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Flüssigkeitsmesser. Die Erfindung betrifft einen Wassermesser zum
Messen des durch eine Rohrleitun- sich bewegenden Wasserquanturns, der sich durch
ein den Zufluß- sowie Abflußstutzen aufnehmendes Gehäuse zylindrischer Forin, in
dem zwei Vollsektoren diametral einander gegenüber angeordnet sind, und folgendes
auszei ' chnet: Die beiden Vollsektoren lassen zwischen sich einen Raum frei,
der von zwei Ventilen eingenommen wird, wobei die Sektoren mit einander gegenüberliegenden
Hohlräumen, die als Meßkammern dienen, versehen sind und durch die hohle Achse der
Ventile, welche sich zwischen den Sektoren drehen, voneinander abgeschlossen %verden
können.
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Im Vergleich mit anderen Wassermessern älterer Datiart sind die Vorteile
vorliegenden Erfindungsgegenstandes die, daß zunächst das Gehäuse des Wassermessers
keinen doppelwandigen Mantel besitzt, ebenso keine feste Achse, welche die zu in-essende
Flüssigkeit verteilt, ' und schließ.lich auch keine Scheidewände, welche
die Bewegung der Meßorgane begrenzen.
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Das Wesen der Erfindung sei an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert. Abb. i gibt einen Längsschnitt durch die Achse des Wasserrnessers gemäß
der ersten Ausführungsform wieder, welcner Schnitt gleichfalls durch die Zu- und
Ableitung der Flüssigkeit geht.
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Albb. 2 und 4 zeigen je einen Aufriß der beiden untereinandergekuppelten
Ventile, deren Schwingungsflächen einander diametral gegenüberliegen.
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Abb. 3 ist ein Querschnitt nach Linie A-A von Abb. 2.
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Abb. 5 bis 8 sind, Querschnitte der in Abb. i wiedergegebenen
Ausführungsform des Zählers, und zwar zeigen die Abb. 5
und 7 Querschnitte
nach Linie B-B von Abb. i, während die Abb. 6 und 8 Querschnitte nach
Linie C-C von AbÜ. i zeigen. In diesen Abbildungen befinden sich die Ventile in
verschiedenen Stellungen. .
Abb. 9 ist ein Vertikalschnitt
der zweiten Ausführungsform >des Zählers, bei welcher die Schwingungsflächen der
Ventile zwecks Vereinfachung der Zeichnung fortgelassen sind.
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Abb. io ist eine Draufsicht, bei welcher der Einlauf sowie der obere
Kranz fortgelassen sind.
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Abb. ii ist eine Draufsicht auf den Verteiler, jedoch mit fortgelassenen,
Ventilen und Ventilsitzen.
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Abb. 12 ist ein Schnitt nach Z-Z im Sinne der angegebenen Pfeile von
Abb. ii.
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Abb. 13 ist ein ähnlicher Schnitt, jedoch in umgekehrter Richtung
der Pfeile (Abb. i i) gesehen.
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Abb. 14 ist ein Grundriß i der Ventile des Verteilers.
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Abb. 15 ist ein Schnitt nach V-V von Abb. 14 im Sinne der Pfeile.
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Abb. 16 ist ein ähnlicher Schnitt, jedoch in umgekehrter Richtung
der Pfeile gesehen. Abb. 17 ist eine Seitenansicht einer der schwingenden Flächen,
welche die zum hy-
draulischen Verschluß dienenden Vertiefungen zeigen.
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Abb. 18 ist ein Schnitt nach Linie S-S von
Abb. 17.
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Abb. ig und 2o sind Schnitte nach Linie X-X von Abb. 9, wobei
die Schwingflächen sich in einer Lage befinden, welche in beiden Abbildungen verschieden
ist.
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Abb. 21 und 2--, sind Schnitte nach Y-Y von Abb.9, wobei die Schwingflächen
ebenfalls in ieder Abbildung eine andere. Stellung einnehmen.
