DE865661C

DE865661C - Rotary piston counter

Info

Publication number: DE865661C
Application number: DES10129D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Garthe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-07-01
Filing date: 1942-07-01
Publication date: 1953-02-05

Description

Ringkolbenzähler Bekanntlich ist die Meßempfindlichkeit der Ringkolbenzähler stark abhängig von dem Gewicht des Ringkolbens. Aus diesem Grund verwendet man Ringkolben aus einem Werkstoff von möglichst geringem spezifischem Gewicht. Für Wasser zähler sind allgemein Ringkolben aus Hartgummi im Gebrauch, wobei das spezifische Gewicht des Hartgummis in Wasser 1,2 - = 0,2 ist. Für solche Flüssigkeiten, in denen Hartgummi nicht beständig ist, werden häufig Kolben aus Kohle verwendet. Dabei ergibt sich aber z. R. in Benzin ein spezifisches Gewicht des Kolbens von etwa 2,0 - o,8 = 1,2. Für diesen Fall ist also das Gesicht des Ringkolbens sechsmal so groß wie im ersten Fall bei gleichem Kolbenvolumen. Wenn es sich um Benzinmesser, insbesondere in Flugzeugen, handelt, bei denen großle Temperaturgrenzen vorgeschrieben sind, haben Kohlekolben ferner den Nachteil, daß sie infolge ihres kleinen Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem großen Aulsdehnungskoeffizienten des Metallgehäuses zum Klemmen neigen. Endlich besteht bisweilen die Notwendigkeit, industrielle Flüssigkeiten zu messen, in denen Kohle nicht beständig ist, während gewisse Metalle genügende Korrosionsfestigkeit besitzen. Auch die verhältnismäßig geringe BNruchfestigkeit der Kohlekolben ist in manchen Fällen von Nachteil.Rotary piston meter It is well known that rotary piston meters are sensitive to measurement strongly dependent on the weight of the annular piston. For this reason, ring pistons are used made of a material with the lowest possible specific weight. For water meter are generally ring pistons made of hard rubber in use, with the specific weight of the hard rubber in water is 1.2 - = 0.2. For liquids in which hard rubber is not stable, pistons made of carbon are often used. This results in but z. Usually in gasoline a specific weight of the piston of about 2.0 - 0.8 = 1.2. In this case, the face of the ring piston is six times as large as in the first Case with the same piston volume. When it comes to gasoline meters, especially on airplanes, where large temperature limits are prescribed, have carbon pistons furthermore the disadvantage that they are compared to because of their small expansion coefficient tend to jam due to the large expansion coefficient of the metal housing. Finally there is sometimes a need to measure industrial liquids in which Coal is not stable, while certain metals have sufficient corrosion resistance own. The carbon pistons also have a relatively low resistance to breaking disadvantageous in some cases.

Aus diesem Grund geht das Bestreben häufig dabin, an Stelle der Kohlekolben Metallkohlben oder Kolben aus anderen geeigneten Werkstoffen von verhältnismäßig hohem spezifischem Gewicht zu verwenden. Obgleich nun die Verhältnisse bei Metallkolben günstiger liegen, als man nach dem hohen spezifischen Gewicht der Metalle annehmen könnte, da die Wandstärke der Kolben wegen der höheren Festigkeit etwa auf die Hälfte des Wertes des bei Kohle- und Hartgummikolben üblichen verringert werden kann, ist natürlich immer noch das Gewicht derartiger Kolben so beträchtlich, daß erhebliche Reibungskräfte auftreten. For this reason, the endeavor often goes there in place of the charcoal pistons Metal carbons or pistons made of other suitable materials of relatively to use high specific gravity. Although this is the case with metal pistons are more favorable than one would assume based on the high specific weight of the metals could, because the wall thickness of the piston due to the higher strength to about half the value of what is customary for carbon and hard rubber pistons can be reduced of course, the weight of such pistons is still so considerable that considerable Frictional forces occur.

Die ungünstige Wirkung des Ringkolbengewichts kommt dadurch zustande, daß der Kolben in den bisherigen Ausführungen bei kleinen Belastungen mit der unteren Stirnfläche des Kolbenringes (Fig. I) auf dem Meßkammerboden gleitet. The unfavorable effect of the ring piston weight arises from that the piston in the previous versions with small loads with the lower The end face of the piston ring (Fig. I) slides on the bottom of the measuring chamber.

