DE312653C

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Publication number: DE312653C
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Description

Es sind Flüssigkeitsmanometer zum Messen des Druckunterschiedes zweier Gase bekannt, die aus zwei kommunizierenden Gefäßen mit eingeschlossener Sperrflüssigkeit bestehen,, bei welchen das eine Gefäß als Kapillarrohr ausgebildet und zur Änderung der Empfindlichkeit des Manometers in verschiedene Neigung gegen die Wagerechte eingestellt werden kann. Bei dieser Drehung des Kapillarrohres gegen die Wagerechte, beispielsweise um die Achse ο (Fig. i), ändert sich nämlich bei verschiedenen auf die beiden Seiten der Sperrflüssigkeit wirkenden Gasdrücken der Stand des Flüssigkeitsspiegels in dem Kapillarrohr, so daß er z. B. a' mm beträgt, wenn das Kapillarrohr unter dem Winkel %' gegen -die Wagerechte geneigt ist, und a"- mm wird, wenn der Neigungswinkel. des Kapillarrohrs gegen die Wagerechte x" beträgt. In beiden Fällen ist, wenn h die aus der Druckdifferenz der beiden Gase sich ergebende Höhendifferenz der Flüssigkeitsspiegel im Kapillarrohr und dem anderen Gefäße bedeutet, der DruckunterschiedThere are known liquid manometers for measuring the pressure difference between two gases, which consist of two communicating vessels with enclosed sealing liquid, in which one vessel is designed as a capillary tube and can be adjusted to change the sensitivity of the manometer in various inclinations against the horizontal plane. With this rotation of the capillary tube against the horizontal right, for example about the axis ο (Fig. I), namely changes at different gas pressures acting on the two sides of the barrier liquid, the level of the liquid level in the capillary tube, so that it is z. B. a 'is mm if the capillary tube is inclined at the angle%' against the horizontal right, and a " becomes - mm if the angle of inclination of the capillary tube against the horizontal right is x" . In both cases, if h is the difference in height of the liquid level in the capillary tube and the other vessel resulting from the pressure difference between the two gases, this is the pressure difference

■p = h · ρ = a · ρ · sin x, ■ p = h ρ = a ρ sin x,

wobei «den Ausschlag des Flüssigkeitsspiegels im Kapillarrohr, χ die Neigung desselben gegen die Wagerechte und ρ das spezifische Gewicht der Sperrflüssigkeit bedeutet. Den Wertwhere «the deflection of the liquid level in the capillary tube, χ the inclination of the same against the horizontal plane and ρ the specific weight of the barrier liquid. The value

E = ρ · sin x, . E = ρ · sin x,.

also denjenigen Wert, mit welchem der Ausschlag α multipliziert werden muß, um den Druckunterschied zu erhalten, kann man als Empfindlichkeit des Instruments bezeichnen.that is, the value by which the deflection α has to be multiplied in order to obtain the pressure difference can be called the sensitivity of the instrument.

Bei den bekannten Flüssigkeitsmanometern ist das Kapillarrohr mit dem andern Gefäß entweder drehbar oder starr verbunden. Die bekannten Manometer dieser Art sind aber nicht so eingerichtet, daß ihre Drehung^eine Änderung der Empfindlichkeit herbeiführt, ohne daß der Nullpunkt des Manometers geändert wird. Es kommt also darauf an, daß bei einer zwecks Änderung der Empfindlichkeit des Manometers durch Drehung desselben eintretenden Neigungsänderung des Meßrohres der Nullpunkt des Manometers von dieser Neigungsänderung unbeeinflußt bleibt. Zur Erreichung dieser Wirkung ist gemäß vorliegender Erfindung das ' · drehbare Gefäß so in an sich bekannter Weise (als Trommel, Kugel u. dgl.) ausgebildet, daß bei der Drehung die Entfernung des Flüssigkeitsschwerpunktes von der Drehachse sich nicht ändert und diese von der Achse des Meßrohres geschnitten wird.In the known liquid manometers, the capillary tube is with the other vessel either rotatable or rigidly connected. The known pressure gauges of this type are not arranged in such a way that its rotation causes a change in sensitivity, without that the zero point of the pressure gauge is changed. So it depends on one to change the sensitivity of the pressure gauge by rotating it Change in inclination of the measuring tube the zero point of the manometer from this change in inclination remains unaffected. To achieve this effect, according to the present invention, the '· rotatable vessel designed in a manner known per se (as a drum, ball and the like) that during rotation, the distance between the center of gravity of the liquid and the axis of rotation itself does not change and this is intersected by the axis of the measuring tube.

