-
Flüssigkeitsmesser mit zwei sich abwechselnd füllenden und entleerenden
Meßgefäßen Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsmesser mit zwei sich abwechselnd
füllenden und entleerenden Meßgefäßen. Im allgemeinen -erfolgt bei derartigen
FlüssigkeItsmessern die Umsteuerung der beiden Meßgefäße mit Hilfe eines Kolbens,
dessen Bewegung zunächst bei beendeter Füllung eines Maßgefäßes durch den dann jeweils
voll. zur Wirkung kommenden Förderdruck eingeleitet und schließlich mit irgendwelchen
mechanischen Mitteln, gewöhnlich mit Federn, zu Ende geführt wird.
-
Derartige für Flüssigkeitsmesser überaus wichtige Umsteuerungen sind
jedoch konstruktiv noch viel zu kompliziert. Andererseits wurde es bereits vorgeschlagen,
die Bewegung eines Umsteuerorgans, z. B. eines Kolbenschiebers, über die in allen
Fällen sich zwischen den beiden Maßgefäßen ergebende Gleichgewichts- bzw. Tatpimktslage
hinaus in die eine oder die andere Endstellung mittels durch den: Förderdruck der
zu messenden Flüssigkeit komprimierter Luft zu bewirken. Zu diesem Zwecke wurde
nach. Art eines gewöhnlichen Windkessels eine Kompressionskammer vorgesehen, jedoch
so, daß sie mit dem Meßgeiäß dauernd in, unmittelbarer Verbindung bleibt. Die Folge
ist, daß die Messungen nicht immer genau gleich ausfallen, da die Flüssigkeit die
in der Kammer eingeschlossene Luft abhängig vom jeweiligen Förderdruck verschieden
stark komprimiert. Hinzu kommt, daß die in der Kammer eingeschlossene Luft nicht
ohne weiteres--erneuert werden konnte, von der Flüssigkeit nach und nach mit fortgerissen
wurde und dadurch die Messungen in der Genauigkeit noch um ein weiteres beeinträchtigt
wurden.
-
All diese Mängel sind beseitigt, indem,gemäß der Erfindung ein Flüssigkeitsmesser
geschaffen ist, bei dem zur Verstellung des Kolbens über seine Totpunktslagemittels
durch den Förderdruck komprimierter Luft jedes der Maßgefäße eine Kompressionskammer
erhalten hat, die gegen einen Vorraum ,(Innenraum des Maligefäßes) durch ein von
der ansteigenden Flüssigkeit gesteuertes Ventil absperrbar ist.
-
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in beiliegenden Zeichnungen
dargestellt. Abb. i stellt einen Flüssigkeitsverteiler gemäß,der Erfindung im Schnitt
dar.
-
Abb. a ist .ein Schnitt nach Linie II-II der Abb. i.
-
Abb.3 zeigt das Kippspannwerk in Verbindung mit dem Zählwerk für die
gemessenen Mengen.
-
Abb. q., 5 und 6 veranschaulichen drei, verschiedene Anordnungen der
Druckkammern zur Erzielung des komprimierten Gases.
-
Wie sich aus Abb. i ergibt, besteht der Flüssigkeitsmesser aus zwei
Maßgefäßen i und a gleichen Inhalts, die unten mit einem wagerecht liegenden Rohr
3 gegenseitig verbunden sind. Im Verbindungsrohr 3 sitzt ein Kolbenschieber q.,
der in der Mitte von einer senkrechten Wand 5 in zwei Teile zerlegt ist und Öffnungen
6, 7 hat, die je nach Stellung
des Kolbenschiebers eine Verbindung
mit den durch die Wandungen des Verbindungsrohres_3 gebildeten Ringkammern 8, 9
und i o herstellen.
-
Die beiden Ringkammern 8 und 9 stehen mit dem Raum i i in Verbindung,
in den die Flüssigkeit durch irgendeine Speisepumpe gedrückt wird.
-
Die mittlere Ringkammer io steht mit dem Abfluß 16 in Verbindung.
