DE1061087B

DE1061087B - Device for pneumatic level measurement and control according to the force weighing system with a displacement body immersed in the liquid

Info

Publication number: DE1061087B
Application number: DEF22898A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Scherbaum
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1957-04-24
Filing date: 1957-04-24
Publication date: 1959-07-09

Description

Gerät zur pneumatischen Niveaumessung und -steuerung nach dem Kraftwaagesystem mit in die Flüssigkeit eintauchendem Verdrängungskörper Bisher erfolgte die pneumatische Niveaumessung und -steuerung nach dem Kraftwaagesystem mit Hilfe eines als Zylinder ausgebildeten Verdrängungskörpers, der in die Flüssigkeit eintaucht und dessen von der Höhe des Flüssigkeitsstandes abhängiger Gewichtsverlust mittels einer Waage gemessen und z. B. in einen entsprechenden Steuerluftdruck umgewandelt wird. Dieser Steuerluftdruck gibt aber nur dann ein genaues Maß der Höhe des Flüssigkeitsstandes an, wenn die Flüssigkeit ein konstantes spezifisches Gewicht besitzt. Der Gewichtsverlust des eingetauchten Verdrängungskörpers bzw. sein Auftrieb entspricht der Formel d2 .2 A= 4 h.7Ft und ist daher d2.z nicht nur nicht nut von der Flüssigkeitshöhe, sondern auch vom spezifischen Gewicht der Flüssigkeit abhängig. Diese Methode ergibt daher Fehlerquellen in den zahlreichen Fällen, wo der Niveanstand von Flüssigkeiten mit mehr oder weniger stark schwankendem spezifischem Gewicht gemessen und eingeregelt werden muß. Device for pneumatic level measurement and control according to the force weighing system with a displacement body immersed in the liquid Up to now, the pneumatic one has been used Level measurement and control according to the force weighing system with the aid of a cylinder trained displacement body which is immersed in the liquid and its of Weight loss depending on the level of the liquid using a scale measured and z. B. is converted into a corresponding control air pressure. This Control air pressure only then gives an exact measure of the height of the liquid level when the liquid has a constant specific gravity. The weight loss of the immersed displacement body or its buoyancy corresponds to the formula d2 .2 A = 4 h.7Ft and therefore d2.z is not only dependent on the liquid level, but also depends on the specific weight of the liquid. This method therefore yields Sources of error in the numerous cases where the level of liquids with more or less strongly fluctuating specific weight measured and regulated must become.

Es ist auch bereits eine Kraftwaage bekannt, an deren Arm eine Kette hängt, deren Gewicht je nach dem Flüssigkeitsstand durch einen einzigen an ihrem unteren Ende befestigten Schwimmer teilweise aufgehoben wird. Die Kette besteht dabei aus nicht schwimmfähigen Metaligliedern, so daß die Kompensation des wechselnden spezifischen Gewichts der Flüssigkeit nur unvolwlkommen sein kann. Je nach Flüssigkeitsstand wird nämlich auch ein mehr oder weniger langes, an der Kraftwaage hängendes Kettenstück in die Flüssigkeit eintauchen und mit seiner vom wechselnden spezifischen Gewicht der Flüssigkeit abhängenden Auftriebskraft die Anzeige des Niveaus verfälschen. A power balance is also known with a chain on its arm depends, whose weight depends on the liquid level by a single on her lower end attached float is partially lifted. The chain exists thereby made of non-buoyant metal links, so that the compensation of the changing specific gravity of the liquid can only be incomplete. Depending on the fluid level becomes a more or less long piece of chain hanging from the power balance immerse in the liquid and with its changing specific gravity the liquid-dependent buoyancy force falsify the display of the level.

Gegenstand der Erfindung ist ein Gerät zur pneumatischen Niveaumessung und -steuerung n-ach dem Kraftwaagesystem mit in die Flüssigkeit eintauchendem Verdrängungskörper, das diesen Nachteil vermeidet. The invention relates to a device for pneumatic level measurement and control n-after the force balance system with the displacement body immersed in the liquid, which avoids this disadvantage.

