DE1261685B

DE1261685B - Device for measuring the liquid level in a container

Info

Publication number: DE1261685B
Application number: DE1965V0029837
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad Rausch
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1965-12-02
Filing date: 1965-12-02
Publication date: 1968-02-22
Also published as: FR1505665A

Description

Vorrichtung zum Messen des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter mit einer in der Flüssigkeit angeordneten, mit einem Druckmesser verbundenen und in der Nähe des Behälterbodens mit der Flüssigkeit in Verbindung stehenden Luftkammer, insbesondere für die Inhaltsmessung von Kraftfahrzeugtanks, wobei die Flüssigkeit aus dem Behälter durch eine Pumpe abgesaugt und ein Teil dieser abgesaugten Flüssigkeit durch die Pumpe unter Mitführung von Luft aus einer mit der Absaugleitung in Verbindung stehenden Luftleitung der Behälterflüssigkeit in der Luftkammer wieder zugeführt wird.Device for measuring the liquid level in a container Die The invention relates to a device for measuring the liquid level in one Container with a arranged in the liquid, connected to a pressure gauge and in the vicinity of the container bottom with the liquid communicating air chamber, in particular for measuring the contents of motor vehicle tanks, the liquid sucked out of the container by a pump and some of this sucked liquid by the pump with entrainment of air from one in connection with the suction line standing air line of the container liquid in the air chamber is supplied again will.

Derartige Vorrichtungen zur Flüssigkeits-Standmessung sind bereits lange bekannt (deutsche Patente 578167, 602 692). Bei den bekannten Ausführungen erfolgte der Aufbau des der Standhöhe der Flüssigkeit im Behälter entsprechenden Druckes in der Luftkammer stets in der Weise, daß an die Absaugleitung in der Regel in der Nähe des Behälterbodens eine Verbindungsleitung mit Luft oder dem Raum über der Flüssigkeit im Behälter angeschlossen wurde. Such devices for liquid level measurement are already known for a long time (German patents 578167, 602 692). In the known versions the structure was built up to correspond to the level of the liquid in the container Pressure in the air chamber always in such a way that to the suction line as a rule a connection line with air or the room via near the bottom of the container connected to the liquid in the container.

Durch die in die Absaugleitung bei Inbetriebnahme der Vorrichtung einströmende Flüssigkeit wird zunächst auch die in der Luftleitung stehende Flüssigkeit abgesaugt und anschließend durch den andauernden Flüssigkeitsstrom Luft mitgerisen. Dieses Gemisch fließt über die Absaugpumpe, hinter welcher durch eine dünne Rückführleitung wieder ein Teil in die Behälterflüssigkeit in der Luftkammer durch den Pumpendruck zurückgeführt wird. Durch diese mitgeführte Luft wird in der Luftkammer ein Überdruck so lange aufgebaut, bis der durch das Absinken der Flüssigkeit entstandene hydrostatische Druck der Standhöhe der Flüssigkeit im Behälter entspricht. Die dann noch weiter zugeführte Luft perlt durch die Bodenöffnungen der Luftkammer und die Behälterflüssigkeit wieder in den Raum über diese zurück.By entering the suction line when the device is started up Inflowing liquid is initially also the liquid standing in the air line sucked off and then entrained air by the continuous flow of liquid. This mixture flows through the suction pump, behind which through a thin return line again a part in the container liquid in the air chamber by the pump pressure is returned. This entrained air creates an overpressure in the air chamber built up until the hydrostatic Pressure corresponds to the level of the liquid in the container. Then even further supplied air bubbles through the bottom openings of the air chamber and the container liquid back into the room via this.

