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Dampfmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Dampfmesser, bei
dem die das Gewicht des Dampfes bestimmenden Meßgrößen durch hintereinandergeschaltete,
Staffelwalzen miteinander multipliziert und auf ein Zählwerk übertragen werden.
Die bekannten Dampfmesser dieser Art weisen den Mangel auf, daß bei der Übertragung
der das Gewicht bestimmenden Meßgrößen eine Korrektur des spezifischen Gewichtes
selbst je nach der Art des zur Verwendung gelangenden Dampfes nicht vorgenommen
wird bzw. nicht vorgenommen werden kann.
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Diesem Mangel abzuhelfen ist der Zweck der vorliegenden Erfindung.
Sie besteht in der Ausbildung des Dampfmessers in solcher Weise, daß bei ihm eine
Korrektur des spezifischen Gewichtes des den Messer jeweils durchströmenden Dampfes
vorgenommen wird, welches sich bei Sattdampf in Abhängigkeit von dem Druck und bei
überhitztem Dampf in Abhängigkeit von dem Druck und der Temperatur ändert. Infolge
dieser Ausbildung läßt sich der Dampfmesser nach der Erfindung sowohl in mit Sattdampf
als auch in mit überhitztem Dampf arbeitenden Anlagen verwenden. Außerdem wird dem
Dampfmesser durch diese Ausbildung eine Genauigkeit verliehen, die die bekannten
Dampfmesser der eben erwähnten Art nicht aufweisen.
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In den Zeichnungen ist der Dampfmesser nach der Erfindung beispielsweise
in einer Ausführungsform im Schnitt dargestellt.
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z ist eine Kammer, die von dem Dampf, dessen Menge gemessen werden
soll, von links nach rechts durchströmt wird. Durch den durchströmenden Dampf wird
ein geeignetes Organ, z. B. ein Meßteller 42 o. dgl., entsprechend der Menge des
Dampfes bewegt, das seineBewegung, wie aus Abb. 2 ersichtlich, über die Stange 43,
den mit dieser mit seinem einen Ende gelenkig verbundenen und mit seinem anderen
Ende bei 44 in dem Gehäuse 45 drehbar gelagerten Hebel 46, die Stange 47, die auf
dieser oben und unten befestigten Arme 48 und 49 (Abb. 2), die mit ihrem freien
Ende mit der auf und nieder beweglich angeordneten Stange 5o (Abb. z) verbunden
sind, auf den Hebel 2 überträgt. Dieser ist mit seinem einen Ende bei 3 drehbar
gelagert und mit seinem anderen Ende mit der Walze 4, der Volumenwalze, gekuppelt.
Diese Walze 4 wird durch eine geeignete Antriebskraft (Uhrwerk, Motor o. dgl.) 5
über das Stirnrad 6, die Walze 7 und das oben auf der Walze 4 angeordnete Stirnrad
8 in stets gleichförmige Umdrehung versetzt. Die Zähnezahl der Walze 4 ist schraubenlinienförmig
so ausgespart, daß sie oben von Null bis unten zu einem Maximum zunimmt. 9 ist eine
Druckpatrone, auf die der Druck des Dampfes aus der Kammer z durch das Röhrchen
zo übertragen wird. Die Druckpatrone 9 steht durch die Stange zz mit dem bei 12
drehbar gelagerten Hebel 13 in Verbindung, der seinerseits an seinem freien Ende
durch ein Gelenk 14 bei z5 mit einem Hebel 16 verbunden ist, der seinen Drehpunkt
bei 17 hat. Der Hebel =6 ist mit der Kurvenwalze 18 gekuppelt, deren Zähnezahl ebenfalls
schraubenförmig so ausgespart ist, daß sie oben von Null
bis unten
zu einem Maximum zunimmt, wobei die Kurve, nach der die Zähnezahl auf der Walze
18 verläuft, dem spezifischen Gewicht des Dampfes bei einer bestimmtenTemperatur,
z. B. bei 2oo°, entspricht. i9 ist ein Arbeitskörper, der durch das Röhrchen 2o
mit einem in den Dampfraum i eingebauten Wärmefühler verbunden ist, von dem aus
die Temperatur des Dampfes auf den Arbeitsstift 21 des Arbeitskörpers ig übertragen
wird. Dieser Stift 21 ist bei 22 mit dem bei 23 drehbar gelagerten Hebel 24 verbunden,
der durch das Gelenk 25 mit dem Hebel z6 in Verbindung steht. Der Hebel
26
ist mit seinem einen Ende bei 27 drehbar gelagert und mit seinem anderen
Ende mit der Kurvenwalze (Temperaturwalze) 28 gekuppelt, so daß diese unter dem
Einfluß der jeweiligen Temperatur des zu messenden Dampfes steht.
