-
Gerät zur Viscositätsmessung von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft
ein Gerät zur Viscositätsmessung mit - einer Flüssigkeitskammer, die einen Enlaßkanal
zur Aufnahme einer begrenzten Menge der zu messenden Flüssigkeit und einen mit einem
Druckmesser verbundenen Austrittskanal, ferne; eine in unmittelbarer Berührung-
mit der Flüssigkeit stellende temperaturempfindliche Regeleinrichtung für den Auslaß
der Flüssigkeit aus der Kammer besitzt.
-
Ein bekanntes Meßgerät dieser Gattung ist als Handsaugpumpe mit einem
federbelasteten Kolben ausgebildet, :deren Saugraum idurch zwei Kanäle mit der Saugleitung
der Pumpe in Verbindung steht. In dem einen Kanal ist ein beim Saugen sich öffnendes
Rückschlagventil angeordnet und im anderen ein Ventil, das unter Beeinflussung durch
-eine aus einer Bimetallfeder bestehende Regeleinrichtung den Querschnitt dieses
Kanals entsprechend der von der eingesaugten Flüssigkeit auf die temperaturempfindliche
Feder übertragenen Wärme ändert. An, diesen Kanal ist die Viscositäts- bzw. Drurkmeßvorrichtung
enge-. schlossen. Dieses bekannte Gerät kann üifolge seiner besonderen Ausbildung
nur jekem ganz bestimmten Zweck dienen, nämlich der Feststellung, ob das Öl im Kurbelkasten
einer- Verbrehnungskraftmaschime, b'eis,pielsweis.e eines Kraftwagens, schon derart
durch Brennstoff verdünnt worden äst, idaß seine Auswechslung nötig ist, oder ob
es noch in gutem, Zustand ist. Infolge dieses Verwendungszweckes ist das der Viscositätsmessung
dienende Manometer der bekannten Vorrichtung, so berechnet und .ausgebildet, @daß
derselbe Wert abgelesen wird, einerlei ob das Öl kalt oder heiß ist.
-
Gegenüber diesem bekannten Meßgerät erstrebt die Erfindung, ein Gerät
zu schaffen, das die tatsächliche Viscosität einer Flüssigkeit bei irgendeiner Temperatur
anzeigt und mit dem sich ebenso auch die absolute VW-cosität nach. Bestimmung der
Temperatur der Flüssigkeit unter Zuhilfenahme der Temperatur - Viscosität - Charakteristik
der Flüssigkeit ermitteln läßt.
-
Von diesem bekannten Gerät unterscheidet sich dasjenige nach der Erfindung
im-wesentlichen darin, @da.ß die temperaturempfindliche Regeleinrichtung die Einstellung,
eines Entlastungsventils verändert, .das in -einer, zusätzlichen Auslaßkanal der
Kammer angeordnet ist und den Auslaß ,der Flüssigkeit in der Weise regelt, daß der
Druck .der Flüssigkeit, die in die. Kammer aus einem Flüs:sigkeits,-str6m höheren
Druckes eintritt, im Innern ,der Kammer entsprechend ,den Anderungeu in der Temperatur
der Flüssigkeit geregelt wird.
-
Ein Meßgerät gemäß der Erfindung läßt sich beispielsweisse als Regel-
und Überwachüngsvorrichtung für Ölfeuerungen verwenden, indem, es dem Maschinisten-iermög-Licht,
.eine bestimmte Visioosität des Öles, z. B. für S.chiffskesselfeuerungen, dauernd
aufreachtzuerhalten, und so gewährleistet, daß das Öl stets mit höchster Betriebswirksamkeit
unter dem Kessel verbrennt. Damit ist :dem
Maschinisten. ein wertvolles
Hilfsgerät in die Hand gegeben, denn .die Brennöle' sind nie von gleicher Viscosität,
und die Brenner müssen daher entsprechend der niederen oder höheren Visco,sität
des Öles eingestellt werden, damit sie mit höchster Wirksamkeit arbeiten. Hierzu
baut man. die Vorrichtung gemäß .der Erfindung ein, die ohne Rücksicht auf die Temperatur
die tatsächliche Viscosität anzeigt.
-
In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform beispielsweise dargestellt.
-
Fig. i ist die Seitenansicht einer Vorrichtung nach der- Erfindung.
