DE102009024998A1

DE102009024998A1 - Measuring device for detecting filling level of sediment deposited at base of sedimentation tank, has sensor is attached to cylinder to detect position of piston rod in attaching position at solids

Info

Publication number: DE102009024998A1
Application number: DE102009024998A
Authority: DE
Inventors: Pierre Brunner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2010-12-23

Abstract

The device (10) has a measuring body (11) comprising a piston rod (12). A cylinder (13) comprises an inlet (16) attached at a pressure fluid source i.e. compressed gas source, in a region of an end that is turned towards the piston rod to displace a piston (14) of the piston rod against preload in to a retracted position by fluid pressure in the cylinder. The piston rod is guided in the cylinder, and the piston is provided in an inner side of the cylinder. A sensor is attached to the cylinder to detect position of the piston rod in an attaching position at solids (3). Independent claims are also included for the following: (1) a sedimentation tank for liquid containing sediment (2) a method for detecting filling level of solids i.e. sediments, deposited at a base of a sedimentation tank.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffen, insbesondere von am Boden eines Absetzbeckens abgeschiedenem Geschiebe, mit einem höhenverlagerbar geführten und auf die Feststoffe aufsetzbaren Meßkörper, dessen Aufsetzposition auf den Feststoffen mit dem aktuellen Füllniveau an Feststoffen korrespondiert, wobei der Meßkörper mittels Druckfluid, insbesondere mittels Druckgas, in eine Ruheposition überführbar ist, in welcher er nicht auf den Feststoffen aufliegt. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein mit einer solchen Meßvorrichtung ausgestattetes Absetzbecken für sedimentierbare Flüssigkeiten enthaltende Feststoffe sowie auf ein insbesondere mittels einer solchen Meßvorrichtung durchführbares Verfahren zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffen, insbesondere von am Boden eines Absetzbeckens abgeschiedenem Geschiebe.The The invention relates to a measuring device for detecting the Filling levels of solids, especially on the ground of a sedimentation-deposited bedload, with a höhenverlagerbar guided and placed on the solids measuring body, its placement position on the solids with the current fill level corresponds to solids, wherein the measuring body by means of pressurized fluid, in particular by means of pressurized gas, into a rest position can be transferred is where it does not rest on the solids. The invention further relates to a with such a measuring device equipped settling tank for sedimentable liquids containing solids as well as a particular by means of a such measuring device feasible method for detecting the filling level of solids, in particular of sediment deposited on the bottom of a sedimentation basin.

Absetzbecken sind in vielerlei Ausgestaltung bekannt und finden z. B. in Form von Regenwasserrückhaltebecken, Regenwasserüberlaufbecken, Geschiebeschächten etc. in Vorflutern von Abwasserleitungssystemen, kommunalen oder gewerblichen Kläranlagen sowie auch in solchen Kläranlagen selbst verbreiteten Einsatz. Ihr Zweck besteht vornehmlich darin, von dem Wasser mitgeführte, insbesondere mineralische Feststoffe, wie Sand, Kies, Split oder andere körnige bzw. granulatförmige Feststoffe, durch Sedimentation derselben zurückzuhalten, so daß sie nachfolgende Einrichtungen nicht blockieren oder gar beschädigen oder auch einer wirtschaftlichen Verwendung zugeführt werden können.settling tank are known in many embodiments and find z. B. in shape rainwater retention basin, rainwater overflow basin, Landfill shafts etc. in receiving waters of sewer systems, municipal or commercial sewage treatment plants as well as in such sewage treatment plants themselves widespread use. Your purpose consists primarily in being carried by the water, especially mineral solids, such as sand, gravel, split or other granular or granular solids, to retain them by sedimentation, so that they Do not block or even damage subsequent devices or for economic use can.

Um zu verhindern, daß gemeinsam mit den insbesondere mineralischen Feststoffen sedimentierte organische Substanzen, wie Fäkalien, Nahrungsmittel- und Pflanzenreste oder dergleichen, einem Fäulnisvorgang unterworfen werden, so daß sich im Sediment ein anaerober Zustand einstellt, ist es häufig erforderlich, das im Bodenbereich des Absetzbeckens abgeschiedene Sediment zu belüften, was in der Regel durch Einblasen von Luft mittels einer Belüftungsvorrichtung geschieht, aber je nach Zusammensetzung des zu reinigenden Wassers auch durch Einblasen von anderen Gasen, beispielsweise technischem Sauerstoff, erfolgen kann. Die Belüftung kann ferner zur Flotation von Schwebstoffen dienen, welche von den aufsteigenden Gasbläschen nach oben in Richtung der Wasseroberfläche mitgeführt werden und sich dort anreichern, so daß sie dort mechanisch, z. B. mittels Sieben, Rechen, Filtern oder dergleichen, abgetrennt werden können. Die Belüftung soll dabei zweckmäßig unmittelbar an der Oberfläche des am Boden des Absetzbecken befindlichen Sedimentes geschehen, um dieses einerseits hinreichend mit Luft bzw. Sauerstoff zu versorgen, andererseits dieses nicht ständig aufzuwirbeln und ferner möglichst sicherzustellen, daß die Austrittsöffnungen des Hohlkörpers der Belüftungsvorrichtung nicht durch sedimentierte Feststoffe verstopft werden. Die Belüftung kann bedarfsweise kontinuierlich oder in zeitlichen Abständen erfolgen, wobei in der Praxis häufig eine diskontinuierliche Belüftung in regelmäßigen zeitlichen Abständen durchgeführt wird.Around to prevent together with the particular mineral Solids sedimented organic substances, such as fecal matter, Food and plant residues or the like, a rotting process be subjected, so that in the sediment an anaerobic Condition, it is often necessary in the ground area aerating the sediment deposited sediment, which usually by blowing in air by means of a ventilation device happens, but depending on the composition of the water to be purified also by blowing in other gases, for example technical Oxygen, can be done. The ventilation can also for Flotation serve of suspended matter, which from the ascending Gas bubbles up towards the water surface be carried along and accumulate there, so that they there mechanically, z. B. by sieving, rakes, filters or the like, can be separated. The ventilation should be there expediently directly on the surface of the sediment at the bottom of the settling tank, on the one hand to supply this sufficiently with air or oxygen, on the other hand, this does not constantly stir up and as possible ensure that the outlet openings of the Hollow body of the ventilation device not through sedimented solids are clogged. The ventilation may, if necessary, be continuous or at intervals in practice often a discontinuous Ventilation in regular time Intervals is performed.

Bei Absetzbecken der oben genannten Art ist es darüber hinaus in der Regel erwünscht, daß die Möglichkeit besteht, die Füllhöhe der sedimentierten Feststoffe zu erfassen und somit anzeigen, wann eine Räumung des Absetzbeckens erforderlich ist. Letzteres geschieht üblicherweise in periodischen Abständen durch Ausbaggern oder Absaugen, wenn das Füllniveau der sedimentierten Feststoffe ein gewisses Maximum erreicht hat.at It is also settling tank of the above mentioned kind usually desired that possibility consists, the filling height of the sedimented solids to record and thus indicate when an evacuation of the settling tank is required. The latter usually happens in periodic intervals by dredging or suction, if the filling level of the sedimented solids a certain Maximum has reached.

Zur Ermittlung des Füllniveaus sind neben manuellen und somit personalintensiven Verfahren, wie dem Herablassen eines Senklotes auf die abgeschiedenen Feststoffe und Bestimmen der hierfür erforderlichen Fadenlänge des Senklotes, eine Reihe an automatisierten Verfahren bekannt, wobei sich in jüngerer Zeit insbesondere solche Verfahren bewährt haben, welche auf einem auf den Feststoffen aufsetzbaren Meßkörper beruhen, dessen Abstand zu einem festen Bezugspunkt mittels beliebiger Näherungssensoren, z. B. kapazitiv, magnetisch, elektromagnetisch, wie mittels Lichtschranken oder Radar, akustisch, wie mittels Echolot etc., meßbar ist und welcher durch Einblasen von Luft einen Auftrieb erfährt, so daß er zum Zwecke eines Aufsetzens auf die Feststoffe, um eine Messung durchzuführen, heb- und senkbar ist. Die DE 199 33 391 A1 beschreibt eine derartige Meßvorrichtung, wobei der Meßkörper einen schwenkbaren oder einen heb- und senkbaren Rohrkörper umfaßt, welcher mit Druckluft beaufschlagbar ist, um ihm einen hydrostatischen Auftrieb verleihen zu können.To determine the filling level in addition to manual and thus labor-intensive processes, such as lowering a plumb bob on the deposited solids and determining the necessary thread length of the plumb bob, a number of automated methods are known, which have recently been proven in particular such methods, which be based on the solids measuring body whose distance to a fixed reference point by means of any proximity sensors, eg. B. capacitive, magnetic, electromagnetic, such as by means of light barriers or radar, acoustically, as by echosounder, etc., is measurable and which undergoes buoyancy by blowing in air, so that he for the purpose of placing on the solids to perform a measurement, can be raised and lowered. The DE 199 33 391 A1 describes such a measuring device, wherein the measuring body comprises a pivotable or a raisable and lowerable tubular body, which can be acted upon with compressed air in order to give him a hydrostatic buoyancy can.

