-
Standanzeiger für Flüssigkeiten mit einem Schreibgerät Die Erfindung
bezieht sich auf einen Standanzeiger für Flüssigkeiten mit einem Schreibgerät und
Über tragung des Meßweges vom Geber zur Anzeigevorrichtung mittels eines Kolbens,
unter Verwendung des Druckes eines vom Flüssigkeitsstand abhängigen, abgeschlossenen
Luftvolumens.
-
Es ist bereits ein derartiger Standanzeiger bekannt (s. deutsche
Auslegeschrift 1 052 699), wobei die Übertragung hydraulisch von einem Geber zu
einem Empfänger erfolgt, welche beide einen Kolben mit Flüssigkeitsabschluß auf
der Rückseite aufweisen.
-
Dieser bekannte Standanzeiger besteht somit im wesentlichen aus zwei
Teilen mit zwei Kolben, zwischen denen keine Luftsäule zur Übertragung eingeschaltet
ist. Auch ist keine unmittelbare Anzeige oder Registrierung durch den Meßkolben
selbst möglich. Ein weiterer Nachteil entsteht dadurch, daß etwaige Druckstöße ohne
jede Dämpfung auf das Anzeigesystem wirken. Zur Abdichtung des hydraulischen Stranges
sind ferner Faltenbälge vorgesehen, während die Schwimmerbewegung sowie die Anzeige
über je ein Gestänge erfolgen. Dadurch ist auch der Aufwand vergleichsweise groß,
weil die bekannte Einrichtung einen komplizierten Aufbau zeigt.
-
Es ist weiter eine Vorrichtung zum Anzeigen des Flüssigkeitsstandes
bekannt, wobei die Wandung des Flüssigkeitsbehälters zum Teil von einer Membrane
gebildet wird, welche entweder direkt oder über eine von einer zweiten Membrane
abgeschlossenen Flüssigkeitssäule auf ein Anzeigewerk wirkt (s. österreichische
Patentschrift 61 734). Dabei sind Dämpfungsanschläge für Druckspitzen vorgesehen.
Diese Vorrichtung besitzt aber keinerlei Kolben, sondern nur Membranen, so daß nur
geringe Veränderungen des Flüssigkeitsstandes angezeigt werden können. Daher ist
auch eine Direktanzeige durch den Meßkolben selbst nicht möglich, auch fehlt eine
Luftsäule zur Übertragung.
-
Man kennt auch schon einen Inhaltsanzeiger für Flüssigkeitsbehälter
mit einer Kammer, die mit dem Zapfhahn des Behälters verbunden und durch eine elastische
Zwischenwand unterteilt ist, wobei ein Raum der Kammer von der Zapfflüssigkeit beaufschlagt
wird, während in einem anderen Raum eine Meßflüssigkeit steht (s. deutsches Gebrauchsmuster
1 716 527). Auch hier sind keine Meßkolben vorgesehen, so daß keine unmittelbare
Anzeige durch diese erfolgen kann, und es fehlt eine elastische Luftsäule.
-
Gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster 1 821 905 ist auch eine pneumatische
Tankinhaltsmeßanlage für Schiffstanks mit mehreren Tauchglocken und
Tankboden bekannt,
die durch stetigen Luftausgleich auch bei starkem Seegang eine einwandfreie Messung
des Tankinhaltes gestattet. Das hierdurch bekannte System betrifft lediglich die
Erfassung mehrerer Meßstellen. Die eigentliche Anzeige und Registriervorrichtung
ist durch das erwähnte Gebrauchsmuster überhaupt nicht beschrieben.
-
Schließlich ist durch die Patentschrift 12 185 des Amtes für Erfindungs-
und Patentwesen in Ost-Berlin ein Prüfgerät für Sicherheitsventile mit einem gekapselten
Ventil bekannt, das durch einen Magneten über einen membrangesteuerten Kontakt unter
Anzeige durch ein Signalelement geöffnet bzw. geschlossen wird. Die Membrane steht
mit dem Druckmedium in unmittelbarer Verbindung. Sie hat nur einen geringen Hub
auszuführen, nämlich denjenigen für den Kontaktweg. Eine Anzeige eines Flüssigkeitsstandes
ist mit einer solchen Einrichtung weder vorgesehen noch möglich. Sie dient vielmehr
ausschließlich zur Einstellung des Sicherheitsventils bis zum Auftreten des die
Funktion nachweisenden Signals.