Diese bekannte Ausführungsform hat den Nachteil, daß von der in der Absaugleitung mitgerissenen Luft nur ein sehr kleiner Teil über die Rückführungsleitung entsprechend dem kleinen Anteil an rückgeführter Flüssigkeit in die Luftkammer gelangt und sich der für die Standmessung notwendige Druck bei Inbetriebnahme der Anlage nur langsam aufbaut. Die bekannten Vorrichtungen sind ferner ausschließlich für den Einbau in die Behälterdecke geeignet und wegen der notwendigen Wanddurchführungen von Rohrleitungen, die gut abgedichtet sein müssen, auch relativ aufwendig. Der Erfindung war die Aufgabe gestellt, das bekannte Prinzip dieser Vorrichtungen zu verbessern und vor allem eine Ausführung zu schaffen, die für Behälterformen geeignet ist, bei welchen der obere Teil vom unteren Teil des Behälters derart seitlich versetzt ist, daß ein Einbau der Meßvorrichtung, die bis in die Nähe des Behälterbodens reichen muß, in die Behälterdecke nicht möglich ist. This known embodiment has the disadvantage that of the in the Extraction line entrained air only a very small part via the return line gets into the air chamber according to the small amount of returned liquid and the pressure required for the level measurement when the system is commissioned builds up slowly. The known devices are also exclusively for suitable for installation in the tank ceiling and because of the necessary wall penetrations of pipelines that have to be well sealed, also relatively expensive. Of the Invention, the task was set to the known principle of these devices improve and above all to create a design that is suitable for container shapes is in which the upper part is offset from the lower part of the container in such a way laterally is that an installation of the measuring device, which extend into the vicinity of the container bottom must, in the container ceiling is not possible.

Die Erfindung verbessert die bekannten Vorrichtungen dadurch, daß der Aufbau des der Standhöhe der Flüssigkeit im Behälter entsprechenden Druckes in der Luftkammer durch eine Strahldüse erfolgt, die in die Rückleitung der Flüssigkeit von der Absaugpumpe eingebaut und welcher die Luftleitung zugeführt ist. Für den Einbau der Vorrichtung im Behälterboden wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Luftkammer als in den Boden des Behälters einsetzbares Rohr mit einem Verschluß stück für die Behälteröffnung ausgebildet ist und im Verschlußstück die in die Luftkammer mündende Strahldüse sowie die Zuführungen zu dieser für den Flüssigkeitsrücklauf von der Absaugpumpe und für die Luftleitung angeordnet sind. Zur zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung zu einem einheitlichen Geber wird im Verschluß stück auch der Anschluß für die kapillarförmige Verbindungsleitung zwischen der Luftkammer und dem Druckmesser vorgesehen, wobei diese Verbindungsleitung in der Luftkammer in ein im Verschlußstück befestigtes und bis fast an den oberen Rand der Luftkammer reichendes Rohr mündet und die Luftkammer im Inneren des Behälters bis auf Öffnungen in Bodennähe allseits dicht geschlossen ist. Die Höhe der Luftkammer kann kleiner, sogar erheblich kleiner als die maximale Standhöhe der Flüssigkeit im Behälter sein. Ihr Volumen muß jedoch auf jeden Fall größer sein als das Volumen der Verbindungsleitung zum Druckmesser einschließ- lich dessen Druckraum. Um ein Verschmutzen der Strahldüse zu vermeiden, ist es ferner vorteilhaft, um die Mündung der Düse in der Luftkammer einen Rohrstutzen varzusehen, der mit dem Verschlußstück dicht verbunden und dessen Volumen größer als das der Luftleitung ist. Die Strahldüse kann als Doppeldüse ausgeführt sein, wobei in den Zwischenraum zwischen den beiden Düsen die Luftleitung einmündet. The invention improves the known devices in that the build-up of the pressure corresponding to the level of the liquid in the container takes place in the air chamber through a jet nozzle, which is in the return line of the liquid installed by the suction pump and to which the air line is fed. For the Installation of the device in the container bottom, the object is achieved in that the Air chamber as a tube with a closure that can be inserted into the bottom of the container piece is formed for the container opening and in the closure piece in the air chamber opening jet nozzle as well as the feeds to this for the liquid return are arranged by the suction pump and for the air line. For practical design the device to a single encoder is in the breech piece and the connection for the capillary-shaped connecting line between the air chamber and the pressure gauge provided, this connecting line in the air chamber in an in the closure piece attached and reaching almost to the upper edge of the air chamber pipe opens and the air chamber inside the container on all sides except for openings near the bottom is tightly closed. The height of the air chamber can be smaller, even considerably smaller than the maximum level of the liquid in the container. However, their volume must in any case larger than the volume of the connection line to the pressure gauge inclusive Lich its pressure room. To avoid contamination of the jet nozzle To avoid it, it is also advantageous to place the mouth of the nozzle in the air chamber a pipe socket to be seen, which is tightly connected to the closure piece and its Volume is greater than that of the air line. The jet nozzle can be designed as a double nozzle The air line opens into the space between the two nozzles.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel zur näheren Erläuterung der Erfindung in schematischer Darstellung abgebildet. The drawing shows an exemplary embodiment for a more detailed explanation the invention shown in a schematic representation.

