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Vorrichtung zum Anzeigen des Flüssigkeitsstandes in geschlossenen
Behältern Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Anzeigen des Flüssigkeitsstandes
in geschlossenen Behältern mittels eines von einem bewegten Spiegel reflektierten
Lichtstrahles.
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Es sind Geräte bekannt, welche sich zur Anzeige eines Meßwertes eines
von einem drehbaren Spiegel zurückgeworfenen Lichtstrahles bedienen. Es sind auch
bereits Vorrichtungen bekannt, durch welche mittels dieses optischen Verfahrens.
die Höhe des Flüssigkeitsstandes in Behältern angezeigt werden. Hierbei wird der
Meßwert zunächst in eine elektrische Größe, z. B. in einen Widerstandswert, umgewandel£
und diese wird alsdann mit einem dem Spiegelgalvanometer ähnlichen Instrument angezeigt.
Die Notwendigkeit einer besonderen Stromquelle für die Messung des Widerstandswertes
und die Einhaltung einer konstanten Spannung machen die bekannte Flüssigkeitsstandeinrichtung
umständlich. Die Komplikation wächst noch, wenn der Flüssigkeitsstand in einem geschlossenen
Behälter gemessen werden soll.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Spiegel innerhalb des Behälters
unmittelbar mit einer von einem Schwimmer, welcher sich ebenfalls im Behälter oder
in einem mit ihm in Verbindung stehenden Hilfsbehälter befindet, bewegten Achse
gekuppelt ist, und daß die Spiegelstellung mittels eines von außen durch die durchsichtige
Behälterwand auf den Spiegel auffallenden und von ihm reflektierten Lichtstrahles
außerhalb des Behälters in bekannter Weise auf einer Mattscheibe angezeigt wird.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Dampfkesseln läßt ihren _ Wert
in Ansehung der bekannten, bei der Dampfkesselwasserstandsanzeige auftretenden Schwierigkeiten
besonders hervortreten, weil es hierbei trotz der unmittelbaren Anzeigeübertragung
nach der Erfindung möglich ist, nur mit einer kleinen, gegen die nachteiligen Einwirkungen
geschützten Glasfläche auszukommen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich
dem Bekannten gegenüber allgemein durch ihre größere Einfachheit aus. Bei Geräten
ähnlicher Art ist es bekannt, den Spiegel, von welchem der anzeigende Lichtstrahl
reflektiert wird, unmittelbar mit der Achse zu kuppeln, welche durch die Meßgröße
verstellt wird.
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Abb. z stellt den Erfindungsgegenstand in einer der möglichen -Ausführungsformen
dar. In dem Flüssigkeitsbehälter oder in dem mit ihm kommunizierenden Gefäß z ist
eine Achse z leicht drehbar gelagert, die durch den Schwimmer ß in Abhängigkeit
von der Flüssigkeitsstandsschwankung gedreht wird. Seitlich in das Gefäß z mündet
ein Stutzen 4., der durch ein gegen den Innendruck abgedichtetes einseitig geschlossenes
Glasrohr 5 die Drehung der bis in das Glasrohr verlängerten Achse zu beobachten
gestattet. Die Achse wird also hierbei nicht durch eine Stopfbüchse geführt und
dreht sich daher spielend leicht, dem Flüssigkeitsstand genau folgend. An Stelle
des in der Zeichnung dargestellten
einseitig-geschlossenen Glasrohres
5 kann unter entsprechender Ausbildung des Stutzens auch -eine Glasplatte oder ein
eingespanntes Glasrohrstück verwendet werden. Die Achse trägt am Ende eine spiegelnde
Fläche 6. Ein durch eine Lichtquelle 7 auf die Fläche geworfener Lichtstrahl, dem
durch Blenden ein geeigneter beliebiger Querschnitt gegeben werden kann, wird auf
die für Durchsicht oderAufsicht eingerichteteProjektionsfläche 8 geworfen und gestattet
so die Ablesung des Flüssigkeitsstandes.
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Abb. z zeigt eine der möglichen Ausführungsformen der Achsenlagerung
des Spiegels und des Glasrohres. Das Glasrohr, wird durch eine nachziehbare Stopfbüchse
=o abgedichtet und durch ein weich ausgelegtes Widerlager =i gegen Herausdrücken
geschützt. Die spiegelnde Fläche i2 ist hier an einem in die Achse 13 .nur
eingesteckten und daher `leicht lösbaren und einstellbaren Verlängerungsstab 14
befestigt. An Stelle des am Stab =4c befestigten Spiegels 12 kann, auch der Stab
14 selbst, in diesem Falle- aus geeignetem rostfreiem Werkstoff hergestellt, mit
einer polierten Abflachung versehen sein. Die Achse 13 ruht auf zwei Schneiden 15
und z6;. die zweckmäßig nach oben gerichtet sind, während -die Pfannen, - die- z.