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Der Zähler besteht aus einem zylindrischen Gehäusec zweckmäßig aus
Bronze, welches sämtliche Konstruktionsteile umschließt. Das Gehäuse besitzt zwei
einander diametral -egegenüberliegendeRohrstutzen; einen (a) für den Wassereinlauf
und den anderen (s) für
den Wasseraustritt, nachdem das Wasser den Zähler
durchflo-ssen und bewegt hat. Diese Rolirstutzen sind mit Schraubengewinde versehen,
um sie an beliebige Leitun-en anschrauben zu können. Die äußeren Ränder des zylindrischen
Zählerkörpers c sind ebenfalls mit Außengewinden aus#gerüstet, damit man die beiden
Böden bequem aufschrauben kann; der eine dieser Böden besteht aus einer Bronzescheibe
d, welche auf Leiden Seiten vollständig eben ist, Diese Scheibe kann durch
einen gezähnten Kranz e festgehalten g werden. Der zweite Boden schließt das Registrierwerk
des Systems ein, welches an sich bekannt ist, und daher nicht weiter dargestellt
wurde. Dieser Boden d', e' elhält eine ähnliche Anordnung wie der entgegengesetzte
Boden d, e, mit der einzigen Ausnahme, daß die Scheibe d' in der Mitte
eine kon.,sche Bohrung erhält, welche die Dichtung für die Stange j aufnimmt,
welche am oberen Ende das Zeigerwerk trägt.
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Das Gehäuse c schließt zwischen seinen beiden Böden die mit -Schwingflächen
versehenen Ventile ein, ferner den Körper des Zählers, in welchem die Ventile sich
bewegen und welcher die verschiedenen Kanäle und öffnungen für den Wasserzu- und
-ab-fluß auf nimmt.
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Der Zählerkörper hesteht aus zwei Maßen f, f', welche
sowohl der Form wie dem Volumen nach gleich sind. Diese Hälf-
ten werden dadurch
erhalten, daß man einen Vollzylinder der Länge nach aufschneidet und den äußeren
Durchmesser derart wählt, daß er dem inneren Durchmesser des Messergehäuses entspricht.
Ein derartiger Zylinder wird zunächst mit einer achsialen Bohrung versehen, deren
Durchmesser dem zylindrischen Teil der Ventile entspricht; darauf entferrit man
aus dem Zylinder an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten zwei Sektoren von
kongruenten Abmessungen; Es bleiben dann infolgedessen zwei volle Sektoren übrig,
welche in der Zeichnung mit f
und f' bezeichnet sind. Der Dicke dieser
Sektoren entsprechend enthalten dieselben die folgen-den Kanäle: i. den Sektorf,
welcher dem Eintrittsstutzena. entspricht, durchquert eine Bohrung 12, die dem Einlauf
a entspricht, wenn der Sektor seine endgültige Lage einnimmt; 2. wird der Sektor
von den beiden, Bohrungen 13 unct ' 14 durchzügen, welche von der
Innenfläche des Sektors ausgehen; der eine dieser Kanäle ist über und der andere
unterhalb der Bohrung 1.2 angebracht, und beide endigen auf der' Außenfläche des
Sektors. Diese Kanäle verlaufen in entgegengesetzten Richtungen und endigen in einem
Winkelabstand an der Außenfläche des Sektors an einander gegenüberliegenden Punkten.
Der Sektor f welcher f ür den Wasserabfluß vor gesehen ist, besitzt:
i. zwei Kanäle 15 und 16, welche den Kanälen 13, 14 des Sektors
f entsprechen; 2. zwei Bohrungen 17, U', von denen eine unterhalb der anderen
liegt, und welche die ganze Dicke des Sektors einnehmen; dieselben gehen von der
Innenfläche des Sektors aus und endigen in einen Sammler, weAer von einer senkrechten
Nut ii gebildet wird, die in den Außenmantel des Sektors eingelassen ist und der
Rohrleitung s gegenüberliegt. Dieser Sammler sowie die beiden Wasserausläufe 17,
17' stehen mit den Kanälen 15, 16 nicht in Verbindung.
