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Gefäss zur Messung von Flüssigkeitsmengen
Die Erfindung betrifft ein Gefäss zur Messung von insbesondere grossen Flüssigkeitsmengen, wie sie z. B. bei der Eichung von Durchflussmessern u. dgl. anfallen, wobei der Messraum des Gefässes von einer zylindrischen Wandung umschlossen und nach unten von einem Boden abgeschlossen ist und im Inneren der zylindrischen Wandung mindestens ein Verdrängungskörper verschiebbar und fixierbar gelagert ist.
Bei einem Behälter dieser Art ist der Verdrängungskörper dazu vorgesehen, das Niveau einer in den Behälter eingebrachten, vorbestimmten Flüssigkeitsmenge so weit anzuheben, dass es eine Überlaufkante erreicht, so dass bei Zufuhr einer Flüssigkeitsmenge, welche die vorbestimmte Flüssigkeitsmenge übersteigt, Flüssigkeit über die Überlaufkante aus dem Behälter abfliesst. Demgegenüber besteht eines der Ziele der Erfindung darin, eine Möglichkeit zu schaffen, um feststellen zu können, ob eine
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setz bzw. Verordnung festgelegt ist, gewährleistet ist oder nicht.
Erreicht wird dieses Ziel, wenn gemäss der Erfindung der Verdrängungskörper im Bereich einer von einem Schauglas verschlossenen Öffnung der Wandung angeordnet ist, wobei die Erstreckung der Öffnung in axialer Richtung des Messraumes wesentlich grösser als der der Messtoleranz entsprechende Unterschied der durch das Schauglas sichtbaren Flüssigkeitsstände ist. Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung eines Gefässes der eingangs genannten Art wird eine gute Ablesemöglichkeit für das jeweils in den Behälter eingebrachte Volumen geschaffen, weil praktisch eine beliebig hohe Übersetzungsmöglichkeit zwischen der Volumenszunahme und der dieser Volumenszunahme zugeordneten Niveauänderung des Flüssigkeitsspiegels gegeben ist.
Eine weitere Erhöhung der Genauigkeit der Einstellung ist erzielbar, wenn gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in dem Gefäss Justierkörper vorgesehen sind. Vorzugsweise sind diese Justierkörper unterhalb der Verdrängungskörper fixierbar.
Zur Erhöhung der Messgenauigkeit ist es weiters von Bedeutung, dass nach dem Entleeren des Gefässes kein Flüssigkeitsfilm an den Wandungen des Behälters haften bleibt bzw. der Flüssigkeitsfilm möglichst schnell abläuft, um kurz nach der Entleerung des Gefässes wieder mit der Füllung des Gefässes beginnen zu können, um eine weitere Messung durchzuführen. Zu diesem Zweck ist gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der Boden des Gefässes ein schiefer Kegel, wobei in der Verlängerung der tiefsten Kegelerzeugenden die untere Erzeugende des Abflussrohres liegt. Es gibt zwar bereits Gefässe, deren Boden als gerader Kreiskegel ausgebildet ist, dessen Achse koaxial zur Behälterachse liegt. Bei Behältern mit derart ausgebildeten Böden entstand jedoch beim Ablassen des Behälterinhaltes ein Sogtrichter, der das Auslaufen der Flüssigkeit ungünstig beeinflusst.
Dadurch, dass bei erfindungsgemässer Ausbildung des Bodens verschieden lange Kegelerzeugende für den Ablauf zur Verfügung stehen, entstanden keine Sogtrichter und es konnte beobachtet werden, dass die Entleerung des Gefässes fast zur Gänze in Gestalt eines kontinuierlichen Stromes erfolgt und ein Nachtropfen nur in äusserst geringem Masse auftritt. Solcherart gelingt es, die durch das Nachtropfen bedingte Wartezeit zwischen aufeinanderfolgenden Messungen bedeutend zu vermindern, so dass die für die Prüfung und Nacheichung eines Durchflussmessers aufzuwendende Zeit bedeutend vermindert werden kann.
Bei der praktischen Handhabung des Gefässes, z. B. bei Durchführung der Eichung eines Durchflussmessers, wird das Gefäss über den zu eichenden Durchflussmesser gefüllt und die eingefüllte Sollmenge
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von z. B. 50001 mit dem am Gefäss ablesbaren Wert (z. B. 4990 l) verglichen. Dieser Vorgang wird mehrere Male wiederholt, um solcherart einen Mittelwert zu erhalten, der es dann ermöglicht fest- zustellen, ob der Durchflussmesser brauchbar ist, ob also die Anzeige innerhalb der Toleranz liegt oder nicht. Hiebei kommt es, worauf bereits hingewiesen wurde, sehr darauf an, dass das Messgefäss nach jeder Messung möglichst vollständig entleert wird, da im Gefäss verbliebene Restmengen selbst- verständlich das Messergebnis beeinflussen. So wäre es z.
