DE9176C - Flüssigkeitsmesser - Google Patents

Description

1879.

Klasse 42.

CARL OSWALD in PELPLIN. Flüssigkeitsmesser.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 25. September 1879 ab.

Dieser Apparat gehört. zu derjenigen Klasse von Flüssigkeitsmessern, bei denen das Oeffnen und Schliefsen der Ein- und Auslafsventile durch ein von Schwimmern bewegtes schwingendes Hebelsystem besorgt wird, jedoch unterscheidet er sich wesentlich von den Apparaten dieser Klasse dadurch, dafs das schwingende Hebelsystem nicht direct zum Oeffnen und Schliefsen der Ventile, sondern nur zum Auslösen einer Vorrichtung benutzt wird, bei der das Oeffnen und Schliefsen durch den Fall von Gewichten an Hebeln selbsttätig und plötzlich geschieht.

Durch diese Einrichtung ist der Apparat in den Stand gesetzt, mit gröfster Präcision und absoluter Genauigkeit zu arbeiten.

Fig. ι und 2 beiliegender Zeichnung stellen den Flüssigkeitsmesser im Querschnitt und Grundrifs dar.

Ein Reservoir AA' ist durch eine zweimal rechtwinklig gebogene Wand in zwei Abtheilungen A und A' getheilt; dicht über dieser Wand ist genau in der Mittelaxe des Reservoirs in jeder der Abtheilungen A und A' eine Welle a bezw. a' drehbar gelagert, auf der je ein Waagebalken B bezw. B' festsitzt.

Jeder dieser Waagebalken ist aus leichtem Winkeleisen oder sonst passendem Material construirt, und wird durch einen Schwimmer C bezw. C dadurch auf- und niederbewegt, dafs letzterer sowohl beim Steigen als auch beim Sinken des Flüssigkeitsniveaus gegen Stellringe b und c bezw.. b' und c' stöfst, welche auf einer Stange d bezw. d', aus Gasrohr bestehend, verstellbar angebracht sind. Jede Stange ist oben gelenkartig mit je einem Waagebalken verbunden und unten in einem Bügel e bezw. e' derartig geführt, dafs sie mit Leichtigkeit eine kleine Schwingung, welche durch die Höhe des Bogens, in dem das Waagebalkenende schwingt, bedingt ist, machen kann.

Diese Stange geht mit reichlichem Spielraum durch den Schwimmer und dient diesem zur Führung; sie taucht beim Niedergang mit dem unteren Ende in eine Büchse / bezw. /', um zu viel todten Raum im Reservoir zu vermeiden ; nach der Zeichnung ist die Einrichtung so getroffen, dafs die Höhe des todten Raumes der Höhenlage der Ventile entspricht, damit letztere immer mit Flüssigkeit bedeckt bleiben.

Aufser dem Waagebalken sind auf der Welle a bezw. a' zwei ungleicharmige Hebel (Gewichtshebel) g und h bezw. g' und h' lose gelagert, die durch Drahtzüge so auf die Aus- und Einlafsventile, deren Construction und Anordnung weiter unten beschrieben ist, wirken, dafs nur bei der Abwärtsbewegung des Gewichtshebels eine Function der Ventile eintritt. Diese Gewichtshebel tragen je ein Gewicht i V i" i'" und stützen sich auf die mittlere Querverbindung des Waagebalkens; sobald sich dieser aufwärts bewegt, wird der betreffende Hebel mitgenommen, während er sich bei der Abwärtsbewegung des Waagebalkens auf einen inzwischen durch Feder IVl¹¹V" vorgedrückten Winkelhebel m m' m" m'" stützt, wie dies aus Fig. 1 bei. Hebel h ersichtlich ist. An jedem Ende des Waagebalkens B bezw. B' ist nun eine Schraube η bezw. n' n" n'" mit Mutter und Gegenmutter befestigt, welche, sobald der Balken in seiner tiefsten Stellung anlangt, den Winkelhebel m beeinflufst und die Gewichtshebel frei fallen läfst, und zwar fallen dieselben nicht auf die vorangegangenen Querverbindungen der Waagebalken, sondern auf je eine fest mit dem Reservoir verbundene Unterstützung ο o' 0" 0'", die höher steht, als die tiefste Stellung der Querverbindung, und so eine Erschütterung des Waagebalkens verhindert, sowie die Drehung der Ventile genau begrenzt. Die Drehpunkte der Winkelhebel m sind ebenfalls fest mit dem Reservoir verbunden, also unabhängig vom Waagebalken. Das Gestänge d bezw. d' ist an jedem Waagebalken durch ein Gegengewicht ausbalancirt, so dafs die Balken leicht spielen können.

