DE37865C - Einrichtung- zur Regulirung von Wassermessern - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 42: Instrumente.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regulirung .von solchen Wassermessern, bei welchen die durchfliefsende Wassermenge in zwei Ströme getheilt wird, von welchen die Menge des einen Stromes gemessen und die Gesammtmenge beider Ströme hiernach bestimmt wird. Durch die neue Regulirung wird die Messung unter allen Umständen unabhängig von Widerstandswechseln gemacht, die durch Eindringen fremder Körper in den Apparat, durch Reibung u. s. w. entstehen. Zu diesem Zwecke wird das Verhältnifs der Gröfse der beiden Durchgangsöffnungen des Wassermessers für jede Durchflufsmenge regulirt und beiden Strömen ein bestimmter Widerstand entgegengesetzt, so dafs der variable Widerstand in den getrennten Strömen sich derart ausgleicht, dafs die Messung des durch den Apparat fliefsenden Wassers, im praktischen Sinne genommen, genau wird.

Der Widerstand, welcher in dem den Mefsapparat durchfiiefsenden Theil des Messers auftritt, setzt sich aus zwei Theilen zusammen, nämlich aus der Kraft, welche zur Bewegung des Mefs- und Zählwerks erforderlich ist, und dem hydraulischen Widerstand, der sich dem Durchflufs des Wassers durch die Kanäle des Mefswerks etc. darbietet. In dem nicht unter der Mefswirkung stehenden Kanal des Wassermessers sind die Widerstände sämmtlich gleicher Art. Die Einflüsse, welche in dem messenden Strom oder Mefsstrom das Mafs der Widerstände ändern, können von der durch Abnutzung der bewegten Theile sich ändernden Reibung herrühren oder von Ablagerungen fremder Körper, von der Stopfbüchsenreibung und anderen Widerständen des Mefswerks. Diese Widerstände sind auch verschieden in verschiedenen Stellungen der Theile und wechseln beständig, d. h. sie sind bald gröfser und bald kleiner.

Nun sind diese Widerstandsänderungen wenig schädlich bei Wassermessern, bei welchen das volle Volumen des Wassers auf die Bewegung der Theile einwirkt, da dann die Kraft des Stromes erheblich gröfser ist als die Widerstände. Wenn aber ein gröfserer Theil des Wassers frei durch einen Kanal fliefst, während ein anderer Theil des Wassers auf die Bewegung der Theile des Wassermessers wirkt, so kommen diese Widerstände sehr in Betracht, namentlich aber bei geringer Durchflufsmenge, während die hydraulischen Widerstände fast aufser Acht zu lassen sind.

Es sind die Widerstände in der Bewegung der Theile eines gut gearbeiteten Wassermessers zwar sehr gering; sie' entsprechen etwa einer Druckhöhe von 1,5 mm und ändern sich im Durchschnitt von 1,5 bis 6 mm Druckhöhe. Dagegen sind die hydraulischen Widerstände, hervorgerufen z. B. durch Ablagerung fremder Körper, bei gröfseren Durchflufsmengen sehr zu beachten. Die Widerstände, welche hiernach in beiden Strömen auszugleichen sind, sind in dem einen Kanal die Widerstände der bewegten Theile, vermehrt um den Widerstand des Stromes, und diese müssen gleich sein dem hydraulischen Widerstand' im Hauptkanal, vermehrt um einen der Ausgleichung halber zugefügten Widerstand.

Wenn der Wassermesser eine grofse Wassermenge liefert, so sind die hydraulischen Widerstände sehr grofs gegenüber den anderen

Widerständen, so dafs sie also bestimmend auf die von den beiden Strömen gelieferte Wassermenge einwirken und bei gegebenen Durchflufsöffnungen für beide Theile des getheilten Stromes beständig gleich bleiben. Wenn andererseits die gelieferte Wassermenge verringert wird, so nimmt der hydraulische Widerstand sehr schnell ab und man kann ihn bei kleinen Wassermengen ganz vernachlässigen und lediglich die Bewegungswiderstände berücksichtigen. Da diese nun aber wechseln, so folgt, dafs bei der Ausgleichung des Widerstandes der bewegten Theile und eines beständigen Widerstandes im Hauptstrom, wie es gewöhnlich bei der Bestimmung der relativen Gröfse der Austrittsöffnungen geschieht, oder bei Erzeugung eines Widerstandes im Hauptstrom die Angaben des Wassermessers im Mefsstrom sich entsprechend ändern, sobald die Widerstände in den bewegten Theilen infolge Abnutzung u. s. w. sich ändern.