-
Fig.2 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse der Vorrichtung nach Linie
2-2 der Fig. i .
-
Fig.3 ist ein Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2. -Fig. q. ist eine
Teilansicht nach Linie 4-4 der Fig. i und Fig.5 eine Teildarstellung nach Linie
5-5 der Fig.3.
-
Die die Erfindung verkörpernde Vorrichtung ist in Fig. i unmittelbar
an eine Leitung A angeschlossen, welche die Flüssigkeit fördert, deren Zähflüssigkeit
festgestellt werden soll. Die Leitung A kann einen Teil einer Ölleitung bilden,
die Heizöl einem Brenner zuführt, oder sie kann irgendwelche andere Flüssigkeit
zu beliebigen Zwecken fördern.
-
In der bevorzugten Bauart ist ein .einziges Gehäuse vorgesehen, z.
B. aus Guß, das einen Teil der Rohrleitung bildet und in dem die die Zähflüssigkeit
messenden Mittel untergebracht sind.
-
Das Gehäuse der Vorrichtung umfaßt einen rohrförmigen Teil i o, der
einen Teil des Gehäuses B bildet. An entgegengesetzten Enden des Rohrteiles i o
können Flanschen b angebracht sein, die mit Flanschen a der Leitung A durch Schrauben,
verbunden sind. Der Teil io des Gehäuses stellt also einen Teil der Leitung A dar.
-
Der rohrförmige Teil des Gehäuses B ist an seiner einen. Seite mit
einer Öffnung 1q. versehen, durch die ein Teil ,der Flüssigkeit, die die Leitung
io durchströmt, abgezogen, werden kann. Falls erwünscht, kann hier ein Filter 15
vorgesehen werden, durch das die die Öffnung i ¢ durchströmende Flüssigkeit fließen
muß, wobei das Filter in, einer Aussparung 16 des Gehäuses vorgesehen ist, wo es
:durch den Schraubenstöpsel 17 in Lage gehalten wird. Die Flüssigkeit tritt
nach Durchgang durch das Filter 15 in einen Iotrechten rohrförmigen, Durchgang
18, der mit einer in Grade geteilten Öffnung zum Feststellen der Flüssigkeitsmenge
versehen ist, die von der .den Teil i o der Vorrichtung durchfließenden Flüssigkeit
abgezogen wird. Am besten wird die Öffnung in einem Meßpflock ig vorgesehen, der,
wie üblich, am Gehäuse in der Öffnung 18 befestigt ist, so daß .er leicht herausgenommen.
und durch einen anderen Pflock ersetzt werden kann. Es ist selbstverständlich, daß
die Meßöffnung im Gehäuse B selbst ausgebildet werden kann, am besten wird aber
ein herausnehmbarer Pflock verwendet, der im Falle ider Erweiterung der Öffnung
durch Abnutzung ihrer Metallflächen durch einen anderen ersetzt werden kann. Weiter
kann es erwünscht sein, Öffnungen verschiedener Weiten zur Benutzung bei verschiedenen
Flüssigkeiten zu verwenden.
-
Die Öffnung im Pflock ig läßt Flüssigkeit unter beständig gleichem
Druck in eine Kammer 20 eintreten, die in einem Teil des Gehäuses B ausgebildet
ist. Diese Kammer sowie andere Teile der Vorrichtung können auch in einem von dem
Rohrteil io getrennten Gehäuse Die Kammer mit beständigem Druck ist in ihrem oberen
Teil mit einem abnehmbaren Deckel 21- versehen, der durch Schrauben 22 gehalten
wird. Der Mittelteil .des Deckels wird am besten als eine mit Gewinde versehene
öffnung 24 ausgebildet, die mittels eines Schraubstöps.els 25 verschlossen ist.
Diese verschraubbare Öffnung wird zur Verbindung .eines Druckmessers mit dem Gehäuse
benutzt, um den Druck im Innein der Kammer 20 festzustellen. Ferner können Schraubenzieher
oder andere Werkzeuge durch diese Öffnung zu später noch zu beschreibenden Zwecken
eingeführt werden.
