Die Erfindung betrifft ein mit mindestens einem Messschenkel versehenes Flüssigkeits-Manometer mit Überströmsicherung. Sie bezweckt die Schaffung einer Überströmsicherung, welche eine gegenüber bekannten Anordnungen verbesserte Sicherheit gegen das Mitreissen von Flüssigkeit in die Messleitungen gewährleistet wenn eine übermässige Druckdifferenz auftritt.
Üblicherweise sind bisher als Überströmsicherung Zyklonabscheider verwendet worden, bei denen die Rohrausmündung tangential in ein Fanggefäss führt. Ferner sind auch andere, wendelartige Formen zur Drallerzeugung untersucht worden, die ein Mitreissen von Flüssigkeit beim Durchblasen des die Messleitung füllenden Mediums verhindern sollen. Dem Vorteil solcher Anordnungen, nämlich dem Fehlen von beweglichen Elementen, stehen aber schwerwiegende Nachteile gegenüber. Im Betrieb mit Wasser als Messflüssigkeit stellt sich insbesondere bei Verwendung von Netzmitteln eine gewaltige Schaumbildung ein. Der Schaum füllt in der Regel den ganzen Fanggefässraum und wird vom durchgehenden, die Messleitung füllenden Medium mitgerissen. Aber auch der Betrieb mit Quecksilber als Messflüssigkeit ist im Zusammenhang mit einem nicht gelösten automatischen Rückfluss nicht befriedigend.
Solange die Ursache der übermässigen Druckdifferenz nicht behoben ist, findet bei Heissgasbetrieb ein ständiger Gasdurchfluss statt, was zu einer Gefährdung der Messschläuche führt.
Andere Systeme bei welchen ein eigentliches Verschlussorgan durch die beim plötzlich eintretenden Durchfluss erzeugte Druckdifferenz betätigt wird, sind zu wenig betriebssicher, weil unwirksam bei einer langsamen Drucksteigerung.
Die Erfindung ermöglicht, die geschilderte Nachteile auszuschalten. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Messbereiches der oder die Schenkel in ein Schwimmergehäuse ausmünden, in welchem ein Schwimmerkörper angeordnet ist, der mit einem einen Ventilsitz aufweisenden Abschlusskörper zusammenarbeitet, welcher einen Durchlass aufweist, der die freie Druckübertragung zur angeschlossenen Messleitung bei nicht angehobenem Schwimmerkörper gestattet, bei über den Messbereich angestiegener Messflüssigkeit jedoch durch den durch Auftrieb in der Messflüssigkeit angehobenen Schwimmkörper verschlossen wird, und dass Schwimmergehäuse und Schwimmerkörper so ausgebildet sind, dass bei abgesenktem Schwimmerkörper ein freier Durchlass zum selbsttätigen Rückfliessen von Messflüssigkeit aus dem Schwimmergehäuse in den betreffenden Schenkel vorhanden ist.
Bei der Erfindung wird das durch den Schwimmerkörper gebildete Verschlussorgan durch den Auftrieb der Messflüssigkeit selbst betätigt. Eine solche Anordnung besitzt den Vorteil, dass nach erfolgtem Verschluss jegliche Zirkulation und damit auch eine Schaumbildung, weiter aber auch die Gefahr einer Überhitzung bei Heissgasbetrieb unterbunden sind.
Vorteilhaft kann oberhalb des Schwimmergehäuses eine Sicherheitskammer zum Auffangen allfälliger durch den Durchlass tretender Leckflüssigkeit vorgesehen sein. Diese Anordnung gewährleistet, einen undichten Verschluss des Durchlasses durch den Schwimmerkörper erkennen und geeignete Massnahmen ergreifen zu können, damit nach Füllen der Sicherheitskammer keine Leckflüsssigkeit in die Messleitung gelangen kann.
Weiter empfiehlt es sich, an den unteren Schenkelbereichen einen dem freien Volumen des Schwimmerkörpers derart entsprechenden Reservebehälter vorzusehen, dass bei gefülltem Schwimmergehäuse keine vollständige Entleerung eines Schenkels eintritt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein als U-Säule mit zwei Messschenkeln ausgebildetes Flüssigkeits-Manometer im Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig.2,
Fig. 2 gibt einen Querschnitt nach der Linie A-A des in Fig.
1 gezeichneten Manometers und
Fig. 3 zeigt ein Flüssigkeits-Manometer mit einem Messschenkel.
