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Kondensator zur Messung von Pegelständen in Flüssigkeiten Die Erfindung
bezieht sich auf einen Kondensator und insbesondere auf einen solchen zur Messung
von Pegelständen in Flüssigkeiten.
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Zur Messung von Flüssigkeiten sind elektrische Kondensatoren bekannt,
welche in die Flüssigkeit eintauchen und die Höhe derselben messen. Diese Kondensatoren
sind an einen Stromkreis angeschlossen und zeigen die Kapazitätsänderungen des Kondensators
an, die durch die Änderungen der Eintauclltiefen auf Grund der Unterschiede zwischen
den Dielektrizitätskonstanten der Flüssigkeit und des die Flüssigkeit umgebenden
Gases hervorgerufen werden.
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Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine derartige Eintauchkcndensatorvorrich,tung
zu schaf fen, welche besonders hei Gefäßen mit flüssigem Sauerstoff verwendet werden
kann. Derartige Sauerstoffgefäße werden vorzugsweise verwendet, um eine notwendige
Sauersto,ffreserve für Atemvorri chtungen in Flugzeugen zu liefern.
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Die erfindungsgemäße verhesserte Flüssigkeitsmeßvorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet. daß der aus koaxialen Rohren bestehende Kondensator an der oberen
Offnung des Gefäßes durch eine Aufhängevorrichtung gehalten wird, welche auf Grund
von ein oder zwei Leitungen, die in dieser Aufhängevorrichtung und auch in einem
Block eingelassen sind, welcher einen Stopfen bildet, so daß die Zufuhr von Flüssigkeit
in das Ge!fäß oder die Entnahme eines Gases oder Dumpfes oder auch vorzugsweise'
diese beiden Möglichkeiten auf einmal ermöglicht werden.
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Man kann so eine selbständige Vorrichtung scha.ffein, welche zusammenhängend,
handlich und leicht in die Öffnung des Gefäßes eingesetzt und ebenso leicht aus
diesem wieder herausgenommen werden kann und welche alle notwendigen Verbindungen
zwischien dem Inneren des Gefäßes und der äußeren Umgebung trägt, sei es einerseits
die Flüssigkeits- und Gasleitungen zum Hauptvorratsbehälter des flüssigen Sauerstoffs
und zum Verbraucher des gasförmigen Sauerstoffs oder sei es andererseits die dektrischen
Leitungen zwischen dem Kondensator uiid dem Meßkreis, an welchen dieser angeschlossen
ist. Eine derartige einheitliche Vorrichtung bietet große und praktische Vorteile.
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Erfindungsgemäß können die Aufhängevofrichtungen des Kondensators
durch ein Rohr gebildet werden, welches das nach oben verlängerte Rohrende eines
der Kondensatorrohre ist. Vorzugsweise besteht die Aufhängevorrichtung aus zwei
Rohren bzw. verlängerten Rohren des inneren und äußeren Rohres eines aus drei koaxialen
Rohrteilen bestehenden Kondensators. In diesem letzten Falle wird die Leitung für
die Zufuhr von Flüssigkeit e.rfindungsgemäß durch das verlängerte Rohr des inneren
Kondensatorrohres gebildet, während die Leitung zur Entnahme des Gases zwischen
diesem Rohr und dem verlängerten äußeren Kondensatorrohr gebildet wird.
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Fa.lls ein aus drei koaxialen, rohrförmigen Teilen bestehender Kondensator
verwendet wird, ist es von Vorteil, das äußere und innere Rohr untereinander und
mit der Erde zu verbinden, so daß nur das mittlere Rohr die Quelle einer Wechselspannung
ist.
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Durch eine derartige Anordnung wird eine wirksame radioelektrische
Abschirmung gesch.affen. Erfindungsgemäß sind Vorrichtungen vorgesehen, um die Verbindung
dieser beiden Rohrteile, nämlich dem äußeren und dem inneren Rohr, untereinander
und mit der Erde des außerhalb befindlichen Stromkreises über einen zwischengelegten
Block oder Halter zu verwirklichen, wobei der Block einen Stopfen bildet, an welchem
der Kondensator aufgehängt und auch d;ie Isolierung des mittleren Rohres und seine
getrennte Verbindung zu dem äußeren Stromkreis befestigt ist.