Dabei ergibt sich pro Umdrehung eine große Reibungsarbeit, weil die reibende Fläche groß ist und diese sich mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit auf ellipsenartigen Bahnen bewegt.This results in a large amount of friction work per revolution, because the the rubbing surface is large and it moves at a relatively high speed moved on elliptical orbits.

Bei größeren Belastungen wird der Kolben durch die Flüssigkeit, die am Meßkammerdeckel ausströmt und zum Teil durch Löcher im Steg 2 des Ringkolbens hindurchtritt, angehoben und legt sich schließlich gegen den Meßkammerdeckel an.At greater loads, the piston is pushed by the liquid, which flows out at the measuring chamber cover and partly through holes in the web 2 of the annular piston passes through, lifted and finally rests against the measuring chamber cover.

Es wird nun gerade bei der Messung von Krarftstoffen und anderen industriellen Flüssigkeiten eine wesentlich höhere Meßgenauigkeit verlangt als bei Wasser wegen des höheren Preises dieser Flüssigkeiten. Bei amtlicher Eichung werden bei Wasserzah"lern Fehlergrenzen von + 2 0/o, bei Kraftstoffzälilern dagegen nur von + 0 5 0/o zugelassen. It is now being used in the measurement of fuels and others industrial liquids require a significantly higher measurement accuracy than with Water because of the higher price of these liquids. With official verification in the case of water counters, error limits of + 2 0 / o are learned, in contrast to fuel counters only approved by + 0 5 0 / o.

Um diese Bedingungen einhalten zu können, stellt die Erfindung sich die Aufgabe, den ungünstigen Einfluß des Kolbengewichts bei kleinen Belastungen zu beseitigen, was dadurch erreicht wird, daß auf den Kolbenring entgegen seinem Gewicht Kräfte einwirken, weiche die Reibungskraft zwischen Kolbenring und Meßkammerboden aufheben. In order to be able to comply with these conditions, the invention arises the task of the unfavorable influence of the piston weight with small loads to eliminate what is achieved in that on the piston ring against his Weight forces act, soft the frictional force between the piston ring and the measuring chamber base lift.

Eine Ausführungsmöglichkeit zeigt Fig. I. Im Meßkammerboden des Zählers ist zentral eine Kurbelwelle 6 gelagert, in deren Kurbel 7 der untere Zapfen 8 des Ringkolbens geführt ist. Die Kurbeiwelle stützt sich gegen ein Spurlager 9 ab, das auf einer Feder 10 ruht, deren Vorspannung durch eine Einstellschraube 11 eingestellt werden kann. Die Einstellung wird so vorgenommen, daß die Federkraft gerade dem Gewicht der Kurbelwelle und des Ringkolbens in der Meßflüssigkeit das Gleichgewicht hält. Dabei hebt sich die Kurbel von dem Bundlager 12 am Boden der Meßkammer ab und überträgt die Kraft über ein in der Kurbel befindliches zweites Spurlager 13 auf den Ringkolben 3. Das durch das Kolbengewicht auf die Kurbel ausgeübte Kippmoment wird zweckmäßig durch ein Gegenmoment aufgehoben, z.B. ein Gewicht 14, das sich auf einem weiteren Arm der Kurbelwelle befindet. One possible embodiment is shown in FIG. I. In the measuring chamber base of the meter is centrally mounted a crankshaft 6, in the crank 7 of the lower pin 8 of the Ring piston is guided. The crankshaft is supported against a thrust bearing 9, the rests on a spring 10, the bias of which is set by an adjusting screw 11 can be. The setting is made so that the spring force just the The weight of the crankshaft and the annular piston in the measuring fluid is the equilibrium holds. The crank is lifted from the flange bearing 12 at the bottom of the measuring chamber and transmits the force via a second thrust bearing 13 located in the crank on the annular piston 3. The overturning moment exerted on the crank by the weight of the piston is expediently lifted by a counter-torque, e.g. a weight 14, which located on another arm of the crankshaft.