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Die Sektoren f, f sind am Messergehäuse durch Schrauben
oder sonstige Mittel befesti-t und derart symmetrisch angeordnet, ?Z
daß
zwischen ihnen Zwischenräume gebildet werden, welche eine vorher genau bestimmte
und berechnete Größe besitzen; in diese Zwischenräume sind die beiden Ventile eingeschaltet,
welche somit unter dem Druck des Wassers eine Schwingung in ihrer Ebene ausführen,
wie dies noch weiter unten des Näheren beschrieben werden soll.
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Beide Ventile sind einander ähnlich und werden durch zwei zylindrische
Rohrstücke i und 2 gebildet sowie durch zwei rechtwinklige Platten i' und -9'. Letztere
verlaufen entsprechend der Erzeugenden dieser Zylinder. Die Platte i' ist mit dem
Rohrstück i verbunden, während die Platte 2' dem Rohrstück 2, angehört. jede Platte
besitzt die doppelte Länge des zugehörigen Rohres, wobei das letztere an dem einen
Ende 'seiner Platte befestigt ist. Beide Ventile haben vollständig gleiche Abmessungen;
sie Überdecken sich durch das Rohrstück derart, daß die Platten einander diametral
igegenüber-,egen, wie dies die Abb. 2, 3 und 4 zeigen.
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Die beiden Ventile sind übereinander angeordnet und in die Höhlung
zwischen die beiden Sektoren f, f' eingesetzt. D#ie Rohrstücke i 'und
:2 nehmen hierbei den mittleren Raum zwischen den beiden Sektoren ein, welcher ihnen
gleichzeitig als Lagerung dient,-die Platten oder Flächen 1', 2' legen sich hierbei
in die beiden -seitlichen Aussparungen h, h'; die letzteren bilden die eigentlichen
Meßkammern des Wassermessers.
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Die Rohrstutzen -i, -- bilden bei der beschriebenen Anordnung
des Wassermessers die Schwingungsachsen für die ebenen Flächen 1', 2'. Eine jede
dieser Flächen schließt zwei Kammern 3 und 6 ab, welch letztere unter
sich durch eine Längsscheidewand 12 getrennt sind; die Längsscheidewand hat eine
Höhe wie das Rohrstück. Die Kammer 3 ist an beiden 'Enden offen und steht
mit dem äußeren durch zwei Bohrungen 4 und 5 in Verbindung, welche die Wandung
des Rohres an zwei entgegengesetzten Punkten durchsetzen. Die Kammer 6 ist
dagegen geschlossen, und zwar an beiden Enden durch Einsätze il (Abb. i); seitlich
jedoch steht diese Kammer 6 mit dem Äußern durch eine weite Öffnung
8 und durch eine enge Öffnung 7, welche einander gegenüberliegen,
in Verbindung. Abb * 3 zeigt die Form dieser Kammer, welche durch eine Ausfüllung
is entsprechend vereugert ist.
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An jedem Rande der beiden achsialen Rohre i und :2 ist ferner eine
Aussparung vorgesehen. Durch die Übereinanderlagerung beider Aussparungen wird eine
rechteckige öffnung erzeugt (Abb. 1, 2 und 4), welche zwischen den beiden getrennten
Kaminern 6, 6' liegt. Die Scheiben d, d', welche die Abdichtung
des Zählers bilden, schließen an ihren beiden En-den Aden Inhalt3 ab, wielcher durch
die beiden Kammern 3 nach deren Übereinanderstellung gebildet wird und welcher
über die ganze Höhe - der Achsen, i und 2 reicht. Diese Meßkarmner kann mit
dem Äußern nur durch die öffnung9 in Verbindung treten, welche sich gegenüber dein
Kanal io für die 'Wassereinführung befindet.
