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Selbsttätige Flüssigkeitswaage. Die Erfindung betrifft eine selbsttätige
Waage zum ununterbrochenen Abwiegen von Flüssigkeiten, bei der ein Schwimmer unausgesetzt
ein bestimmtes Flüssigkeitsgewicht aus einem Behälter verdrängt und durch Überlaufventile
zum Abfließen bringt.
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An sich sind derartige Hilfsmittel in Vorrichtungen zum Abfüllen von
Flüssigkeiten bekannt. Hier handelt es sich aber um eine Waage von neuer Gesamtbauart,
die ohne jede Wartung selbst trübe und Fasstoffe enthaltende Flüssigkeiten ununterbrochen
und zuverlässig in genau bestimmbarer Gewichtsmenge abgibt, indem der Schwimmer
für jeden Hub durch ein Gewicht belastet wird und eine diesem Gewicht entsprechende
Menge
der dem Behälter zulaufenden Flüssigkeit zum Überlaufen bringt.
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Die hierzu erforderliche Aufundabbewegung des Gewichts wird durch
einen Steuerungskolben vermittelt und das Spiel der Ventile einerseits vom Steuerkolben,
andererseits von einem eigenartigen an einem Kipphebel aufgehängten Gefäße abgeleitet,
dessen Anordnung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel
der Waage veranschaulicht, näher erläutert werden soll.
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Auf der Zeichnung sind Abb. i ein senkrechter Schnitt der Gesamtanlage,
Abb.2 eine Seitenansicht des Apparats ohne den Steuerungskolben.
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Abb. 3 und 4 sind Schnitte nach den Linien H-FI' bzw. N-N' in Abb.
i.
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In einen Behälter R fließt die zu wiegende Flüssigkeit, deren Zustrom
durch das Ventil S geregelt wird. In dem Behälter ist ein oben offener Schwimmer
F angeordnet, der zeitweise durch ein bewegliches Gewicht M,. welches der bei jedem
Abwiegen abgelieferten Flüssigkeitsmenge entspricht, belastet wird. Dieses Gewicht
wird hydraulisch abwechselnd gehoben und gesenkt, und zwar mittels des Kolbens P,
der das Gewicht M mit den Haken K erfassen kann.
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Der Behälter R ist ferner mit einer kreisförmigen Überlaufrinne mit
schrägem Boden versehen, an deren unterstem Teil die durch einen zweiarmigen Hebel
mit Pendelgewicht c gekoppelten Ventile j und j' angeordnet sind.
Das Ventil j führt nach der Ablieferungsstelle und das Ventil j' in ein an einem
Schwing hebel aufgehängtes Gefäß h. Je nach der Lage des Gegengewichts ist der eine
oder andere Weg offen.
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Der einfach wirkende hydraulische Zylinder hat ein Steuerventil d
von beliebiger Art, z. B. einen Kolbenschieber oder einen Flachschieber oder einen
einfachen Zweiweghahn, wodurch es möglich ist, entweder das Wasser aus dem Druckbehälter
in den Zylinder einzulassen oder diesen Zylinder, der alsdann eine hydraulische
Bremse bildet, mit der Abflußleitung zu verbinden.
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Bei jeder Abwiegung werden folgende ,Arbeitsvorgänge nacheinander
vorgenommen: i. Das Gewicht M wird gehoben; der Schwimmer F macht der eintretenden
Flüssigkeit Platz; das Ventil j' wird geöffnet und bleibt so, bis die Flüssigkeit
über den inneren Rand des Behälters R überfließt.
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2. Hierauf wird das Zuführungsventil S geschlossen.
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3. Nachdem der Schwimmer F den Gleichgewichtszustand erreicht hat
und gleichzeitig die überfließende Flüssigkeit bei j' abgelassen worden ist, wird
das Doppelventil umgesteuert und j geöffnet.
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4. Nunmehr 'wird das Steuerventil d umgesteuert; der sich in diesem
Augenblick am oberen Ende seines Hubes befindende Kolben P geht herunter. Durch
diese Bewegung senkt sich das Gewicht M, dasselbe legt sich auf den Boden von F
und ist demnach bestrebt, den Schwimmer F so weit herabzudrücken, bis eine dem Gewicht
M entsprechende Flüssigkeitsmenge durch Überfließen nach j abgelassen worden ist.
Dieses findet statt, wenn der Kolben so tief herabgesenkt wurde, daß die Haken K
die Aufhängeösen K' loslassen, so daß die Masse F und 137 als freier Schwimmer wirkt.
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Diese vier Vorgänge, die das ganze Arbeitsspiel bilden, werden im
übrigen andauernd und selbsttätig wiederholt.
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Wenn nämlich der Kolben sich, wie oben erwähnt und in der Zeichnung
dargestellt, am unteren Ende seines Hubes befindet, wird das Steuerventil d von
der Knagge T erfaßt und der Zylinder zum Einlassen des Wassers geöffnet.
Der Kolben geht hoch, nimmt das Gewicht M nach Einhaken desselben mit, und das Flüssigkeitsventil
S wird durch den am Schwimmerbehälter F befindlichen Finger t, der das Pendelgewicht
c' umwirft, geöffnet.
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Nach einer gewissen Aufwärtsbewegung des Schwimmers F wird das Doppelventil
j, j' durch einen zweiten Finger t' umgesteuert und j' geöffnet. Kurz darauf, wenn
der Kolben am oberen Ende seines Hubes angelangt ist, nähert sich der Schwimmer
ebenfalls seinem höchsten Punkte, wobei die Flüssigkeit allmählich bis zur Höhe
des einen Überfluß bildenden Randes des Behälters R steigt.