Aus der DE 10 2004 057 643 B4 ist eine Belüftungseinrichtung für ein Absetzbecken bekannt, welche ein etwa glockenförmiges Belüftungsrohr aufweist, welches aufgrund einer speziellen Anordnung seiner Belüftungsdüsen oberhalb seines offen ausgebildeten, unteren, freien Endes ebenfalls derart mit Luft beaufschlagbar ist, daß es einen hydrostatischen Auftrieb erfährt und somit zugleich als Meßkörper für eine Meßvorrichtung zur Erfassung des Füllniveaus der abgeschiedenen Feststoffe dienen kann.From the DE 10 2004 057 643 B4 a ventilation device for a settling tank is known, which has an approximately bell-shaped ventilation tube, which is also acted upon by a special arrangement of its ventilation nozzles above its open, lower, free end so air that it undergoes hydrostatic buoyancy and thus at the same time as a measuring body for a measuring device for detecting the filling level of the separated solids can serve.

Ein Nachteil einer solchen Ausgestaltung besteht indes einerseits darin, daß es je nach Art und Menge der abgeschiedenen Feststoffe zu Funktionsstörungen des rein auf hydrostatischem Auftrieb beruhenden Anhebens des Meßkörpers der Meßvorrichtung kommen kann, weshalb sich insbesondere im Falle von Absetzbecken, bei welchen eine hohe Belastung an eingetragenen Feststoffen, wie dem sogenannten ”Geschiebe”, der Bedarf an einer robusteren und im Dauerbetrieb zuverlässigeren Meßvorrichtung ergibt. Andererseits versagen derartige Meßvorrichtungen funktionsbedingt grundsätzlich bei relativ niedrigen Flüssigkeitsständen oberhalb der abgeschiedenen Feststoffe, wie sie insbesondere während Trockenperioden vorkommen können, wenn der Wasserzulauf des Absetzbeckens (weitgehend) versiegt.A disadvantage of such an embodiment, however, consists on the one hand in the fact that, depending on the type and amount of separated solids to malfunction of purely based on hydrostatic lift lifting the measuring body of the measuring device, which is why in particular in the case of sedimentation, in which a high load registered solids, such as that referred to as "bed load", the need for a more robust and reliable in continuous operation measuring device results. On the other hand, such measuring devices fail functionally basically at relatively low liquid levels above the separated solids, as they may occur especially during periods of drought, when the water supply of the settling tank (largely) dried up.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffen der eingangs genannten Art sowie ein mit einer solchen Meßvorrichtung ausgestattetes Absetzbecken auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, daß unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile ein störungsfreier Dauerbetrieb auch bei hohem Eintrag an sedimentierbaren Feststoffen sichergestellt ist. Sie ist ferner auf ein mittels einer solchen Meßvorrichtung durchführbares Verfahren zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffen der eingangs genannten Art gerichtet.Of the The invention is therefore based on the object, a measuring device for detecting the filling level of solids of the beginning mentioned type and a with such a measuring device equipped settling tank on simple and inexpensive Way to further develop that while avoiding the aforementioned disadvantages of a trouble-free continuous operation ensured even at high entry of sedimentable solids is. It is further applicable to a feasible by means of such a measuring device Method for detecting the filling level of solids directed the type mentioned.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Meßvorrichtung zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffen der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Meßkörper eine Kolbenstange aufweist, welche in einem Zylinder höhenverlagerbar geführt ist und unter Vorbelastung in ihrer aus dem Zylinder ausgezogenen Position und folglich in Richtung der Aufsetzposition auf den Feststoffen steht, wobei der Zylinder im Bereich seines der Kolbenstange zugewandten Endes einen an eine Druckfluidquelle, insbesondere an eine Druckgasquelle, anschließbaren Einlaß aufweist, um den im Innern des Zylinders befindlichen Kolben der Kolbenstange entgegen deren Vorbelastung mittels Fluiddruck in Richtung deren in den Zylinder eingezogenen Position zu verlagern, wobei dem Zylinder ferner ein Sensor zugeordnet ist, um die Position der Kolbenstange zumindest in der Aufsetzposition auf den Feststoffen zu erfassen.According to the invention this task in a measuring device for detecting the Filling levels of solids of the type mentioned solved in that the measuring body Having a piston rod which guided höhenverlagerbar in a cylinder is and under preload in their withdrawn from the cylinder Position and thus in the direction of the placement position on the solids stands, wherein the cylinder in the region of the piston rod facing One to a source of pressurized fluid, in particular to a pressurized gas source, connectable inlet to the inside the cylinder located piston of the piston rod against the Preload by means of fluid pressure in the direction of the cylinder shift position retracted, the cylinder also a Sensor is assigned to the position of the piston rod at least in the set-up position on the solids.

Zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems sieht die Erfindung bei einem Absetzbecken für sedimentierbare Feststoffe enthaltende Flüssigkeiten der eingangs genannten Art ferner vor, daß es mit einer derartigen Meßvorrichtung ausgestattet ist.to Solution of the problem underlying the invention sees the invention in a settling tank for sedimentable Solids containing liquids of the aforementioned Art further ago that it is with such a measuring device Is provided.

Schließlich schlagt die Erfindung zur Lösung dieses Problems in verfahrenstechnischer Hinsicht ein insbesondere mittels einer solchen Meßvorrichtung durchführbares Verfahren zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffen der ein gangs genannten Art vor, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

(a) Aufsetzen eines Meßkörpers von oben auf die Feststoffe, indem eine in einem Zylinder höhenverlagerbar geführte und in Richtung der Aufsetzposition vorbelastete Kolbenstange aus dem Zylinder ausgezogen wird;
(b) Ermitteln der Aufsetzposition des Meßkörpers mittels eines dem Zylinder zugeordneten Sensors;
(c) Druckfluidbeaufschlagen, insbesondere Druckgasbeaufschlagen, des Kolbens der Kolbenstange über einen im Bereich des der Kolbenstange zugewandten Endes des Zylinders angeordneten Einlaß entgegen deren Vorbelastung und Einziehen der Kolbenstange in den Zylinder infolge der Druckfluidbeaufschlagung.

Finally, the invention proposes to solve this problem in procedural terms, in particular by means of such a measuring device feasible method for detecting the filling level of solids of the initially mentioned type, which is characterized by the following steps:

(A) placing a measuring body from above on the solids by a pulled out in a cylinder vertically displaceable and biased in the direction of the placement position piston rod is pulled out of the cylinder;
(B) determining the placement position of the measuring body by means of a sensor associated with the cylinder;
(C) pressurizing fluid, in particular Druckgasbeaufschlagen, the piston of the piston rod via an arranged in the region of the piston rod end facing the cylinder inlet against the preload and pulling the piston rod into the cylinder as a result of Druckfluidbeaufschlagung.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung stellt bei einem in konstruktiver Hinsicht sehr einfachen und kostengünstigen Aufbau eine äußerst robuste und zuverlässige Lösung dar, wobei die Verlagerung des an der Kolbenstange angeordneten Meßkörpers in seine Aufsetzposition auf den Feststoffen anläßlich der Messung rein aufgrund dessen insbesondere mechanischer Vorbelastung geschehen kann, während das Anheben des Meßkörpers nach der Messung durch Beaufschlagen des Zylinders mit einem innenseitigen Fluiddruck erfolgt, so daß der Kolben der Kolbenstange mit dem Meßkörper entgegen seiner Vorbelastung angehoben wird. Entgegen dem eingangs zitierten Stand der Technik wird folglich zum Anheben des – dort hohlen – Meßkörpers dieser nicht selbst mit Gas beaufschlagt, was zu einem hydrostatischen Auftrieb desselben führen würde und was, wie oben erwähnt, durch Eindingen oder Überschichten des Meßkörpers mit Sediment störungsanfällig sein kann, sondern es wird lediglich der Zylinder mit Druckfluid, vorzugsweise mit Druckgas, beaufschlagt, so daß das Anheben des Meßkörpers unabhängig von dessen hydrostatischem Auftrieb und folglich unabhängig von die Feststoffe gegebenenfalls überlagernder Flüssigkeit geschieht und die hierfür erforderliche Kraft insbesondere durch Erhöhen des Fluiddruckes in dem Zylinder praktisch beliebig erhöht werden kann, sofern hierfür ein Bedarf besteht (z. B. wenn sich Feststoffe auf den Meßkörper geschoben haben und diesen festklemmen). Als Druckfluidquelle kann insbesondere eine Druckgasquelle und in diesem Fall vorzugsweise dieselbe Druckgasquelle einer bei gattungsgemäßen Absetzbecken in der Regel vorhandenen Belüftungseinrichtung verwendet werden (welche z. B. mit Luft, technischem Sauerstoff oder dergleichen betrieben ist), wobei sich die Erfindung, wie weiter unten noch näher erläutert, in besonders einfacher Weise auch zur Nachrüstung bestehender Absetzbecken mit Belüftungseinrichtung anbietet und die erfindungsgemäße Meßvorrichtung dort nach Art einer Reihenschaltung zwischen der Druckgasquelle und der Belüftungseinrichtung angeordnet werden kann. In jedem Fall ist eine in periodischen Abständen durchführbare Erfassung des Füllniveaus der am Boden des Absetzbeckens sedimentierten Feststoffe möglich, wobei zu Beginn der Messung der Meßkörper infolge seiner Vorbelastung auf die Feststoffe abgesenkt werden kann, so daß er sich auf deren aktuellem Füllniveau befindet und die Messung durchgeführt werden kann, wonach er durch Druckfluidbeaufschlagen des Zylinders wieder in einer Ruheposition in den Zylinder eingeschoben werden kann.The embodiment of the invention provides a structurally very simple and inexpensive construction is an extremely robust and reliable solution, wherein the displacement of the arranged on the piston rod measuring body can be done in its Aufsetzposition on the solids on the basis of measurement purely due to its particular mechanical preload while the lifting of the measuring body takes place after the measurement by applying the cylinder with an internal fluid pressure, so that the piston of the piston rod is raised with the measuring body against its preload. Contrary to the cited prior art, therefore, for lifting the - there hollow body - this is not itself subjected to gas, which would lead to a hydrostatic buoyancy of the same and what, as mentioned above, can be prone to failure by Eindingen or overlaying the measuring body with sediment but it is only the cylinder with pressurized fluid, preferably pressurized gas, applied, so that the raising of the measuring body regardless of the hydrostatic lift and thus regardless of the solids optionally superimposed liquid happens and the force required for this particular by increasing the fluid pressure in the cylinder can be increased practically arbitrarily, if there is a need for it (eg if solids have pushed onto the measuring body and clamp it). In particular, a pressurized gas source and in this case preferably the same pressurized gas source of a ventilation device (which is operated, for example, with air, technical oxygen or the like) in the case of generic settling basins can be used as the pressurized fluid source, whereby the invention continues as below explained in more detail, also offers for retrofitting existing settling tank with ventilation device and the measuring device according to the invention can be arranged there in the manner of a series connection between the compressed gas source and the ventilation device in a particularly simple manner. In any case, a periodically feasible detection of the filling level of sedimented at the bottom of the settling tank solids is possible, wherein Beginning of the measurement of the measuring body can be lowered as a result of its bias on the solids, so that it is at their current filling level and the measurement can be carried out, after which it can be pushed by pressurizing fluid of the cylinder again in a rest position in the cylinder.

