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Wärmemengenzähler mit elektrischer Integriervorrichtung Es sind bei
Wärmemengenzählern elektrische Integriervorrichtungen bekannt, bei denen, das Produkt
aus - Flüssigkeitsmenge und Temperaturdifferenz dadurch gebildet wird, daß periodisch
ein der Temperaturdifferenz proportionaler Strom für eine durch den Flüssigkeitsmesser
bestimmte Zeitdauer auf einen Zähler geschaltet wird.
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Insbesondere ist ein integrierender Flüssigkeitsmesser mit proportionaler
Anzeige des Augenblickswertes bekannt, dessen Integrator eine mit konstanter Geschwindigkeit
umlaufende Schleiffeder besitzt, die auf einen Sektor Kontakt gibt und durch eine
um die Sektorrnitte drehbare, von der Anzeigevorrichtung des Flüssigkeitsmessers
eingestellte Steuerscheibe von dem Sektor abgehoben wird. Hierbei übt die Schleiffeder
beim Auflaufen auf den Rand der Steuerscheibe einen Druck aus, der auf den häufig
mit geringem Drehmoment arbeitenden Flüssigkeitsmesser ungünstig zurückwirkt. Ferner
kann die maximale Stromschlußdauer bei dem bekannten Integrator nur gleich der halben
Umlaufzeit der Schleiffeder, das heißt der halben Schaltperiode sein, wenn der Sektor
und der abhebende Teil der Steuerscheibe einen Winkel von je i8o° umfassen.
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Eine andere bekannte Integriervorrichtung für Flüssigkeitsmesser besteht
in einer mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Schaltwalze, auf der eine Schleiffeder
gleitet, die von der Augenblicksanzeige des Flüssigkeitsmessers quer zur Schleifrichtung
verstellt wird. Bei dieser Integriervorrichtung ist zwar eine nachteilige Beeinflussung
der Schleiffederverstellung ausgeschlossen, jedoch erfordert die Verstellung der
Kontaktfeder quer zur Schleifrichtung eine derart hohe Kraft, daß besondere Unterbrechungen
der Kontaktbahn erforderlich sind, um zeitweilig der Schleiffeder freies Spiel zu
geben, damit eine genaue Einstellung möglich wird. Wegen der erforderlichen Unterbrechungen
der umlaufenden Kontaktflächen ist hier die maximale Kontaktdauer auch noch erheblich
unter der Dauer der Schaltperiode. Ein weiterer Übelstand dieser Kontakteinrichtung
ist, daß die Kontaktfedern nicht dauernd auf den gleichen Stellen schleifen, so
daß die längere Zeit nicht benutzten Kontaktstellen leicht verschmutzen können.
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Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrich= tung für einen Wärmemengenzähler
mit elektrischer Integriervorrichtung, die es gestattet, die Dauer der Einschaltung
des Meßstromes bis zur vollen Periodendauer im Höchstfall zu steigern, die Rückwirkung
auf den Flüssigkeitsmesser in mäßigen Grenzen zu halten bzw. auszugleichen, wobei
die Kontaktfedern stets auf gleicher Bahn schleifen, so daß die Kontaktflächen fortgesetzt
gereinigt werden. In diesen Punkten liegt der technische Fortschritt der vorliegenden
Erfindung
gegenüber den obenerwähnten beiden bekannten Vorrichtungen.'-Die
Erfindung besteht darin, daß auf der bekanntermaßen mit konstanter Geschwindigkeit
umlaufenden Schaltwalze zwei oder mehrere gleiche Schaltwinkel umfassende Ringsektoren
aus leitendem Material angebracht sind, die j e nur durch eine schmale Isölationsfugei
voneinander getrennt sind; auf denen in einer zur Drehachse der Walze senkrechten
Ebene zwei Kontaktfedern schleifen, die gegeneinander -durch den Strömungsmesser
verstellt werden und durch welche eine der Temperaturdifferenz proportionale Spannung
periodisch auf einen Elektrizitätszähler geschaltet wird. Da die Sektoren der Schaltwalze
die Kontaktbrücke zwischen den Kontaktfedern bilden, so wird bei Drehung der Walze
an der einen Feder der Strom geschlossen und an der anderen wieder unterbrochen.
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Als Meßapparate für die Flüssigkeitsmenge kommen hauptsächlich Schwebekegelmesser
in Frage, weil bei ihnen der Hub des Kegels der Durchflußgeschwindigkeit verhältnisgleich
ist. Bei Verwendung von Meßdüseninstrumenten wäre es erforderlich, den Zeigerausschlag
durch entsprechende Einrichtung linear zu gestalten.
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In der Abbildung ist ein Ausbildungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung in Verbindung mit einem Schwebekegelmesser schematisch veranschaulicht.