-
Um -die Zähflüssigkeit der Flüssigkeit in der Leitung A zu messen,
muß die Flüssigkeit in der Kammer für beständigen Druck auf einem so gleichförmigen
Druck wie möglich gehalten werden., jedenfalls wesentlich unter dem in der Leitung
A herrschendem. Es wird .ein Entlastungsventil 25a verwendet, das mit JemtMeßpflock
ig zusammenarbeitet, um den Druck in .der Kammer 20 immer auf gleicher Höhe, aber
wesentlich niedriger als in der Leitung i o zu halten. Dies Entlastungsventil ist
in einem Durchgang 26 angebracht, der im Gehäuse B vorgesehen ist und sich vom unteren
Teil der Kammer 2o abwärts .erstreckt zu einer atmosphärischen. Kammer 27, die nach
der Darstellung in einem sich abwärts erstreckenden Teil 28
des Gehäuses der
Vorrichtung vorgesehen ist. Diese Verlängerung 28 kann mit einer Bohrung 2g versehen
sein, um zu gewährleisten, daß Außendruck in :der Kammer 27 herrscht. Diese Verlängerung
28 des Gehäuses kann durch .eine beliebige Kupplung mit dem Ausflußrohr 3o verbunden
werden, durch das in
die .atmosphärische Kammer 27 ausgelassene
Flüssigkeit in einen nicht gezeigten Behälter abgeführt werden kann.
-
Der Auslaß 26 im Gehäuse ist mit einem kegelförmigen Sitz 32 für das
Ventil 25- versehen. Am besten hat der Sitz eine sehr allmähliche Verjüngung,
so daß eine beträchtliche Bewegung des Ventils 25a erforderlich ist, um .eine wesentliche
Änderugg der Durchflußweite des Ventils hervorzubringen. Der Ventilsitz ist am besten
in einem rohrförmigen Tei133 ausgebildet, der im Gehäuse der Vorrichtung im Durchgang
z6 befestigt ist. Das gezeigte Ventil ist mit dem unteren Ende einer Spindel 34
verbunden, die .sich nach oben. durch den Kanal 26 in die Kammer 2o erstreckt.
-
Hat die Flüssigkeit eine niedrige Temperatur, so wird sie dementsprechend
zähflüssiger und fließt langsamer. Infolgedessen wird die gleiche Öffnung des Ventils
25Q nicht die gleiche Flüssigkeitsmenge durchlassen, wie wenn die Flüssigkeit höhere
Temperatur hätte und leichter flösse. Wenndie Flüssigkeit nicht mit der erforderlichen
Geschwindigkeit abgeführt wird, so steigt :der Druck in der Kammer 2o. Derartige
Druckschwankungen müßten zu ungenauen Angaben der Zähflüssigkeit durch die Vorrichtung
führen. Daher sind Vorkehrungen zum Ausgleich der_ Temperaturschwankungen der Flüssigkeit
getroffen, deren Zähflüssigkeit gemessen werden soll, indem man eine Erweiterung
der Awsflußöffnungen selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur vornimmt. Derartige
temperaturempfindliche Voiri:chtungen können unabhängig; oder in Verbindung mit
-der üblichen Ventilfeder arbeiten. Bei der dargestellten Anordnung wird die Feder
in Verbindung mit einer temperaturempfindlichen Vorrichtung zu einem Ganzen gezeigt
in Form von, zwei Windungen aus zwei Metallen 35, deren eines Ende; an dem
Gehäuse B festsitzt, z. B. .durch eine Klemmschraube 36 gehalten. Diese Windungen
35, die Schneckenform haben können, sind zweckmäßig flache Bänder von Metallstreifen
mit verschiedenen Ausdehnungswerten. Das innere Ende jeder Windung kann beliebig
mit der Ventilspindel 34 verbunden stein. Die Windungen sind so angebracht, `daß
beim Sinken der Flüssigkeitstemperatur eine geringere Aufwärtskraft auf das Ventil
ausgeübt wird, so daß die Ventilöffnung durch den Druck der Flüssigkeit in. der
Kammer 2o beim Sinken dieser Flüssigkeitstemperatur sich verkleinert. Infolgedessen
kann bei richtiger Berechnung und Einstellung dieser Windungen, der Druck innerhalb
.der Kammer 2o auf gleicher Höhe gehalten. werden, trotz Temperaturschwankungen
der Flüssigkeit. In der dargestellten Ausführung .sind die inneren Enden der beiden
schneckenförmig gewundenen Federn 35 starr mit einer Welle 38 verbunden, und zwischen
den- Windungen sitzt .ein Arm 39 starr auf dieser Welle, z. B. durch einen. Keil
40 (Fig.5). Dieser Arm ist verstellbar mit einer Verlängerung 4 1 verbunden, die
mit einem Ende eines Lenkers 42 verbunden ist, dessen anderes Ende mit der Ventilspindel
34 in Verbindung steht.
