DE2002137B2 - Vorrichtung zum messen des fuellstandes und der dichte einer fluessigkeit mit einem verdraengerkoerper - Google Patents

Description

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driingerkörper vulUtltntlig in die Flüssigkeil einniiich- Ein Gegengewicht 27 am anderen rinde des

bur ist und ein zweiter Motor mittels des Wange- Waagebalkens ist so bemessen, daß sich bei bekann-

balkens ansteuerbur ist, mit dem an den Waage- ter Masse und Abmessungen des Verdrängerkörpers

balken eine veränderbare, der Dichte der Flüssig- eine Eintauchtiefe /ι einstellt. Das Maß /i ist so ge-

keit proportionale Kraft anlegbar ist. ₅ wählt, daß der Einfluß der veränderlichen Flüssig-

In einer bevorzugten AusführungsForm ist in der keitsdichte sich nicht wesentlich auf die Eintauch-Meßtrommel zu ihrer axialen Verstellung innen- tiefe auswirkt. Verschiebt sich der Flüssigkeitsstand, zentrisch eine Gewindespindel an einer Seite be- so ändert sich die Eintauchtiefe um den gleichen Befestigt angeordnet, die an ihrem freien Ende ein oder trag und die sich einstellende Seilkraftänderung Δ S mehrere Gleitstücke trägt, die mindestens in eine jo bewirkt eine Auslenkung des Waagebalkens 7. Hier-Längsmit einer von dem Motor angetriebenen Hohl- durch wird eine Schalteinrichtung betätigt. Die welle gleitend eingreifen, und die Hohlwelle ist in Schalteinrichtung wird für die Ansteuerung eines einer am Gehäuse ausgebildeten koaxial in der Ge- Motors 17 verwendet.

windespindel und der Hohlwelle angeordneten Steck- Die Schalteinrichtung wird vorzugsweise derart

achse drehbar gelagert, die an ihrem freien Ende 15 ausgebildet, daß mechanische Rückwirkungen auf

mittels einer Mutter abgeschlossen ist, in die die den Waagebalken vermieden werden. Beispielsweise

Gewindespindel mit schraubenförmiger Verbindung werden kontaktlose Schaltelemente vorgesehen, z. B.

eingreift, und die Meßtrommel ist auf der Oberfläche magnetisch ansteuerbare Widerstände (Feldplatten).

der Steckachse dichtend gelagert. Vorzugsweise ist Der Motor 17 läuft so lange nach, bis der Ver-

die Gewindespindel an der innenseitigen Stirnfläche 20 drängerkörper wieder um de.. Betrag/1 eintaucht

des kegeiförmigen Ansatzes befestigt. und der Waagebalken wieder die Nullage erreicht

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat. Der zurückgelegte Winkelweg des Motors bzw.

ist die der Flüssigkeitsdichte proportionale Kraft der Trommel ist ein Maß für die Anzeige des Flüs-

voii dem zweiten Motor über eine Feder od. dgl. an sigkeHsstandes.

den Waagebalken anlegbar. 25 Beim Auf- oder Abwickeln des Meßseiles führt die

Vorzugsweise ist am Gehäuse ein nach unten ab- Trommel eine schraubenförmige Bewegung aus, so

schließbarer Anschlußstutzen ausgebildet, der in daß das Seil immer senkrecht zur Rolle am Waage-

seinem Querschnitt derart bemessen ist, daß er den balken läuft. Das hat unter anderem den Vorteil, daß

Verdrängerkörper aufnimmt und der ein Überlauf- das Seil auf eine glatte Trommel aufgewickelt

rohr besitzt, mit dem der maximale Flüssigkeitsstand 30 werden kann,

im Stutzen automatisch einstellbar ist. Bei bekannten Vorrichtungen erfolgt die Um-

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Setzung der vom Motor ausgeführten Rotations-Vorrichtung liegen darin, daß die Vorrichtung eine bewegung in die schraubenförmige Bewegung in der hohe Ansprechempnndlichkeit besitzt, wobei in ein- Form, daß die Trommel auf einer feststehenden fächer Weise sowohl der Füllstand als auch die 35 Spindel drehbar gelagert ist und der Antrieb der Dichte der Flüssigkeit unter Verwendung nur eines Trommel über Bolzen, beispielsweise in Gestalt einer Waagebalkens gemessen werden kann, daß mit der Gabelkupplung, erfolgt, die in Bohrungen der Trom-Flüssigkcitshöhe das veränderliche Seilgewicht aus- mcl eingreift.

geglichen wird und daß empfindliche drehbare oder Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Lager-

vcrschiebliche Teile nicht den agressivcn Medien *o elemente direkt der meist aggressiven Tankatmo-

ausgcsctzt sind, die sich über dem Flüssigkeitsspiegel sphäre ausgesetzt sind und eine Schmierung in den

bilden können. seltensten Fällen möglich ist.

