DE1218170B

DE1218170B - Liquid level with hydrostatic transmission

Info

Publication number: DE1218170B
Application number: DEH45146A
Authority: DE
Inventors: Dr Johannes Krupp
Original assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Current assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Priority date: 1962-03-15
Filing date: 1962-03-15
Publication date: 1966-06-02

Description

Flüssigkeitspegel mit hydrostatischer Übertragung Zur Anzeige des Wasserstandes in Gewässern sind Flüssigkeitspegel mit hydrostatischer Übertragung bekannt, bei denen ein mit Wasser gefülltes Rohr (Steigerohr) mit seinem einen Ende in das Gewässer eintaucht und mit dem anderen Ende an die höher als der Spiegel des Gewässers gelegene Meßstelle geführt ist. An das obere Ende ,des Steigerohres ist ein Druckmeßgerät luftdicht angeschlossen. Damit die Messung vom äußeren Luftdruck unabhängig ist, muß das Druckmeßgerät gegen die äußere Atmosphäre arbeiten. In dem Steigerohr herrscht an der Meßstelle stets ein gewisser Unterdruck gegenüber der äußeren Atmosphäre, der dem Gewicht des über den Spiegel des Gewässers herausragenden und bis zu der Höhe, in der die Druckmessung stattfindet, reichenden Teiles der Wassersäule in dem Steigerohr entspricht. Da sich somit die Höhe dieser Wassersäule bei einer Hebung oder Senkung des Spiegels des Gewässers verändert, so ändert sich damit auch der von dem Druckmeßgerät angezeigte Unterdruck; das Druckmeßgerät kann also nach dem Pegelstand geeicht werden.Liquid level with hydrostatic transmission To display the Water levels in bodies of water are liquid levels with hydrostatic transmission known, in which a pipe filled with water (riser pipe) with its one end immersed in the water and with the other end to the higher than the mirror the measuring point located in the water. At the upper end of the riser pipe a pressure measuring device is connected airtight. So that the measurement of the external air pressure is independent, the pressure gauge must work against the external atmosphere. By doing There is always a certain negative pressure at the measuring point compared to the riser pipe outer atmosphere, the weight of the protruding above the level of the water and up to the height at which the pressure measurement takes place, part of the Corresponds to the water column in the riser pipe. Since this is the height of this water column if the level of the water rises or falls, it changes thus also the negative pressure indicated by the pressure measuring device; the pressure gauge can thus be calibrated according to the water level.

Diese Eichung gilt jedoch nur so lange unverändert, als sich der erwähnte über den Spiegel des Gewässers herausragende Teil der Wassersäule in dem Steigerohr nicht infolge Eindringens von Luft in das Rohrsystem verkürzt, indem ein Teil des dort befindlichen Wassers mEdas Gewässer abfließt. Nun ist aber an der höchstgelegenen Stelle des Rohrsystems, also gerade da, wo der Unterdruck seinen größten Wert annimmt, die Einschaltung von Absperr- oder Mehrwegehähnen unumgänglich, schon um das Steigerohr bei Inbetriebnahme der Anlage mit Wasser füllen zu können - was meist durch Ansetzen einer Saugpumpe geschieht -, sodann auch, um später etwa Einldas Rohrsystem eingedrungene Luftblasen nach oben ins Freie entweichen lassen zu können, zu welchem Zweck bekanntlich an der höchstgelegenen Stelle des Rohrsystems ein darüberliegender, luftdicht absperrbarer Wasservorratsbehälter angeschlossen ist. Es ist nun ohne untragbar großen Aufwand unmöglich, für einen robusten technischen Betrieb geeignete Absperrhähne baulich so zu verwirklichen, Idaß Isie für längere Zeiträume das Eindringen von Luft in das unter Unterdruck stehende Rohrsystem verhindern. Dazu kommt, daß ohnehin das gelegentliche Hochsteigen von aus dem Gewässer stammenden Luftblasen in dem Steigerohr trotz zweckmäßiger Ausbildung seines Mündungsteiles wohl kaum zu vermeiden sein wird. Die bisher bekannten hydrostatischen Pegel bedurften daher einer ständigen Überwachung und Wartung (Aufsteigenlassen der Luftblasen, Nachfüllen von Wasser in das Rohrsystem bzw. den Wasservorratsbehälter), so daß sie sich offenbar aus diesem Grunde nicht allgemein eingebürgert haben. However, this calibration is only valid as long as the mentioned part of the water column in which protruding above the level of the water The riser pipe is not shortened as a result of air entering the pipe system by part of the water located there with the water flowing away. But now it is on the highest point of the pipe system, i.e. precisely where the negative pressure is assumes the greatest value, the activation of shut-off or multi-way cocks is unavoidable, in order to be able to fill the riser pipe with water when the system is commissioned - which is usually done by attaching a suction pump - then also, for example, later Allow air bubbles that have penetrated the pipe system to escape upwards into the open to be able to, for what purpose, as is well known, at the highest point of the pipe system an overlying, airtight lockable water storage tank is connected is. It is now impossible for a robust technical without an unacceptably large amount of effort Operation of suitable shut-off valves in such a way structurally that Idaß Isie for longer periods Prevent air from entering the pipe system under negative pressure for periods of time. In addition, the occasional ascent of those coming from the water anyway Air bubbles in the riser pipe despite the practical design of its mouth part can hardly be avoided. The previously known hydrostatic gauges were required therefore constant monitoring and Maintenance (raising the air bubbles, refilling of water in the pipe system or the water storage tank), so that they are evidently for this reason not generally naturalized.

