DE2427868C3 - Gerät zur Differenzdruckmessung von gasförmigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Differenzdrukckmessung von gasförmigen Stoffen mit einer Tauchglocke, die in einem druckdichten Gehäuse in eine Sperrflüssigkeit eintaucht, wobei die eine Gaszuleitung von untenher in die Tauchglocke hineinragt und die andere im Gehäuseoberteil eine Verbindung zu dem Gasraum um die Tauchglocke herstellt und durch die Tauchglockenbewegung betätigte Ventilvorrichtungen zum Verschluß der jeweiligen Gaszuleitungsöffnung im Gehäuse in der oberen bzw. unteren Endstellung der Tauchglocke sowie Mittel zur Messung der Tauchglockenstellung als Maß für den Differenzdruck vorgesehen sind. Ein derartiges Tauchglockenmeßwerk ist z. B. in der Druckschrift TD/G 131 der Firma Schoppe & Faser GmbH, Minden, beschrieben.

Es hat sich gezeigt, daß die Abdichtung der Gaszuleitungsöffnungen im Gehäuse in den jeweiligen Endstellungen der Tauchglocke unmittelbar nach dem Schließen der Ventilvorrichtungen nicht immer voll gewährleistet ist, da der Anpreßdruck zunächst nicht groß genug ist. Deshalb tritt bei Überdruck gelegentlich Sperrflüssigkeit in die Gaszuführungsleitungen aus. Andererseits können sich die Ventilvorrichtungen, wenn sie sich bei ansteigendem Überdruck geschlossen haben, festsaugen, so daß die Tauchglocke bei Wiedereintritt normaler Druckverhältnisse festgehalten und die Funktion des Gerätes gestört wird. Ursache hierfür ist der große Flächenunterschied von Glockenquerschnitt und Dichtungsquerschnitt der Ventilvorrichtungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, das Gerät so zu verbessern, daß diese unerwünschten Nebenwirkungen mit Sicherheit nicht mehr auftreten können. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß innerhalb des Gehäuses weitere

ίο Veniilvorrichtungen vorgesehen sind, daß sich eine Ventilvorrichtung in der Tauchglockenwand in der Nähe des unteren Randes der Tauchglocke befindet, eine zweite in der Wand des Austrittsendes des in die Tauchglocke von untenher einmündenden Gaszuleitungsrohres und eine dritte zwischen der Gaszuleitung im Gehäuseoberteil und dem Gasraum um die Tauchglocke.

Die erste dieser Ventilvorrichtungen läßt sich besonders einfach durch eine oder mehrere in gleicher Höhe angebrachte öffnungen in der Tauchglockenwand realisieren. Das durch diese öffnung bei einem bestimmten Überdruck in die Tauchglocke strömende Gas wird in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung an der innenwand der Tauchglocke von der Öffnung bis unterhalb des Glockendeckels in einem Schacht nach oben geführt. Die beiden anderen Ventilvorrichtungen werden z. B. als Kugelventile ausgebildet.

Im folgenden wird die Zeichnung Erfindung und ihre Wirkungsweise anhand eines in der dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Ausführungsbeispiel,

Fig.2 einen waagerechten Schnitt entlang der Linie A-Ader Fig. 1.

Die Tauchglocke ist mit I bezeichnet; sie taucht innerhalb eines druckdichten Gehäuses 2 teilweise in die Sperrflüssigkeit 3 ein. Von untenher führt in das Gehäuse ein Gaszuleitungsrohr 4 bis in den Gasraum 5 der Tauchglocke. Zur Überwachung des Flüssigkeits-Standes ist ein Schauloch 6 mit einer Sichtscheibe 7 vorgesehen. Eine zweite Gaszuleitung 8 führt im Oberteil 9 des Gehäuses zunächst waagerecht und dann senkrecht nach unten in den Gasraum 10 zwischen der Tauchglocke und dem Gehäuse. Auf der Tauchglocke ist eine Stange 11 befestigt mit einem Kern 12, welcher den beweglichen Teil eines aus den Spulen 13, 14 und 15 aufgebauten Differentialtransformators bildet. Die Bewegung der Tauchglo'"' » unterliegt außerdem dem Einfluß einer Meßfeder Ib. Der Differentialtransformator liefert durch die Bewegung des Kerns ein elektrisches Signal für den Differenzdruck entsprechend der Stellung der Tauchglocke im Gehäuse. Um ein Anliegen der Stange am Gehäuseoberteil zu verhindern, ist diese mit spannungsfrei befestigten Federn 17 zentriert geführt.

Stehen die Gaszuleitungen unter verschiedenem Druck, so wird die Tauchglocke aus der dargestellten Null-Lage, in welcher die Flüssigkeitsspiegel innerhalb und außerhalb der Glocke übereinstimmen, herausbewegt. Die Bewegung der Tauchglocke nach unten wird durch das obere Ende des Gaszuleitungsrohres 4 begrenzt, die Bewegung nach oben durch das Gehäuseoberteil, wobei eine mit der Stange verbundene Mutter 18 die Gaszuleitungsöffnung 19 verschließt. Zur besseren Abdichtung sind jeweils O-Ringe 20 und 21 als Dichtmittel vorgesehen.