Der technische Fortschritt der Erfindung besteht Wie in Fig. 2 dargestellt, wird der Antrieb der darin, daß mit einer einzigen Vorrichtung sowohl Meßtrommel über eine mit einer oder zwei Längsdie Flüssigkeitshöhe als auch die Flüssigkeitsdichte 45 nuten ausgebildeten Hohlwelle 21 vorgenommen. In mit einer einzigen Meßtrommel automatisch und diesen Nuten gleitet ein oder gleiten mehrere Paßaußerordentlich genau gemessen werden können. stücke 22, die am äußeren Ende einer in der Trom-

Der zurückgelegte Weg des ersten Motors ergibt mcl befestigten. Gewindespindel 23 angeordnet sind,

die Flüssigkeitsstandanzeige und der zurückgelegte Die Führung der Spindel erfolgt zwangläufig in einer

Weg des zweiten Motors die Dichte der Flüssigkeit. 50 Mutter 24. die eine Steckachse 26 an ihrem äußeren

Die ermittelten Werte werden entweder mit einem EnGC abschließt. Die äußere Oberfläche der Stcck-

Anzcigcwcrk direkt sichtbar gemacht, oder sie wer- achse dient gleichzeitig zur Lagerung der Trommel,

den in einem Speicher elektrisch gespeichert und wer- Der durch die Steckachse gebildete Raum 25 dient

den nach Bedarf einer Meßwertverarbeitung züge- zur Aufnahme von Schmiermitteln und ist gegen

führt. Sämtliche Meßwerte können hierbei auch in 55 äußere Einwirkungen weitgehend geschützt abge-

cincr bekannten Weise fernübertragen werden. dichtet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nach- Ein an einem Kipphebel 11 drehbar angeordnetes

stehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert Rad 12 rollt auf der Oberfläche eines kegeligen An-

werdcn. Es zeigt satzcs 14 der Trommel ab, wobd bei horizontaler

Fi g. 1 die Vorrichtung in perspektivischer Dar- 60 Verschiebung dem Hebel eine Schwenkbewegung er-

stellung, teilweise im Schnitt, teilt wird. Am anderen Ende des Kipphebels ist eine

Fig. 2 ein Detail der Lagerung des Antriebes der Feder 10 befestigt, die auf den Waagebalken 7 wirkt.

Trommel. Erfindungsgcmäß ist die Bemessung der Feder des

In Fig. 1 ist ein Verdrängerkörper2 gezeigt, der Kipphebels und der Neigung des kegeligen Troman einem Seil 3 befestigt ist und in die zu messende 65 melteiles so ausgelegt, daß bei Änderung der Flüs-Flüssigkeit 1 eintaucht. Das Seil 3 ist über eine an sigkeitshöhe und dr.r damit verbundenen horizoneincm Waagebalken 7 befestigte Rolle 8 geführt und talcn Stellung der Meßtrommel ein Hub des Kippauf einer Trommel 13 aufgewickelt. hebcls in der Größenordnung vorliegt, daß durch die

rnmrn

Be- oder Entlastung über die Feder ein variables Gegenmoment auf den Waagebalken wirkt, welche·; dem jeweils wirksamen SeilgewiclH betragsmäßig, jedoch vorzeichenverkehrt, entgegenwirkt. Rückwirkungen auf Grund des variablen Seilgcwichts also vollständig kompensiert.

Zum Messen eier Flüssigkeitsdichte wird der Verdrängerkörper 2 über den Schalter 16 in die /u messende Flüssigkeit abgesenkt, wobei ein zweiter Motor 18 über den Schalter 15 angesteuert wird. Der eingetauchte Verdrängerkörper verliert so viel an Eigengewicht, wie er an Fliissigkeitsvolumen verdrängt. Die Waage kommt aus dem Gleichgewicht, und es spricht eines der Schaltelemente an. Steht der Schalter 15 in Position »Dichte«, so wird der zweite Motor 18 derart angesteuert, daß über eine weitere Feder 9 der Waagebalken so weit be- oder entlastet wird, bis die Nullage des Waagebalkens wieder erreicht ist. Der von dem zweiten Motor 18 zurückgelegte Winkelweg ist demnach ein Maß für die Dichte der Flüssigkeit.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einem Gehäuse 4 untergebracht, wobei im Raum 5 Waagebalken und Trommel und im Raum 6 die Motoren und die elektrische Steuerung untergebracht sind. Der Raum 5 steht mit der Flüssigkeitsatmosphäre in Verbindung. Ein Stutzen 19 ist so ausgebildet, daß er den Verdrängerkörper aufnehmen kann. Wird der Stutzen gegen den Behälterraum mittels eines Schiebers abgesperrt und mit einer Prüfflüssigkeit gefüllt, so bewirkt ein am Stutzen 19 angeordnetes Überlaufrohr 20, daß sich eine genaue Höhe des Flüssigkeitsspiegels einstellt, die sowohl zum Überprüfen und Eichen der Vorrichtung für die Flüssigkeitsstand- und Dichtemessung dient. Gegenüber bekannten Vorrichtungen bietet diese Ausführung den Vorteil, daß auf ein getrenntes, meist aufwendiges Bezugsgefäß und auf eine zusätzliche Peilmessung verzichtet werden kann, da sich bei dem konstanten Stand der Prüffliissickeit genau definierte Werte in der Vorrichtung zwangläufig einstellen.

