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Vorrichtung zum selbsttätigen gewichtsmäßigen Abteilen beliebiger
Mengen von Flüssigkeit Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen
gewichtsmäßigen Abteilen beliebiger Mengen von Flüssigkeit von einem bestimmten
spezifischen Gewicht.
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Sie ist insbesondere für solche Fälle gedacht, bei denen es sich um
das Abteilen sehr großer Einzelmengen handelt. Hierbei würden die Abmessungen einer
der bekannten selbsttätigen Flüssigkeitswaagen durch den Aufbau des schweren Tanks
auf der Waage zu groß und zu teuer werden. Nun gibt es wohl schon nach Art eines
Doppelsiphons ausgebildete Vorrichtungen zum gewichtsmäßigen Abteilen gleicher Flüssigkeitsmengen.
Aber bei diesen Einrichtungen können die einmal festgelegten Verhältnisse nicht
oder nur unter großen Schwierigkeiten und Kosten abgeändert werden, so daß ein rasches
Wechseln in der gewichtsmäßig abzuteilenden Menge nicht möglich ist.
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Wie es schon bekannt ist, kann man den Flüssigkeitsinhalt eines großen
Behälters durch eine Teildruckmessung des Bodendruckes ermitteln. Von dieser Erkenntnis
macht die Erfindung nun Gebrauch, da sich damit eine zum Abteilen großer Flüssigkeitsmengen
besonders geeignete Gesamtanordnung mit ruhendem Flüssigkeitstank ergibt, wodurch
alle die Schwierigkeiten fortfallen, die sich beim Aufbau derart schwerer Tanks
auf der Waage selbst ergeben. Das Wesen der Erfindung wird nun darin gesehen, daß
zwecks an sich bekannter Benutzung einer Teildruckmessung einer Flüssigkeitssäule
zur Gewichtsbestimmung größerer Gefäßinhalte auf Druck ansprechende Steuerwerke
benutzt werden, wie sie in bekannter Weise bei Präzisionsdruckreglern Verwendung
finden, die direkt oder über hydraulische oder elektrische Kraftgetriebe bekannter
Bauart hinweg die Absperrorgane für den Zu- und Abfluß der Flüssigkeit steuern.
Die Einstellung der dabei jeweils gewünschten gewichtsmäßig abzuteilenden Menge
erfolgt dabei durch größeres oder geringeres Hineinschieben eines an sich bekannten
Überlaufrohres in das Meßgefäß, wobei das Überlaufrohr mit einer entsprechenden
Skala versehen ist. Ferner kann ein weiteres Steuerwerk vorgesehen sein, das unter
dem Einfluß einer an sich bekannten, seitlich gesteuerten Schaltvorrichtung steht
und zu einem der beiden vorhandenen Steuerwerke für den Zu- und Ablauf parallel
geschaltet wird. Dieses zusätzliche Steuerwerk gibt den Zu- bzw. Ablauf nur- so
oft in der Stunde frei, als an der Schaltvorrichtung Abteilungen je Stunde eingestellt
sind.
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Auf der Zeichnung ist die Vorrichtung dargestellt unter Benutzung
von beim Bau von Präzisionsdruckreglern verwendeten Steuerwerken. Selbstverständlich
kann an Stelle der dargestellten Steuerwerke auch jedes Steuerwerk eines anderen
Präzisionsdruckreglers verwendet werden.
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i bezeichnet den Meßbehälter, -9 die Zuflußleitung, 3, dieAbflußleitung.
Der Meßbehälter
ist am Zufluß und am Abfluß zu Rohren 4. bzw. 5
verengt. Diese verengten Rohre tragen bei 6 und 7 Niveaumarken, bis zu welchen bei
einer Messung die Flüssigkeit aufgefüllt bzw. abgelassen wird. Selbstverständlich
kann man an Stelle der verengten Zu- und Abflußrohre auch besondere Standrohre vorsehen.
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8 ist einAbsperrorgan in der Zulaufleitung, 9 ein solches in der Ablaufleitung.
Beide Organe sind mit einem Kraftgetriebe, hier eine Membran und Feder, ausgerüstet.
Selbstverständlich können als Kraftgetriebe auch Stellzylinder und Gewichte benutzt
werden oder, wenn die Steuerung nicht hydraulisch, sondern elektrisch erfolgt, auch
beispielsweise Elektromagnete oder Elektromotore.
