DE639967C - Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichtsinhalts von Fluessigkeitsbehaeltern, insbesondere oberirdischen Tanks - Google Patents

Description

Bei den bisher bekannten Vorrichtungen zur Ermittlung des Gewichtsinhalts von Flüssigkeitsbehältern, ζ. Β. oberirdischen Tanks, wird die Flüssigkeitssäule des Behälters mittels eines an diesen angeschlossenen, mit Quecksilber gefüllten U-Rohres, dessen anderer Schenkel mit einer Preßluftleitung verbunden ist, mit dem Druck dieser Leitung durch entsprechende Einregulierung desselben ins Gleichgewicht gebracht, was durch gleich hohen Stand des Quecksilbers in beiden Schenkeln des U-Rohres ersichtlich gemacht wird. Durch Multiplikation des hierbei festgestellten Preßluftdruckes mit dem Querschnitt des Behälters erhält man dann ohne weiteres seinen Gewichtsinhalt. Es kann nun vorkommen, daß in der Verbindungsleitung zwischen dem Behälter und dem einen Schenkel des U-Rohres Luft vorhanden ist, die z. B. bei leerem Behälter in diese Verbindungsleitung eingetreten und bei Füllung des Behälters nicht mehr vollständig aus der Verbindungsleitung verdrängt worden war, wodurch eine genaue Messung des Flüssigkeitsstandes des Behälters nicht erreicht werden kann. Ferner ist auch die Feststellung des genau gleich hohen Quecksilberstandes in beiden Schenkeln des U-Rohres praktisch sehr schwierig, da dieser Stand in beiden U-Rohrschenkeln unter Umständen um ein oder mehrere zehntel Millimeter voneinander abweicht, was mit dem Auge nicht wahrnehmbar ist, und wodurch die Genauigkeit der Messung des Gewichtsinhalts des Behälters ebenfalls beeinträchtigt wird.

Des weiteren wird bei Behältern, die leicht verdunstende Flüssigkeiten, wie Benzin o. dgl., enthalten, über der Flüssigkeit durch die sich ansammelnden Dämpfe ein gewisser, wenn auch geringer Überdruck erzeugt, der zur genauen Feststellung des Flüssigkeitsdruckes in Abzug gebracht werden muß. Alle diese die Genauigkeit der Messung des Flüssigkeitsgewichtes beeinträchtigenden Umstände werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, die im wesentlichen darin besteht, daß die mit dem freien Ende des U-Rohres verbundene Preßluftleitung unmittelbar oder durch das den Druck der Preßluftleitung anzeigende Manometer mitjiem Luftraum des Tanks verbunden ist und zwecks Fixierung einer Meßnullage im höchsten Punkt des zum Tank führenden U-Rohrschenkels bzw. seiner Anschlußleitung eine verschließbare Öffnung, z. B. ein Hahn 0. dgl., und am U-Rohr selbst eine Nulleinstellvorrichtung mit Schieber ο. dgl. zur jeweiligen Einstellung des Nullpunktes des Quecksilberspiegels vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, einen im Behälter über der Flüssigkeit vorhandenen Gasdruck bei der Messung des Flüssigkeitsgewichtes vollkommen zu eliminieren und die in der Verbindungsleitung zwischen U-Rohr und Behälter vor- 60; handene Luft restlos zu entfernen, während durch die Nulleinstellvorrich'tung mit Schieber die Feststellung der genauen Gleichgewichtslage zwischen der Behälterflüssigkeit und der dem U -Rohr angeschlossenen Preßluftleitung nur §5 in demeinen Schenkeides U-Rohres erzielt wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu erblicken, daß die NuÜeinstellvorrichlung selbsttätig ausgebildet ist. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß ein im U-Rohr auf den Nullspiegel des Quecksilbers ein-, gestellter Leiter, der an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen ist^ im Augenblick der Berührung mit dem im U-Rohr infolge allmählicher Entlüftung der Preßluftleitung ansteigenden, mit demselben Stromkreis verbundenen Quecksilber diesen Stromkreis schließt und dadurch das Entlüftungsventil der Preßluftleitung selbsttätig absperrt, so daß der in diesem Augenblick vorhandene und nunmehr konstant bleibende Preßluftdruck genau dem Flüssigkeitsdruck im Tank entspricht.