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Der Block oder der Stopfen kann einen mit einem Gewinde versehenen
Hals aufweisen, der in die Öffnung des Gefäßes eingeschraubt und mit zwe:i Leitungen
ausgestattet ist, welche einerseits die Verbindung mit jeder der beiden Leitungen
(der Flüssigkeitsleitung und der Gasleitung) zuläßt, welche in der Aufhängevorrichtung
des Kondensators eingellassen sind, und die andererseits die Verbindung mit den
entsprechenden nach außen führenden Leitungen herstellen. In vorteilhafter Weise
trägt dieser Block oder Halter außerdem noch an seiner oberen Fläche ein Gehäuse,
in welchem sich ganz oder teilweise die
Organe des elektrischen
Meßkreises befinden, welcher so mit dem erwähnten beweglichen Block einen einheitlichen
Körper bildet.
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Weiterhin ist es gleichermaßen ein Zweck der vorliegenden Erfindung,
ein neues industrielles Gerät zu schaffen, welches aus dem Block oder der oben erwähnten
beweglichen Vorrichtung besteht.
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An Hand der Zeichnungen soll ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
beschrieben werden, wobei die Erfindung in Verbindung mit einem Behälter für flüssigen
Sauerstoff beschrieben wird, weicher bei Sauerstoffanlagen für Flugzeuge mit großen
Flughöhen Verwendung findet; es zeigt Fig.1 einen Axialschnitt durch ein Gefäß der
Sauerstoffvorrichtung an welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung angeschlossen
ist, Fig. 2 einen Axialschnitt im vergrößerten SIaßstab, welcher den unteren Teil
der Sonde des Konden stators wiedergibt Der gezeigte Sauerstoffapparat besteht aus
einem Vorratsbehälter 10 mit einem doppelwandigen kugeligen Gefäß 11 und einem doppelwandigen
Ha.ls 12.
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Der Zwischenraum 15 zwischen den beiden Wände 13 und 14 des Gefäßes
ist meist leergepumpt. An dem oberen Ende des Halses sind die beiden Wände 13 und
14 durch eine Kappe oder einen metallischell Stopfen 16 verschlossen, welcher mit
einer mittigen Öffnung 17 versehen ist. Derartige Vorratsgefäße sind bekannt, so
daß die nicht direkt mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Einzelhei
ten weggelassen werden können.
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In die mit einem Gewinde versehene Öffnung 17 ist ein Hals 19 eines
elektrisch leitenden Blockes oder Halters 18 eingeschraubt. In dem Hals 19 ist die
gesamte Vorrichtung des Eintauchkondensators angebracht, welcher durch den Gefäßhals
12 führt und in der Nähe des Bodens des Behälters 10 endet; diese Vorrichtung des
Eintauchkondensators wird der Einfachheit halber im folgenden als »Sonde« bezeichnet
Diese Sonde besteht in ihrem unteren Teil aus einem Kondensator, welcher durch zylindrische
Teile gebil det wird, die von dem unteren Ende der Sonde bis zu einenl Punkt verlaufen,
der über dem Maxima.l-Pegelstand 21 der Flüssigkeit gelegen ist.
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Der in Fig. 2 in seinen Einzelheiten wiedergegebene Kondensator besteht
aus drei rohrförmigen Teilen 22, 23, 24. Das mittlere Rohr 23 ist, wie später ausführlich
beschrieben, sowohl gegenüber dem inneren Rohr 22 wie auch gegenüber dem Außenrohr
24 isoliert, und die beiden letzteren sind untereinander verbunden.
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Das mittlere Rohr 23 wird von zwei Dichtscheiben25 aus Isoliermaterial
gehalten und isoliert. Diese Dichtscheiben liegen um das innere Rohr 22 und tragen
es an den Schultern 26. Die Dichtscheiben 25 sind vorzugsweise von L-förmigem Querschnitt
und bestehen a.us einem zylindrischen Körper 27, welcher an der Innenfläche des
mittleren Rohres 23 anliegt, während der Flansch28 des L-förmigen Dichtkörpers25
an dem Außenrohr 24 anliegt und das Ende des mittleren Rohres 23 trägt. An der oberen
Fläche des oberen Isolierkörpers 25 und an der unteren Fläche des unteren Isolierkörpers
20 befinden sich metallische Absclllußkörper oder Scheiben 29, welche eng an den
inneren Zylinder 22 anstoßen und an diesem augeschweißt sind. Die beiden Enden des
äußeren Zylinders 24 sind bei 30 um die metallischen Abschlul3-scheiben 29 umgebördelt.
