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Vorrichtung zum Gebrauch für Behälter mit verdampfbarer Flüssigkeit,
mit einer koaxialen Röhrenkondensatorvorriohtung, die zur elektrischen Messung des
Flüssigkeitsstandes in den Behälter eintaucht
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Das vorliegende Muster bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gebrauch für Behälter
mit verdampfbarer Flüssigkeit, mit einer koaxialen Röhrenkondensatorvorrichtung,
die zur elektrischen Messung des Flüssigkeitsstandes in den Behälter eintaucht.
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Zur Messung von Flüssigkeiten sind elektrische Kondensatoren bekannt,
welche in die Flüssigkeit eintauchen und die Höhe derselben messen. Diese Kondensatoren
sind an einen Stromkreis angeschlossen und zeigen die Kapazitätsänderungen des Kondensators
an, die durch die Änderungen der Eintauchtiefen auf Grund der Unterschiede zwischen
den Dielektrizitätskonstanten der Flüssigkeit und des die Flüssigkeit umgebenden
Gases hervorgerufen werden.
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Es ist ein Zweck des vorliegenden Musters, eine derartige Eintauchkondensatorvorrichtung
zu schaffen, welche besonders bei Gefässen mit flüssigem Sauerstoff verwendet werden
kann. Derartige Sauerstoffgefässe werden vorzugsweise
verwendet,
um eine notwendige Sauerstoffreserve für Atemvorrichtungen in Flugzeugen zu liefern.
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Die mustergemässe verbesserte Flüssigkeitsmessvorrichtung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der aus koaxialen Rohren bestehende Kondensator an der oberen
Öffnung des Gefässes durch eine Aufhängevorrichtung gehalten wird, welche auf Grund
von ein oder zwei Leitungen, die in dieser Aufhängevorrichtung und auch in einem
Block eingelassen sind, welcher einen Stopfen bildet, befestigt sind, so daß die
Zufuhr von Flüssigkeit in das Gefäß oder die Entnahme eines Gases oder Dampfes oder
auch vorzugsweise diese beiden Möglichkeiten auf einmal ermöglicht werden.
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Man kann so eine selbständige Vorrichtung schaffen, welche zusammenhängend,
handlich und leicht in die Öffnung des Gefässes eingesetzt und ebenso leicht aus
diesem wieder heraus genommen werden kann und welche alle notwendigen Verbindungen
zwischen dem Inneren des Gefässes und der äusseren Umgebung trägt, sei es einerseits
die Flüssigkeits-und Gasleitungen zum Hauptvorratsbehälter des flüssigen Sauerstoffs
und zum Verbraucher des gasförmigen Sauerstoffs oder sei es andererseits die elektrischen
Leitungen zwischen dem Kondensator und dem Meßkreis, an welchen dieser angeschlossen
ist. Eine derartige einheitliche Vorrichtung bietet große und praktische Vorteile.
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Mustergemäss können die Aufhängevorrichtungen des Kondensators durch
ein Rohr gebildet werden, welches das nach oben verlängerte Rohrende eines der Kondensatorrohre
ist. Vorzugweise besteht die Aufhängevorrichtung aus zwei Rohren, resp.
verlängerten
Rohren des inneren und äusseren Rohres eines aus drei koaxialen Rohrteilen bestehenden
Kondensators. In diesem letzten Falle wird die Leitung für die Zufuhr von Flüssigkeit
mustergemäss durch das verlängerte Rohr des inneren Kondensatorrohres gebildet,
während die Leitung zur Entnahme des Gases zwischen diesem Rohr und dem verlängerten
äusseren Kondensatorrohr gebildet wird.
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Falls ein aus drei koaxialen, rohrförmigen Teilen bestehender Kondensator
verwendet wird, ist es von Vorteil, das äussere und innere Rohr untereinander und
mit der Erde zu verbinden, so daß nur das mittlere Rohr die Quelle einer Wechselspannung
ist. Durch eine derartige Anordnung wird eine wirksame radioelektrische Abschirmung
geschaffen. Mustergemäss sind Vorrichtungen vorgesehen, um die Verbindung dieser
beiden Rohrteile, nämlich dem äusseren und dem inneren Rohr, untereinander und mit
der Erde des ausserhalb befindlichen Stromkreises über einen zwischengelegten Block
oder Halter zu verwirklichen, wobei der Block einen Stopfen bildet, an welchem der
Kondensator aufgehängt und auch die Isolierung des mittleren Rohres und seine getrennte
Verbindung zu dem äusseren Stromkreis befestigt ist.