-
Im oberen Teil beider Meßgefäße-i und 2 befinden sich zwei Schwimmer
17 und 18, die von der Flüssigkeit gehoben werden, sobald dieselbe einen bestimmten
Stand erreicht. Mit den Schwimmern werden dann die Enden einer beide Meßgefäße oben
verbindenden Leitung i9 abgeschlossen. Die Verbindungsleitung i 9 ist mit einem
Lufteinlaßventil 20 versehen.
-
Neben den Schwimmern 17 und 18 finden sich zwei Kammern 21, 22 vor,
die einerseits mit den Meßgefäßen i und 2 und andererseits. mit den sogenannten
Kompressionskammern 23, 24 in Verbindung stehen. Die VerbindunZ mit den Kompressionskammern
geht über Kugelventile 25, 26, die in einer besonderen Trennungswand untergebracht
sind und die. Verbindung zu einem bestimmten Zeitpunkte versperren können.
-
Der Kolbenschieber 4 steuert mit Hilfe einer Pleuelstange z7 und einer
Kurbel 28 eine in, ,den Wandungen des Verbindungsrohres 3 gelagerte Welle 29, auf
welcher ein Hebe13o befestigt ist (Abb.3). Das freie Ende des Hebels so trägt eine
Rolle, die auf eine bei 32 drehbar befestigte und mit dem freien Ende an
einen Anschlag 33 abgestützte Blattfeder 31 drückt. -Aus Abb. 2 wird ersichtlich=.
wie die Kammer i z mit der Ringkammer 9 in Verbindung steht, in welche die Öffnungen
6 des Kolbenschiebers einmünden.
-
Die Wirkungsweise des Apparates ist wie folgt: Die in die Kammer i
i unter Druck eintretende Flüssigkeit gelangt zu den Ringkammern 8 und 9. Aus der
Kammer 8 kann die Flüssigkeit nicht entweichen. Von der Kammer 9 kann sie aber über
die Öffnungen 6 des Kolbenschiebers und durch das Innere desselben hindurch in das
Meßgefäß 2 strömen. Mit dem Ansteigen der Flüssigkeit im Meßgefäß wird die -Luft
in bekannter Weise über die Verbindungsleitung i9 in das daneben liegende Meßgefäß
i zurückgedrückt. -Sobald die Flüssigkeit den Schwimmer 17 erreicht, wird er gehoben
und das weitere Abströmen der Luft versperren. Die Flüssigkeit steigt aber weiter
an, dringt schließlich in Kammer 22 ein und drückt die hier eingeschlossene Luft
über das Kugelventil 26
allmählich in die Kompressionskammer 24 hinein. Sobald
die Flüssigkeit das Kugelventil 26 erreicht, wird letzteres. zum plötzlichen Abschluß
gebracht, d. h. die Kugel wird gehoben und der Kompressionsraum von dem darunterliegenden
Raum 22 abgesperrt.
-
Die Flüssigkeit befindet sich,jetzt in einem allseitig abgeschlossenen
Behälter, so daß sich ein plötzlicher Überdruck bilden muß und auf der senkrechten
Scheidewand 5 des Kolbenschiebers auswirken wird. Der Kolbenschieber wird nach rechts
fortgeschoben, bis seine öffnwngen 6 nicht mehr mit der Ringkammer 9 in Verbindung
stehen. Nun ist jeder weitere Zu-Ruß der Flüssigkeit zum -Meßgefäß 2 unterbrochen.
-
Der Kolbenschieber wird sich jetzt in seiner Mittelstellung befinden;
aber aus Abb.-3 sowie auch aus der Abb. i ergibt sich, daß die beiden auf ein und
derselben Welle 29 festsitzenden Hebelarme 28, 30 zufolge der weiteren Bewegung
des Kolbenschiebers die Blattfeder 31 durchbiegen werden. Hierbei ist noch zu bemerken,
daß das durch die Kurbel 30 und die Feder 31 gebildete Kippspannwerk sich
.gerade dann in seiner Kipplage befindet; -wenn der Kolbenschieber seine Mittellage
einnimmt, bei der er den Zugang zu dem gefüllten MeßZefäß versperrt.
