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Einrichtung zum Messen des Pegels von elektrisch leitenden Flüssigkeiten
in einem Behälter Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen des
Pegels von elektrisch leitenden Flüssigkeiten in einem Behälter, mit einem sich
aufwärts und abwärts bewegenden Peilstift, der, wenn er bei der Abwärtsbewegung
mit der Flüssigkeit in Berührung kommt, einen Stromkreis schließt, wodurch die Bewegung
umgekehrt wird. Die Einrichtung nach der Erfindung dient insbesondere dazu, den
Pegel von geschmolzenem Glas zu messen, das bekanntlich einigermaßen elektrisch
leitend ist. Die eine richtung soll nicht durch die herrschenden hohen Temperaturen
beeinflußt werden.
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Es ist bekannt, den Peilstift an einem sich zweckmäßig in einem Abstand
davon angeordneten beweglichen Teil zu befestigen, der durch Vermittlung eines Zahnbügels
von einem Motor angetrieben wird, wobei Einrichtungen vorhanden sind, um den Drehsinn
des Motors in den Außenlagen des Peilstiftes umzukehren. Die untere Stellung des
Peilstiftes bestimmt stets die Höhe des Flüssigkeitspegels im Behälter und kann
gemessen oder aufgezeichnet werden. Die Einrichtung kann mit Einrichtungen kombiniert
sein, um den Flüssigkeitspegel auf einem konstanten Wert zu halten. Die bekannten
Einrichtungen sind ziemlich verwickelt und schwer, u. a. weil sie größtenteils in
einem Abstand vom Behälter angeordnet sind.
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Die Erfindung zielt auf eine Einrichtung ab, die auf dem Deckel des
Behälters angeordnet werden kann und den im allgemeinen herrschenden hohen Temperaturen
gewachsen ist. Durch diese Anordnung auf dem Behälter kann der Peilstift kurz und
leicht sowie die Meßeinrichtung leicht ausgebildet und klein bemessen sein.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Peilstift mit einem in einem
Zylinder spielenden Kolben verbunden ist und Mittel zur abwechselnden Erzeugung
eines Überdrucks in dem Raum unterhalb bzw. oberhalb des Kolbens unter dem Einfluß
eines vom genannten Stromkreis gesteuerten Ventilsystems vorgesehen sind.
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Die Einrichtung beansprucht wenig Platzraum und kann leicht unmittelbar
oberhalb einer verhältnismäßig kleinen Öffnung im Deckel angeordnet werden. Die
Abwärtsbewegung des Kolbens kann durch sein Eigengewicht erfolgen. Vorzugsweise
wird aber mittels vom Stromkreis gesteuerter Teile abwechselnd unterhalb und oberhalb
des Kolbens ein Überdruck erzeugt. Der Kolben kann mit einem aufwärts und abwärts
bewegbaren Teil in Verbindung stehen, der einen bestimmten freien Hub hat, so daß
er bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens einige Zeit in der Lage verbleibt, die durch
die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche bestimmt wird. Dieser Teil steht mit einer Einrichtung
zum Messen bzw. Aufzeichnen des Flüssigkeitspegels in Verbindung.
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Weitere Merkmale der Einrichtung nach der Erfindung werden näher
beschrieben an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel im wesentlichen schematisch
darstellt.
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Die Flüssigkeit, z. B. geschmolzenes Glasl, befindet sich in einem
Behälter 2, der an der oberen Seite abgeschlossen ist, wobei eine Öffnung für einen
Peilstift 3 ausgespart ist. Dieser kann ganz oder teilweise aus Platin hergestellt
sein und ist an einem Stab 4 aufgehängt, der durch einen im Zylinder 6 spielenden
Kolben 5 aufwärts und abwärts bewegt wird. Der Stab 3 kommt bei der Abwärtsbewegung
in einer bestimmten Lage mit der Glasoberfläche in Berührung, wodurch ein Stromkreis
zwischen diesem Stift und einer durch die Wand des Behälters hindurchgeführten Elektrode
geschlossen wird. Dieser Stromkreis enthält eine Stromquelle 9 und eine Relaiswicklung
10, deren Aufgabe im folgenden be-
schrieben wird. Die letztgenannte
Elektrode ist oft entbehrlich, wenn das Glasbad über den Behälter und das zugehörige
Gestell bereits hinreichend geerdet ist.
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Der Raum unterhalb des Kolbens 5 steht durch eine Luftleitung 7,
der Raum oberhalb des Kolbens durch eine Luftleitung 8 mit einem System 11 in Verbindung,
mittels dessen die Luft entweder oberhalb oder unterhalb des Kolbens zugelassen
werden kann.
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Im erstgenannten Fall bewegt sich der Kolben abwärts, im zweiten Fall
aufwärts. In der dargestellten Lage des Systems 11 wird die Luft, die z. B. einen
Druck von 2 Atm. hat, in den Raum oberhalb des Kolbens eingelassen, so daß dieser
sich abwärts bewegen wird. Wenn der Stift die Glasoberfläche berührt. zieht das
Relaisl4 an, weil die Wicklung 10 an eine Wechselstromquelle angeschlossen wird,
wodurch die Luftzufuhr umgekehrt wird. Die Kolbenbewegung wird infolgedessen direkt
umgekehrt, bis der Kolben seine höchste Lage erreicht, wonach auf die im folgenden
geschilderte Weise wieder eine Umkehrung der Luftzufuhr erfolgt. Sobald der Peilstift
3 von der Flüssigkeitsoberfläche frei wird, wird die Relaiswicklung 10 stromlos,
wodurch das Relais abfällt, aber das System 11 verbleibt in seiner Lage.
