Titel: | Ueber Wassermesser. |
Fundstelle: | Band 235, Jahrgang 1880, S. 394 |
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Ueber Wassermesser.
Mit Abbildungen.
(Fortsetzung der Uebersicht Bd. 230 S.
356.)
Ueber Wassermesser.
76) Der am Schluſs von Nr. 62 in diesem Journal Bd. 228 S. 374
angeführte Wassermesser wurde von David Chadwick und
Herbert Frost verbessert und unter Nr. 573 vom 1.
März 1860 in England patentirt. Fig. 1 zeigt im
senkrechten Schnitt einen Apparat, welcher von den Erfindern besonders für die
Messung gröſserer Wassermengen empfohlen wird. Das Wasser strömt in den oberen Raum
des Wassermessers m ein, auf welchen der Deckel n aufgesetzt ist; im unteren Theil desselben befindet
sich ein Cylinder a mit einem Kolben b. Von diesem Cylinder ist durch die Scheidewand c eine Kammer d
abgetrennt, in welcher sich ein zweiter Kolben e
befindet. Die Kolbenstange f
des letzteren geht durch
eine Stopfbüchse in der Zwischenwand und durch die hohle Kolbenstange g des Kolbens b.
Fig. 1., Bd. 235, S. 395
Am oberen Ende von g ist ein
Dichtungsring h aufgeschraubt, welcher beim Hin- und
Hergang des Kolbens gegen die Stifte i1 und i2 anstöſst. Das obere Ende der Kolbenstange f bewegt sich in der Führung j und trägt einen Ring k, welcher in das
Stück k1 eingreift
und mittels der geschlitzten Stange k2 auf den Schieber l
wirkt. Die hohle Achse g bewegt sich in einer
Stopfbüchse von m1,
welche den Kolbencylinder von dem oberen Raum m trennt;
in diesen letzteren mündet das Zuleitungsrohr und das mit s1 verbundene Abfluſsrohr m2. Bei der
angenommenen Stellung der Ventile i und l flieſst das Wasser durch r und r1 in
der Richtung des Pfeiles auf die untere Seite des Kolbens b und treibt denselben nach oben, während das über dem Kolben befindliche
Wasser durch t1, t und s, s1 in das Ausfluſsrohr m2 strömt. Wenn sich der Kolben seinem
oberen Ende nähert, berührt der Ring h den Stift i1 des Schiebers i und nimmt denselben auf seinem Lauf mit, bis die
Oeffnungen p und o von dem
Schieber bedeckt werden, während q frei wird und mit
dem Wassereinlauf in Verbindung kommt. Alsdann flieſst Wasser durch q in den Kanal q1 auf die untere Seite des Kolbens e, welcher sich erhebt und die über demselben
befindliche Flüssigkeit durch den Kanal o1, o, p, p1 nach s1 und zum Ausfluſsrohr m2 leitet. Gelangt der Hilfskolben e ans Ende seines Laufes nach oben, so bewegt die
Kolbenstange f mit der Scheibe k den Schieber l in der Art, daſs r und s
communiciren, während
t frei wird und das Wasser nun auf die obere Seite
des Kolbens b flieſst. Dieser beginnt alsdann seinen
Lauf nach unten und das Spiel der Vertheilungs Schieber wiederholt sich am Schluſs
des Kolbenlaufes in ähnlicher Weise: h stöſst gegen den
Stift i2 und schiebt
i in die durch die Figur veranschaulichte Stellung
zurück; e wird alsdann wieder nach unten geschoben und
der Schieber l wieder in die ursprüngliche Stellung
gerückt.
Ein zweiter dem oben beschriebenen im Wesentlichen ähnlicher Apparat, ist in
demselben Patent beschrieben und abgebildet. Der Hilfskolben zur Vertheilung des
Wassers befindet sich bei diesem Apparat im Inneren des Hauptkolbens und bewegt sich
mit diesem auf und ab. Durch diese Anordnungen sollen Stöſse in der Wasserleitung
vermieden und der Durchfluſs des Wassers durch den Apparat möglichst ununterbrochen
gemacht werden.
77) Der Apparat von A. V. Donnet
(Englisches Patent Nr. 1852 vom 31. Juli 1860) ist ein Kolben-Wassermesser, welcher
so eingerichtet ist, daſs die Menge des bei jedem Kolbenhub verdrängten Wassers
beliebig geändert und der Apparat leicht eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck
ist auſsen an der Kolbenstange eine mit dieser parallel laufende Stange befestigt,
auf welche zwei gegen einander verstellbare Daumen aufgeschraubt sind. Diese greifen
bei der Bewegung des Kolbens in ein Rad ein und drehen einen Vierweghahn abwechselnd
nach der einen oder anderen Seite. Je nach der Entfernung der beiden Daumen wird
diese Umstellung des Vertheilungshahnes nach längeren oder kürzeren Pausen erfolgen,
und es kann auf solche Weise die Wassermenge, welche bei jedem Kolbenlauf durch den
Apparat geht, regulirt werden.
