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U-Rohr-Differenzdruck-Messgerät
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- imverbunden, mittels deren sich der Schwimmer in einem im Schwimmerschenkel angebrachten Führungsla- ger bewegen kann ; da der Schwimmer bei dieser Anordnung Schrägstellungen einnimmt, ist zwischen
Führungsstange und Führungslager ein gewisser Spielraum vorgesehen. Soll nun das Spiel zwischen Schwim- mer und Schwimmerschenkel möglichst klein sein, um dadurch eine grössere Auftriebskraft und somit einen geringeren Unempfindlichkeitsbereich zu erzielen, so muss natürlich dementsprechend auch der
Spielraum zwischen Führungslager und Führungsstange klein gehalten werden.
Dadurch aber werden wie- derum die Reibung im Führungslager und damit auch der Unempfindlichkeitsbereich des Gerätes in nach- teiliger Weise vergrössert, so dass diese Ausführung nur für U-Rohr-Geräte mit verhältnismässig geringen
Hüben in Frage kommt. Ein weiterer Nachteil ist, dass auch bei dieser Einrichtung keine Überlastsiche- rungen an der unteren und oberen Eintrittsstelle des Schwimmerschenkels in Verbindung mit dem Schwim- mer angebracht sind und sich wegen der Schrägstellung des Schwimmers auch nicht einwandfrei anbringen lassen.
Nur dann, wenn der Schwimmer bei seinen Hubbewegungen präzise geradlinig geführt wird, kann der
Spielraum zwischen ihm und der Innenwand des Schwimmerschenkels in der oben beschriebenen wün- schenswerten Weise gering gehalten werden ; diese exakte Geradlinigkeit der Schwimmerführung, welche einen grösstmöglichen effektiven Auftrieb gewährleistet und damit eine Grundvoraussetzung für einen möglichst kleinen Unempfindlichkeitsbereich des Gerätes schafft, ist bei den bisher bekannten Ausfüh- rungsformen jedoch nicht gegeben.
Schliesslich weisen die bekannten U-Rohr-Schwimmergeräte aber noch einen weiteren schwerwiegen- den Nachteil auf, der ebenfalls die Messfunktion des Gerätes beeinträchtigt, wie sich aus nachfolgender Überlegung ergibt : für eine einwandfreie Schwimmerführung, welche möglichst allen bei der Differenz- druck-Messung mitspielenden Erscheinungen Rechnung tragen soll, genügt es nicht allein, dass der
Schwimmer präzise geradlinig geführt ist, sondern die Schwimmerführung muss ausserdem dauernd eine zwanglose freie Drehung des Schwimmers nach beiden Seiten um seine Längsachse gewährleisten.
Denn die beim Messvorgang auftretenden Bewegungen des Niveaus der Sperrflüssigkeit suchen den Schwimmer um seine Längsachse zu verdrehen ; wird nun der Schwimmer an derartigen Drehbewegungen gehindert, dann entsteht auch dadurch Reibung, welche den Unempfindlichkeitsbereich des Gerätes vergrössert und welche man deshalb ja gerade vermeiden bzw. möglichst gering halten sollte.
Bei den bisher bekannten U-Rohr-Schwimmergeräten ist nun aber der Schwimmer in dieser nachteiligen Weise undrehbar um seine Längsachse geführt ; hier lässt die Schwimmerführung die freie Drehbeweglichkeit des Schwimmers nicht zu, entweder weil die Ausbildung der Schwimmerführung selbst eine Drehung des Schwimmers nicht erlaubt, oder weil die Ausbildung der Kupplung des Schwimmers mit dem Hebel des Messwerkes eine freie Schwimmerdrehung verhindert ; das aber ruft dann die erhöhte Reibung hervor, sei es nun in der Kupplung zwischen Schwimmer und Hebel oder sei es in der Schwimmerführung selbst.
Nach der Erfindung werden nun bei U-Rohr-Differenzdruck-Messgeräten der eingangs beschriebenen Bauart die oben aufgezeigten Nachteile dadurch behoben, dass beiderseits des Schwimmers Führungslager angeordnet sind, die je eine mit ihm fest verbundene Führungsstange geradlinig führen, und dass der . schwimmer eineSchwimmerstange mit zwei das freie Ende des Hebels haltenden Flanschen aufweist, derart, dass der Schwimmer um seine Längsachse drehbar ist.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dieses U-Rohr-Differenzdruck-Messgerätes sindmit demSchwimmer mitbewegte Dichtungselemente vorgesehen, mittels deren der Innenraum des Schwimmerschenkels je nach den Endlagen des Schwimmers abwechselnd verschliessbar ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des. erfindungsgemässen U-Rohr-Differenzdruck-Messgerätes dargestellt, u. zw. in Fig. 1 vollständig im Mittelschnitt und in Fig. 2 der Minus-Schenkel allein vergrössert.
