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Vorrichtung zum Anzeigen der Schwankungen von Flüssigkeitsständen oder der
Fiüssigkeitsgeschwindigkeit in Rohrleitungen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die auf Entfernungen mit Hilfe des elektrischen Stromes Schwankungen des Flüssigkeitsstandes in Kesseln, Behältern usw., ferner die Flüssigkeitsgeschwindigkeit in Rohrleitungen anzeigt.
Es sind bereits Vorrichtungen zum Anzeigen von Flüssigkeitsständen und Flüssigkeitsgeschwindig- keiten bekannt, bei welchen ein elektrischer Widerstand gemessen wird und die einen Kern mit schraubenförmig umwundenem Draht und einem als Kontaktring ausgebildeten Schwimmer aufweisen, ferner solche, die auf Induktionsmagnetismus beruhen und im letzteren Falle mit einem als Schwimmer ausgebildeten magnetischen Kern versehen sind.
Ferner fanden schon Vorrichtungen zum Anzeigen von Flüssigkeitsgeschwindigkeiten Verwendung, in denen Quecksilber als eine gegenüber einer isolierten Primärspule
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empfindlich und haben überdies, soweit sie auf der Anwendung eines magnetischen Kernes beruhen, die Nachteile, dass die Wirkung des magnetischen Eisenkernes während seiner Auf-und Abbewegung nicht dieselbe ist und durch in der Nähe befindliche Körper aus Eisen gestört wird.
Diese Nachteile werden durch die Vorrichtung nach der Erfindung beseitigt, bei der die Zunahme oder Abnahme der die Grösse der Impedanz ändernden Drosselwirkung einer Spule durch die Bewegung einer steifen unmagnetischen Metallhülse zustandegebracht wird. Diese Metallhülse steht mit keinem Bestandteil der Vorrichtung in mechanischer Verbindung und hat daher den Vorteil, nicht abgenutzt zu werden. Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung nach der Erfindung ist auch die gegen Änderungen des Widerstandes der Induktionsspule infolge der beim Versagen der Isolierung sieh geltendmache ! 1den Hitzewirkung vorgesehene Kühlung der Induktionsspule mittels Luft innerhalb eines. die Spule tragenden, an einem oder an beiden Enden offenen Rohres.
Diese einfache Art der Kühlung ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung an der Aussenseite von Dampfkesseln oder andern unter Druck-und Hitzewirkung stehenden Gas-und Flüssigkeitsbehältern.
Die Vorrichtung kann auch zum Anzeigen oder Aufzeichnen oder zum Anzeigen und Aufzeichnen von Bewegungen eines entfernt liegenden, durch Druckänderungen einer Rohrleitung betätigten Kolbens, sowie von Bewegungen eines Vorrichtungsbestandteiles, von Wellenumdiehungen und von Bewegungen
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in sllen Fällen entsprechend den Bewegungen ändert.
Wenn die Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit der durch eine Rohrleitung fliessenden Flüssigkeitverwendet wird, besteht siewie dieAnzeigegeräte der bekannten Flüssigkeitsmündungsmengen- messer im wesentlichen aus einem U-förmigen Rohre, dessen Schenkel Quecksilber oder eine andere Flüssigkeit enthalten und mit den beiden Seiten der einen Druckunterschied in der Rohrleitung verursachenden Vorrichtung verbunden sind. Dabei wird ein Rohrsehenkel oder beide mit einer Spule verbunden, deren Hülse die Gestalt eines Schwimmers haben kann.
Die Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. 1 stellt
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angezeigt oder verzeichnet oder angezeigt und verzeichnet werden sollen. Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer Einrichtung, die vorteilhaft benutzt wird, wenn grosse Schwankungen des Flüssigkeitsstandes angezeigt oder verzeichnet oder angezeigt und verzeichnet werden sollen. Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Einrichtung, die zum Anzeigen der Geschwindigkeit der durch eine Leitung strömenden Flüssigkeit dienen soll.