Der zur Messung verwendete Sensor zur Erfassung der aktuellen Aufsetzposition des Meßkörpers bzw. der hieran befestigten Kolbenstange kann grundsätzlich beliebig sein, wobei z. B. kapazitive, magnetische, elektrische oder elektro magnetische Sensoren, Lichtschranken, Ultraschallsensoren, Echolot etc. in Betracht kommen, um die mit dem Füllniveau der Feststoffe korrespondierende Auszugsposition der Kolbenstange aus dem Zylinder zu erfassen.Of the Sensor used to measure the current placement position the measuring body or the piston rod attached thereto can basically be arbitrary, with z. B. capacitive, magnetic, electric or electro magnetic sensors, light barriers, ultrasonic sensors, echo sounder etc. come into consideration with the filling level of the Solids corresponding pull-out position of the piston rod to capture the cylinder.

In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung kann vorgesehen sein, daß die maximale Auszugsposition der Kolbenstange aus dem Zylinder mittels eines Anschlags begrenzt ist, welcher den Kolben der Kolbenstange stets innerhalb des Zylinders zwischen dessen Einlaß und seinem der Kolbenstange abgewandtem Ende hält. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß beim Beaufschlagen des Zylinders mit Fluiddruck über den Einlaß der Kolben stets an seiner der Kolbenstange zugewandten Seite mit Druck beaufschlagt und somit entgegen seiner Vorbelastung in den Zylinder eingezogen wird.In advantageous embodiment of the invention Measuring device can be provided that the maximum Pull-out position of the piston rod from the cylinder by means of a Limit stop is limited, which always the piston of the piston rod within the cylinder between its inlet and its holding the piston rod away from the end. In this way it is ensured that when applying the cylinder with fluid pressure across the inlet of the pistons always pressurized on its side facing the piston rod and thus retracted against its preload in the cylinder becomes.

Die Vorbelastung der Kolbenstange in Richtung ihrer aus dem Zylinder ausgezogenen Position kann grundsätzlich durch das Gewicht der Kolbenstange, deren Kolben und/oder deren Meßkörper gegeben sein, wobei es alternativ oder zusätzlich auch denkbar ist, daß weitere Mittel zur, vorzugsweise mechanischen, Vorbelastung der Kolbenstange in Richtung ihrer aus dem Zylinder ausgezogenen Position vorgesehen sind. So kann die Kolbenstange beispielsweise federbelastet sein, wobei in vorteilhafter Ausgestaltung vorgesehen sein kann, daß die Kolbenstange mittels einer sich im unbelasteten Zustand über zumindest einen Teil ihres Verlagerungsweges in dem Zylinder erstreckenden, mechanischen Feder elastisch vorbelastet ist. Wie bereits erwähnt, sind auch andere Arten einer Vorbelastung möglich, wobei die Kolbenstange z. B. in Richtung ihrer aus dem Zylinder ausgezogenen Position magnetisch, elektromagnetisch oder ebenfalls mittels Druck fluid, wie insbesondere Druckgas, vorbelastet sein kann. Im Falle von (Elektro)magneten kann die Kolbenstange und/oder deren Kolben beispielsweise zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material gefertigt und mittels Permanent- und/oder Elektromagneten, wie Spulen, in Richtung ihrer Auszugsposition unter Vorbelastung stehen. Im Falle von Druckfluid kann z. B. ein zweiter Einlaß des Zylinders vorgesehen sein, welcher mit der der Kolbenstange abgewandten Seite deren in dem Zylinder geführten Kolbens in Verbindung steht, so daß der Kolben mit der Kolbenstange durch wahlweises Druckfluidbeaufschlagen auf seine eine oder seine andere Seite in den Zylinder eingeschoben bzw. aus diesem ausgezogen werden kann.The Preloading the piston rod in the direction of its out of the cylinder extended position can basically by the weight the piston rod, the piston and / or the measuring body be given, it alternatively or additionally also conceivable is that further means for, preferably mechanical, Preloading the piston rod in the direction of its out of the cylinder extended position are provided. So can the piston rod be spring-loaded, for example, in an advantageous embodiment It can be provided that the piston rod by means of a in the unloaded state over at least a part their displacement path in the cylinder extending, mechanical Spring is resiliently biased. As mentioned earlier, too other types of preloading possible, the piston rod z. B. in the direction of its extended position from the cylinder magnetic, electromagnetically or also by means of pressure fluid, in particular Compressed gas, may be preloaded. In the case of (electric) magnets For example, the piston rod and / or the piston thereof may be at least partially made of a ferromagnetic material and by means of permanent and / or electromagnets, such as coils, in the direction of their pull-out position below Preload. In the case of pressurized fluid may, for. B. a second Inlet of the cylinder may be provided, which with the Piston rod opposite side of which guided in the cylinder Piston is in communication, so that the piston with the piston rod by selectively pressurizing his or her own fluid other side inserted into the cylinder or pulled out of this can be.

Der Sensor kann vorzugsweise – wenn auch nicht notwendigerweise – innenseitig des Zylinders, insbesondere im Bereich des der Kolbenstange abgewandten Endes des Zylinders, angeordnet sein, so daß er gegen äußere Einwirkungen geschützt in dem Zylinder aufgenommen ist.Of the Sensor may preferably - though not necessarily - inside of the cylinder, in particular in the region of the piston rod facing away End of the cylinder, be arranged so that it against external Protected action is included in the cylinder.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung kann vorgesehen sein, daß der Zylinder im Bereich seines der Kolbenstange abgewandten Endes einen Auslaß für das Druckfluid, insbesondere für das Druckgas, aufweist. Der Auslaß kann in diesem Fall insbesondere an einer solchen Position an dem Zylinder angeordnet sein, daß sich der Kolben der Kolbenstange in deren gänzlich in den Zylinder eingezogenen Position zwischen dem Auslaß und einem Anschlag des Kolbens und/oder der Kolbenstange im Innern des Zylinders befindet, so daß das Druckfluid in der gänzlich in den Zylinder eingezogenen Position den Zylinder von dem Einlaß über den Auslaß zu durchströmen vermag. Eine solche Ausführungsform macht es möglich, daß der Auslaß an eine Begasungseinrichtung anschließbar ist, welche zur Begasung der Feststoffe mit dem Druckgas der an den Einlaß angeschlossenen Druckgasquelle dient. Die Meßvorrichtung kann somit auf sehr einfache Weise – insbesondere auch nachträglich – in Absetzbecken montiert werden, welche bereits über eine Begasungseinrichtung verfügen, wobei sie lediglich in die Gaszufuhrleitung der Begasungseinrichtung eingebaut werden muß.According to one advantageous development of the invention Measuring device can be provided that the cylinder in the region of its end remote from the piston rod an outlet for the pressurized fluid, in particular for the compressed gas having. Of the In this case, the outlet can in particular be attached to such Position be arranged on the cylinder that the Piston of the piston rod in wholly in the cylinder retracted position between the outlet and a stop the piston and / or the piston rod is located inside the cylinder, so that the pressurized fluid in the wholly in the cylinder retracted position of the cylinder from the inlet via to be able to flow through the outlet. Such Embodiment makes it possible that the Outlet connected to a gassing device is, which for the gassing of the solids with the pressurized gas of the inlet connected compressed gas source is used. The measuring device can thus in a very simple way - especially subsequently - in Absetzbecken be mounted, which already has a Fumigation device, where they only in the Gas supply line of the gassing must be installed.

Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Absetzbeckens, welches im übrigen z. B. in Form eines Geschiebeschachtes mit einem mit Abstand von dem Boden des Beckens angeordneten Zulauf und einem mit Abstand von dem Boden des Beckens angeordneten Ablauf ausgebildet sein kann, kann in einem solchen Falle folglich ferner eine an die Meßvorrichtung angeschlossene Begasungseinrichtung zur Begasung der Feststoffe mit dem Druckgas der Meßvorrichtung aufweisen.A Embodiment of an inventive Absetzbeckens which z. B. in the form of a Geschiebeschachtes with an inlet spaced from the bottom of the basin and a drain arranged at a distance from the bottom of the basin may be formed in such a case, therefore, further a gassing device connected to the measuring device for gassing the solids with the compressed gas of the measuring device exhibit.

Was das erfindungsgemäße Verfahren betrifft, so kann in einem solchen Falle vorgesehen sein, daß die Kolbenstange anläßlich des obigen Schrittes (c) bis zu einem Anschlag in den Zylinder eingezogen wird, so daß der Kolben einen im Bereich des der Kolbenstange abgewandten Endes des Zylinders angeordneten Auslaß passiert hat, wobei das Druckfluid, insbesondere das Druckgas, über den Auslaß aus dem Zylinder ausgeleitet wird, wobei das Druckgas insbesondere über den Auslaß des Zylinders an eine Begasungseinrichtung zur Begasung der Feststoffe mit dem Druckgas der Meßvorrichtung weitergeleitet wird. Auf diese Weise ist eine sehr einfache Messung des Füllniveaus der abgeschiedenen Feststoffe in periodischen Zeitabständen möglich, indem die Gaszufuhr aus der Druckgasquelle der Meßvorrichtung und folglich auch der Begasungseinrichtung, z. B. mittels eines Ventils, abgeschaltet wird, so daß einerseits der an der Kolbenstange angeordnete Meßkörper infolge seiner Vorbelastung in seine Aufsetzposition auf den sedimentierten Feststoffen verlagert wird und die Begasungseinrichtung andererseits stillsteht, so daß während der Messung keine Feststoffpartikel mehr aufgewirbelt werden können. Hat der Meßkörper seine Aufsetzposition erreicht, ermittelt der Sensor die aktuelle Auszugsposition der Kolbenstange aus dem Zylinder, welche für das jeweils aktuelle Füllniveau indikativ ist. Sodann wird die Gaszufuhr, z. B. durch Öffnen des Ventils, wieder aktiviert, so daß die Kolbenstange in den Zylinder eingeschoben wird und die Begasungseinrichtung wieder mit Druckgas versorgt wird, sobald die Kolbestange ihre gänzlich in den Zylinder eingezogene Ruheposition erreicht hat, in welcher der Kolben der Kolbenstange den Auslaß passiert hat und somit den Strömungsweg des Druckgases zwischen dem Ein- und dem Auslaß des Zylinders nicht mehr blockiert.With regard to the method according to the invention, it may be provided in such a case that the piston rod is retracted into the cylinder up to a stop on the occasion of the above step (c), so that the piston arranges an end of the cylinder facing away from the piston rod Has passed outlet, wherein the pressurized fluid, in particular the pressurized gas, is discharged through the outlet of the cylinder, wherein the Compressed gas is forwarded in particular via the outlet of the cylinder to a gassing device for gassing the solids with the compressed gas of the measuring device. In this way, a very simple measurement of the filling level of the separated solids at periodic intervals is possible by the gas supply from the compressed gas source of the measuring device and consequently also the gassing, z. Example, by means of a valve, is turned off, so that on the one hand the arranged on the piston rod measuring body is displaced due to its preload in its placement position on the sedimented solids and the gassing on the other resting, so that no solid particles can be whirled up during the measurement. If the measuring body has reached its touch-down position, the sensor determines the current extension position of the piston rod from the cylinder, which is indicative of the current filling level. Then the gas supply, z. B. by opening the valve, activated again, so that the piston rod is inserted into the cylinder and the gassing is supplied with compressed gas again, as soon as the Kolbestange has reached its fully retracted into the cylinder rest position in which the piston of the piston rod passes the outlet has and thus no longer blocks the flow path of the compressed gas between the inlet and the outlet of the cylinder.

Sofern als Druckfluid ein Druckgas zum Einsatz kommt, so kann dieses vorzugsweise Sauerstoff enthalten und insbesondere aus der Gruppe Luft und Sauerstoff gewählt sein, um für die weiter oben erläuterte Funktion der Verhinderung eines anaeroben Zustandes der abgeschiedenen Feststoffe zu sorgen.Provided as pressure fluid is a compressed gas used, this may preferably Contain oxygen and in particular from the group air and oxygen be chosen to for the above explained Function of preventing an anaerobic state of the deposited To provide solids.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of embodiments with reference on the drawings. Showing:

1 eine in einem geschnitten dargestellten Absetzbecken angeordnete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Erfassung des Füllniveaus von in dem Absetzbecken sedimentierten Feststoffen in Seitenansicht; 1 an arranged in a sedimentation tank illustrated embodiment of a measuring device according to the invention for detecting the filling level sedimented in the settling tank solids in side view;

2 eine Seitenansicht der Meßvorrichtung gemäß 1 in Richtung des dortigen Pfeils II betrachtet; 2 a side view of the measuring device according to 1 considered in the direction of the arrow II there;

3 eine in einem geschnitten dargestellten Absetzbecken angeordnete weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zur Erfassung des Füllniveaus von in dem Absetzbecken sedimentierten Feststoffen in Seitenansicht; und 3 a further embodiment of a measuring device according to the invention for detecting the filling level of sedimented solids in the sedimentation tank, arranged in a sectioned basin, in side view; and

4 eine Seitenansicht der Meßvorrichtung gemäß 3, deren Auslaß an eine Belüftungseinrichtung des Absetzbeckens angeschlossen ist. 4 a side view of the measuring device according to 3 whose outlet is connected to a ventilation device of the settling tank.

In 1 und 2 ist ein Absetzbecken 1 in Form eines Geschiebe- bzw. Geschieberückhalteschachtes wiedergegeben, welches beispielsweise einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweist, aber selbstverständlich auch mit einem beliebigen andersartigen, z. B. runden, ellipsenförmigen, drei- oder mehreckigen Querschnitt versehen sein kann. Oberhalb des Bodens 2 des Absetzbeckens mündet in diesen ein nicht zeichnerisch dargestellter Zulauf sowie ein ebenfalls nicht zeichnerisch dargestellter Ablauf, wobei der Zulauf zweckmäßig an der entgegengesetzten Seite des Ablaufs angeordnet ist, so daß beim Durchströmen des Absetzbeckens 1 mit Wasser von dem Wasser mitgeführte Feststoffe, wie insbesondere weitgehend Partikel- oder granulatförmige Feststoffe (Sand, Kies bzw. Steine, organische Partikel einschließlich Pflanzenreste, Schmutzstoffe, Papier etc.), dem sogenannten ”Geschiebe”, sedimentieren und sich am Boden 2 des Absetzbeckens 1 anreichern können. Der Zulauf und der Ablauf kön nen entweder innerhalb einer gleichfalls nicht gezeigten Wasser- bzw. Abwasserleitung oder eine bezüglich einer solchen im Nebenstrom geschalteten Bypaßleitung angeordnet sein. Die bei solchen Absetzbecken 1 in der Regel vornehmlich mineralischen Feststoffpartikel sind mit dem Bezugszeichen 3 versehen. Ein minimaler bzw. ein maximaler, zum Betrieb des Absetzbeckens 1 geeigneter Wasserstand ist mit dem Bezugszeichen 4 bzw. 5 angedeutet.In 1 and 2 is a settling tank 1 reproduced in the form of a Geschiebe- or Geschiebückhalteschachtes, which for example has an approximately rectangular cross-section, but of course also with any other, z. B. round, elliptical, triangular or polygonal cross-section can be provided. Above the ground 2 the settling tank discharges into this a non-graphically illustrated inlet as well as a likewise not graphically illustrated sequence, wherein the inlet is expediently arranged on the opposite side of the drain, so that when flowing through the settling tank 1 With water from the water entrained solids, such as in particular largely particulate or granular solids (sand, gravel or stones, organic particles including plant residues, contaminants, paper, etc.), the so-called "bed load", sediment and settle on the ground 2 of the settling tank 1 can enrich. The inlet and the drain can be arranged either inside a water pipe or sewer pipe, likewise not shown, or a bypass pipe connected with respect to one such pipe. The at such sedimentation tanks 1 usually predominantly mineral solid particles are denoted by the reference numeral 3 Mistake. A minimum or a maximum, to operate the settling tank 1 suitable water level is denoted by the reference numeral 4 respectively. 5 indicated.