Auf der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichtsinhaltes von Flüssigkeitsbehältern gemäß der Erfindung in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt ' ■ ...

Fig. ι die gesamte Vorrichtung mit von Hand einzustellendem Nullpunkt bzw. Nullspiegel des im U-Rohr 8 befindlichen Quecksilbers und damit der Gleichgewichtslage des Flüssigkeitsdrucks im Tank mit dem Druck der Preßluft-Ieitüng, während die Ausführung nach

Fig. 2 nur einen Teil der Vorrichtung, und zwar den rechten U-Rohrschenkel 8 im größeren Maßstabe veranschaulicht, wobei der Nullspiegel des Quecksilbers" in dem U-Rohr und damit auch die erwähnte Gleichgewichtslage zwischen Tankfiüssigkeitsdruck und Preßluftleitung selbsttätig eingestellt wird. -35 In geringer Höhe vom Tankboden ragt ein Rohr 2 von etwa I¹Z₂ bis 2" Durchmesser in den Tank 1 hinein. Das äußere Ende dieses Rohres ist mit einem Absperrschieber 3 versehen, vor dem sich das Einlaßventil 4 befindet, das dazu bestimmt ist, bei geöffnetem Schieber 3 einen allmählichen Zutritt der Tankflüssigkeit zu dem linken Schenkel des U-Rohres 8 zu ermöglichen, um einen plötzlichen und stoßartigen Eintritt der Flüssigkeit in das U-Rohr, wodurch das in beiden Schenkeln stehende Quecksilber evtl. ganz aus dem linken Schenkel verdrängt und dadurch, die Flüssigkeit nach dem rechten Schenkel übertreten und oberhalb des ■Quecksilbers gelangen würde, zu vermeiden, äö S und 13 sind zwei Rückschlagventile, welche den Übertritt des Quecksilbers in das Rohr 2 bzw; in die Preßluftleitung 14 verhindern, falls aus irgendwelchen Gründen, z. B. durch plötzlichen Zutritt der Flüssigkeit vom Tank oder durch plötzliche Unterdrucksetzung der Preßluftleitung 14, ein übermäßig hoher Druck oder Stoß auf das im U-Rohr 8 befindliche Quecksilber ausgeübt und dasselbe hochgeschleudert werden sollte.

Im höchsten Punkt der Flüssigkeitsleitung 2 vom. Tank zum linken U-Rohrschenkel ist eine verschließbare Öffnung, z. B. ein Hahn 6, vorgesehen, um etwaige Luft, die in dieser Leitung vorhanden oder aus dem Tank (z. B. bei leerem Tank) in die Leitung übergetreten sein und " einen Überdruck auf die Flüssigkeit im Rohr ⁶S ausüben könnte, herauszulassen, so daß nur der Flüssigkeitsdruck im Rohr 2 zur Wirkung kommt. Eine weitere sehr wichtige Funktion der verschließbaren öffnung 6 ist weiter unten beschrieben. Die beiden Schenkel des U-Rohres 8, das zweckmäßig mit Quecksilber gefüllt wird, sind auswechselbar und dicht mit den Anschlußstücken 7 und 9 verbunden, um im Falle einer Beschädigung oder eines Bruches der aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Material hergestellten Schenkel leicht und schnell einen neuen Schenkel einbauen zu können. Am Verbindungsrohr 10 der beiden Schenkel ist ein Hahn 11 zur Füllung des U-Rohres mit Quecksilber oder Ablassung des letzteren zwecks Reinigung* vorgesehen. Der rechte U-Rohrschenkel ist an eine Preßluftleitung 14 angeschlossen und besitzt eine Nulleinstellvorrichtung 12, die aus einer Skala und einem darauf verstellbaren Schieber mit Noniuseinteilung besteht, der auf den für die Messung erforderlichen Nullspiegel des Quecksilbers eingestellt wird, auf welchen der Quecksilberstand bei jeder Gewichtsmessung mittels der Preßluftleitung einreguliert werden muß. Bei zu hohem Druck in der Preßluftleitung 14 wird der Hahn 15 so lange geöffnet, bis das Quecksilber den durch den Schieber der Nulleinstellvorrichtung 12 eingestellten Nullspiegel erreicht hat, während bei zu niedrigem Druck der Leitung 14 weitere Preßluft von dem Druckluftbehälter 18 durch öffnung des Hahnes 17 solange zugeführt wird, bis das Quecksilber auf diesen Nullspiegel herabgedrückt worden ist.