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zeichneten Kessels in Verbindung steht. Durch das Innere von 1 reicht der Längsachse nach ein Rohr 4, z. B. aus Bronze. Es kann an einem oder an beiden Enden offen sein, mit der Luft in Verbindung stehen und wird an der Eintritts-und an der Austrittsstelle abgedichtet.
Um das Rohr 4 ist ein Schwimmer 5 angeordnet, der eine Metallhülse 6, vorteilhaft aus Kupfer, trägt und auf dem Rohr 4
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Im Inneren des Rohres 4 ist eine Drosselspule 7 derart angebracht, dass sie von der Hülse 6 umgeben wird, wenn sich der Schwimmer, wie in Fig. 1 veranschaulicht, in seiner untersten Stellung befindet, doch können die einzelnen Bestandteile auch derart angeordnet werden, dass die Spule von der Hülse bei der höchsten Stellung des Schwimmers umgeben ist.
Der Flüssigkeitsstand im Gehäuse 1 ist jederzeit derselbe wie der Wasserstand im Kessel und der Schwimmer 5 nimmt daher stets eine diesem Wasserstand entsprechende Stellung ein. Die Drosselspule 7 wird durch die einen Bestandteil des Schwimmers bildende Kupferhülse mehr oder weniger umhüllt, derart, dass die Länge des von der Kupferhülse umhüllten Teiles der Spule jederzeit von dem Wasserstande im Kessel abhängig ist. Die Enden der Spule reichen in ein Anschlussgehäuse 9 und gehen dort bei 8 in die Leitungsdrähte über, die zu einer Wechselstromquelle oder zur Stromquelle eines unterbrochenen oder pulsierenden elektrischen Stromes führen. An diese Klemmen 8 ist eine nicht gezeichnete Anzeige-oder Schreibvorrichtung, etwa ein entsprechend geeichtes Voltmeter angeschlossen, die in beliebigem Abstande vom beschriebenem Gerät angeordnet werden kann.
Die Spannung zwischen den Klemmen wird durch die durch die Flüssigkeitsschwankungen bewirkte Auf-und Abbewegung des Schwimmers 5 bzw. der Hülse 6 beeinflusst. Die Änderungen des Wasserstandes im Kessel können daher unmittelbar vom Voltmeter abgelesen werden. Der Durchmesser der Drosselspule kann derart bemessen sein, dass sie den Innenraum des sie tragenden Rohres nicht ganz ausfüllt, damit Luft durch das Rohr aufsteigen und die Spule abkühlen kann.
Bei grossen Flüssigkeitsschwankungen wird vorteilhaft das in Fig. 2 veranschaulichte Gerät benutzt,
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in die ein Rohr 12 derart eintaucht, dass ein kleiner Raum zwischen dem unteren Ende des Rohres und dem Boden des Gehäuses 13 freibleibt. In dem Rohre 12 ist vorteilhaft im oberen Ende eine Drosselspule 14 angeordnet. Im unteren Teile des Rohres 12 trägt das Quecksilber 11 einen Schwimmer 15, der über die Spule auf und ab gleiten kann und die Spannung zwischen den Klemmen 16 der Drosselspule ändert, wobei die Klemmen mit einer Stromquelle und mit der Anzeige- und Schreibvorrichtung verbunden sind. Der über der Quecksilberoberfläche liegende Teil des Gehäuses 13 enthält eine Öffnung 17 zur Verbindung des Gehäuseraumes mit dem Behälter, dessen Inhalt gemessen werden soll.
Im allgemeinen steht die Flüssigkeit im Gehäuse 13 und im Rohr 12 so hoch, als dem Leerzustande des Behälters entspricht. Sobald sich der Behälter zu füllen beginnt, nimmt der Druck auf das Quecksilber zu und das Quecksilber steigt in dem Rohre so lange, bis sich die Höhenunterschiede des Quecksilbers auf der Innen-und Aussenseite des Rohres 12 mit dem Flüssigkeitsstand im Behälter ausgeglichen haben. Das in dem Rohre 12 steigende Quecksilber hebt den Schwimmer 15, der nunmehr einen längeren Teil der Drosselspule umhüllt, wodurch die Spannung in dem Voltmeter zwischen den Klemmen 16 geändert wird.
