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Elektrisch gesteuerte Flüssigkeitsmeßvorrichtung mit zwei Meßgefäßen.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine elektrisch gesteuerte Flüssigkeitsmeßvorrichtung
mit zwei Meßgefäßen.
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Die Erfindung -kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß die
Verstellung des die Zu- und Ableitungen der Meßgefäße beherrschenden Hahnes selbsttätig
durch Steuerorgane erfolgt, die mit elektrischen Schaltern verbunden sind und deren
Verstellung von der die gerneinsame Ablauf- bzw. gemeinsame
t'berlaufleitung
durchströmenden Flüssigkeit erfolgt. Hierdurch vollzieht sich die Messung und Flüssigkeitsabgabe
vollständig selbsttätig, und die Messung bleibt jederzeit genau, ganz gleich, ob
die Abgabe bestimmter Mengen l<iirzere oder längere "Zeitdauer in Anspruch nimmt.
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Bei einer Ausführungsform «-erden die Steuerorgane der Meßvorrichtung
als Klappen ausgebildet, welche in das Ablauf- bzw. Überlaufrohr hineinragen.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Abb. i der Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen derartigen
Apparat in schematischer Darstellung, während die Abb. 2, 3, .i und 5 die den einzelnen
Arbeitsgängen entsprechenden elektrischen Schaltungen bz«-. Stromkreise veranschaulichen.
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Die Vorrichtung ist bei dem hier gewählten Beispiel mit zwei Meßbehältern
ausgestattet und entspricht folgenden Bedingungen: Der I# lüssigkeitswechselhahn
kann die Umschaltbewegung erst dann beginnen, wenn das Ablaufrohr leer, das Überlaufrohr
aber von Flüssigkeit durchströmt wird. Der in Entleerung begriffene Behälter entleert
sich vollständig, bevor seine neuerliche Füllung beginnt, gleichgültig, mit welcher
Geschwindigkeit die Entleerung vor sich geht. Diese Geschwindigkeit soll regulierbar
sein.. Wenn die Entleerung beginnt, setzt der Flüssigkeitsumschalter seine Bewegung
so lange fort, bis die durch ihn verbundenen Leitungen vollkommen offen stehen.
Sobald der Apparat die beabsichtigte Gesamtmenge der Flüssigkeit geliefert hat,
«-erden sowohl die Fülleinrichtung wie auch der Umschalter stillgesetzt. Das Arbeiten
des Apparates kann auch von entfernter Stelle aus verfolgt und kontrolliert werden.
Sämtliche Vorgänge spielen sich automatisch ab und werden entweder durch mechanische
oder elektrische Mittel bewerkstelligt. Die letztere, für das gezeichnete Ausführungsbeispiel
gewählte Antriebsart ist vorzuziehen, da sie die sicherste ist und am wenigsten
Instandhaltungsarbeiten erforderlich macht.
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Die Teile, aus denen sich eine .den vorgenannten Bedingungen entsprechende,
für Gleichstrombetrieb geeignete Einrichtung zusammensetzt, sind folgende: Zwei
Meßbehälter i von gleichen Abmessungen. zweckmäßig mit gemeinsamem Ablaufrohr 2
und gemeinsamem Überlaufrohr 3. Im Ablaufrohr 2 sitzt eine Drosselklappe 21, durch
welche die Geschwindigkeit der abströmenden Flüssigkeit reguliert werden kann.
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Ein Umschalthahn 4 ist vorgesehen, der so schaltet, daß sich der eine
Behälter entleert, während sich der andere füllt. Dieser Umschalthahn ist drehbar
und so eingerichtet, daß er für jede Umschaltung eine Drehung von vollzieht.