78) Von A. B. Jacout wurde am 18.
October 1860 Nr. 2539 ein Diaphragma-Wassermesser patentirt. Die Wasservertheilung
geschieht, ähnlich wie bei früheren Apparaten, in der Weise, daſs durch eine auf dem
Diaphragma befestigte Stange eine Rolle auf zwei geneigten Schienen hinauf geschoben
wird, welche um die Mitte drehbar sind und in ihrer jeweiligen Stellung durch zwei
Haken festgehalten werden. Am Ende des Hubes wird diese Sperrung ausgelöst, die
Schienen neigen sich durch das Gewicht der Rolle plötzlich nach der anderen Seite
und setzen dadurch einen Balancier in Bewegung, an dessen Enden die
Vertheilungsventile befestigt sind.
79) Auf einen Niederdruck-Wassermesser, welcher von M. Herland in Paris erfunden wurde, erhielt J. H. Johnson das englische Patent Nr. 2577 vom 22.
October 1860. Der Apparat gehört zu derjenigen Klasse der Niederdruck-Wassermesser,
bei welcher ein Meſsgefäſs mit Zufluſs- und Abfluſsrohr durch einen Hahn verbunden
ist, dessen Bohrungen so geführt sind, daſs der Zufluſs geschlossen ist, sobald der
Ausfluſs sich öffnet, und umgekehrt. Die Drehung des Hahnes geschieht durch einen
Schwimmer, der auch den Mechanismus des Zählwerkes in Bewegung setzt.
80) Das Patent von R. A. Brooman
(Nr. 2740 vom 7. November 1860) bezieht sich auf einen von L. C. Uhler in Paris construirten Diaphragma-Wassermesser. Die auf dem
Diaphragma befestigte Zahnstange greift in ein Rad, durch welches ein Hebelgewicht
senkrecht über die Drehachse gehoben wird; wenn dasselbe auf die andere Seite
umschlägt, verstellt es den Steuerungsschieber. Der Erfinder sucht die Stöſse,
welche durch die Thätigkeit des Apparates entstehen, dadurch zu mäſsigen, daſs er
dem Einlaufrohr ungefähr den dreifachen Durchmesser des Auslaufrohres gibt.
81) Vom 5. December 1860 Nr. 2982 datirt ein Patent von C. W. Siemens, in welchem Wassermesser beschrieben
sind, die für kleinere Flüssigkeitsmengen empfindlich sind, jedoch auch die Messung
von gröſseren Wassermengen gestatten. Die Construction derselben beruht auf den
schon früher entwickelten Principien – vgl. Nr. 31 (* 1877 224 504), Nr. 39 (1877 225 140) und Nr. 59 (*
1878 228 371) – und stellt eine Combination von
Reactions- und Druckturbinen-Wassermessern dar.
Fig. 2 zeigt einen dieser Apparate im Durchschnitt,
Fig. 3 einen Durchschnitt des Ventiles und
Rotationskörpers nach der Linie BB
Fig. 2. A ist das Gehäuse des
Wassermessers, welcher mit den Flanschen X in die
Wasserleitung eingeschaltet wird und dessen Inneres durch die Wand c in zwei Kammern a und
b getheilt ist. Durch eine Oeffnung in der
Zwischenwand c führt ein Rohr d, welches unten offen und oben durch ein Ventil f geschlossen ist. Dieses letztere kann sich aufwärts bewegen und wird
durch die mit 3 Flügeln versehene Spindel g geführt.
Die am unteren Theile von g befestigten Arme h beschränken die Bewegung des Ventiles nach oben. Auf
der unteren Fläche des Ventiles f sitzt ein Ring i (Fig. 3), der auf dem
oberen Rand des Rohres d aufliegt. In diesen Ring sind
gekrümmte Kanäle j eingeschnitten, welche das Wasser
senkrecht auf die Züge des Rotationskörpers k leiten.
Das Rotationsrad k (in Fig.
3 im Horizontalschnitt dargestellt) ist an der Achse o befestigt und sitzt mit dem Stift l auf dem Ventil f; der
cylindrische Hals m desselben umgibt den oberen Theil
des Zufluſsrohres d. Am äuſseren Theil des letzteren
sind gewindartige Vertiefungen eingeschnitten, welche mit ihren Kanten den Hals m fast berühren und den Durchgang des Wassers dadurch
verhüten, daſs sie zur Bildung von Wirbeln Veranlassung geben. Das Reactionsrad k hat gekrümmte Kanäle n,
durch welche das bei d einströmende Wasser in nahezu
tangentialer Richtung austritt und durch den Rückstoſs das Rad in Umdrehung
versetzt. Diese Bewegung wird durch die Spindel o auf
das in bekannter Weise angeordnete Zählwerk übertragen.