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Der Drehpunkt 17 des Hebels 16 ist auf einer verschiebbar angeordneten
und unter dem Einfluß einer Feder stehenden Kulisse 29 angeordnet. Diese legt sich
unter dem Einfluß der Feder mit der Laufrolle 30 gegen die an dem die Hebel
24 und 26 miteinander verbindenden Gelenk 25 angebrachte Schablone 31. Die Lage
dieser gegenüber der Kulisse 29 wird selbsttätig in Abhängigkeit von der
Temperatur des Dampfes und somit des von der Temperatur abhängigen spezifischen
Gewichtes dieses -verändert. Hierdurch wird auch die Lage des Drehzapfens 17 für
den Hebel 16 geändert und dadurch wieder das Übersetzungsverhältnis, in dem der
von dem Druckhebel 13 beeinflußte Hebel 16 auf die Walze 18 einwirkt, geändert.
Hierdurch wird die notwendige Korrektur des spezifischen Gewichtes des Dampfes,
das ja außer von dem Druck auch von der Temperatur dieses abhängig ist, erzielt.
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Die Arbeits- und Wirkungsweise des Dampfmessers ist folgende: Ist
der Messer außer Betrieb, so nehmen die als Übertragungsglieder für die verschiedenen
Meßgrößen dienenden Hebel und Kurvenwalzen die aus der Abb. i ersichtliche Lage
ein. Strömt nun Sattdampf durch die Kammer i, so genügt zur Bestimmung der Menge
des verbrauchten Dampfes eine Multiplikation des Volumens mit dem spezifischen Gewicht,
da bei Sattdampf die für den Wert des Dampfes außer dem Volumen noch maßgebenden
Meßgrößen, spezifisches Gewicht, Temperatur und Druck, voneinander abhängig sind.
Demgemäß wird durch das in der Kammer i angeordnete Organ 42 unter Zwischenschaltung
geeigneter Übertragungsorgane 43, 46, 47, 48, 49 und 50 der Hebel 2 angehoben und
dadurch auch die mit ihm gekuppelte Walze 4, die von dem Antrieb 5 aus über das
Stirnrad 6, die Walze 7 und das Stirnrad 8 in stets gleichförmige Drehung versetzt
wird. Infolgedessen tritt die dem Volumen des Dampfes entsprechendeZähnezahl der
Walze 4 in Eingriff mit dem auf der Welle 32 befestigten Stirnrad 33, das mit der
Zwischenwalze 34 in Eingriff steht. Da sich das Stirnrad 33 mit einer dem Volumen
entsprechenden Umdrehungszahl dreht, so wird diese durch die Zwischenwalze 34 auch
auf die Kurvenwalze 18 übertragen. Die auf dieser Walze 18 aufgetragene Kurve entspricht
dem spezifischen Gewicht des Dampfes bei einer bestimmten Temperatur und ist maßgebend
für die Dauer des Eingriffes des auf der Welle 35 befestigten Zahnrades 36 mit der
Kurvenwalze 18. Diese wird durch den mit ihr gekuppelten und bei 17 drehbar gelagerten
Hebel 16 gehoben, und zwar unter dem Einfluß des von der Druckpatrone g aus in Abhängigkeit
von dem Druck bzw. dem spezifischen Gewicht des zu messenden Dampfes bewegten Hebels
13, der durch das Gelenk i4 bei 15 mit dem Hebel 16 verbunden ist. Das Übersetzungsverhältnis
dieses Hebels 16 ist gegeben durch die Entfernung zwischen Drehzapfen 17 und dem
Gelenkzapfen 15 einerseits und Drehzapfen 17 und Endpunkt des Hebels 16 andererseits.