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Ferner sind zwei elektrische Unterbrecher und 6 angebracht; von denen
der eine am Ablaufrohr 2, der andere am Überlaufrohr 3 angebracht ist. Der Unterbrecher
5 ist so eingerichtet, daß er den elektrischen Strom schließt, wenn keine Entleerung
stattfindet; in Abb. i ist der Unterbrecher in dieser Ruhelage dargestellt. Sobald
die Entleerung vor sich geht, wird der Strom unterbrochen. Der Unterbrecher 6 ist
dagegen so angeordnet, daß er in der gezeichneten Ruhestellung, das heißt, wenn
der Überlauf nicht arbeitet, offen ist, sich aber, sobald ein Überlauf an der Flüssigkeit
eintritt, schließt. Diese Unterbrecher bz«-. ihre Steuerungen können verschieden
ausgeführt werden, z. B., wie dargestellt, in folgender Weise: 5 bzw. 6 ist ein
an beiden Enden geschlossenes Rohr, das Quecksilber enthält. In dieses tauchen zwei
elektrische Pole, wenn der Unterbrecher geschlossen ist, oder nur einer, wenn der
Unterbrecher offen ist. Zu diesem Zwecke ist das Rohr schwenkbar. Es sitzt auf einer
Achse 51 bzw. 61. die im Leitungsrohr bzw. einem Ansatz desselben gelagert ist,
und trägt eine Klappe 52 bzw. 62, die ungefähr im rechten Winkel zur Längsachse
des Leitungsrohres in dieses hineinragt. Wenn Flüssigkeit durch das Leitungsrohr
strömt, wird die Klappe samt dem Rohr verschwenkt und bewirkt so bei dem einen Unterbrecher
das Öffnen, beim andern das Schließen desselben. Klappe und Rohr sind so ausbalanciert,
elaß sich die Klappe immer wieder ungefähr in einen rechten Winkel zur Längsrichtung
des Leitungsrohres einstellt, wenn sie in ihre Ruhelage zurückkehrt. Die Achse 51
des Unterbrechers 5 kann vorteilhaft mit einem (in der Zeichnung nicht dargestellten)
Schwimmer ausgestattet werden, der bewirkt, daß der Unterbrecher in seiner Stellung
verbleibt, wenn aus irgendeinem Grunde die Entleerungsströmung aufhört.
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Eine Pumpe 7 beliebigen Systems, welche auf dein Wege über den Schalthahn
4. abwechselnd die Meßbehälter i füllt, z. B. eine doppelseitig wirkende -Kolbenpumpe
mit dem Saugrohr 71, dem Druckrohr 72 ttnd einer Einrichtung, welche das Weiterarbeiten
der Pumpe gestattet, wenn der Schalthahn zeitweise die Druckleitung absperrt. Zu
diesem Zwecke ist vom Druckrohr 72 ein Rohr 72 abgezweigt und im letzteren ein Ventil
angebracht, welches Flüssigkeit nur dann durchläßt, wenn die Druckleitung durch
den Hahn q. abgesperrt ist.
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Ein elektrischer Motor $ ist zweckmäßig in der Nähe des Schalthahns
d. untergebracht. Er kann auch an einer beliebigen Stelle der Speiseleitung angeordnet
werden, doch ist es
im letzteren Falle notwendig, einen besonderen
Motor vorzusehen, der den Schalthahn .I bedient.
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Zwischen Motor und Pumpe ist eine Kraftübertragungseinrichtung eingeschaltet.
Diese hestelit ini dargestellten Falle aus einer auf der Motorwelle sitzenden Schnecke
81, welche in das Schneckenrad 9 eingreift. Auf der _Achse 91 des letzteren sitzt
starr eine Scheibe 9'= mit dem Drehzapfen 92, von dem aus durch die Pleuelstange
; 4 die Pumpe angetrieben wird.