Die Construction der Ventile ist aus Fig. 5 bis 7 ersichtlich. Daselbst stellt Fig. 5 den Längsschnitt, Fig. 6 die Kopfansicht und Fig. 7 den Querschnitt eines Ventiles dar; dasselbe gehört zur Klasse der Drehschieber. In einem hohlen konischen Hahnküken D sind, wie Fig. S und 7 zeigen, acht Schlitze p angebracht, de^en Gesammtquerschnitt dem Querschnitt des Aus- oder Einlafsstutzens E entspricht; sie correspondiren mit acht anderen Schlitzen q, die

in dem das Hahnküken umhüllenden Körper F angebracht sind.

Dieser Körper F enthält in seinem Innern einen ringförmigen Raum G, welcher die durch die Schlitze strömende Flüssigkeit dem Auslafsstutzen E oder, wenn dieser als Einlafsstutzen benutzt wird, sie den Schlitzen p bezw. q zuführt. Auf jeder Seite des Hahnkörpers F sind zwei Schraubstifte ν ν bezw. ν' ν' angebracht, die je einen Steg s bezw. s' aufnehmen; beide Stege dienen zur Führung der Welle t. Letztere trägt, fest durch seine Nabe mit ihm verbunden, das Hahnküken D. Ferner sitzen lose auf der Welle zwei Hebel u u', und fest zwei Mitnehmerknaggen w w', so dafs also das Küken nur gedreht werden kann, wenn der betreffende Hebel sich in einem bestimmten Sinne dreht, indem er dann gegen die Knagge w fafst und so die Drehung des Kükens bewirkt, während es bei Drehung in umgekehrtem Sinne stehen bleibt und nur der Hebel sich dreht (s. Fig. 8 und 9).

Welle / und Küken D sind, wie Fig. 5 zeigt, justirbar und so eingerichtet, dafs der Abnutzung Rechnung getragen ist. Das Küken wird so eingestellt, dafs es leicht spielt und in dieser Stellung durch den Steg s bezw. s' mittelst der auf den Schraubstiften ν ν' sitzenden Muttern und Gegenmuttern fixirt wird. Bei etwaiger Abnutzung wird die Spurplatte mittelst der Druckschraube r nachgestellt.

Die Anordnung der Ventile ist nun folgende:

Auf dem Boden der beiden Gefäfsabtheilungen A und A' werden vier solcher Ventile, wie eben beschrieben, genau so, wie in Fig. 2 gezeichnet, angebracht, von diesen dient I als Einlafsventil für Abtheilung A, II als Auslafsventil für dieselbe Abtheilung, III als Auslafsventil für Abtheilung A', und IV als Einlafsventil für dieselbe Abtheilung. Ferner sind die Ventile II und III gekuppelt, d. h. beide Hahnküken sitzen auf der gemeinschaftlichen Welle t, die mittelst einer Stopfbüchse durch die rechtwinklig gebogene Wand geführt ist. Sie sind dabei so angeordnet, dafs durch Drehung von t, in einem bestimmten Sinne, II geöffnet, III dagegen geschlossen wird, und umgekehrt.

Auf jeder Ventilwelle sitzen nun zwei solcher Hebel, wie in Fig. 8 und 9 dargestellt; dieselben sind so, wie vorhin erwähnt, durch einfache Drähte mit den Gewichtshebeln verbunden, und zwar jeder Hebel mit zwei Drähten, von denen einer für die Drehung in einem Sinne und der andere für die Drehung im entgegengesetzten Sinne dient.

Der beim Sinken des Schwimmers zur Wirkung kommende Gewichtshebel hat jedesmal drei Functionen zu erfüllen: er öffnet das Einlafsventil seiner Abtheilung, schliefst das Auslafsventil derselben Abtheilung und öffnet das Auslafsventil der anderen Abtheilung. Dagegen hat der beim Auftrieb des Schwimmers zur Wirkung kommende Gewichtshebel nur eine Function

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zu erfüllen, er schliefst das Einlafsventil seiner Abtheilung.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen durch eine schematische Darstellung den Vorgang, und zwar sind hier die hintereinanderliegenden Ventile über einander und die hintereinanderliegenden Waagebalken neben einander gezeichnet, um den Vorgang dem Auge klar zu machen.

Angenommen nun, die in Abtheilung A befindliche Flüssigkeit sei im Ablaufen begriffen, also Schwimmer C im Sinken, so wird Waagebalken B allmälig mitgenommen, d. h. die linke Seite von B senkt sich; sowie nun Schwimmer C im tiefsten Punkt angekommen ist, drückt Stellschraube η auf Winkelhebel m und bewirkt so das plötzliche Herabfallen des Gewichtshebels g; hierdurch wird infolge der Drahtverbindung I geöffnet, gleichzeitig II geschlossen und, da II mit III in umgekehrter Anordnung gekuppelt ist, III geöffnet.

