DE644668C - Ringwaage fuer Druck- oder Mengenmessung von Gas, Wasser, Dampf o. dgl. - Google Patents

Description

Druckmeßgeräte mit elektrischer, bei einem einstellbaren Meßwert ansprechender Auslösevorrichtung sind z. B. in der Form von Kontakt- oder Difüerentdalmanometern mit Grenzkontakt bekannt. Die elektrische Auslösevorrichtung kann dazu dienen, bei Überoder Unterschreitung eines bestimmten, vom Meßgerät angezeigten Druckes optische oder akustische Signale zu geben oder selbsttätig Steuervorgänge an Antriebsmaschinen, Pumpen, Regel- oder Absperrvorrichtungen einzuleiten. Derartige Geräte haben den Vorteil, daß ihre Meßgenauigkeit praktisch nicht durch die zum Ansprechen der Auslösevorrichtung aufzuwendende Kraft beeinträchtigt wird, da diese durch Verwendung von Hilfsrelais leicht verstärkt werden kann, um beliebig große Schaltleistungen zu erzielen.
Meßgeräte mit elektrischer Auslösevorrichtung lassen sich jedoch nur dort verwenden, wo eine unbedingte Sicherheit in der Versorgung mit elektrischem Strom gewährleistet ist. Fehlt der Strom, dann muß man Meßgeräte mit mechanischer Auslösevorrichtung verwenden. Bei diesen läßt sich aber der zum Ansprechen der Auslösung erforderliche Arbeitsbetrag nicht beliebig verkleinern, da zusätzliche Reibungs widerstände u. dgl. m. zu überwinden sind.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein durch statischen oder Differenzdruck betriebenes Meßgerät mit mechanischer Auslösevorrichtung zu verwirklichen, bei dem die für die Betätigung der Auslösevorrichtung erforderliche Verstellkraft sehr klein ist und das Anzeigen der Meßwerte unbeeinflußt von der Auslösevorrichtung oder ihrer Auslösekraft erfolgt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich eine Ringwaage wegen ihrer besonderen Eigenschaften gut für die gestellte Aufgabe eignet. Die Ringwaage zeichnet sich durch hohe Meßgenauigkeit und Empfindlichkeit bei großer Verstellkraft aus und hat außerdem den Vorteil, daß der Meßbereich durch Veränderung eines Momentes, das dem Drehmoment des Druckunterschiedes das Gleichgewicht hält, leicht den vorhandenen Betriebsverhältnissen angepaßt werden kann. Im allgemeinen erfolgt die Einstellung des Meßbereichs dadurch, daß dem vom Meßdruck erzeugten Drehmoment des Ringwaagekörpers ein entsprechendes. Moment durch Anordnung einer regelbaren Gewichts- oder Federkraft entgegengesetzt wird.

Gemäß der Erfindung ist das ihren Meßbereich bestimmende elastische Glied zwischen dem Ringwaagekörper und einer mechanischen

Hebelverbindung mit Fallgewicht eingeschaltet, die unter Vorspannung an einem Anschlag anliegt, die Gegenkraft für die Ringwaage lie.^. fert und an der oberen oder unteren Grenz«?''. des Arbeitsbereiches ein Regelorgan o. dfjli;· auslöst. Der Ausschlag des Ringwaagekörper's' kann hierbei unbeeinflußt von der Verstellkraft für die Auslösevorrichtung angezeigt oder aufgeschrieben werden. Das elastische Glied besteht vorzugsweise aus einer Feder. Durch die Wahl der Federkonstante wird der Meßbereich der Anzeigevorrichtung bestimmt. Die Einstellung des Arbeitsbereiches, d. h. die Festlegung der Grenzen, bei denen die Auslösevorrichtung anspricht, erfolgt durch Verschieben eines Einstellgewichts auf einem mit der Auslösevorrichtung verbundenen Waagebalken.

An sich ist es bekannt, ein Regelorgan durch ein Fallgewicht auszulösen, das ein Strömungsmeßorgan belastet. Hierbei kann jedoch keine Anzeige oder Aufzeichnung des jeweiligen Meßwertes erfolgen.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in Verbindung mit einer Absperrvorrichtung.