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In dem Wassermesseergehäuse a befindet sich der Schwebekegel b an
der Stange c befestigt, die mit einem Dämpfungskölben d, der gleichzeitig als Belastungsgewicht
dient, ausgerüstet ist und ,die mittels des Hebels e die Welle f verdreht. Letztere
ist durch eine Abdichtung nach außen heraus geführt und trägt den Hebel g, an dem
der Hebel h angelenkt ist An diesem Hebel befindet sich eine Schleiffeder i, die
mit der festgelagerten Schleiffeder k zusammen auf der Schaltwalze l ruht. .Auf
der Schaltwalze sind eine Anzahl voneinander isolierter Lamellen gleicher Breite
angeordnet; sie wird durch einen Motor m, z. B. einen Synchronmotor, mittels des
Getriebes n mit konstanter Geschwindigkeit gedreht.- Die Kontaktfedern i und k sind
dazu bestimmt, bei gleichzeitigem Aufliegen auf einer Lamelle eine Verbindung des
Stromes der Thermoelemente t mit dem Elektrizitätszähler u herzustellen. Letztere
sind mit ihren Lötstellen im Vor- bzw. im Rücklauf eingebaut. In der gezeichneten
Lage, in welcher die Durchflußmenge gleich Null ist, stehen die beiden, Kontakte-
um ein geringes mehr als eine Lamellenbreite auseinander; da sie nur durch eine
Lamelle in Stromverbindung gebracht werden können, so kann in dieser Nullstellung
des Flüssigkeitsmessers auch kein Thermostrom zu dem Zähler fließen. Wird dagegen
durch den Wassermesser der Hebel h mit der Kontaktfeder i
tun die Mitte
der Schaltwalze nach rechts geschwenkt, beispielsweise bis zum letzten Teilstrich
der Skala o, welcher der größten zeitlichen Durchflußmenge entspricht, so verschiebt
sich die Kontaktfeder i, bis ihre Berührungsfläche sich mit der der Kontaktfeder
k deckt. Die Stromschlußdauer ist dann auf jeder Lamelle gleich der Lamellenlänge;
da der isolierte Streifen zwischen zwei Lamellen nur sehr schmal ist, wird der Strom
nur kurzzeitig unterbrochen. Der Thermostrom wird somit fast während der ganzen
Umdrehungsdauer auf den Elektrolytzähler u übertragen. Bei Zwischenstellungen des
Flüssigkeitsmessers wird eine Kontaktdauer erzielt, die proportional der durchgeflossenen
Flüssigkeitsmenge ist, so daß der den Zähler durchfließende Strom proportional dem
Produkt aus Flüssigkeitsmenge und der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf
r und s ist.
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In der Abbildung ist noch eine kleine Hilfsspule p dargestellt, die
einen Kontakt q
offen hält, solange der Strom durch den Antriebsmotor m fließt.
Bleibt der Antriebsstrom aus, so wird der Kontakt q geschlossen; dadurch wird verhindert,
daß der Thermostrom weiter durch den Zähler fließen kann. Dies ist wichtig bei Antrieb
vermittels Synchronmotors, der an das Netz v angeschlossen ist Es ist mitunter bei
Verwendung der vorliegendenErfindung für einenWärmemengenzähler erwünscht, nicht
nur die abgegebene Wärmemenge, sondern auch die umge«#älzte Flüssigkeitsmenge ablesen
zu können. Dieses kann in einfacher Weise durch einen besonderen elektrischen Zähler
geschehen, der erfindungsgemäß in gleicher Weise wie der Elektrolytzähler v, nur
nicht von den Thermoelementen, sondern von einer konstanten Stromquelle aus betätigt
wird. Mit dem Hebel h ist dann noch eine besondere Schleiffeder zu verbinden, die
mit einer zugehörigen feststehenden Kontaktfeder und besonderen Lamellen zusammenarbeitet,
die von den Lamellen, auf denen die Kontaktfedern für den Wärmemengenzähler schleifen,
elektrisch isoliert sind.
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Bei der zehnteiligen Schaltwalze der Abbildung kann man auch die beiden
Schleiffederpaare für Wärmemengen- und Flüssigkeitsmengenmessung um i8o° gegeneinander
versetzen und sie auf denselben Sektorenkranz arbeiten lassen. Die Federn des einen
Paares schleifen dann auf Sektoren, die nicht in elektrische Verbindung mit den
Federn des
anderen Paares kommen. Es kann aber auch zum Zwecke der
Flüssigkeitsmengenmessung durch dieselben Kontaktfedern i und k ein überlagerter
Wechselstrom geschickt werden, dessen Schlußdauer dann in einem besonderen Zähler
gemessen wird. Es wird beispielsweise einer in den Thermoelementstromkreis eingeschalteten
Sekundärspule eines Transformators Wechselstrom überlagert. Der mit Wechselstrom
überlagerte Strom wird in zwei Zweige geteilt, von dem der eine durch hohe Kapazität
nur Wechselstrom durchläßt, der andere durch hohe Selbstinduktion nur Gleichstrom.
Ein Wechselstrommagnet kuppelt ein dauernd umlaufendes Triebwerk mit einem Zähler,
oder der Wechselstrom treibt direkt einen selbst anlaufenden Synchronmotor. Der
Gleichstrom dagegen geht direkt durch den Elektrizitätszähler.
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Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei dem Gegenstand der Erfindung
auch Widerstandsthermometer benutzt werden können. Ferner kann die eine der beiden
Temperaturen festliegen.
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Da es bei einem Mengenmesser vorkommen kann, daß sich das Meßorgan
mitunter nicht genau in die Nullage zurückbewegt und vielleicht um ein geringes
der Hubhöhe noch geöffnet bleibt, so kann erfindungsgemäß für den vom Meßorgan betätigten
Schleifkontakt ein fester Anschlag vorgesehen werden, durch den der Schleifkontakt
kurz vor der Nullage von der Schaltwalze um ein geringes abgehoben wird. Dadurch
wird vermieden, daß der Zähler Strom erhält, wenn der Flüssigkeitsdurchfluß abgesperrt
ist. Da es sich bei Antrieb der Schaltwalze nur darum handelt, sie in konstante
Umdrehung zu versetzen, so kann z. B. zwischen dem Motor und der Schaltwalze ein
Triebwerk eingeschaltet werden, das vom Motor aufgezogen wird und weiterläuft, wenn
der Motor einmal seine Tätigkeit unterbricht. Es kann auch ein elektrisch aufgezogenes
Triebwerk - zum Schaltwalzenantrieb dienen. Die Art des Schaltwalzenantriebes ist
jedoch nicht Gegenstand der Erfindung.