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Aus einer meß- und Hilfspumpe bestehende Flüssigkeitsmeßvorrichtung
Flüssigkeitsmeßvorrichtungen, welche aus einer Meß- und Hilfspumpe bestehen, sind
bekannt, bei denen das Getriebe der letzteren mit dem der Meßpumpe in Eingriff gebracht
werden kann.
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Diese bekannten Vorrichtungen haben jedoch den -Nachteil, daß sie
nicht unter allen Umständen ein genaues Messen der zu verausgabenden 'Menge gewährleisten.
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Dieser Mangel soll gemäß der Erfindung dadurch beseitigt werden, daß
neben einem Schwimmerventil und selbsttätig wirkenden Absperrventil, die beide am
Ende der Verteilungsleitung der Meßpumpe angeordnet sind, eine bewegliche Fläche
(Membrane, Kolben o. dgl.) vorgesehen ist, die unter dem auftretenden über- oder
Unterdruck das Getriebe der Meßpumpe mit dem Antrieb selbsttätig kuppelt.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch in mehreren
Ausführungsformen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i einen Schnitt
durch eine Meßpumpe nach einer ersten Ausführungsform, Abb. 2 einen Teil der Abb.
i in anderer Stellung, Abb. 3 eine zweite Ausführungsart, Abb.-1 einen Teil der
Abb. 3 in größerem Maßstabe in Arbeitsstellung, Abb. 5 eine Einzelheit einer anderen
Ausführungsform und Abb. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Meßpumpe.
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Die Flüssigkeitsmeßvorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einer
Meßpumpe i, in deren geschlossenem Zylinder ein Kolben :2 angeordnet ist, der mit
einem Rückschlagventil 3 und einer Kolbenstange 4. versehen ist, die am oberen Ende
als Zahnstange 5 ausgebildet ist und mit einem Ritzel6 in Eingriff steht.
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Die Meßpumpe i ist mit dem nicht gezeichneten Flüssigkeitsbehälter
durch ein Saugrohr 7 verbunden, das im unteren Teile ein ebenfalls nicht gezeichnetes
Rückschlagventil besitzt und dessen Mündung mit einem Saugventi18 versehen ist.
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Oberhalb der Meßpumpe i ist eine Verteilungsleitung 9 angeschlossen,
die mit einem Absperrventil io versehen ist und mit der Entleerungsleitung i i in
Verbindung steht.. die an ihrem oberen Ende ein Lufteinlaßventil 12 trägt.
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Gemäß Abb. i und 2 wird eine Hilfspumpe r3 verwendet, die durch eine
mit Saugventil 14 versehene Leitung 15 mit dem Saugrohr und durch die mit einem
Rückschlagv entil 16 versehene Druckleitung 17 mit dem unteren Teile der Meßpumpe
i in Verbindung steht.
Der Kolben der Hilfspumpe 13 wird mittels
einer Schubstange 18 durch ein Zahnrad i9 angetrieben, das in ein Zahnrad 2o eingreift,
dessen Kurbel 21 als Antrieb im Uhrzeigersinne dient. Auf der Achse des Zahnrades
20 ist ein Hebel 22 angelenkt, der ein Zahnrad 23 trägt, das beständig mit dem Zahnrad
2o kämmt und mit dem Ritzel C in Eingriff gebracht werden kann.
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Der Hebel 22 ist an eine bewegliche Fläche 25, z. B. Membrane, Kolben
o. d",-l., angelenkt, die nach Abb. i und 2 in einer Kammer 24 untergebracht ist,
die mit dem oberen Teile der Meßpumpe i in Verbindung steht und luftdicht durch
die bewegliche Fläche 25 abgesperrt ist, die durch eine Feder 26 in das Innere der
Kammer 2:I hineingedrückt wird und durch eine starre an dein Hebel 22 angelenkte
Verbindung mit diesem verbunden ist.
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Am oberen Ende der Verteilungsleitung 9 ist eine Kammer 27 mit Schwimmer
28 Vorgesehen, der mittels eines Ventiles 29 eine, Entlüftungsöffnung
30 schließen kann. Das Ventil io steht unter der Wirkung einer Druckfeder
31.
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Diese Vorrichtung wirkt wie folgt: Angenommen, der Apparat sei leer
und die Kurbel 21 werde gedreht, so saugt die Hilfspumpe 13 die im Saugrohre 7 enthaltene
Luft an und erzeugt dort einen die Flüssigkeit zum Ansteigen bringenden Unterdruck.
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Die abgesaugte Luft wird durch die Druckleitung 17 gedrückt und entweicht
über Rückschlagv entil 3 des Kolbens 2 durch die Entlüftungsöffnung 3o, solange
die Hilfspumpe 13 Luft fördert. Sobald diese aber Flüssigkeit ansaugt, füllt
letztere den Zylinder der Meßpumpe i und die Leitung 9, bis sie den Schwimmer 28
anhebt, dessen Ventil 29 die Entlüftungsöffnung 30 verschließt. Dadurch entsteht
im Zylinder und in der Leitung ein Flüssigkeitsdruck, der sich auf den Behälter
24. und die Membrane 25 überträgt. Der Behälter 2d muß selbstverständlich ebenfalls
so gebaut sein, daß die darin enthaltene Luft vorher selbsttätig entweichen kann.
