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Wärmemesser
Die Erfindung betrifft einen Wärmemesser zur Messung der
von einem strömenden Medium abgegebenen oder aufgenommenen Wärmemenge, welcher Wärmemesser
mit einem Strömungsmesser und zwei Bourdonfederthermometern versehen ist, deren
Ausschläge auf ein Zählwerk übertragen werden.
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In bekannten Vorrichtungen dieser Art werden die infolge von Temperaturänderungen
auftretenden Bewegungen in den Spiralen der Federthermometer jede für sich auf einen
besonderen Hebelarm übertragen, während die zwei Arme nicht unmittelbar gekuppelt
sind. Die Ausschläge der Federthermometer werden schließlich durch Zwischenschaltung
eines verhältnismäßig immer noch ziemlich verwickelten Hebelsystems auf ein Zählwerk
übertragen. Durch Reibung und Spiel in den verschiedenen Kupplungspunkten der Hebel
wird die genaue Wirkung dieses Apparatentyps sehr nachteilig beeinflußt. Es ist
dabei wenig wichtig, ob die mit den Federthermometern verbundenen Arme am frei bewegbaren
Außenende oder am im Mitten der Spirale liegenden Ende verbunden sind.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile dadurch zu beheben, daß nach
der Erfindung die Federthermometer in etwa gleicher Höhe parallel nebeneinander
angeordnet sind und das an der Außen seite liegende Ende jeder der gegeneinander
gerichteten Spiralfedern dieser Thermometer mittels einer nach der Mitte jeder Spiralfeder
gerichteten Kupplungsstange verschiebbar mit einem zugehörigen besonderen Kronrad
eines Differentialgetriebes verbunden ist, während beide Kronräder drehbar um eine
Achse gelagert sind, welche Achse selbst drehbar im Messergestell gelagert ist,
wobei
die Achslinie nahezu mit den Mittellinien durch -die Mitten
der Spiralfedern der Federthermometer zusammenfällt und das Ritzel des Differentialgetriebes
mittels eines mit diesem Ritzel verbundenen und gemäß dessen Achslinie gerichteten
Stift fest mit dieser Achse verbunden ist.
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Es ist sehr wichtig, die Empfindlichkeit und die richtige Einstellung
der Vorrichtung dadurch regeln zu können, daß von jedem der beiden Federthermometer
nach Wunsch ein weiter vom Mittelpunkt entfernt oder näher zum Mittelpunkt liegender
Teil einer Spiralwindung wirksam eingeschaltet wird.
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Dies kann nach der Erfindung dadurch erreicht werden, daß jedes Federthermometer
am entsprechenden Kronrad durch ein Kupplungsorgan verbunden ist, das mit dem einen
Ende drehbar um die Achse, auf der das Kronrad drehbar gelagert ist, und mit Rücksicht
auf diese Achse senkrecht verschiebbar ist, während dieses Ende in jeder Lage auf
diesem Kronrad festklemmbar ist und das andere Ende dieses Kupplungsorgans mit einer
auf den Spiralwindungen des Federthermometers festklemmbaren Gabel versehen ist,
die beim Runddrehen des Kupplungsorgans die Bahn der Spirale in der entsprechenden
Drehrichtung durchläuft.
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Die Übertragung der Ausschläge der Federthermometer auf das Zählwerk
kann weiter dadurch bewirkt werden, daß fest auf der mit dem Ritzel gekuppelten
Achse das Ende eines einarmigen Hebels angeordnet ist, dessen von der Achse abgewandtes
Ende mit einem Greiforgan versehen ist, das mit einem Organ zur Übertragung der
Ausschläge der Federthermometer auf ein Zählwerk zusammenarbeitet.
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Weiter ist es notwendig, den resultierenden Ausschlag der beiden
Federthermometer mit dem Ausschlag des Strömungsmessers zu kombinieren. Dazu kann
nach der Erfindung das Greiforgan am Ende des Hebels mit einem um eine drehbare
Führungsstange verschiebbaren scheibenförmigen Organ zusammenarbeiten, das dauernd
mit dem Außenmantel eines drehbar im Messergestell angeordneten Umdrehungskörpers
in Berührung ist und von demselben angetrieben wird, wobei der Umdrehungskörper
vom Strömungsmesser des Wärmemessers angetrieben wird; während eine richtige Registrierung
noch dadurch gefördert werden kann, daß die Führungsstange für das scheibenförmige
Organ und der Außenmantel des antreibenden Umdrehungskörpers im Berühnmgspunkt mit
dem scheibenförmigen Organ beide senkrecht angeordnet sind, während der Umdrehungskörper
in der Weise gestaltet ist, daß die Umdrehungszahl des scheibenförmigen Organs bei
Verschiebungen fortwährend in Verhältnissen geändert wird, die der richtigen Weise
der Übertragung des Ausschlags der verschiedenen Meßorgane des Wärmemessers auf
das Zählwerk entsprechen.