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Sobald die Flüssigkeit den Rand erreicht, erfolgt das Überfließen,
und dadurch werden die obenerwähnten Arbeitsvorgänge 2, 3 und 4. eingeleitet. Hierzu
dient das an einem Kipphebel mit dem Gewicht D aufgehängte Gefäß V.
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An seinem unteren Teil ist dieses Gefäß mit einer Abflußöffnung versehen,
deren Durchgangsquerschnitt je nach der Stellung eines Anschlagventils ß veränderlich
ist, wobei übrigens das Ventil nie vollständig geschlossen wird.
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Das Gefäß V sinkt, nachdem es eine genügende Menge der überfließenden
Flüssigkeit erhalten hat, und schließt das Ventil S, indem das Gewicht D auf das
Pendelgewicht des Ventils S wirkt (Arbeitsvorgang 2).
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Wenn das Gefäß h sich gesenkt hat, stößt der Finger ö federnd gegen
die Knagge r und legt sich hinter dieselbe. Wenn nun die Flüssigkeit in die Schale
N abgeflossen ist, steigt das Gefäß h wieder hoch und steuert das Doppelventil
j, j' durch den Finger t" so um,
claß nunmehr j geöffnet
wird (Arbeitsvorgang 3).
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Alsdann wird auch das Steuerventil d (Arbeitsvorgang 4) durch dieselbe
Aufwärtsbewegung des Gefäßes Z' und durch Vermittlung derselben senkrechten Steuerstange
U umgesteuert, so daß das Gewicht 1I auf den Schwimmer aufgesetzt und dadurch die
zugeflossene Flüssigkeit in dein gegebenen Maß verdrängt wird. .
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Hieraus ist ersichtlich, daß das Arbeiten der Vorrichtung selbsttätig
erfolgt und nur von dem Zufluß der zu wiegenden Flüssigkeit abhängig ist. Sollte
nämlich dieser Zufluß infolge Einstellens der Arbeit aufhören, so würde der bis
zum oberen Ende seines Hubegetriehene Kolben P dort durch den Wasserdruck festgehalten
werden, während der Schwimmer F an einer beliebigen Stelle seines Aufwärtshubes
so lange stehenbleibt, bis ein weiterer Zufluß der Flüssigkeit ihm eine weitere
Aufwärtsbewegung erteilt.
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Die Genauigkeit des Abwiegens ist um so größer, je kleiner die Geschwindigkeit
ist, mit welcher der Schwimmer F an seinem untersten Punkt anlangt und je geringer
demnach die Schwankungen desselben sind, bevor er seinen endgültigen Gleichgewichtszustand
erreicht.
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Um die Endgeschwindigkeit des Schwimmers F bei seiner Abwärtsbewegung
sowie die Weite seiner Schwankungen zu vermindern, können beispielsweise dreierlei
Vorrichtungen verwendet «erden.
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i. Der Kolben P wird, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt,
derart ausgebildet, daß er am unteren Ende seines Hubes die Abflußöffnung des Wassers
teilweise überdeckt. Da der Abfluß hierdurch erschwert wird, so nimmt die Geschwindigkeit
der Abwärtsbewegung ab. Wenn man übrigens das Gesetz der Abwärtsbewegung des Schwimmers
F näher betrachtet, so sieht man, daß der Reaktionsschub der Flüssigkeit mit dem
Eintauchen allmählich steigt, so daß die Geschwindigkeit schon dadurch bestrebt
ist, geringer zu werden.
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2. Der eingetauchte zylindrische Teil des Schwimmers F kann mit einer
oder mehreren Rippen versehen werden, die die Reibung vergrößern und daher als Schwankungsdämpfer
wirken. In der Zeichnung ist eine durch zwei zusammengefügte Winkeleisen gebildete
Rippe dargestellt.
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3. Der Rand des Behälters R, der die Überflußschwelle bildet, wird
nicht wagerecht und ununterbrochen ausgebildet, sondern mit einer Aussparung wie
bei TV (oder auch mit einer Reihe von Rillen und Schwellen) versehen, durch
welche das Einstellen des Schwimmers im Gleichgewichtszustand bei einem bestimmten
Flüssigkeitsstand mit größerer Genauigkeit erfolgt, indem dieser Flüssigkeitsstand
derjenige ist, der durch die untere Nebenschwelle bestimmt wird.
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Oben beschriebene Vorrichtung wird natürlich mit einem geeigneten
Zähler vereinigt, der die Anzahl der erfolgten Hubbewegungen registriert.
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Selbstverständlich ist die besondere, in der Zeichnung veranschaulichte
Anordnung der Gegengewichte, Stangen und Knaggen nur beispielsweise angegeben, und
die für die Betätigung der einzelnen Ventile oder Steuerv orrichtungen erforderlichen
Verbindungen können durch andere Mittel erfolgen.
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L?"enso könnte die Gesamtanordnung des Apparats abgeändert werden;
so könnte z. B. der Steuerzylinder, statt oberhalb und in Tandemanordnung,wie dargestellt,
auch seitlich am Behälter R und parallel zur Achse desselben befestigt werden. In
diesem Fall würde das Hochgehen des Gewichts 37 mittels einer Vorgelegescheibe erfolgen.
Desgleichen könnte der hydraulische Zylinder durch einen Behälter mit Schwimmer
ersetzt werden, in welchen die zu wiegende Flüssigkeit einfließt, wobei diese Flüssigkeit
die für die verschiedenen Steuerungsvorgänge nötige Kraft liefern würde.
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Endlich könnte, wenn hierin ein Vorteil erblickt werden sollte, die
Betätigung der einzelnen Ventile und Steuervorrichtungen, statt mechanisch durch
Hebel und Gegengewichte, wie oben beschrieben, auch elektrisch erfolgen.