt nicht erreicht werden können.

Bei den sogenannten Rotamessern, bei denen sich der Schwimmer in rotierender Bewegung befindet und welche dadurch, in bezug auf Genauigkeit die empfindlichsten Instrumente darstellen, ist aber eine solche mechanische Übertragung wegen der Rotation von vornherein ausgeschlossen.

Eine Übertragung der Auf- und Niederbewegung- aller Arten von Schwimmern fast oder völlig reibungslos zu bewirken und daher die Genauigkeit der Messung überhaupt nicht zu beeinflussen, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung. . Die Lösung dieser Aufgabe wird mit Hilfe des elektrischen Stromes erreicht. An sich ist die Benutzung des elekirischen Stromes als Mittel zur Beeinflussung von Anzeigevorrichtungen bei Gasmessern mit Schwimmern bekannt. Die Art der Ausführung soll in folgendem an Beispielen erörtert werden. . " ■

Beispiel i<.

Zwischen den beiden flanschenartigen Teilen m und η wird, mit Gummidichtungen abgedichtet, das Meßrohr 0 eingepreßt. Der Anschluß an die Gasleitung erfolgt mittels der Stutzen p und q. Die Öffnungen in den flanschenartigen Stücken werden durch die Stege s und t überbrückt. Diese Stege sind die Stützen für den Leitstab u, der zur Führung des Schwimmers ν dient. In den nicht leitenden Führungsstab μ sind elektrisch leitende Drähte von bestimmtem Widerstand eingelassen, und •zwar paarweise entweder so, daß sie nach Fig. 9 parallel der Achse und einander gegenüber an dem Führungsstab in die Höhe führen, oder nach Fig. 8 um diesen Stab in Schraubenlinien herumgewunden sind. Die Enden dieser Drähte, welche bei s gegeneinander isoliert blind endigen, sind unten durch den Rohrstutzen q getrennt und isoliert hindurchgeführt.· Der Meßkörper oder Schwimmer ν trägt den leitenden Ring w, welcher mittels pinselartiger Schleifbürstchen nach dem Führungsstab u hinübergreift, so daß an der Stelle, wo die Schleifkontakte des Schwimmers das Drähtepaar des¹ Stabes u berühren, dieselben in leitende Verbindung geraten. Schaltet man an χ und y die Pole einer Stromquelle, so wird dieser Stromkreis über den Schwimmer P dort, wo die Schleifbürstchen desselben die Drähte des Stabes· u berühren, geschlossen. Je nach der Stellung des Schwimmers bietet nun der Weg von χ nach y über' den Stab u einen verschiedenen elektrischen Widerstand dar., Mit Hilfe eines im Stromkreise befindlichen Meßinstrumentes ist man daher imstande, jeden Widerstandsgrad festzulegen, welcher durch eine bestimmte Stellung des Schwimmers hervorgerufen wird. Wählt man für dieses Meßinstrument ein solches, welches die Schwankungen des Stromes gleichzeitig aufzeichnet, so läßt es sieh in einfachster Weise erreichen, daß an Stelle' der Stromschwankungen die Gasgeschwindigkeit markiert wird, welche der Stellung des Schwimmers - entspricht. ' " '■

Beispiel 2.

Das Meßrohr 1 in Fig. 10· sitzt auf einem sich erweiternden Stück 2, welches den Eingangsstutzen 3 für die Gase trägt und im Inneren bei 4 mit dem Stutzen 5 gasdicht verbunden ist, um den das einströmende Gas bei 6 in das Meßrohr mundet. Bei 7 schließt sich₅ mit Gummischlauch verbunden, das unten geschlossene Glas- oder Porzellanrohr 8 an, das die Elektroden 9 und 10 trägt, deren Zuleitungsdrähte in die Wandungen des Rohres eingeschmolzen sind. Der Schwimmer 11 trägt die Elektrode 12, welche bei seinem höchsten Stande im Meßrohr ι unterhalb¹ der Elektrode 9 in eine bis über diese Elektrode irri Rohr 8 stehende, schwach leitende Flüssigkeit eintaucht. \Die Flüssigkeitssäule ist solang, daß bei dem tiefsten Stand des Schwimmers 11 das Ende 13 der Elektrode 12-13 die Elektrode 10 noch nicht berührt. Werden nun die Enden

