DE2212745C3 - Flüssigkeitsstand-Anzeiger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstand-Anzeiger, oestehend aus einem Gehäuse, aus einer der Flüssigkeit ausgeätzten ,men Teil der Wand des Gehäuses bildenden Membran, die auf den Flüssigkeitsdruck anspricht, aus eir -m ersten Ventil, welches von der Membran betätigt wird, mit einer Druckgasquelle verbunden ist und bei Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes Druckgas in das Gehäuse einströmen läßt, bis sich in dem Gehäuse ein entsprechender Druck aufgebaut hat, aus einem zweiten Membran-gesteuerten Ventil, welches bei Erniedrigung des Flüssigkeitsdruckes Druckgas aus dem Gehäuse ausströmen läßt, bis sich in dem Gehäuse der Druck entsprechend abgebaut hat. und aus einem auf dem Druck in dem Gehäuse ansprechenden, die Flüssigkeitshöhe anzeigenden Instrument.

Bei einem bekannten Flüssigkeitsstand-Anzeiger dieser Art (siehe DE-AS 12 27 679) ist der zweite Ventilkörper starr mit dem ersten Ventilkörper verbunden, und die Membran spricht auch auf Verringerungen des Druckes der Flüssigkeit an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ansprechgenauigkeit des Flüssigkeitsstand-Anzeigers zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zweite Ventil unabhängig von dem ersten Ventil von einer zweiten, der Flüssigkeit ausgesetzten Membran gesteuert wird, die ebenfalls einen Teil des Gehäuses bildet.

Jede Membran bewegt sich somit aus der Stellung, in der das Ventil schließt, nur in einer Richtung, was den Vorteil mit sich bringt, daß der Bereich einer nach zwei Seiten auslenkbaren Membran in Fortfall kommt, innerhalb welchem (siehe die Hysterese-Schleife einer Membran) alle Membranslellungen ohne Einwirkung von Kräften auf die Membran liegen. Die Ansprechgenauigkeit ist somit größer als bei dem bekannten Ventil

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß die beiden der Flüssigkeit ausgesetzten Membranen übereinander angeordnet sind. Auf die Membranen wirken infolgedessen unterschiedliche Drücke. Der Druck im Gehäuse ist gleich einem Druck, der zwischen diesen beiden Drücken liegt. Diese Ausbildung bringt den Vorteil mit sich, daß der Flüssigkeitsanzeiger so ausgebildet sein kann, daß die Membranen in den Stellungen, in denen sie wären, wenn auf sie keine Flüssigkeit und kein im Gehäuseinnern befindlich *s Gas wirken würde, kraftbeaufschlagt sind, wobei die Kräfte aus der Differenz der auf die jeweilige Membran wirkenden Drücke resultieren.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der

ι⁵ Erfindung veranschaulicht Darin zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines Flüssigkeitsstand-Anzeigers im Schnitt,

F i g. 2 eine Ansicht dieses Teils und

Fig. 3 schematisch einen Flüssigkeitsstand-Anzeiger mit einem eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter.

In F i g. 1 bedeutet 10 eine Wand eines Flüssigkeitsbehälters oder Tanks, dessen Flüssigkeitspegel sich verändern kann, der in F i g. 3 als besonderer Pegel bei 11 angegeben ist. In einer niedrigen Höhe des Tanks ist in der Wand 10 eine öffnung ausgebildet, in welcher ein allgemein mit 20 bezeichnetes Pegelstandmeßelement oder -kapsel nach der Erfindung befestigt ist.

Das Meßelement 20. wird zunächst in groben Zügen und später in seinen Einzelheiten beschrieben.

Grundsätzlich kann das Element 20 aus einem einen allgemein mit 31 bezeichneten Innenraum abgrenzenden hohlen Hauptkorper 30 bestehen mit durch eine Membran 40 verschlossener Oberseite und durch eine Membran 50 verschlossener Unterseile.

Im anderen Falle kann er zwei Kammern enthalten, von welchen eine durch die Membran 40 und die andere durch die Membran 50 verschlossen ist. wobei die beiden Kammern so miteinander verbunden sind, daß sie ein einziges, den Innenraum abgrenzendes Gehäuse

«° bilden.

Die Membranen 40 und 50 sind vorzugsweise aus nach der folgenden Beschreibung einleuchtenden Gründen kreisrund, so daß sich ihre wirksame Fläche genau bestimmen läßt. Demzufolge sind die obere und die untere Öffnung in dem Hohlkörper 30 entsprechend kreisrund, wobei der Körper 30 zusammen mit den Membranen 40 und 50 den Raum 31 abgrenzt, der von beliebiger passender Form sein kann. Die Membranen sind mit Hilfe von Ringen 41 bzw. 51 und Schrauben 42 bzw. 52 auf die offenen Enden des Körpers 30 aufgespannt.