In einem Flüssigkeitsbehälter 1 mit dem Einfüllstutzen la in der Behälterdecke ist im Behälterboden eine Öffnung vorgesehen, in welche von unten ein geschlossenes Rohr 2 in den Behälter eingesetzt werden kann. Das Rohr 2 ist auf einem Verschlußstück 3 aufgebaut und bildet die mit Ausnahme von Öffnungen4 in Bodennähe allseits geschlossene Luftkammer der Meßvorrichtung. Durch Verschrauben z. B eines Befestigungsflansches 3 a an dem Verschlußstück 3 oder andere geeignete Befestigungsmittel kann unter Zwischenfügung einer Dichtung 5 die Luftkammer 2 fest und dicht mit dem Behälterboden verbunden werden. In dem Verschluß stück 3 sind eine Doppelstrahldüse 6,7 sowie die Zuführungskanäle und die Anschlußverbindungen für die Flüssigkeitsleitung 8 und für die Luftleitung 9 eingebaut. In a liquid container 1 with the filler neck la in the Container top, an opening is provided in the container bottom, into which from below a closed tube 2 can be inserted into the container. The pipe 2 is built on a closure piece 3 and forms the with the exception of openings4 close to the ground on all sides closed air chamber of the measuring device. By screwing z. B of a mounting flange 3 a on the locking piece 3 or other suitable Fastening means can fix the air chamber 2 with the interposition of a seal 5 and be tightly connected to the bottom of the container. In the closure piece 3 are a double jet nozzle 6,7 as well as the supply channels and the connection connections installed for the liquid line 8 and for the air line 9.

Die Flüssigkeitsleitung 8 ist mit dem Ausgang der nicht dargestellten Absaugpumpe verbunden und mündet in die Düse 6, während die Luftleitung mit dem Entlüftungsrohr 10 vom Einfüllstutzen 1 a verbunden ist und in einen Zwischenraum 11 zwischen den Düsen 6 und 7 mündet. Im Verschlußstück 3 ist ferner auch der Anschluß für die Verbindungsleitung D2 der Luftkammer 2 mit dem nicht dargestellten Druckmesser eingebaut. Im Inneren der Luftkammer2 ist die Verbindungsleitung 12 mit einem Rohrl3 dicht verbunden, welches fast bis an den oberen Rand der Luftkammer reicht. Die Höhe der Luftkammer 2 ist kleiner als die maximale Standhöhe H der Flüssigkeit im Behälter. Ihr Volumen muß jedoch größer sein als das Volumen des Rohres 83, der Verbindungsleitung 12 und des Druckraumes im Druckmesser, um ein Eindringen der Flüssigkeit in das Rohr 1L3 bei maximal auftretender Abkühlung mit Sicherheit auszuschließen. Um die Mündung der Strahldüse 7 ist ferner in der Luftkammer 2 noch ein Rohrstutzen 14 angeordnet und dicht mit dem Verschlußstück verbunden, dessen Volumen größer als das der Luftleitung 9 sein soll, damit die Mündung der Strahldüse stets unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt.The liquid line 8 is connected to the output of the not shown Connected suction pump and opens into the nozzle 6, while the air line with the Vent pipe 10 is connected from the filler neck 1 a and into an intermediate space 11 opens between the nozzles 6 and 7. In the closure piece 3 is also the connection for the connecting line D2 of the air chamber 2 with the pressure gauge, not shown built-in. Inside the air chamber 2 is the connecting line 12 with a pipe 13 tightly connected, which extends almost to the upper edge of the air chamber. the The height of the air chamber 2 is less than the maximum height H of the liquid in the Container. However, their volume must be greater than the volume of the tube 83, the Connecting line 12 and the pressure chamber in the pressure gauge to prevent penetration of the Certainly to exclude liquid in the pipe 1L3 in the event of maximum cooling. Around the mouth of the jet nozzle 7 is also a pipe socket in the air chamber 2 14 arranged and tightly connected to the closure piece, the volume of which is larger than that of the air line 9 should be so that the mouth of the jet nozzle is always below of the liquid level.

