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Flüssigkeitsstandanzeiger. Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen
zur Anzeige des Standes einer Flüssigkeit über einem gegebenen Punkte, und zwar
eine Einrichtung der Bauart, bei der Luft durch ein Rohr getrieben wird, das an
dem betreffenden Punkt offen ist und bei dem die Messung durch den statischen Luftdruck
erfolgt, der vorhanden ist, wenn die Strömung aufhört. Bei solchen Anzeigern wird
die Luft gewöhnlich durch das Rohr mittels einer von Hand betriebenen Luftpumpe
getrieben; dies führt dazu, daß das Manometer leicht durch Zuführung übermäßigen
Druckes beschädigt werden kann.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Anzeiger zu schaffen, der hoch
empfindlich ist und genaue Ablesungen ergibt, bei dem aber auch die Gefahr von Irrtümern
oder Beschädigungen durch falsche Handhabung beseitigt ist.
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Gemäß der Erfindung dient eine einzige ausdehnbare Kammer dem doppelten
Zwecke, die Luft durch das Rohr zu treiben und den Druck zu messen. bei dem die
Luftströmung durch das Rohr aufhört. Es sind entsprechende Einrichtungen vorgesehen,
durch die die Kammer entgegen der Wirkung einer Feder oder sonstigen Irraft ausgedehnt
und wieder freigegeben wird, um die Luft durch- das Rohr zu treiben; diese Einrichtungen
bestehen vorzugsweise aus einem von Hand bewegten Nokken. Das Maß' der Kammerausdehnung
kann durch einen Zeiger oder eine aonstige Vorrichtung angezeigt werden. Das Einfließen
der Luft in den Rauen wird vorzugsweise durch ein Rückschlagventil geregelt, das
zwang läufig geöfnet wird, bevor die Kammer ihre Ausdehnung beginnt, und dessen
Schließung anderseits möglich wird, bevor die Kammer freigegeben wird. Bei einer
vorzugsweise angewendeten Ausführungsform besitzt die Kammer die: Gestalt eines
zusaninienlegbaren Balgens, der normal durch eine Feder in zusammengezogener Lage
gehalten wird, und es ist ein Antriebswerk vorgesehen, zu dein eine Spindel geh(irt,
die von IIand gedreht werden kann und zwei Nocken besitzt, die einerseits auf ein
mit dem Balgen verbundenes Glied einwirken und anderseits auf das Rückschlagventil.
Die Anordnung ist dabei so, daß beim Drehen der Spindel das Ventil geöffnet, daß
der Balgen entgegen der Federwirkung gedehnt und wieder ausgelöst wird, um Luft
durch das Rohr zu treiben, bis die Gleichgewichtsstellung erreicht ist.
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Eine Ausführung der Erfindung ist beispielsweise durch die Zeichnungen
wiedergegeben. Darin ist Abb. i ein senkrechter Schnitt unmittelbar innerhalb des
Gehäuses, der eine Rückansicht des darin enthaltenen Apparates zeigt, Abb. 2 ein
Mittelschnitt in ' einer Ebene rechtwinklig zu der der Abb. i, Abb.3 eine Vorderansicht
und Abb. 4. eine schematische Darstellung, die eine Anwendung der Vorrichtung erkennen
läßt.
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Bei der dargestellten Ausführung ist der Apparat auf einer Platte
A angebracht und liegt im Gehäuse Al, das durch Stangen A'= gegen die Platte abgestützt
ist. An der Rückseite der Platte A sitzt nahe dem oberen Rand ein Klotz B, der einen
zusammenschiebbaren Balgen C trägt und einen inneren Kanal Bi aufweist, der mit
dem Balgeninnern in ständiger Verbindung steht. Der Kanal Bi kann mit einem oder
dem andern von zwei Auslässen B' und B3 durch einen Sperrhahn D
verbunden
werden, der mittels eines Hand-U # il fes D' zwischen zwei Endstellungen drehbar
ist, die durch Bewegung eines Stiftes D' zwischen Anschlägen. D= und
D'° bestimmt sind.
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Am freien Ende des Balgens C ist ein arm Cl in Richtung der I3algendehnung
angebracht. Dieser Arm Cl trägt eine Klammer C=, an der eine l')ogenfeder
F_ annähernd elliptischer Gestalt befestigt ist. Diese Feder E ist symmetrisch bezüglich
der Richtung der Balgendehnung und -zusammenziehung angeordnet, und die Klammer
C= greift an der Feder ;in tinein Ende der kleineren Ellip,enarh,c# an.
Am
andern Ende der kleinen Achse ist die Feder an einer zweiten Klammer Ei befestigt.
die zu einem Konsol F'= ausgebildet ist, das einstellbar an der Platte A sitzt.