Fig. 2., Bd. 235, S. 397
Fig. 3., Bd. 235, S. 397
Wenn eine geringe Menge Wasser aus der Kammer a in das
Rohr d eintritt, so daſs der Druck desselben nicht
hinreicht, um das Ventil f von seinem Sitz abzuheben,
so wird dasselbe durch die gekrümmten Kanäle j
senkrecht gegen die Züge des Rotationsrades k geleitet.
Hierdurch und durch den Rückstoſs des tangential durch n aus k austretenden Wassers wird selbst bei
geringen Wassermengen das Reactionsrad in Umdrehung versetzt. In dem Maſse als die
durch den Apparat flieſsende Wassermenge wächst, wird das Ventil f gelüftet, das Wasser tritt durch die ringförmige
Oeffnung aus und die Wirkung des durch j flieſsenden
Wassers wird um so geringer, je höher das Ventil sich hebt. Mit dem Ventil wird die
Achse o und das Reactionsrad k gehoben, bis durch eine über der Spindel o
befindliche Platte ein weiteres Steigen verhindert wird. Mit 1 sind Flügel bezeichnet, welche dazu dienen, die Bewegung des
Reactionsrades gleichförmiger zu machen.
In ähnlicher Weise, wie der eben besprochene Apparat, ist auch der unter Nr. 31 (vgl.
* 1877 224 504) beschriebene Wassermesser abgeändert. Die
Achse des Rotationskörpers steht bei dem verbesserten Apparat senkrecht und das
Wasser flieſst von unten nach oben. Auch hier ist die Vorrichtung getroffen, daſs
geringe Wassermengen durch Kanäle senkrecht gegen Flügel des Rotationskörpers
geleitet werden und demselben die beabsichtigte Bewegung mittheilen. – Bei einer
dritten Modifikation der Wassermesser sind Schraubenzüge in die Wand des sich nach
oben trichterförmig erweiternden Gehäuses eingeschnitten. In diesem
Schraubentrichter sitzt lose ein auſsen rauh gemachter Kegel, welcher durch das in
den Schraubenzügen flieſsende Wasser um seine senkrechte Achse gedreht wird. Bei
groſsen Wassermengen und hohem Druck wird der Kegel in seinem Sitz gehoben und
dadurch der Querschnitt der Durchfluſsöffnung vergröſsert. Für kleine Mengen Wasser
wird der Apparat dadurch empfindlich gemacht, daſs das aus den Schraubenzügen
kommende Wasser in den oberen Theil des Ventilkörpers eintritt, denselben in
tangentialer Richtung verlaſst und die Drehung desselben unterstützt.
Ein einfacher Wassermesser, der schon in einem früheren Patente erwähnt wurde, ist
nach Art eines unterschlächtigen Wasserrades construirt, indem man ein Rad mit
rauher Oberfläche in die Wasserleitung einschaltet und das vorbei flieſsende Wasser
nur auf einen Theil seines Umfanges wirken läſst. Derselbe ist ebenfalls so
eingerichtet, daſs für kleinere Wassermengen der Durchfluſsquerschnitt verkleinert,
für gröſsere aber erweitert wird.
82) A. V. Newton nahm ein Patent
(Nr. 989 vom 20. April 1861) auf einen Turbinen-Wassermesser, dessen Construction
von A. Kober aus New-York herrührt. Die Ungenauigkeit
dieser Art Wassermesser liegt besonders darin, daſs die Geschwindigkeit der
Umdrehungen des Rotationskörpers bei groſsen Wassermengen verhältniſsmäſsig gröſser
wird, als wenn kleine Mengen langsam durch den Apparat hindurchgehen. Im letzteren
Fall kann der Apparat sogar seinen Dienst versagen. Dieser Nachtheil soll nun durch
Einrichtungen, welche den von Siemens (Nr. 81)
angewendeten principiell ähnlich sind, vermieden werden. Das Gehäuse des Apparates
besteht aus einem aufrecht stehenden Cylinder, an den sich oben ein weiterer
Cylinder anschlieſst. Das Wasser flieſst am Boden des engeren Cylinders ein und
tritt durch die Seitenwand des weiten Cylinders aus. In dem engen Cylinder befindet
sich eine hohle Metalltrommel, welche fast im Wasser schwimmt und sich an ihrer
verticalen Drehungsachse auf- und abschieben kann. Auf ihre Auſsenfläche sind
schraubenförmig gewundene Platten befestigt, die der Innenwand des Cylinders so nahe
als möglich kommen, ohne sie zu berühren. Auf dem Boden der Trommel sind ebenfalls
gekrümmte Platten angebracht, nach Art der Schaufeln an Turbinenrädern. An der Achse
oberhalb der Trommel sitzt ein Querarm mit einem Ausschnitt, in welchen ein in den
Deckel der Trommel eingelassener Stift greift. Dadurch wird bei der Bewegung der
Trommel die Achse gleichfalls in Drehung versetzt und diese auf ein Zählwerk
übertragen. Flieſst kein Wasser durch den Apparat, so sitzt die Trommel auf einem
Kranz an der Mündung des Einströmungsrohres auf. Sobald Wasser oben ausflieſst, wird
der Druck unter der Trommel gröſser als über derselben, dieselbe wird von ihrem Sitz
abgehoben und das Wasser flieſst durch die gekrümmten Kanäle am Boden in horizontaler
Richtung, steigt dann in den Schraubenzügen an der Auſsenseite der Trommel in die
Höhe und veranlaſst in beiden Theilen seines Laufes eine Drehung der Trommel im
gleichen Sinne. Flieſst eine gröſsere Menge Wasser mit gröſserer Geschwindigkeit
durch den Apparat, so wird die Trommel immer mehr gehoben, der Einfluſs der
horizontalen gekrümmten Schaufeln am Boden auf die Drehung der Trommel verschwindet
immer mehr und die energischere Wirkung des Wassers auf die Schraubenzüge der
Trommel wird dadurch ausgeglichen.