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Der Stab 4 ist starr mit einem Querteil 21 verbunden, der durch einen
Stab 20 einen Teil 15 antreibt, der mit Reibung auf dem Zylinder 6 verschiebbar
ist. Die Reibung entsteht mittels einer unter Federdruck stehenden Buchse 34, die
mit der Buchse 15 verbunden ist und gegen den Zylinder drückt. Die Reibung ist so
groß, daß der KörperlS sich nicht durch sein Eigengewicht abwärts bewegen kann.
Der Stab 20 ist mit zwei Anschlägen bzw. Wulsten versehen, wo durch die Bewegungen
des Stabes 4 nur in bestimmten Lagen davon auf die Buchse 15 übertragen werden.
In der dargestellten Lage des Systems 11 bewegt sich der Kolben 5 abwärts und der
obere Anschlag 25 stößt dabei gegen die Buchse 15, so daß diese mitgenommen wird.
Nach der Umkehrung der Bewegung verbleibt die Buchse 15 einige Zeit lang in der
von ihr eingenommenen Lage, bis der Anschlag 22 ihn mitnehmen kann, so daß sie wieder
aufwärts bewegt wird. Die untere Lage der Buchse 15 bestimmt die Höhe des Flüssigkeitspegels,
und weil die Buchse eine Weile in dieser Lage verbleibt, kann die Höhe des Pegels
mittels eines Gerätes leicht sichtbar gemacht werden. Die Buchse 15 ist weiter mit
einem Kontakt 16 bestückt, der offen ist, solange er nicht mit dem Anschlag 17 in
Berührung kommt, was in der oberen Lage erfolgt. Hierbei wird der Stromkreis der
Wicklung 13 geschlossen, wodurch das System 11 umgeschaltet wird, was zur Folge
hat, daß die Druckluft nunmehr in den Raum unterhalb des Zylinders eingelassen wird,
der erst mit der Außenluft in Verbindung stand. Der Raum oberhalb des Kolbens wird
hierbei mit der Außenluft in Verbindung gebracht.
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Das System 11 verbleibt in dieser Lage, bis durch das Schließen des
Stromkreises 3, 9, 10 über die leitende Flüssigkeit das Relais 14 wieder anzieht.
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Um zu verhüten, daß die Bewegung zu schnell erfolgt, ist am Stab
4 ein Kolben 32 befestigt, der mit etwas Spielraum in einem mit Flüssigkeit gefüllten
Zylinder 31 spielt. Auf diese Weise wird die Bewegung hinreichend abgedämpft.
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Die untere Lage des Kolbens 5, die für den Stand der Flüssigkeitsoberfläche
maßgebend ist, wird auf einem Messer oder einem Registriergerät dadurch er-
kennbar
gemacht, daß die Buchse 15 mit einem Anschlag 33 versehen ist, der auf der Abschrägung
26 eines Übertragungsteiles läuft und um eine Spindel 27 bewegbar ist, aber stets
durch eine nicht dargestellte Feder gegen den Anschlag 33 gedrückt wird. In dem
Maße, wie sich die Buchse 15 abwärts bewegt, bewegt sich die Buchse 26 mehr nach
rechts, und diese Bewegung wird auf einen Verstellungsaufnehmer 28 übertragen, der
die Verstellung auf an sich bekannte Weise in eine entsprechende elektrische Spannung
umsetzt. die einem Verstärker 29 zugeführt wird. Der Verstellungsaufnehmer 28 kann
z. B. mit zwei Spulen ausgerüstet sein. die über einen beweglichen Kopplungskern
mit einer dritten Spule gekoppelt sind. Der Kopplungskern wird von der Buchse 26
bewegt, wodurch in jeder der erstgenannten Spule eine Spannung induziert wird, die
von der Lage des Kopplungskernes abhängig ist. Die Ausgangsspannung des Verstellungsaufnehmers
28 ist der Verstellung der Buchse 26 proportional, und diese Spannung wird auf bekannte
Weise im Stromkreis des Motors 30, der den Registrierteil antreibt, mit einer einstellbaren
Spannung ausgeglichen. Um zu erreichen, daß nur in der unteren Lage der Buchse 15
eine Aufzeichnung erfolgt, ist sie mit Kontakten 23 und 24 bestückt, die unter dem
Einfluß der Anschläge 22 und 25 stehen.
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Solange die Buchse 15 entweder abwärts oder aufwärts bewegt wird,
ist der Stromkreis des Motors 30 offen und der Motor unwirksam. Erst nachdem die
untere Lage erreicht worden ist, während die Buchse 15 eine Zeitlang in der Ruhestellung
verbleibt, ist der Motorstromkreis geschlossen, so daß die Lage registrierbar ist.
Weiter ist ein Anschlag 18 vorgesehen, der in der oberen Lage, wenn die Buchse 15
im Begriff ist, sich abwärts zu bewegen, und der Kontakt 23 sich also schließt,
den Kontakt 24 öffnet.
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Das Ganze kann von einem wärmeabwehrenden Mantel 19 umgeben sein.
Der Peilstift kann einfach am Stab 4 aufgehängt werden. Es braucht nur dafür gesorgt
zu werden, daß letzterer sich immer senkrecht oberhalb der Öffnung des Deckels befindet,
wobei nun auch beim Wechsel des Peilstiftes letzterer stets die richtige senkrechte
Lage hat. Nötigenfalls können Anschläge vorhanden sein, um eine etwaige seitliche
Bewegung des Peilstiftes zu beschränken.