Wird die Walze 18 durch den Hebel 16 gehoben, so tritt eine dem spezifischen Gewicht
des Dampfes entsprechende Zähnezahl der Walze 18 mit dem Stirnrad 36 in Eingriff,
so daß dieses dann eine dem spezifischen Gewicht entsprechende Drehzahl annimmt;
die von dem Rad 36 auf die Zwischenwalze 37 übertragen wird. Auf diese Art erfolgt
eine mechanische Multiplikation des Volumens mit dem spezifischen Gewicht des Dampfes.
Dieses Produkt -wird dann durch die Walze 37 in kg auf das Zählwerk 38 übertragen.
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Strömt durch die Kammer i überhitzter Dampf, so ist für die Berechnung
und Anzeige des verbrauchten Dampfes noch ein dritter Faktor, und zwar die Temperatur
des Dampfes, zu berücksichtigen.
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Das Gewicht des Dampfes in kg ist mit dem Wärmeinhalt dieses in Cal/kg
zu multiplizieren. Dies wird durch die Walze 28 erreicht, die mit dem bei 27 drehbar
gelagerten und unter dem Einfluß der Temperatur des Dampfes stehenden Hebel
26 gekuppelt ist.
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Steigt z. B. die Temperatur des Dampfes, so bewegt sich der Arbeitsstift
21 des Arbeitskörpers ig nach unten und hebt dabei durch den Hebel 24 und das Gelenk
25 den Hebel 26 und damit die Temperaturwalze 28 um ein entsprechendes Stück. Hierdurch
wird eine dem Wärmeinhalt des Dampfes entsprechende Zähnezahl der Kurvenwalze 28
in Eingriff mit dem auf der Welle 39 befestigten Stirnrad 40 gebracht. Bei
dem Anheben der Temperaturwalze 28 eifolgt auch die Korrektur des von der Temperatur
des Dampfes abhängigen spezifischen Gewichts dieses bzw. des diesem entsprechenden
Hebelarmes, der auf die Walze i8
einwirkt. Bei dem Anheben des Hebels
24 unter dem Einfluß der Temperatur bewegt sich auch die auf dem Gelenk 25 befestigte
Schablone 3i, gegen die sich die den Drehzapfen 17 für den Hebel 16 tragende Kulisse
29 mit ihrer Rolle 30 legt, nach .oben. Infolgedessen bewegt sich die Kulisse 29
unter dem Druck der auf sie wirkenden Feder nach rechts, wodurch der Drehpunkt bzw.
der Drehzapfen 17 des Hebels 16 am Ende dieses ebenfalls nach rechts verlegt wird.
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Infolgedessen wird das Übersetzungsverhältnis des Hebels 16 kleiner
und damit der Hub der Walze 18 vermindert. Da die Umdrehung dieser Walze durch das
Stirnrad 36 über die Zwischenwalze 37 auf das oben an der Temperaturwalze 28 angeordnete
Stirnrad q1 übertragen wird, so wird eine mechanische Multiplikation des Volumens,
des der jeweiligen Temperatur des Dampfes entsprechend korrigierten spezifischen
Gewichts und der Temperatur des Dampfes durchgeführt. Dieses Produkt wird dann von
der Walze 28 über das Stirnrad 40, die Welle 39 und das Kegelradgetriebe 42' auf
das Zählwerk 38 übertragen, an dem der Verbrauch des überhitzten Dampfes in Wärmeeinheiten
abgelesen werden kann.
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Der vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Messer
wird zweckmäßig noch mit einer Schreibvorrichtung versehen, die die Schwankungen
des Verbrauches registriert, und zwar den Druck in Atü und die Dampfmengen in cbm.
Hierdurch ist es möglich, jederzeit die Spitzenleistungen festzustellen und nachträglich
eine Betriebskontrolle vorzunehmen. Da Druck und Volumen von der Schreibvorrichtung
getrennt registriert werden, ist aus dem Streifen der Schreibvorrichtung ohne weiteres
ersichtlich, ob bei schwankendem Verbrauch die Dampfspannung in den möglichen Grenzen
konstant gehalten wurde.
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Bei der Messung von überhitztem Dampf wird eine dritte Feder über
dem Registrierstreifen angebracht, durch die die Temperaturschwankungen auf dem
Streifen festgehalten werden.