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Einrichtung zum Bestimmen der Gasdichte in einem Gefäss, Rohr od. dgl.
Man kann, um die Gasdichte in einem Gefäss, Rohr od. dgl. zu bestimmen, an dieses Gefäss od. dgl. ein Standrohr über eine Drosselvorrichtung anschliessen und das Gewicht der Gassäule im Standrohr messen. Steht aber das Standrohr an seinem oberen Ende mit der Aussenluft oder einem andern Gasraum in Verbindung, um ein stetes Erneuern der Gassäule zu ermöglichen, so unterliegt die Dichtemessung dem wechselnden Einfluss des äusseren Luft-oder Gasdruckes und wird daher ungenau oder erfordert umständliche Berichtigungen.
Gemäss der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden, indem das Standrohr nur mit dem Gefäss od. dgl. in Verbindung steht und von äusseren Einflüssen unabhängig ist. Es bildet sich dann im Standrohr eine Gassäule, in welcher sich der Gasdruck nur um den statischen Gewichtsdruck der Säule ver- ändert. Wird daher an das Standrohr ein Druckunterschiedsmesser angeschlossen, der den Druckunterschied an zwei Stellen der Gassäule anzeigt oder als Messgrösse auf ein andres Messgerät überträgt, so ist diese Anzeige oder Messgrösse ein Mass der jeweiligen Dichte des Gases im Gefäss od. dgl.
Bei der praktischen Ausbildung eines solchen Gasdichtemessers empfiehlt es sich, insbesondere wenn die Dichte eines strömenden Gases gemessen werden soll, eine das Standrohr enthaltende Zweigleitung parallel zum Gasstrom zu schalten. Dadurch wird von selbst in der Zweigleitung eine schwache Strömung aufrechterhalten, welche die Gassäule im Standrohr fortlaufend durch frisches Gas erneuert, so dass die Gasdichte der Säule auch tatsächlich jederzeit jener des Gases im Rohr od. dgl. entspricht.
Der gemessene Druckunterschied wird durch diese schwache Gasströmung praktisch nicht verändert.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung.
Durch das Rohr 1 strömt das Gas, dessen Dichte fortlaufend gemessen werden soll. In das Rohr 1 münden die offenen, in die Strömungsrichtung des Gases ausgebogenen Schenkelenden 3 und 4 eines lotrechten U-Rohres 2, dessen rechter Schenkel als Standrohr im Sinne der Erfindung dient. Für gewöhnlich wählt man eine Höhe des U-Rohres von 6 bis 10 m, um genügend genaue Messergebnisse zu erhalten.
Der Druckuntersehiedsmesser, im vorliegenden Beispiel eine Ringwaage 10, ist einerseits an den unteren Teil des Standrohres in der Höhenlage A, anderseits an den Scheitel des U-Rohres 2 (Höhenlage B) angeschlossen. Es wird daher der Druckunterschied in der im Standrohr zwischen den Höhenlagen A und B eingeschlossenen Gassäule gemessen und dieser Druckunterschied beträgt stets, unabhängig vom absoluten Gasdruck und den Aussenluftverhältnissen y k, wenn h die Höhe der Gassäule und v die Dichte des Gases bezeichnet.
Der Gasdruck in der Höhenlage A des Standrohres wird durch die Leitung 9 unmittelbar auf den Gasraum ader Ringwaage 10 übertragen. Dagegen wird der Gasdruck im Scheitel des U-Rohres 2, also in der Höhenlage B, durch Vermittlung von Flüssigkeitssäulen auf den Gasraum b der Ringwaage 10 übertragen. Vom Scheitel des U-Rohres 2 geht nämlich das mit Wasser oder Öl gefüllte Rohr 6 abwärts, das unten in einen U-förmigen, mit Quecksilber gefüllten Teil 7 endet. An das freie Ende von 7 ist die mit dem Gasraum b verbundene Leitung 8 angeschlossen. Bd einer solchen Anordnung herrscht in der Leitung 8 trotz der Länge des Rohres 6 der gleiche Gasdruck wie im Scheitel des U-Rohres 2.
Infolge der besehliebenen Anordnung der Rohrenden 3 und 4 im Rohr 1 geht ständig durch das U-Rohr 2 ein ganz schwacher Gasstrom, der mittels des Nadelventiles 5 geregelt werden kann. Er übt auf die Messung keinen Einfluss aus, sorgt aber dafür, dass stets flisches Gas dem Standrohr 2 zugeführt wird.