der Leitungsdrähte 14 und 15 mit deri Polen einer Stromquelle (Wechselstrom) verbunden, so nimmt der Strom über 9 seinen Weg nach der Elektrode 12 -13, um sie bei 13 zu verlassen, in die schwach leitende Flüssigkeit einzutretenvund über 10 nach 15 zurückzulaufen. Je nach der. Entfernung von 13 nach 10, d. h. je nach dem Stand des Schwimmers ir, ergibt sich aus der Länge der "Flüssigkeitssäule zwischen 13 und 10 ein bestimmter Widerstand im Stromkreise, welcher gemessen und mit H.ilfe bekannter Apparate aufgezeichnet werden kann. Wie bei Beispiel 1 kann man auch hier statt der elektrischen Einheiten mittels einer geeichten Skala direkt die den Apparat passierende .Gasmenge in Stundenoder Minutenlitern ausdrücken.

Die Empfindlichkeit des Instrumentes und die Genauigkeit der Messung ihängt wesentlieh von der leichten Verschiebbarkeit des Meßkörpers 11 ab; da derselbe gewissermaßen auf dem Gasstrom schwimmt, muß er möglichst leicht -von Gewicht sein, um keinen großen Widerstand zu erzeugen. Damit nun der Schwimmer durch die Elektrode 12-13 nicht zu schwer belastet wird,, oder um ihn, wenn die Abmessungen 'des ganzen Apparates wegen des Durchganges großer Gasmengen schon einen großen, also relativ schweren Schwimmer verlangen, zu entlasten, ist an der Elektrode innerhalb der Flüssigkeit ein Hohlkörper 16

- angebracht, dess.en Auftrieb die Entlastung in dem gewünschten Maße bewirken kann.

Die an obigen Beispielen erläuterte Einrichtung, welche Gegenstand dieses Patentes ist, hat nicht nur den Vorteil, daß sie solche Apparate^ an denen man die Geschwindigkeit eines Gasstromes ablesen kann, gleichzeitig zu Zählwerken macht, so daß auch die verbrauchte Gasmenge zu erkennen ist, sondern sie ist auch wichtig als Instrument zur Fernablesung, denn mit Hilfe elektrischer Leitungsdrähte kann die Ablesung der Gasgeschwindigkeit an einer beliebigen Stelle, getrennt vom Meßapparat, erfolgen, was für Betriebskontrolle außerordentlich wichtig sein kann. Sie verleiht außerdem den Meßapparaten noch den Vorteil, daß diese ganz aus undurchsichtigem Material hergestellt werden können. Bei den im Handel befindlichen Gasgeschwindigkeitsmessern muß nämlich derjenige Teil, welcher die'Skala trägt, sei es das Meßrohr selbst oder eine Verlängerung desselben, in die der Schwimmer hineinragt, aus Glas hergestellt sein, damit die Ablesung des Schwimmer-Standes erfolgen kann. Durch die elektrische Übertragung des Schwimmerstandes ist es unnötig, den Stand des Schwimmers selbst erkennen zu müssen, so daß-der ganze Apparat aus undurchsichtigem Material hergestellt werden kann. / -

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Registriervorrichtung an Meßapparaten für strömende Gase, bei denen die Messung der Gasgeschwindigkeit durch einen frei oder geführt schwimmenden Meßkörper und eine im Querschnitt der Achse nach veränderliche Meßföhre erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegung des Schwimmers ein^ Stromkreis beeinflußt wird, dessen Veränderungen durch Vorrichtungen bekannter Art aufgezeichnet werden.

2. Registriervorrichtung n.ach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den ; Widerstand im Stromkreise ändernde Schwimmkörper und die mit ihm verbundene Vorrichtung ganz öder zum Teil entlastet werden, indem man den Schwimmer ■ oder die damit verbundene Vorrichtung teilweise in eine Flüssigkeit eintauchen läßt und einen spezifisch leichten Körper so daran anbringt, daß die Auftriebswirkung der Flüssigkeit auf den leichten Kör-■ per die Entlastung bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.