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Um eine schnelle Einstellung des gleichen Flüssigkeitspegels in den
Zwischenräumen 31 und 32, die al den beiden Seiten des mittleren Rohres 23 gelegen
sind,
gegenüber dem Flüssigkeit spiegel im \torratsgefäß zu erhalten, sind ein oder inbrere
Öffnungen 33 an dem unteren Ende des inneren Zylinders 22 und weitere oeffnungen
34 in etwa gleicher Höhe in den mittleren Zylinder 23 angebracht. Weiterhin sind
entsprechende Öffnungen 35 und 36 an den oberen Enden des inneren Zylinders 22 und
des mittleren Zylinders 23 angebracht, die sich über dem Maximalpegelstand 21 der
Flüssigkeit befinden. Durch diese Öffnungen wird ein Ausgleich der Gasdrucke gewährleistet.
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Der innere Zylinder 22 ist über das obere Ende des Kondensators hinaus
verlängert und führt durch dell Hals 19 des Blockes oder Halters 18 zu einem inneren
Rand 38, an welchen er angeschweißt ist. Das obere Ende der Leitung 37 von dem Innern
des Zylinders 22 fiihrt über einen Flüssigkeitszufluß 39, welcher in einem radialen
Arm 40 des Blockes 18 eingelassen ist.
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Diese Leitung 39 ist vorteilhafterweise mit einem Gcwinde verseheii,
um die Rohrleitung 41, die zu dem Hauptflüssigkeitsvorrat führt, aufzunehmen.
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Zur Abführung des in dem Raum 42 oberhalb des Flüssigkeitspegels
21 befindlichen ga.sförmigen Sauerstoffes ist ein ringförmiger Zwischenraum 43 vorgesehen,
welcher zwischen der Innenwand des Halses 19 und dem inneren Zylinder 22 gelegen
ist. Dieser Zwischenraum 43 ist mit einer Gasausgangsleitung 44 verbunden, die sich
in einem radial verlaufenden Arm 45 des Blockes oder Halters 18 befindet. Diese
Ausgangsleitung hat ein Gewinde, um die Rohrleitung 46 zur Abführung des Gases aufzunehmen.
Die beiden Arme 40 un.d 45 sind vorzugsweise so angeordnet, daß sich der eine Arm
in der Verlängelrung des anderen befindet. Die Zufuhrleitung der Flüssigkeit 39
hat vorzugsweise ein gegen die Achse der Vorrichtung ansteigendes Gefälle, und die
Gasausgangsleitung steigt nach außen ebenfalls an.
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Ein zylindrischer Schutzmantel 47 ist mit seinem oberen Ende an dem
Hals 19 angebracht und an diesem verschweißt. Das untere Ende des Schutzmantels
47 ist an dem Außenzylinder 24 des Kondensators mittels einer Verbindungsmuffe 50
angeschweißt. In dem Schutzmantel angehrachte Öffnungen 49 erlauben einen Gasdurchtritt
durch den Zwischenraum 48, den Zylinder 24 und dem Schutzmantel 47 und weiterhin
durch die Le!itung43 zu der Ausgangsleitung 44 und der Gasleitung 46.
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Die Vorrichtung ist in bekannter Weise mit Hähnen und Ventilen versehen,
um besonders die Zufuhr von flüssigem Sauerstoff und die Entnahme von gasförmigem
Sauerstoff zu gestatten. Diese Vorrichtungen sind in der Zeichnung nicht wiedergegeben.
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Der Kondensator, welcher den unteren Teil der Sonde 20 ausmacht,
ist an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen. Die Organe dieses Stromkreises
sind vorzugsweise (selbstverständlich ohne die Anzeigevorrichtung) in einem auf
dem Block oder Halter 18 befestigten Gehäuse 51 untergebracht und bilden mit diesem
und der Sonde einen einheitlichen Körper.