-
Sonach wird eine andere, vom Flüssigkeitsdruck unabhängige Kraft notwendig,
um dem Kolbenschieber die weitere Verschiebung zu ermöglichen. Diese Kraft wird
nun vom Druck der in Kammer 24 eingeschlossenen Luft geliefert. Die Spannung der
Druckluft wird auf die die Kammer 22 füllende Flüssigkeit zurück . und zugleich
mit dem Druck derselben auf _ den Kolbenschieber wirken. Dieser wird demnach durch
seine Totpunktslage gedrückt und zusammen mit .der bei weiterer Verschiebung in
verstärktem Maße zur Geltung kommenden Kraft der Feder 31 in seine Endstellung gebracht.
-
Der Abhub wird erleichtert durch die Entspannung der in Kammer 24
eingeschlossenen Luft und außerdem noch unterstützt durch die dem Meßgefäß i entweichende
und zum Meßgefäß 2 überströmende Luft, da die Flüssigkeit -inzwischen in das -Meßgefäß
i einströmt und die hier befindliche Luft über Leitung i 9 nach dem sich entleerenden
Meßgefäß verdrängt. Im .allgemeinen kennzeichnet sich die Wirkung des neuen Flüssigkeitszählers
also dadurch, daß die erste Verschiebung des beiden Meßgefäßen gemeinsamen Verteilers
unter Einwirkung des Einströmdruckes der Flüssigkeit vo.r sich geht, bis der Verteiler
bzw. Kolbenschieber durch Abschluß des Flüssigkeitszulaufes in eine Gleichgewichtslage
kommt und daß danach die weitere Verschiebung durch den Druck der in der Hilfskammer
bzw. Kompressionskammer
eingeschlossenen und komprimierten Luft
vor sich geht. Die restliche Verschiebung des Verteilers bzw. Kolbenschiebers wird
dann noch durch die Kraft der Feder 31 unterstützt. In der einen oder anderen Endlage
wird der Verteiler schließlich durch die eben erwähnte Feder in an sich bekannter
Weise f estgehalten.
-
Zu bemerken ist: -i. daß das Volumen der Kammern 21 und 22 zum Volumen
der Meßgefäße i und 2 hinzuzurechnen ist, d. h. daß das Volumen der nach jeder Umsteuerung
abgegebenen Flüssigkeitsmenge gleich dem Volumen des Meßgefäßes plus Volumen der
zugehörigen Kammer 21 oder 22 ist; 2. daß man die Kugeln 25- und 26 gegebenenfalls
durch kleine Schwimmer ersetzen kann. Die Schwimmer würden die gleiche Aufgabe wie
jene Kugeln erfüllen können; 3. daß die Kompressionskammern 23, 24. ein Volumen
besitzen, das so zu bestimmen ist; daß die Spannung der beim Abschluß, d. h. beim
Heben der Kugeln oder Schwimmer eingesperrten Luft allein nicht genügt, um die Umsteuerung
des Kolbenschiebers zu veranlassen. Die Umsteuerung wird an erster Stelle durch
den Druck der einströmenden Flüssigkeit in die Wege geleitet, bis das Einströmen
abgesperrt und der Kolbenschieber dann in eine gewisse Gleichgewichtslage gebracht
ist. Sobald der Druck der einströmenden Flüssigkeit aufhört, beginnt der Druck der
in der Kompressionskammer eingeschlossenen Luft zu wirken und die weitere Umsteuerung
zu veranlassen; q.. daß das Volumen der von einem Meßgefäß zum anderen Meßgefäß
zurückströmenden Luft gleich dem Volumen der abgemessenen Flüssigkeitsmenge ist,
abzüglich des Volumens der Hilfskammern 21 oder 22; 5. daß genau in dem Augenblick,
wo der Flüssigkeitsstand im Meßgefäß 2 z. B. den Schwimmer 17 erreicht und anhebt,
eine vollständige Entleerung des zweiten Meßgefäßes geschehen sein muß_, da einerseits
aus dem einen Meßgefäß eine Luftmenge verdrängt ist, die genau das Volumen des anderen
Meßgefäßes ausfüllt, und da andererseits die Entspannung der in der Kompressionskammer
23 eingeschlossenen Luft schon geschehen ist. Es bleibt nur noch übrig, dem einen
Meßgefäß, z. B. dem Meßgefäß 2, eine Flüssigkeitsmenge in der Größe des Volumens
der Kammer 22 zuzuführen. Diese Verzögerung ist absichtlich geschaffen worden, damit
die vollständige Entleerung des einen Meßgefäßes schon geschehen ist, bevor das
andere Meßgefäß vollständig gefüllt wird; die Spannung der Luft trägt dazu hei,
daß die Flessigkeit mit ziemlicher Geschwindigkeit in den Abfluß geführt wird. Die
Entleerung des Apparates wird dadurch sehr begünstigt, zumal wenn die Abfiußleitung
tief liegende Stellen aufzuweisen hat.