In Fig. 1 ist mit 1 der Plus- und mit2 der Minus-Schenkel eines U-Rohr-Schwimmergerätes bezeichnet, die beide durch ein Rohr 3 miteinander verbunden und mit einer Sperrflüssigkeit-wie z. B. mit Quecksilber-gefüllt sind ; im Minus-Schenkel 2 schwimmt auf der Sperrflüssigkeit ein Schwimmer 4, an dem eine durchgehende Schwimmerstange 5 angeordnet ist, die sich in zwei Führungslagem 6 und 7 bewegen kann und zwei Führungsplatten 8 und 9 aufweist, zwischen denen sich eine Rolle 10 mit minimalem Spiel senkrecht zur Schwimmerstange 5 bewegen kann ; diese Rolle 10 ist an einem Hebel 11 angebracht, der um eine Achse 12 schwenken kann, welche - wie in Fig. 1 angedeutet-in zwei, in der Wand des Minus-Schenkels 2 angebrachten Lagern drehbar gelagert ist.
An der Schwimmerstange 5 sind Dichtungsscheiben 14 und 15 zur Abdichtung der unteren und oberen Eintrittsstelle zum erweiterten Teil 2 des Minus-Schenkels angeordnet. Die Achse 12 trägt an ihrem sich ausserhalb des U-Rohr-Schwimmergerätes befindlichen Ende einen Zahnsektor 16 eines Messwerkes 17, der in ein Zahnrad 18 eingreift ; letzteres ist
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mit einem Zeiger 19 gekuppelt, der die Differenz der Drücke in dem Plus- und Minus-Schenkel 1 und 2 auf einer Skala 20 anzeigt. Steigt der Flüssigkeitsspiegel im Minus-Schenkel infolge einer Druckerhöhung im Plus-Schenkel, so wird der Schwimmer 4 mit der Schwimmerstange 5 aufwärts bewegt, welche Bewe- gung durch den Hebel 11 auf das Messwerk 17 übertragen wird.
Da wegen der Geradführung des Schwim- 5mers4 bei der beschriebenen Ausführung nur wenig Spiel zwischen dem Schwimmer und der inneren Wan- dung des Minus-Schenkels vorgesehen zu werden braucht, ist die Querschnittsfläche und damit die Auf- triebskraft des Schwimmers für eine bestimmteDruckhöhe wesentlich grösser als dies bei gleichem Innen- durchmesser des Minus-Schenkels ohne Geradführung möglich wäre. Demzufolge ist die Druckhöhe, welche erforderlich ist, um die Reibung im Messwerk und der Übertragung zum letzteren zu überwinden, ) gegenüber derjenigen bei den eingangs beschriebenen bekannten U-Rohr-Schwimmergeräten wesentlich herabgesetzt. Der dieser durch Reibung verzehrten Druckhöhe entsprechende Messfehler ist somit auf ein
Mindestmass beschränkt.
Ein weiterer Vorteil, der sich durch die beschriebene Führung des Schwimmers ergibt, ist die Möglichkeit, eine einwandfreie Überlastsicherung an den Eintrittsstellen des Minus-Schen- kels 2 anzubringen, wie dies an Hand der Fig. 2 näher erläutert wird : im erweiterten Teil 2 des Minus- ! Schenkels befindet sich der Schwimmer 4, der an seinem unteren Ende einen Fortsatz 21 aufweist, um den ein Dichtungsring 22 - beispielsweise aus synthetischem Kautschuk - angebracht ist, der am oberen
Rand einer im Minus-Schenkel 2 angeordneten Hülse 23 anliegt, welch letztere mit der im oberen Teil des Minus-Schenkels angebrachten Hülse 24 zwei Führungsstifte 51 bzw. 52 führt ;
zu dieser Führung sind die Hülsen 23 und 24 mit abgesetzten Bohrungen 25 und 26 versehen, welche eine Laufbahn für die Kügel- chen 27 und 28 bilden, die in den Bohrungen durch zwei Verschlussringe 29 und 30 gehalten werden ; der untere Führungsstift 51 ist in einer Bohrung der Schwimmerstange 31 eingepresst, welche durch den
Schwimmer 4 hindurchragt und mit ihrem unteren Ende an ihm befestigt ist und an deren oberen Ende der
Führungsstift 52 ebenfalls in einer Bohrung eingepresst ist ; an diesem Ende der Schwimmerstange ist ein
Absperrteil 32 befestigt, der einen Dichtungsring 33 aus synthetischem Kautschuk trägt ; auf der Schwim- merstange 31 ist weiters eine Führungsplatte 34 angeordnet, welche durch eine über die Schwimmerstange geschobene Hülse 35 vom Absperrteil 32 in Abstand gehalten wird.