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Eine weitere Übertragungseinrichtung für die zeitweilige Bedienung
des Umschalthahns durch den Elektromotor ist erforderlich. Zu diesem Zweck sind
zwei in Steigerachse liegende Spindeln io und i i vorgesehen, zwischen denen eine
elektromagnetische Kupplung beliebiger Art angeordnet ist. Bei der dargestellten
Ausführungsart besteht dieselbe ;ins zwei Scheiben iol und iil, deren Flächen im
nicht gekuppelten Zustande sich nahe gegenüberstehen. Die Scheibe i 11 ist
mittels Gleitkeil auf ihrer Spindel i i verschiebbar, die andere, iol, sitzt starr
auf dem unteren Ende der Spindel io und ist mit einer geeigneten elektrischen Wicklung
io= sowie finit N fier Daumen io° ausgestattet, die auf ihrem Umfang in gleichen
Abständen verteilt sind. Vier Daumen sind vorgesehen mit Rücksicht auf die frühere
Annahme, daß der Schalthahn bei jeder Umschaltung eine Vierteldrehung zu vollziehen
hat. Die gleitende Scheibe i il bzw. die Spindel i i «erden vermittels des Kegelrades
112 angetrieben, welclies in das auf der Welle 91 sitzende Kegelrad 94 eingreift.
Die Drehung der Spindel io wird gleichfalls durch Kegelräder auf (las Hahnküken
übertragen, so daß letzteres, sobald durch die elektromagnetische Kupplung die Verbindung
hergestellt ist, vom Motor aus gedreht wird.
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Eine mit einem Zeiger versehene Scheibe 12 ist mit der Spindel io
so verbunden, daß sie um ein geringes weiterrückt bzw. sich dreht, sooft eine Umschaltung
stattfindet, und zwar jedesmal um einen Teilstrich der feststehenden Skala
13, so daß letztere daher das Gesamtquantum der geförderten Flüssigkeit anzeigt.
Am Umfang der Scheibe 12 sitzt ein N ocken 12.1.
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Außerdem sind elektrische Leitungen notwendig, in welche eingeschaltet
sind: Ein feststehender Transformator 14, welcher den durch 15, 151
zugeführten Starkstrom in Strom von niedriger, für die Betlienung der Einrichtung
geeigneten Spannung umformt, ein Hochspannungsschalter I52, ein Relaisschalter 17,
welcher in die zum Motor führende Starkstromleitung eingesetzt ist, und ein Zweiwegschalter,
der, je nachdem der Zocken 121 den Schalthebel 18 verschwenkt hat oder nicht, den
Strom entweder durch den Kontakt 181 oder 182 führt; ferner ein Handschalter i g,
Bürsten 20, 21 und 22, welche den Strom der '-1Zagnetkupplungshälfte iol vermittels
der an die Enden der Wicklung 102 angeschlossenen Ringe 104 und iol zuführen. Die
Bürsten 2o und 21 schleifen dauernd an den Ringen, die Bürste 22 schleift entweder
ebenfalls an dem Ring i04, oder sie wird entgegen der Wirkung einer Feder von diesem
abgehoben, wenn einer der auf der Magnetkupplungsscheibe sitzenden Daumen to' auf
sie stößt. Die elektrischen VerbindungSleitungen sind so angeordnet, daß, wenn der
Handschalter i9 geschlossen ist und der Apparat arbeitet, sich im Verlaufe dieses
Arbeitens nacheinander die in den Abb. 2, 3, 4 und 5 durch volle Linien angedeuteten
Stromkreise ergeben.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Es sei-angenommen, daß sie
sich in Ruhestellung befinde, d. i. die in Abb. i dargestellte. Bevor der Apparat
in Tätigkeit gesetzt wird, dreht man mit der Hand die Scheibe 12 so weit, daß der
Zeiger 1211 auf die gewünschte Zahl der Anzahl der Meßgefäßfüllungen auf der Skala
13 zu stehen kommt. Infolgedessen verschwenkt sich, da der \ocken 121 zurückweicht,
der Schalthebel 18 so, daß er mit dem Kontakt 181- in Berührung kommt. Nun
wird der Handschalter i9 geschlossen, und es entsteht infolge der Induktion im Transformator
14 der Stromkreis nach Abb. 2. Dieser wirkt auf das Relais 17 und letzteres schließt
den Stromkreis für den Motor, so daß dieser die Pumpe antreibt, die nun durch den
Schalthahn q. Flüssigkeit in den einen oder anderen der Meßbehälter fördert. Gleichzeitig
mit dein Motor beginnt auch die Scheibe i il sich zu drehen.