In der Nähe des unteren Randes der Tauchglocke weist diese eine erste Veniilvorrichtung 24 in Form

einer seitlichen öffnung auf, an die ein Schacht 22 ungeschlossen ist, der an der Innenwand der Glocke nach oben bis unterhalb des Tauchglockendeckels 23 geführt ist. Ein mit dem Schacht verbundenes Leitblech 25 erstreckt sich bis zum Deckel der Tauchglocke. Jeweils eine weitere Ventilvorrichtuiig in Form eines Kugelventils 26 bzw. 27 befindet iich innerhalb der Tauchglocke in der Rohrwand Hes Gaszuleitungsrohres 4 unmittelbar unterhalb der Gasaustrittsöffnung sowie in der Wand zwischen der Gaszuleitung 8 im Gehäuseriherleil und dem Gasraum 10 um die Tauchglocke. Beide Kugelventile sind gleich aufgebaut. Wird die Kugel 28 bzw. 29 gegen den O-Ring 30 bzw. 31 gedrückt, so ist das Ventil geschlossen. In der geöffneten Stellung wird das Herausfallen der Kugel durch einen Drahtring 32 bzw. durch eine Blattfeder 33 verhindert.

Mit Hilfe dieser Ventilvorrichtungen ergibt sich folgende Wirkungsweise des Anmeldungsgegenstandes: Bei einer Druckzunahme in der Gaszuleitung 8 bewegt sich die Tauchglocke nach unten. Gleichzeitig sinkt der Flüssigkeitsspiegel im Gasraum iO um die Tauchglocke, während er in der Tauchglocke ansteigt. Schließlich berührt die Tauchglocke den O-Ring 21 und schließt die Austrittsöffnung des Gaszuleitungsrohres 4. Ist der Überdruck soweit angestiegen, daß der Flüssigkeitsspiegel im Gasraum IO die öffnung 24 in der Tauchglocke erreicht, so drückt das Gas die Flüssigkeit aus dem Schacht 22 nach oben heraus. Dabei wird lurch das Leitblech 25 die austretende Flüssigkeit seitlich so abgelenkt, daß sie weder durch das noch geöffnete Kugelventil 26 noch infolge eines schlechten Sitzes der Tauchglocke auf dem O-Ring 21 in das Gaszuleitungsrohr 4 gelangen kann. Es entweicht aber noch Gas durch das zunächst noch nicht geschlossene Kugelventil in das Gaszuleitungsrohr. Dieses Ventil wird dann geschlossen, wenn der Gasdurchsatz eine bestimmte Menge in der Zeiteinheit erreicht. Der Gasstrom drückt tue Kugel gegen den O-Ring, wodurch jeder weitere Gasdurchsatz gestoppt wird. Die öffnung im Glockenmantel ermöglicht somit den Übergang von Gas aus dem Gasraum 10 um die Tauchglocke, in den Gasraum 5 innerhalb der Tauchglocke zur Betätigung des Kugelventils 26. Außerdem bewirkt die öffnung, daß der Flüssigkeitspegel in der Glocke eine bestimmte Höhe nicht

ίο überschreitet.

Bei diesen Druckverhältnissen sitzt nunmehr die Tauchglocke fest auf dem Gaszuleitungsrohr 4 auf und schließt dieses dicht ab. Nimmt der Gasdruck in der Gaszuleitung 8 wieder ab, so wird die öffnung 24 durch die im Raum 10 ansteigende Flüssigkeit wieder verschlossen. Das Kugelventil öffnet sofort, wenn in der Glocke der gleiche Druckzustand erreicht wird wie beim Schließen des Kugelventils, wobei das Lösen der Kugel durch ihr Eigengewicht unterstützt wird. Es erfolgt sodann ein Druckausgleich zwischen dem Gaszuieitungsrohr 4 und dem Gasraum 5 der Tauchglocke, wodurch bei weiterer Druckabnahme, d. h. bei Wiedereintritt in den Betriebsbereich des Gerätes, die Tauchglocke sich mit Unterstützung der Meßfeder 16 von dem O-Ring 21 abheben kann. Wäre das Kugelventil nicht vorhanden, so würde sich im Raum 5 der Tauchglocke ein Unterdruck gegenüber dem Gaszuleitungsrohr 4 ausbilden, der ein sofortiges Abheben der Tauchglocke verhindern würde.

Ein entsprechender Vorgang spielt sich ab, wenn die Tauchglocke bei umgekehrten Druckverhältnissen in die obere Endstellung geht und die Gaszuleitungsöffnung 19 verschlossen wird, wobei die öffnung 24 und das Kugelventil 27 zusammenwirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gerät zur Differenzdruckmessung von gasförmigen Stoffen, mit einer Tauchglocke, die in einem druckdichten Gehäuse in eine Sperrflüssigkeit eintaucht, wobei die eine Gaszuleitung von untenher in die Tauchglocke hineinragt und die andere im Gehäuseoberteil eine Verbindung zu dem Gasraum um die Tauchglocke herstellt und durch die Tauchglocke betätigte Veritilvorrichtungen zum Verschluß der entsprechenden Gaszuleitungsöffnung im Gehäuse in der oberen bzw. unteren Endstellung der Tauchglocke sowie Mittel zur Messung der Tauchglockenstellung als Maß für den Differenzdruck vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses weitere Ventilvorrichtungen vorgesehen sind, daß sich eine erste Ventilvorrichtung (24) in der Tauchglockenwand in der Nähe des unteren Randes der Tauchglocke (1) befindet, eine zweite (26) in der Wand des Austrittsendes des in die Tauchglocke von untenher einmündenden Gaszuleitungsrohres (4) und eine dritte (27) zwischen der Gaszuleitung (8) im Gehäuseoberteil (9) und dem Gasraum (10) um die Tauchglocke.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ventilvorrichtung (24) durch eine oder mehrere in gleicher Höhe angebrachte öffnungen in der Tauchglockenwand realisiert ist.

i. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Glockeninnenwand von der Öffnung (24) bis unterhalb des Glockendeckels (23) ein Schacht (22) erstreckt.

4. Gerät nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilvorrichtung

(26) ein Kugelventil ist.

5. Gerät nach Anspruch t bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Ventilvorrichtung

(27) ein Kugelventil ist.