Der Wasserdurchfluß durch eine Rohrleitung ι wird mittels einer eingebauten Normblende 2 und einer Ringwaage 3 mit Anzeigevorrichtung 4 und Schreibvorrichtung 5 gemessen. Der Plus- und Minusdruck an der Blende wirken über Verbindungsleitungen 26, 27 auf die Flüssigkeitsspiegel S, S' der Ringwaage 3 ein. Um bei Eintritt eines Rohrbruches Sachschaden zu vermeiden und ein Leerlaufen der Leitung zu verhindern, soll die Rohrstrecke durch eine eingebaute Drosselklappe 25 mit Fallgewichtsantrieb 34 gesperrt werden, sobald der Durchfluß einen einstellbaren Wert überschreitet.

Der Ringwaagekörper des Meßgerätes ist mit einer Schneide 6 auf einem nicht näher dargestellten Schneidenlager mit der Achse 7, 7' gelagert. Das Ringwaagesystem ist für sich richtkraftfrei, d. h. bereits beim geringsten Druckunterschied würde sich der Ringkörper bis zu seinem Endanschluß 8 drehen. Die Drehbewegung wird durch einen Mitnehmer 9 auf eine Feder 10 übertragen, die über einen Waagebalken ι1 mit einer Auslösevorrichtung verbunden ist. Diese besteht aus einem um die Achse 7-7' frei drehbaren doppelarmigen Hebel T2 mit unterem Gewicht 14 und einem ebenfalls um die Achse 7-7' frei drehbaren, mit Gewicht 15 versehenen einarmigen Hebel 16. Beide Hebel sind miteinander durch Bolzen 17 gekuppelt, der am Hebel 16 befestigt ist und sich gegen Hebel 12 legt. Die Drehmomente der Gewichte 14 und 15 mit Bezug auf die Achse 7, 7' sind entgegengesetzt gleich groß, so daß die gekuppelten Hebel 12, 16 für sich im indifferenten Gleichgewichtszustand sind und der Hebel 12 nur 'lose einen Anschlag 18 berührt, wenn sonst ' keine Gegenkraft auf die Auslösevorrichtung ' eipwirkt. 19 bezeichnet ein Gewicht zum VAXistarieren der gesamten Hebelordnung einschließlich eines mit den Waagebalken 11 verbundenen Armes 30, der als Anschlagbegrenzer zum Schutz gegen Überlastung des elastischen Gliedes 10 vorgesehen ist.

Die Gegenkraft, die den Arbeitsbereich der Auslösevorrichtung bestimmt und letztere unter eine einstellbare Vorspannung bringt, wird von einem auf dem Waagebalken 11 verschiebbaren Gewicht 13 geliefert, das über einer Skala 20 spielt.

Wenn das Einstellgewicht 13 sich in der Stellung Null der Einstellskala 20 befindet und der Schreibarm 3' über dem Skalenanfang des *° Schreibblattes steht, wird durch den Mitnehmer 9 keine Kraft auf das elastische Glied 10 ausgeübt. Die gesamte Anordnung befindet sich im indifferenten Gleichgewichtszustand in bezug auf die Drehachse 7, 7', solange der Winkel, den die Stange 16 mit der Horizontalen einschließt, nicht größer als 90⁰ ist. Das elastische Glied 10 liegt dann ohne Druck gegen den Mitnehmer 9. Im Normalbetrieb steht die Stange 16 unter einem Winkel von 70 bis 75°, so daß ein Umkippen durch äußere Einflüsse (Erschütterungen usw.) nicht möglich ist.

Bei der Einstellung des Gewichtes 13 auf die Stellung Null der Einstellskala hat das Gerät seine größte Empfindlichkeit. Wirkt jetzt auf die Ringwaage ein geringer Druckunterschied, so dreht sich die Trommel 3 im Gegenuhrzeigersinn und nimmt durch den Mitnehmer 9 das Hebelsystem 10 bis 19 mit, bis die Stange 16 vertikal steht. In dieser Stellung löst sich die Stange 16 mit dem Bolzen 17 von der Stange 12 und fällt in der Richtung des Pfeiles y nach links ab. Nach einem Fallwinkel von etwa 90⁰ schlägt das Gewicht 15 auf eine Sperrklinke 21 und hebt damit die Sperre zwischen Klinkenrad 22 und Klinke 21 auf, so daß sich Welle 23 unter dem Einfluß eines Fallgewichtes 24 im Gegenuhrzeigersinn dreht und eine Drosselklappe 25 schließt.