-
Außerdem ist die Membrane mit dem kontaktgebenden Schaltstück starr
verbunden, so daß ihre bei Druckstößen erfolgende Bewegung hart und unnachgiebig
übertragen wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Standanzeiger der eingangs
erwähnten Art so zu verbessern, daß die Fehlereinflüsse außerordentlich gering sind.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Anzeigevorrichtung quer zur Achse des Kolbens an diesem befestigt ist und daß der
Kolben in einem Kompressionsluftkanal vertikal gleitet, dessen unteres Ende unterhalb
des Flüssigkeitsspiegels endet und gegen den der Kolben in seinem oberen Ende mittels
einer falt- und dehnbaren Dichtungshaut abgedichtet ist. Dadurch wird auf einfache
Weise erreicht, daß das abgeschlossene
Luftvolumen stets durch das
Eigengewicht des Kolbens vorgespannt ist. Man hat es auch in der Hand, durch zusätzliche
Belastung des Kolbens ein Gegengewicht zu einer etwaigen Wärmeausdehnung des Luftvolumens
zu schaffen. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße erwähnte Maßnahme eine
exakte Übertragung der Meßwerte, ohne daß dafür der erwähnte wesentlich größere
Aufwand erforderlich und eine besondere Wartung erforderlich sind.
-
Dabei ist festzustellen, daß die falt- und dehnbare Dichtungshaut
des Erfindungsgegenstandes nicht ohne weiteres einer Faltenmuffe bzw. einem Faltenbalg,
noch weniger aber einer Membrane oder einem Kolben gleichwertig ist. Die Dichtungshaut
ist nämlich praktisch frei von einer Eigenelastizität, was weder bei einem Faltenbalg
noch bei einer Membrane der Fall ist. Will man darüber hinaus mit einer Membrane
einen großen Hub erzielen, so muß sie zwangläufig einen großen Durchmesser haben.
Ihre Verwendung verbietet sich daher in einem kompakten, handlichen Gerät. Die Anwendung
eines Kolbens setzt hingegen eine präzise Fertigung mit genauer Passung voraus,
so daß die Herstellung entsprechend aufwendiger ist.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die
Zeichnung. In dieser zeigt F i g. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, Fig. 2 eine Vorderansicht der gleichen Vorrichtung, Fig.3 ein Schema
der Anwendung der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht in ihren Hauptteilen aus
dem Meßdruckgebergehäuse 1 mit Meßkolben 2 und Schreibfeder 3, dem Gesamthalteblock
4, dem darüber angeordneten Spannfedertriebwerksgehäuse 5 mit Triebwerksgehäusebuchse
6 und darin eingebautem Triebwerk 6 a mit Mikro-Elektromotor 7, dem auswechselbaren
Akkumulator 8 und Transformator 9 im Gesamthalteblock 4, der kugelgelagerten, auswechselbaren
und kreisförmigen Registrierscheibe 10 mit durch Spannring 11 auswechselbarem kunststoffpapierenem
Kreiskurvenblatt auf der äußeren Registrierseite, Registrierscheibe 10 mittig durch
quadratierten Achsbolzen 12 der Triebwerksachse 13 ein- und ausziehbar gefaßt und
in der Schutzhülse des äußeren Kugellagerringes in der Lagerrinnel4 zwischen Gesamthalteblock
4 und Spannfedertriebwerksgehäuse 5 lose aber sicher gehaltert, der in F i g. 3
übersichtlich dargestellten Rohr- oder Schlauchverbindung 15, zur Luftglocke oder
zum Rohrschlauch oder Rohrbogenende 16 unter dem Flüssigkeitsoberflächenspiegel
dicht über dem Boden oder der Sohle aufgestellt oder arretiert.