Der Absperrteil 32 bildet zugleich die obere Führungsplatte für die Rolle 36 des Hebels 37, die sich zwischen dieser und der Führungsplatte 34 bewegt, wie dies bereits an Hand der Fig. 1 erläutert worden ist. Der Schwimmer 4 ist in seiner Sperrstel- lung gezeichnet, in der der Dichtungsring 22 zwischen Schwimmer und Hülse 23 festgeklemmt sitzt und den Innenraum 38 des Minus-Schenkels 2 unten abschliesst. Diese Sperrstellung wird mittels eines Stif- tes 39 erhalten, der von einer in eine Überwurfmutter 40 eingeschraubten Verschlussschraube 41 auf den oberen Führungsstift 52 gedrückt wird. In der gezeichneten Sperrstellung des Schwimmers wird das Gerät transportiert, nachdem eine vorgeschriebene Sperrflüssigkeitsmenge in den Plus-Schenkel eingefüllt und letzterer mit einer Dichtungsschraube abgeschlossen worden ist.
Bei der Inbetriebsetzung des Gerätes wer- den die Verschlussschraube 41 und der Stift 39 entfernt. Im Gegensatz zu den bekannten U-Rohr- Schwimmergeräten der vorbeschriebenen Art wird mit dieser Ausführung somit der Vorteil erreicht, dass das Einfüllen der Sperrflüssigkeit nicht mehr am Aufstellungsort vorgenommen werden muss, sondern be- reits vor der Ablieferung erfolgen kann. Hiedurch werden die Inbetriebsetzungskosten herabgesetzt und
Messfehler durch ungenaues Abwägen der Sperrflüssigkeitsmenge vermieden. Eine weitere Funktion, die durch die beschriebene Absperrung erfüllt wird, ist das Abtrennen des Minus-Schenkels vom Plus-Schen- kel, falls der Minus-Schenkel unter hohen Druck zu stehen kommt.
Da das U-Rohr-Schwimmergerät näm- lich über Ventile an die Messstelle angeschlossen ist, besteht die Möglichkeit, dass aus Versehen nur das
Ventil für den Minus-Schenkel geöffnet wird und nur letzterer unter Druck zu stehen kommt. Der
Schwimmer 4 wird aber in diesem Fall nach unten bewegt, wodurch der Fortsatz 21 mit dem Dichtungs- ring 22 auf die Hülse 23 gepresst wird. Ein Durchschlagen der Sperrflüssigkeit vom Minus-Schenkel in den
Plus-Schenkel wird hiedurch vermieden. Wird demgegenüber der Druck im Plus-Schenkel 1 bezüglich demjenigen im Minus-Schenkel sehr hoch. so steigt das Niveau der Sperrflüssigkeit im Minus-Schenkel 2, wodurch sich der Schwimmer 4 nach oben bewegt und schliesslich mit dem Absperrteil 32 und dem Dich- tungsring 33 den Raum 38 oben absperrt.
Diese Absperrungen an der unteren und oberen Eintrittsstelle des
Minus-Schenkels wirken somit als Überlastsicherungen, die vermeiden, dass bei Überlastungen die Sperr- flüssigkeit von einem zum andern U-Rohr-Schenkel durchschlägt. Dadurch, dass der Schwimmer 4 durch die beschriebene, genaue Geradführung keine Schrägste1lung einnehmen kann, wird der Anpressdruck auf die Dichtungsringe 22 und 33 gleichmässig über den Umfang verteilt, so dass sowohl während des Transportes als auch beim Auftreten von sehr hohen Druckdifferenzen eine einwandfreie Abdichtung der unteren und oberen Eintrittsstelle des Minus-Schenkels 2 erfolgt.