Fig. 4., Bd. 235, S. 399
83) Der vom 1. Juli 1861 Nr. 1670 datirte Diaphragma-Wassermesser
von W. Dingwall besitzt die Eigenthümlichkeit, daſs der
Vertheilungsmechanismus auf der beweglichen Scheidewand angebracht ist und sich mit
dieser auf und ab bewegt. Das Gehäuse des in Fig. 4
durchschnitten dargestellten Wassermessers besteht aus zwei kegelförmigen
Metallgefäſsen, zwischen welchen ein elastischer Ring aus Leder oder Kautschuk
eingeklemmt ist. Der innere Rand dieses Ringes ist an einem hohlen Metallkörper B befestigt, der durch eine Wand b in zwei Kammern E und
F getheilt wird. Eine dieser Kammern ist mit dem
Zufluſs, die andere mit dem Abfluſs V durch biegsame
Röhren verbunden, welche der Bewegung des Diaphragmas folgen. Jede dieser Kammern
hat zwei einander gegenüber liegende Oeffnungen e, e'
und f, f', zwischen denen sich zwei doppelt conische
Ventile G und H befinden;
dieselben sind durch g und h mit den gegenüber liegenden Enden eines Balancier I verbunden, so daſs die eine Abtheilung D' (wie in der Fig. 4)
stets durch e' mit der Zufluſskammer in Verbindung
steht, wenn das Ventil H die Oeffnung f der Abfluſskammer frei macht. Am linken Ende des
Balancier ist ein eigentümlich geformter Hebel J
befestigt; am anderen Ende desselben befindet sich ein Gelenk K, welches mit dem Hebel J
durch die geschlitzte Stange L verbunden ist, in deren
Schlitz ein Stift j des Hebels J eingreift. Eine Feder M sucht den Stift j stets nach dem oberen Ende des Schlitzes zu schieben.
Diese Vorrichtungen haben den Zweck, die Ventile G und
H während der Bewegung des Diaphragmas in ihrer
Stellung festzuhalten und am Ende derselben eine plötzliche Umstellung des
Wasserlaufes zu bewirken. Zu diesem Zwecke sind an dem Hebel J zwei Lederriemen N, N'
befestigt, die am Ende jeder Bewegung des Diaphragmas gespannt werden und den Hebel
J entweder aufwärts oder abwärts ziehen. Durch
Verkürzung oder Verlängerung dieser Riemen kann die Hubhöhe des Diaphragmas regulirt
und der Apparat für eine bestimmte Wassermenge adjustirt werden.
In Fig. 4 ist angenommen, daſs die Abwärtsbewegung des
Diaphragmas und die Umstellung der Ventile G und H soeben vollendet ist. Das Diaphragma beginnt seine
Bewegung nach oben, bis der jetzt schlaffe Riemen N
gespannt und der Hebel J abwärts gezogen wird. Der
Stift j des letzteren wird dann in dem Schlitze der
Stange L nach l hin
verschoben und dadurch die Feder M gespannt. Setzt sich
die Bewegung weiter fort, so wird der Stift j den
Drehungspunkt des Gelenkes k überschreiten, die
gespannte Feder wird alsdann plötzlich die rechte Seite des Balancier nach oben
schnellen und eine Umstellung der Ventile G und H bewirken. Im oberen Theile des Apparates befindet
sich eine Vorrichtung, durch welche die Bewegungen des Diaphragmas einem Zählwerk
mitgetheilt werden.