Fig. 2 zeigt das Ergebnis von Versuchen, die an einem 16-mm-Ringkolbenzähler mit Kohlekolben und Wasser als Meßflüssigkeit vorgenommen wurden, wobei die Meßkammer nach Fig. I aus geführt war. Auf der Abszisse ist der Durchfluß in l1Std., auf der Ordinate der Zählfehler in Prozenten der abgegebenen Menge aufgetragen. Die gestrichelt dargestellte Kurve a ergab sich bei einer Anordnung, bei welcher die Kappe I mit Entlastungsvorrichtung (Fig. I) abgeschraubt und statt dessen eine leere Schutzkappe aufgeschraubt war, so daß der Kolben nun wie bisher üblich auf der unteren Stirnfläche auflag und die Kurbel sich auf den Bund am Meßkammerboden auflegte. Demgegenüber war die Kurve b unter Anwendung der erfindungsg emäßen Entlastungsvorrichtung aufgenommen worden. Ein Vergleich der beiden Kurven zeigt, daß die Genauigkeitsgrenze von -1% mit entlastetem ringkolben (Kurve b) bei einem Durchfluß von 38 1/Std., dagegen ohne Entlastung (Kurve a) erst bei einem, Durchfluß von 71 1/Std. erreicht wurde. Der Melbereich wird somit durch die erfindungsgemäße Ausführung nahezu verdoppelt.Fig. 2 shows the result of tests carried out on a 16 mm rotary piston meter were made with charcoal flasks and water as the measuring liquid, the measuring chamber according to Fig. I was performed. On the abscissa is the flow in 11 hours, on the Ordinate of counting errors plotted as a percentage of the amount dispensed. The dashed Curve a shown resulted from an arrangement in which the cap I with Relief device (Fig. I) unscrewed and instead an empty protective cap was screwed on, so that the piston is now as usual on the lower end face and the crank lay on the collar on the measuring chamber floor. In contrast curve b was recorded using the relief device according to the invention been. A comparison of the two curves shows that the accuracy limit of -1% with a relieved ring piston (curve b) at a flow rate of 38 1 / hour, on the other hand without relief (curve a) only at a flow rate of 71 1 / hour. was achieved. The milking area is thus almost doubled by the embodiment according to the invention.

Nach diesen Ergebnissen bietet die Erfindung somit die Möglichkeit, die Meßempfindlichkeit der Ringkolbenzähler nahezu unabhängig vom Kolbengewicht zu machen. Man hat ferner die Möglichkeit, in Fällen,, wo die geringe Bruchfestigkeit oder die geringe chemische Widerstandsfähigkeit der Kohlekolben störend ist, Ringkolben aus Metall oder anderen geeigneten Werkstoffen unabhängig von ihrem spezifischen Gewicht zu verwenden. According to these results, the invention thus offers the possibility of the measuring sensitivity of the rotary piston meter is almost independent of the piston weight close. There is also the possibility, in cases where the low breaking strength or the low chemical resistance of the carbon pistons is annoying, annular pistons made of metal or other suitable materials regardless of their specific Weight to use.

Die Erfindung ist nicht an die Ausführung nach Fig. 1 gebunden. Die Aufhebung der Reibungskraft an der Stirnfläche des Ringkolbens kann auch z. B. durch den Auftrieb eines Tauchkörpers oder durch magnetische Kräfte, die in geeigneter Weise auf den Ringkolben einwirken, erreicht werden. The invention is not bound to the embodiment according to FIG. the Cancellation of the frictional force on the face of the annular piston can also, for. B. by the buoyancy of a diving body or by magnetic forces, which in suitable Way to act on the annular piston can be achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Rotary piston meter, characterized in that forces act on the annular piston against its weight, which increase the frictional force between the piston ring and the base of the measuring chamber completely or partially cancel.

2. Rotary piston meter according to claim I, characterized in that a thrust bearing relieving the load on the annular piston is arranged centrally in the bottom of the measuring chamber is.

3. Rotary piston meter according to claim 2, characterized in that a crankshaft is mounted centrally in the bottom of the measuring chamber, which is against a spring-loaded Thrust bearing (g) is supported, while a crank arm supports the crankshaft via another Thrust bearing (I3) carries the lower journal of the piston ring.

4. Rotary piston meter according to claim 3, characterized in that the spring of the thrust bearing carrying the crank shaft is adjustable.

5. rotary piston meter according to claim 3, characterized in that the tilting moment exerted on the crank arm by the weight of the piston ring a counterweight located, for example, on a second arm of the crankshaft is balanced.

6. Rotary piston meter according to claim I, characterized in that the frictional forces exerted by the weight of the piston ring due to the buoyancy an immersion body or by magnetic forces.