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io und ii stellen zwei Steuerwerke (Relais) dar. Beide Steuerwerke
stehen durch die Impulsleitung 12 unter dem Druck der abzuwiegenden Flüssigkeit,
und zwar ist das eine Steuerwerk io durch die Feder 13 auf das untere Niveau eingestellt,
das Steuerwerk ii durch die Feder 1q. auf das obere Niveau 7 des Behälters i. Zwischen
die Steuerwerke io und i i und die Ventile 8 und 9 ist ein Verteilungsschieber 21
geschaltet, welcher durch die Steuerwerke io und l i so gesteuert wird, daß er die
durch das Rohr 28 zufließende Betriebsflüssigkeit entweder den Membrankammern der
Ventile 8 und 9 zuführt oder aus denselben abläßt. Selbstverständlich ist die gezeichnete
Schaltung nur ein Beispiel. Sie kann auch, wenn es die Steuerwerke bzw. die Ventilkonstruktion
gestatten, so geändert werden, daß die Membranen nicht im gleichen Sinne gesteuert
werden.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Sobald der Behälter i bis zu dem Niveau
7 durch die Zulaufleitung 2 voll gefüllt ist, tritt das Steuerwerk: i i, welches
auf das Niveau 7 eingestellt ist, und dessen Fühlkörper 16 (z. B. ein Druckbalgen)
durch die Impulsleitung i2 unter dem Druck des Niveaus 7 steht, in Tätigkeit, indem
der in Schneiden gelagerte Hebel 18 entsprechend der Zusammenpressung des Balgen
16 sich hebt und die Düse 2o schließt. Hierdurch entsteht über Leitung 26 in der
Kammer 24 des Steuerschiebers 21 ein erhöhter Druck. Der Kolben 22 des Steuerschiebers
21 wird nach links geschoben, hierdurch kann die auf der Membran des Zulaufventils
8 und Ablaufventils 9 lastende Flüssigkeit durch die Leitung 30, 31 und 29 abfließen.
Die Feder des Ventils 8 schließt das Zulaufventil 8, und die Feder des Ventils 9
öffnet das Abflußventil 9, so daß nunmehr dem Meßbehälter i keine Flüssigkeit mehr
zulaufen, -wohl aber durch das geöffnete Ventil die im Meßbehälter befindliche Flüssigkeit
ablaufen kann, und zwar bis zu dem unteren Niveau 6. Sobald dieses untere Niveau
6 erreicht ist, tritt das Steuerwerk io in Tätigkeit, welches durch die Feder 13
auf den dem Niveau 6 entsprechenden Druck eingestellt ist. Die Düse 19 wird durch
den Hebel 17 geschlossen und hierdurch über Leitung 25 der Druck in der Kammer 23
erhöht und der Kolben 22 des Steuerschiebers 21 wieder nach rechts geschoben, so
daß wiederum Betriebsflüssigkeit über die Membranen der Ventile 8 und 9 treten kann
und Ventil 8 öffnet und 9 schließt. Nunmehr füllt sich der Behälter i von neuem
bis zum Niveau 7. Ist dieses erreicht, tritt wiederum das Steuerwerk i i in Tätigkeit
usw. Selbstverständlich werden die Federn der Ventile 8 und 9 so eingestellt, daß
die Bewegung der Ventile nicht gleichzeitig, sondern hintereinander in kleinem Abstand
erfolgt, so daß niemals beide Ventile gleichzeitig geöffnet sind.
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Die Steuerwerke io und ii könnten auch in einem Steuerwerk vereinigt
werden, wenn dies die Art des verwendeten Steuerwerkes gestattet. Werden statt der
hydraulischen Steuerwerke solche mit elektrischen Xontakten verwendet, so fällt
selbstverständlich der Steuerschieber ebenfalls weg, und man kann die Steuerwerke
direkt auf die elektromagnetischen Kraftgetriebe der Zu- und Ablaufventile 8 und
9 wirken lassen.
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Um die gewichtsmäßig abzuteilende Menge jeweils einstellen zu können,
ohne das untere und obere Niveau 6 bzw. 7 und damit die Einstellung der Steuerwerke
verändern zu müssen, ist das Ablaufrohr 5 des Behälters i mit einem verschiebbaren
Rohrstück 32 versehen. Je nachdem wie hoch dieses verschiebbare Stück 32, welches
mit Graduierung versehen wird, in den Behälter i hineingeschoben wird, kann man
jede beliebige Menge ihrem Gewicht nach abteilen.