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Eine Ausführungsform eines Wärmemesisers nach der Erfindung wird
unten als Beispiel an Hand der Zeichnung beschrieben.
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Fig. I zeigt eine schematische Seitenansicht derjenigen Wärmemesserteile,
die unmittelbar wichtig für die Erfindung sind und wobei das Messergestell nur teilweise
dargestellt ist; Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. I, wobei
die Kupplungsorgane zwischen jeder Spirale und dem zugehörigen Kronrad deutlichkeitshalber
fortgelassen sind; Fig..3 zeigt einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. I in
vergrößertem Maßstab.
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Auf der Bodenplatte I und gegen die Seitenplatte 2 des Messergestells
in Fig. I und 2 sind zwei Trägergestelle 3 und 4 angeordnet, auf denen die durchgehende
Achse 6 in Lagern 5, 5' drehbar aufgelegt ist. Die Bourdonfederthermometer 7 und
8 sind senkrecht zur Achse nebeneinander angeordnet, wobei die Spiralen entgegengesetzt
gerichtet und in ihren ~Mittelpunkten mit den Zuführungsleitungen 9, 10 verbunden
sind, die durch besondere Durch führungsöffnungen 1 1, 12 im Messergestell eingeführt
und über die Bodenplatte I nach der Anordnungsstelle der Thermometer führen. Mittels
eines um die durchgehende Achse 6 drehbaren und senkrecht zu dieser Achse verschiebbaren
-Kupplungsorgans I3, 14 (s. Fig. 3) kann die Spirale jedes Federthermometers nach
Wunsch in jedem Punkte fest mit einem zugehörigen um die durchgehende Achse 6 drehbar
gelagerten Kronrad 21, 22 verbunden werden. Zur Klemmung des Kupplungsorgans auf
der Spirale werden die Klemmschrauben 15, 16 benutzt, während mit - den Schraubenringen
17, 18 das ~ Kupplungsorgan 13, 14 gegen ein einen Teil des Kronrades 21, 22 bildendes
ringförmiges Anschlagorgan 19, 20 festgeklemmt wird (s. auch Fig. 2).
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Zwischen den Spiralen der Federthermometer 7 und 8 liegen die einander
zugewandten Kronräder 21, 22 eines Differentialgetriebes, dessen dritter schließender
Teil durch das in die Zahnräder der Kronräder 21, 22 greifende Ritzel 23 gebildet
wird.
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Das Ritzel 23 ist durch einen Stift 24 fest mit der durchgehenden
Achse 6 verbunden, auf deren Ende 25 das eine Ende eines Hebels 27 mit einer Büchse
26 befestigt ist.
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Die Wirkung dieser Organe des Wärmemessers ist nun die folgende:
Wenn die Kupplungsorgane 13, 14 einmal für eine gegebene zu messende Anlage eingestellt
sind, wird bei gleichbleibenden Temperaturen ein Gleichgewichtszustand bestehen,
in dem das ganze System sich nicht bewegt. Sobald in einem der Federthermometer
eine Temperaturänderung auftritt, wird die Lage der Spirale sich unter Einfluß dieser
Änderung ändern. Durch das betreffende Kupplungsorgan wird die Bewegung auf das
zugehörige um die durchgehende Achse 6 drehbar gelagerte Kronrad übertragen.
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Dieses Kronrad wird gedreht werden bis wieder ein Gleichgewichtszustand
eintritt, welcher nunmehr der geänderten höheren - oder niedrigeren Temperatur in
diesem einen Federthermometer angepaßt ist. Bei der Drehung des Kronrades wird das
Ritzel in einer Richtung im Sinne der Bewegung einer Uhr oder im entgegengesetzten
Sinne, in Abhängigkeit der Drehungsrichtung des in Bewegung kommenden Kronrades,
mitgenommen. Auch die durch-
gehende Achse 6 wird mittels des Ritzelstifts,
24 dieser drehenden Bewegung folgen, so daß nun schließlich der Hebel 27 aufwärts
oder abwärts bewegt wird.