Die Anzeigevorrichtung kann derart angeordnet werden, dass sie eine Hoch-und Niederwasseralarmvorrichtung betätigt, sobald das Wasser im Behälter einen bestimmten höchsten oder niedrigsten Stand erreicht.
Wenn das Gerät als Geschwindigkeitsmesser wirken soll, besteht es nach Fig. 3 aus einem Gehäuse 18, das durch eine Scheidewand 21 in zwei unter der Scheidewand in Verbindung stehende Teil 19, 20 geteilt wird. Diese Teile enthalten Quecksilber oder eine andere Flüssigkeit 22, deren Oberfläch normal in beiden Abteilen gleich hoch steht. Der über der Oberfläche des Quecksilbers liegende Teile von 18 ist durch die Leitungen 25,26 mit den beiden Seiten einer Drosselscheibe 23 od. dgl. verbunden, welche in die Rohrleitung 24 eingeführt wird, in der die zu messende Flüssigkeit fliesst. Die Leitung 24 und die Scheibe 23 sind in kleinerem Massstabe als die unteren Teile der Vorrichtung gezeichnet.
In 19 oder 20, z. B. in 20, ist eine Drosselspule 27 angeordnet und von einer Metallhülse 28 umgeben, die als Schwimmer wirkt und von dem Quecksilber derart getragen wird, dass das Quecksilber bei einem an der Scheibe 23 in der Leitung 24 entstehenden Druckunterschied in einem Teil höher als in dem andern Teil steht, so dass die Metallhülse auf die Drosselspule mehr oder weniger stark einwirkt und daher die Spannung an. den Klemmen der Spule und damit auch in der Anzeige- und Schreibvorrichtung, wie früher beschrieben wurde, ändert.
Es können auch zwei Doppelspulen, u. zw. für jeden Teil (19, 20) eine verwendet werden, derart, dass, um besonders kleine Änderungen des Flüssigkeitsstandes anzuzeigen, eine doppelt so grosse Änderung der Impedanz erhalten wird. Bei einer derartigen Anordnung ist die Empfindlichkeit der Vorrichtung viel grösser.
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Die Empfindlichkeit kann auch durch die Anwendung zweier oder mehrerer gleichachsig angeordneter Hülsen vergrössert werden, welche an den oberen und unteren Enden des ringförmigen Raumes zwischen den Hülsen oder bloss zwischen den inneren und äusseren Hülsen geschlossen werden können, wodurch. der Auftrieb der Hülsenverbindung grösser wird. Durch Benutzung von mehr als einer Hülse wird die Impedanz vergrössert und daher durch eine besonders kleine Bewegung der Hülsen eine grössere Veränderung der elektrischen Bedingungen des Stromkreises als mit einer Hülse erreicht, wodurch kürzer andauernde Änderungen des Flüssigkeitsstandes angezeigt werden können als sonst möglich ist.
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benutzt werden. In diesem Falle werden zwei Vorrichtungen eine vorne und eine hinten verwendet.
Ferner kann je eine Vorrichtung an der Backbordseite und an der Steuerbordseite eines Schiffes angeordnet werden, um dessen Gleichgewicht anzuzeigen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Anzeigen der Schwankungen von Flüssigkeitsständen oder der Flüssigkeitgeschwindigkeit in Rohrleitungen durch Änderung des Standes eines von einer Flüssigkeit getragenen Metallkörpers, der eine mit der Anzeigevorrichtung in einem Stromkreis befindliche Drossel-oder Selbstinduktionsspule beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkörper nicht magnetisch ist und die Gestalt einer die Drossel- oder Selbstinduktionsspule umgebenden oder innerhalb derselben angeordneten Hülse hat.