Der Druckluftbehälter 18, der von kleinen Dimensionen sein kann und zweckmäßig mit einem Kontrollmanometer 19 versehen ist, wird durch eine einfache Handpumpe 20 aufgefüllt. An die Preßluftleitung ist ferner mittels Rohr 21 ein Präzisionsmanometer 22 angeschlossen, das nach der Zeichnung als Quecksilbermanometer ausgebildet ist, das aber auch ein Federmanometer sein kann. Der linke Schenkel des Präzisionsmanometers 22 ist durch Schlauch 23 mit der nach dem Luftraum des Tanks 1 führenden Rohrleitung 25 verbunden, die mit einem Absperrventil 24 versehen ist. Diese Verbindungsleitung ist zur genauen Gewichtsermittlüng des Tankinhalts notwendig, falls sich im Tank leicht verdunstende Flüssigkeiten, wie Benzin o. dgl., befinden, deren Gase im Tank über der Flüssigkeit einen gewissen Überdruck erzeugen. Da in diesem Falle der im U-Rohr 8 bei Ereichung des Nullspiegels vorhandene Preßluftdruck gleich dem Flüssigkeitsdruck im Tank )lus dem oberhalb der Flüssigkeit herrschenden

Gasdruck ist, so muß dieser Gasdruck von dem durch das Manometer 22 angezeigten Druck noch abgezogen werden, um lediglich .den Druck der Flüssigkeitssäule im Tank festzustellen. Dieser Gasdruck wird dadurch berücksichtigt, daß man die Leitung 25 mit dem Manometer 22 verbindet. Wird dann die Preßluftleitung unter Druck gesetzt, so zeigt das Quecksübermanometer 22 infolge der gleich-

ID zeitigen Einwirkung des Druckes im Luftraum . des Tanks nur den Flüssigkeitsdruck im Tank an. . Die Leitung 25 kann erforderlichenfalls unter Zwischenschaltung des Absperrventils 24 auch direkt mit der Preßluftleitung 14 verbunden werden, die hierdurch den im Tankluftraum herrschenden Druck annimmt, dessen Höhe dann von der Nulleinstellvorrichtung 12 angezeigt wird. In diesem Falle muß man diesen Gasdruck von dem durch das Manometer 22 angezeigten Preßluftdruck abziehen, um den Flüssigkeitsdruck allein zu erhalten.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird der dem Flüssigkeitsdruck im Tank entsprechende NuIlspiegel des Quecksilbers in dem dargestellten rechten Schenkel des U-Rohres 8 durch Berührung der unteren Spitze des Leiters 28 mit dem Quecksilberspiegel erhalten. Der Leiter 28 und das Quecksilber stehen mit dem Stromkreis 37 in Verbindung, der von der Batterie 35 gespeist und durch den Schalter 36 geschlossen und geöffnet wird. In dem Stromkreis ist ferner ein Elektromagnet 34 eingeschaltet, der bei Erregung den Anker 33 anzieht, wodurch der die Ventilstange des Entlüftungsventils 30 festhaltende Haken 32 ausgelöst und das Ventil durch die Entspannung der .Druckfeder 31 geschlossen, d.h. eine weitere Entlüftung der Preßluftleitung 14 verhindert wird. Das Entlüftungsventil 30 ist so ausgebildet, daß es ähnlich wie bei einem Nadelventil im geöffneten Zustande die Preßluft nur ganz allmählich entweichen läßt, damit das Quecksilber im U-Rohr 8 nur langsam ansteigen kann. Wie ersichtlich, wird der Stromkreis 37 bei eingeschaltetem Schalter 36 erst im Augenblick "des Kontaktes zwischen Quecksilber und Leiter 28 geschlossen, d. h, wenn das ansteigende Quecksilber bei geöffnetem Entlüftungsventil 30 den durch den Leiter 28 eingestellten Nullspiegel erreicht, der dem Flüssigkeitsdruck im Tank entspricht, in welchem Augenblick auch das Entlüftungsventil 30 abgesperrt wird und der vom Manometer 22 angezeigte Preßluftdruck genau mit dem Flüssigkeitsdruck im Tank übereinstimmt. Die Einstellung dieses Preßluftdruckes erfolgt also bei der Ausführung nach Fig. 2 selbsttätig.