Um diesen Uebelständen zu begegnen, wird nach vorliegender Erfindung dem Mefsstrom ein constanter Widerstand entgegengesetzt, der um so viel gröfser als der Widerstand der bewegten Theile ist, dafs der Wechsel in letzterem Widerstände verhältnifsmäfsig sehr klein ist gegenüber dem Gesammtwiderstande im Strom. Der Widerstandswechsel kann dann einen erheblichen Einflufs auf die Angaben des Wassermessers nicht ausüben. Dem Durchflufs des Hauptstromes wird ein gleicher Widerstand geboten und so der Durchflufs der beiden Ströme derart regulirt, dafs ein jeder Strom einen gleichen Widerstand zu überwinden hat, der die variablen Widerstände beider Ströme um so viel übertrifft, dafs die Wirkung der letzteren Widerstände ganz aufser Acht gelassen werden kann. Dies mag an folgendem Beispiele durch Zahlen erläutert werden.

Angenommen, die Widerstände im Mefsstrom betragen 3 mm Wassersäule, während in den Hauptstrom ein gleicher Widerstand eingeschaltet ist. Wenn nun der Widerstand im Mefsstrom aus irgend welchem Grunde auf ' 6 mm steigt, so würde das Wasser durch den nur 3 mm Widerstand bietenden Hauptstromkanal viel leichter fliefsen können und der Wassermesser würde nur einen geringen Theil der ganzen, wirklich durch den Apparat geflossenen Wassermenge angeben.

Wird jedoch, wie dies nach vorliegender Erfindung beabsichtigt ist, dem Widerstände von 3 mm ein solcher von 300 mm hinzugefügt, dann wird der Gesammtwiderstand im Mefsstrom 303 mm und im Hauptstrom gleichfalls 303 mm betragen. Wird nun der Widerstand im Mefsstrom beispielsweise, wie vorhin angenommen, auf 6 mm erhöht, so steht einem Gesammtwiderstand im Mefsstrom von 306 mm ein solcher von 303 mm im Hauptstrom gegenüber. Während daher im ersten Falle die Widerstände im Mefs- und Hauptstrom sich wie 2 zu 1 verhalten, stellt sich dieses Verhältnifs im letzteren Falle wie 306 zu 303 oder 102 zu 101, was offenbar für die Genauigkeit der Messung ungleich günstiger ist. Durch geeignete Erhöhung der Widerstände kann man daher jede gewünschte Genauigkeit der Messung erzielen.

Diese Einrichtung läfst sich bei jedem nach den oben angegebenen Principien construirten Wassermesser anbringen.

Beiliegende Zeichnungen zeigen als Beispiel in Fig. ι einen Verticalschnitt durch einen nach diesen Gesichtspunkten construirten Kapselwerkwassermesser, in Fig. 2 eine Oberansicht mit Weglassung des Deckels, in Fig. 3 einen Verticalschnitt nach Linie χ - χ, Fig. 2, in Fig. 4 eine Endansicht des Gehäuses, in Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch den Austrittskanal nach Linie y-y, Fig. 1 und 4, in Fig. 6 eine Innenansicht der belasteten Regulirungsklappe für den Durchflufs, in Fig. 7 eine Seitenansicht derselben und in Fig. 8 ein Detail der Klappe.