Durch Oeffnen von I strömt sofort wieder Flüssigkeit in A ein und C beginnt sich zu heben, gleichzeitig beginnt aber auch durch Oeffnen von III die Flüssigkeit in A¹ auszulaufen und C sich zu senken. Da nun aber der Zuflufs so regulirt ist, dafs die Flüssigkeit bedeutend schneller zu- als abläuft, so wird C in Abtheilung A schneller seinen höchsten Punkt erreichen, als C in A' seinen tiefsten Punkt. In dem Augenblicke nun, wo C seinen höchsten Punkt erreicht hat, hat B sein Spiel vollendet, d. h. die rechte Seite des Waagebalkens hat ihre tiefste Stellung erreicht und mittelst der Schraube «' durch Winkelhebel m' den Gewichtshebel h ausgelöst, durch dessen Fall nun mittelst der Drahtverbindung· Ventil I geschlossen wird. Es bleibt dann vorläufig alles in Ruhe, bis C, also auch die rechte Seite des Waagebalkens B', die tiefste Stellung erreicht hat. In diesem Moment wird durch Schraube n'" und Winkelhebel m'" Hebel h' ausgelöst und durch dessen Fall Ventil IV geöffnet, Ventil III dagegen geschlossen, und da III mit II in der oben angegebenen Weise gekuppelt ist, II geöffnet. Durch Oeffnen von IV beginnt die neue Füllung von A' und das allmälige Heben von C, gleichzeitig aber auch, durch Oeffnen von II, das Entleeren von A und somit das Sinken von C. In dem Moment aber, wo C seinen höchsten Punkt erreicht hat, also das Spiel von B' vollendet ist, wird durch n" und m" g' ausgelöst und durch dessen Fall IV geschlossen; es bleibt dann in A' alles in Ruhe, bis C an seinem tiefsten Punkt angelangt, also das Anfangsstadium des beschriebenen Vorganges wieder erreicht ist. Erwähnt sei noch, dafs jedesmal die von einer Seite des Waagebalkens beeinflufsten Ventilhebel u durch den Hub dieser Seite leer mitgenommen werden und die Mitnehmerknagge w für die durch die andere Seite des Waagebalkens hervorgerufene Ventildrehung frei machen. Dieser Vorgang wiederholt sich nun ununterbrochen in der beschriebenen Weise so lange,

wie dem Apparat Flüssigkeit zugeführt wird. Das Messen der durchgelaufenen Menge geschieht dadurch, dais die Hübe eines Waagebalkens, die durch ein kleines Gestänge auf ein Zählwerk H übertragen werden, an letzterem abgelesen werden können.

Das zu messende Quantum wird durch die Stellringe, die den Hub der Schwimmer begrenzen, genau regulirt. Wie aus dem bisher Gesagten hervorgeht, bewegen sich beide Waagebalken immer in einem bestimmten Verhältnifs, d. h. der eine hat immer abwechselnd einen bestimmten Vorsprung vor dem anderen. Beide Waagebalken sind nun durch eine Kette oder deren Aequivalent derart gekuppelt, dafs die Kette schlaff über feste Rollen von einem Waagebalken zum anderen geführt ist, so dafs sie stets der Schwingung folgt. Tritt nun durch irgend einen Umstand ein Mangel im Zuflufs ein, so bewegt sich der eine Schwimmer Und infolge dessen auch der betreffende Waagebalken nicht mehr in dem bestimmten Verhältnifs zu dem anderen; infolge dessen wird die Kette straff gespannt. Hierdurch läfst sich nun leicht die elektrische Leitung eines Klingelwerks schliefsen, welches dann sofort ein Zeichen giebt, dafs Wassermangel vorhanden ist. Von Wichtigkeit würde dies sein, wenn der beschriebene Apparat als Kesselspeisewasser-Mefsapparat benutzt würde, denn da der todte Raum stets noch mit Wasser gefüllt bleibt, also einen Vorrath bildet, so wird schon einige Minuten vor Eintritt des Wassermangels ein Zeichen gegeben. Selbstverständlich kann die Schliefsung des elektrischen Stromes auch auf andere Weise, als hier angegeben, geschehen.

Es empfiehlt sich, das bei jedem Hube gemessene Quantum recht grofs zu wählen, um die Fehlerquellen recht gering zu machen. Aus demselben Grunde sind auch hier die Schwimmer unverhältnifsmäfsig grofs gewählt, ihre Kraftleistung ist daher bedeutend gröfser, als sie für die leicht schwingenden Waagebalken gebraucht wird. Den Gang des Apparates kann man durch ein Uhrwerk derartig überwachen, dafs der Fall eines der Gewichtshebel jedesmal eine elektrische Leitung schliefst, welche auf einem sich abrollenden Papierbande die Entleerung eines Einheitsmafses durch einen Punkt der Zeit nach notirt, in der Weise, wie dies vielfach bei Geschwindigkeitsmessern und dergleichen Apparaten der Fall ist.

