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Nachfülleinrichtung für nasse Gasmesser. Die Erfindung betrifft eine
Nachfülleinrichtung für nässe Gasmesser, bei der eine ventil- und dichtungslose
Kolbenpumpe zur Förderung des Wassers benutzt wird. Bei den bekannten Einrichtungen
geht der Kolben sehr lose im Zylinder, und es wird deshalb, um überhaupt mit dieser
Pumpe fördern zu können, der Förderhub schneller als der Saughub gemacht. Bei der
einen Art (Patente 309596 und 266835) ist eine vom Kolben beim Saughub
freigelegte öffnung in der Zylinderwand vorhanden,
während bei der
anderen Art (Patent 309990) der Kolben aus dem Zylinder herausgezogen wird, so daß
das Wasser oben eintreten kann, das dann beim Förderhub in der hohlen Kolbenstange
emporsteigt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun weder eine vom Kolben zeit"veise
freigelegte öffnung in der Zylinderwand benutzt, noch der Kolben aus dem "Zylinder
herausgezogen. sondern es werden der Einströmweg und der Ausströmweg w ährend des
Spieles unverändert gelassen, aber so bemessen, daß der Widerstand des ersteren
wesentlich größer ist als der letztere, so daß infolge des schnelleren Förderhubes
trotzdem gefördert wird. Dabei wird der zwischen Kolben und Zylinder vorhandene
Spielraum entweder als Einström- oder Ausströmweg verwendet.
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Bemerkt wird noch, daß eine auf einem ähnlichen Gedanken beruhende
Pumpe für allgemeine Zwecke bekannt ist (Patent i23282). Hierbei sind in der Richtung
des Druckhubes Widerstände in den Zylinderraum (Rippen) eingebaut, welche dem Rückströmen
des Wassers während des Druckhubes vorbeugen sollen. Diese Einrichtung ist jedoch
für Nachfüllpumpen an Gasmessern nach Ansicht der Erfinder ungeeignet, da zu ihrer
richtigen Wirkungsweise vor allein eine hohe Tourenzahl Bedingung ist, die man bei
Gasmessern nicht erreichen kann. Weiter besitzt diese Pumpe eine Stopfbüchse, «-elches
Konstruktionselement in Gasmessern verpönt ist.
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In beiliegender Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen die Abb. i, 2 und d. prinzipielle Anordnungen
des Erfindungsgegenstandes, während die Abb. 3 einen Gasmesser gebräuchlicher Konstruktion
von vorn gesehen, Brustkasten und Wassersack im Schnitt, darstellt, in welchem eine
beispielsweise Ausführungsform einer Nachfülleinrichtung eingebaut ist.
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Abb. i stellt die einfachste prinzipielle Anordnung dar. Das unten
geschlossene Gefäß r taucht mit seinem unteren Ende in den Wasservorratsbehälter
2 und führt durch den Boden des Behälters 3 eingedichtet bis über dessen höchsten
Wasserstand. In der Wandung des Gefäßes i befindet sich nahe am Boden eine kleine
(Öffnung q., durch welche Wasser aus dem Behälter 2 eindringen kann. Der V erdrängerkolben
5 ist .in dem Gefäß i mit Spielraum verschiebbar artgeordnet.
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Wird nun der Kolben 5 etwas gehoben, so füllt sich der darunter frei
werdende Raum im Gefäß i nach einiger Zeit durch die kleine Öffnung d. mit Wasser,
und wenn der Kolben dann durch irgendeine Kraft rasch wieder herunterbewegt wird,
so kann das Wasser nicht schnell genug durch die (5fffnung d. entweichen und steigt
in den Spielraum zwischen Kolben 5 und Gefäß i in die Höhe bzw. wird durch die rasche
Bewegung auch hochgeschleudert, so daß es möglich ist, einen Teil dieses Wassers
am oberen Rande des Gefäßes i zum Überlaufen in den Behälter 3 zu bringen. Dazu
soll die Verdrängung des Kolbens womöglich etwas größer sein, als zur Auffüllung
des Spielraumes zwischen Kolben 5 und Gefäß i nötig wäre, und außerdem soll die
Abwärtsbewegung des Kolbens möglichst rasch und stoßartig erfolgen. Lm größere Verunreinigungen,
die das kleine Loch d. verstopfen könnten, fernzuhalten, kann noch ein Schutzsieb
6 um das Gefäß i angebracht werden.
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Bei der beschriebenen Anordnung von Gefäß i und Kolben 5 ist der Reibungswiderstand,
den das aufsteigende Wasser im Spielraum zwischen Kolben und Gefäß in dünner Schicht
an den beiderseitigen Wandungen findet und somit auch der Kraftbedarf ziemlich groß.
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In Abb. : .ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Wasserreibung
und somit der Kraftbedarf erheblich geringer sind. In dem Vorratsbehälter 2 befindet
sich das kleine Gefäß i, in dem mit Spielraum der kurze Kolben 5 beweglich ist.
Der Kalben hat eine Durchbohrung, in welcher das Rohr 7 dicht befestigt ist, und
dieses Rohr 7 ist seinerseits frei beweglich durch das mit dem Boden des Behälters
3 dicht verlötete Rohr 8 bis über den höchsten Wasserstand des Behälters 3 geführt.