Das Absetzbecken 1 ist mit einer Meßvorrichtung 10 zur Erfassung des Füllniveaus H der am Boden 2 des Absetzbeckens 1 abgeschiedenen Feststoffe 3 ausgestattet, welche einen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa kegelförmigen Meßkörper 11 aufweist, welcher auf die Feststoffe 3 aufsetzbar ist und dessen Aufsetzposition auf den Feststoffen 3 folglich mit dem aktuellen Füllniveau H derselben korrespondiert. Der Meßkörper 11 ist am freien Ende einer Kolbenstange 12 befestigt, deren an ihrem entgegengesetzten Ende befestigter Kolben 14 in einem Zylinder 13 höhenverlagerbar geführt ist, wobei der Zylinder 13 wiederum an einer Seitenwand des Absetzbeckens 1 – vorzugsweise lösbar – befestigt ist. In der in 1 und 2 dargestellten Position befindet sich die Kolbenstange 12 mit dem Meßkörper 11 in ihrer gänzlich aus dem Zylinder 13 ausgezogenen Position, wobei die gänzlich in den Zylinder 13 eingeschobene Ruheposition strichliniert angedeutet ist. Es ergibt sich folglich ein zwischen den beiden Positionen befindlicher, maximaler Hubweg der Kolbenstange 12 in dem Zylinder 13. Darüber hinaus ist der Zylinder 13 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einem solchen Niveau an der Wandung des Absetzbeckens 1 befestigt, daß der Meßkörper 11 erst ab einem gewissen Füllniveau auf den abgeschiedenen Feststoffen 3 aufzusetzen vermag (d. h. der Meßkörper 11 befindet sich im Falle nur geringer Mengen an abgeschiedenen Feststoffen 3 auch bei gänzlich aus dem Zylinder 13 ausgezogener Kolbenstange 12 noch oberhalb eines geringen Füllniveaus H), um zu vernachlässigende Mengen an abgeschiedenen Feststoffen 3, welche den Betrieb des Absetzbeckens 1 (noch) in keinster Weise beeinträchtigen, gar nicht zu erfassen. Selbstverständlich kann der Zylinder 13, sofern gewünscht, statt dessen auch auf einem solchen Niveau an der Wandung des Absetzbeckens 1 festgelegt sein, daß sein Abstand vom Boden etwa einem Hubweg der Kolbenstange 12 entspricht, so daß bereits sehr geringe Mengen an sedimentierten Feststoffen erfaßt werden können.The settling tank 1 is with a measuring device 10 for detecting the filling level H of the ground 2 of the settling tank 1 separated solids 3 equipped, which in the present embodiment, an approximately conical measuring body 11 which points to the solids 3 can be placed and its Aufsetzposition on the solids 3 consequently corresponding to the current filling level H of the same. The measuring body 11 is at the free end of a piston rod 12 fastened, whose attached at its opposite end piston 14 in a cylinder 13 höhenverlagerbar is guided, wherein the cylinder 13 again on a side wall of the settling tank 1 - Preferably releasably - is attached. In the in 1 and 2 shown position is the piston rod 12 with the measuring body 11 in her completely out of the cylinder 13 solid position, which is completely in the cylinder 13 inserted resting position is indicated by dashed lines. Consequently, there is a maximum stroke of the piston rod located between the two positions 12 in the cylinder 13 , In addition, the cylinder 13 in the present embodiment at such a level on the wall of the settling tank 1 attached that the measuring body 11 only from a certain filling level on the separated solids 3 can put on (ie the measuring body 11 is in the case of only small amounts of separated solids 3 also completely out of the cylinder 13 pulled-out piston rod 12 still above a low fill level H) to negligible levels of precipitated solids 3 which the operation of the settling tank 1 (yet) in no way impair, not at all. Of course, the cylinder 13 if desired, instead also at such a level on the wall of the settling tank 1 be determined that its distance from the ground about a stroke of the piston rod 12 corresponds so that even very small amounts of sedimented solids can be detected.

Wie weiterhin aus 1 und 2 ersichtlich, ist die Kolbenstange 12 mit dem Meßkörper 11 mechanisch in Richtung ihrer aus dem Zylinder 13 ausgezogenen Position und folglich in Richtung der Aufsetzposition auf den abgeschiedenen Feststoffen 3 vorbelastet, was beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einerseits durch das Gewicht der Kolbenstange 12 einschließlich deren Kolbens 14 und dem Meßkörper 11, andererseits durch eine innenseitig des Zylinders 13 an dessen der Kolbenstange abgewandten, in 1 und 2 oberen Ende angeordneten Feder 15, wie in Form einer Schraubenfeder, geschehen kann, welche an den Kolben 14 anstößt und die Kolbenstange 12 auf diese Weise zumindest über einen Teil des Hubwegs zusätzlich elastisch vorbelastet.How to continue 1 and 2 seen, is the piston rod 12 with the measuring body 11 mechanically in the direction of their out of the cylinder 13 extended position and thus in the direction of the Aufsetzposition on the deposited solids 3 biased, which in the present embodiment on the one hand by the weight of the piston rod 12 including its piston 14 and the measuring body 11 on the other hand by an inside of the cylinder 13 facing away from the piston rod, in 1 and 2 upper end arranged spring 15 , as in the form of a coil spring, which can happen to the piston 14 abuts and the piston rod 12 additionally biased elastically in this way at least over part of the stroke.

Wie des weiteren den 1 und 2 zu entnehmen ist, ist die Kolbenstange 12 mit dem Meßkörper 11 mittels eines Druckfluides, insbesondere eines Druckgases, wie beispielsweise Luft oder insbesondere technischem Sauerstoff, von der in 1 und 2 gezeigten, aus dem Zylinder 13 ausgezogenen Position in ihre strichliniert dargestellte, in den Zylin der 13 eingeschobene Ruheposition überführbar. Hierzu weist der Zylinder 13 im Bereich seines der Kolbenstange 12 zugewandten, in 1 und 2 unteren Endes einen Einlaßstutzen 16 auf, welcher über eine Druckgasleitung P (siehe 2) an eine nicht zeichnerisch wiedergegebene Druckgasquelle angeschlossen ist, um den im Innern des Zylinders 13 geführten Kolben 14 der Kolbenstange 12 entgegen deren Vorbelastung mittels Gasdruck in 1 und 2 nach oben zu verlagern. Die wahlweise Druckbeaufschlagung bzw. -entlastung des Zylinders 13 kann beispielsweise mittels eines in der Druckgasleitung P oder in dem Einlaßstutzen 16 selbst angeordneten und mit dem Bezugszeichen 18 schematisch angedeuteten Steuerventils erfolgen. Das Steuerventil 18 kann beispielsweise nach Art eines einfachen Sperr- oder eines Dreiwegeventils ausgestaltet sein, welches sich in 2 in der Öffnungsstellung befindet, um den Zylinder 13 mit Druckgas zu beaufschlagen und den Kolben 14 mit der Kolbenstange 12 nach oben in die in den Zylinder 13 eingezogene Position zu überführen. Durch Drehen des Dreiwegeventils 18 in Richtung des Pfeils 18 kann der Zylinder 13 von der Druckgasquelle getrennt und das Innere des Zylinders 13 zugleich mit der Umgebung verbunden werden, so daß eine spontane Druckentlastung des Zylinders 13 stattfinden kann und die Kolbenstange 12 infolge ihrer mechanischen Vorbelastung aus dem Zylinder 13 ausgezogen wird.Like the other 1 and 2 it can be seen, is the piston rod 12 with the measuring body 11 by means of a pressure fluid, in particular a compressed gas, such as air or in particular technical oxygen, from the in 1 and 2 shown, out of the cylinder 13 extended position in their dashed lines, in the Zylin the 13 inserted resting position translatable. For this purpose, the cylinder 13 in the area of its the piston rod 12 facing, in 1 and 2 lower end of an inlet pipe 16 on, which via a compressed gas line P (see 2 ) is connected to a not graphically reproduced compressed gas source to the inside of the cylinder 13 guided piston 14 the piston rod 12 contrary to their preload by means of gas pressure in 1 and 2 to shift upwards. The optional pressurization or relief of the cylinder 13 For example, by means of a in the compressed gas line P or in the inlet port 16 even arranged and with the reference numeral 18 schematically indicated control valve. The control valve 18 can be configured for example in the manner of a simple locking or a three-way valve, which is located in 2 in the open position, to the cylinder 13 pressurize with compressed gas and the piston 14 with the piston rod 12 up into the cylinder 13 to transfer the retracted position. By turning the three-way valve 18 in the direction of the arrow 18 can the cylinder 13 separated from the compressed gas source and the interior of the cylinder 13 be connected at the same time with the environment, so that a spontaneous pressure relief of the cylinder 13 can take place and the piston rod 12 due to their mechanical preloading from the cylinder 13 is pulled out.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann überdies vorgesehen sein, daß der Zylinder 13 einen zweiten Einlaßstutzen 16a aufweist, welcher im Bereich des in 1 und 2 oberen Endes des Zylinders 13 angeordnet ist und folglich mit der der Kolbenstange 12 abgewandten Seite deren in dem Zylinder 13 geführten Kolbens 14 in Verbindung steht. Der zweite Einlaßstutzen 16a kann hierbei z. B. derart an das Dreiwege ventil 18 angeschlossen sein, daß die von der Druckgasquelle (nicht gezeigt) abgehende Druckgasleitung P durch Drehen des Dreiwegeventils 18 entweder mit dem (unteren) Einlaßstutzen 16 oder mit dem (oberen) zweiten Einlaßstutzen 16a in Verbindung steht, so daß der Kolben 14 mit der Kolbenstange 12 durch wahlweises Druckgasbeaufschlagen auf seine eine (in 1 und 2 untere) oder seine andere (in 1 und 2 obere) Seite aus dem Zylinder 13 ausgezogen bzw. in diesem eingeschoben werden kann. Derart läßt sich auf einfache Weise eine alternative oder zusätzliche – fluidische – Vorbelastung der Kolbenstange 12 in Richtung ihrer aus dem Zylinder 13 ausgezogenen Position und folglich in Richtung der Aufsetzposition des Meßkörpers 11 auf den abgeschiedenen Feststoffen 3 bereitstellen.According to an embodiment variant may also be provided that the cylinder 13 a second inlet port 16a which is in the range of in 1 and 2 upper end of the cylinder 13 is arranged and consequently with the piston rod 12 opposite side of which in the cylinder 13 guided piston 14 communicates. The second inlet pipe 16a can hereby z. B. so to the three-way valve 18 be connected, that of the pressurized gas source (not shown) outgoing compressed gas line P by turning the three-way valve 18 either with the (lower) inlet port 16 or with the (upper) second inlet port 16a communicates so that the piston 14 with the piston rod 12 by selectively pressurizing to its one (in 1 and 2 lower) or its other (in 1 and 2 upper) side out of the cylinder 13 pulled out or can be inserted in this. In this way, an alternative or additional fluidic preload of the piston rod can be easily achieved 12 in the direction of her out of the cylinder 13 extended position and consequently in the direction of the placement position of the measuring body 11 on the separated solids 3 provide.