Das in der Zeichnung gezeigte Manometer weist ein Gehäuse 11 auf, das als Leichtmetallprofil ausgebildet ist. Im Innern des Gehäuses sind die Glasrohre 12 und 13 angeordnet, welche mit ihrem Unterteil je in einen als Reservebehälter 14 dienenden Stahlbehälter münden. An die Reservebehälter 14, 14a schliesst der Absperrblock 15 an, in dessen Innerem sich eine nichtgezeichnete Verbindung zwischen den beiden Reservebehältern 14, 14a und damit zwischen den beiden durch die Glasrohre 12 und 13 gebildeten Flüssigkeitssäulen befindet.
Im Absperrblock befindet sich das Absperrventil 16, mit dessen Hilfe die Verbindung zwischen den beiden Schenkeln abgesperrt bzw. gedrosselt werden kann. Ferner ist ein Einfüllstutzen 17 und eine Ablassschraube 18 für Messflüssigkeit vorgesehen. Zur Ablesung des Flüssigkeitsstandes dient ein Messband, das mit Hilfe des Schiebers 19 aus dem Messbandgehäuse 20 gezogen wird. Das obere Ende jedes Glasrohres ist in einem Zwischenstück 21 fixiert, dessen Bohrung 22 in ein Schwimmergehäuse 23 ausmündet. Das Schwimmergehäuse wird von einem Stahlmantel 24 gebildet und erstreckt sich bis zum Abschlusskörper 25. Der Abschlusskörper weist einen Ventilsitz 26 auf, der mit dem Ventilkörper 27 zusammen arbeitet, der den Kopfteil des Schwimmerkörpers 28 bildet.
Der Abschlusskörper 25 weist einen Durchlass 29 auf, welcher in die Sicherheitskammer 30 mündet, die ihrerseits durch ein Rohr 31 aus Plexiglas gebildet ist. Die Sicherheitskammer wird nach aussen durch das Anschlussstück 32 abgeschlossen. Es weist einen Durchlass 33 auf, der mit dem Schlauchnippel 34 in Verbindung steht. Am Nippel ist ein flexibler Schlauch 35 bzw.
36 angeschlossen und nach unten in einer rillenartigen Ausnehmung des Gehäuses 11 geführt. Die Leitungen 35 und 36 münden in je einen Schlauchnippel 37 und 38, an welche die zu den Messstellen führenden Messleitungen angeschlossen sind.
Der Schwimmerkörper 28 besitzt an seinem unteren Ende fest eingesetzte Stifte 39. Diese stützen sich bei nicht angehobenem Schwimmerkörper auf das Zwischenstück 21, in welchem sie geführt sind, derart, dass ein freier Durchlass zwischen dem Innenraum des Schwimmergehäuses und der Bohrung 22 vorhanden ist.
Auf der Ableseseite des Manometers befinden sich vor den Rohren 12 und 13 Schutzwände 40, welche bei einem allfälligen Bersten der Glasrohre Verletzungen des Messpersonals verhindern.
Im Normalbetrieb des geschilderten Flüssigkeits-Manometers werden die zwei Messstellen, deren Druckdifferenz ermittelt werden soll, auf bekannte Weise mit den Anschlussnippeln 37 und 38 verbunden. Es stellt sich bei in der gezeichneten Lage des Körpers 28 befindlichen Schwimmerkörpern ein der Druckdifferenz entsprechender Höhenunterschied der Flüssigkeitssäulen in den beiden Glasrohren 12 und 13 ein.
Ergibt sich im Falle einer Störung ein Anstieg dieser Druckdifferenz, erfolgt in einem Glasrohr ein sofortiges Ansteigen der Flüssigkeitssäule, welche durch die Bohrung 22 hindurchtritt und das betreffende Schwimmergehäuse zu füllen beginnt.
Durch Auftrieb wird der Schwimmerkörper angehoben; sein Kopf 27 legt sich dichtend an den Sitzteil 26 des Abschlusskörpers 25 und verhindert ein Überströmen in die Sicherheitskammer 30 bzw. in die Leitung 35. Nach dem erfolgten Verschluss des Durchlasses 29 wird jede Flüssigkeitsströmung und damit Schaumbildung verhindert, desgleichen auch die Gefahr der Überhitzung von Messleitungen bei einem allfälligen Durchblasen von heissen Gasen, deren Druck ermittelt wird.
Verschwindet die als Störung aufgetretene übermässige Druckdifferenz, kann Messflüssigkeit durch das Glasrohr in den betreffenden Reservebehälter 14 zurückströmen; das Flüssigkeitsniveau im betreffenden Schwimmergehäuse senkt sich, und der Schwimmerkörper wird sich nach unten bewegen, bis er mit seinen Stiften 39 auf dem Zwischenstück 21 ruht. In diesem Zustand kann Messflüssigkeit sich weiter ungehindert aus dem Schwimmergehäuse entleeren.
