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Luftableitungs- und Leckflüssigkeitsableitvorrichtung bei Kolbenflüssigkeitsmessern
Bei Kolbenflüssigkeitsmessern muß Leckflüssigkeit, die beim Füllen z. B. infolge
nicht ganz dichten Ganges des Kolbens im Zylinder an ihm vorbeigeht und sich auf
seiner Rückseite (über ihm) ansammelt, ohne Vermischung mit der abgemessenen Flüssigkeit
abgeführt werden. Man hat zu diesem Zwecke bereits Ableitungskanäle vorgesehen,
die von der Kolbenrückseite zum Lagerbehälter führen.
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Ferner ist es an sich bekannt, die hohlen Kolbenstangen bei Kolbenflüssigkeitsmessern
als Flüssigkeitsleitungen zu benutzen; dabei wurde aber die zu messende bzw. gemessene
Flüssigkeit durch die Kolbenstangenbohrung zu- bzw. abgeleitet.
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Flüssigkeitsmesser sind auch in der Regel mit Luftabscheidern ausgestattet,
die auf dem Wege von der Pumpe und dem Zuflußrohr für die Meßkammern liegen, wobei
im Luftabscheider eine Luftauslaßöffnung vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß wird die Anordnung derart getroffen, daß die an die
Luftauslaßöffnung sich anschließende Luftleitung des Luftabscheiders und die hohlen
Kolbenstangen zu einer gemeinsamen Kammer führen, die einerseits aus der Leitung
kommende Luft zu den hohlen Kolbenstangen überführt, andererseits von den oberen
Flächen der Kolben durch die Kolbenstangen kommende Flüssigkeit zu einem Ableitungsrohr
führt. Durch die doppelte Funktion der hohlen Kolbenstange als Leckflüssigkeits-
und Luftableiter werden Teile gespart und somit eine einfachere Bauweise erzielt
gegenüber einer Anordnung, bei der die Ableitung der Luft aus dem Abscheider und
die Abführung der Leckflüssigkeit von der Rückseite des Kolbens auf getrennten Wegen
erfolgt.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Fig. i zeigt den Kolbenflüssigkeitsmesser in der Ansicht, teilweise
im Schnitt.
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Fig. 2 ist eine Ansicht des unteren Teiles des Messers, im rechten
Winkel zu Fig. i gesehen.
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Fig.3 ist ein senkrechter Teilschnitt, der die hohlen Kolbenstangen
und ihre Verbindungen mit dem unteren Teil des Luftabscheiders erkennen läßt.
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Fig. q. und 5 sind waagerechte Schnitte nach den Linien q.-¢ und 5-5
der Fig. i.
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Fig. 6 ist eine Vorderansicht des die Steuerschieber bewegenden Gestänges.
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Fig.7 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie 7-7, der
Fig. 3, Fig. 8 ein waagerechter Schnitt durch den Luftabscheider nach der Linie
8-8 der Fig. 2, Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung in der Anwendung bei
einem Kolbenflüssigkeitsmesser mit zwei Meßzylindern, bei
dem zwei
Glaszylinder io nebeneinander auf einer gemeinsamen Grundplatte i i montiert sind
und Meßkammern 12 bilden.- Jeder Zylinder ist in geeigneter Weise zwischen der Grundplatte
i i und einer Kopfplatte 13 eingespannt, beispielsweise durch Zugbolzen 14. Ein
Rohr 15 verbindet die oberen Enden der beiden Meßkammern 12 und weist eine an die