Bei der Druckgasquelle kann es sich im übrigen um dieselbe Druckgasquelle einer gegebenenfalls in dem Absetzbecken 1 ohnehin vorhandenen Belüftungseinrichtung (in 1 und 2 nicht gezeigt) zur Belüftung des abgeschiedenen Sedimentes 3 handeln.Incidentally, the compressed gas source may be the same source of compressed gas as may be present in the sedimentation tank 1 anyway existing ventilation device (in 1 and 2 not shown) for aeration of the deposited sediment 3 act.

Um sicherzustellen, daß das übenden Einlaßstutzen 16 in den Zylinder 13 einströmende Druckgas stets auf die der Kolbenstange 12 zugewandte, in 1 und 2 untere Seite des Kolbens 14 wirkt, ist die maximale Auszugsposition der Kolbenstange 12 aus dem Zylinder 13 zweckmäßig mittels eines sich z. B. etwa ringförmig um den Innenumfang des Zylinders erstreckenden Anschlags 17 begrenzt, welcher den Kolben 14 der Kolbenstange 12 stets innerhalb des Zylinders 13 zwischen dessen Einlaßstutzen 16 (d. h. in 1 und 2 oberhalb des Einlaßstutzens 16) und seinem der Kolbenstange 12 abgewandtem Ende hält.To ensure that the practicing inlet pipe 16 in the cylinder 13 inflowing compressed gas always on the piston rod 12 facing, in 1 and 2 lower side of the piston 14 acts, is the maximum pull-out position of the piston rod 12 out of the cylinder 13 expediently by means of a z. B. approximately annularly around the inner circumference of the cylinder extending stop 17 limited, which the piston 14 the piston rod 12 always within the cylinder 13 between the inlet pipe 16 (ie in 1 and 2 above the inlet nozzle 16 ) and its the piston rod 12 holding away from the end.

Die Meßvorrichtung 10 umfaßt ferner einen nicht näher zeichnerisch wiedergegebenen Sensor, welcher beispielsweise im Innern des Zylinders 13 oder eines hieran befestigten Gehäuses 19, z. B. im Bereich des der Kolbenstange 12 abgewandten (in 1 und 2 oberen) Endes des Zylinders 13, aufgenommen sein kann. Der Sensor dient zur Erfassung der Position der Kolbenstange 12 in der jeweiligen Aufsetzposition des Meßkörpers 11 auf den am Boden 2 des Absetzbeckens 1 abgeschiedenen Feststoffen 3, welche für das jeweilige Füllniveau an Feststoffen 3 indikativ ist. Wie bereits erwähnt, kann es sich bei dem Sensor um einen beliebigen bekannten Sensor handeln, welcher zur Erfassung einer insbesondere beliebigen Relativposition innerhalb des Hubweges der höhenverlagerbaren Kolbenstange 12 in Bezug auf den stationären Zylinder 13 in der Lage ist, wobei z. B. kapazitive, magnetische, elektrische oder elektromagnetische Sensoren, Lichtschranken, Ultraschallsensoren, Echolot etc. zum Einsatz kommen können. Der Sensor ist beispielsweise über eine Leitung 20 an eine elektronische Datenverarbeitungseinheit, wie einen Computer, angeschlossen, welcher die Füllstandsdaten anzeigt und gegebenenfalls zumindest dahingehend auswertet, wann eine Räumung des Absetzbeckens 1 erforderlich ist.The measuring device 10 further comprises a non-detail reproduced sensor, which, for example, in the interior of the cylinder 13 or a housing attached thereto 19 , z. B. in the region of the piston rod 12 remote (in 1 and 2 upper end of the cylinder 13 , can be recorded. The sensor is used to detect the position of the piston rod 12 in the respective placement position of the measuring body 11 on the ground 2 of the settling tank 1 separated solids 3 , which for the respective filling level of solids 3 is indicative. As already mentioned, the sensor can be any known sensor which is used to detect a particular arbitrary relative position within the stroke of the height-displaceable piston rod 12 with respect to the stationary cylinder 13 is able, with z. B. capacitive, magnetic, electrical or electromagnetic sensors, photoelectric sensors, ultrasonic sensors, echo sounder, etc. can be used. The sensor is for example via a line 20 connected to an electronic data processing unit, such as a computer, which displays the level data and optionally evaluates at least as to when a clearing of the settling tank 1 is required.

Nachstehend ist die Betriebsweise der Meßvorrichtung 10 gemäß 1 und 2 näher erläutert:
Im Ruhezustand befindet sich die Kolbenstange 12 mit dem Meßkörper 11 in der in 1 und 2 strichliniert dargestellten, oberen, in den Zylinder 13 eingezogenen Position. Das Ventil 18 befindet sich in der in 2 gezeigten Stellung, in welcher es die Druckgasquelle mit dem Einlaßstutzen 16 des Zylinders 13 verbindet. Soll nun eine Mes sung des Füllniveaus der am Boden 2 des Absetzbeckens 1 abgeschiedenen Feststoffe 3 durchgeführt werden, so wird das Ventil 18 in Richtung des Pfeils 18a (2) gedreht, so daß der Zylinder 13 druckentlastet wird und die Kolbenstange 12 infolge ihrer mechanischen Vorbelastung aus dem Zylinder 13 ausgezogen wird und der Meßkörper 11 auf den abgeschiedenen Feststoffen 3 aufsetzt, sofern diese eine hinreichende Füllhöhe innerhalb des Hubweges der Kolbenstange 12 in dem Zylinder 13 erreicht haben. Sodann ermittelt der Sensor die aktuelle Aufsetzposition des Meßkörpers 11 auf den Feststoffen 3 anhand der Relativposition der Kolbenstange 12 in dem Zylinder 13. Schließlich wird das Ventil 18 wieder entgegen des Pfeils 18a in seine in 2 wiedergegebene Position gedreht, so daß der Kolben 14 der Kolbenstange 12 von unten entgegen deren Vorbelastung mit Gasdruck beaufschlagt und die Kolbenstange 12 infolge der Druckgasbeaufschlagung in den Zylinder 13 eingezogen wird.Below is the operation of the measuring device 10 according to 1 and 2 explained in more detail:
At rest, the piston rod is located 12 with the measuring body 11 in the in 1 and 2 dashed line, upper, into the cylinder 13 retracted position. The valve 18 is located in the 2 shown position in which there is the compressed gas source with the inlet port 16 of the cylinder 13 combines. Now, a measurement of the level of filling level on the ground 2 of the settling tank 1 separated solids 3 be performed, then the valve 18 in the direction of the arrow 18a ( 2 ) so that the cylinder 13 relieved of pressure and the piston rod 12 due to their mechanical preloading from the cylinder 13 is pulled out and the measuring body 11 on the separated solids 3 puts on, if this is a sufficient filling level within the stroke of the piston rod 12 in the cylinder 13 achieved. Then the sensor determines the current placement position of the measuring body 11 on the solids 3 based on the relative position of the piston rod 12 in the cylinder 13 , Finally, the valve 18 again against the arrow 18a in his in 2 turned position reproduced, so that the piston 14 the piston rod 12 from below against their preload with gas pressure applied and the piston rod 12 due to the pressurized gas in the cylinder 13 is withdrawn.