-
Das Meßdruckgebergehäuse 1 mit Meßkolben 2 besteht im einzelnen aus
dem Meßdruckgeberuntersatz 17 mit dem mittig angeordneten, geringer dimensionierten
Kompressionsluftkanal 18, dem nach oben erweiterten Kolbenhubraum 19 mit Dichtungsspannkranz
20 und Gewindeansatz für den Meßdruckgeberobersatz 21, der am unteren Ende einen
Stulpansatz 22 für den Arbeitsraum der Dichtungshaut23 und einen Gewindeansatz für
den Meßdruckgeberuntersatz 17 aufweist, im Teil A den Meßkolbenlaufkanal eingebohrt,
im Teil B eine zum Meßkolbenlaufkanal
erweiterte, zur Registrierseite in maximal
über Hubhöhe aufgeschnittene Rohrhülse 26 (Punkt 24 Schnitt b-b) und entgegengesetzt
zur Sichtseite eingestochene Maßskalamarkenöffnung (Punkt 25 Schnitt b-b) auf zuweisen
hat, dem von der Rohrhülse 26 getragenen Führungskanalkopf 27 mit den im Schnitt
a-a dargestellten Führungskanälen für das Meßkolbenoberteil 28, das im oberen Kolbenverschluß
zwei über den äußeren Durchmesser hinausragende Nocken mit Passung zu Schnitt a-a
aufweist, und dem mittig durchbohrten Kanalkopfverschluß 29 sowie am unteren Ende
des Meßdruckgeberuntersatzes eine obere Gewindeanordnung für den Befestigungsring
30, der angezogen eine Spannung zwischen den Punkten C und D am scharnierten Gehäusehalter
31 erzielt, und eine untere Gewindeanordnung für eine Schlauch-oder Rohrverbindung
32. Der Meßkolben 2 besteht im einzelnen aus dem Kolbenrohr 33, aus Messing, eloxiertem
Aluminium, Kupfer oder Kunststoff, und mit allen Zusatzteilen auf die entsprechende
Hubhöhe ausgewogen, das in den Punkten E und F die Schreibfeder 3 arretiert und
in entsprechender Höhe eine Maßskala 3 a auf der äußeren Kolbenrohrwandung aufzuweisen
hat, einer Führungsrille 34 am unteren Ende zur Aufnahme des unteren Schlauchansatzes
der Dichtungshaut 23, die durch gespannten Flachgummiring fest und dicht angedrückt
wird, und am oberen Ende einen Kolbenverschluß 35 mit zwei über den äußeren Durchmesser
hinausragenden Nokken mit Passung zur Führung im Führungskanalkopf 27 aufweist.
Der lose im Meßdruckgebergehäuse 1 auf- und abwärts gleitbare Meßkolben 2 wird lediglich
in den Punkten G und H durch eine falt- und dehnbare Dichtungshaut 23, die in schlauchartiger
Form in den Punkten 20 und 34 dicht und fest gehalten ist, mit dem Meßdruckgebergehäuse
1 verbunden. Durch Auf- und Abwärtsgleiten des Meßkolbens 2 durch die Kompressionsfunktion
des Kompressionsluftkanals 18 wird so durch den Aufschnitt 24 die Schreibfeder 3,
die lose gleitend und mit dünnflüssiger Tinte gefüllt auf das Kreiskurvenblatt gerichtet
ist und durch die Maßskalamarkenöffnung 25 die veränderte Hubhöhe sichtbar bewirkt.
-
Die Schreibfeder 3 besteht im einzelnen aus der Schreibfeder mit
Führungsbolzen, der Federhülse mit Führungsloch für den Führungsbolzen und Haltering
für das Kolbenrohr und der zwischen Führungsbolzen und Federhülse innenseitig angeordneten
Druckfeder.