Außenluft führende Öffnung 16 auf. In jedem Zylinder io befindet sich ein Kolben
17, der sich zwischen festen Grenzen, z. B. der Bodenplatte i i und einem in der
Kopfplatte 13 befestigten verstellbaren Anschlag 18, bewegen kann. Die Ausführung
des Kolbens ist am besten aus Fig. 3 zu erkennen. Der Kolben ist mit einer Ledermanschette
17' ausgestattet und weist einen in der Achsenrichtung verlaufenden Kanal ig auf,
durch den Luft aus dem unteren Teil der Meßkammer in den mit der Außenfuft verbundenen
oberen Teil entweichen kann. Der Kanal i9 wird durch ein Schwimmerventil 2o gesteuert,
das auf der Kolbenstange 21 senkrecht verschiebbar ist. Jede Kolbenstange ist hohl
und hat eine von einem Ende zum andern gehende Längsbohrung 22 und in der Nähe ihres
oberen Endes Öffnungen 23, die von der Bohrung 22 nach außen führen. Jede Kolbenstange
ist an ihrem Kolben durch eine Mutter 24 befestigt, die eine zwischengefügte Fangscheibe
25 gegen einen Nabenansatz 26 der oberen Kolbenfläche drückt. Der Nabenansatz 26
hat Schlitze z7 (Fig.7). Die Mutter 24 verschließt das obere Ende der Kolbenstangenbohrung
22, jedoch besteht eine ständige Verbindung zwischen der Bohrung 22 und dem mit
der Außenluft in Verbindung stehenden oberen Teil der Meßkammer durch die Öffnungen
23, den Ringraum 28 und die Schlitze 27. Jede Kolbenstange ist durch die Bodenplatte
i i geführt, die in der angedeuteten Weise mit Stopfbüchsen versehen ist. Unterhalb
der Bodenplatte sind feste Kolbenstangenführungen 29 (Fig.3) angebracht, und im
unteren Ende jeder dieser Führungen ist ein Rohr 3o befestigt. Das obere Ende eines
jeden Rohres 30 bildet das Widerläger einer Stopfbüchse, deren Brille 31
in die Führung 29 eingeschraubt ist und die, Packung 32 gegen die Kolbenstange 21
drückt. Jede Kolbenstange ist in ihrem Rohr 30 frei beweglich, und ihre Bohrung
steht dauernd damit in Verbindung. Aus Fig. i ist zu ersehen, daß die Rohre 3o genügend
lang sind, um die nötige Bewegung der Kolbenstangen zu gestatten..
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Flüssigkeit kann den Meßzylindern in beliebiger Weise zugeführt werden.
Gemäß der Zeichnung ist eine Pumpe 33 vorgesehen, die eine durch einen Hebel 35
(Fig.2) zu bewegende schwingende Treibwelle 34 hat. In das Saugrohr 36 dieser Pumpe
ist ein Filter 37 eingefügt. Das Rohr 36 ist für den Anschluß an einen nicht dargestellten
Unterflurflüssigkeitsbehälter eingerichtet. Das Druckrohr 38 der Pumpe 33 ist in
den Boden 39 eines Luftabschei.ders 41 eingeschraubt und steht mit einer in diesem
Boden gebildeten Kammer 40 in Verbindung. Der Mantel des Luftabscheiders wird durch
Zugstangen 42 zwischen dem Boden 39 und einem Deckel 43 eingespannt. Am Boden 39
ist ein senkrecht in den Luftabscheider aufwärts ragendes Rohr 44 befestigt, das
mit der Kammer 40 in Verbindung steht und in der Nähe des oberen Endes des Luftabscheiders
offen ausmündet. Am Deckel 43 ist ein Flüssigkeitsableitungsrohr 45 befestigt, das
senkrecht in den Luftabscheider ragt und mit dem offenen unteren Ende in der _ Nähe
des Bodens ausmündet. In dem Rohr 45 ist ein Rückschlagventil 46 angeordnet, uni
hier den Austritt von Flüssigkeit aus dem Abscheider zu gestatten und den Zutritt
zu verhindern.