B. durch Ausfräsen derAchsen hergestellt sein können, nach unten gerichtet sind.
Hierdurch wird die Ablagerung von Schmutz verhindert und ein steter leichter Gang
gesichert. Die Schneiden sind einstellbar, damit beim ersten Zusammenbau die Mitte
der Achse auf die Mitte des Stutzens ausgerichtet werden kann. Die Pfannen sind
so breit, daß- der Achse eine gewisse seitliche Verschiebung möglich ist. Der Achskörper
ist an einem Ende in Form eines Ventilkegels ausgeführt und schließt dadurch beim
Bruch des Glasrohres. g den seitlichen Stutzen nach außen ab. Als Sitz für diese
Sicherheitsabsperrung dient beispielsweise eine besondere Büchse 17, wodurch leichte
Auswechselung und Nacharbeit möglich ist. Durch das Ventil i8. kann die Sicherheitsabsperrung
bei Bedarf entlastet werden.
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Abb.3 zeigt einen Querschnitt durch die vorstehend beschriebene Achsenlagerung:
Abb. 4 zeigt eine andere Anordnung .des "Schwimmers 24 und des Gegengewichtes 25.
In dem Gefäß =g befindet sich eine Trennwand 2o, die bis in die- Höhe des höchsten
Flüssigkeitsstandes reicht. In dem dadurch abgegrenzten, ganz mit Flüssigkeit gefüllten
Raum 2i ist die Achse 22. gelagert, und an den Raum 2i schließt sich auch-der Seitenstutzen
4 . (Abb. i) an. Hierdurch wird erreicht, daß erstens das Glasrohr ä (Abb. i) auch
dann mit Flüssigkeit gefüllt ist, wenn der Flüssigkeitsspiegel unter die Achsenmitte
sinkt, wodurch eine gleichbleibende Lichtbrechung für die optische Einrichtung gewährleistet
ist. Zweitens kann der abgeteilte Raum bei Benutzung der Vorrichtung an Dampfkesseln
mit destilliertem Wasser gefüllt werden, =wodurch das Glasrohr und der Spiegel vor
der Berührung mit dem ätzenden Kesselwasser und damit vor rascher Zerstörung geschützt
werden. Die Trennwand macht eine gebogene Verbindungsstange 23 zwischen dein Schwimmer
24 und der Achse 22 nötig. Zum vollkommenen Gewichtsausgleich des Systems ist das
Gegengewicht 25 im Raum 2i allseitiz einstellbar. Ab:h. 5 zeigt einen Urundrib des
gesamten Flüssigkeitsstandsanzeigers, in der eingangs beschriebenen Ausführungsform,
wobei 26 das Schwimmergefäß und27 ein Blechgehäuse zur Aufnahme der optischen Teile,
das an dem Schwimmergefäß angebracht ist und, mit diesem eine Einheit bildet, darstellt.
Die in das Blechgehäuse eingeschobene Mattscheibe 28 zeigt die Lichtmarke, die durch
den Projektor 29 mittels des Spiegels 30 auf sie, geworfen wird. Die Mattscheibe
kann durch einen dahinter gesetzten Farbfilter 31, wie punktiert angedeutet,
ergänzt werden, so daß z. B. bei gefahrdrohendem Flüssigkeitsstand die Lichtmarke
rot -erscheint. Zwischen dem dem Innendruck ausgesetzten Glasrohr einerseits und
dem Projektor und der Mattscheibe andererseits kann eine Schutzvorrichtung angeordnet
sein, die zum Schutz der Mattscheibe bei etwaigem Platzen des Glasrohres dient und
die nach der Abb. 5 beispielsweise durch einen leicht auswechselbaren Glaszylinder
32 gebildet wird.
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Abb. 6 zeigt, wie der aus, dem Projektor austretende Lichtstrahl mittels
eines Prismas oder anderer optischer Mittel zum Teil abgelenkt wird und mittels
einstellbarer fester Spiegel 34 an bestimmte Stellen der Skala feste Strichmarken
projiziert werden können. Natürlich können dazu auch eine oder mehrere besondere
Lichtquellen verwendet werden. Abb. 7 zeigt eine Vorderansicht der Mattscheibe 28.
Die Marken 35 und 36 (Hoch-und Niedrigwasser) stehen fest, während die Marke 37
die durch den Schwimmer und den Spiegel betätigte bewegliche Marke ist. Dabei können
auch- wieder die verschiedenen Marken nach Bedarf durch Farbfilter in verschiedenen
Farben erscheinen.
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Abb. 8 gibt eine' Seitenansicht der Vorrichtung. Der Kasten27 mit
der Projektionseinrichtung kann, wie punktiert dargestellt, gegen das Schwimmergefäß
26 beliebig verdreht werden (wobei natürlich auch der Projektor und der Spiegel
entsprechend eingestellt
werden müssen), um bei hohen Kesseln die
Beobachtung vom Heizerstand aus zu erleichtern.
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Als Projektionsfläche kann auch die Kesselhauswand dienen.
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Der Lichtstrahl kann auch in allgemein bekannter Weise zur Signalgebung,
zur elektrischen Fernübertragung, zum Schalten irgendwelcher Vorgänge im Zusammenhang
mit dieser Vorrichtung benutzt werden, indem photoelektrische Zellen über den ganzen
Bereich der Projektionsfläche oder in bestimmten Höhen angeordnet werden, die im
Augenblick der Bestrahlung einen elektrischen Strom schalten.
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An allen Stellen, an denen in der vorstehenden Beschreibung Glas vorgesehen
ist, kann auch ein anderer geeigneter Baustoff allein oder in Verbindung mit Glas
angewendet werden.