Die Feder L hält den Balgen C in zusammengedrückter Lage. Da nun die große Ellipsenachse
beträchtlich größer ist als die kleine, so wird die Feder seitlichen Bewegungen
des Armes C in der Federebene beträchtlichen Widerstand entgegensetzen. Der Streifen,
aus dem die Feder gebildet ist, ist ziemlich breit, so daß er einen großen Widerstand
gegen Verdrehungsbeanspruchungen aufweist, die durch Bewegung des Armes Cl aus seiner
eigenen Ebene auftreten würden.
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Der Arm Cl trägt noch eine weitere hlarniner C3, an der ein Ende einer
sehr leichten Kette F angreift, deren anderes Ende um eine Spindel F1 herumgewunden
und daran befestigt ist. Diese Spindel ist drehbar in einen: Konsol F4 gelagert.
sie tritt durch die Platte A hindurch und trägt einen Zeiger F=, der auf einer eingeteilten
Skala G an der Vorderseite der Platte A spielt. Eine Glasplatte G1 überdeckt die
Scheibe G und wird durch einen Ring G' gehalten, der auf die Platte A aufgeschraubt
ist. Auf der Scheibe ist ein Anschlag G3 vorhanden, an dem der Zeiger in der Nullstellung
anliegt. Auf die Spindel F1 wirkt eine feine Spiralfeder F3 und ist bestrebt, die
Kette F derart aufzuwinden, daß sie den Zeiger F= von der Nullstellung zur Stellung
des Höchstanschlages zu bewegen sucht; der Zeiger wird gewöhnlich in seiner Nullstellung
durch Einwirkung der Bogenfeder E festgehalten. Wenn nun der Balgen C entgegen
der Wirkung der Feder E
ausgedehnt wird, so wird die Spannung der Kette F
freigegeben, und die feine Feder F`i bewegt den Zeiger nach Maßgabe der Ausdehnung
des Ballens aus der Nullstellung.
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Mit dem Kanal BI im klotz B ist ein weiterer Kanal B4 in Verbindung,
der in ein Rohr H ausmündet. Am andern Ende dieses Rohres H liegt ein Rückschlagventil
Hl, das ge"c-ölinlich durch eine Feder H= geschlossen gehalten wird. Dieses Ventil
wird in unten beschriebener Weise durch Druck auf die Ventilstange H3 geöffnet.
Dann ist das Innere des Balgens C in freier Verbindung mit der Außenluft.
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Hinter dem Unterende der Platte A ist ein konsol J angebracht, in
dem eine Spindel J1 drehbar ist. die mittels des Handgriffes J= angetrieben werden
kann. Eine Federkupplung J3 stellt sicher, daß die Spindel Ji lediglich in einer
Richtung gedreht werden kann, nämlich in der Richtung, die durch den Zeiger in Abb.
3 angedeutet ist. Die Spindel J1 trägt zwei Nocken I( und L. Der erste wirkt
auf die Ventilstange H;; und der zweite auf einen Stift C4 am Ende des Armes Cl.
Das Konsol J trägt einen Arm J4, der als Führung für den Stift Cl wirkt und seine
Seitenbewegung infolge von Reibung hindert, wenn der Nocken L gedreht wird. Wird
der Nocken J'= t#eclreht, so wirkt der Nocken I( auf die Ventilstange H3 und öffnet
das Ventil Ht. Während der folgenden Drehung wirkt der Nocken L auf den Stift C4
und dehnt allmählich den Balgen C entgegen der Wirkung der Feder F aus, wobei Luft
in ihn durch das unter Ventilwirkung stehende Rohr H eingesaugt wird. Dies dauert
so lange an, bis die Aussparung I(1 im Nocken I( gegenüber der Ventilstange H3 liegt,
worauf sich das Ventil H schließt. Unmittelbar nachdem das Ventil sich geschlossen
hat, bewegt sich der höchste Teil des Nockens L am Stift C4 vorüber und gestattet
dem Balgen, sich unter der Wirkung der Feder E wieder zusammenzuziehen. Der
gerade Teil L1 des Nockens L und die Kante der Führung J4 sind so gestaltet, daß
während der plötzlichen Rückführbewegung des Armes- Cl kein Reibungswiderstand die
Bewegung des Stiftes C4 hindert. Infolgedessen. wird.. abgesehen von dem sehr kleinen
Widerstand der Haarfeder F3, der Balgen C sich vollkommen frei unter 'Wirkung der
Feder E und des inneren Druckes im Balgen bewegen können..
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Die Wirkung der Vorrichtung ist am besten an Hand der Abb. 4. zu beschreiben,
die ihre Anwendung auf die Messung der Flüssigkeitstiefe in dem Brennstoffbehälter
M und in dein Ölbehälter N zeigt. Der Auslaß B:' ist in Verbindung mit einem Rohr
Ml, das an seinem entfernten Ende M2 an einem gegebenen Punkt im Behälter M frei
ausmündet. Der Aus-Iaß- B3 steht in ähnlicher Verbindung mit einem Rohr
NI, das frei an einem gegebenen Punkt im ülbehälter N2 ausläuft. Soll
die Tiefe des Brennstoffes gemessen werden, so wird der Handgriff Dl in die in den
Zeichnungen veranschaulichte Lage gebracht, so daß das Rohr t171 in Verbindung mit
dem Balgeninnenraum steht. Soll die Tiefe des Öls gemessen werden, so wird der Handgriff
Dl in die Lage umgestellt, in der das Rohr N1 in Verbindung mit dem Balgeninnern
ist.
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Ist der Handgriff Dl in die gewünschte Stellung gebracht, so wird
der Handgriff J2
von Hand in Pfeilrichtung gedreht. In der beschriebenen Weise
veranlaßt das ein Öffnen des fentils HI und ein Ausdehnen des Balgens; inzwischen
ist der Zeiger F' auf seine Maximalstellung gebracht. Wird. der Stift C4 aus seiner
Höchstlage auf den Nocken L aus-Celöst, so wird dem Balgen ermöglicht, sich unter
Wirkung der Feder E zusammenzuziehen. Diese Zusammenziehung des Balgens drückt Luft
durch das Rohr :1T1 (oder NI), da jetzt
das Ventil Hl geschlossen
ist. Das Strömen der Luft durch das Rohr dauert so lange an, bis der Druck im Balgen
dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeitssäule über dem gegebenen Punkt M2 (oder
iV=) gleich wird. Der Zeiger F= folgt der Zusammenziehung des Balgens, und wenn
das Gleichgewicht hergestellt ist, so zeigt er auf der Scheibe die Flüssigkeitssäule
an. Im dargestellten Beispiel ist die Scheibe nach zwei Skalen eingeteilt, von denen
die eine, G4, Ziffern trägt, die die Brennstoffhöhe im Behälter, z. B. in Zoll,
zeigen, während die andere, G5. so eingeteilt ist, daß sie den ölstand im Behälter
ablesen läßt.
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Infolge der reibungslosen Freigabe des Balgens ist die Anzeigevorrichtung
sehr empfindlich und ergibt sehr genaue Messungen. Es liegt auch keine Gefahr vor,
daß die Teile durch mangelhafte Handhabung beschädigt werden, weil die Rückführbewegung
des Balgens ganz unabhängig vom Handantrieb ist, während die Gestalt des Nockens
L eine allmähliche Ausdehnung des Balgens erzwingt und es unmöglich macht, den Balgen
zu weit auszuziehen. Ferner verhindert die Kupplung f3 eine Drehung der Welle .h
in falscher Richtung. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist auch für andere Zwecke
anwendbar, beispielsweise zum Messen der Dichte einer Flüssigkeit. In diesem Falle
kann sie in Verbindung mit einem Tauchrohr benutzt werden, das in einer festgelegten
Tiefe unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ausmündet.
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Falls der Gasdruck in dem nicht von Flüssigkeit erfüllten Teil des
Flüssigkeitsbehälters größer oder geringer als der Atmosphärendruck ist, würde der
beschriebene Apparat falsche Ablesungen ergeben. Diese Fehler können ausgeglichen
werden, indem man das Gehäuse A' auf der Platte A so anbringt, daß der darin eingeschlossene
Raum luftdicht ist und indem man dann ein Rohr von dieser Kammer aus zu dem Flüssigkeitsdampfraum
im Behälter führt. Statt dessen kann man, um die Notwendigkeit eines luftdicht geschlossenen
Gehäuses zu vermeiden, einen zweiten Balgen vorsehen, der eine Differentialwirkung
zu dem ersten ergibt und mit dem Dampfraum im Behälter verbunden ist.
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«renn ferner gewünscht wird. Temperatureinflüsse auszugleichen. so
kann das dadurch geschehen. daß ein Doppelmetallstreifen oder eine Doppelmetallspirale
zwischen den Punkt der Bogenfeder, der gewöhnlich festgehalten wird, und den festen
Tragteil eingefügt wird.
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Die im einzelnen beschriebene Ausbildungsform ist nur beispielsweise
gegeben, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist. Wenn die Vorrichtung z. B.
selbstregistrierend sein soll, so würde man die die Antriebsnocken tragende Welle
mit Kraftantrieb versehen.