Da der Schwimmer für die maximal auftretende Druckdifferenz dimensioniert werden muss, ist er massiv und starr ausgebildet, muss jedoch bei Wasserfüllung aus einem spezifisch leichteren Material als Wasser gefertigt werden, z. B. aus Polypropylen. Bei Quecksilberfüllung ist ein schwerer Schwimmer, z. B. aus rostfreiem Stahl möglich. Um bei einem plötzlichen Druckanstieg ein zu starkes Aufschlagen des Schwimmerkörpers am Abschlusskörper 25 zu verhindern, wird zweckmässig mit Hilfe des Absperrventils 16 eine Drosselung der Verbindung zwischen beiden Flüssigkeitsschenkeln herbeigeführt.
Das in Fig. 3 gezeigte Flüssigkeits-Manometer weist nur einen Messschenkel 51 auf. Dieser mündet nach oben in das Schwimmergehäuse 52, in welchem schematisch dargestellt der Schwimmerkörper 53 angeordnet ist. Die Spitze des Schwimmerkörpers arbeitet als Ventilkörper mit der als Abschluss dienenden oberen Wand des Schwimmergehäuses 52a zusammen, die einen Durchlass 54 aufweist. An das Schwimmergehäuse ist die Messleitung 55 angeschlossen.
Das Messrohr 51 setzt sich nach unten in den Reservebehälter 56 fort, dessen Inneres über das Rohr 57 mit dem Behälter 58 für Messflüssigkeit verbunden ist. Oberhalb des Behälters 58 befindet sich ebenfalls ein Schwimmergehäuse 59 mit Schwimmerkörper 60 und als Abschlusskörper mit Durchlass 61 dienender Wand 62, an welche die Messleitung 63 angeschlossen ist. Die geschilderte Anordnung funktioniert entsprechend dem in den Figuren 1 und 2 gezeigten Manometer, nur erfolgt die Messung einzig mit Hilfe des Messschenkels 51, der entsprechend allfälligen Querschnittsungenauigkeiten geeicht werden muss. Der Behälter 58 ist so gross gewählt, dass Höhenveränderungen des Flüssigkeitsspiegels 64 vernachlässigt werden können gegenüber Lageveränderungen des Flüssigkeitsspiegels 65 in dem Messrohr 51, dessen Querschnitt um ein Vielfaches kleiner ist als die Oberfläche des Spiegels 64.
The invention relates to a liquid manometer provided with at least one measuring arm with an overflow protection device. Its purpose is to create an overflow protection device which, compared to known arrangements, ensures improved security against liquid being carried away into the measuring lines when an excessive pressure difference occurs.
Usually cyclone separators have been used as overflow protection so far, in which the pipe mouth leads tangentially into a collecting vessel. In addition, other helical shapes for generating swirl have also been investigated, which are intended to prevent liquid from being carried along when the medium filling the measuring line is blown through. The advantage of such arrangements, namely the lack of movable elements, are offset by serious disadvantages. In operation with water as the measuring liquid, especially when using wetting agents, enormous foaming occurs. As a rule, the foam fills the entire collecting vessel space and is carried away by the continuous medium that fills the measuring line. However, operation with mercury as the measuring liquid is also unsatisfactory in connection with an undissolved automatic reflux.
As long as the cause of the excessive pressure difference has not been remedied, there is a constant flow of gas during hot gas operation, which puts the measuring hoses at risk.
Other systems in which an actual closure element is actuated by the pressure difference generated when the flow suddenly occurs are not operationally reliable because they are ineffective when the pressure increases slowly.
The invention makes it possible to eliminate the disadvantages outlined. It is characterized in that above the measuring area the leg or legs open into a float housing, in which a float body is arranged, which works together with a closing body having a valve seat, which has a passage that allows the free pressure transmission to the connected measuring line when the float body is not raised permitted, but if the measuring liquid has risen above the measuring range, it is closed by the floating body raised by the buoyancy in the measuring liquid, and that the float housing and float body are designed in such a way that when the float body is lowered, there is a free passage for the measuring liquid to automatically flow back from the float housing into the relevant leg is.
In the invention, the closure member formed by the float body is actuated by the buoyancy of the measuring liquid itself. Such an arrangement has the advantage that, once the closure has taken place, any circulation and thus also foam formation, but also the risk of overheating during hot gas operation, is prevented.
A safety chamber can advantageously be provided above the float housing to collect any leakage fluid that may emerge through the passage. This arrangement ensures that a leaky closure of the passage by the float body can be recognized and suitable measures can be taken so that no leakage fluid can get into the measuring line after the safety chamber is filled.
It is also advisable to provide a reserve container corresponding to the free volume of the float body in the lower leg areas in such a way that when the float housing is full, no leg is completely emptied.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.