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Der Block oder der Stopfen kann einen mit einem Gewinde versehenen
Hals aufweisen, der in die Öffnung des Gefässes eingeschraubt und mit zwei Leitungen
ausgestattet ist, welche einerseits die Verbindung mit jeder der beiden Leitungen
(der Flüssigkeitsleitung und der Gasleitung) zuläßt, welche in der Aufhängevorrichtung
des Kondensators eingelassen sind,
und die andererseits die Verbindung
mit den entsprechenden nach aussen führenden Leitungen herstellen. In vorteilhafter-Weise
trägt dieser Bbck oder Halter ausserdem noch an seiner oberen Fläche ein Gehäuse,
in welchem sich ganz oder teilweise die Organe des elektrischen Meßkreises befinden,
welcher so mit dem erwähnten beweglichen Block einen einheitlichen Körper bildet.
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Weiterhin ist es gleichermaßen ein Zweck des vorliegenden Musters,
ein neues industrielles Gerät zu schaffen, welches aus dem Block oder der oben erwähnten
beweglichen Vorrichtung besteht.
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Im folgenden soll anhand der Zeichnungen ein mustergemässes Ausführungsbeispiel
beschrieben werden, wobei das Muster in Verbindung mit einem Behälter für flüssigen
Sauerstoff beschrieben wird, welcher bei Sauerstoffanlagen für Flugzeuge mit großen
Flughöhen Verwendung findet ; es zeigen : Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Gefäß
der Sauerstoffvorrichtung, an welchem die mustergemässe Vorrichtung angeschlossen
ist, Fig. 2 einen Axialschnitt im vergrößerten Maßstab, welcher den unteren Teil
der Sonde des Kondensators wiedergibt.
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Der gezeigte Sauerstoffapparat besteht aus einem Vorratsbehälter
10 mit einem doppelwandigen kugeligen Gefäß 11 und einem doppelwandigen Hals 12.
Der Zwischenraum 15 zwischen den beiden Wänden 13 und 14 des Gefäßes ist meist leergepumpt.
An dem oberen Ende des Halses sind die beiden Wände 13 und 14 durch
eine
Kappe oder einen metallischen Stopfen 16 verschlossen, welcher mit einer mittigen
Öffnung 17 versehen ist. Derartige Vorratsgefässe sind bekannt, so daß die nicht
direkt mit der vorliegenden Erfindung zusammenhängenden Einzelheiten weggelassen
werden können.
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In die mit einem Gewinde versehene Öffnung 17 ist. ein Hals 19 eines
elektrisch leitenden Blockes oder Halters 18 eingeschraubt. In dem Hals 19 ist die
gesamte Vorrichtung 20 des Eintauchkondensators angebracht, welcher durch den Gefäßhals
12 führt und in der Nähe des Bodens des Behälters 10 endet ; diese Vorrichtung des
Eintauchkondensators wird der Einfachheit halber im folgenden als"Sonde"bezeichnet.
Diese Sonde besteht in ihrem unteren Teil aus einem Kondensator, welcher durch zylindrische
Teile gebildet wird, die von dem unteren Ende der Sonde bis zu einem Punkt verlaufen,
der über dem Maximal-Pegelstand 21 der Flüssigkeit gelegen ist.
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Der in Fig. 2 in seinen Einzelheiten wiedergegebene Kondensator besteht
aus drei rohrförmigen Teilen 22,23,24. Das mittlere Rohr 23 ist, wie später ausführlich
beschrieben, sowohl gegenüber dem inneren Rohr 22 wie auch gegenüber dem Aussen
rohr 24 isoliert und die beiden letzteren sind untereinander verbunden.