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Der Boden 39 des Abscheiders enthält eine Kammer 47 (Fig. 2 und 3),
und die Rohre 30 sind so in den Boden eingeschraubt, daß sie mit dieser Kammer in
Verbindung stehen. Am Boden 39 ist ein abwärts ragender zylindrischer Mantel 48
befestigt, der zwischen dem Boden 39 und einer unteren Kopfplatte 49 mit Hilfe von
Zugbolzen 50 (Fig. i) eingespannt ist. Dieser Mantel 48 bildet einen Flüssigkeitsableiter
und steht mit dem oberen offenen Ende in Verbindung mit der Kammer 47. Ein Auslaßkanal
51 für den Flüssigkeitsableiter befindet sich in der Kopfplatte 49, und dieser Kanal
ist durch ein Rohr 52 mit dem Saugrohr 36 an einem Punkt unterhalb der Pumpe 33
verbunden. Die Öffnung 51 ist gewöhnlich durch ein Ventil 53 verschlossen, an dem
ein Schwimmer 54 befestigt ist. Dieser Schwimmer ist genügend groß, um das Ventil
53 entgegen der Saugwirkung der Pumpe zu heben. Er füllt nahezu den Flüssigkeitsableiter
aus und paßt dicht in den Mantel 48. Aus diesem Grunde sind in dem Schwimmer Nuten
55 (Fig.8) vorgesehen, durch die die Flüssigkeit frei nach dem Auslaßende hindurchgehen
kann. Im Deckel 43 des Luftabscheiders ist eine Luftauslaßöffnung 56 vorgesehen,
die durch ein Rohr 57 mit der Kammer 47 verbunden ist. Die Öffnung 56 ist dauernd
offen, vermindert aber, da sie von viel geringerem Ouerschnitt als die Zufluß- und
Abflußrohre 44, 45 ist, nicht den Druck in dem Abflußrohr 45 in solchem Maße, daß
die Wirkung des Apparates beeinträchtigt wird.
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Das Flüssigkeitsableitungsrohr 45 des Luftabscheiders ist durch ein
Rohr 58 mit dein Durchgang 59 eines Bußeisernen Rohres 6o
verbunden,
das an der Unterseite der Bodenplatte i i der Meßzylinder befestigt ist. Die Kolbenstangenführungen
29 bestehen mit dem Gußkörper 6o aus einem Stück Die Öffnung 59 steht in Verbindung
mit einem senkrecht angeordneten Kanal 61 in dem Boden i i, und der Kanal 61 ist
gemäß Fig.5 mit einem waagerechten Kanal 62 in dem Boden i i verbunden. Der Kanal
62 liegt unterhalb eines Teiles jeder Meßkammer 12. Vor dem Zuflußkanal 62 ist ein
Entleerungskanal 63 angeordnet, dessen Auslaß für den Anschluß an den Zapfschlauch
64 (Fig. i) eingerichtet ist. je eine Abflußöffnüng 65 (Fig. 4) und je eine Zuflußöffnung
66 sind in der oberen Wand des Bodenstückes i i vorgesehen und stehen mit den Kanälen
63 bzw. 62 in Verbindung. Auf der oberen Fläche- des Bodens ii sitzt je ein Drehschieber
67 für jeden Meßzylinder. Die Drehachsen 68 der Drehschieber gehen abwärts durch
den Boden zwecks Anschlusses an ein Bewegungsgetriebe. jeder Drehschieber 67 hat
zwei Öffnungen 69 und 7o, die um 9o° gegeneinander versetzt sind, so daß, wenn die
eine Öffnung, z. B. 69, sich mit der Zuflußöffnung 66 deckt, die andere im Bereiche
eines vollen Teiles des Bodens i i liegt, wie auf der linken Seite von Fig.4 gezeigt,
während, wenn die andere Öffnung 7o sich mit der Abflußöffnung 65 deckt, die Öffnung
69 im Bereiche eines vollen Teiles des Bodens liegt, wie auf der rechten Seite von
Fig. 4 gezeigt. Die beiden Drehschieber sind untereinander so verbunden, daß, wenn
der eine seine Meßkammer mit der Zuflußöfnung 66 verbindet, der andere seine Meßkammer
mit der Abflußöffnung 65 in Verbindung setzt und umgekehrt. Kreisförmige Platten
71, von denen je eine in jeder Meßkammer angeordnet ist und die je einen Ausschnitt
in ihren oberen Flächen zur Aufnahme der Drehschieber 67 aufweisen, sind auf der
Oberfläche des Bodens i i befestigt. Diese Platten weisen ebene obere Flächen auf,
mit denen die ebenen unteren Flächen der Kolben 17 in Anlage kommen, um sämtliche
Flüssigkeit aus den Meßzylindern auszutreiben. Die Platten 71 weisen selbstverständlich
Öffnungen auf, die sich mit den Öffnungen 65 und 66 decken.