Der so gestaltete und angeordnete Verdrängungs körper schaltet die jeweilige Dichte der Flüssigkeit bei der Ermittlung des Flüssigkeitsstandes völlig aus. The displacement body designed and arranged in this way switches the respective density of the liquid when determining the liquid level completely the end.

Er ist grundsätzlich iiberall dort anwendbar, wo ein Flüssigkeitsstand unbeeinflußt von der Dichte der jeweiligen Flüssigkeit ermittelt werden soll.In principle, it can be used wherever there is a liquid level should be determined unaffected by the density of the respective liquid.

Erfindungsgemäß besteht dabei der Schwimmerkörper aus einer Anzahl von senkrecht untereinander angeordneten Einzelschwimmern, die durch elastisohe, nicht schwimmfähige Verbindungselemente derart miteinander verbunden sind, daß zwischen den Einzelschwimmern ein an sich beliebiger, jedoch relativ kleiner Abstand vorhanden ist; und ferner sind an dem Schwimmkörper eine obere Aufhängung zum Befestigen an dem Arm einer Kraftwaage und eine untere, eine begrenzte Aufwärtsbewegung des untersten Einzelschwimmers zulassende Festlegung angebracht. According to the invention, the float body consists of a number of vertically arranged single swimmers, which by elastic, non-buoyant connecting elements are connected to one another in such a way that between the individual swimmers an arbitrary, but relative small gap available is; and an upper suspension is also attached to the floating body for attachment the arm of a force balance and a lower, a limited upward movement of the bottom Individual swimmers' stipulation appropriate.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Geräts nach der Erfindung dargestellt. In the drawing is an example embodiment of the device shown according to the invention.

Der Verdrängungskörper besteht aus acht s-cheibenförmigen Schwimmkörpern 1, welche seitlich durch drei oder mehr Ketten oder Seile 2 miteinander verbunden sind. Die Länge dieser Verbindungsketten oder -seile ist so bemessen, daß sie die Höhe h eines einzelnen Schwimmkörpers um einen geringen Betrag a überschreitet.The displacement body consists of eight S-disk-shaped floating bodies 1, which are connected to one another at the side by three or more chains or ropes 2 are. The length of these connecting chains or ropes is dimensioned so that they Height h of a single float by a small amount exceeds a.

Der aus den acht Schwimmkörpern 1 gebildete Verdrängungskörper wird innerhalb des Flussigkeitsgefäßes 6 am Arm einer Kraftwaage 3 aufgehängt. The displacement body formed from the eight floating bodies 1 is suspended within the liquid vessel 6 on the arm of a force balance 3.

IJm den Verdrängimgskörper vor den Einflüssen einer etwaigen Flüssigkeitsströmung zu schützen, kann er in bekannter Weise mit einem Schutzrohr 5 mit durch brochener Wandung umgeben sein.IJm the displacement body from the influences of a possible liquid flow to protect, he can in a known manner with a protective tube 5 with broken through Wall be surrounded.

Wenn der Verdrängungskörper mit sämtlichen Schwimmkörpern 1 oberhalb des Flüssigkeitspegels hängt, wirkt sein Gesamtgewicht auf den Arm der Kraftwaage 3 und bewegt diesen um einen Betrag s nach abwärts (Fig. 1). If the displacement body with all floating bodies 1 above depends on the liquid level, its total weight acts on the arm of the power balance 3 and moves it downwards by an amount s (Fig. 1).

Steigt jetzt der Flüssigkeitsstand aüf oe Höhe 14 (Fig. 2), so tauchen z. B. die drei untersten Schwimmkörper in die Flüssigkeit ein und erhalten damit einen Auftrieb. Infolge der geschilderten Festlegung des Ganzen am Boden bei 4 können diese eingetauchten Schwimmkörper diesem Auftrieb nur im Ausmaß des vorgesehenen Spiels r folgen. Infolgedessen schwimmt nur der oberste der in die Flüssigkeit tauchenden Schwimmkörper bis zur Oberfläche auf, während der zweite und der erste Schwimmkörper von unten durch die nunmehr im oberen Anschlag stehende Veranke rund 4 am Aufschwimmen verhindert werden. Diese Verhinderung ist auch notwendig, um nicht durch das gemeinsame Aufschwimmen der drei eingetauchten Schwimmkörper ein zu weites Heraustauchen herbeizuführen, das dem nicht mehr eingetauchten vierten Schwimmkörper von unten einen das Messungsergebnis verfälschenden Schub von unten erteilen würde. If the liquid level now rises to height 14 (Fig. 2), then dive z. B. the three lowest float in the liquid and get it a boost. As a result of the above-mentioned setting of the whole on the ground at 4 can these submerged floats only provide this buoyancy to the extent that it was intended Follow game r. As a result, only the topmost of those submerged in the liquid will swim Float up to the surface, while the second and the first float from below through the anchor now standing in the upper stop around 4 on the floating be prevented. This prevention is also necessary in order not to get through the joint Floating up of the three submerged floats to cause them to submerge too far, that the fourth float from below, which is no longer submerged, receives the measurement result adulterating thrust from below.