-
Der Gesamthaltebock 4 ist tragendes Element für den mit ihm im Scharnier
verbundenen Gehäusehalter31, die Registrierscheibe 10 und das Spannfedertriebwerksgehäuse
5. Er ist an der hinteren Seite für die Aufnahme von Akkumulator 8 und Transformator
9 mit dem Kontaktschalter 8 a ausgespart und durch eine im Scharnier kippbare und
verschließbare Platte 36 versehen. Im Punkt 1 der Fig. 1 ist die vordere Richtplattenseite
zur Aufnahme des scharnierten Gehäusehalterrückens in der Schnittlinie sichtbar.
Die Richtung dieser Plattenseite ist auf die Vertikalfunktion des Meßkolbens 2 zur
Registrierscheibe 10 entsprechend präzisiert. Die Lagerrinne 14 für die Registrierscheibe
wird im Gesamthalteblock zum Teil durch die im Sehnenformat ausgebildete Bohrung
dargestellt. Im oberen Teil über der Akkumulator-Transformator-Aussparung ist mittig
eine Aussparung 37 für die beim Anziehen der Spannfeder 38 der Triebwerksgehäusebuchse
6 entstehende
Hublänge zur Aufnahme der Leitungsdrähte zwischen
Mikro-Elektromotor 7 und Akkumulator 8 eingearbeitet. Spannfedertriebwerksgehäuse
5 und Gesamthalteblock 4 sind schraubbar miteinander verbunden. Der Gesamthalteblock
4 sollte aus einer festen Aluminiumlegierung bestehen und zumindest an der Richtpiattenseite
eloxiert sein.
-
Das Spannfedertriebwerksgehäuse 5 besteht im einzelnen aus dem im
Ansatz an den Gesamthalteblock 4 rechteckig und eben ausgebildeten vollen unteren
Teil, das homogen mit dem oberen kreisförmig ausgesparten oberen Teil zur Aufnahme
der führungsgemäß eingepaßten Triebwerksgehäusebuchse 6 verbunden ist, der Stirnplatte
39 mit kreisrunder Durchbohrung zur Aufnahme der gleitbaren Triebwerksachse 13 und
der Begrenzungsfläche für die innere Seite der Lagerrinne 14 sowie der hinteren
Verschlußplatte 40 mit Durchbohrung für den Spannfederbolzen 41, der schraubbar
oder sonst fest mit der hinteren Verschlußplatte der Triebwerksgehäusebuchse 6 auf
dieser mittig verbunden ist und gleichfalls im Boden der kreisförmigen Aussparung
mit einer Leitungsdrahtaussparung 37 a versehen ist.
-
Der Spannfederbolzen 41 ist an seinem herausragenden Ende im Gewinde
mit einem von Hand zu bedienenden Zughaken 42 verbunden und durch eine Flanschlagerung43
in der Durchbohrung der Verschlußplatte 40 gehalten. Eine in Teleskophülsen 44 innenseitig
angeordnete um den Spannfederbolzen verlaufende Druckfeder38 bewirkt einen ständigen
Druck auf die hintere Verschlußplatte 45 der Triebwerksgehäusebuchse 6, die kreisrund
führungsmäßig so ausgebildet ist, daß sie sich in der kreisförmigen Aussparung des
Spannfedertriebwerksgehäuses 5 durch An- und Abziehen des Spannfederbolzens vor
und zurück bewegen kann und somit die im Innern angeordnete, mit den Ritzeln des
Triebwerkes verbundene Triebwerksachse 13 aus der Registrierscheibe 10 herauszieht,
daß diese nach oben herausgenommen werden kann oder in das Quadratachsloch der Registrierscheibe
einrastet und diese im entsprechenden Umlauf transportiert. Zur Bewirkung der Kompressionsfunktion
auf den Meßkolben 2 ist an diesen unten eine Schlauchverbindung (oder Rohrverbindung)
15 angeordnet, welche ihrerseits unter den Flüssigkeitsspiegel taucht und dicht
über dem Boden oder der Sohle mit einer Luftglocke (oder Rohrbogen usw.) 16 Verbindung
hat. Durch Ansteigen und Absinken des Flüssigkeitsoberflächenspiegels wird dann
die entsprechende Kompressionsfunktion ausgelöst, bewirkt durch Bodendruck, Auftrieb
und Verdrängung mit der Drosselung durch Meßkolben und Dichtungshaut.