Wenn in den Behälter 1 durch den Einfüllstutzen la Flüssigkeit eingefüllt wird, fließt diese durch die Öffnungen 4 auch in die - Luftkammer 2 und steigt in dieser zunächst bis zum oberen Rand des Rohrstutzens 14, da die in der Luftkammer befindliche Luft durch den Rohrstutzen 14 über die Strahldüse und die Luftleitung 9 nach außen entweichen kann. When filled into the container 1 through the filler neck la liquid it flows through the openings 4 also into the air chamber 2 and rises into this first up to the upper edge of the pipe socket 14, since the in the air chamber Air present through the pipe socket 14 via the jet nozzle and the air line 9 can escape to the outside.

Bei weiterem Einfüllen von Flüssigkeit fließt diese auch in den Rohrstutzen 14 sowie über die Strahl düse in die Luftleitung 9 und schließt den Innenraum der Luftkammer gegenüber der Außenluft ab, so daß bei weiterem Füllen in der Luftkammer und in den mit dieser verbundenen Räumen des Rohres -13 sowie der Verbindungsleitung 12 zum - nicht dargestellten Druckmesser ein Überdruck aufgebaut wird, der ver- hindert, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Luftkammer bis an ihr oberes Ende ansteigt. In der Luftleitung 9 steigt dagegen der Flüssigkeitsspiegel ungefähr bis zur Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälterinneren an, bis der hydrostatische Druck der Flüssigkeit dem in der Luftkammer aufgebauten, Überdruck das Gleichgewicht hält. Der Druckmesser zeigt zunächst einen Überdruck an, der dem Niveauunterschied zwischen Flüssigkeitsspiegel im Behälter und in der Luftkammer entspricht.If you fill in more liquid, it will also flow into the pipe socket 14 and through the jet nozzle into the air line 9 and closes the interior of the Air chamber compared to the outside air, so that with further filling in the air chamber and in the spaces connected to the pipe -13 and the connecting line 12 to the pressure gauge, not shown, an overpressure is built up which prevents that the liquid level in the air chamber rises to its upper end. In the air line 9, however, the liquid level rises approximately to the level of the Liquid level inside the container until the hydrostatic pressure of the liquid the overpressure built up in the air chamber is in equilibrium. The pressure gauge initially shows an overpressure, which is the difference in level between the liquid level in the container and in the air chamber.

