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Vorrichtung für Zähigkeitsmessungen strömender Flüssigkeiten Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung für Zähflüssigkeitsine.sstingen strömender Flüssigkeiten.
Es sind Meßvorrichtungen für die Zähigkeit einer Flüssigkeit bekannt, sog. Viskosimeter.
Diese beruhen auf der Messung der Durchflußzeit einer bestimmten Flüssigkeitsmenge
durch ein Kapillarrohr. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie nur für den Laboratoriumsgebrauch
verwendbar sind, d. h. man kann die Viskosität oder Zähigkeit einer bestimmten Flüssigkeit
bei ganz bestimmten Bedingungen, wie Temperatur und Druck, feststellen, indem man
eine Probe der betreffenden Flüssigkeit in dem Viskosimeter untersucht. Es gibt
nun aber Fälle im praktischen Betrieb, in denen ohne Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes
Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskosität für den gleichen Zweck Verwendung finden.
Ein derartiger Fall liegt z. B. bei einem Dieselmotor vor, der mit zähflüssigem
Brenn-Stoff, z. B. Heizöl, betrieben wird. Dieses Heizöl ist derartig zähflüssig,
daß es nur in beheizten Leitungen vom Vorratsbehälter zu den Einspritzpumpen und
von dort zu den Zylindern gefördert werden kann. Die Heizung ist dabei so zu regeln,
daB die Zähflüssigkeit des Öles einen bestimmten Wert nicht überschreitet, weil
sonst z. B. an den Einspritzpumpen durch Überbeanspruchung schwere Beschädigungen
entstehen können. Nun kommt es beispielsweise im Schiffsbetrieb vor, daß nach Leerung
eines Brennstoffbehälters die ohne Unterbrechung weiterlaufende Brennkraftmaschine
auf einen anderen Vorratsbehälter umgeschaltet wird, der keineswegs immer genau
den gleichen Brennstoff enthält, weil dieser aus einem anderen Tank im Hafen oder
gar in einem anderen Hafen gefüllt wurde. So kann es sein, dafi bei der Umschaltung
auf einen anderen Vorratsbehälter im Schiff der
Brennkraftmaschine
Brennstoff ganz anderer Zähigkeit zugeführt wird, der dann die oben bezeichneten
Schwierigkeiten im Betrieb der Brennkraftinaschine zur Folge hat. Eine laboratoriumsmäßige
Probenuntersuohung des jeweiligen Brennstoffes mit Hilfeeines der bekannten Viskosimeter
läßt sich an Bord eines Schiffes in der Regel nicht durchführen, außerdem wäre dabei
die Gefahr vorhanden, daß bei Überleitung einer Probe in die Meßvorrichtung z. B.
Fehlergebnisse entstehen, die ein falsches Bild über die Verwendungsmöglichkeit
des betreffenden Brennstoffes ergeben.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu
schaffen, mit der der Zähflüssigkeitsgrad des betreffenden Brennstoffes schnell
und sicher an der Brennkraftmaschinenanlage selbst festgestellt werden kann. Gelöst
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein kapillarartiges Meßrohr derart
in der von der zu untersuchenden Flüssigkeit durchflossenen Leitung angeordnet ist,
daß ein ständiger Durchfluß der Flüssigkeit durch das Meßrohr erfolgt. Die durch
das Meßrohr strömende Flüssigkeit wird dann in bekannter Weise in ein Meßgefäß geleitet,
wobei die Zeit für den Durchfluß einer bestimmten Flüssigkeitsmenge den Zähigkeitsgrad
bestimmen läßt. Die Anordnung des Meßrohres nach der Erfindung hat den Vorteil,
daß tatsächlich die untersuchte Flüssigkeit genau den äußeren Umständen des verwendeten
Brennstoffes unterliegt. Temperatur und Druck der Flüssigkeit im Meßrohr sind die
gleichen wie die der sie umgebenden Flüssigkeit, die unmittelbar den Einspritzpumpen
zufließt. Die Prüfung kann, wenn erforderlich, in kurzen Abständen beliebig oft
wiederholt werden, ohne daß eine Betriebsunterbrechung der Brennkraftmaschine notwendig
ist. Diese Einfachheit in der Handhabung gewährleistet selbstverständlich eine häufige
und genaue Kontrolle des Zustandes des Brennstoffes, was bei Probeentnahme und Laboratoriumsuntersuchung
an Bord keineswegs der Fall ist.
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Weitere Einzelheiten der Vorrichtung nach der Erfindung sind aus der
Zeichnung zu ersehen, in der ein Ausfiihrungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigt
Fig. i einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 einen Querschnitt nach der
Linie II-11 in Fig. 1, Fig. 3,einen Querschnitt durch den Umschalthahn zum Meßgefäß
und Fig.4 einen Querschnitt durch den Ablaufhahn des Meßgefäßes.