Infolge des geringen Spiels der beschriebenen Verankerung am Boden wird jeweils die Aufhängung des obersten, noch eingetauchten Schwimmkörpers am letzten, nicht mehr eingetauchten Schwimmkörper so weit gelockert, daß nicht mehr das Gewicht sämtlicher eingetauchten Schwimmkörper auf den Aufhängungspunkt am Arm der Kraftwaage 3 einwirken kann. As a result of the small play of the anchoring described on the ground the suspension of the uppermost, still submerged float on the last, no longer submerged float loosened so much that no longer the weight all immersed floats on the suspension point on the arm of the power balance 3 can act.

Damit der Verdrängungskörper auf möglichst kleine Differenzen des Flüssigkeitspegels ansprechen kann, wird die Höhe der einzelnen scheibenförmigen Schwimmkörper 1 so klein wie möglich gehalten. Die Schwimmkörper 1 können aus Scheiben eines Materials entsprechend niedrigen spezifischen Gewichts, z. B. Kork, Balsa-Holz, geschäumtem Kunststoff mit geschlossenen Poren, bestehen, die in allsei- tigge-sclilosseS'e Leichtmetallkapseln eingesetzt sind. So that the displacement body is based on the smallest possible differences in the Liquid level can respond, the height of each disk-shaped Float 1 kept as small as possible. The floating body 1 can be made of discs a material corresponding to a low specific weight, e.g. B. cork, balsa wood, foamed plastic with closed pores, which are tigge-sclilosseS'e Light metal capsules are used.

Sie können auch aus leeren Kapseln dieser Art bestehen, wenn diese genügend stabil gefertigt sind.They can also consist of empty capsules of this type, if these are made sufficiently stable.

PATENTANSPROCHE: 1. Gerät zur Niveaumessung und -steuerung nach dem Kraftwaagesystem mit in die Flüssigkeit eintauchendem Schwimmerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerkörper aus einer Anzahl von senkrecht untereinander angeordneten Einzelschwimmern (1) besteht, die durch elastische, nicht schwimmfähige Verbindungselemente (2) derart miteinander verbunden sind, daß zwischen den Einzelschwimmern (1) ein an sich beliebiger, jedoch relativ kleiner Abstand vorhanden ist, und dadurch. daß an dem Schwimmerkörper eine obere Aufhängung zum Befestigen an dem Arm einer Kraftwaage-(3) und eine untere, eine begrenzte Aufwärtsbewegung des untersten Einzelschwimmers zulassende Festlegung (4) angebracht sind. PATENT CLAIMS: 1. Device for level measurement and control according to the Power weighing system with a float immersed in the liquid, characterized in that that the float from a number of vertically arranged one below the other Individual floats (1) are made up of elastic, non-buoyant connecting elements (2) are connected to each other in such a way that between the individual swimmers (1) a in itself any, but relatively small distance is present, and thereby. that an upper suspension on the float body for attachment to the arm of a force balance (3) and a lower, limited upward movement of the lowest individual float permissible definition (4) are attached.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the individual swimmers are designed so that they can also be used in the lightest liquid in question are still buoyant.

3. Apparatus according to claim l and 2, characterized in that the float body arranged in a manner known per se in a protective tube (5) with a perforated wall is.

Considered publications: German Patent Specifications No. 523 018, 940 941; U.S. Patent No. 2,096,411.