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Daß es sich tatsächlich um eine gewichtsmäßige Abteilvorrichtung handelt,
leuchtet ein, wenn man berücksichtigt, daß bei der Einstellung der Relaisfedern
13 und 14 automatisch das spezifische Gewicht der jeweils abzuwiegenden Flüssigkeit
berücksichtigt wird. Das jeweils abgewogene Gewicht ist stets gleich dem aus dem
Behälter i abgelassenen Volumen _x dem spezifischen Gewicht der abzuwiegenden Flüssigkeit.
Ist das spezifische Gewicht wie bei Wasser= i, so ist natürlich Abwiegen
und Abmessen identisch. Sollen Flüssigkeiten abgewogen werden, die ein anderes spezifisches
Gewicht haben, so kann man ohne weiteres das Einschiebrohr 32 so eichen, daß man
an demselben direkt das abgeteilte Gewicht, also Volumen x spezifisches Gewicht,
ablesen kann.
Um die Zahl der pro Stunde vorzunehmenden gewichtsmäßigen
Abteilungen einstellen zu können, kann man entweder in primitiver Weise in das Zulaufrohr
2 vor das Steuerventil 8 ein Handventil 33 einschalten oder in entsprechender Weise
in die Ablaufleitung 3 hinter das Regelventil 9 ein Handventil 34.. Eines dieser
Ventile kann nun von Hand so eingestellt werden, daß der Zufluß bzw. Abfluß so schnell
vor sich geht, daß pro Stunde die gewünschte Zahl vonAbwiegungen vor sich gehen.
Man kann aber auch, wie dies in der Zeichnung punktiert angedeutet ist, ein weiteres
Steuerwerk 35 hinzufügen,, dessen Düsenauslauf 36 über die Leitung 3; beispielsweise
auf die Kammer 24 des Steuerschiebers 2r geschaltet wird. Dieses Steuerwerk 35 kann
beispielsweise durch einen Magneten gesteuert sein, wie dies in der Zeichnung angedeutet
ist. Der Magnet kann unter die Einwirkung eines Uhrwerkes gestellt werden. Je nach
der Einstellung des Zeitrelais wird die Düse 36 nur zu bestimmter Zeit geschlossen.
Das Steuerwerk i i kann aber nur in Tätigkeit treten und den Steuerschieber 21 steuern,
wenn die Düse 36 geschlossen ist. Infolgedessen kann man auch auf diese Weise durch
ein Zeitrelais die Zahl der gewichtsmäßigen Abteilungen, die pro Stunde automatisch
erfolgen sollen, festlegen. Die Abteilungen können in ähnlicher Weise wie von der
Zeit auch inAbhängigkeit von irgendeinem Betriebszustand erfolgen, z. B. kann es
vorkommen, daß die gewichtsmäßig abgeteilten Mengen der Flüssigkeit nur so lange
einer Apparatur zufließen dürfen, als eine bestimmte Temperatur in dieser herrscht,
oder solange elektrischer Strom zur Verfügung steht o. dgl. Vorrichtungen dieser.Art,
bei denen beliebige Vorgänge in Abhängigkeit von ganz bestimmten Betriebsverhältnissen
betätigt werden, sind bereits in mannigfacher Ausführung bekannt.
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Ein auf diesen Betriebszustand reagierendes Fühlorgan wird in diesem
Falle mit einem Steuerwerk (Relais) verbunden. Die Düse dieses Steuerwerkes ist
z. B. auf die Kammer 24. des Steuerwerkes 2i geschaltet und verhindert ein Arbeiten
des Steuerwerkes i i, solange sie nicht geschlossen ist. Ebenso ist es natürlich
ohne weiteres möglich, den Meßvorgang durch Öffnen eines kleinen Hahnes, der die
Druckbildung in der Kammer 21 verhindert, jederzeit von Hand zu unterbrechen.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung hat den Vorzug, daß der Meßbehälter
nicht auf einer Waage stehen muß, .sondern fest angeordnet sein kann, was vor allen-
Dingen bei Abwiegung großer Mengen von Vorteil ist.
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Das -gewichtsmäßige Abteilen kann trotzdem bis zur größten Genauigkeit
getrieben werden, da die Steuerwerke der Präzisionsdruckregler, wie sie hier verwendet
werden, außerordentlich feinfühlig sind, und da man die Rohre für Einlauf und Ablauf
des Behälters im Vergleich zum Querschnitt des Behälters beliebig eng ausführen
kann.