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Zum Bewegen der Drehschieber 67 sind folgende Mittel vorgesehen. jede
Drehschieberachse 68 (Fig. 3) ist mit dem Drehschieber auf Drehung durch einen Stift
72 verbunden, der diametral durch den Nabenkörper des Drehschiebers 67 und durch
einen Schlitz 73 in einem Kopf 74 der Drehschieberachse 68 geht. Der Kopf 74, der
in einer erweiterten Öffnung des Nabenansatzes des Drehschiebers liegt, hat ein
abgerundetes unteres Ende, vermöge dessen er in der Öffnung des Nabenkörpers etwas
pendeln kann. Da ferner die Achse des Drehschiebers mit diesem lose verbunden ist,
um eine gewisse Pendelbewegung zu gestatten, kann sich der Drehschieber dicht auf
die bearbeitete obere Fläche des Bodenstückes i i aufsetzen, auch wenn seine untere
Fläche nicht genau rechtwinklig zur Achse der Drehachse 68 steht. Die Drehachse
68 trägt Hebel 75, die durch eine Stange 76 miteinander verbunden sind (Fig. 4).
Diese Stange weist in der Mitte einen Einschnitt 77 auf, der das freie Ende eines
Hebels 78 (Fig. i) aufnimmt, der an einer im Bodenstück I i gelagerten Welle 79
befestigt ist und durch den Kanal 61 geht. Die Welle 79 trägt an einem als Vierkant
ausgebildeten Ende einen Hebel 8o (Fig. 6), der zwischen zwei Anschlägen 81 unter
dem EinfLuß einer Treibfeder 82 beweglich ist. Die Treibfeder 82 ist um eine Stange
83 gewunden und wirkt zwischen einem an der Stange befestigten Kopf 84 und einem
am oberen Ende des Hebels 8o gelenkig angebrachten Kopf 85. Der Hebel 8o wird an
einer Bewegung jeweils durch eine von zwei drehbaren Klinken 86 gehindert, die durch
j e eine Feder 87 abwärts gedrückt werden und mit den freien Enden auf den verstärkten
oberen Enden von senkrecht beweglichen Gleitstangen 88 aufliegen. Durch Anheben
der Stangen 88 können die Klinken aus dem Eingriff mit dem Hebel 8o herausbewegt
werden. Ein Anschlag 89 (Fig. i und 6) ist auf jeder Kolbenstange 21 angebracht,
um die dariiber befindliche Stange 88 zu erfassen und zu heben und dadurch die Auslösung
des Drehhebels 8o genau in dem Augenblick zu veranlassen, in dem der mit der betreffenden
Kolbenstange verbundene Kolben 17 das obere Ende seines Hubes erreicht hat, wie
es durch das Auftreffen der Mutter 24 des Kolbens auf den Anschlag 18 bestimmt wird.
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Die Kolbenstangen sind miteinander durch eine Kette 9o verbunden,
deren Enden .an Stangen 9i angeschlossen sind. Diese gleiten in Anschlägen 92, von
denen je einer an jeder Kolbenstange befestigt ist und mit einem Anschlag 89 aus
einem Stück besteht. Die Kette 9o ist über Rollen 93 geführt, die am Rohr 6o gelagert
sind. Eine jede Stange umgebende Feder 94 wirkt zwischen dem Anschlag 92 und einem
Kopf am oberen Ende der Stange derart, daß die Stange aufwärts gezogen wird. Bei
der Arbeit des Apparates erreicht der eine Kolben das Ende seines Abwärtshubes und
trifft auf den Boden ii, bevor der andere Kolben das Ende seines Aufwärtshubes erreicht,
und die Federn 94 geben nach, so daß der sich aufwärts bewegende Kolben seinen Weg
bis zum Anschlag 18 fortsetzen kann.