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Wenn nun in den beiden Federthermometern Temperaturänderungen eintreten,
ist es selbstverständlich, daß die endgültige Drehung des Ritzels sowohl der Größe
als der Richtung nach von den gleichzeitig auftretenden drehenden Bewegungen beider
Kronräder abhängig sein wird.
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Diese letzterwähnten Bewegungen können hinsichtlich ihres Einflusses
auf die Bewegung des Ritzels einander verstärken, entgegenarbeiten oder sogar neutralisieren.
Dies und jenes entspricht somit dem Maß, in dem die Temperatur in jedem Federthermometer
sich im zunehmenden oder abnehmenden Sinne ändert.
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Der Hebel 27 (s. Fig. 1) ist am von der Achse 6 abgewandten Ende
mit einem Greiforgan 28 versehen, das mit zwei dazu in geeigneter Weise angelegten
Gabeln 29 und 30 mit bzw. dem oberen Teil 31 und dem unteren Teil 32 des Körpers
eines scheibenförmigen Organs 33 in Berührung ist.
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Dieses scheibenförmige Organ 33 ist frei verschiebbar um die Führungsstange
34 angebracht und bewegt sich dieser Stange entlang unter der Wirkung eines auf-
oder abwärts gerichteten Drucks des Greiforgans 28 auf den unteren Teil 32 oder
auf den oberen Teil 31 des Körpers des scheibenförmigen Organs 33. Die Führungsstange
34 ist federnd drehbar in den Lagerorganen 35 und 36 im Messergestell angeordnet.
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Das scheibenförmige Organ 33 ist in dieser Ausführungsform der Erfindung
in Berührung mit der Außenoberfläche 37 des Mantels eines Umdrehungskörpers, der
die Gestalt eines Kegelstumpfs 38 aufweist. Dieser Kegelstumpf 38 ist auf einer
geneigt angeordneten, in der Achslinie des Umdrehungskörpers liegenden und drehbar
in den Lagerorganen 40 und 41 des Messergestells gelagerten Achse angeordnet. Die
geneigte Lage ist in solcher Weise gewählt, daß die Erzeugende 42 im Berührungspunkt
43 zwischen dem Kegelstumpf 38 und dem scheibenförmigen Organ 33 senkrecht gerichtet
ist.
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Die Achse 39 des Kegelstumpfs 38 ist in einer geeigneten Weise mit
dem nicht gezeichneten Strömungsmesser des Wärmemessers gekuppelt und wird Von diesem
Strömungsmesser in einer umdrehenden Bewegung mit einer von der in der Zeiteinheit
durch die Hauptleitung der zu messenden Anlage durchströmenden Menge des Mediums
abhängigen Geschwindigkeit angetrieben. Diese drehende Bewegung wird in diesem Falle
durch Reibung des Kegelstumpfs 38 auf das scheibenförmige Organ 33 übertragen. Je
nachdem das scheibenförmige Organ 33 durch das Greiforgan 28 aufwärts oder abwärts
längs der Führungsstange 34 geschoben wird, nimmt die Umdrehungszahl. dieses Organs
mit Rücksicht auf eine konstante Umdrehungsgeschwindigkeit des Kegelstumpfs 38 ab
oder zu. Die höhere oder niedrigere Lage des scheibenförmigen Organs 33 ist abhängig
von der Lage des Hebels 27. Die Lage dieses Hebels mit Rücksicht auf die horizontale
Ebene durch die Mittellinie der Achse 6 wird durch die Bewegung des Ritzels 23 unter
Einfluß der auftretenden Temperaturänderungen in einem oder beiden der Federthermometer
7 und 8 beherrscht. Die umdrehenden Bewegungen der Achsen 34 und 39 werden durch
dazu geeignete Übertragungsorgane 44 bzw. 45 auf ein nicht gezeichnetes Zählwerk
im Messergestell übertragen.
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Es wird noch bemerkt, daß im Rahmen der Erfindung die Kupplungsorgane
zwischen den Spiralen und dem Differentialgetriebe, die Einrichtung des Hebels,
wie auch die Gestalt des scheibenförmigen Organs und des Kegelstumpfs in anderer
Weise ausgeführt werden können.