Der Hauptkörper 30 hat einen Anguß 32. der in passender Weise so ausgebildet ist. daß er in die in der Wand 10 ausgebildete Öffnung hineinpaßt. 33 ist ein Dichtungsring, der den Anguß 32 des Hauptkörpers 30 gegen die Wand 10 abdichtet, während 34 Befestigungsbol/en sind, die in der Wand 10 vorhandene Löcher durchragen und in Gewindelöcher des Hauptkörpers 30 eingeschraubt sind.

In den Raum 31 des Hauptkörpers 30 ragen ein Einlaßventilgehäusc 35a für ein allgemein mit 35 bezeichnetes Einlaßventil und ein Auslaßventilgehäuse 36a für ein allgemein mit 36 bezeichnetes Auslaßventil hinein.

^fti Das Einlaßventilgehäuse weist eine in Längsrichtung Verlaufende Bohrung 70 auf, die aus einem in dem Anguß 32 des Hauplkörpers 30 ausgebildeten Gewindeloch 71 kommt.

Die Bohrung 70 erstreckt sich von dem Gewindeloch 71 aus und endet in einer Öffnung 72, 73 ist ein in eine Öffnung des Ventilgehäuses 35a eingesetzter und mit einem Gewindeabschnitt 74 dieser Öffnung verschraubter Gewindestöpsel.

Der Stöpsel 73 weist eine Ringnut 75 auf, die mit der Bohrung 70 in Verbindung steht, wobei O-Ringe 76 den Stöpsel beiderseits der Ringnut 75 gegen das Ventilgehäuse 35a abdichten. Die Ringnut 75 steht mit einer Bohrung 77 des Stöpsels in Verbindung, die zu einer in dem Stöpsel 73 axial ausgebildeten weiteren Bohrung 78 führt.

Gemäß F i g. 2 ist die Membran 40 in ihrem zentralen Bereich zwischen einer oberen Scheibe 81 und einem Halter 82 mit Hilfe einer Verschraubung S3 eingespannt. Der Halter 82 weist nach unten ragende Schenkel 84 auf, an deren unterem Ende mit Hilfe von Muttern 86 eine Platte 85 befestigt ist. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, bewegt sich die Platte 85 zusammen mit dem zentralen Bereich der Membran 40.

Gemäß F i g. 1 ist das untere Ende der Bohrung 78 so erweitert, daß sie einen Sitz 79 bildet. g?:gen den sich ein Ventilkörper 90 anlegt. Der Ventilkörper 90 trägt an seinem oberen Ende ein verformbares abdichtendes Element 91, das gegen den Sitz 79 abdichten kann.

Bei der dargestellten Ausführungsform hat der Ventilkörper 90 ein konisch zugespitztes unteres Ende, dessen Spitze in eine Vertiefung der Platte 85 eingreift.

Die Bohrung 70 kann von einer an das Gewindeloch 71 angeschlossenen Fluidleitung aus mit druckbeaufschlagtem gasförmigen Fluid gespeist werden. Wenn der zentrale Bereich der Membran 40 sich nach außen bewegt und dabei das Volumen des Raumes 31 vermehrt, übt die Platte 81 auf die Platte 85 mittelbar einen nach oben gerichteten Druck aus, der den Ventilkörper 90 oben hält, wobei das Abdichtungsteil 91 bestrebt ist. die Zufuhr durch sein Abdichten gegen den Sitz 79 zu sperren. Wenn sich dagegen der zentrale Bereich der Membran 40 in den Körper 30 der Kapsel hineinbewegt, nimmt sie die Platte 85 mit. wobei sie den Druck auf den Ventilkörper 90 aufhebt und zuläßt, daß Druckfluid aus der Bohrung 70 über das Einlaßventil 35 in den Raum 31 zuströmt.

Das Gehäuse 36a des Auslaßventils 36 hat eine von dem Anguß 32 des Hauptkörpers 30 kommende Bohrung 100. Die Bohrung 100 kann mit der Außenatmosphäre unmittelbar in Verbindung stehen, oder gewünschtenfalls kann in dem Anguß 32 ein Gewindeloch ausgebildet sein, an das eine mit der Bohrung 100 in Verbindung stehende Abfuhrleitung angeschlossen werden kann.

In Querrichtung zum Gehäuse 36a des Auslaßventils 36 ist eine Gewindebohrune 101 ausgebildet, die einen durch einen O-Ring 103 abgedichteten Stöpsel !02 aufnimmt. Der Stöpsel 102 ist hohl, wobei sein hohler Innenraum mit der Bohrung 100 in Verbindung steht. 105 ist ein Ventilkörper mit einem erweiterten Kopf 105,7. 105Ö ist ein die Abdichtung zwischen dem erweiterten Kopf 105a des Ventilkörpers 105 und dem Stöpsel 102 bewirkender O-Ring. Die Membran 50 ist mit ihrem zentralen Bereich zwischen einer Scheibe 106 und dem erweiterten Kopf 105a des Ventilkötpers 105 eingespannt und mittels einer auf einen Ansatz 108 des Ventilkörpers 105 geschraubten Mutter 107 befestigt.

