DE66812C - Geschwindigkeitsmesser - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.\%

■ KLASSE -42: Instrumente.

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen zur Aenderung der Gröfse oder des Querschnittes einer Leitung, Kammer oder eines Kanals für eine Flüssigkeit, und zwar in genauer Uebereinstimmung mit einer Aenderung in der Temperatur der Atmosphäre oder dei' Flüssigkeit bezw. des Fluidums oder auch . der Wände der Vorrichtung, mit denen die Flüssigkeit oder das Fluidum in Berührung ist. Im Besonderen bezieht sich aber die Erfindung auf Vorrichtungen zur selbstthätigen Aenderung der Gröfse eines Kanals für die Flüssigkeit bei denjenigen Geschwindigkeitsmessern, wie sie im Patent No. 41796 behandelt sind.

Bei diesem Apparat wird mit Hülfe einer Pumpe die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Theiles in Flüssigkeitsdruck umgewandelt, durch welchen die Geschwindigkeit angezeigt wird, um aufgezeichnet werden zu können. Er besitzt einen Kanal, durch welchen die Druckflüssigkeit von der Druckseite eines Kolbens nach der entgegengesetzten Seite tritt; dieser Kanal ist von allmälig zunehmender Giöfse und hat gegen den Kolben eine derartige Anordnung, dafs er die Kraft aufsammelt, wenn die Geschwindigkeit gering ist, und sobald die Kraft oder der Druck gröfser wird, wird auch der Durchtrittskanal für den Austritt eines Theiles der Flüssigkeit um oder hinter dem Kolben nach der Saugeseite der Pi mpe entsprechend gröfser. Bei dieser früheren Einrichtung waren die Gröfse des Kanals und sein Mafs der allmäligen Zunahme unveränderlich und mit Bezug auf die normale oder mittlere Temperatur der Atmosphäre gewählt worden. So lange eine erhebliche Aenderung in der Temperatur der Flüssigkeit nicht eintrat, arbeitete der Apparat genau; erfolgte indessen eine erhebliche Temperaturänderung, so wurde dadurch die Flüssigkeit beeinflufst und ihr Durchflufs vollzog sich leichter oder weniger leicht. Die Folge davon war, dafs die Anzeige mehr oder weniger ungenau ausfiel.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, u. a. diese fehlerhafte Arbeitsweise des Geschwindigkeitsmessers zu vermeiden und einen selbstthätigen Ausgleich jeder Temperaturänderung der Atmosphäre zu schaffen, der die Flüssigkeit unterworfen ist. Zur Erreichung dieses Zweckes wird das Metallgehäuse, welches die Flüssigkeit enthält und das ein geringes Expansionsvermögen besitzt, mit einem anderen Metall zusammengestellt, das hiergegen ein hohes Ausdehnungsvermögen hat. Die Ausdehnung oder Zusammenziehung dieses Metalls hebt die Wirkung der Temperaturänderung auf, indem sie das Durchtrittsvolumen mehr oder weniger beeinflufst.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist eine zweckmäfsige Ausführungsform des nach der Erfindung eingerichteten Geschwindigkeitsmessers dargestellt.

Wie daraus ersichtlich ist, hat der Geschwindigkeitsmesser eine ähnliche Construction wie der Apparat nach dem Patent No. 41796. Der Apparat wird von einem Gehäuse B¹ eingeschlossen, das mit seiner Deck- und Boden-

platte A und H zweckmäfsig aus Gufseisen oder einem anderen ähnlichen Metall von geringem Ausdehnungsvermögen hergestellt wird. Es können indessen zu einem noch näher zu erörternden Zwecke bestimmte Theile auch aus diesem Metall hergestellt werden, während der gröfsere Theil des Apparates aus anderem Material besteht. Das Gehäuse bildet eine Kammer für eine Pumpe K irgend einer bekannten Construction, ζ. B. eine Kolben- oder Membranpumpe. Nach der Darstellung ist die Pumpe als rotirende Pumpe ausgebildet, die aus einem Paar Walzen K' und K" besteht, welche gezahnt oder mit Flügeln versehen sind, die in einander greifen und Propellerblätter für die Flüssigkeit bilden. An die Welle der einen dieser Walzen greift die Kraft an.