B. möglich, wenn bei einer Anzeige des Volumeters von 5000 1 und einer hiezugehörigen Ablesung am Gefäss von 4990 l, bei einer Wiederholung des Messvorganges bei der gleichen Anzeige am Durchflussmesser (von 5000 l) am Gefäss etwa 4992 1 abgelesen werden könnten, wenn von der vorangegangenen Messung 2 1 im Gefäss zurückgeblieben wären.
Derartiges soll selbstverständlich vermieden werden, so dass vor Durchführung einer neuerlichen Messung zu warten ist, bis möglichst die gesamte im Gefäss befindliche Flüssigkeit ausgetropft ist. Da es durch die Erfindung gelingt, diese Zeit zu verkürzen, kann mit dem erfindungsgemässen Gefäss schnell gearbeitetwerden, weil, nachdem der Hauptteil der im Gefäss befindlichen Flüssigkeit als kontinuierlicher
Strom abgeflossen ist, fast kein Nachtropfen auftritt.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen : Fig. l das erfindungsgemässe Messgefäss in schematischer Darstellung, Fig. 2 ein Detail aus Fig. 1 in Vorderansicht, Fig. 3 ein weiteres Detail im Schnitt und Fig. 4 den zu Fig. 3 gehörenden Grundriss.
Der Messraum des Gefässes wird von einer zylindrischen Wandung 1 umschlossen. Das Gefäss ist zur Verwendung in aufrecht stehendem Zustand gedacht und kann für verschiedene Messinhalte ausgeführt werden. Der Boden 2 des Gefässes ist als schiefer Kegel ausgebildet, da sich diese Form für einen restlosen Ablauf der Flüssigkeit am günstigsten erwies. Der Boden 2 wird durch Längsund Querrippen versteift, so dass auch bei Maximalfüllung keine Volumens- und damit Messergebnisveränderung durch Durchbiegen des Bodens auftritt.
Nach oben ist das Gefäss durch einen ebenen Deckel 12 verschlossen. Um ein leichtes Abheben dieses Deckels sicher zu stellen, wird er geteilt ausgeführt. Mit dem Gefäss ist der Deckel 12 dicht verschraubt.
Der Behälter wird mittels eines Füllrohres 5 gefüllt, das zentral durch den oberen Deckel 12 verflanscht bzw. abgedichtet hindurchgeführt wird und knapp über dem Boden in einer Auslaufkrone 7 endet. Die Auslaufkrone ist im Detail in den Fig. 3 und 4 dargestellt und weist einen mit Durchbrechungen 8 versehenen zylindrischen Mantel 9 auf. Nach unten ist die Auslaufkrone 7 durch einen Kegelboden 10 verschlossen, dessen Spitze 10a im Inneren des Mantels 9 der Auslaufkrone 7 liegt. Durch diese Ausgestaltung der Auslaufkrone wird ein weitestgehend beruhigtes Ausströmen und vollkommen ruhiges Aufsteigen der Flüssigkeit sichergestellt. Das Füllrohr 5 kann durch Flansche geteilt oder verschraubt ausgeführt werden, um das Ausbringen nach oben zu erleichtern.
In die Wandung 1 des Behälters sind mit Glasplatten verschlossene Öffnungen eingelassen (Fig. 2). Die Glasplatten 13 sind mit einer Marke versehen, die als Nullmarke für die Messung dient. Um bei Füllung des Behälters mit einer gewissen vorbestimmten Flüssigkeitsmenge die dieser Flüssigkeitsmenge entsprechende Nullmarke zu erreichen, sind im Inneren der Wandung Verdrängungskörper 4 verschiebbar und fixierbar gelagert. Die Verdrängungskörper 4 werden entweder als Hohlzylinder oder als zylindrische hohle Ringe ausgebildet. Der Ring ist hiebei durch einen dachförmigen Boden 4a nach unten und eine dachförmige Deckfläche 4b nach oben abgeschlossen. Hiedurch wird ein einwandfreies Abfliessen der Prüfflüssigkeit sichergestellt.
Die Höhe des zylindrischen Teiles entspricht hiebei der Höhe der durch die Glasplatte 13 verschlossenen Öffnung, z. B. 300 mm. Die Grösse der Verdrängungskörper 4 und damit der Spalt zwischen Behälterwandung und Verdrängungskörper wird je nach gewünschter Übersetzung festgelegt, u. zw. derart, dass auf dem Schauglas jeweils eine Toleranz von 13% des jeweiligen Messvolumens ablesbar ist.
Zum Beispiel : bei 50001 entspricht 11 gleich 1 mm, so dass bei 300 mm Schauglaslänge 150 lim Plus und 150 1 im Minus abgelesen werden können.
Oder : bei 200 l Messvolumen kann die Übersetzung derart ausgeführt werden, dass 11 Volumenszunahme gleich 25 mm Anstieg des Flüssigkeitsniveaus vor dem Schauglas entspricht, also auch wieder zo Toleranz bei 300 mm Schauglaslänge beobachtet werden können.
Es können aber auch andere gewünschte Toleranzen ausgeführt werden.