Um Absperrvorrichtungen von Vakuumleitungen abzudichten, ist es bereits bekannt, das in die Vakuumleitung eingeschaltete Absperrorgan von einem evakuierten Raum zu umschließen. It is already there to seal shut-off devices on vacuum lines known, the shut-off device switched on in the vacuum line by an evacuated one To enclose space.

Zur Vermeidung der genannten Nachteile wird ein hydrostatischer Pegel vorgeschlagen, bei dem das Eindringen von Luft in das Rohrsystem durch die Absperrhähne für einen beträchtlichen Zeitraum unmöglich ist und bei dem selbst dann, wenn ein gelegentliches Eindringen von Luft etwa durch in dem Steigerohr aufsteigende Luftblasen in das Rohrsystem stattfindet, dieser Umstand nochmals für einen beträchtlichen Zeitraum für die absolute Eichung des Pegels unschädlich ist. To avoid the disadvantages mentioned, a hydrostatic level is used proposed in which the penetration of air into the pipe system through the stop cocks impossible for a considerable period of time and even if a Occasional penetration of air, for example through air bubbles rising in the riser pipe takes place in the pipe system, this fact again for a considerable amount Period for the absolute calibration of the level is harmless.

Erfindungsgemäß ist ein erster Wasservorratsbehälter allseitig von einem zweiten Wasservorratsbehälter umgeben und steht mit ihm über einen im Betriebszustand geschlossenen Absperrhahn in Verbindtg, -ferner liegen gdie Absperrhähne des Steigerohres, des Druckmeßgerätes und gegebenenfalls eines Evàkuierungsstutzens in dem Raum zwischen erstem und zweitem Wasservorratsbehälter, und ihre Bedienungsorgane sind ,durch die Wandung des zweiten Wasservorratsbehälters hindurch wasserdicht nach außen geführt. According to the invention, a first water reservoir is on all sides surrounded by a second water storage tank and is in the operating state with it via a closed stop cock in connection, furthermore the stop cocks of the riser pipe, of the pressure measuring device and possibly an evacuation connection in the space between the first and second water storage tanks, and their controls are through the wall of the second water storage container passed through to the outside in a watertight manner.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform, bei weicher die Inbetriebnahme des hydrostatischen Pegels, also das Füllen des Rohrsystems mit Wasser, einfacher und bequemer ist, sind sowohl das Steigerohr als auch das Anschlußrohr des- Druckmeßgerätes jeweils für sich durch den zweiten Wasservorratsbehälter in den ersten Wasservorratsbehälter eingeführt. Vorteilhaft weist dann auch das Anschlußrohr des Druckmeßgerätes einen in dem Raum zwischen dem ersten Wasservorratsbehälter und dem zweiten Wasservorratsbehälter liegenden Absperrhahn auf. In an expedient embodiment, in the case of soft commissioning the hydrostatic level, i.e. filling the pipe system with water, is easier and more convenient are both the riser pipe as well as the connecting pipe des- pressure measuring device for itself through the second water reservoir in introduced the first water reservoir. The connecting pipe then also advantageously has of the pressure gauge one in the space between the first water reservoir and the stopcock located on the second water reservoir.

Die Einzelheiten beider Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeidh nung näher erläutert. The details of both embodiments of the invention are set forth in the following with reference to the Zeidhung explained in more detail.