Die Bau· und Arbeitsweise des Auslaßventils 36 sind so, daß beim Hineindrängen der Membran 50 in den Raum 31 der Ventilkörper 105 mn seinem erweiterten Kopf 105a nach oben gedrängt wird, wobei der O-Ring 105i> abdichtend gegen den Stöpsel 102 angepreßt wird.

Andererseits werden, wenn sich der zentrale Bereich der Membran 50 aus dem Raum 31 herausbewegt, der erweiterte Kopf 105a und der Ventilkörper 105 von dem Stöpsel 102 fort bewegt, so daß Fluid aus dem Raum 31 in die Bohrung 100 hinein entweichen kann, was einen Entlüftungsdurchlaß darstellt, der vorzugsweise unmittelbar oder mittelbar mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.

Der Hauptkörper 30 weist in seinem Anguß 32 ein weiteres Gewindeloch 120 auf. An dieses Gewindeloch 120 ist eine zu einem Manometer oder einem Drutkmeßgträt 221 (Fig. 3) fuhrende Leitung ange schlossen. Nach Belieben kann der .iauptkörper 30 noch ein weiteres, in gestrichelten Linien Jargestelltes, mit 130 und 131 bezeichnetes Bohrungssystem aufweisen. das von dem Anguß 32 ausgeht und an das wie nachstehend noch näher erörtert, eine zu einem Ablaßoder Sicherheitsventil 211 (Fig. 3) führende Leitung angeschlossen werden kann.

Die Scheibe 81 der Einlaßmembran 40 und die

-^<0 Scheibe 106 der Auslaßmembran 50 dienen zum Stützen des zentralen Bereichs der ihnen zugeordneten Membran.

Eine weitere Stützung fur die Membranen kann durch ein Gitter vergesehen werden, das auf der Innenseite jeder Membran in geringem Abstand von ihr angeordnet ist. Dies schützt die Membranen vor übermäßiger Einwärtsbiegung, die durch Druckverlust im Inneren der Kapsel verursacht wird.
Gemäß Fig. 3 ist in einer Wand des Tanks oder Behälters ein Druckmeßelement 20 angebracht.

200 ist eine Leitung, die zwischen der Einlaßbohrung 70 mit ihrem Gewindeloch 71 und einer Druckquelle 201 verlauft, die eine Handpumpe oder eine stete Druckquellesein kann.

210 ist eine Leitung, die zwischen der in Fig. I gestrichelt dargestellten Bohrung 130 und einem Sicherheitsventil 211 verläuft, das so konstruiert ist, daß es den Innenraum 31 entlüftet, falls in ihm übermäßiger Druck erzeugt wird.

Das Ventil 211 kann so eingerichtet werden, daß es den Innenraum 31 entlüftet, wenn der Druck in dem Raum den durch die Flüssigkeitshöhe im Behälter auf die Membran 40 ausgeübten Druck um einen bestimmten Betrag übersteigt.

220 isi eine zwischen dem Gewindeloch 120 nach F i g. 1 und einem Druckmeßgerät 221 nach F i R. 3 verlaufende Leitung.

Schließlich ist 230 eine zwischen der Bohrung 100 nach Fig. 1 und der in F i g. 3 durch den Pfeil 231 angedeuteten AuDenatmosphäre verlaufende Leitung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Flüssigkeitsstandanzeiger, bestehend aus einem Gehäuse, aus einer, der Flüssigkeit ausgesetzten, einen Teil der Wand des Gehäuses bildenden Membran, die auf den Flüssigkeitsdruck anspricht, aus einem erstenVentil, welches von der Membran betätigt wird, mit einer Druckgasquelle verbunden ist und bei Erhöhung des Flüssigkeitsdruckes Druckgas in das Gehäuse einströmen läßt, bis sich in dem Gehäuse ein entsprechender Druck aufgebaut hat, aus einem zweiten Membran-gesteuerten Ventil, welches bei Erniedrigung des Flüssigkeitsdruckes Druckgas aus dem Gehäuse ausströmen läßt, bis sich in dem Gehäuse der Druck entsprechend abgebaut hut, und aus einem auf den Druck in dem Gehäuse ansprechenden, die Flüssigkeitshöhe anzeigenden Instrument, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (102, 103) unabhängig von dem ersten Vent'¹ (91, 79) von einer zweiten, der Flüssigkeit ausgesetzten Membran (50) gesteuert wird, die ebenfalls einen Teil des Gehäuses (20) bildet.
2. 2. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden der Flüssigkeit ausgesetzten Membranen (40, 50) übereinander angeordnet sind.