Der zweckmäfsig aus Hartgummi hergestellte Kolben B des Kapselwerks trägt in bekannter Weise' aufsen am Umfang Vorsprünge c und enthält innere Communicationskanäle c², Fig. 1, die wie Schieberkanäle functioniren, während am Gehäuse des Apparates innen Vorsprünge a angeordnet sind und die Gehäusedeckel Kanäle b enthalten, die mit den Kanälen des Kolbens B communiciren können, um Ein- und Auslafs des Wassers zu ermöglichen. Hierbei bewegt sich dann der Kolben B in bekannter Weise, und mit Bezug auf den Mittelpunkt des Gehäuses derart, dafs Abtheilungen für den Einflufs und solche für den Abflufs des Wassers entstehen. Der Kolben B überträgt seine Bewegung mittelst Zapfens h und Kurbel, Fig. 1, auf das Zählwerk durch einen im Gehäuse i enthaltenen Zwischenmechanismus , welcher den Trieb j dreht, durch welchen in bekannter Weise das Zählwerk bewegt wird.

In dem unter dem Gehäuse A liegenden Hauptdurchflufskanal C ist nun an der Austrittsstelle f eine eigentümliche Regulirungsklappe / angeordnet, die sowohl den Austritt des frei durchfliefsenden Hauptstromes, als auch den des Mefsstromes beeinflufst. Letzterer gelangt aus dem Kanal C durch die Oeffnungen der. durchbrochenen Wandung D in die Kammer E und von hier durch die Oeffnung d in die unteren Gehäusekanäle b, Fig. 3, und von da in die Kanäle c² des Kolbens B, setzt letzteren in Bewegung und gelangt weiter durch die oberen Gehäusekanäle b und den centralen Kanal d¹

in ein Gehäuse F, das durch eine über dem Deckel des Kolbengehäuses liegende Kappe gebildet wird. Dann fliefst dies Wasser aus F durch den verticalen Kanal G, Fig. 2 und 4, und tritt durch den Austrittskanal e, Fig. 4 und 5, in die Kammer H gegen die Klappe J aus. Diese Klappe beeinfmfst mit ihrem Theil J², Fig. 5, den Hauptaustrittskanal/ und^: mit dem anderen Theil J¹ den kleineren Kanal e für den Durchflufs des Mefsstromes. Die getheilte Zunge J² der Klappe wirkt zusammen mit dem Ausschnitt Z. auf Regulirung des Verhältnisses des Durchlafsquerschnitts der beiden Ströme. Durch die Kanäle f und e kann das Wasser nur dann weiter fliefsen, wenn die Klappe J abgehoben wird, und dies kann nur unter Ueberwindung des Gewichts der Klappe geschehen. Zweckmäfsig ist es, wenn das Gewicht der Klappe einen Widerstand bietet, der das Hundertfache des Widerstandes beträgt, den der Wasserdurchflufs durch die Bewegung der Theile des Apparates erfährt, so dafs also die Wirkung des variablen Widerstandes der Bewegung nur 1 pCt. des Gesammtwiderstandes beträgt. Die Regulirungsklappe J wird zweckmäfsig an einer Messerschneide aufgehängt, weil auf diese Weise keine nennenswerthen Reibuhgswiderstände entstehen. Wird nun die Klappe J vom Sitz abgehoben, so öffnet sich der Austrittskanal f und zugleich wird der Ausschnitt I oberhalb des Kanals f frei. Die oberhalb des Kanals f liegende Wand 5 verschliefst den Klappenausschnitt/, wenn die Klappe den Kanal/schliefst, und der Hauptstrom mufs unter Wand S fortfliefsen, um oben durch den Ausschnitt I der Klappe treten zu können, wenn diese offen ist. Die getheilte Zunge J² der Klappe ist nun nach einem Kreise mit dem Aufhängungspunkte der Klappe als Mittelpunkt gekrümmt, so dafs sie einerseits mittelst der Lappen L unten am Rand der Wand S, aufserdem aber auch mit ihren Seitenwänden m, Fig. 6, 7 und 8, an beiden verticalen Seitenrändern des Austrittskanals f abschliefst. Nun ist der zwischen den beiden Lappen L der Zunge J² verbleibende freie Raum n, Fig. 5, 6 und 8, durch Krümmung der einander gegenüberliegenden inneren Ränder dieser Lappen so geformt, dafs, wenn die Klappe J in ihr Gehäuse H, Fig. i, hineinschwingt, eine passende Vergröfserung des freien Durchgangsquerschnitts durch diesen Raum eintritt, und wenn die Klappe J zurückschwingt, eine passende Verkleinerung des Durchgangs entsteht. Wenn die Klappe geschlossen ist, so hängt sie vertical, der Klappenausschnitt / ist dann durch Wand S geschlossen und die Klappe J reicht mit ihrer Zunge J² gänzlich in den Hauptkanal hinein. Der Kanal e hat einen kleineren Querschnitt als der Kanal f, und die beiden Klappentheile J J¹ haben entsprechend ungleichen Querschnitt. Auch könnte der kleinere Klappentheil J¹ gleichfalls mit einer der Zunge J² analogen, in den Kanal e eintretenden gebogenen Zunge versehen werden, um ganz bestimmte Verhältnisse zwischen den Durchflufsmengen zu erreichen, die man, wie praktisch erprobt worden ist, nicht immer dadurch erreichen kann, dafs man die Wassermengen durch Oeffnungen strömen läfst, die in bestimmtem Verhältnifs zu einander stehende Querschnitte besitzen. Um ein bestimmtes Verhältnifs zwischen den Durchflufsmengen zu erzielen, mufs man vielmehr das Verhältnifs der Gröfse der Durchlafsöffnungen ändern, und eben aus diesem Grunde müssen die oberen Lappen L der Zunge J² eine bestimmte Form erhalten, welche auf den Hauptstrom die erforderliche Wirkung ausübt.