Der ermittelte Dichtewert wird mittels eines Anzeigewerks sichtbar gemacht oder wird fernübcnragen oder aber einem Speicher für eine spätere Meß wertverarbeitung zugeführt. Da in einigen Fällen in

ίο Behältern Flüssigkeitsschichten unterschiedlicher Dichte eingelagert sind, kann die beschriebene Messung in verschiedenen Höhenlagen wiederholt und die mittlere Dichte ermittelt werden.

Die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ge-

»5 messenen Werte für den Flüssigkeitsstand und die Dichte werden mit einer hier nicht näher beschriebenen Einrichtung unter Berücksichtigung der Tankabmessungen zum Massewert direkt verarbeitet und fernübertragen oder erst nach einer Fernübertragung

to ausgewertet.

Der letzteren Methode ist der Vorzug zu geben, da am Empfangsort die automatische Grenzwertüberwachung der Flüssigkeitsstände möglich ist und unter bestimmten Voraussetzungen über die Dichte bei

»5 bekannten Produkten auf die mittlere Tanktemperatur geschlossen werden kann.

Sollen verschiedene Behälter in zyklischer Reihenfolge abgefragt werden, ist es zweckmäßig, die Flüssigkeitsdichte automatisch zu erfassen und zu speichern.

Danach erfolgt eine Einstellung der Vorrichtung auf die automatische FlüssigkeitsstandermiUlung, so daß bei einer Abfrage der Flüssigkeitsstand direkt ausgelesen werden kann und der Dichtewert dem Speicher entnommen werden kann. Diese Reihenfolge erlaubt eine hohe Abfragefrequenz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des FUllstondep und der Dichte ainer Flüssigkeit mU ejnem Ver£,rijngßrkürperi der an einem Seil od. dgl. befestigt ist, das auf einer Meßtrommel auf-

1. Vorrichtung zum Messen des Füllstandes 5 gewickelt und über eine am Ende eines Waagebal- und der Dichte einer Flüssigkeit mit einem Ver- kens befestigte Rolle geführt ist, wobei der Waagedrängerkörper, der an einem Seil od. dgl. be- balken als Schalter für einen Motor dient, der das festigt ist, das auf einer Meßtrommel aufgewickelt Gleichgewicht der Vorrichtung einstellt, und eine und über eine am Ende eines Waagebalkens be- auf den Waagebalken wirkende Kompensavionseinfestigte Rolle, geführt ist, wobei der Waagebalken io richtung zum Ausgleich des mit der Flüssigkeitshöhe als Schalter für einen Motor dient, der das veränderlichen Seilgewichtes vorgesehen ist. Gleichgewicht der Vorrichtung einstellt und eine ju_ne Vorrichtung der vorstehend genannten Art

auf den Waagebalken wirkende !Compensations- jet bekannt. Die Anäprechempfindlichkeit dieser einrichtung zum Ausgleich des mit der Flüssig- bekannten Vorrichtung ist beschränkt, da am Waagekeitshöhe veränderlichen Seilgewichts vorgesehen is balken sowohl die Meßtrommel als auch Rollen für ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Band (Seil) angeordnet sind. Diese gesamte Vorvom Motor (17) angetriebene Meßtrommel (13), richtung ist als Schwingsystem ausgebildet und fällt wie an sich bekannt, axial verschiebbar ist und daher notgedrungen schwer aus. einen kegelförmigen Ansatz (14) aufweist, auf Ferner ist es bekannt, zum Messen des Füllstandessen äußerer Kegelfläche ein Ende eines Kipp- 20 des und der Dichte einer Flüssigkeit einen Waagehebels (11) abrollt oder gleitet, dessen anderes balken zu verwenden, an dessen beiden Enden RoI-Ende mit dem Waagebalken (7) über eine Feder ]_eri angeordnet sind, über die je ein Verbindungsseil (10) verbunden ist, und daß zum Messen der läuft, wobei an dem einen Verbindungsseil ein KoI-Dichte der Flüssigkeit (1) mit dem Motor (17) _Den und an dem anderen Verbindungsseil ein Gegender Verdrängerkörper (2) vollständig in die 25 gewicht aufgehängt ist, die Seile auf j« eine Trommel Flüssigkeit (1) eintauchbar ist und ein zweiter aufgewickelt sind und die beiden Trommeln auf Motor (18) mittels des Waagebalkens (7) an- _ei_ner gemeinsamen, mittels einer Handkurbel besteuerbar ist, mit dem an den Waagebalken (7) täi.igbaren Welle angeordnet sind, eine veränderte-e, der Dichte der Flüssigkeit (1) Bei einer anderen bekanntgewordenen Vorrichtung