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In die normale Brennstoffleitung i, die mit einem Heizmantel 2 versehen
ist und durch die der Brennstoff vom Vorratsbehälter zu den Einspritzpumpen fließt,
ist ein erweitertes Rohrstück 3 eingesetzt, das mit einem Isoliermantel 4 umgeben
ist. Am Anfang und am Ende des erweiterten Rohrstückes 3 sind je ein flansohartiges
Querstück 5 und 6 angeordnet, die das kapillarartige Meßrohr 7 tragen. Anfang und
Ende des Meßrohres 7 werden durch je ein Schaltorgan 8 und 9 beherrscht, die in
die Querstücke 5 und 6 eingesetzt sind. Das Schaltorgan 8 ist ein Dreiwegeliahn,
der in der bezeichneten Stellung den geraden Durehfluß durch das Meßrohr 7 freigibt
und in seiner zweiten Stellung das Meßrohr 7 unter Absperrung vom Hauptrohr 3 an
die Spülleitung io anschließt. Außerdem trägt das Querstück 8 noch einen Druckmesser
22, der den Druck der Meßflüssigkeit im Rohr 3 anzeigt. Das Thermometer 23 zeigt
die Temperatur der Meßflüssigkeit an. Das Schaltorgan g im Querstück 6 weist einen
Hahn i i auf, in (lern zwei Bohrungen 1 2 und 13 (Fig. 2) angeordnet sind. Die eine
Bohrung 12 ist eine Dreiwegbolirung (Fig. 3) und die andere Bohrung 13 eine einfache
gerade Durchflußfübrung (Fig.4). Die Bohrung 12 verbindet in der gezeichneten Stellung
das Meßrohr 7 mit der Leitung 14. die zum Meßgef<iß 15 führt. In der zweiten
Stellung des Hahnkü:kens ii gibt die Bohrung 12 den unmittelbaren Durchfluß durch
das Meßrohr 7 frei und sperrt das l@Ießgefäli i5 ab. Die Bohrung i3 verbindet in
dieser Stellung des Hahnkükens ii das Meßgefäß 15 mit der Ablaufleitung 16, die
in der ersten Hahnstellung, welche die Meßstellung ist, abgesperrt ist. Im Meßgefäß
15 ist ein Schwimmer 17 angeordnet, der mit elektrischen Kontakten 18 und i9 zusammenarbeitet.
Die Kontakte 18 und i9 schalten eine Stoppuhr 20 ein und aus, deren Zeiger 21 die
Zeit anzeigt, während der der Schwimmer 17 vom Kontakt i8 bis zum Kontakt i9 gestiegen
ist. Das Zifferblatt der Stoppuhr 20 ist mit Skalen versehen, von denen nian mit
Hilfe der Zeigerstellung unmittelbar die Zähigkeit der geprüften Flüssigkeit bei
verschiedenen Drücken in der Rohrleitung 3 ablesen kann.
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Die Wirkungsweise und die Bedienung der Vorrielitung ist denkbar einfach.
Während des normalen Betriebes der Brennkraftmaschine stehen die Bohrungen der Schaltorgane
8 und 9 so, daß der Brennstoff auf geradem Wege durch das Meßrohr 7 hindurchfließen
kann. Daher hat das Meßrohr und der Brennstoff in ihr stets die gleiche Temperatur
und Eigenschaften wie der umgebende zur Brennkraftmaschine fließende Brennstoff.
Soll jetzt eine Zähigkeitsprüfung des Brennstoffes vorgenommen werden, so braucht
nur das Hahnküken i i in die in der Zeichnung dargestellte Stellung gebracht zu
werden, dann fließt der Brennstoff, der durch das Meßrohr 7 strömt, durch die kurze
Leitung 14 in das Meßgefäß 15 und beginnt dieses zu füllen. Bei Schließung des Kontaktes
18 fängt die Stoppuhr 20 an zu laufen. Hat der Schwimmer 17 den Kontakt i9 erreicht
und diesen geschlossen, dann wird die Uhr 2o gestoppt, und die Stellung des Zeigers
21 erlaubt unmittelbar die Ablesung der Zähigkeit des Brennstoffes von einer der
Skalen des Zifferblattes, die dein am Druckmesser 22 festgestellten Druck in der
Leitung 3 entspricht. Ist die gemessene Zähigkeit größer als die Betriebsvorschrift
es erlaubt, dann muß sie durch entsprechende Mehrbeheizung der Brennstoffleitungen
herabgesetzt werden.
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Nach beendeter Prüfung wird das Hahnküken i i in seine zweite Stellung
verdreht, bei welcher die Dreiwegbohrung 12 den geraden Durchfluß durch
das
\lcl.irolir 7 freigibt uiid den Zufluß zum Meßgefäß 15 absperrt, während letzteres
durch die Bohrung 13 finit der Ableitung 16 verbunden wird, die den ans dem Gefäß
15 ablaufenden Prüfbrennstoff zum 1_eckgefäß führt.
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Um das Meßgefäß 7, die Schaltorgane 8 und 9, sowie das \Ießgefäß 15
mit seinen Zu- und Ableitungen im Bedarfsfalle von anhaftendem Heizöl reinigen zu
können, kann man das Schaltorgan 8 so stellen, daß es das Meßrohr, 7 mit der Spülleitung
io verbindet. Steht gleichzeitig das Organ 9 in Meßstellung, dann kann eine Spülflüssigkeit,
z. B. Gasöl, durch die ganze Meßvorrichtung gepumpt werden, die eine vollkommene
Reinigung von anhaftenden Heizölresten bewirkt.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung hat den großen Vorteil, daß die
Prüfung des jeweils in der Brennkraftinasc'hine verwendeten Brennstoffes einfach
und schnell ohne Unterbrechung des Betriebes vorgenommen werden kann und vor allem
auch richtige Ergebnisse zeitigt, da die geprüfte Brennstoffprobe auch genau den
äußeren Bedingungen entspricht, unter denen der der Brennkraftinaschine zugefiihrte
Brennstoff stellt.