DE1960496U

DE1960496U - Fluessigkeitsstandmesser fuer kaeltefluessigkeiten.

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Publication number: DE1960496U
Application number: DE1967C0015663
Authority: DE
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1966-02-09
Filing date: 1967-02-09
Publication date: 1967-05-18
Also published as: FR89557E; LU52937A1; GB1148143A; BE691867A

Description

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München 2I Stelnedorhtr. 10

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Commissariat a 1'Energie Atomique, Paris (Frankreich)

Flüssigkeitsstandmesser für Kälteflüssigkeiten

Die Neuerung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstandmesser für Kälteflüssigkeiten mit einer elektrischen Stromquelle, einem über einen Schalter daran anschaltbaren und in die Kälteflüssigkeit einzutauchenden Ohmschen Widerstand und einem in Reihe mit dem Widerstand liegenden Anzeigeorgan für die Stromänderung beim Durchgang des Widerstandes durch die Oberfläche der Kälteflüssigkeit.

Ein Gerät dieser Art, das für die Feststellung des Flüssigkeitsstandes einer in einem Behälter enthaltenen tiefgekühlten Kälteflüssigkeit, insbesondere eines verflüssigten Gases, bestimmt ist, ist in dem dt. Gebrauchsmuster 1 884 487 beschrieben. Das Anzeigeorgan des bekannten Geräts arbeitet vorzugsweise nach dem JA-NEIN-Prinzip und spricht auf eine Stromänderung in der Größenordnung von 15 % an. Mit Vorteil besteht das Anzeigeorgan aus einer Glühlampe für Taschenlampen mit geradlinig verlaufendem Heizfaden, deren Nennstrom bei 0,22 Ampere und d3ren Nennspannung bei 1,2 Volt liegen.

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Weiterhin besteht bei einer besonderen Ausführungsform des bekannten Flüssigkeitsstandmessers der Onmsche Widerstand aus
einem Draht aus kaltgehämmertem Metall, insbesondere aus Titan, der über einen weiten Bereich angelegter Spannungen eine praktisch horizontal verlaufende Kennlinie aufweist.

Wenn sich auch mit einem Flüssigkeitsstandmesser dieser
Art im allgemeinen sehr befriedigend arbeiten läßt, so ist ihm doch ein kleiner Nachteil in bezug auf die für seine Reparatur dann erforderlichen Arbeitsgänge eigen, wenn der Tauchea?widerstand beschädigt ist. In der Tat eignet sich dieser Widerstand durch seine Art und durch seine Anbringung an dem Flüssigkeitsstandmesser schlecht für eine zuverlässige Serienfertigung und verlangt vor seiner Benutzung eine Eichung. Außerdem weist der
Flüssigkeitsstandmesser gemäß dem Ausführungsbeispiel des
obigen Gebrauchsmusters äußerlich die Form eines langen Tauchrohres auf, das in dem Bereich, in dem der Meßwiderstand enthalten ist, mit Durchlässen für die Kälteflüssigkeit versehen
ist. Unter diesen Bedingungen kommt es entlang des Tauchrohres zu nicht mehr vernachlässigbaren Temperaturunterschieden, die
von Entspannungsschwingungen, die unter dem Namen "Tacconis-Effekt" bekannt sind, begleitet sind, und dadurch, daß sie ein nicht zeitgerechtes Funktionieren des Flüssigkeitsstandmessers hervorrufen, die erhaltenen Meßergebnisse verfälschen.

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Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Flüssigkeitsstandmesser zu vermeiden. Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der Ohmsche Widerstand über ein abnehmbares Ansatzstück an dem in die Kälteflüssigkeit eintauchenden Ende des Gehäuses des Flüssigkeit sstandmessers befestigt ist und daß für den elektrischen Anschluß des Widerstandes an die Stromquelle zwei zusammenwirkende Leiter, und zwar der eine an dem Gehäuse des Flüssigkeitsstandmessers und der andere an dem Ansatzstück so angebracht sind, daß die während der Montage des Ansatzstückes auftretenden Beanspruchungen allein von den austauschbaren, Teil des Ansatzstückes bildenden Bauelementen aufgenommen werden.

Vorzugsweise besteht das Ansatzstück aus einem Rohr aus einem nicht oxydierbaren Metall, das in der Höhe des Ohmschen Widerstandes mit mehreren Öffnungen versehen ist, die einen unmittelbaren thermischen Kontakt zwischen dem Widerstand und der Kälteflüssigkeit gestatten. Außerdem gehört zu dem fest mit dem Ansatzstück verbundenen Leiter ein Paar von verdrillten Kabeln, die an einem Ende durch einen Schwerpunkt miteinander verbunden sind.