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Das mittlere Rohr 23 wird von zwei Dichtscheiben 25 aus Isoliermaterial
gehalten und sisoliert. Diese Dichtscheiben liegen um das innere Rohr 22 und tragen
es an den Schultern 26.
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Die Dichtscheiben 25 sind vorzugsweise von L-förmigen Querschnitt
und bestehen aus einem zylindrischen Körper 27, welcher an der Innenfläche des mittleren
Rohres 23 anliegt, während der
Flansch 28 des L-förmigen Dichtkörpers
25 an dem Aussenrohr 24 anliegt und das Ende des mittleren Rohres 23 trägt. An der
oberen Fläche des oberen Isolierkörpers 25 und an der unteren Fläche des unteren
Isolierkörpers 20 befinden sich metallische Abschlußkörper oder Scheiben 29, welche
eng an den inneren Zylinder 22 anstoßen und an diesem angeschweißt sind. Die beiden
Enden des äusseren Zylinders 24 sind bei 30 um die metallischen Abschlußscheiben
29 umgebördelt.
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Um eine schnelle Einstellung des gleichen Flüssigkeitspegels in den
Zwischenräumen 31 und 32, die an den beiden Seiten des mittleren Rohres 23 gelegen
sind, gegenüber dem Flüssigkeitsspiegel im Vorratsgefäß zu erhalten, sind ein oder
mehrere Öffnungen 33 an dem unteren Ende des inneren Zylinders 22 und weitere Öffnungen
34 in etwa gleicher Höhe in dem mittleren Zylinder 23 angebracht. Weiterhin sind
entsprechende Öffnungen 35 und 36 an den oberen Enden des inneren Zylinders 22 und
des mittleren Zylinders 23 angebracht, die sich über dem Maximalpegelstand 21 der
Flüssigkeit befinden. Durch diese Öffnungen wird ein Ausgleich der Gasdrucke gewährleistet.
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Der innere Zylinder 22 ist über das obere Ende des Kondensators hinaus
verlängert und führt durch den Hals 19 des Blockes oder Halters 18 zu einem inneren
Rand 38, an welchen er angeschweißt ist. Das obere Ende der Leitung 37 von dem Inneren
des Zylinders 22 führt über einen Flüssigkeitszufluß 39, welcher in einem radialen
Arm 40 des Blockes 18 eingelassen ist. Diese Leitung 39 ist vorteilhafterweise mit
einem Gewinde versehen, um die Rohrleitung 41, die zu dem Hauptflüs ; sigkeitsvorrat
führt, aufzunehmen.
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Zur Abführung des in dem Raum 42 oberhalb des Flüssigkeitspegels
21 befindlichen gasförmigen Sauerstoffes ist ein ringförmiger Zwischenraum 43 vorgesehen,
welcher zwischen der Innenwand des Halses 19 und dem inneren Zylinder 22 gelegen
ist. Dieser Zwischenraum 43 ist mit einer Gasausgangsleitung 44 verbunden, die sich
in einem radial verlaufenden Arm 45 des Blockes oder Halters 18 befindet. Diese
Ausgangsleitung hat ein Gewinde, um die Rohrleitung 46 zur Abführung des Gases aufzunehmen.
Die beiden Arme 40 und 45 sind vorzugsweise so angeordnet, daß sich der eine Arm
in der Verlängerung des anderen befindet. Die Zufuhrleitung der Flüssigkeit 39 hat
vorzugsweise ein gegen die Achse der Vorrichtung ansteigendes Gefälle und die Gasausgangsleitung
steigt nach aussen ebenfalls an.
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Ein zylindrischer Schutzmantel 47 ist mit seinem oberen an dem Hals
19 angebracht und an diesem verschweißt. Das untere Ende des Schutzmantels 47 ist
an dem Aussenzylinder 24 des Kondensators mittels einer Verbindungsmuffe 50 angeschweißt,
In dem Schutzmantel angebrachte Öffnungen 49 erlauben einen Gasdurchtritt durch
den Zwischenraum 48, dem Zylinder 24 und dem Schutzmantel 47 und weiterhin durch
die Leitung 43 zu der Ausgangsleitung 44 und der Gasleitung 46.
