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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Messung
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und Anzeige des Füllstandes von mit Flüssigkeiten gefüllten Behältern,
insbesondere von für den untertägigen Bergbau vorgesehenen und geeigneten Tankwagen,
bestehend aus einem in den Behälter eingeführten Meßteil und einer außerhalb des
Behälters angeordneten Anzeige.
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Zur Messung und Anzeige des Füllstandes von mit Flüssigkeiten gefüllten
Behältern werden insbesondere mit Schwimmern ausgerüstete Meßeinrichtungen eingesetzt,
wobei über den jeweiligen Stand des Schwimmers direkt oder über entsprechende Umlenkungen
und Zeigerinstrumente in -direkt der jeweilige Stand der Flüssigkeit überprüft und
angezeigt werden kann. Derartige Einrichtungen haben den Nachteil, daß entweder
eine Art Sichtrohr außerhalb des Behälters vorgesehen sein muß, in dem sich der
Schwimmer oder ein Teil des Schwimmers mit dem Flüssigkeitsspiegel auf- und abbewegt
oder daß durch die Umlenkung Fehlerquellen auftreten, die bei der Messung zu Ungenauigkeiten
führen. Beim Einsatz in für den Untertagebergbau vorgesehenen Tankwagen haben die
bekannten Vorrichtungen darüberhinaus den Nachteil, daß sie jeweils nur bei Stillstand
genau abgelesen werden können und daß sie wegen der beengten Verhältnisse und der
besonderen Sicherung des Tankwagens in der Regel nur sehr schlecht abzulesen sind.
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Wegen dieser bestehenden Schwierigkeiten werden insbesondere bei Untertage
eingesetzten Tankwagen häufig Meßlatten eingesetzt, um den Füllstand des Behälters
zu überprüfen.
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Nachteilig dabei ist, daß auf die Sorgfalt größten Wert gelegt werden
muß und daß über die Meßlatte Unreinheiten in den Tank eingebracht werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und leicht
justierbare und leicht zu handhabende Einrichtung zur Messung und Anzeige des Füllstandes
zu schaffen.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Manometer
mit Füllstandsskala mit einem im Behälter aufrechtstehend angeordneten und mit Luft
oder Gas gefüllten Meßrohr in Verbindung steht, das nach unten dicht über dem Boden
offen endend und nach oben luftdicht verschlossen ist.
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Je nach Füllstand, d.h. je nach Stand des Flüssigkeitsspiegels im
Behälter wird die im Meßrohr vorhandene Luft bzw. das Gas mehr oder weniger komprimiert.
Diese Druckunterschiede werden über das Manometer ermittelt und über die Füllstandsskala
in Werte umgesetzt bzw. als Füllstandsmeßwerte sichtbar gemacht. Da das Meßrohr
bis dicht über den Boden des Behälters heruntergeführt ist, ist sichergestellt,
daß auch bei gewisser Schiefstellung des Tankwagens immer noch genaue Meßwerte ermittelt
werden. Vorteilhaft ist, daß je nach eingesetztem Manometertyp mehr oder weniger
grobe oder auch sehr genaue Meßwerte zu erhalten sind, wobei diese Meßwerte mit
einer im Verhältnis einfach arbeitenden Einrichtung ermittelt werden, so daß der
dafür notwendige kostenmäßige Aufwand gering ist. Darüberhinaus ist durch das geschlossene
System sichergestellt, daß während des Messens oder durch das Messen keinerlei Verunreinigungen
in den Behälter eingeführt werden. Um eine immer gleiche Meßvorgabe zu gewährleisten
und beispielsweise Druckschwankungen ausgleichen zu können, ist es nach einer Ausbildung
der Erfindung vorgesehen, daß in dem Verbindungsrohr zwischen Meßrohr und Manometer
ein von außerhalb des Behälters zu betätigender Kolben angeordnet ist. Durch Betätigen
des Kolbens wird zusätzlich Luft in das Meßrohr gedrückt, so daß auf diesem Wege
Ungenauigkeiten durch einfaches Justieren vermieden werden können.
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Zur sicheren Betätigung des Kolbens ist dem Kolben ein das Meßrohr
verschließendes Ventil vorgeordnet. Dieses Ventil sorgt dafür, daß die im Meßrohr
anstehende Druckluft
nicht unbeabsichtigt ausströmen kann und daß
andererseits nur zusätzliche Druckluft in das Meßrohr gelangen kann, wenn die vom
Ventil vorgegebene Grenze überschritten ist.