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Nachdern das Einsetzen der Ventile bewirkt ist, werden die öffnungen
7, 7' uni 4, 4' so gegen die Innenfläche des Sektors f
eingestellt,
daß die öffnungen 8, 8' und 5, 5'
mit der Sektorfläche
f' in Kontakt treten.
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Die Wirktingsweise des beschriebenen Zählers ist folgende: -Ausgehend
von der Stellung' (Abh- 5) tritt beim öffnen des Hahnes das Wasser durch
die Leitung a und den Kanal io in den Zähler ein, passiert dabei die öffnungg, um
die Kammer 3 auszufüllen. Dieses so in den Zähler gelangte Wasser kann nur
noch durch die öffnungen4, 4' austreten; da diese aber durch den Sektorf geschlossen
sind, tritt es zunächst durch die öffnung5, 5' in die Kanäle 15 und 16. Das
in den Kanal 16 einströmende Wasser füllt die Kammerh aus und bleibt darin eingeschlossen.
Der durch den Kanal 15 eintretende Wasserstrom übt auf die Fläche:2' des unteren
Ventils einen Druck aus und zwingt letzteres daher, um seine Achse2, zu schwingen.
Infolgedessen nimmt das Ventil die in Abl#.6 dargestellte Lage ein, während das
obere Ventil i, i' die in Abb. 5 dargestellte Lage beibehält. Das Wasser,
welches auf die Fläche 2-' drückt, bleibt in der Kammer h' und dem Kanal 15
eingeschlossen.
Infolge der Drehung des Ventils 2 ist die öffnung 4' desselben mit #'erbindung getreten.
Das ,lern Kanal 14 in Wasser der Kammer 3 übt alsdann einen Druck auf die
Fläche i' aus und bewirkt dadurch die Schwingungsbewegun#g des oberen Ventils i,
das infolgedessen die Stellung Abb. 7 einnimmt, während der Hubbewegung dieses
Ventils i tritt das Wasser über die Fläche i' in den Kanal 16 ein und gelangt von
dort aus in die Kammer 6' des Ventils 2; endlich wird es durch den Kanal
17' den Zähler verlassen, nachdem es durch den Sammler ii die Robrleitungs, wobei
die Öffnung7' geschlossen und die Kammer 6' durch die öffnung 8' durch
die Kanäle 16 und 17' in Verbindung steht, durchströmt hat.
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Hiermit ist eine einmalige Messung beendet und die Zählvorrichtung
ist um einen Teilstrich ihrer Skala weiter vorgeschoben, welcher das betreffende
Volumen der Kamher h angibt.
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Die Schwingbewegung des Ventils i bewirkt, daß die Öffnung 4 mit dem
Kanal 13
in Verbindung tritt. Daraus folgt, daß in den letzten
Kanal das Wasser eindringt und auf die Fläche2' des Ventils einen Druck ausübt,
wobei das Venti12 die Stellung Abb.8 einnimmt, welche derjenigen entspricht, -welche
auch Abb. 5 zeigt. Die Verstellung der Fläche:2' läßt das Wasser der Kammerh'
aus dem Zähler austreten, nachdem es -vorher den Kanal 15, die Kammer 16 des Ventils
i, den Kanal 17, den Sammler i i und die Leitung s durchflossen hat.
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Hiermit ist eine zweite Messung , beendigt und das --Nnzeigewerk
ist um einen Betrag vorgerückt, der dem Inhalt der Kammer h' entspricht.
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Die Öffnung5' tritt darauf mit dem Kanal 16 in Verbindung; dadurch
wird die Fläche i' zurück-gestoßen und das Wasser der Kammer h, welches durch den
Kanal 14 (Abb. 8) in dieselbe eingeströmt ist, tritt in die Kammer
6' über und durch den Kanal 17' aus dem Messer aus. Dies ist die dritte Meßoperation,
welche durch das Anzeigewerk in gleicher Weise wie die vorhergehenden Entleerungen
der übrigen Kammern registriert wird.