Das Gehäuse bildet noch einen Cylinder /, in welchem ein auf- und abgehender Kolben J' vorgesehen ist, dessen Kolbenstange J" durch eine Stopfbüchse der Deckplatte A nach aufsen geführt und mit den Theilen des Messers derart verbunden ist, dafs sie eine Bewegung des Anzeigers, wie in dem älteren Patent, vermittelt.

Die Pumpenkammer oder die Pumpe K steht mit dem Cylinder J durch zwei Kanäle EE¹ in Verbindung, von denen der erstere von der Auslafsseite der Pumpe nach der Druck- oder Unterseite des Kolbens J¹ führt, während der Kanal E¹ nach der Einlafsseite der Pumpe, für gewöhnlich von der oberen oder nicht unter Druck stehenden Seite des Kolbens führt. Der Kanal E¹ liegt direct zwischen dem Kolbencylinder und der Einlafsseite der Pumpe und nimmt im wesentlichen die verticale Länge des Cylinders ein. Bei dieser unmittelbaren Verbindung zwischen dem Kolbencylinder und der Pumpe wirkt, während der Kanal E¹ stets offen ist, der Kolben in der Weise, dafs er die Oeffnung nach der Druckseite mehr oder weniger absperrt und vergröfsert oder vermindert, je nachdem er hoch- oder niedergeht. Um den Flüssigkeitsdurchtritt aus dem Cylinder J oder zurück zur Pumpe entsprechend aufrecht zu erhalten oder proportional einzuschränken, erhält der Kanal J?¹, Fig. 3, eine verticale Oeffhung, die eine Weite erhält, die von dem Boden aus schnell bis zur maximalen Weite zu- und alsdann bis zum oberen Punkt allmälig abnimmt.

Auf diese Weise übt die Flüssigkeit, welche durch die Pumpe mittelst des Kanals E nach der unteren Seite des Kolbens J' gedrückt wird, einen nach oben gerichteten Druck auf den Kolben aus, der ausreicht, um den Kolben mehr oder weniger zu heben, je nach der Geschwindigkeit, mit welcher die Pumpe läuft, und nach der Freiheit, mit welcher die Flüssigkeit durch den Kanal E¹ hinter den Kolben treten kann. Sobald der Kolben hochgeht, wird ein entsprechender Theil des Kanals E¹ unter dem Kolben freigelegt; das Mafs, der Oeffnung oder Freilegung ist derart, dafs die Bewegung des Kolbens mit der Geschwindigkeit in Uebereinstimmung ist, mit welcher die Flüssigkeit durch die Pumpe abgegeben wird.

Damit der Flüssigkeitskreislauf bei Wechseln in der Temperatur der Atmosphäre oder der Flüssigkeit nicht beeinfiufst werde, sind Vorrichtungen zur selbstthätigen Aenderung der Durchtrittsweite des Kanals vorgesehen, durch welchen die Flüssigkeit ihren Weg nimmt. Es mag bemerkt werden, dafs, während die Art und Weise dieser Regelung oder Compensation der Temperaturänderungen an sich in den verschiedenen Ausführungsförmen, die in folgendem beschrieben werden sollen, durchweg dieselbe ist, die besonderen jedesmaligen Ausführungen in der Praxis erheblich von einander verschieden sein können.