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Die Membrane 25 schwenkt entgegen der Wirkung der Feder 26 den Hebel
22, der das Zahnrad 23 mit dem Ritzel in Eingriff bringt. Die Drehung der Kurbel
21 wird durch das Zahnrad 2o auf das Zahnrad 23 übertragen, das das Ritzel6 der
Pumpe in Bewegung setzt. Es ist dabei zu beachten, daß die größte Fördermenge der
Hilfspumpe 13 pro Zeiteinheit nicht so groß ist wie die der Meßpumpe i und daß die
Federn 26 und 31 zweckmäßig so bemessen sind, daß die Membrane 25 sich durchbiegt
und die Kupplung bewerkstelligt, bevor das Ventil io angehoben wind, wobei die Höhe
der Flüssigkeitssäule in dem Rohre 9 zu berücksichtigen ist.
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Sobald das die selbsttätige Kupplung bildende Zwischengetriebe 2o,
22 die in Abb. 2 veranschaulichte Stellung einnimmt, hebt sich der Kolben 2 und
drückt die ganze in dein Zylinder über dem Kolben z enthaltene Flüssigkeitsmenge
durch die Leitung 9, und der dort auftretende Überdruck hebt das Ventil io, so daß
diese Flüssigkeitsmenge durch das Ausflußrohr i i ausfließen kann, wobei das Lufteinlaßventil
12 eine unbehinderte vollständige Entleerung des Rohres i i und eines biegsamen
nicht gezeichneten Abgaberohres ermöglicht. Die genau vorausbestimmte abzugebende
Flüssigkeitsmenge wird entweder durch den passend gewählten Zylinderinhalt der Pumpe
i oder durch entsprechende den Kolbenhub begrenzende Anschläge bestimmt.
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Während der Kolben 2 die Flüssigkeit ausstößt, saugt er gleichzeitig
zum Teil durch das Ventil 8 des Rohres 7 Flüssigkeit an, und die Hilfspumpe 13 bewirkt
die weitere vollständige Füllung der Pumpe mit Flüssigkeit.
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Will man, nachdem der Kolben 2 den der gewünschten Flüssigkeitsmenge
entsprechenden Hub beendet hat, die Pumpe neu füllen, um sofort oder später eine
neue Abgabe vorzunehmen, so genügt es, die Kurbel ei im entgegengesetzten Sinne
zu bewegen. Die Hilfspumpe 13, deren Kurbel zweckmäßig durch ein Sperrad o. dgl.
(nicht gezeichnet') angetrieben wird, fördert dann nicht mehr in den Hauptzylinder
der Pumpe i. Der auf die Membrane 25 wirkende Überdruck verschwindet dadurch, und
führt die Membrane 25 unter dem Druck der Feder 2.4 den Hebel 22 in seine Anfangsstellung
zurück, wodurch das Zahnrad 23 aus dein Ritzel 6 ausgerückt wird. Unter diesen Umständen
sinkt der Kolben 2 durch seine eigene Schwere und läßt durch das Ventil 3 die Luft-
und Flüssigkeitsmenge, die unterhalb des Kolbens 2 eingeschlossen war, durchtreten;
die Luft, die leichter ist, steigt in der Leitung 9 an und tritt in die Schwimmerkammer
27.
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Falls zufällig während des Steigens des Kolbens 2 Luft eingedrungen
sein sollte, so wird diese Luftmenge daran gehindert, in die gemessene und ablaufende
Flüssigkeit überzutreten, da diese Flüssigkeitsmenge unter Druck steht, während
in dem Raume unterhalb des Kolbens infolge der geringeren Förderung der Pumpe 13
im Vergleich zu der Pumpe i Unterdruck herrscht.
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Bei Beginn einer neuen Abgabe, d. h. sobald die Kurbel in der Pfeilrichtung
bewegt wird, tritt die Hilfspumpe 13 sofort in Tätigkeit und treibt durch die öffnung
3o die eingedrungene Luftmenge ins Freie, bis die öffnung
3o abermals
durch den Schwimmer 28 gesperrt wird.
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Die in Abb. 3 bis 6 gezeigten Flüssigkeitsmeßvorrichtungen unterscheiden
sich von der eben beschriebenen dadurch, daß die Hilfspumpe 13 durch eine einfache
Saug- und Druckluftpumpe ersetzt ist.
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Wie in Abb. 3 und d veranschaulicht, saugt die Hilfspumpe 32, die
unmittelbar von dem Zahnrad mittels Schubstange 18 angetrieben werden kann, durch
die Leitungen 34. und 35 die in der Meßpumpe i und den an sie anschließenden Rohren
angesammelte Luft durch den oberen Teil ihres Druckrohres 9 und zweckmäßig durch
eine mit der Luftauslaßöffnung 30 in Verbindung stehende Filterkammer 33
ab, bis, wie bei dem ersten Beispiele, das durch den Schwimmer 28 gehobene %'entil
29 die Öffnung 3o absperrt. Von der Leitung 35 -wird eine Membrananordnung 2q.,
25 und 26 abgezweigt, die auf den Hebel 22, wie oben beschrieben, wirkt, aber nicht
durch L ber- sondern Unterdruck (Abb. 4).