Die Anwendung der Vorrichtung zur Gewichtsermittlung des Tankinhalts gemäß der Erfindung geschieht in folgender Weise:

Es wird zunächst ohne Anschluß des Schlauchs 16 an die Leitung 14, also bei Einwirkung der Atmosphäre auf den rechten U-Rohrschenkel, " der Nullspiegel des Queck-Silbers in diesem Schenkel ermittelt, der der Nullinie iV des Flüssigkeitsstandes im Tank entspricht, von welcher aus der Druck der im Tank vorhandenen Flüssigkeitssäule festgestellt werden soll. Diese Nullinie N entspricht der in der Austrittsstelle der verschließbaren Öffnung 6 gelegten Horizontalen. Um den dem Flüssigkeitsstand der Nullinie N im rechten U-Rohrschenkel entsprechenden Quecksilberstand, d.h. den Nullspiegel des Quecksilbers* zu ermitteln, werden bei geöffnetem Absperr- · schieber 3 das Ventil 4 und der Hahn 6 geöffnet. Sobald die Flüssigkeit oben aus dem Hahn 6 austritt, schließt man Ventil 4 und Hahn 6, so daß der Quecksilberspiegel im rechten U-Rohrschenkel genau der Nullinie iV für die Tankflüssigkeit entspricht, also als Nullspiegel anzusehen ist. Bei dieser Meßnullage im rechten U-Rohrschenkel sind auch alle Fehlerquellen, die auf verschiedene spezifische Gewichte der Flüssigkeit im Tank und im U-Rohr infolge verschiedener Temperaturen, auf eine schiefe Lage des Tanks oder auf sonstige Ursachen zurückzuführen sind, völlig ausgeschaltet. Auf diese Lage des Quecksilbernullspiegels wird nach Fig. 1 der Nonius des Schiebers der Nulleinstellvorrichtung 12 oder nach Fig. 2 der Leiter 28 bis zum Berühren des Quecksilbernullspiegels genau eingestellt. Hierauf verbindet man die Leitung 14 mit dem Schlauch 16 und öffnet gleichzeitig das Ventil 4 und Ventil 17 allmählich, und zwar das letztere solange, daß der : Quecksilberspiegel im rechten U-Rohr^ schenkel durch den Überdruck der Preßluft bei vollem Druck der Tankflüssigkeit auf dem linken U-Rohrschenkel noch etwas unter den vorher eingestellten Nullspiegel sinkt, worauf man Ventil 17 absperrt. Nunmehr läßt man bei der Ausführung nach Fig. 1 durch vorsichtiges öffnen des Entlüftungsventils 15 allmählich so viel Preßluft ausströmen, bis der im rechten U-Rohrschenkel ansteigende Quecksilberspiegel die vorher mit dem Nonius der Nulleinstellvorrichtung 12 eingestellte Lage des Nullspiegels wieder erreicht. Dann entspricht der Druck der Tankflüssigkeit, bezogen auf die Nullinie N, genau dem Preßluftdruck, dessen Höhe man von dem Manometer 22 mit der daran befindlichen Noniusvorrichtung bis auf ¹Z₁₀ mm Quecksilbersäule genau ablesen kann.