Einen wesentlichen Teil der Erfindung bildet auch die Skala, welche die unmittelbare Ablesung der Empfindlichkeit des Manometers gestattet.An essential part of the invention also forms the scale, which provides immediate reading the sensitivity of the pressure gauge.

Eine Ausführungsform des neuen Flüssigkeitsmanometers zeigt die Zeichnung in Fig. 2 in Ansicht, währendAn embodiment of the new liquid manometer is shown in the drawing Fig. 2 in view, while

Fig. 3 die Einteilung der Skala veranschaulichen soll. Fig. 3 is intended to illustrate the division of the scale.

Das Flüssigkeitsmanometer besteht einerseitsThe liquid manometer consists on the one hand

aus einer zylindrischen Trommel a, welche um eine in einem Gestell b gelagerte wagerechte Achse c drehbar ist, und andererseits aus dem in Richtung eines Durchmessers der Trommel verlaufenden Kapillarrohr d, welches mit der Trommel fest verbunden ist. Durch Drehung der Trommel α um die Achse c kann die Neigung des Kapillarrohres gegen die Wagerechte geändert werden.from a cylindrical drum a, which is rotatable about a horizontal axis c mounted in a frame b , and on the other hand from the capillary tube d, which extends in the direction of a diameter of the drum and is firmly connected to the drum. By rotating the drum α about the axis c , the inclination of the capillary tube against the horizontal plane can be changed.

ίο Das Kapillarrohr d ist an dem einen Ende mit dem Innern der Trommel d durch eine Leitung β verbunden. Das andere Röhrenende trägt einen Absperrhahn f, ebenso wie auch die Trommel α mit einem Absperrhahn g versehen ist. Die Absperrhähne f und g werden durch (nicht gezeichnete) Leitungen an die Meßstellen der beiden miteinander zu vergleichenden Gase angeschlossen.ίο The capillary tube d is connected at one end to the interior of the drum d by a line β . The other end of the tube carries a stopcock f, just like the drum α is provided with a stopcock g . The shut-off cocks f and g are connected by lines (not shown) to the measuring points of the two gases to be compared.

Zum Gebrauch des Manometers wird die Trommel α soweit mit einer Sperrflüssigkeit von bekanntem spezifischen Gewichte ρ gefüllt, daß der im Kapillarrohr sich einstellende Flüssigkeitsspiegel nach genaner wagerechter Einstellung des Instrumentes bei dem Druckunterschied Null genau am Nullpunkt der Röhrenskala erscheint, der mit dem Mittel der Trommel zusammenfällt. Wegen der Kapillarwirkung liegt hierbei der Flüssigkeitsspiegel in der Trommel außerhalb des Zylindermittels.To use the pressure gauge, the drum α is filled with a sealing liquid of known specific weight ρ so that the liquid level in the capillary tube appears exactly at the zero point of the tube scale after the instrument has been correctly adjusted horizontally, which coincides with the mean of the drum . Because of the capillary action, the liquid level in the drum is outside the cylinder means.