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Sobald eine Füllung so weit vorgeschritten ist, daß die Umschaltung
eintreten soll, d. h., sobald der Überlauf in Tätigkeit tritt, wird die Schaufel
62 des offenen Unterbrechers 6 durch die überlaufende Flüssigkeit um seine Achse
61 so verschwenkt, daß der Unterbrecher geschlossen wird. Da der andere Unterbrecher
5 ohnehin geschlossen war, sind nun beide Unterbrecher' geschlossen, und es entsteht
der in Abb. 3 dargestellte Stromkreis, der durch die Wicklung i 02 der Magnetscheibe
iol geht, diese magnetisiert und so bewirkt, daß sie mit der rotierenden Scheibe
I I1 gekuppelt, somit der Schalthahn .4 gedreht wird. Bei Beginn dieser Verdrehung
hört der Überlauf zu arbeiten auf, die Schaufel61 kehrt in ihre ursprüngliche Ruhelage
zurück, wodurch sie den Unterbrecher 6 öffnet. Sofort danach beginnt die Entleerung,
welche eine Verschwenkung der Schaufel 52 bedingt
und den Unterbrecher
5 öffnet. Der Strom ist daher unterbrochen, und der Hahn würde nicht weitergedreht
werden, wenn nicht derjenige der Daumen ios, der die Bürste 22 vom Schleifring ioi
zurückhielt, die genannte Bürste freigäbe. Die Bürste 22 gelangt so in Kontakt mit
dem Ring 104, und es entsteht der Stromkreis nach Abb. 4, so daß die Wicklung der
Magnetkupplung vom Strom durchflossen bleibt und der Hahn 4. seine Drehung fortsetzt,
bis der nächstfolgende Daumen io° die Bürste 22 vom Ring io' abhebt. In diesem Augenblick
löst sich die Kupplung, und der Hahn .4 wird stillgesetzt. Die Einstellung der Leitungen
bzw. des Apparates ist nun dieselbe wie die nach Abb. 2 mit der einzigen Ausnahme,
daß die Scheibe i2 um einen Teilstrich weitergerückt ist.
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Da Motor und Pumpe weiterarbeiten, wieelerholt sich dieser Vorgang
immer wieder, wobei der Nocken 121 immer näher an den Schalthebel 18 heranrückt.
Sobald die letzte Umschaltung vollzogen bzw. die gewünschte Fördermenge erreicht
ist, schiebt der Nocken 121 den Schalthebel i8 vom Kontakt 181 weg auf den Kontakt
182. Gleichzeitig hebt auch einer der vier Daumen ios die Bürste 22 vom Ring io4.
ab. Alle Stromkreise des Apparates sind daher unterbrochen, wie dies das Schaltungsschema
gemäß Abb.5 veranschaulicht. Der Motor ist stillgesetzt, was anzeigt, daß die gewünschte
Fördermenge abzugeben ist.
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Es genügt nun, den Handschalter i g zu öffnen, um die Scheibe 12,
auf eine neue Fördermenge einstellen zu können, ohne daß der Motor sogleich wieder
anläuft. Nach Üffnen des Schalters ig ist also die Vorrichtung wieder in der Ruhelage
nach Abb. i.
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Wie ersichtlich, ist die Handhabung überaus einfach, da sie sich auf
das Öffnen und Schließen des Handschalters ig und auf die Einstellung der Zeigerscheibe
beschränkt.
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Wenn erwünscht, können noch folgende Zusatzeinrichtungen angebracht
werden: Eine elektrische Lampe 23, die an einem geeigneten Punkte in Serie eingeschaltet
ist und bei jeder Drehung des Schalthahnes aufleuchtet, so daß man sich auch aus
der Ferne vom regelmäßigen Arbeiten des Apparates vergewissern kann, eine weitere
elektrische Lampe 24, eingeschaltet zwischen Motor und Relaisschalter 17, - deren
Leuchten anzeigt, daß der Motor arbeitet, und schließlich ein (in der Zeichnung
nicht dargestellter) Registrier-2, der an irgendein geeignetes bewegliches Organ
des Apparates angeschlossen wird.