Weiterhin weist das Ansatzstück gemäß einem anderen Merkmal der Neuerung zur Ausschaltung des Einflusses parasitärer, auf Temperaturdifferenzen entlang dem Gehäuse des Flüssigkeitsstand-

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messers zurückgehender Erscheinungen einen inneren Hohlraum auf, in dem der Widerstand untergebracht ist, wobei dieser Hohlraum von dem Gehäuse des Flüssigkeitsstandmessers durch ein geeignetes wärmeisolierendes Material getrennt ist.

Ein mögliches Ausführungsbeispiel für einen Flüssigkeitsstandmesser gemäß der Neuerung, das der weiteren Erläuterung,
nicht Jedoch der Festlegung des Schutzumfanges der Neuerung
dienen soll, ist in der Zeichnung veranschaulicht.

Gemäß der einzigen Figur, in der für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszahlen verwendet worden sind, wie in dem oben
erwähnten Gebrauchsmuster 1 884 487, besitzt der Flüssigkeitsstandmesser als Gehäuse ein Rohr 1, das an einem Ende in ein
Hohlrohr 22 aus nichtoxydierbarem Metall ausläuft, das seinerseits an seinem Ende einen elektrischen Widerstand 2 aus einem kaltgehämmerten Titandraht trägt, der als Tauchwiderstand üient.

Am unteren Ende besitzt das Hohlrohr 22 in seiner Wandung eine öffnung 31, in die ein Kupferdraht 32 eingeführt und verschweißt ist, der die Rückführung des Speisestroms für den Widerstand 2 gewährleistet. Als Stromzuleitung dient ein Draht 33 mit einer Isolierhülle 34, der in dem Hohlrohr 22 durch eine geeignete Isoliermasse 35» die zuvor in das Hohlrohr eingegossen und dort verfestigt worden ist, festgelegt wird. Für die Einführung dieser

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IsDliermasse in flüssiger Form ist in dein Hohlrohr 22 eine Öffnung 36 vorgesehen, während eine zweite Öffnung 36a die Verbindung zwischen dem Inneren des Rohres 1 des Flüssigkeitsstandmesser und der Flüssigkeit, in die der Flüssigkeitsstandmesser eingetaucht ist, herstellt. Die Isoliermasse 35 gestattet es daher, die Zone der durch den "Tacconis-Effekt" hervorgerufenen Schwingungen von dem Widerstand 2 zu trennen, während die Öffnung 36a. den Abzug von Dämpfen oder Gasen ermöglicht, die sich während der Messung im Innern des Rohres 1 ansammeln, so daß jegliche Gefahr einer Beschädigung oder gar Explosion des Flüssigkeitsstandsmessers vermieden wird.

Das entisolierte Ende des Drahtes 33 ist mit einem Bauteil 37 verschweißt, dessen Körper einen Ring 38 aus elektrisch isolierendem Material durchquert, der seinerseits in das Innere des Hohlrohres eingeschoben und eingeklemmt ist und an einer darin vorgesehenen Schulter 39 zur Anlage kommt. Das Bauteil 37 weist ein axiales Sackloch 37a auf, während das Ende des Hohlrohres 22 mit einem Gewinde 40 versehen ist, in das sich mittels eines Gewindes 42 ein abnehmbares Ansatzstück 41 einschrauben läßt, das den Widerstand 2

Das Ansatzstück 41 besteht aus einem Hohlrohr aus rostfreiem Stahl, das unterhalb des Gewindes 42 einen Außendurchmesser aufweist., der dein des Hohlrohres 22 entspricht, so daß sich die beiden Rohre zu einem Gesamtgebilde in Form eines Zylinders ohne

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Jegliche äußere Vorsprünge vereinigen lassen. Das Ende des Ansatzstückes 41 ist in wohlüberlegter Weise derart mit verschiedenen Öffnungen 4j5 versehen, daß die Rohrwand in keiner Weise eine thermische Abschirmung des Widerstandes 2 gegenüber der Kälteflüssigkeit darstellt, in die der Flüssigkeitsstandmesser eingetaucht ist. In den oberen Teil des Ansatzstückes 41 ist ein Block 44 aus einem thermisch und elektrisch isolierenden, dem die Masse 35 bildenden Material ähnlichen Material eingegossen und anschließend bearbeitet. Für das Eingießen des Materials sind in dem Gehäuse des Ansatzstückes 41 zwei Öffnungen 45 vorgesehen.