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Nach drei derartigen Messungen nehmen sämtliche Organe die Stellung
von Abb. 5
wieder ein und sämtliche geschilderten Beweguligen wiederholen
sich, solange Flüssigkeit in den Messer eintritt.
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Der Messer wirkt daher durch eine Aufeinanderfolge von Strömungen,
welche durch den Druck des Wassers hervorgerufen werden und sich abwechselnd auf
die Flächen i' und 2' der Ventile i und 2 äußern, so daß dadurch die Schwingung
dieser Ventile bestimmt wird, wodurch wiederum die Verstellung der Kommunikationsöffnungen
der Ventile eintritt, so daß ein Teil der letzteren von den Kanälen der Sektoren
abgeschnitten, ein anderer Teil aber dafür mit den Sektoren verbunden wird. Auf
diese Weise wird das Wasser zunächst in die Meßkammern eingelassen und darauf aus
denselben ausgetriehen.
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Die abwechselnden Schwingbewegungen der Ventile werden auf ein Zählwerk
bekannter Anordnung übertragen, welches in einer Kammer 8 untergebracht ist.
Diese Kammer wird durch die Deckel d, d' abgeschlossen. Die Übertragung
der Schwingbewegungen in eine rotierende Bewegung geschieht beispielsweise vermittels
der Stange j, welche mit dem oberen Ventil i gekuppelt ist. Diese Stange durchsetzt
eine Stopfbüchse bekannten Sy-
stems; statt der letzteren kann jedoch auch
die in Abb. i dar-estellte Anordnun- benutzt Z> zz werden, welche eine vollkommene
Dichtigkeit gewährt, einfach gebaut ist und leicht montiert werden kann. Der obere
Deckel il der Kammer 6 trägt einen Zapfen i. welcher durchhohrt und mit Innengewinde
versehen ist. Über diesem Zapfen ist die ebenfalls mit Gewinde versehene Spitze
der Stange J eingeschraubt, die einen Abschlußwulst k trägt. Die Stange
j durchquert alsdann einen konischen Ansatz in. und darauf die Brücke u.
Das obere freie Ende der Stange j erhält einen Hebel 15, dessen Ende eine
Klinke trägt, die auf ein Schaltrad des Zählers einwirkt. Die Dichtigkeit wird hier
durch eine, konische Kautschuknitiffe p erreicht, die sich um die Stange
legt und deren schwächeres Ende genau an die kugelkalottenf örmige Wulst k und den
Zapfen i anschließt. Der größere Durchniesser der Muffe legt sich mit starker Reib-Ling
an die Fläche des konischen Bohrloches b', dessen Öffnung durch die Brücke n bewirkt
und aufrechterhalten wird. Die Brücke selbst ist mit dem Deckel d' durch die Bolzen
o verbunden. Der Grad des Anzuges dieser Bolzen bestimmt den Grad der Zusamnienpressung
der Kautschuhmuffe und damit den Grad der Dichtigkeit der Packung.
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Die Kautschukinuff e k bildet daher an ihrer Basis einen elastischen
Abschlußring für die Stange j.
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Es ist ersichtlich, daß die erforderlichen Abmessungen der einzelnen
Organe, namentlich der Meßkammern, der Kanalquerschnitte und der Verteilungskammern,
sich nach der Größe des Messers richten müssen.
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Die in den Abb. 8 bis :22 dargestellte Ausführungsform weist
gegenüber der teschrie-ZD el benen nach Abb. i bis 8 die folgenden Unterschiede
auf. Der Mantel c besitzt nur einen einzigen Rohrstutzen s für den Austritt der
Flüssigkeit; die Enden dieses Gehäuses nehmen die Böden d und d' auf.