Diese Compensationsvorrichtungen bestehen im wesentlichen darin, dafs der Unterschied in der Ausdehnung zweier Metalle, wie z. B. die Ausdehnung des Gehäuses B¹ aus Gufseisen und die Ausdehnung eines Stückes Zink zur Aenderung der Gröfse der Oeffnung des Kanals E¹ benutzt wird. ^;

In den Fig. 1 bis 3 ist die als besonders zweckmäfsig anzusehende Ausführungsform dargestellt. Hiernach befindet sich der Kanal E¹ in einem cylindrischen Ventil, welches durch ■ zwei gelenkig verbundene, halbkreisförmige Flügel 6 gebildet wird, die an einer verticalen Spindel 7 drehbar befestigt und so eingerichtet sind, dafs sie auf dieser Spindel schwingende Bewegung ausführen können, um die Durchtrittsöffnung des Kanals zu ändern. Auf jedem Flügel dieses Ventils, das aus einem Material von geringer Ausdehnungsfähigkeit besteht, wirkt ein Stück Metall von hohem Ausdehnungscoefficienten; als solches Metall kann z. B: Zink gewählt werden, in Form eines Stiftes 20, welcher nach innen durch eine Bohrung des Gehäuses tritt und mit seinem Ende sich gegen die hintere Seite des Ventilflügels legt. Das äufsere Ende des Stiftkopfes 21 ist mit Gewinde versehen, welches in das Muttergewinde des Loches greift. Um nun eine Verschiebung und Undichtigkeit, d. h. Austritt von Flüssig^- keit hinter den Stiften, zu vermeiden, kann ein konischer Schraubenstöpsel 22 vorgesehen werden, welcher dicht in die Bohrung eingesetzt und gegen den Kopf des Stiftes 20 gedrückt wird.

Aus dieser Einrichtung geht hervor, dafs bei einer Zunahme der Temperatur der Atmosphäre die Zinkstifte 20 sich nach ihrer Längsrichtung

mehr als das Gufseisengehäuse oder das Ventil ausdehnen, und da sie an ihren äufseren Enden in dem Gehäuse fest eingespannt sind, so treten sie mit ihren freien Enden nach innen und drücken die Flügel des Ventils vorn mehr oder weniger nach Mafsgabe ihrer Längenänderung zusammen. Durch diese Bewegung dei' Ventilflügel wird die Weite des Durchtrittes oder Einlasses verengt, d. h. der Flüssigkeitsdurchtritt von der Kolbenkammer zurück zu)· Pumpe geregelt. Um die Ventilflügel gegen die Enden der Expansionsstifte zu halten uni sie zurückzuführen, wenn sich die Stifte wieder verkürzt haben, wird eine Feder 5 mit den Flügeln auf der anderen Seite der Gelenkspindel verbunden.

Natürlich kann einer der Flügel des Ventils fes: sein und· der für diesen Flügel bestimmte Zir.kstift fortfallen, so dafs nur ein beweglicher Flügel auftritt, der durch den Expansionsstift gej;en die Wirkung der Feder bewegt wird.

..n Fig. 4 ist die Anordnung des Expansionsstiftes und der zugehörigen Feder umgekehrt. Na;h dieser Darstellung wird der Stift 20 (oder eine Anzahl von Stiften) zwischen den Flügelpat.ren des Ventils angeordnet, so dafs bei dei Ausdehnung des Stiftes die Ventilflügel zusammengeführt werden und die Durchtrittsweite des Kanals E¹ eingeengt wird, während die auf der anderen Seite der Drehspindel angeordnte Feder dieser Beengung entgegenwirkt und die Flügel nach Zusammenziehung des Stiftes wieder zurückführt.

3ei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist, anstatt dafs das Ventil und die Expansionsstifte aus getrennten Stücken hergestellt sind, jeder Stift an seinem inneren Ende mit einem verticalen Steg 20^a versehen, der am Eingang nach dem Kanal E¹ liegt und nach Mafsgabe dei Ausdehnung oder Zusammenziehung der Sti:te die Durchtrittsweite des Kanals ändert.
" Nach Fig. 6 erhält das Ventil eine hohle cylindrische Form und wird auf ' der einen Seite gespalten, um den Einlafs zum Kanal E¹ zu bilden, während die andere Seite gelocht wird, um- den freien Flüssigkeitsabzug zurück zui Pumpe zu ermöglichen. Dieses Ventil bestellt aus Metall mit hohem Ausdehnungscoiifficienten, wie z. B. Zink, und hat seinen Sit:;; in einer Aussparung des Gufseisengehäuses; bei jeder Temperaturzunahme dehnt sich das Veitil mehr als das Gehäuse aus, so dafs die Kanten des Spaltes näher an einander gebracht werden, d. h. der Durchtritt für die Flüssigkeit zwischen den Kanten verengt wird.