-
Die verstellbare Verbindung zwischen dem Arm 39 und seiner Verlängerung
4z ist zum Zwecke der Einstellung des von der Feder auf die Ventilspindel ausgeübten
Druckes vorgesehen. Jede- beliebige Verbindung kann verwendet werden. In der dargestellten
Bauart sind der Arm 39 und seine Verlängerung 41 durch die Klemmschraube 44 verbunden,
die als Drehzapfen zwischen dem Arm 39 und der Verlängerung 41 tätig wird. Der Arm
39_ ist mit einem Zahnbogen 45 versehen, der m einem Stück mit ihm ausgeführt oder
an ihm befestigt werden kann. Der Zahnbogen 5 grel einte Schnecke 46 ein,
die in der 4 äft in Verlängerung 41 des Armes gelagert ist und einen geschlitzten
Kopf 47 besitzt, so daß-:die Schraube leicht durch einen Schraubenzieher gedreht
werden kann. Es ist klar, daß durch Drehung der Schraube 46 die Verlängerung 41
um ihren Drehpunkt 44 mit dem Arm 39 gedreht werden kann und daß infolgedessen der
Arm 39 und seine Verlängerung 4z in ihrer Lage zueinander eingestellt werden können,
um so den durch die Federn 3 5 auf die Ventilspindel 34 ausgeübten Druck zu regeln.
Das ,eine Ende der Klemmschraube,44 hat ein Gewinde und greift in ein Gewinde, so
daß die beiden Teile des Gäb-els,tücks gegen. die beiden Seiten ödes Armes 39 geklemmt
werden können. Dieser Reibungseinbau des Bolzens 44 wird vorgenommen, bevor die
Teile der einstellbaren Verbindung knerhalb des Gehäuses des Gerätes zusammengefügt
sind.
-
Wegen des verhältnismäßig hohen Druckes der Flüssigkeit im Rohr to
wird Flüssigkeit in die Kammer o in Form dnes Strahles durch die Mündung des Meßpflocks@
19 treten. Dieser Strahl stößt gegen. den Deckelei und wird gegen die Windungen
35 gespritzt, so daß diese stets der Temperatur der in die Kammereindringenden Flüssigkeit
unterworfen sind. Jede andere Vorrichtung zur Erzeugung passenden Flüssigkeitsumlaufs
kann in der Kammer 2o angewendet werden, um die Windungen 35 ,der Temperatur der
Flüssigkeit zu unterwerfen, deren - Zähflüssig-. kek g emessen werden soll.
-
Zur Messung der ZähflüssIgkeit der Flüssigkeit ist der untere Teil
der Kammer 2o mit einem sich ,abwärts erstreckenden Durchgang 5o versehen., dessen
oberes Ende in
der Kammer endigt und .dessen unteres Ende in den
unter Atmosphärendruck stehenden Raum 27 führt. Das obere Ende :des Durchgangs
5o kann mit einem -weiteren Meßpflock 5 i versehen sein, der im oberen Ende des
Durchgangs abnehmbar sitzt und eine Öffnung von gewünschter Weite hat. Der Durchgang
5o enthält ferner noch ein Widerstandsrohr 52 von, bestimmter ;geringer Lichtweite
und bestimmter Länge, dessen oberes Ende am Meßpflock anliegen kann und dessen unteres
Ende sich in den Raum 27 öffnet. Zwischen dem oberen Ende des Rohres 52 und dem
Meßpflock 5 i wird der Durchgang 5o durch einen sich seitlich erstreckenden Kanal
5¢ unterbrochen, -dessen eines Ende zeit dem Durchgang 5o verbunden. ist und dessen
anderes Ende sich nach außen aus dem Gehäuse erstreckt und einen, Gewindeteil
53 aufweist, auf den ein Druckmesser 55 aufgeschraubt werden kann. Dieser
Druckmesser kann B-ourdon-Bauart haben., jedoch kann auch jeder andere Druckmesser
verwendet werden. Es ist klar, daß die auf dem Druckmesser 55 angezeigten Drücke
die sind, die sich aus dem Unterschied in der Flüssigkeitsgeschwindigkeit durch
die enge Mündung im Pflock 51 einerseits und durch das Widerstandrohr 52
andererseits ergeben. Der Druckmesser kann so eingestellt sein, daß man unmittelbar
die Werbe für die Zähflüssigkeit ablesen kann. Soll .die Zähflüssigkeit einer langsam
fließenden Flüssigkeit gemessen werden, so bewirkt eine derartige Flüssigkeit mit
ihrem langsamen, Durchgang durch das Haarrohr 52 unter beständigem Druck einen verhältnismäßig
hohen statischen. Druck in der seitlichen Röhre 54 und infolgedessen einen hohen
Ablesungswert am Druckmesser 55, während eine weniger zähe Flüssigkeit, die unter
gleichem Druck rascher fließt, eine entsprechend niedrigere Ablesung erzielt. .