Zur Messung des Diffusionssaftes bei der Zuckerfabrikation ist dieser Apparat ganz besonders geeignet; er wird zu diesem Zweck noch mit zwei Vorrichtungen: i. einem Probenahmeventil und 2. einer Scheidepfannenuhr verbunden.

Das Probenahmeventil, welches in Fig. io, Ii und 12 dargestellt ist, besteht aus einem kleinen Hahn I, dessen Küken χ schräg durchbohrt ist, während der Hahnkörper y eine ge-'rade Bohrung besitzt; es ist klar,, dafs bei Drehung des Kükens stets nur immer eine Oeffnung seiner Bohrung vor der Durchbohrung des Körpers steht, bei einer Hin- und Herdrehung wirkt dieser Hahn daher schöpfend, indem er in der einen Stellung von der einen Seite her sich füllt und bei entgegengesetzter Stellung seinen Inhalt nach der anderen Seite abgiebt.

Ein solcher Hahn ist nun ungefähr in der Mitte der Safthöhe so an der Innenwand eines der Reservoire A A' angebracht, dafs er sich bei entsprechender Drehung von innen füllt und nach entgegengesetzter Drehung seinen Inhalt nach aufsen hin in ein angesetztes Röhrchen, welches in eine Flasche oder ein sonstiges beliebiges Gefäfs mündet, abgiebt.

Am Küken befindet sich ein gleicharmiger Hebel z, welcher durch Drahtzüge mit einem auf Welle α festsitzenden gleichen Hebel verbunden ist und so jede Drehung der Welle auch auf den Hahn überträgt. Hierdurch ist man in den Stand gesetzt, von jeder Füllung des Apparates eine Probe zu haben, und zwar erhält man in einer gewissen Zeit, beispielsweise in sechs Stunden, so viel Saft, als zu einer Untersuchung nöthig ist, und kann den Durchschnitt der Saftqualität, des Zuckergehaltes und des specifischen Gewichtes daher so viel genauer bestimmen, als dies durch Probenehmen von einigen Kilo Schnitzeln bei einer tägr liehen Verarbeitung von 3 bis 5000 Centnern Rüben möglich ist.

Die Scheidepfannenuhr, deren Construction nicht Gegenstand dieses Patentes ist, wird so mit dem Apparat verbunden, dafs, nachdem ein gewisses, beliebig zu bestimmendes Quantum Saft durch den Apparat gegangen ist, ein Zeichen gegeben, z. B. ein Läutewerk- 10 bis 20 Secunden lang in Bewegung gesetzt wird. Dies ist das Zeichen für den Schlufs der Scheidepfanne und den Stillstand des Apparates bis zur Oeffnung der nächsten Scheidepfanne. Hierdurch wird es möglich gemacht, das vorgeschriebene Abziehmafs aus der Diffusionsbatterie in die Scheidepfanne absolut richtig innezuhalten.

Claims (9)

Patent-AnSprüche:

1. Die ganze Construction des oben beschriebenen und durch Zeichnungen erläuterten Apparates zum Messen von Flüssigkeiten jeder Art.

2. An Flüssigkeitsmessern die Construction der in Fig. 5 bis 7 veranschaulichten Ventile mit Schlitzen / und q und dem Sammelraum G, im wesentlichen wie gezeichnet und zum Zweck wie beschrieben.

3. An Flüssigkeitsmessern die Anbringung und Construction eines Probenahmeventils I, zum Zweck wie beschrieben und im wesentlichen wie in Fig. 10, 11 und 12 dargestellt.

4. Die Combination der Waagebalken mit den Gewichtshebeln g und h bezw. g¹ und h', sowie mit den Stellschrauben η η' η " η '"

und den Winkelhebeln m m^l m" m"', zum Zweck wie beschrieben und im wesentlichen wie gezeichnet.

5. Die Combination der Gewichtshebel g, h, g' und h' mit den Ein- und Auslafsventilen I, II, HI und IV, in der Weise wie beschrie-

. ben und gezeichnet.

6. Die Combination der Waagebalken mit den Schwimmern durch Stange d bezw. d', die im Bügel e e¹ geführt sind, wie gezeichnet und beschrieben.

7. Die beschriebene Art und Weise, wie die

Waagebalken durch Schrauben η η' η

auf die Winkelhebel m m' m" m'" und durch diese auf die Gewichtshebel g, k, g¹ und h' wirken.

8. Die erläuterte Wirkungsweise der Gewichtshebel g, h, g' und Ji' auf die Ventile I, II, III und IV.

9. Die beschriebene Art und Weise, wie die Schwimmer auf die Waagebalken wirken.

Alles wie oben beschrieben und im wesentlichen wie gezeichnet, ohne Rücksicht auf die gewählten Formen und Mafse.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.