Ein Zeichen für die richtige Einstellung des Instruments ist, daß sich bei der Drehung der Trommel« um die Achse c die Nullpunktstellung des Flüssigkeitsspiegels in dem Kapillarrohr d nicht ändert. Die genaue wagerechte Einstellung des Instrumentes kann etwa mit Hilfe einer auf dem Gestell b angeordneten (nicht gezeichneten) Wasserwage vorgenommen werden. Die Skala, welche die unmittelbare Ablesung der Empfindlichkeit E des Instrumentes gestattet, ist auf folgende Weise eingerichtet. Auf der Stirnfläche der Trommel α sind (Fig. 3) mehrere einander konzentrisch umgebendeKreise K₁, K_oß, K_o$, Κ_αη . . . angeordnet, deren gemeinsamer Mittelpunkt im Mittel 0 der Trommel a liegt. Einer der Kreise, etwa K₁, ist als Einheitskreis mit einem Radius r = 1 angenommen und wird einer Sperrflüssigkeit von dem spezifischen Gewichte ρ = ι zugeordnet. Die Radien der Kreise K verhalten sich dann wie die spezifischen Gewichte verschiedener Sperrflüssigkeiten, so daß der Kreis K₀^ sich auf eine Sperrflüssigkeit vom spezifischen Gewichte ρ = 0,9, derjenige K₀^ auf eine Sperrflüssigkeit vom spezifischen Gewichte ρ = o,8 bezieht usw.A sign of the correct setting of the instrument is that when the drum rotates about the axis c, the zero point position of the liquid level in the capillary tube d does not change. The exact horizontal setting of the instrument can be made, for example, with the aid of a spirit level (not shown) arranged on the frame b. The scale, which allows the immediate reading of the sensitivity E of the instrument, is set up as follows. On the end face of the drum α (Fig. 3) there are several concentrically surrounding _circles K ₁ , K oß, K _o $, Κ _αη . . . arranged, the common center of which lies in the center 0 of the drum a. One of the circles, for example K ₁ , is assumed to be a unit circle with a radius r = 1 and is assigned to a barrier fluid with the specific weight ρ = ι. The radii of the circles K then behave like the specific weights of different barrier liquids, so that the circle K ₀ ^ refers to a barrier liquid of the specific weight ρ = 0.9, that K ₀ ^ to a barrier liquid of the specific weight ρ = 0.8 relates etc.

Andererseits sind auf der Stirnfläche der Trommel mehrere, die Kreise K schneidende Geraden G₀, G₀,,, G_o>2 On the other hand, there are several straight lines G ₀ , G ₀ ,,, G _{o> 2} which intersect the circles K on the end face of the drum

angeordneten Zeiger Z zusammenfällt. Die übrigen Geraden verlaufen einander parallel derart, daß ihre Abstände von der Geraden G₀ dem Produkt ihrer Kennziffer mit dem Einheitsradius r =1 entsprechen; es ist also z. B. der Abstand der Geraden G_Oj3 von der Geraden G₀ gleich 0,3x1, also gleich 0,3. Demgemäß ist, wenn das Kapillarrohr d unter einem bestimmten Winkel χ gegen die Wagerechte d' eingestellt ist, auch der Winkel zwischen den Geraden G₀ und Z gleich x. Die senkrechten Abstände der Geraden G_OjI) G_0i2 usw. bis G_0-9 von der GeradenGo (Nullradius des Skalensektors) entsprechen alsdann, da der Radius des Kreises G₀ = i. ist, der numerischen Größe der Sinus der von dem Nullradius Go und den zu den Schnittpunkten der einzelnen Geraden mit dem Einheitskreis K₁ führenden Sektorradien gebildeten Winkel. So ist z. B., wenn man den ,Schnittpunkts der GeradenG_o>5 mit dem Trommelmittel 0 verbindet, der Sinus des Winkels s 0 G₀ = 0,5 und, wenn man den Schnittpunkt s' der Geraden G₀₇ mit 0 verbindet, der Sinus des Winkels s' 0 Go = 0,7.arranged pointer Z coincides. The other straight lines run parallel to one another in such a way that their distances from the straight line G ₀ correspond to the product of their index number with the unit radius r = 1; so it is z. B. the distance of the straight line G _Oj3 from the straight line G ₀ is 0.3x1, that is, 0.3. Accordingly, if the capillary tube d is set at a certain angle χ with respect to the horizontal right d ' , the angle between the straight lines G ₀ and Z is also x. The perpendicular distances of the straight lines G _OjI) G _0i2 etc. to G _0-9 from the straight line Go (zero radius of the scale sector) then correspond to the fact that the radius of the circle G ₀ = i. is the numerical size of the sine of the angle formed by the zero radius Go and the sector radii leading to the intersection points of the individual straight lines with the unit circle K _1. So is z. B., if you connect the intersection of the straight line G _{o> 5} with the drum means 0, the sine of the angle s 0 G ₀ = 0.5 and, if you connect the intersection s' of _{the straight line G 07} with 0, the sine of the Angle s' 0 Go = 0.7.