Sobald die nicht dargestellte Absaugpumpe in Betrieb gesetzt wird, dringt ein einer Teil der von der Absaugpumpe geförderten Flüssigkeit durch die Rücklaufleitung 8 und durch die Düsen 6 und 7 in die Luftkammer zurück, wobei im ringförmigen Zwischenraum 11 zwischen den Düsen 6 und 7 ein Unterdruck entsteht, durch welchen zunächst die in der Luftleitung 9 stehende Flüssigkeit und anschließend Luft in den Rohrstutzenl4 mitgerissen wird. Währt rend die in die Luftkammer 2 zurüdclließende Flüssigkeit durch die Öffnungen 4 in den Behälter 1 fließen kann, sammelt sich die abgesaugte Luft in der Luftkammer an und erhöht den Überdruck in dieser und in den mit ihr verbundenen Räumen, wobei der Flüssigkeitsspiegel in der Luftkammer bis zu den Öffnungen 4 absinkt. Weitere von der Strahldüse in die Luftkammer geförderte Luft erhöht den tlberdruck nicht, da sie ebenso wie die zurückgeführte Flüssigkeit durch die Öffnungen 4 in den Behälter 1 ausfließt und in der Flüssigkeit in Form von Luftblasen nach oben perlt. Der in der Luftkammer, im Rohr 13 und der Verbindungsleitung 12 sowie im Druckmesser aufgebaute tZberdruck ist gleich dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit an den Öffnungen 4 der Luftkammer, welcher proportional der Höhe h des Flüssigkeitsspiegels über den Öffnungen 4 ist. Der vom Druckmesser angezeigte Druck ist ein Maß für den Füllstand im Behälter 1 und kann entsprechend der Behälterform in Volumens einheiten geeicht sein. As soon as the suction pump, not shown, is put into operation, some of the liquid conveyed by the suction pump penetrates through the Return line 8 and through the nozzles 6 and 7 back into the air chamber, with im annular gap 11 between the nozzles 6 and 7 creates a negative pressure, through which first the liquid standing in the air line 9 and then Air is entrained in the Rohrstutzenl4. During rend the back into the air chamber 2 Liquid can flow through the openings 4 in the container 1, collects sucked air in the air chamber and increases the overpressure in this and in the rooms connected to it, with the liquid level in the air chamber up drops to the openings 4. More from the jet nozzle into the air chamber Air does not increase the pressure, as it does the same as the returned liquid flows through the openings 4 into the container 1 and in the liquid in the form bubbles upwards with air bubbles. The one in the air chamber, in the pipe 13 and the connecting line 12 as well as the tZ overpressure built up in the pressure gauge is equal to the hydrostatic pressure of the liquid at the openings 4 of the air chamber, which is proportional to the height h is the liquid level above the openings 4. The one indicated by the pressure gauge Pressure is a measure of the level in container 1 and can be adjusted according to the shape of the container be calibrated in volume units.

Wird die Absaugpumpe wieder abgestellt, dann wird auch die Strömung der Flüssigkeit durch die Strahldüsen 6 und 7 beendet. Über die Strahldüse 7 und den Zwischenraum 11- fließt Flüssigkeit aus den Rohrstutzen 14 in die Luftleitung 9 bis ungefähr zur Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Behälter, bis der hydrostatische- Druck der Flüssigkeit in der -Luftleitung 9 dem Überdruck der Luft in der Luftkammer das Gleichgewicht hält. Die Anzeige des Druckmessers fällt nur geringfügig ab; weil das Volumen der Luftleitung 9 sehr klein ist gegenüber dem der Luftkammer 2 und den mit dieser verbundenen Räumen. Das- Volumen des Rohrstutzens 14 ist größer als das der -Luftleitung 9, so daß stets ein Flüssigkeitsrest im Rohrstutzen 14 verbleibt. Die Höhe des Rohrstutzens kann so groß sein, daß der Spiegel der in dem Raum zwischen der Luftkammer 2 und dem Rohrstutzen 14 -infolge Verminderung des Überdruckes durch starke Abkühlung über die Öffnungen 4 einfließenden Flüssigkeit immer unter seinem oberen, offenen Ende bleibt. Dadurch wird eine Versehmutzung der Düsenbohrungep durch eventuell am Behälterboden angesammelte Verunreinigungen yermieden. If the suction pump is switched off again, then the flow is also reduced the liquid terminated through the jet nozzles 6 and 7. Via the jet nozzle 7 and the intermediate space 11- liquid flows from the pipe socket 14 into the air line 9 to approximately the height of the liquid level in the container, until the hydrostatic Pressure of the liquid in the air line 9 corresponds to the excess pressure of the air in the air chamber keeps the balance. The pressure gauge display drops only slightly; because the volume of the air line 9 is very small compared to that of the air chamber 2 and the rooms connected to it. The volume of the pipe socket 14 is greater than that of the air line 9, so that a residual liquid always remains in the pipe socket 14. The height of the pipe socket can be so large that the mirror in the space between the air chamber 2 and the pipe socket 14 due to a reduction in the overpressure strong cooling through the openings 4 inflowing liquid always below his top, open end remains. This means that the nozzle bore will be contaminated Avoid any impurities that may have accumulated on the bottom of the container.

Wird die Absaugpumpe wieder in Betrieb gesetzt, so baut sich erneut ein dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit entsprechender Überdruck in der Luftkammer 2 auf; wobei der -eventuell angestiegene Flussigkeitsspiegel wieder bis auf die Höhe der Öffnungen 4 absinkt und in den Raum zwischen der Luftkammer 2 und dem Rohrstutzen 14 zuvor eingedrungene Flüssigkeit oder Verunreinigungen in den Behälter 1 wieder zurückgedrückt werden. If the suction pump is put back into operation, it builds up again an overpressure in the air chamber corresponding to the hydrostatic pressure of the liquid 2 on; where the -possible increased liquid level again drops to the level of the openings 4 and into the space between the air chamber 2 and the pipe socket 14 previously penetrated liquid or impurities in the container 1 must be pushed back again.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, eine richtige Standhöhenanzeige sehr rasch bei jeder Inbetriebnahme der Absaugpumpe zu erreichen. The device according to the invention enables a correct standing height display can be reached very quickly every time the suction pump is started up.

Durch die rohrförmige Ausbildung der Luftkammer und ihren Aufbau auf einem Verschlußstück, in welchem auch sämtliche Zu- und Ableitungen der Meßvorrichtung eingebaut sind, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders für eine Kraftstoffstandanzeige von sehr komplizierten Tankformen geeignet, wie sie zur Ausnutzung von toten Räumen in der Karosserie von Kraftfahrzeugen in zunehmendem Maße Verwendung finden.Due to the tubular design of the air chamber and its structure a closure piece, in which also all supply and discharge lines of the measuring device are installed, the device according to the invention is particularly suitable for a fuel level indicator suitable for very complicated tank shapes, such as those used for the exploitation of dead spaces are increasingly used in the body of motor vehicles.

Claims

Claims: 1. Device for measuring the liquid level in a container with a pressure gauge arranged in the liquid connected and in the vicinity of the container bottom with the liquid in connection standing air chamber, especially for measuring the contents of motor vehicle tanks, wherein the liquid is sucked out of the container by a pump and a part of this sucked liquid through the pump with entrainment of air from a with the suction line connected air line of the container liquid in is fed back to the air chamber, characterized in that the structure the pressure in the air chamber corresponding to the level of the liquid in the container (2) takes place through a jet nozzle (6,7), which is in the return line (8) of the liquid from the suction pump builds and to which the air line (9) is fed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the air chamber as a tube (2) which can be inserted into the bottom of the container (1) and has a closure piece (3) is designed for the container opening and in the closure piece in the air chamber opening jet nozzle (6, 7) as well as the feed lines to this for the liquid return (8) of the suction pump and for the air line (9) are arranged.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that in the closure piece (3) also the connection for the capillary-shaped connecting line (12) is provided between the air chamber (2) and the pressure gauge and this connecting line in the air chamber in a fixed in the closure piece and almost to the top Edge of the air chamber reaching tube (13) opens, and that the air chamber inside of the container is tightly closed on all sides except for openings (4) near the bottom.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the height of the air chamber (2) is less than the maximum height (H) of the liquid in the container.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that around the mouth of the jet nozzle (7) in the air chamber (2) a pipe socket (14) is arranged and tightly connected to the closure piece (3), the volume of which is greater than that of the air line (9).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the jet nozzle (6, 7) designed as a double nozzle and into the space (11) the air line (9) opens between the two nozzles.