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Die Leitungsführung und auch die Art der Druckuntersehiedsmessung können in mannigfacher Weise abgeändert werden. Stets muss aber dafür gesorgt sein, dass der zu messende Druckunterschied nur von der Höhe der Gassäule und der Gasdichte abhängt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Bestimmung der Gasdichte in einem Gefäss, Rohr od. dgl., gekennzeichnet durch ein nur mit diesem Gefäss od. dgl. in Verbindung stehendes, von äusseren Einflüssen unabhängiges Standrohr (2), in welchem sich eine Gassäule bilden kann, in der der Gasdruck sich nur um den statischen Gewichtsdruck der Säule verändert und an welches ein Druckunterschiedsmesser (10) angeschlossen ist, der den Druckunterschied an zwei Stellen der Gassäule anzeigt oder als Messgrösse auf ein anderes Mess- gerät überträgt.
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Device for determining the gas density in a vessel, pipe or the like.
In order to determine the gas density in a vessel, pipe or the like, a standpipe or the like can be connected to this vessel or the like via a throttle device and the weight of the gas column in the standpipe can be measured. If, however, the upper end of the standpipe is in contact with the outside air or another gas space in order to enable constant renewal of the gas column, the density measurement is subject to the changing influence of the external air or gas pressure and is therefore imprecise or requires complicated corrections.
According to the invention, this disadvantage is avoided in that the standpipe is only connected to the vessel or the like and is independent of external influences. A gas column then forms in the standpipe in which the gas pressure only changes by the static weight pressure of the column. If, therefore, a pressure difference meter is connected to the standpipe, which displays the pressure difference at two points on the gas column or transfers it as a measured variable to another measuring device, this display or measured variable is a measure of the respective density of the gas in the vessel or the like.
In the practical design of such a gas density meter, it is advisable, especially if the density of a flowing gas is to be measured, to connect a branch line containing the standpipe parallel to the gas flow. This automatically sustains a weak flow in the branch line, which continuously renews the gas column in the standpipe with fresh gas, so that the gas density of the column actually always corresponds to that of the gas in the pipe or the like.
The measured pressure difference is practically not changed by this weak gas flow.
The drawing schematically illustrates an exemplary embodiment of the invention.
The gas, the density of which is to be continuously measured, flows through the pipe 1. The open leg ends 3 and 4 of a vertical U-tube 2, the right leg of which serves as a standpipe within the meaning of the invention, open into the tube 1, bent in the direction of flow of the gas. Usually you choose a height of the U-tube of 6 to 10 m in order to get sufficiently accurate measurement results.
The pressure difference meter, in the present example a ring balance 10, is connected on the one hand to the lower part of the standpipe at altitude A, on the other hand to the apex of the U-tube 2 (altitude B). Therefore, the pressure difference in the gas column enclosed in the standpipe between heights A and B is measured and this pressure difference is always y k, regardless of the absolute gas pressure and the outside air conditions, if h denotes the height of the gas column and v the density of the gas.
The gas pressure at the height A of the standpipe is transmitted through line 9 directly to the gas space ader ring balance 10. In contrast, the gas pressure in the apex of the U-tube 2, that is to say in the altitude B, is transmitted to the gas space b of the ring balance 10 by means of liquid columns. From the apex of the U-tube 2 the tube 6 filled with water or oil goes downwards, which ends at the bottom in a U-shaped part 7 filled with mercury. The line 8 connected to the gas space b is connected to the free end of 7. With such an arrangement, the same gas pressure prevails in the line 8 as in the apex of the U-tube 2, despite the length of the tube 6.
As a result of the remaining arrangement of the pipe ends 3 and 4 in the pipe 1, a very weak gas flow constantly passes through the U-pipe 2 and can be regulated by means of the needle valve 5. It does not have any influence on the measurement, but ensures that liquid gas is always fed to the standpipe 2.
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The line routing and also the type of pressure difference measurement can be changed in many ways. However, it must always be ensured that the pressure difference to be measured only depends on the height of the gas column and the gas density.
PATENT CLAIMS:
1. Device for determining the gas density in a vessel, pipe or the like, characterized by a standpipe (2) which is only connected to this vessel or the like and is independent of external influences and in which a gas column can form, in which the gas pressure only changes by the static weight pressure of the column and to which a pressure difference meter (10) is connected, which displays the pressure difference at two points on the gas column or transfers it as a measured variable to another measuring device.