Die linke Seite der Zeichnung zeigt einen hydrostatischen Pegel, bei dem nur die Fortsetzung des Steigerohres durch die Wandungen beider Wasservorratsbehälter hindurchgeführt und das Druckmeßgerät außerhalb an das Steigerohr angeschlossen ist, während Ibei dem in der rechten Zeichnungshälfte abgebildeten hydrostatischen Pegel das Steigerohr und das Anschlußrohr des Druckmeßgerätes jeweils für sich durch die Wandungen beider Wasservorratsbehälter durchgeführt sind. Übereinstimmende Teile der beiden Pegel sind mit denselben Bezugszeichen versehen. 1 bedeutet das Gewässer (Fluß, Kanal od. dgl.), dessen Wasserstand angezeigt werden soll. 2 ist jeweils das Steigerohr, Idessen unteres Ende in einer Tiefe, die unterhalb des niedrigst zu erwartenden Wasserstandes liegt, in dem Gewässer mündet. Als Druckmeßgerät 3 dient ein offenes Quecksilbermanometer. 4 ist der im Betriebszustand offene Absperrhahn für das in den ersten Wasservorratsbehälter 5 mündende Steigerohr 2, der sich zwischen den Wandungen des ersten Wasservorratsbehälters 5 und des zweiten Wasservorratsbehälters 8 befindet. Der von dem Quecksilbermanometer 3 angezeigte Unterdrudk entspricht dem Höhenunterschief 6 zwischen dem Gewässerspiegei und der Höhe des Quecksilbermeniskus auf der Unterdruckseite, denn auch das Rohrstück oberhalb dieses Meniskus ist mit Wasserlgefüllt. In dem ersten Wasservorratsbehälter 5 mündet ferner ein Evakuierungsstutzen 7, der wiederum durch die Wandungen des zweiten Wasservorratsbehälters 8 und des ersten Wasservorratsbehälters 5 wasserdicht hindurchgeführt ist. Er ist in dem Raum zwischen der Wandung des ersten Wasservorratsbehälters 5 und der des zweiten Wasservorratsbehälters 8 mit einem Absperrhahn 9 versehen. 10 ist die im Betriebszustand abgesperrte Verbindungsleitung zwischen dem ersten Wasservorratsbehälter 5 und dem zweiten Wasservorratsbehälter 8. Bei dem rechts gezeichneten Pegel ist auch ydas in dem ersten Wasservorrabsbehälter 5 mündende Anschlußrohr 2 a des Druckmeßgerätes mit einem im Betriebszustand offenen Absperrhahn 11 versehen, der genauso ausgebildet und angeordnet ist, wie der Absperrhahn 4. Die Bedlenungsspindeln der Absperrhähne 4, 9, 11 (und gegebenenfalls auch 10) sind durch die Wandung des zweiten Wasservorratsbehälters 8 wasserdicht hindurchgeführt, so daß alle Hähne von außen bedient werden können. The left side of the drawing shows a hydrostatic level, in which only the continuation of the riser pipe through the walls of both water storage tanks passed through and the pressure gauge connected outside to the riser pipe is, while I in the case of the hydrostatic one shown in the right half of the drawing Level the riser pipe and the connection pipe of the pressure gauge each by itself the walls of both water storage tanks are carried out. Matching parts the two levels are provided with the same reference symbols. 1 means the body of water (River, channel or the like) whose water level is to be displayed. 2 is each the riser pipe, its lower end at a depth below the lowest expected water level is in which the water flows. As a pressure measuring device 3 an open mercury manometer is used. 4 is the shut-off valve, which is open in the operating state for the riser pipe 2 which opens into the first water storage tank 5 and is located between the walls of the first water storage container 5 and of the second water storage container 8 is located. The underpressure indicated by the mercury manometer 3 corresponds the height difference 6 between the water level and the height of the mercury meniscus on the negative pressure side, because the piece of pipe above this meniscus is also with Filled with water. An evacuation nozzle also opens into the first water storage container 5 7, which in turn through the walls of the second water reservoir 8 and the first water reservoir 5 is passed watertight. He's in the room between the wall of the first water storage container 5 and that of the second water storage container 8 provided with a shut-off valve 9. 10 is the connecting line that is shut off in the operating state between the first water reservoir 5 and the second water reservoir 8. At the level drawn on the right, there is also ythat in the first water storage tank 5 opening connection pipe 2a of the pressure gauge with an open in the operating state Stopcock 11 is provided, which is designed and arranged in exactly the same way as the stopcock 4. The control spindles of the stop cocks 4, 9, 11 (and possibly also 10) are passed through the wall of the second water reservoir 8 in a watertight manner, so that all taps can be operated from the outside.