Die Dichtigkeit -wird an dieser Stelle durch eingelegte Lederringem' und in", welche
durch die Kränze e und e' zusammengepreßt werden, erhöht. Der Einlaßstutzen nach
der Ausführungsform i bis 8 wird hier vorn - Zählergehäuse c getragen
und durch die Leitung a im Boden d ersetzt. Die Stange j des Zählers
ist nicht fest mit dem oberen Ventil verbunden, sondern sie erhält ihre Bewegung
durch die schwingende Fläche i' vermittels *zweier Arme n' und p', von denen der.
eine (n') an der Schwingfläche befestigt ist, während der andere (p') mit
der Stangej verbunden ist (Abb. io). Die Stopfbüchse besteht hier aus einem mit
Gewinde versehenen Ansatz, der eine achsiale Bohrung aufweist, durch welche die
Stange j hindurchtritt, sowie einer Muffe, welche die Garnituren abdichtet.
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Die Kanäle 13 und 14, welche in dem Sek. tor f angebracht
sind, besitzen die schon in Abb. i bis 8 wiedergegebene Querschnittsform
nicht, sondern sind durch die Aushöhhingen
13 und 14 ersetzt. Dasselbe
gilt für die Kanäle 15 und 16 des Sektors f. Die Sektoren sind
hier mit dem Außenmantel c aus einem Stück hergestellt.
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Eine aus zwei Teilen q und q' bestehende Rohrleitung ist mit Längsschlitzen
13', 15', 1/-', 16, 17", 14' versehen und in die Mittelbohrung der
Sektoren eingelassen. Diese Rohrleitung erhält nun die Verteilungsventile.
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Die genannten Längsschlitze U', 14', 15', 16', U', 17" entsprechen
den Kanälen 13, 14, 15, 16, 17; die Rohrleitung trägt vier weitere Öffnungen, welche
paarweise quer und symmetrisch angelegt sind, nämlich t, Ti, t' und u', welche den
Stiften r, r', r,. r, den Durchgang gestatten. Bei dieser Ausführungsform
des Zählers sind die Ventile voneinander unabhängig und nicht wie in der ersten
Ausführungsforni, bei welcher jedes Ventil mit seiner Schwingfläche i' und 2' gekugpelt
war. Infolgedessen steuern die Flächen ihr Ventil nur bei Umkehrung der Bewegung
vermittels der Stifter, r', r, r1, welche mit den Ventilen fest verbunden
sind. Die Schwingflächen i' ' 2' besitzen hier an Stelle rechteckigen Querschnitts
Sektorform.
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Die Rohrleitung q, q' Uzweckt: i. vermittels der Schlitze 13', I4#,
15', 16', 17', 17" die Hohlräume und Kanäle 13, 14, 15, 16, 17 zu
begrenzen und sie mit den Sektoren in Verbindung zu setzen, so daß die genannten
Kanäle bei der Drehung der Leitung q, q' die gleiche Funktion ausüben, wie die Kanäle
13, I ',' 15, 16, 17, 17' der vorherbeschriebenenAusführungsform gemäß
Abb. i bis 8; :2. die Schwingung der Verteilungsventile zu leiten. Diese
Ventile nehmen in Verbindung mit den Schlitzen der Leitung q, q' die erforderlichen
Stellungen L-ei Umkehrung der Durchflußrichtung an; 3. zu gestatten, daß
durch die Querkanäle t, it, t', it' sowie durch die Stifte r, r',
r, r, die Steuerung der Ventile vermittels der Schwingflächen stattfindet;
4. für die beiden äußeren Umflächen das vierte Führungselement zu liefern, welches
für die abwechselnde Gleitbewegung der Schwingflächen erforderlich ist;
5. die Ankupplung der Hebeln' und p' im gegebenen Augenblick mit der Schwingfläche
i' zu bewirken, wodurch die Stange j für das Zählerwerk betätigt wird.
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Die Baueinzelheiten können gemäß den örtlichen Verhältnissen abweichend
gestaltet werden; der Zähler eignet sich für alle Arten von Flüssigkeiten.