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Auf jeder Kolbenstange gleitet ein Ring
95, an den
gelenkig das obere Ende einer Stange 96 angeschlossen ist. Die unteren Enden der
Stangen 96 sind gelenkig mit den beiden Enden eines Hebels 97 verbunden. Dieser
Hebel (Fig.6) ist in der Mitte auf einer Welle 98 befestigt, die in einem Lager
am Gußstück 6o gehalten ist. Die Welle 98 trägt einen Hebel 99 mit einer Rolle ioo,
die in das geschlitzte untere Ende eines Hebels ioi faßt. Letzterer ist drehbar
an dem Körper i i gelagert, und sein oberes Ende ist gelenkig mit der Stange 83
verbunden, die die Treibfeder 82 trägt. Der Hebel 99 hat zwei Anschläge io2, die
mit einem festen Anschlag am Körper 6o zusammenwirken, um seine Bewegung zu begrenzen.
Die Ringe 95 werden durch Vermittlung von Federn 104 gehoben, die um die Kolbenstangen
gewunden sind und auf den Anschlägen 92 aufsitzen.
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Der Körper ii wird durch Stangen 105 von einem Ring io6 getragen,
der seinerseits durch ähnliche Stangen 107 (in Fig. i zum Teil weggebrochen) von
einer Grundplatte io8 getragen wird. Ein Gehäuse iog umschließt den Raum zwischen
den Teilen io8 und io6 und ein Gehäuse i io den Raum zwischen den Teilen io6 und
i i. Die Pumpe 33 wird durch Stangen 107 getragen, wie in Fig. i und 2 angedeutet.
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Die Wirkungsweise des Apparates ist die folgende. In den Zeichnungen
ist der linke Kolben 17 annähernd am Ende seines Aufwärtshubes dargestellt, und
der Kolbenanschlag 89 (Fig. 6) ist im Begriff, die linke Klinke 86 auszulösen. Durch
Betätigen der Pumpe 33 wird Flüssigkeit durch die in Deckung befindlichen Öffnungen
66 und 69 in die linke Meßkammer gedrückt, wo sie den Kolben 17 bewegt, bis er auf
den Anschlag 18 trifft. In diesem Augenblick gibt die linke Klinke 86 den Hebel
8o frei, der durch die sich ausdehnende Feder 82 bewegt wird, bis der Hebel auf
den rechten Anschlag 8i trifft. Diese Bewegung des Hebels 8o bewegt mittels des
Hebels 78 beide Drehschieber. 67 im Sinne des Uhrzeigers (Fig. 4.) über einen Winkel
von 9o°. Auf diese Weise wird die rechte Meßkammer 12 mit der Zuflußöffnung
62 verbunden,. während die linke Meßkammer mit der Abflußöffnung 63 in Verbindung
kommt. Wird mit dem Pumpen fortgefahren, so wird der rechte Kolben 17 gehoben und
zieht mittels der Kette 9o und der damit verbundenen Teile den linken Kolben abwärts,
so daß er den Inhalt der linken Meßkammer austreibt. Bei ihrer Abwärtsbewegung bewegt
die rechte Kolbenstange -21 durch die Feder 104 den darüberliegenden Ring 95 und
dreht dadurch den Hebel 97 im Gegensinne des Uhrzeigers. Der Hebel 99 wird
in derselben Richtung gedreht und verursacht eine Bewegung des Hebels ioi im Uhrzeigersinne.