Die automatische Einstellung des Gleichgewichts im rechten U-Rohrschenkel nach Fig. 2 zwischen dem Flüssigkeitsstand im Tank und der Preßluftleitung 14 geht in folgender Weise vor sich: Nachdem der Quecksilberspiegel wie vorher im rechten U-Rohrschenkel durch die zuströmende Preßluft bei geöffnetem Ventil 4

und offenem Schalter 36 etwas "unter den mit dem Leiter 28 eingestellten Nullspiegel gesenkt und das Ventil 17 geschlossen worden ist, wird auch der Schalter 36 geschlossen und das Entlüftungsventil 30 von Hand unter Zusammenpressung der Feder 31 geöffnet und mittels des Hakens 32 von dem offenen Anker 33 festgehalten. In dieser Offenstellung des Ventils 30 kann die Preßluft nur allmählich entweichen, was wiederum ein langsames Ansteigen des im rechten U-Rohrschenkel befindlichen Quecksilbers zur Folge hat. Sobald der Quecksilberspiegel die auf den Nullspiegel eingestellte Nadel 28 berührt, wird der Stromkreis 37 ge-

"15 schlossen und der Elektromagnet 34 erregt, wodurch im selben Augenblick der Anker 33 angezogen und Entlüftungsventil 30 durch die Druckfeder 31 geschlossen wird. Der von dem Quecksilbermanometer 22 angezeigte Druck der

ao Preßluft entspricht dann wieder genau dem Druck der Tankflüssigkeit, bezogen auf die Nulllinie N, nur ist in diesem Falle die Einstellung des Gleichgewichts zwischen Preßluft und Tankflüssigkeit im Gegensatz zu der nach Fig. 1 mittels des Ventils 15 erfolgten Handeinstellung vollkommen selbsttätig geschehen.

Das Gewicht des Tankinhalts wird nun in äußerst einfacher Weise wie folgt ermittelt. Zeigt z. B. das Quecksilbermanometer 22 bei Erreichung des Nullspiegels im rechten U-Rohrschenkel Z Teilstriche an und ist G die Konstante des Quecksilbermanometers, d. h. der Druck eines Teilstriches gleich C kg je Quadratmeter und F der Querschnitt des Tanks bzw. die Tankbodenfläche in Quadratmeter, so beträgt das Gewicht G der gesamten Tankflüssigkeit, bezogen auf die Nullinie N,

G ^Z-C-Fkg.

Man ist also in der Lage, den Flüssigkeitsdruck im Tank und damit das Gewicht des Tankinhalts, bezogen auf die Nullinie N bzw. 1 auf den nach dieser Linie im rechten U-Rohrschenkel fixierten Nullspiegel des Quecksilbers, jederzeit genau und in raschester Weise von Hand oder automatisch festzustellen, und zwar ohne Zuhilfenahme und Berechnung des mittleren spezifischen Gewichts der Tankflüssigkeit, das nur sehr ungenau und in umständlicher Weise ermittelt werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur .Ermittlung des Ge-wichtsinhalts von Flüssigkeitsbehältern, insbesondere oberirdischen Tanks, mittels eines zweckmäßig mit Quecksilber gefüllten, mit dem Tank verbundenen U-Rohres in Verbindung mit einer Preßluftleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem freien Ende des U-Rohres verbundene Preßluftleitung(14) unmittelbar oder durch das den Druck der Preßluftleitung anzeigende Manometer (22) mit dem Luftraum des Tanks verbunden ist' und zwecks Fixierung einer Meßnullage vorteilhaft im höchsten Punkt des zum Tank führenden U-Rohrschenkels bzw. seiner Anschlußleitung eine verschließbare öffnung, z. B. ein Hahn (6) o. dgl., und am U-Rohr selbst eine Nulleinstellvorrichtung (12) mit Schieber o. dgl. zur jeweiligen Einstellung des Nullpunktes des Quecksilberspiegels vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am U-Rohr vorgesehene Nulleinstellvorrichtung selbsttätig wirkt und aus einem auf den Nullpunkt einzustellenden und an einen Stromkreis (37) angeschlossenen Leiter (28) besteht, der im Augenblick der Berührung mit dem im U-Rohr ansteigenden und an den gleichen Stromkreis angeschlossenen Quecksilber diesen Stromkreis schließt und dadurch das Entlüftungsventil (30) der Preßluftleitung (14) selbsttätig absperrt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen