DE178958C

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Publication number: DE178958C
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Description

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PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Jig 178958-KLASSE 74 δ. GRUPPE

JOSEF SCHIFFMANN in GIESZEN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. April 1904 ab.

Zweck des nachstehend beschriebenen Universalwasserstands-, Dampfdruck- und Vakuumfernmelders ist, die hydraulische Fernmeldung von Wasserständen, Dampfdrucken, atmosphärischen Unterdrucken usw. an jede beliebig entfernte und beliebig hoch über oder tief unter dem zu beobachtenden Raum gelegene Meß- und Registrierstelle zu ermöglichen. Die Wirkungsweise dieses Anzeigers beruht im wesentliehen darauf, daß der zu beobachtende Raum mit dem Meßinstrument (einem entsprechend geeichten Quecksilberröhren- oder Plattenfedermanometer) durch eine mit praktisch ünzusammendrückbaren und unter sich hydraulisch ausbalancierten Flüssigkeiten gefüllte und gegen Temperatureinflüsse entsprechend geschützte Rohrleitung so verbunden wird, daß die einzelnen Flüssigkeitsstände bezw. Druckschwankungen des zu beobachtenden Raumes auf dem Meßinstrument annähernd gerade so angezeigt werden, als wenn dieses mit dem zu beobachtenden Raum in der gegenwärtig allgemein üblichen Weise unmittelbar verbunden wäre.

Die Ausbalancierung der gewöhnlich mit spezifisch leichten Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser, Alkohol usw., gefüllten Verbindungsleitung zwischen Beobachtungsraum und Meßinstrument geschieht hierbei in der Weise, daß an den Tiefpunkten dieser Verbindungsleitung hydraulische Balanciere eingeschaltet werden.

Ein hydraulischer Balancier besteht nun (Fig. ι) aus der kommunizierenden Röhre r T₁ mit den beiden Kompensationsgefäßen a Ci₁, welche vor dem Einschalten in die Fernmeldeleitung bis auf die normale Füllungslinie c c mit der spezifisch schweren, zur Ausbalancierung der spezifisch leichten Fernübertragungsflüssigkeit dienenden Balancierflüssigkeit (z. B. Quecksilber) gefüllt wird. Die Einschaltung des hydraulischen Balanciere in eine auszubalancierende Rohrleitung hat stets so zu geschehen, daß der Schenkel V₁ für die Übertragungsleitung mit dem Kompensationsgefäß a_x an seinem unteren Ende der auszubalancierenden Flüssigkeitssäule und der Schenkel r (der Kompensationsschenkel ) mit dem Kompensationsgefäß a an seinem oberen Ende dem tiefer gelegenen, von zwei durch die auszubalancierende Rohrleitung verbundenen Apparaten zugewendet ist.

Die Wirkungsweise des hydraulischen Balanciers beruht auf dem Gesetz der kommunizierenden Röhren. Wirkt nämlich auf die Balancierflüssigkeit in der Übertragungsleitung Y₁ ein Dampf-, Gas- oder Flüssigkeitsdruck, weleher einer bestimmten Wassersäulenhöhe entspricht, so wird nach dem Gesetz der kommunizierenden Röhren bei offenen Schenkeln sich die Balancierflüssigkeit im· Schenkel Y_x senken und im Schenkel ♦■ so lange heben, bis der Höhenunterschied h beider Flüssigkeitsspiegel zur Wassersäulenhöhe sich umgekehrt verhält wie das spezifische Gewicht der Balancierflüssigkeit zum spezifischen Gewicht des Wassers, d. i. zu 1. Ist die Bauhöhe des Balanders durch äußere Umstände beschränkt, so kann die zur Ausbalancierung einer beliebigen Flüssigkeitssäule erforderliche Balancierhöhe h

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durch Teilung als Summe der Bauhöhen mehrerer in beliebiger Anordnung (Fig. 2 und 3) hintereinander geschalteter Balanciere in bekannter Weise geschaffen werden.

Da die Übertragung der im Beobachtungsraum auftretenden Druckschwankungen durch die Fernübertragungsleitung auf das Meßinstrument bei einigen Instrumenten, wie z. B. dem Quecksilbermanometer und zum Teil auch bei Röhrenfedermanometern, immer mit mehr oder weniger großen Verschiebungen der Fernleitungsflüssigkeiten verbunden ist, so ist es für die Erzielung einer den praktischen Bedürfnissen genügenden Genauigkeit der Meßinjtrumente sehr wesentlich, daß die Balancierhöhe der Balancierfiüssigkeit innerhalb dieser Volumenverschiebungen annähernd konstant bleibt. Dies wird bei dem hydraulischen Balancier in bekannter Weise dadurch erreicht, daß die kommunizierenden Röhren r r₁ innerhalb der für den jeweils geforderten Genauigkeitsgrad zulässigen Bewegungsgrenze der Balancierflüssigkeitsspiegel Querschnittserweiterungen erhalten, deren Querschnitt so groß sein muß, daß er mit der für den jeweiligen Meßzweck zulässigen Spiegelschwankung A₁ der Balancierflüssigkeit multipliziert ein der größten in der Übertragungsleitung vorkommenden, zum Teil auch durch Temperaturänderungen veranlaßten Volumen verschiebung entsprechendes Volumen darstellt. Je größer der Querschnitt dieser Querschnittserweiterungen α a_x des Balanciere, welche als Kompensationsgefäße bezeichnet werden sollen, ist, um so weniger kann die Meßteilung des Meßinstrumentes durch beliebig veranlaßte Volumenverschiebungen innerhalb der Fernübertragungsleitung beeinflußt werden, und um so weniger geändert werden die im Beobachtungsraum auftretenden Druckschwankungen auf das Meßinstrument übertragen. Die für die Berechnung eines hydraulischen Balanciers in Betracht kommenden Druckunterschiede lassen sich in der Praxis im allgemeinen ziemlich genau ermitteln. Für feinere Regulierungen (Justierungen) ist bei jedem Balancier im Deckel des Kompensationsgefäßes für den Kompensationsschenkel eine Füllschraube d (Fig. ι) zum Nachfüllen von Balancierflüssigkeit und im Boden des Kompensationsgefäßes für die Übertragungsleitung ein Ablaßventil ν zum Ablassen von Balancierflüssigkeit angebracht. Um ferner bei Beschädigungen des Meßinstrumentes oder der Verbindungsleitung ein Austreten der Balancierflüssigkeit aus. dem Kompensationsgefäß α zu verhindern, ist dort . ein Sicherheitsventil u angeordnet, welches durch den Auftrieb der Balancierflüssigkeit geschlossen wird, da es aus spezifisch leichterem Stoff als die Balancierflüssigkeit besteht. Die Spiegelschwankungen der Balancierflüssigkeit können durch beliebige Wahl des Querschnittes der Kompensationsgefäße auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Wird nan an eine mittels eines hydraulischen Balanciers ausbalancierte Rohrleitung einerseits ein Dampfkessel, Flüssigkeitsbehälter oder Vakuumraum, andererseits ein beliebiges Druckmeßinstrument, wie z. B. ein Plattenfeder- oder Quecksilbermanometer, angeschlossen, so werden an diesem Instrument die Schwankungen der Flüssigkeitsstände oder Dampfdrucke im entfernten Flüssigkeits- bezw. Dampfbehälter gerade so angezeigt, als wenn das Instrument mit dem zu beobachtenden Raum in allgemein bekannter Weise unmittelbar verbunden wäre. Nach Fig. 4 geschieht auf diese Weise die Fernanzeige der Wasserstände eines Wasserbehälters nach einem tiefer und einem höher gelegenen Federmanometer durch je-eine zwischen Behälter und Meßinstrument eingeschaltete und mittels eines einfachen Balanciers ausbalancierte Flüssigkeitsleitung. Nach Fig. 5 geschieht in gleicher Weise die Fernmeldung des Dampfdruckes von einem,Dampfkessel nach einem höher bezw. tiefer gelegenen Federmanometer.

In beiden Fällen kann sowohl das Meßinstrument als auch der Beobachtungsraum gegen die Fernmeldeleitung abgesperrt werden.

Fig. 6 zeigt die Fernmeldung des Dampfdruckes von einem tief gelegenen Kessel nach einem höher gelegenen Quecksilbermanometer.

Die Aufzeichnung und Meldung der einzelnen Manometerstände kann hierbei bei Federmanometern in bekannter Weise dadurch erfolgen, daß, wie Fig. 5 zeigt, die Maximum- und Minimumklemmen Κ_Λ K einerseits und der Manometerzeiger andererseits mit einer Batterielei turig I verbunden sind, in deren Stromkreis ein Läutewerk eingeschaltet ist. Bei Quecksilbermanometern kann die Registrierung und Meldung der Manometerstände in ebenfalls bekannter Weise nach Fig. 7 dadurch erfolgen, daß eine zweiteilige, permanent magnetische Stahlhülse m, welche durch die Meßröhre η lose geführt ist, durch die Anziehungskraft eines auf dem Quecksilber schwimmend angeordneten Magneten auf- und abbewegt wird und diese Bewegung über die Rolle 0 auf den Schreibstift p übertragen wird, welcher auf der durch ein Uhrwerk bewegten Registriertrommel t die Kurve der Quecksilberstände in bekannter Weise aufzeichnet. Das zur Ausbalancierung der magnetischen Stahlhülse m und des Schreibstiftes dienende Gewicht q bewirkt hierbei durch seinen Anschlag an die Maximum- bezw. Minimumklemme K bezw. K₁ den Stromschluß der Batterieleitung und wirkt somit als Voll- oder Maximum- bezw. Leer- oder Minimumsignal.

Claims

Patent-Anspruch:

Vorrichtung zur hydraulischen Fernanzeige von Flüssigkeitsständen, Dampf- oder Gas-

drucken und atmosphärischen Unterdrucken, dadurch gekennzeichnet, daß der zu beobachtende Flüssigkeits-, Dampf- oder. Gasraum mit einem beliebig entfernten Druckmeßinstrument (Quecksilber- oder Federmanometer ) durch eine mit spezifisch leichten Flüssigkeiten gefüllte Rohrleitung verbunden wird, in welche zwecks Ausbalahcierung des des hydrostatischen Druckes der Ubertragungsflüssigkeiten ein oder mehrere mit spezifisch schweren Flüssigkeiten (z. B. Quecksilber) gefüllte hydraulische Balanziers in Form von kommunizierenden Röhren fr V₁) eingeschaltet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.