Bei Einstellen des Meßgerätes auf Auslösung bei einem bestimmten Druckunterschied bzw. Durchfluß wird das Einstellgewicht 13 auf dem Hebel 11 nach außen verschoben. Auf diese Weise wird das Hebelsystem 10 bis 19 in die stabile Gleichgewichtslage überführt, wobei sich der Hebel 12 fest gegen den Anschlag 18 legt.

Läßt man bei eingestelltem Gewicht 13 auf die Ringwaage einen Druckunterschied ein- iao wirken, so dreht sich die Trommel 3 im Gegenuhrzeigersinin, und die Anzeigevorrichtung^

bzw. Schreibvorrichtung· S gibt .eine genaue, zuverlässige, direkte Anzeige für die Höhe des angeschlossenen Druckunterschiedes bzw. Durchflusses. Das Drehmoment des Druck-Unterschiedes biegt dabei die Feder io soweit durch, bis das Drehmoment des Druckunterschiedes gleich der elastischen Gegenkraft ist. Das Hebelsystem .11 bis 19 bleibt zunächst in Ruhe, nur wird der Anschlag 18 allmählich entlastet.

Steigt das Drehmoment des Druckunterschiedes über das Drehmoment des Einstellgewichtes 13 hinaus an, so nimmt die Ringwaage in ihrer Drehbewegung das Hebelsystem 10 bis 19 mit. Bei dieser Drehung; verkürzt sich der Hebelarm des Eirastellgewichtes 13 mit dem Kosinus, des Drehwinkels, so daß eine Art Kippwirkung eintritt, welche die sichere Drehung des Hebelsystems 10 bis 19 über die Vertikallage der Stange 16 hinaus gewährleistet. Die Stange 16 fällt also nach links ab und löst mit ihrem Gewicht 15 die Sperre der Drosselklappe, während die Stange 12 mit dem Gewicht 14 in ungefähr senkrechter Richtung stehenbleibt und der Ringwaagekörper 3 sich gegen den Anschlag 8 legt, wobei die Schreibvorrichtung 5 eine entsprechende Marke als Kennzeichnung für die Auslösung des Meßgerätes aufzeichnet.

Nach dem Auslösen kann das Gerät durch Hochheben des Gewichtes 15 in seine Ausgangsstellung wieder betriebsfertig gemacht werden.

Der Auslösehebel 16 steht unter der Einwirkung einer Sperrklinke 28, welche beispielsweise durch einen Elektromagneten 29 geöffnet und geschlossen werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, bei voller Aufrechterhaltung des Meßbereiches und der Meßgenauigkeit des Instrumentes zu verhindern, daß die Auslösevorrichtung wirksam wird, wenn z. B. bei .Feuersbrunst ein starker Durchfluß gewünscht «crrd.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ringwaage für Druck- oder Mengenmessung von Gas, Wasser, Dampf o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß das ihren Meßbereich bestimmende elastische Glied (10) zwischen dem Ringwaagekörper (3) und einer mechanischen Hebelverbindung (11 bis 17) mit Fallgewicht (15) eingeschaltet ist, die unter Vorspannung an einem Anschlag (18) anliegt, die Gegenkraft für die Ringwaage liefert und an der oberen oder unteren Grenze des Arbeitsbereiches ein Regelorgan o. dgl. (25) auslöst.

2. Ringwaagenach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelverbindung aus zwei auf der Ringwaageachse (7, 7') frei drehbaren, an einem festen Anschlag (18) anliegenden, kraftschlüssig verbundenen Hebeln (12, 14, 15, 16) besteht, die mit einem ein Einstellgewicht (13) und gegebenenfalls ein Gegengewicht (19) tragenden Waagebalken (n) verbunden sind.

3. Ringwaage nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anordnung einer willkürlich steuerbaren, nur auf die Hebel- . verbindung einwirkenden Verriegelung (28, 29).

Hierzu ι Blatt Zeichnungen