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Aus diesem Grunde hat der Block 18 einen Vorsprung 52, um welchen
das Gehäuse 51 herumgreift.
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Der äußere und innere Zylinder 22 und 24 sind durch ihre meta.llischen
Abschlußteile 29 über den Block 18 mit der Erdklemme des in dem Gehäuse 51 l,afindlichen
Stromkreises leitend verbunden. Andererseits ist da.s mittlere Rohr 22 über eine
isolierte Leitung 53 mit dem Stromkreis verbunden. Diese Leitung führt durch eine
der Öffnungen 35 des inneren Zylinders und durch diesen hindurch, um dann an eine
Klemme 54 angeschlossen zu werden. Diese Klemme 54 ist in einem isolierten Stopfen
55 eingelassen, wel
chor in den Vorsprung 52 des Blockes 18 eingesc.hra,ul)t
ist. An der Wand des Gehäuses 51 ist eine Aufnahmevorrichtung 57 angebracht, um
die Verbindung mit dem Anzeigegerät, welches sich in einiger Entfernung befindet,
oder auch mit einer Versorgungsquelle herzustellen.
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Um den Behälter 10 zu füllen. wird flüssiger Sauerstoff durch die
Leitung 41 zugeführt. Die Flüssigkeit strömt durch die Lelitungen 39 und 37, um
an dem unteren Ende des inneren Zylinders 22 in das Gefäß 13 zu strömen. Auf Grund
der Öffnungen 33 und 34 füllen sich die Zwischenräume 31 und 32 mit Flüssigkeit
an, und es stellt sich ein Pegelstand von gleicher Höhe wie in dem Gefäß 10 ein,
so daß die NIenge des zugefüh.rten flüssigen Sauerstoffes durch Beobachtung des
Anzeigegerätes geregelt werden kann. Das Gas wird durch die Leitung 46 abgezogen
und wird auf Grund der Oerd.ampfung wieder entsprechend zugeführt oder ergänzt.
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Die Sonde20 ist einfach und wirtschaftlich herzusteilen, da sie aus
Rohrteilen und aus metallischen und isolierenden Abdichtscheiben von Standardgröße
zusammengesetzt wird. Es genügt, die Dichtscheiben auf den inneren Zylinder 22 zu
schieben, nachdem man den mittleren Zylinder 23 eingefügt und. die Isolierscheiben
25 eingesetzt hat, worauf der äußere Zylinder 24 übergeschoben wird. Dann wird der
so gebildete Kondensator mit dem Schutzmantel 47 mittels der Muffe 50 verbunden.
Die so fertig erhaltene Sonde kann leicht in den Block 18 eingesetzt werden, weicher
mit dem elektrischen Gehäuse 51 und de!r Flüss'igkeitszuführungsvorrichtung und
der Gasentnahmevorrichtung ein selbständiges Teil bildet. Diese ganze Vorrichtung
ist unabhängig von dem Gefäß 10 und kann durch einfaches Verschrauben des Halses
19 in dem Stopfen 17 eingesetzt oder abmontiert werden.
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Dadurch, daß das innere Rohr 22 und das äußere Rohr 24 mit dem Block
18 an die Erde angeschlossen sind, erhält man eine vollständige elektrische, Abschirmung.
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Verständlicherweise können zahlreiche Abwand.lungen oder Abänderungen
vorgenommen we!rden, ohne daß man. sich von dem Wesen de.r Erfin.dung entfernt.
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Besonders kann die Ausführung des Kondensators wie auch die Befestigung
und die Abstützung desselben von der hier gezeigten Vorrichtung abweichen.
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PATENT \ X S R R (S E 1. Einta,uchkon.densatorvorrichtung zum Messen
des Pegelstandes von in Behältern befindlichen
Flüssigkeiten bei Verwendung eines
koaxialen Röhrenkondensators, welcher senkrecht von einer Haltevorrichtung in die
obere Öffnung eines Gefäßes hineingehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch
diesen Halter (18) und durch eine Aufhängelvorrichtung (22, 47) eine Flüssigkeitsleitung
geführt ist, die mit dem Innern des Belhälters (10) in Verbind.ung steht.