-
Am besten wird die Vorrichtung auch noch mit einem Unterbrecher des
Flüssigkeitsstromes versehen, der aus der Leitung i o nach dem Instrument führt,
wenn keine Ablesungen gemacht werden sollen.. Jede passende Anordnung kann hier
vorgesehen -werden. Die hier angegebene umfaßt eine Ventilspindel 6o, -die sich
von einem Punkt gegenüber oder Öffnung 1q. in das Gehäuse erstreckt. Die Spindel
6o besitzt bei 6 1 ein Führungsgewinde und hat an ihrem Außenende einen Handgriff
62. Durch Drehen des Handgriffs 62 verschließt das innere Ende der Spindel 6o die
Öffnung i q. und unterbricht so den Flüssigkeitsstrom in die Meßvorrichtung.
-
Die beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß sie in so- enge Verbindung
mit der Leitung A gebracht werden kann, daß kein wesentlicher Unterschied in der
Temperatur der Flüssigkeit im Rohr i o und der durch den durchbohrten Pflock
51 und das Widerstandsrohr,52 fließenden Flüssigkeit besteht. Infolgedessen
wird die Ablesung des Druckmessers keine auf derartige Wärmeschwan: kungen zurückführenden
Fehler enthalten. Die beschriebene Vorrichtung hat weiter den Vorzug, daß sie genauer
ist als andere bisher ausgeführte Anordnungen, da Temperaturschwankungen der Flüssigkeit
den Druck in der Kammer für beständigen Druck 2o nicht beeinflussen, so daß jeder
hierauf zurückzuführende Fehler bei dieser verbesserten Vorrichtung ausgeschaltet
ist. Die Vorrichtung ist ferner so gebaut, daß alle Teile leicht nachgesehen, eingestellt
und ausgebessert werden können.
-
Um die Vorrichtung auf den in der Kammer für beständigen Druck erwünschten
Druck .einzustellen, ist es nur nötig, den Pflock 25 zu entfernen und einen Druckmess,eraufzuschrauben.
Um den Druckgenau zu erhalten, braucht man nur einen Schraubenzieher durch die mit
Gewinde versehene Öffnung 2¢ .einzuführen und die Sch-neck--46 einzustellen. Die
Vorrichtung ist ferner ohne weiteres geeignet zur Messung der Zähflüssigkeit von
Flüssigkeiten, die sich in ihrer Zähflüssigkeit w esentlich unterscheiden, indem
man die Pflöcke i9 und 51 ,durch solche mit Öffhungen anderer Weite und das Widerstandrohr
durch ein anderes mit anderem Durch$ußwiderstand versetzt. Die Vorrichtung ist so
gebaut, daß alle Teile für Einstellung, Ersatz oder Ausbesserung leicht zugänglich
sind.
-
Die beschriebene Anordnung ermöglicht zu jeder Zeit die Bestimmung
der Durchflußgeschwindigkeit einer Flüssigkeit im Rohr ohne Rücksicht auf die Schwankungen
in der Temperatur oder im. Druck der Flüssigkeit. Sie ist besonders gut geeignet
zur Anbringwng auf Schiffen oder anderen beweglichen Trägern, da die genaue Wirkung
der Vorrichtung nicht durch Rollen, oder Schlingern, eines Schiffes oder sonstiger
beweglicher Unterlagen beein$ußt wird.