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Zwischen dieser Membrananordnung und der Leitung 34 wird zweckmäßig
ein Gehäuse eingeschaltet, das die Ventile 36 und 37 enthält, die sich beide nach
innen öffnen und von denen das eine, 36, als Rückschlagventil für das Rohr 35 dient,
während das andere, 37, von kleinerem Querschnitte zum Wiedereinlassen der Luft
in die Pumpe 32 dient, wenn die Öffnung 30 geschlossen ist. Dieses Ventil
37 -wird derart angetrieben, daß es durch den Hub der Membrane 25 und eine entsprechende
L; bertragungseinrichtung zwangläufig offen bleibt, solange die Pumpe i fördert.
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Diese Übertragungseinrichtung kann beispielsweise folgendermaßen eingerichtet
sein: Eine Stoßstange 38, die durch die die Membrane 25 mit dem Hebel 22 verbindende
Stange bewegt wird, ist bei 39 an einen der Schenkel eines Winkelhebels angelenkt,
der selbst auf einer festen Achse 4i schwenkbar ist und dessen anderer Schenkel
an dem Schaft des -'entiles 37 angreift und dieses nach innen von seinem Sitze hebt,
kurz nachdem die Zahnräder 6 und 23 in Eingriff gekommen sind. Um dieses Nacheilen
zu erzielen, kann man die Übertragung zwischen der Stange 38 und der Membrane 25
mittels einer länglichen öffnung oder in ähnlicher Weise bewerkstelligen. Dies bezweckt,
dauernde Schwankungen der Membrane zu Anfang der Flüssigkeitsabgabe zu verhindern.
Es ist auch vorteilhaft, das Ventil 37
mit einer Druckfeder zu versehen, die
bei geeigneter Anordnung gleichzeitig die Schlußlage des Ventiles 36 unterstützt.
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\ach Abb. 5 ist das Gehäuse mit den Ventilen 36 und 37 durch einen
Hahn 42 mit Winkelbohrung ersetzt, der bei einer der normalen Lage der Membrane
25 entsprechenden Stellung des Kükens die an der Hilfspumpe 32 angeschlossene Leitung
3.4 mit der Membrananordnung und somit auch mit der Leitung 35 verbindet, während
in der anderen Stellung des Kükens die Luftpumpe 32 nicht mehr aus der Leitung 35,
sondern durch 44 aus der Außenluft saugt.
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Auch hier ist es vorteilhaft, ein Rückschlagventil.l.3 vorzusehen,
das den Unterdruck im Membrangehäuse 24 und in der Leitung 3 5 so lange aufrecht
erhält, bis die Hilfspumpe Außenluft ansaugt.
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Nach Abb. 6 kann man die Vorrichtung so antreiben, daß die Luftpumpe
außer Betrieb ist, wenn die Räder 6 und 23 ineinandergreifen. Zu diesem Zwecke verbindet
man die Schubstange 18 nicht mehr mit dem Zahnrad 2o, sondern mit einem Zahnrad
45, das sich um eine feste Achse dreht, die ihrerseit so angeordnet ist, daß es
noch etwas in das Zahnrad 23 eingreift, wenn dieses angefangen hat, in das Ritze16
der Zahnstange 5 einzugreifen. Die wirksamste und schnellste Kupplung wird durch
eine Stellung der Räder 6, 23 und 20 zueinander erreicht, bei der der durch ihre
Achsen bedingte Winkel ein rechter oder annähernd ein rechter ist. Gleichzeitig
ordnet man die Achse des die Hilfspumpe 32 antreibenden Zahnrades 45 ungefähr auf
der Verlängerung der durch die Drehachsen der Räder 23 und 6 gehenden Geraden an.
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Sowohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 wie bei denen nach
Abb. 3 und 5 kann man die Feder 31 des Ventiles io weglassen, wenn man den Sitz
dieses V entiles auf gleicher Höhe wie den Spiegel der Flüssigkeit in der Kammer
27 des Schwimmers 28, wenn letzterer durch die Flüssigkeit gehoben ist und die Öffnung
30 abschließt, anordnet.
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Es ist selbstverständlich, daß der Apparat mit einem bekannten Zähler
(nicht gezeichnet) versehen sein kann, der in der Hauptsache. aber nicht ausschließlich,
durch die Zahnstange 5 betätigt wird. Mit diesem zusammen kann auch eine Verriegelungseinrichtung
(ebenfalls nicht gezeichnet) vorgesehen werden, durch die die Zahnstange gezwungen
wird ihren ganzen Hub in der einen oder anderen Richtung auszuführen. bevor sie
in umgekehrter Richtung entweder zwangläufig angetrieben oder durch ihre eigene
Schwere bewegt werden kann.