Bei der weiter oben erwähnten Ausführungsvariante der Meßvorrichtung 10 mit dem zweiten Einlaßstutzen 16a des Zylinders 13 gilt weitgehend dasselbe, wobei hier zum Ausschieben der Kolbenstange 12 aus dem Zylinder 13, um den Meßkörper 11 auf den abgeschiedenen Feststoffen 3 aufzusetzen, zusätzlich eine fluidische Belastung der Kolbenstange in die Auszugsposition gegeben ist, d. h. das Ausziehen der Kolbenstange 12 aus dem Zylinder 13 geschieht nicht rein durch mechanische Vorbelastung (wie infolge Eigengewicht und gegebenenfalls Federkraft), sondern zusätzlich durch aktive Druckbeaufschlagung der in 1 und 2 oberen Seite des in dem Zylinder 13 geführten Kolbens 14 der Kolbenstange 12.In the embodiment of the measuring device mentioned above 10 with the second inlet port 16a of the cylinder 13 applies largely the same, in which case to push out the piston rod 12 out of the cylinder 13 to the measuring body 11 on the separated solids 3 set up, in addition a fluidic load of the piston rod is given in the pull-out position, ie the extraction of the piston rod 12 out of the cylinder 13 happens not purely by mechanical preload (as due to its own weight and possibly spring force), but in addition by active pressurization of in 1 and 2 upper side of the cylinder 13 guided piston 14 the piston rod 12 ,

Bei dem in 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind identische bzw. wirkungsgleiche Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen, wobei in diesem Zusammenhang auf die obige Beschreibung der 1 und 2 verwiesen sei. Das in 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung 10 unterscheidet sich von dem gemäß 1 und 2 vornehmlich dadurch, daß der Zylinder 13 zusätzlich zu seinem, dem 1 und 2 z. B. entsprechenden Einlaßstutzen 16 einen Auslaßstutzen 21 aufweist, welcher weitestgehend entsprechend dem zweiten Einlaß 16a der Ausführungsvariante der Meßvorrichtung 10 gemäß 1 und 2 ausgestaltet sein kann und folglich im Bereich des der Kolbenstange 12 abgewandten (in 3 und 4 oberen) Endes des Zylinders 13 angeordnet ist. Der Auslaßstutzen 22 ist hierbei an einer solchen Position an dem Zylinder 13 angeordnet, daß der Kolben 14 der Kolbenstange 12 in deren in 3 und 4 strichliniert dargestellten, in einer nicht vollständig in den Zylinder 13 eingezogenen Position noch etwa weiter nach oben über den Auslaß 22 hinaus verlagerbar ist, so daß er sich in einer Ruheposition zwischen dem Auslaßstutzen 22 und einem (in 3 und 4 oberen) Anschlag des Kolbens 14 der Kolbenstange 12 im Innern des Zylinders 13 befindet (nicht gezeigt) und folglich eine fluidische Verbindung des Einlaßstutzens 16 mit dem Auslaßstutzen 22 durch den Zylinder 13 hindurch ermöglicht. Der Auslaßstutzen 22 ist mittels einer Druckgasleitung 23 mit einer zur Belüftung der am Boden 2 des Absetzbeckens 1 abgeschiedenen Feststoffe 3 dienenden Begasungs- bzw. Belüftungseinrichtung 30 verbunden (siehe 4), welche herkömmlicher Bauart sein und ein an einer Seitenwand des Absetzbeckens 1 fest oder auch höhenverlagerbar montiertes Rohr 31 aufweisen kann, an dessen in 4 unterem Ende ein sich beispielsweise quer durch das Absetzbecken 1 hindurch erstec kendes Belüftungselement 32 angeordnet sein kann, wie ein mit einer Mehrzahl an Austrittsdüsen versehenes Belüftungsrohr, eine nach unten offene Glocke oder dergleichen. Die wahlweise Druckbeaufschlagung bzw. -entlastung des Zylinders 13 kann z. B. mittels eines in der Druckgasleitung P oder in dem Einlaßstutzen 16 selbst angeordneten und mit dem Bezugszeichen 24 angedeuteten Steuerventils erfolgen. Das Steuerventil 24 kann in diesem Fall wiederum z. B. nach Art eines Dreiwege- oder auch eines einfachen Sperrventils ausgestaltet sein.At the in 3 and 4 illustrated embodiment, identical or equivalent components are provided with the same reference numerals, in this context to the above description of 1 and 2 referenced. This in 3 and 4 shown embodiment of a measuring device according to the invention 10 differs from the according to 1 and 2 primarily in that the cylinder 13 in addition to his, the 1 and 2 z. B. corresponding inlet pipe 16 an outlet 21 which, as far as possible corresponding to the second inlet 16a the embodiment of the measuring device 10 according to 1 and 2 can be configured and therefore in the area of the piston rod 12 remote (in 3 and 4 upper end of the cylinder 13 is arranged. The outlet 22 is here at such a position on the cylinder 13 arranged that the piston 14 the piston rod 12 in their in 3 and 4 dashed lines, in one not completely in the cylinder 13 retracted position still approximately over the outlet 22 is displaced so that it is in a rest position between the outlet 22 and one (in 3 and 4 upper) stop of the piston 14 the piston rod 12 inside the cylinder 13 is located (not shown) and thus a fluid connection of the inlet port 16 with the outlet 22 through the cylinder 13 through it. The outlet 22 is by means of a compressed gas line 23 with one for ventilation on the ground 2 of the settling tank 1 separated solids 3 serving aeration or aeration device 30 connected (see 4 ), which are of conventional design and one on a side wall of the settling tank 1 fixed or height-displaceable mounted pipe 31 may have, at the in 4 lower end, for example, across the settling tank 1 through erstc kendes ventilation element 32 may be arranged, such as provided with a plurality of outlet nozzles vent tube, a downwardly open bell or the like. The optional pressurization or relief of the cylinder 13 can z. B. by means of a in the compressed gas line P or in the inlet port 16 even arranged and with the reference numeral 24 indicated control valve done. The control valve 24 can in this case turn z. B. in the manner of a Dreiwege- or one be configured simple shut-off valve.

Eine solche Ausführungsform bietet sich insbesondere zur Nachrüstung von bereits mit einer Begasungseinrichtung 30 ausgestatteten Absetzbecken 1 mit einer Meßvorrichtung 10 an, welche nach Art einer Reihenschaltung zwischen der von der Druckgasquelle (nicht gezeigt) abgehenden Druckgasleitung P und der Belüftungseinrichtung 30 angeordnet werden kann, wie es insbesondere der 4 entnehmbar ist.Such an embodiment is particularly suitable for retrofitting already with a gassing device 30 equipped settling tank 1 with a measuring device 10 on, which in the manner of a series connection between the pressure gas from the source of gas (not shown) outgoing compressed gas line P and the ventilation device 30 can be arranged, as it in particular the 4 is removable.

Die Betriebsweise der Meßvorrichtung 10 gemäß 3 und 4 ist nachstehend näher erläutert:
Während des Betriebs der Belüftungseinrichtung 30 befindet sich die Kolbenstange 12 mit dem Meßkörper 11 in einer in den Zylinder 13 eingezogenen Ruheposition so weit oberhalb der in 3 und 4 strichliniert dargestellten Stellung, daß der Innenquerschnitt des Zylinders 13 zwischen dem Einlaß- 16 und dem Auslaßstutzen 22 nicht durch deren Kolben 14 blockiert ist. Das Ventil 24 ist geöffnet, so daß der Kolben 14 der Kolbenstange 12 – entgegen seiner Vorbelastung in die aus dem Zylinder 13 ausgezogene Position – infolge des Gasdruckes in dieser Ruheposition gehalten wird und das Druckgas durch den Zylinder 13 hindurch über die Leitung 23 an die Belüftungseinrichtung 30 weitergeleitet wird. Der Kolben 14 stößt hierbei z. B. an einen in 4 oberen Anschlag an dem Zylinder 13 an. Soll nun eine Messung des Füllniveaus der am Boden 2 des Absetzbeckens 1 abgeschiedenen Feststoffe 3 durchgeführt werden, so wird das Ventil 24 geschlossen, so daß die Belüftungseinrichtung 30 abgeschaltet und der Zylinder 13 der Meßvorrichtung 10 druckentlastet wird. Die Kolbenstange 12 wird dann infolge ihrer mechanischen Vorbelastung aus dem Zylinder 13 ausgezogen und der Meßkörper 11 setzt auf den abgeschiedenen Feststoffen 3 auf, sofern diese eine hinreichende Füllhöhe innerhalb des Hubweges der Kolbenstange 12 in dem Zylinder 13 erreicht haben. Sodann ermittelt der Sensor die aktuelle Aufsetzposition des Meßkörpers 11 auf den Feststoffen 3 anhand der Relativposition der Kolbenstange 12 in dem Zylinder 13. Schließlich wird das Ventil 24 wieder geöffnet, so daß der Kolben 14 der Kolbenstange 12 von unten entgegen deren Vorbelastung mit Gasdruck beaufschlagt und die Kolbenstange 12 infolge der Druckgasbeaufschlagung in den Zylinder 13 eingezogen wird. Sobald der Kolben 14 den Auslaßstutzen 22 passiert hat und sich in seiner Ruheposition zwischen letzterem und dem oberen Anschlag in dem Zylinder 13 befindet, wird die Belüftungseinrichtung 30 wieder mit Druckgas – z. B. Luft – versorgt, um die abgeschiedenen Feststoffe 3 zu belüften.The operation of the measuring device 10 according to 3 and 4 is explained in more detail below:
During operation of the ventilation device 30 is the piston rod 12 with the measuring body 11 in one in the cylinder 13 retracted rest position so far above the in 3 and 4 dashed line shown position that the inner cross section of the cylinder 13 between the intake 16 and the outlet 22 not by their pistons 14 is blocked. The valve 24 is open so that the piston 14 the piston rod 12 - contrary to its preload in the cylinder 13 extended position - is held in this rest position due to the gas pressure and the compressed gas through the cylinder 13 through the line 23 to the ventilation device 30 is forwarded. The piston 14 here comes z. B. to an in 4 upper stop on the cylinder 13 at. Should now be a measurement of the filling level of the ground 2 of the settling tank 1 separated solids 3 be performed, then the valve 24 closed, so that the ventilation device 30 shut off and the cylinder 13 the measuring device 10 relieved of pressure. The piston rod 12 is then due to their mechanical preload from the cylinder 13 pulled out and the measuring body 11 relies on the separated solids 3 if this is a sufficient filling level within the stroke of the piston rod 12 in the cylinder 13 achieved. Then the sensor determines the current placement position of the measuring body 11 on the solids 3 based on the relative position of the piston rod 12 in the cylinder 13 , Finally, the valve 24 reopened so that the piston 14 the piston rod 12 from below against their preload with gas pressure applied and the piston rod 12 due to the pressurized gas in the cylinder 13 is withdrawn. As soon as the piston 14 the outlet 22 has happened and in its rest position between the latter and the upper stop in the cylinder 13 is the ventilation device 30 again with compressed gas - z. As air - supplied to the separated solids 3 to ventilate.