-
Zusammenfassend ist festzustellen, daß die neue Vorrichtung darin
besteht, daß insgesamt drei verschiedene Meßsysteme angewandt werden können, wobei
die Flüssigkeitsstandmessung durch Registrierung des zeitlichen Ablaufes dadurch
erfolgt, indem durch direkte, unmittelbare Übertragung der Kompressionsfunktion
eingeschlossener Luft von der Flüssigkeitssohle unter dem Flüssigkeitsoberflächenspiegel
von einer nach unten geöffneten Luftglocke, einem Schlauch- oder Rohrende oder einem
mit der Öffnung verkehrt zur Fließrichtung angeordneten Rohrbogen her durch eine
damit dicht verbundene beliebig dimensionierte Schlauch- oder Rohrleitung ein Meßkolben,
der am unteren Ende mit einer Dichtungshaut faltbar und dehnbar fest verbunden ist,
welche
am oberen Ende mit der Innenwandung des Kolbengehäuses dicht abschließt, in einem
umschließenden Meßkolbengehäuse geführt, bei jedem Druckanstieg oder -abfall nach
Höhe des Flüssigkeitsstandes über der Luftflüssigkeitberührungszone über der Sohle
unmittelbar entsprechend seinem bestimmten Gewicht auf- und abwärts gleitet, wobei
die faltbare, dehnbare Dichtungshaut eine absolut sichere Dichtung bildet, die sich
der jeweiligen Expansion willig anpaßt, und dieser Meßkolben direkt und unmittelbar
durch Anordnung von Linienschreibfeder und Maßskala auf dem oberen frei herausstoßenden
Meßkolbenteil alle Registrier- und Meßfunktionen übernimmt und auf ein im Zeitablauf
sich drehendes Kreiskurvenblatt oder Walzenkurvenblatt sofort überträgt, wobei der
obere Meßkolbenkopf im oberen Gehäuseteil so geführt wird, daß ein am oberen Meßkolbenende
dicht schließender Einsatz mit zwei Nokken, außen am Durchmesser versehen, in einem
Führungsgerinne des oberen Gehäuseteiles eingepaßt, jede Verdrehung des Kolbens
ausschließt.
-
Wesentlich ist auch, daß das Triebwerk des sich im beliebig bestimmbaren
Zeitablauf drehenden Kreiskurvenblattes oder Walzenkurvenblattes, auf einer mit
dem Triebwerk durch Achse verbundenen Scheibe oder Walze befestigt, durch einen
netzstromunabhängigen Akkumulator oder eine Batterie über einen Mikro-Elektromotor
mit Trafoumspannung angetrieben wird und dadurch beschriebene Vorrichtungen tragbar,
handlich und von der Energieversorgung unabhängig beliebig anordnungsfähig sind.
Für die Registrierung des flüssigkeitsstandhöhendatierten Ablaufes für eine Standhöhenpunktmessung
unter Benutzung des vorhergehend beschriebenen Prinzips und der gleichen Vorrichtung
ist es noch zweckmäßig, daß die durch das Triebwerk gedrehte Scheibe oder Walze
so eingestellt ist, daß sie Datum und Uhrzeit registriert, ferner, daß an Stelle
der Linienschreibfeder auf dem Kolben ein Kontaktgeberschleifstift angeordnet ist,
der eine in bestimmten Abständen, z. B.
-
Meßkolbenhubhöhe in Intervallen von 5, 10 oder 15 Zentimeter Flüssigkeitsstandhöhenzwischenräumen
usw., angeordnete Kontaktgeberpunktierung überläuft und damit in diesen Abständen
eine mit diesem Stromkreis, der gleichfalls durch den Akkumulator gespeist wird,
verbundene Registrierkamera zur Auslösung bringt, die, entsprechend vor der erfindungsgemäßen
Vorrichtung angebracht, jeweils die Maßskala mit der Zeituhr fotografiert und dadurch
eine von der Zeitdauer unabhängige, auf das Messungsobjekt gerichtete Messung ermöglicht.