Befindet sich z. B. die Klappe J in der Stellung Fig. 1, so wird das Wasser zum Theil seitlich durch die Seitenwände m zurückgehalten, ebenso nach oben hin durch die gebogene zweitheilige Zunge J², und nur durch den freiliegenden Theil, Fig. 5, des Zwischenraumes η kann der Strom nach oben hin in Pfeilrichtung, Fig. 1, entweichen. Wenn man nun die Wände m und J² passend formt, so kann man dem Wasser jeden passenden Durchlafsquerschnitt nach der Seite bezw. nach oben hin gewähren und dadurch dann auch das Verhältnifs zwischen den Durchlafsquerschnitten für den Haupt- und Nebenstrom bei irgend einer Stellung der Klappe J bemessen, um die durchströmenden Flüssigkeitsmengen in ein bestimmtes Verhältnifs zu einander zu setzen. Durch die durchbrochene Wandung D, welche der Raumersparnifs wegen halbcylindrisch gebogen ist und den Raum E zwischen sich und dem Mefskanal d beläfst, werden fremde Substanzen verhindert, in das Mefswerk zu treten. Andererseits ist der Boden des Hauptkanals C glatt gelassen, um fremde Körper leicht mit dem Hauptstrom abzuführen.

Anstatt den Theil J¹ mit der Klappe / zu vereinigen, wie beschrieben, könnte man ihn auch getrennt herstellen. Dann mufs das Gewicht jedes Theiles aber so ■ bemessen werden, dafs dem Durchflufs eines jeden Stromes ein gleicher Widerstand geboten wird. Jeder Theil mufs dann eine besondere Zunge haben, um die gewünschte Wirkung auszuüben, d. h. einen gröfseren bestimmten Widerstand gegen den Durchflufs des Wassers durch die Austrittsörmungen zu bieten, welcher Widerstand immer bei gleichen Durchnufsmengen der gleiche sein mufs. Selbstverständlich kann man diese Bedingungen erfüllen, ohne dafs man an die Formen der betreffenden Constructionstheile zu sehr gebunden ist. So kann man z. B. auch vertical bewegliche, belastete Widerstands-

ventile einschalten, welche dem angegebenen Verfahren entsprechend angeordnet und eingerichtet sind.

Claims (1)

1. Patent-An sprüch:

   Bei einem Wassermesser mit einem auf das Mefswerk wirkenden und einem frei durchfiiefsenden Strome die zugleich die Ausflufsöffnung (f) des Hauptstromes und die Austrittsöffhung des Mefsstromes beeinflussende schwingende Klappe (JJ¹J₇ die mit der getheilten gebogenen Zunge (J^%) und zwei an den Rändern von (f) abschliefsenden Wänden (m) versehen werden kann, um das Verhältnifs zwischen den Durchflufsquerschnitten der beiden Ströme zu ändern.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.