Bei dieser Ausbildung der Skala entspricht dann der Wert E der Empfindlichkeit des Instrumentes dem Schnittpunkte des Zeigers Z mit demjenigen Kreise,, der dem spezifischen Gewicht der gerade benutzten* Sperrflüssigkeit zugeordnet ist, und es ist die Empfindlichkeit dann an der Kennziffer der diesem Schnittpunkte zugeordneten Geraden G abzulesen. · Es ist nämlich, wenn das Kapillarrohr d unter dem Winkel χ gegen die Wagerechte geneigt ist, ~S der Schnittpunkt des Zeigers Z mit dem Kreise K₁ und S' derjenige mit dem Kreise K_o$ ist und f und f die Projektionen von S und S' auf die Gerade G₀ sind (Fig. 4)With this design of the scale, the value E of the sensitivity of the instrument corresponds to the intersection of the pointer Z with that circle, which is assigned to the specific gravity of the barrier fluid used, and the sensitivity is then the code number of the straight line assigned to this intersection G read off. If the capillary tube d is inclined at the angle χ to the horizontal, ~ S is the intersection of the pointer Z with the circle K ₁ and S 'is the one with the circle K _o $ and f and f are the projections of S and S 'are on the straight line G ₀ (Fig. 4)

τγ; .τγ; .

ο f = ι · sin x, ο f = ι sin x,

Sf= o,lSf = o, l

usw. bis G_0-9 wieetc. to G _0-9 like

folgt angeordnet. Die Gerade G₀ ist so gewählt, daß sie bei wagerechter Einstellung des Kapillarrohres d (Stellung d') mit einem am Gestell b in Richtung eines Trommelradius fest S'f — 0,8follows arranged. The straight line G ₀ is chosen so that when the capillary tube d is set horizontally (position d ') it is fixed at S'f - 0.8 on the frame b in the direction of a drum radius

• sin x, • sin x,

so daß S'f gleich der Empfindlichkeit für eine Sperrflüssigkeit vom spezifischen Gewichte ρ — 0,8 ist.so that S'f is equal to the sensitivity for a barrier liquid with a specific gravity ρ - 0.8.

Beispielsweise ist in Fig. 3 das Kapillarrohr d ,unter dem Winkel χ gegen die Wagerechte geneigt, so daß, wie bereits erwähnt, der Winkel zwischen G₀ und Z ebenfalls % ist. Angenommen nun, der Flüssigkeitsspiegel im Kapillarrohr d zeige den Ausschlag a, so wäre zur Ermittlung des Druckunterschiedes der beiden miteinander verglichenen Gase dieser Betrag α noch mit der Empfindlichkeit E zu multiplizieren. Als Sperrflüssigkeit sei z. B. im Instrument Wasser vorhanden, so daß das spezifische Gewicht derselben ρ — 1 ist. Diesem spezifischen Gewicht ist der Kreis K₁ zugeordnet. Wir suchen nun den Schnittpunkt 5 dieses Kreises Ki mit dem ZeigerZund dann diejenige Gerade G, welche durch diesen Schnittpunkt 5 hindurchgeht. Dies ist die Gerade G₀₎₃. Die Kennziffer 0,3For example, in Fig. 3 the capillary tube d is inclined at the angle χ against the horizontal plane, so that, as already mentioned, the angle between G ₀ and Z is also % . Assuming now that the liquid level in the capillary tube d shows the deflection a, this amount α would have to be multiplied by the sensitivity E in order to determine the pressure difference between the two gases compared with one another. As a barrier liquid z. B. water is present in the instrument, so that the specific gravity of the same is ρ - 1 . Circle K _{1 is} assigned to this specific weight. We are now looking for the point of intersection 5 of this circle Ki with the pointer Z and then the straight line G which passes through this point of intersection 5. This is the straight line G _{0) 3} . The code number 0.3

dieser Geraden ist nun für die gewählte Einstellung des Kapillarrohres bereits gleich dem Produkt von sin χ und dem spezifischen Gewicht der Sperrflüssigkeit, so daß sich der Druckunterschied zufor the selected setting of the capillary tube, this straight line is already equal to the product of sin χ and the specific weight of the barrier liquid, so that the pressure difference increases

p = a · 0,3 mm p = a x 0.3 mm

und, wenn α ζ. B. 2o mm ist, zu
Φ = 20 · o,3 = 6 mmand, if α ζ. B. 2o mm, too
Φ = 20 o, 3 = 6 mm