Gelangt nun während des Betriebes aus irgendeinem Grunde Luft in den ersten Wasservorratsbehält er 5, so wird diese sich zunächst in dessen oberen Teil ansammeln. Diese Ansammlung von Luft ist beim links abgebildeten Pegel so lange unschädlich, als das Wasser im Steigerohr noch bis über den Anschlußpunkt 12 des Druckmeßgerätes 3 reicht, beim rechts abgebildeten Pegel so lange, als sich die Mündungen des Steigerohres 2 und des Anschlußrohres 2a des Druckmeßgerätes noch unter Wasser befinden. Dazu kommt, daß bei einer etwaigen Undichtigkeit der Hähne 4, 9, 10 oder 11 nur Wasser vom zweiten Wasservorratsbehälter 8 in den ersten Wasservorratsbehälter 5 gelangen kann, und zwar so lange, bis der Wasservorrat lim zweiten Wasservorratsbehälter verbraucht ist. Gegen das Eindringen von Wasser lassen sich aber Absperrhähne leicht vollkommen dicht ausführen. Der zweite Wasservorratsbehälter ist als mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehend angenommen, er ist also oben offen oder nur zur Vermeidung von Verschmutzung abgedeckt. Now, for whatever reason, air gets in during operation the first water reservoir he 5, this is first in its upper Accumulate part. This accumulation of air is so long at the level shown on the left harmless, as the water in the riser pipe still above the connection point 12 of the Pressure measuring device 3 is enough, at the level shown on the right, as long as the Mouths of the riser pipe 2 and the connecting pipe 2a of the pressure gauge still under water are located. In addition, in the event of a leak in the taps 4, 9, 10 or 11 only water from the second water reservoir 8 into the first water reservoir 5 can get, until the water supply lim second water storage tank is used up. But shut-off valves can easily be used to prevent the ingress of water run completely tight. The second water reservoir is as with the free one It is assumed to be related to the atmosphere, so it is open at the top or only for the Avoidance of pollution covered.

Es leuchtet ein, adaß es bei dem erfindungsgemäßen hydrostatischen Pegel gegenüber dem bisher bekannten einer ungleich viel längeren Zeit bedarf, bis sich schließlich in dem ersten Wasservorratsbehälter 5 so viel Luft- arkgesammelt hat, daß ein Öffnen- des Absperrbahnes 10 (nach vorherigem Schließen des Absperrhahnes 4) notwendig wird, um die Luft nach oben entweichen und gleichzeitig aus dem zweiten Wasservorratsbehälter Wasser in'den ersten Wasservorratsbehälter nachstriimen zu lassen. Anschließend hieran wird auch der zw.eite Wasservorratsbehälter wieder mit Wasser aufgefüllt. Die erstmalige Inbetriebnahme des Pegels geschieht in bekannter Weise entweder durch Evakuierung des ersten Wasservorratsbehälters unter Bedienung der Absperrhähne oder dadurch, daß die Mündung des Steigerohres Gewässer zunächst verschlossen und dås ganze System von oben her mit Wasser gefüllt wird, falls die lichten Weiten und die Durchgangsquerschnitte so groß sind, daß die verdrängte Luft nach oben entweichen kann. Der Evakuierungsstutzein 7 ist in diesemsFall entbehrlich. Ist er jedoch vorhanden, so wird er zweckmäßig ebenfalls mit Wasser gefüllt, so daß auch sein Absperrhahn 9 allseitig von Wasser umgeben ist. It is evident that it is with the hydrostatic according to the invention Level compared to the previously known requires a much longer time until Finally, so much air ark is collected in the first water storage container 5 has that an opening of the shut-off web 10 (after previous closing of the shut-off valve 4) becomes necessary to allow the air to escape upwards and at the same time from the second Water reservoir to trim water in'den first water reservoir permit. Then the second water storage tank is also included again Topped up with water. The first commissioning of the level takes place in known Way either by evacuating the first water storage tank under operation the shut-off cocks or by the fact that the mouth of the riser pipe waters first closed and the whole system is filled with water from above, if the clearances and the passage cross-sections are so large that the displaced air can escape upwards. The evacuation socket in 7 is not necessary in this case. If it is present, however, it is also expediently filled with water, see above that his shut-off valve 9 is surrounded on all sides by water.

Claims

Claims: 1. Liquid level with hydrostatic transmission to the measuring point higher than the level of the water by means of a with Water-filled riser pipe and one connected to the riser pipe Pressure measuring device, with an airtight at the highest point of the pipe system lockable water storage tank connected as well as the necessary shut-off cocks are switched on, d a d u r c h characterized that a first water storage tank (5) is surrounded on all sides by a second water reservoir (8) and with it is in communication via a shut-off valve (10) which is closed in the operating state and that the shut-off cocks (4, 11, 9) of the riser pipe, of the pressure measuring device and possibly an evacuation nozzle in the space between the first and second water storage tanks lie and their controls through the wall of the second water reservoir (8) are passed through to the outside in a watertight manner.

2. Liquid level according to claim 1, characterized in that. both the riser pipe (2) and the connecting pipe (2a) of the pressure gauge (3) each for itself through the second Water reservoir (8) in the first water reservoir (5) are introduced.

3. Liquid level according to claim 1 and 2, characterized in that that the connecting pipe (2a) of the pressure measuring device (3) one in the space between the first water reservoir ter (5) and the second water storage tank (8) has lying shut-off valve (11).

Documents considered: German Patent No. 247 051; UNITED STATES. - Patent No. 1179695.