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Die Vorrichtung ist in bekannter Weise mit Hähnen und Ventilen versehen,
um besonders die Zufuhr von flüssigem Sauerstoff und die Entnahme von gasförmigem
Sauerstoff zu gestatten. Diese Vorrichtungen sind in der Zeichnung nicht wiedergegeben.
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Der Kondensator, welcher den unteren Teil der Sonde 20 ausmacht,
ist an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen.
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Die Organe dieses Stromkreises sind vorzugsweise (selbstverständlich
ohne die Anzeigevorrichtung) in einem auf dem Block oder Halter 18 befestigten Gehäuse
51 untergebracht und bilden mit diesem und der Sonde einen einheitlichen Körper.
Aus diesem Grunde hat der Block 18 einen Vorsprung 52, um welchen das Gehäuse 51
herumgreift.
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Der äussere und innere Zylinder 22 und 24 sind durch ihre metallischen
Abschlußteile 29 über den Block 18 mit der Erdklemme des in dem Gehäuse 51 befindlichen
Stromkreises leitend verbunden. Andererseits ist das mittlere Rohr 22 über eine
isolierte Leitung 53 mit dem Stromkreis verbunden. Diese Leitung führt durch eine
der Öffnungen 35 des inneren Zylinders und durch diesen hindurch, um dann an eine
Klemme 54 angeschlossen zu werden. Diese Klemme 54 ist in einem isolierten Stopfen
55 eingelassen, welcher in den Vorsprung 52 des Blocks 18 eingeschraubt ist. An
der Wand des Gehäuses 51 ist eine Aufnahmevorrichtung 57 angebracht, um die Verbindung
mit dem Anzeigegerät, welches sich in einger Entfernung befindet, oder auch mit
einer Versorgungsquelle herzustellen.
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Um den Behälter 10 zu füllen, wird flüssiger Sauerstoff durch die
Leitung 41 zugeführt. Die Flüssigkeit strömt durch die Leitungen 39 und 37, um an
dem unteren Ende des inneren Zylinders 22 in das Gefäß 13 zu strömen. Auf Grund
der Öffnungen 33 und 34 füllen sich die Zwischenräume 31 und 32 mit Flüssigkeit
an und es stellt sich ein Pegelstand von gleicher Höhe wie in dem Gefäß 10 ein,
so daß die Menge des zugeführten flüssigen Sauerstoffes durch Beobachtung des Anzeigegerätes
geregelt
werden kann. Das Gas wird durch die Leitung 46 abgezogen
und wird auf Grund der Verdampfung wieder entsprechend zugeführt oder ergänzt.
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Die Sonde 20 ist einfach und wirtschaftlich herzustellen, da sie
aus Rohrteilen und aus metallischen und isolierenden Abdichtscheiben von Standardgröße
zusammengesetzt wird. Es genügt, die Dichtscheiben auf den inneren Zylinder 22 zu
schieben, nachdem man den mittleren Zylinder 23 eingefügt und die Isolierscheiben
25 eingesetzt hat, worauf der äussere Zylinder 24 übergeschoben wird. Dann wird
der so gebildete Kondensator mit dem Schutzmantel 47 mittels der Muffe 50 verbunden.
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Die so fertig erhaltene Sonde kann leicht in den Block 18 eingesetzt
werden, welcher mit dem elektrischen Gehäuse 51 und der Flüssigkeitszuführungsvorrichtung
und der Gasentnahmevorrichtung ein selbständiges Teil bildet. Diese ganze Vorrichtung
ist unabhängig von dem Gefäß 10 und kann durch einfaches Verschrauben des Halses
19 in dem Stopfen 17 eingesetzt oder abmontiert werden. Dadurch, daß das innere
Rohr 22 und das äussere Rohr 24 mit dem Block 18 an die Erde angeschlossen sind,
erhält man eine vollständige elektrische Abschirmung.
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Verständlicherweise können zahlreiche Abwandlungen oder Abänderungen
vorgenommen werden, ohne daß man sich von dem Wesen des Musters entfernt. Besonders
kann die Ausführung des Kondensators wie auch die Befestigung und die Abstützung
desselben von der hier gezeigten Vorrichtung abweichen.