■ n Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht; hiernach erhält die Kolbenkammer J eine Bekleidung aus Metall, wie z. B. Zink, welches einen hohen Ausdehnungscoefficienten hat. Diese Bekleidung hat cylindrische Gestalt und ist an dem Kanal E¹ zur Bildung eines Einlasses getheilt. Wenn sich diese Bekleidung bei Temperaturzunahme mehr ausdehnt als das Gehäuse, so kommen die Kanten an der Theilung näher an einander und verengen dadurch den Eingang am Kanal E¹.

Die Pumpenkammer könnte in ähnlicher Weise bekleidet und in dieser Weise die Oeffnung des Kanals E¹ nach der Saugeseite der Pumpe geregelt werden.

Eine weitere naheliegende Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt; diese Ausführungsform stützt sich auf die in Fig. 7 des älteren Patentes dargestellte Construction; der konische Stift 1 wird hier aus sich viel ausdehnenden Metallen, wie Zink, hergestellt und schliefst auf diese Weise bei Ausdehnung mehr oder weniger die Oeffnung 2 im Kolben.

Bei jeder der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Gröfse des Kanals oder seines Einlasses (es kann auch der Auslafs sein) selbstthätig durch die Ausdehnung eines Metalles geregelt, welches einen hohen Ausdehnungscoefficienten gegenüber dem umgebenden Metall, z. B. dem Gehäuse J3¹, hat, das eine geringe Ausdehnung besitzt; hierdurch wird der Flüssigkeitsdurchtritt aus dem Kolbencylinder nach der Pumpe nach Mafsgabe der wechselnden Temperatur geändert. '

Natürlich ist es nicht wesentlich, dafs der ganze andere Aufbau des Apparates aus einem Material von geringer Ausdehnungsfähigkeit hergestellt wird; erforderlich ist nur eine derartige Zusammenstellung von Metallen, dafs die Ausdehnungsverschiedenheiten dieser Metalle die regelnde Wirkung auszuüben vermögen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Ein Geschwindigkeitsmesser der unter der No. 41796 patentirten Art, bei welchem die Durchtrittsweite des Kanals zwischen der Pumpe und dem Kolben Temperaturänderungen dadurch selbstthätig angepafst wird, dafs in diesen Kanal ein Ventil ,eingeschaltet ist, dessen Ausdehnungsfähigkeit von der des Ventilgehäuses verschieden ist, so dafs bei Aenderungen des Wärmezustandes das Ventil sich entsprechend mehr oder weniger öffnet oder schliefst.

2. Diejenige Ausführungsform des unter 1. gekennzeichneten Geschwindigkeitsmessers, bei welcher das im Gehäuse (z. B. aus Gufseisen) bewegliche Ventil (b) aus ge-

■ lenkig verbundenen drehbaren Flügeln gebildet wird, die einerseits unter Wirkung von einseitig eingespannten Stäben (z. B. aus Zink, Fig. 1 bis 3) oder einem einzigen zwischen den beiden Flügeln angeordneten

Stab (Fig. 4) und andererseits unter der Wirkung von Federn stehen.
Bei dem unter 1. geschützten Geschwindigkeitsmesser fein Ventil (6) mit an einem Ende schnell weiter werdender und nach dem anderen Ende zu allmälig abnehmender Durchtrittsöffnung (JT¹, Fig. 3).

Diejenige Ausführungsform des unter 1. gekennzeichneten Geschwindigkeitsmessers, bei welcher der aus einem Material von hoher Ausdehnungsfähigkeit bestehende konische Stift (1) in eine Bohrung (2) eines Kolbens von geringer Ausdehnungsfähigkeit' tritt (Fig. 8).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.