Bei dieser Bewegung drückt der Hebel ioi die Treibfeder 82 zwischen den Ringen 84
und 85 zusammen. Die Stange 83 liegt bei Beginn dieser Wirkung annähernd rechtwinklig
zum Hebel ioi, und beim weiteren Fortschreiten der Wirkung schwingen der Hebel und
die Stange in gleiche Richtung, ähnlich wie es auf der linken Seite von Fig. 6 dargestellt
ist. Dabei stellt sich die Feder 82 so 'ein, daß sie befähigt ist, den Hebel 8o
nach links zu bewegen, wenn die rechte Klinke 86 am Ende des Aufwärtshubes des rechten
Kolbens 17 ausgelöst wird. Beim Auslösen der rechten Klinke 86 wird der Hebel 8o
in die dargestellte Lage zurückgetrieben und dadurch die Drehschieber 67 wieder
umgestellt. Beim Aufwärtshub des linken Kolbens wird der Hebel 97 im Uhrzeigersinne
gedreht, um den Hebel ioi im Gegensinne des Uhrzeigers zu bewegen, wodurch die Treibfeder
wieder zusammengedrückt und in die in Fig. 6 dargestellte Lage zurückbewegt wird.
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Beim Einpumpen von Flüssigkeit in die Meßkammern wird die Flüssigkeit
gezwungen, durch den Luftabscheider zu gehen, bevor sie in die Kammern gelangt.
Die Flüssigkeit tritt in den Luftabscheider in der Nähe seines oberen Endes ein
und gibt die Luft in der Nähe der Luftauslaßöffnung 56 frei. Die von Luftblasen
befreite Flüssigkeit ist von größerer Dichte als der Rest der Flüssigkeit Lind setzt
sich auf den Boden des Behälters ab, von wo sie durch den Auslaß 45 fortgetrieben
wird. Aus dem Abscheider fließt die Luft und zuweilen mit ihr auch ein wenig Flüssigkeit
durch das Rohr 57 in die Kammer q.7 ab. Die Flüssigkeit fließt in den Flüssigkeitsableiter
48, während die Luft einen freien Ausgang durch die Rohre 30 und die hohlen
Kolbenstangen 21 nach den oberen mit der Außenluft verbundenen Teilen der Meßkammern
i2 findet. Gewöhnlich wirken die Kolbenstangen als Entlüftungsrohre, indem sie die
Luft in den- oberen Teil des Apparates leiten, von wo sie frei entweichen kann.
Gelegentlich jedoch kann etwas Flüssigkeit durch die in jedem Kolben 17 befindlichen
Luftkanäle i9 gehen. Während der Schwimmer 2o diese Kanäle abschließt, kann zuweilen
ein Flüssigkeitsstrahl durch sie hindurchspritzen. Solche Flüssigkeitsstrahlen'
werden durch die Fangscheibe25 aufgehalten, und die Flüssigkeit fällt dann in den
telIer-. förmigen Kolbenkopf und läuft in die hohlen Kolbenstangen 21. Es ist auch
möglich, daß etwas Flüssigkeit gelegentlich an den Ledermanschetten 17' der Kolben
vorbeigeht, und solche Flüssigkeit läuft gleichfalls in die hohlen Kolbenstangen
und von da zu dem Flüssigkeitsableiter 48. Der Abfluß aus dein
letzteren
ist gewöhnlich verschlossen. Wenn aber genügend Flüssigkeit in ihm angesammelt ist,
hebt sich der Schwimmer 54 und öffnet den Abfluß, so daß die Flüssigkeit in das
Saugrohr der Pumpe gesaugt werd@:n kann.
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Für den Fall, daß sich in dem Apparat solche Bedingungen einstellen,
daß ein unzulässiger Druck entstehen könnte, ist es üblich, eine durch ein Sicherheitsventil
gesteuerte Umgehungsleitung für die Pumpe 33 vorzusehen. Im vorliegenden Falle wird
die gewöhnliche Umgehungsleitung fortgelassen und derselbe Zweck dadurch erreicht,
daß nötigenfalls ein verengter Nebendurchgang vorgesehen ist, der aus der Auslaßöffnung
56, dem Rohr 57, dem Flüssigkeitsableiter 48 und dem Rohr 52 besteht. Selbst wenn
der Durchfluß durch das Abflußrohr 45 verhindert wäre, könnte Flüssigkeit noch durch
die Öffnung 56 und das Rohr 57 nach dem Flüssigkeitsverschluß 48 entweichen und
der darin angeordnete Schwimmer würde sich. heben, um den Auslaß zu öffnen und die
Umgehungsleitung freizugeben.