-
Es ist selbstverständlich, daß die im vorstehenden beschriebenen Kompressionskammern
auch andere Formen annehmen können. Beispiele hierfür bringen die Abb. q., 5 und
6. Nach Abb. q, sind die Kammern 21, 23 der Abb. i durch Kammern. 5o, 51 ersetzt
worden, die in Schwimmern untergebracht sind, welche zugleich die Rolle der Schwimmer
18 der Abb. i übernehmen.
-
Die im Meßgefäß i z. B. hochsteigende Flüssigkeit hebt das Ganze wie
einen Schwimmer, um dann von unten her in Kammer 50 einzudringen und die Luft in
Kammer 51 zu komprimieren.
-
Abb. 5 zeigt eine etwas andere Ausführungsform. Kammern 21 und 23
der Abb. i sind hier, mit den Kammern 5.2 und 53 gegeben. Die Schwimmer 5¢ sind
den Kugelventilen der Abb. i gleichzustellen. Abb. - 6- bringt eine weitere Ausführungsform,
bei welcher hauptsächlich beabsichtigt ist, das Volumen der Kompressionskammern
zu vermindern und die Kompression zum Teil mit der im Meßgefäß steigenden Flüssigkeit
und zum Teil durch eine außenliegende Hilfspumpe herb eizuf ühren.
-
Die Hilfsluftpumpe 55 steht mit den Kompressionskammern 58, 59 über
zwei besondere Leitungen und über Rückschlagventile 56, 57 in Verbindung. An tiefster
Stelle der Kompressionskammern sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel Kugeln oder
Schwimmerventile 6o, 61 vorgesehen. Der zwischen dem Sitz der Schwimmer 62, 63 und
den Kugelventilen 6o, 61 liegende Raum verkörpert die Hilfskammern, die in Abb.
i mit 21 und 22 bezeichnet wurden.
-
Solange die Schwimmer 62, 63 im Betrieb nicht von der Flüssigkeit
geloben werden, verteilt sich die von der Pumpe gelieferte Luft gleichmäßig über
beide Meßgefäße; die gemeinsame Leitung i9 wird die Drücke in beiden Meßgefäßen
ausgleichen.
-
Hebt die im Meßgefäß steigende Flüssigkeit den Schwimmer, z. B. den
Schwimmer 63 des Gefäßes 2, so wird die Verteilung der von der Pumpe gelieferten
Luft sofort ungleichmäßig werden. Die Kompressionskammer 59 empfängt jetzt nämlich
noch einen Teil der zwischen dem Niveaua,@b-und dem Kugelventi161 eingeschlossenen
und von der dem Meßgefäß 2 zuströmenden Flüssigkeit verdrängten Luft. Zugleich tritt
der Kammer 59 natürlich noch die von der Pumpe gelieferte Luft zu.
-
Die Luftzufuhr seitens de: Pumpe höre auf.
sobald
der Druck in- der Kompressiönskammer das Maximum des- vom toten Raum der Pumpe abhängigen
Druckes übersteigt und das Rückschlagventil auf seinen Sitz niederdrückt.
-
Mit einer derartigen Einrichtung, also durch Luftzufuhr von einer
außengelegenen Stelle, soll zunächst die Größe der Kompressionskammern vermindert
werden und andererseits (solange die Schwimmer 62, 63 nicht gehoben sind)
eine beschleunigte Entleerung der Meßgefäße erreicht werden.
-
Das System ist im übrigen. selbstregulierend bis zum (kritischen Augenblick,
d. h. bis zu dem Augenblick, wo. die Umsteuerung einsetzt hn:d die gesamte Luftmenge
der Pumpe in das sich entleerende Meßgefäß geschickt wird.