proportionale Kraft anlegbar ist. 30 _zum Messen des Füllstandes einer Flüssigkeit ist ein

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Verdrängerkörper an einem Seil befestigt, das auf kennzeichnet, daß in der Meßfommel (13) zu _ej_{ner ax},_ai verschiebbaren Trommel aufgewickelt ist. ihrer axialen Verstellung innenzentrisch eine Das Seil wird über eine Rolle geführt, die an einem Gewindespindel (23) an einer Seite befestigt an- E_nd_e eines Waagebalkens befestigt ist. Der Waagegeordnet ist, die an ihrem freien Ende ein oder 35 balken dient als Schalter eines Motors, mit dem das mehrere Gleitstücke (22) trägt, die mindestens in Gleichgewicht eingestellt wird. Zur Dichtemessung ist eine Längsnut einer von dem Motor (17) ange- d,_ese Vorrichtung nicht geeignet, da durch das Seiltriebenen Hohlwelle (21) gleitend eingreifen, daß gewicht Verfälschungen auftreten würden.

die Hohlwelle (21) in einer am Gehäuse (4) aus- Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine gebildeten koaxial in der Gewindespindel (23) 40 Vorrichtung zum Messen des Füllstandes und der und der Hohlwelle (21) angeordneten Steckachsc Dichte einer Flüssigkeit mit einem Verdrängerkörper (26) drehbar gelagert ist, die an ihrem freien anzugeben, die eine exaktere Messung als die be-Ende mittels einer Mutter (24) abgeschlossen ist, kannten Vorrichtungen erlaubt. Hierbei ist zu bein die die Gewindespindel (23) mit schrauben- rücksichtigen, daß die meisten der vorstehend beförrmger Verbindung eingreift, und daß die Meß- 45 _schriebenen Vorrichtungen sich ausschließlich zur trommel (13) auf der Oberfläche der Steckachse Messung des Füllstandes einer Flüssigkeit eignen. (26) dichtend gelagert ist. z,ur Erfassung der Flüssigkeitsmasse in einem Be-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- halter bekannter Geometrie muß indessen neben dem kennzeichnet, daß an der innenseitigen Stirn- Füllstand auch die Dichte der Flüssigkeit ermittelt fläch: des kegelförmigen Ansatzes (14) die Ge- 50 werden. Hierzu ist es üblich, eine Produktenprobe Windespindel (23) befestigt ist. _7U entnehmen oder aber über die gemessene Tank-

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 temperatur die Flüssigkeitsdichte für das jeweilige bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Flüs- produkt aus Tabellen zu ermitteln. Die beschriebesigkeitsdichte proportionale Kraft von dem zwei- _nen Methoden sind sehr aufwendig und mit dem ten Motor (18) über eine Feder (9) od. dgl. an 55 weiteren Nachteil behaftet, daß der ermittelte Dichteden Waagebalken (7) anlcgbar ist. _wcrt für eine spätere Datenerfassung nicht in digi-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 taler Form vorliegt. Ein wesentlicher Teil der Aufbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse _gabe liegt darin, die Ansprechempfindlichkeit der (4) ein nach unten abschließbarer Anschluß- im Oberbegriff beschriebenen Vorrichtung zu erstutzen (19) ausgebildet ist, der in seinem Quer- 60 höhen.

schnitt derart bemessen ist, daß er den Ver- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

drängerkörper (2) aufnimmt, und der ein Über- löst, daß die vom Motor angetriebene Meßtrommel, laufrohr (20) besitzt, mit dem der maximale wie an sich bekannt, axial verschiebbar ist und einen Flüssigkeitsstand im Stutzen (19) automatisch kegelförmigen Ansatz aufweist, auf dessen äußerer einstellbar ist. 65 Kegelfläche ein Ende eines Kipphebels abrollt oder

gleitet, dessen anderes Ende mit dem Waagebalken

über eine Feder verbunden ist, und daß zum Messen

______ der Dichte der Flüssigkeit mit dem Motor der Ver-