In dem oben beschriebenen Aufbau spielt der Block 44 im wesentlichen die Rolle eines thermischen Schutzes für den Widerstand 2 und eines Verbindungsorganes zwischen zwei Bauelementen, die in der Figur mit den Bezugszahlen 46 und 47 bezeichnet sind. Das Bauteil 46 stellt einen Dorn dar, der sich, wenn das Ansatzstück 41 in das Rohr 1 eingeschraubt wird, in das Bauteil JfJ einschiebt, während das Bauelement 47, das die Form eines ejcial durchbohrten Zylinders aufweist, an dem Bauelement 46 zur Anlage kommt und durch seine axiale Öffnung 48 die Festlegung eines Röhrchens 49 aus Metall, insbesondere aus Nickel, sicherstellt, das anschließend sowohl mit dem Bauelemet 46 als auch mit dem Bauelement 47 verschweißt wird.

Ein zweites Röhrchen *50 von gleichen Abmessungen wie das erste Röhrchen 49 wird in gleicher Weise an den unteren Teil des

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Ansatzstückes 41 angeschweißt, wobei seine Zentrierung durch die Einschaltung eines Stopfens 51 mit einer axialen Bohrung 52 erreicht wird. Zwischen den Röhrchen 49 und 50 wird der Widerstand in vertikaler Stellung und entlang der Achse des Flüssigkeitsstandmessers befestigt. Der Widerstand 2 besteht vorzugsweise aus aneinanderllegenden Spiralen aus Titan, deren gegenseitige Isolierung durch eine anodische Oxydation erreicht wird. Ein solcher Widerstand ist in seinen georaetrisdien und damit auch in seinen -thermischen Eigenschaften genau definiert, so daß seine Austauschbarkeit ohne die Notwendigkeit einer jedesmaligen vorherigen Eichung gegeben ist.

Zur Übertragung aller mechanischen Beanspruchungen während des Einschraubens des Ansatzstückes 41 in das Rohr 1 auf das fest mit dem Ansatzstück 41 verbundene Bauelement 46 besteht dessen aktiver Teil aus miteinander verwundenen leitfähigen Drähten 53, die an ihrem Ende durch einen gemeinsamen Schweißpunkt 54 zusammengehalten werden. Auf diese Weise gleiten die Drähte 53 während des Einschraubvorganges gemeinsam in dem Bauteil 37 vorgesehenen Sachloch 37a, wobei sie sich um sich selbst drehen. Ungeachtet dieser Torsionsbeanspruchung ist es möglich, das Ansatzstück 41 mehrfach an·*-und abzubauen, ohne eine Verschlechterung des Kontaktes zwischen den Bauelementen 37 und 53 fürchten zu müssen.

Die Neuerung ist selbstverständlich in keiner Weise auf

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den besonderen beschriebenen Aufbau beschränkt, dieser dient vielmehr lediglich als Illustrationsbeispiel.

Claims

Schutzansprüche

1. Flüssigkeitsstandsmesser für Kälteflüssigkeiten mit einer elektrischen Stromquelle, einem über einen Schalter daran anschaltbaren und in die Kälteflüssigkeit einzutauchenden Ohmschen Widerstand und einem mit dem Widerstand in Reihe liegenden Anzeigeorgan für die Stromänderung beim Durchgang des Widerstandes durch die Oberfläche der Kälteflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet , daß der Ohmsche Widerstand über ein abnehmbares Ansatzstück an dem in die Kälteflüssigkeit eintauchenden Ende des Gehäuses des Flüssigkeitsstandsmessers befestigt ist und daß für den elektrischen Anschluß des Widerstandes an die Stromquelle zwei zusammenwirkende Leiter, und zwar der eine an dem Gehäuse des Flüssigkeitsstandsmessers und der andere an dem Ansatzstück so angebracht sind, daß die während der Montage des Ansatzstücks auftretenden Beanspruchungen allein von den austauschbaren, Teil des Ansatzstücks bildenden Bauelementen aufgenommen werden.

2. Flüssigkeitsstandsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück aus einem Rohr aus einem nichtoxydierbaren Metall besteht, das in der Höhe des Ohmschen Widerstandes mit mehreren Öffnungen versehen ist, die einen direkten thermischen Kontakt zwischen dem Widerstand und der Kälteflüssigkeit zulassen.

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3. Plüssigkeitsstandsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Ansatzstück fest verbundene Leiter aus einer Mehrzahl von verdrillten Drähten besteht, die an einem Ende durch einen gemeinsamen Schweißpunkt miteinander verbunden sind.

4. Plüssigkeitsstandsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand aus aneinanderllegenden Spiralen besteht, die voneinander durch anodische Oxydation isoliert sind.

5. Plüssigkeitsstandsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand in dem Ansatzstück in einem Hohlraum untergebracht ist, der von dem Gehäuse des PlUssigkeitsstandsmessers durch ein geeignetes thermisch isolierendes Material getrennt ist.

6. Flüssigkeitsstandsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzstück mit dem Gehäuse des PlUssigkeitsstandsmessers durch zwei zusammenwirkende Gewinde verbindbar ist.