Fig. 1 shows a liquid manometer designed as a U-pillar with two measuring legs in a longitudinal section along the line I-I in Fig. 2,
Fig. 2 gives a cross section along the line A-A of the in Fig.
1 drawn manometer and
Fig. 3 shows a liquid manometer with a measuring arm.
The manometer shown in the drawing has a housing 11 which is designed as a light metal profile. In the interior of the housing, the glass tubes 12 and 13 are arranged, which each open with their lower part into a steel container serving as a reserve container 14. The shut-off block 15 adjoins the reserve containers 14, 14a, inside of which there is a connection, not shown, between the two reserve containers 14, 14a and thus between the two columns of liquid formed by the glass tubes 12 and 13.
The shut-off valve 16 is located in the shut-off block, with the aid of which the connection between the two legs can be shut off or throttled. A filler neck 17 and a drain screw 18 for measuring liquid are also provided. A measuring tape, which is pulled out of the measuring tape housing 20 with the aid of the slide 19, is used to read off the liquid level. The upper end of each glass tube is fixed in an intermediate piece 21, the bore 22 of which opens into a float housing 23. The float housing is formed by a steel jacket 24 and extends as far as the closing body 25. The closing body has a valve seat 26 which works together with the valve body 27 which forms the head part of the float body 28.
The closing body 25 has a passage 29 which opens into the safety chamber 30, which in turn is formed by a tube 31 made of Plexiglas. The safety chamber is closed off from the outside by the connection piece 32. It has a passage 33 which is in communication with the hose nipple 34. A flexible hose 35 resp.
36 connected and guided downward in a groove-like recess of the housing 11. The lines 35 and 36 each open into a hose nipple 37 and 38 to which the measuring lines leading to the measuring points are connected.
The float body 28 has fixedly inserted pins 39 at its lower end. When the float body is not raised, these are supported on the intermediate piece 21 in which they are guided in such a way that there is a free passage between the interior of the float housing and the bore 22.
On the reading side of the manometer there are protective walls 40 in front of the pipes 12 and 13, which prevent injuries to the measuring staff in the event of the glass pipes bursting.
During normal operation of the liquid manometer described, the two measuring points, the pressure difference of which is to be determined, are connected to the connection nipples 37 and 38 in a known manner. With the float bodies in the drawn position of the body 28, a height difference of the liquid columns in the two glass tubes 12 and 13 corresponding to the pressure difference occurs.
If there is an increase in this pressure difference in the event of a malfunction, the liquid column in a glass tube immediately rises, which passes through the bore 22 and begins to fill the relevant float housing.
The float is lifted by buoyancy; its head 27 lies tightly against the seat part 26 of the closing body 25 and prevents overflow into the safety chamber 30 or into the line 35. After the passage 29 has been closed, any liquid flow and thus foam formation is prevented, as is the risk of overheating Measuring lines if hot gases are blown through, the pressure of which is being determined.
If the excessive pressure difference that occurred as a disturbance disappears, the measuring liquid can flow back through the glass tube into the relevant reserve container 14; the liquid level in the relevant float housing drops and the float body will move downwards until it rests with its pins 39 on the intermediate piece 21. In this state, the measuring liquid can continue to empty out of the float housing.
Since the float must be dimensioned for the maximum pressure difference that occurs, it is solid and rigid, but when filled with water, it must be made of a specifically lighter material than water, e.g. B. made of polypropylene. With mercury filling, a heavy swimmer, e.g. B. possible from stainless steel. In order to prevent the float body from hitting the closing body 25 too strongly in the event of a sudden increase in pressure, the connection between the two liquid legs is expediently throttled with the aid of the shut-off valve 16.
The liquid manometer shown in FIG. 3 has only one measuring leg 51. This opens up into the float housing 52, in which the float body 53 is arranged, shown schematically. The tip of the float body cooperates as a valve body with the upper wall of the float housing 52 a serving as a closure, which has a passage 54. The measuring line 55 is connected to the float housing.
The measuring tube 51 continues downward into the reserve container 56, the interior of which is connected via the tube 57 to the container 58 for measuring liquid. Above the container 58 there is also a float housing 59 with a float body 60 and a wall 62 serving as a closing body with a passage 61, to which the measuring line 63 is connected. The described arrangement functions in accordance with the manometer shown in FIGS. 1 and 2, except that the measurement takes place solely with the aid of the measuring arm 51, which must be calibrated in accordance with any cross-sectional inaccuracies. The container 58 is selected to be large enough that changes in height of the liquid level 64 can be neglected compared to changes in the position of the liquid level 65 in the measuring tube 51, the cross section of which is many times smaller than the surface of the level 64.