Die Verdrängungskörper 4 werden an drei Führungsstangen 6, welche im Gefäss angebracht sind, befestigt. Diese Befestigungen sind so ausgebildet, dass die Verdrängungskörper 4 verstellbar sind und erst nach Festlegung der Nullmarke jeder Ablesestelle fixiert werden.
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Ausserdem sind die Befestigungen mit einem pfannenartigen Gelenk ausgestattet, so dass die Verdrängungskörper 4 in die absolute Waagrechte eingerichtet werden können.
Die Glasplatten 13 sind in Stahl- oder Metallfassungen 14 in die Wandung der Messgefässe eingesetzt. Neben dem Schauglas ist eine in Millimeter oder in Liter eingeteilte Messlatte 15 befestigt. Mittels einer auf der Messlatte 15 bzw. einer eigenen Führungstange 16 gleitenden und fixierbaren Ableseleiste 17 kann der im Schauglas sichtbare Flüssigkeitsstand auf der Messlatte abgelesen werden. Zur genauesten Einstellung ist die Ableseleiste 17 zur Feineinstellung mit einer Mikroschraube 18 ausgerüstet, weiters kann im Schaufenster zur Vergrösserung der Ablesung eine Lupe angebracht werden.
Jedes Messgefäss ist ausserdem mit einem Standanzeiger 19 ausgerüstet, um den jeweiligen Flüssigkeitsstand ablesen und bei Aufstellung des Behälters die absolute waagrechte Aufstellung desselben feststellen zu können.
Um eine zusätzliche Ausgleichsmöglichkeit zu schaffen, sind für jedes Messvolumen Justierkörper 11 vorgesehen. Diese sind unterhalb des jeweiligen Verdrängungskörpers 4 um das Füllrohr 5 angeordnet. Die Justierkörper 11 sind als ringförmige geteilte Scheiben von verschiedener Höhe und gleichem Durchmesser ausgebildet und werden auf Führungsstäbe, die auf am Füllrohr angeschweissten Grundscheiben befestigt sind, geschoben. Die Justierkörper sind an der Oberfläche so ausgebildet, dass die Prüfflüssigkeit einwandfrei abfliesst. Die Ausbildung der Justierkörper in Scheiben wurde deshalb gewählt, um eine möglichst weitgehende Unterteilung in Volumseinheiten zu erzielen.
Die Messgefässe werden so ausgeführt, dass oberhalb der letzten Messmarke ein reichlich bemessener Schaumraum vorhanden ist. In diesem Schaumraum ist der Überlauf 22 angeordnet, der so ausgebildet ist, dass die Überlaufgeschwindigkeit wesentlich kleiner ist als die Geschwindigkeit im Abflussrohr.
Am oberen Deckel 12 ist ein Gaspendelanschluss 20 angeordnet. Die an diesen angeschlossene gasdichte Leitung, die sogenannte Gaspendelleitung, führt in den Lagerbehälter zurück. Dies ist vorgesehen, um beim Füllen der Messgefässe die daraus entweichende Luft abzuführen.
Der Ablaufstutzen 3 des Messgefässes ist in Fortsetzung der unteren Kegelerzeugenden 2a des unteren Bodens angesetzt. Direkt an den Ablaufstutzen angeflanscht ist ein direkt oder ferngesteuert zu betätigendes Absperrorgan. Daran angebaut ist ein Schauglas mit Tropfkontrollkante 21.
Zur Messung der Temperatur in den einzelnen Schichten im Messgefäss sind drei TemperaturfUhler in verschiedenen Höhen um je 1200 versetzt angeordnet.
Die zugehörigen Ableseinstrumente können entweder in einer Tafel eingebaut am Messgefäss oder (oben) an der Schalttafel der Messbank untergebracht werden.
Die Messgefässe erhalten im Inneren einen Spezial-Anstrich, der das Haftenbleiben von Prüfflüssig- keit weitestgehend verhindert. Die Messgefässe samt Einbauten können aus jedem gewünschten der Prüfflüssigkeit entsprechenden Material gefertigt werden.
Sollten die untersten Messmarken infolge zu geringer Höhenlage nicht leicht ablesbar sein, könnte eine optische Messwertübertragung mittels Winkelspiegeleinrichtung (Periskop) Verwendung finden.
Das gleiche gilt auch für zu hohe Lage der Messmarken. Die Beleuchtung erfolgt im Bedarfsfalle explo- sionsgeschützt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gefäss zur Messung von insbesondere grossen Flüssigkeitsmengen, wie sie z. B. bei der Eichung von Durchflussmessern u. dgl. anfallen, wobei der Messraum des Gefässes von einer zylindrischen Wandung umschlossen und nach unten von einem Boden abgeschlossen ist und im Inneren der zylindrischen Wandung mindestens ein Verdrängungskörper verschiebbar und fixierbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängungskörper (4) im Bereich einer von einem Schauglas verschlossenen Öffnung der Wandung (1) angeordnet ist, wobei die Erstreckung der Öffnung in axialer Richtung des Messraumes wesentlich grösser als der der Messtoleranz entsprechende Unterschied der durch das Schauglas sichtbaren Flüssigkeitsstände ist.