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Dabei ist es von Vorteil, daß der Kolben eine Anstoßnase aufweist,
um so das Betätigen des Ventils zu erleichtern und dessen genauen Einsatz zu sichern.
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Nach einer besonders einfachen und zweckmäßigen Ausführungsform dient
das Manometer praktisch zusammen mit dem Kolben als Pumpe. Die Verbindung beider
Teile wird dadurch erreicht, daß Manometer und Kolben eine Schraubverbindung aufweisen.
Diese Schraubverbindung ermöglicht gleichzeitig die Weiterleitung der mehr oder
weniger stark im Meßrohr komprimierten Luftwerte bis zu den Manometerteilen. Zweckmäßigerweise
ist hierzu der über 0-Ringe gegen die Innenwand des Verbindungsrohres abgedichtete
Kolben mit einer sich in der Schraubverbindung fortsetzenden Innenbohrung mit auf
der Ventilseite mündenden Querkanälen ausgebildet.
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Je nach Ausbildung und Ausrüstung des Tankwagens oder des zu überwachenden
Behälters ist eine günstige Anzeige des ermittelten Füllstandes dadurch gegeben,
daß gemäß einer Ausbildung das Verbindungsrohr rechtwinklig zum Meßrohr angeordnet
ist. Das Manometer kann dabei an einer günstigen und gut sichtbaren Stelle am Behälter
angeordnet werden, wobei insbesondere die Beleuchtung einwandfrei möglich und damit
die Meßwerte gut ablesbar sind.
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Um ein zu häufiges Betätigen des Kolbens bzw. des Manometers mit
dem Kolben zu vermeiden, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen,
daß der Hub des Kolbens auf 1o bis 30 mm, vorzugsweise 15 mm einstellbar ist. Bei
einem derartigen 15 mm Hub und entsprechenden Durchmessern ist das Volumen so groß,
daß mit
einem Hub der Luftdruck im Meßrohr nachgestellt werden kann.
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Selbstverständlich kann dabei auch durch Betätigen, d.h.
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durch leichtes Andrücken des Kolbens an das Ventil der Druck im Meßrohr
auf das gewünschte Niveau gesenkt werden.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine einfach
zu justierende, barometrische Füllstandsanzeige geschaffen ist, die aufgrund ihrer
einfachen und sicher wirkenden Ausführung insbesondere für den Untertageeinsatz
geeignet ist. Vorteilhaft ist darüberhinaus, daß ein völlig geschlossenes System
verwendet wird, das den Eintrag von Schmutz oder ähnlichem in den Behälter sicher
unterbindet und daß dennoch eine genaue Ermittlung und Sichtbarmachung des Füllstandes
derartiger Behälter ermöglicht. Durch die einfache Justierbarkeit mit Hilfe der
"Pumpe" , d.h. des zu betätigenden Kolbens ist jeweils eine genaue Basis für die
einzelnen Messungen möglich, ohne daß bei zu geringem Füllstand, d.h. bei Leerlaufen
des Behälters eine Demontage notwendig ist. Vielmehr kann nach Wiedereinfüllen von
Flüssigkeiten in den Behälter die Meßeinrichtung anschließend durch Betätigen des
Kolbens wieder einjustiert und genau eingestellt werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der bevorzugte
Ausführungsbeispiele mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
sind. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Tankwagen mit Füllstandsanzeige,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Füllstandsanzeige im Detail, Fig. 3 eine Draufsicht
auf das Manometer und Fig. 4 einen Schnitt durch einen Tankwagen mit seitlich angeordneter
Füllstandsanzeige.
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Bei dem in Fig.1 gezeigten Tankwagen 1 handelt es sich um einen solchen,
der für den untertägigen Einsatz vorgesehen und entsprechend besonders ausgerüstet
ist. Hierzu ist der eigentliche Tankbehälter 2 in einem Schutzbehälter 3 gelagert,
so daß bei Auslaufen der Füllung 4 ein Austreten der Flüssigkeit in die Umgebung
sicher verhindert wird.
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Die beiden Behälter 2, 3 mit der Füllung 4 lagern auf einem Traggestell
5, das sich auf einem Fahrgestell 6 abstützt, so daß der gesamte Tankwagen auf dem
Untertage vorhandenen Schienennetz verfahren werden kann. Die Laufschienen sind
mit 7 bezeichnet, auf denen die Räder des Fahrgestells 6 ablaufen können. Der Tankbehälter
2 ist wie aus Fig.1 zu ersehen ist, über Distanzhalter 8, 9 im bestimmten Abstand
zum Schutzbehälter 3 gehalten, wobei die Anordnung so gewählt ist, daß im oberen
Bereich ein zur Unterbringung der Armaturen geeigneter größerer Raum verbleibt.