Wird der Kolben 5 samt Rohr 7 etwas gehoben, so füllt sich das Gefäß i durch den
Spielraum zwischen i und 5 finit Wasser. welches, wenn der Kolben rasch wieder nach
abwärts bewegt wird, teils durch den Spielraum zwischen i und 5 und teils durch
das Rohr 7 zu entweichen trachtet, und zwar werden die Mengen im umgekehrten Verhältnis
stehen wie die Durchflußwiderstände. Es wird um so mehr Wasser durch das Rohr 7
entweichen, je enger der Spielraum zwischen i und 5 ist. Dieser Spielraum kann aber
aus praktischen Gründen, um Verschmutzungen zu vermeiden, nicht zu eng gemacht werden,
daher wird auch diese Vorrichtung im Verhältnis zum Kraftbedarf nur einen geringen
rffekt aufweisen.
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Im Dampfmaschinenbau ist nun eine Dichtung für überhitzten Dampf,
»Labyrinth-Dichtung« genannt, bekannt geworden, welche ohne angepreßte Dichtungsmittel
oder Packungen abdichtet und die auf dem Prinzip beruht, den Dampf an den zu dichtenden
Stellen so lange durch Querschnitte zu leiten, welche fortwährend die Strömungsrichtung
und in der Regel auch die Ouerschnittsweite ändern,. bis die dem Dampfe innewohnende
kinetische Energie fast verbraucht ist..
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Eine ähnliche Art der Abdichtung. kann
::sich im vorliegenden
Falle angewendet wer-@en. Abb. 3 stellt mit geringen Änderungen genau die gleiche
Anordnung dar wie Abb. 2, nur zeigt die Abb. 3 ein Beispiel für den Einbau und Antriebsmechanismus
der Anordnung in einem Gasmesser.
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Der Wassersack 2 ist entsprechend seiner Verwendung als Wasservorratsbehälter
in bekannter Weise sehr geräumig ausgeführt. Das Kolbengefäß i ist, um den Wasservorrat
möglichst erfassen zu können, ganz am Boden angeordnet. Das Steigrohr 7 ist durch
einen Führungsbock g (der zugleich die Hubbegrenzung nach oben bildet) und an seinem
oberen Ende mittels Gelenk: io, durch Hebel i i, Scharnier 12 und Lagerbock 13 möglichst
geradegeführt. Mit dem Hebel i i ist e--enfalls in 12 drehbar gelagert der Hebel
14 starr verbunden, der mit seiner Gleitfläche 15 auf einer Kurvenscheibe 16 gleitet,
welche an der Trommelwelle 1; befestigt ist. Dreht sich nun die Trommel und damit
die Kurvenscheibe 16 in der .eingezeichneten Pfeilrichtung, so wird durch die Spiralkurve
die Gleitfläche 15 und durch die Hebelanordnung das Rohr 7 samt Kolben 5 langsam
gehoben, und das Gefäß i füllt sich, wie schon beschrieben, mit Wasser, so lange,
bis die Gleitfläche 15 an der Stufe der Kurvenscheibe 16 zum Abschnappen kommt;
dann fällt das ganze Svstein durch sein Eigengewicht herunter, der Kalben 5 verdrängt
das Wasser in i, und dieses entweicht.
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Der Kolben 5 ist nun so ausgebildet, daß er mit einem Mantel 18 das
Gefäß i wiederum mit genügend Spielraum nach außen umschließt un,1 damit eine Art
Labyrinthdichtung bildet. Dadurch ist das Wasser, welches durch den Spielraum, der
zwischen i und 5 sowie zwischen t und 18 gebildet wird, entweichen will, "ezwungen,
an der Oberkante des Gefäßes i scharf seine Strömungsrichtung umzukehren, und nicht
genug damit, muß es auch noch bei seinem Austritt an der Unterkante von 18 an tiefster
Stelle die dort schwerer lastende Wassermasse des Vorratswassers beschleunigen und
verdrängen. Dies sind so große Durchflußwiderstände für das Wasser, daß dieses zum
größeren Teil lieber durch (las reibungslosere Steigrohr 7 aufsteigen und bei der
Mündung i9 in den Brustkasten 3 austreten wird. Ein kleiner SChiriIl2o verhindert
ein Zurückfallen des Wassers durch (las Durchführungsrohr B. Die Unterseite 21 des
Kolbens kann noch zur Erleichterung des Wassereintrittes in das Rohr ; inundstückförmig
ausgenommen werden.
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Wie aus der Abb. 4 ohne weiteres hervorgeht, kann diese Art »Labyrinthdichtung«
noch vollkommener gemacht werden durch Anbringen von mehreren Mänteln 18 und 22
usf. am Kolben bei entsprechender Vermehrung der Gefäßzargen 1, 23 usw. Auch können
die OOuerschnitte zwischen den Kolbenmänteln und einzelnen Gefäßzargen verschieden
groß ausgeführt werden, wodurch el)enfalls der Durchflußwiderstand infolge wechselnder
Durchflußgeschwindigkeit wächst. Nur praktische Erwägungen bilden hier die Grenze.