Wenngleich die erfindungsgemäße Meßvorrichtung vorstehend vornehmlich im Zusammenhang mit einem Absetzbecken, wie beispielsweise in Form eines Geschiebeschachtes, beschrieben ist, sei darauf hingewiesen, daß sich die Meßvorrichtung grundsätzlich auch für beliebige andere Anwendungsgebiete eignet, bei welchen eine Erfassung des Füllniveaus von insbesondere mehr oder minder Partikel- oder granulat förmigen Feststoffen bzw. Haufwerken erwünscht ist und vorzugsweise bereits eine Druckfluidquelle zur Verfügung steht. So bietet sich die erfindungsgemäße Meßvorrichtung beispielsweise auch zur Erfassung des Füllniveaus von Feststoffschüttungen in Lagerbehältern oder Containern, Silos, auf Schiffen oder Fahrzeugen, wie Lastwagen etc. an, wobei das Druckfluid z. B. von einer Pneumatik- oder Hydraulikeinrichtung des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann.Although the measuring device according to the invention above primarily in connection with a settling tank, such as in the form of a boot shaft, it should be noted that that the measuring device in principle Also suitable for any other applications, at which a detection of the filling level of particular more or less particulate or granular solids or heaps is desired and preferably already a source of pressurized fluid is available. That's the way it is the measuring device according to the invention, for example, also for recording the filling level of solids in storage containers or containers, silos, on ships or vehicles, such as trucks, etc., wherein the pressurized fluid z. B. from a pneumatic or hydraulic device of the vehicle can be made available.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 19933391 A1 [0005]
- DE 102004057643 B4 [0006]

Claims

Measuring device ( 10 ) for detecting the filling level of solids ( 3 ), in particular from the bottom of a settling basin ( 1 ) deposited sediment, with a height displaceable guided and on the solids ( 3 ) attachable measuring body ( 11 ), whose placing position on the solids ( 3 ) with the current fill level of solids ( 3 ) corresponds, wherein the measuring body ( 11 ) by means of pressurized fluid, in particular by means of compressed gas, into a rest position is transferred, in which he is not on the solids ( 3 ) rests, characterized in that the measuring body ( 11 ) a piston rod ( 12 ), which in a cylinder ( 13 ) is guided vertically displaceable and under preload in their out of the cylinder ( 13 ) extended position and consequently in the direction of the placement position on the solids ( 3 ), wherein the cylinder ( 13 ) in the region of its piston rod ( 12 ) facing end to a pressure fluid source, in particular to a compressed gas source, connectable inlet ( 16 ) to the inside of the cylinder ( 13 ) located piston ( 14 ) of the piston rod ( 12 ) against the preload by means of fluid pressure in the direction of the cylinder ( 13 ) retracted position, wherein the cylinder ( 13 ) is further associated with a sensor to the position of the piston rod ( 12 ) at least in the contact position on the solids ( 3 ) capture.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the maximum extension position of the piston rod ( 12 ) out of the cylinder ( 13 ) by means of a stop ( 17 ) which limits the piston ( 14 ) of the piston rod ( 12 ) always within the cylinder ( 13 ) between its inlet ( 16 ) and its the piston rod ( 12 ) away from the end.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the preloading of the piston rod ( 12 ) in the direction of their out of the cylinder ( 13 ) extended position by the weight of the piston rod ( 12 ), whose pistons ( 14 ) and / or the measuring body ( 11 ) given is.

Measuring device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the piston rod ( 12 ) in the direction of their out of the cylinder ( 13 ) extended position is spring loaded.

Measuring device according to claim 4, characterized in that the piston rod ( 12 ) by means of an unloaded state over at least part of its displacement path in the cylinder ( 13 ), mechanical spring ( 15 ) is elastically preloaded.

Measuring device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston rod ( 12 ) in the direction of their out of the cylinder ( 13 ) extended position is magnetically, electromagnetically and / or also biased by pressurized fluid.

Measuring device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sensor inside the cylinder ( 13 ), in particular in the region of the piston rod ( 12 ) facing away from the end of the cylinder ( 13 ) is arranged.

Measuring device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cylinder ( 13 ) in the region of its piston rod ( 12 ) end facing an outlet ( 22 ) for the pressurized fluid, in particular for the compressed gas.

Measuring device according to claim 8, characterized in that the outlet ( 22 ) at such a position on the cylinder ( 13 ) is arranged, that the piston ( 14 ) of the piston rod ( 12 ) in wholly in the cylinder ( 13 ) retracted position between the outlet ( 22 ) and a stop of the piston ( 14 ) and / or the piston rod ( 12 ) inside the cylinder ( 13 ) is located.

Measuring device according to claim 8 or 9, characterized in that the outlet ( 22 ) to a gassing device ( 30 ), which are used for the gassing of the solids ( 3 ) with the compressed gas to the inlet ( 16 ) connected compressed gas source is used.

Measuring device according to one of the claims 1 to 10, characterized in that the compressed gas is oxygen contains and in particular from the group air and sour substance is selected.

Settling tank ( 1 ) for sedimentable solids ( 3 ) containing liquids, in particular water, characterized by a measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 11.

Sedimentation tank according to claim 12, characterized in that it further comprises a measuring device ( 10 ) connected gassing device ( 30 ) for gassing the solids ( 3 ) with the compressed gas of the measuring device ( 10 ) having.

Sedimentation basin according to claim 12 or 13, characterized in that it is in the form of a production shaft with a distance from the ground ( 2 ) of the basin ( 1 ) arranged inlet and a distance from the ground ( 2 ) of the basin ( 1 ) arranged sequence is formed.

Method for detecting the filling level of solids ( 3 ), in particular from the bottom of a settling basin ( 1 ) deposited bed, in particular by means of a measuring device ( 10 ) according to one of claims 1 to 11, characterized by the following steps: (a) placing a measuring body ( 11 ) from above onto the solids ( 3 ) by placing one in a cylinder ( 13 ) vertically displaceable guided and in the direction of the Aufsetzposition preloaded piston rod ( 12 ) out of the cylinder ( 13 ) is removed; (b) determining the placement position of the measuring body ( 11 ) by means of a cylinder ( 13 ) associated sensor; (c) applying pressurized fluid, in particular pressurized gas, to the piston ( 14 ) of the piston rod ( 12 ) over one in the region of the piston rod ( 12 ) facing the end of the cylinder ( 13 ) inlet ( 16 ) against its preload and retraction of the piston rod ( 12 ) in the cylinder ( 13 ) due to the Druckfluidbeaufschlagung.

Method according to claim 15, characterized in that the piston rod ( 12 ) on the occasion of step (c) up to a stop in the cylinder ( 13 ) is retracted so that the piston ( 14 ) one in the region of the piston rod ( 12 ) facing away from the end of the cylinder ( 13 ) arranged outlet ( 22 ) has passed, wherein the pressurized fluid, in particular the compressed gas, via the outlet ( 22 ) out of the cylinder ( 13 ) is discharged.

Process according to Claim 16, characterized in that the compressed gas is conveyed via the outlet ( 22 ) of the cylinder ( 13 ) to a gassing device ( 30 ) for gassing the solids ( 3 ) with the compressed gas of the measuring device ( 10 ) is forwarded.