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Die in den Tankbehälter 2 eingeführte Füllstandsmeß- und Anzeigeeinrichtung
besteht im wesentlichen aus dem außerhalb des Tankbehälters 2 angeordneten Manometers
1o und dem in den Behälter hineinreichenden Meßrohr 11. Beide sind durch ein Verbindungsrohr
12 miteinander verbunden, an bzw. in dem das weiter untere noch näher erläuterte
Druckausgleichsteil 13 vorgesehen. Das Meßrohr 11 reicht bis dicht an den Boden
15 des Tankbehälters heran, so daß auch bei schrägstehendem Behälter immer noch
genaue Meßwerte ermittelt werden. Das Manometer 1o ist im sogenannten Armaturenkasten
16 untergebracht und damit nur zu betätigen, wenn der Schieberverschluß 17 geöffnet
ist. Dieser Schieberverschluß kann theoretisch beispielsweise aus durchsichtigem
Material bestehen, so daß von außen her durch den Schutzbehälter 3 hindurch der
jeweilige Füllstand überprüft werden kann.
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Ansonsten reicht es aber auch, den Schieberverschluß undurchsichtig
zu machen, weil die Kontrollen an sich nur von befugten Leuten vorgenommen werden
sollen, die dann
auch über die Schlüssel zur Betätigung des Schieberverschlusses
verfügen und diesen zur Uberwachung öffnen können.
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Fig. 2 zeigt in Seitenansicht ein Manometer 1o, das in einem Gehäuse
19 mit überstehendem Rand untergebracht ist. Dieser überstehende Rand erleichtert
das Ergreifen des Gehäuses, wenn mit Hilfe dieses Gehäuses 19 der mit dem Manometer
1o über die Schraubverbindung 20 verbundene Kolben 21 betätigt werden soll. Dieser
Kolben wird im Verbindungsrohr 12 so hirrund herbewegt, daß die dabei im Verbindungsrohr
komprimierte Luft durch das Ventil 22 hindurch in das Meßrohr 11 strömt. Das Ventil
22 sorgt andererseits wieder dafür,daß das Druckverhältnis im Meßrohr 11 einwandfrei
auf das Manometer 1o übertragen wird. Zur leichteren Betätigung des Ventiles 22
durch den Kolben 21 weist dieser eine Anstoßnase 24 auf.
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Gegenüber der Innenwand 26 des Verbindungsrohres 12 ist der Kolben
21 durch 0-Ringe 25 abgedichtet, so daß auf der Ventilseite 29 jeweils ein mit dem
im Meßrohr 11 anstehenden Druck vergleichbarz Druck vorhanden ist. Das Manometer
1o ist über Innenbohrungen 27 in der Schraubverbindung 20 bzw. im Kolben 21 und
Querkanäle 28 mit dem ventilseitigen Raum im Verbindungsrohr 12 verbunden. Dadurch
wird der Zeiger auf der Füllstandsskala 30 jeweils dem jeweiligen Füllstand entsprechend,d.h.
dem Druckverhältnis entsprechend zwischen 0 und V verschoben.
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Fig. 4 zeigt eine im Prinzip mit der in Fig. 1 vergleichbaren Einrichtung,
nur daß hier das Verbindungsrohr 12 senkrecht an das Meßrohr 11 angeschlossen ist,
so daß für bestimmte Einrichtungen vorteilhaft das Manometer 1o mit dem zwischengeschalteten
Druckausgleichsteil 13 an der Seitenwand des Behälters 2 bzw. des Schutzbehälters
3 angeordnet
werden kann. Auch hier sind die beiden Behälter 2,
3 über das Traggestell 5 auf einem Fahrgestell 6 verfahrbar angeordnet. In der Darstellung
gemäß Fig. 4 ist der Tankbehälter 3 annähernd leer, wobei deutlich wird, daß dennoch
Luft nicht aus dem Meßrohr 11 entweichen kann. Sollte dies aufgrund einer Schrägstellung
dennoch erfolgen, so kann mit Hilfe des Druckausgleichsteil 13 ohne Schwierigkeiten
das notwendige Druckverhältnis im Meßrohr 11 wieder hergestellt werden.
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