ergibt. Ist z. B. die Sperrflüssigkeit, Petroleum mit dem spezifischen Gewichte ρ = 0,8, so würde man auf dem Kreise o,8 bis zum Schnittpunkte S' mit dem Zeiger Z fortzuschreiten haben und durch Interpolation finden, daß durch diesen Schnittpunkt die Gerade G₀₂₄ hindurchgeht, Es wäre demnach, wenn der Aus- : schlag im Kapillarrohr wieder 20 mm beträgt, der Druckunterschiedresults. Is z. B. the sealing liquid, petroleum with the specific gravity ρ = 0.8, one would have to proceed on the circle o.8 to the intersection S ' with the pointer Z and find through interpolation that the straight line G ₀₂₄ passes through this intersection Therefore, if the deflection in the capillary tube is again 20 mm, it would be the pressure difference

j> = 20 · 0,24 = 4,8 mm. j> = 20 x 0.24 = 4.8 mm.

Das neue Instrument läßt eine weite Regelbarkeit der Empfindlichkeit zu. Der Wert E kann für Petroleum mit einem spezifischen-Gewicht von ρ = ο,8 bis zu 0,02 gebracht werden, so daß, da mittels einer Lupe noch Änderungen des Ausschlages von o,i mm des Flüssigkeitsspiegels im Kapillarrohr bequem abgelesen werden können, mit dem Instrument noch Druckuntexschiede bis zu ¹Z₆₀₀ mm Wassersäule feststellbar sind. Bei anderweitiger Einstellung können mit derselben Sperrflüssigkeit dagegen noch Druckunterschiede bis zu 100 mm Wassersäule gemessen werden.The new instrument allows a wide controllability of the sensitivity. The value E for petroleum with a specific gravity of ρ = ο.8 can be brought up to 0.02, so that changes in the deflection of 0.1 mm in the liquid level in the capillary tube can be easily read using a magnifying glass, ^{Pressure differences of up to 1} Z ₆₀₀ mm water column can still be determined with the instrument. If the setting is different, however, pressure differences of up to 100 mm water column can still be measured with the same sealing liquid.

Weitere Vorzüge des neuen Instruments bestehen darin, daß die Empfindlichkeit unmittelbar an der Skala abgelesen werden kann und der Nullpunkt des Flüssigkeitsabstandes im Kapillarrohr von der gewählten Empfindlichkeit unabhängig ist.Other advantages of the new instrument are that the sensitivity is immediate can be read on the scale and the zero point of the liquid distance in the capillary tube from the selected sensitivity is independent.

Nach Abschluß der beiden Hähne f uud g ist das Instrument auch in gefülltem Zustande bequem und sicher transportierbar.After the two taps f and g have been closed , the instrument can be easily and safely transported even when it is full.

Claims

Patent Claims:

1. Consisting of two communicating vessels with enclosed sealing liquid. Liquid manometer for measuring the pressure difference between two gas spaces, wherein the one designed as a measuring tube vessel rotatable with the right to a WAG "^ axis other vessel is rigidly connected, characterized in that the rotatable vessel (a) in a known manner as a drum , Ball o. The like. Is designed so that when it is rotated, the distance of the center of gravity of the liquid from the axis of rotation does not change and this is intersected by the axis of the measuring tube (d) , so that when the purpose of changing the sensitivity of the 'manometer by rotation the same occurring change in inclination of the measuring tube against the horizontal plane, the zero point of the manometer coinciding with the intersection of the measuring tube and the axis of rotation remains unaffected by this change in inclination.

2. Liquid manometers according to claim 1 with a fixed, radially directed pointer (Z), which plays on a circular sector-shaped scale consisting of several circles concentrically surrounding the axis of rotation of the vessel and these intersecting lines when the manometer is rotated, characterized in that the lines intersecting the circles (K ₁ , K ₀ ^ _... ) consist of several straight lines (G OjI, G _o , ₂ ...) parallel to a radius (G ₀ ), so that with a suitable choice of the circle distances and of the distances between the straight lines, the scale can be used for direct reading of the sensitivity of the manometer, which depends on the density of the sealing liquid and the inclination of the measuring tube. *

1 sheet of drawings.