-
Wasserstandsfernmeldegeber mit Nachlaufeinrichtung r Es sind Wasserstandsfernmelder
mit vom Niveau ausgelösten Kontaktgebern bekannt, bei denen das Wasser in direkte
Berührung mit dem Kontaktgeber kommt oder bei denen unter Zwischenschaltung einer
das Wasser berührenden Flüssigkeitssäule, z. B. aus Quecksilber oder öl, diese mänometrisch
zur Fernanzeige ausgenutzt wird. Es sind auch solche Einrichtungen bekanntgeworden,
bei denen zwischen Wassersäule und manometrischer Gebereinrichtung Luftsäulen als
übertragungsmittel eingeschaltet sind. Von diesen manometrischen Einrichtungen werden
ein Fernmeldegeber bekannter Art, z. B. ein Drehfeldsystem, oder auch Kontakte oder
Regelwiderstände bewegt. 'Wird bei Stauweihern zur Bestimmung der Standhöhe oder
des Energieinhaltes aber große Anzeigegenauigkeit verlangt, wobei ja die Wasserhöhe
ein Maß dieses Energieinhaltes darstellt, so versagen diese obenerwähnten Anordnungen
infolge ihrer prizipielllen Mängel. Insbesondere öl und Luft als Zwischenmittel
erleiden durch ihre Berührung mit dem Wasser im Laufe der Zeit starke Mengenänderungen,
so daß schon hierdurch zu Fehlanzeigen Anlaß geflüssigkeit sind auch bereits elastische
geben wird. Bei Benutzung von Luft als Zwischenmedium tritt noch Temperatur- und
Luftdruckabhängigkeit hinzu. Schließlich stehen -der Verwendung von Quecksilber
und öl in gewissen Fällen gesundheitliche Gründe entgegen. Zur Trennung der Behälterflüssigkeit
von der Druckühertragungs- oder Meßbekanntgeworden. Aber gerade diese Zwischenschaltung
der Membran bringt eine erhebliche Fehlerquelle in die Meßwertübertragung durch
die. bei Druckänderungen erfolgende Durchbiegung der Membran und das dabei verdrängte
oder freigegebene Volumen. Es ist daher nicht ohne weiteres möglich, die Höhe der
Meßflüssigkeitssäule als Maß für die Druckhöhe der Behälterflüssigkeit zu benutzen.
-
Erfindungsgemäß wird eine Heb,erbarometereinrichtung zusammen mit
einer Nachlaufeinrichtung verwendet, bei der durch die Nachlaufeinrichtung ein Hebergefäß
mit einem daran befestigten, schlauchartig biegsamen Manometerrohr nachgestellt
wird, bis das Flüssigkeitsniveau des Gefäßes relativ zum Gefäß wieder auf seinen
Anfangswert eingestellt ist, und daß ein am untersten Teil des Flüssigkeitsbehälters
fest angeordnetes Gefäß durch eine nachgiebige Membran in zwei flüssigkeitsdicht
voneinander getrennte Räume geteilt ist. Die Füllung dieser Einrichtung erfolgt
zweckmäßig mit Quecksilber. Die Fernanzeige kann entweder von einem auf diesem Quecksilber
schwimmenden Kontaktgeb,erschwimmer oder auch von dem Verstellmotor der Nachlaufeinrichtung
abgeleitet werden. Die Erfindung sei an einem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
-
Durch ein zweckmäßig von unten, nur bis unter den tiefstmöglichen
Wasserstand des Hochbehälters t geführtes Rohr 2 wird die
Verbindung
mit einem geschlossenen Behälter 3 hergestellt, so daß sich Rohr und Behälter mit
Wasser füllen können. Dieser Behälter hat nahe seinem Boden einen ziemlich großen
Durchmesser, z. B. etwa 40o mxü. An dieser Stelle ist zwischen Unter- und Oberbehälter
eine sehr nachgiebige Membran 4. durch Verflanschung befestigt; diese Membran trennt
Ober- und Unterbehälter flüssigkeitsdicht voneinander. Der Unterbehälter ist zweckmäßig
mit Quecksilber gefüllt, weil dieses praktisch unzusammendrückbar ist, und eine
sehr starke Verkürzung der Meßhöhe im umgekehrten Verhältnis der spezifischen Gewichte
der zu messenden Flüssigkeit und der Meßflüssigkeit gestattet. Wegen der Berührung
mit Quecksilber werden zweckmäßig alle festen Teile der Behälter und auch die Membran
z. B. aus nicht rostendem Stahl hergestellt. Der große Durchmesser des Behälters
gestattet den für die Nachgiebigkeit der Membran notwendigen großen Durchmesser.
Zweckmäßig sind oberhalb und unterhalb der Membran, nur wenige Millimeter Spiel
lassend, siebartig durchbrochene Abstützplatten 5 vorhanden, die dazu dienen, die
nachgiebige Membran vor mechanischer überlastung zu schützen. Am Boden des Behälters
ist der Rohrstutzen 6 angebracht; an diesen wird z. B. ein sehr druckfester, leicht
biegsamer Schlauch 7 kleiner Lichtweite, z. B. aus Gummi, befestigt, der mit seinem
zweiten ebenfalls nach aufwärts gebogenen Ende an dem Bodenrohrstutzen eines weiteren
auf-und abwärts beweglichen Gefäßes 9 befestigt ist. Dieses zweite Gefäß und der
Schlauch werden ebenfalls mit Quecksilber gefüllt, und zwar in der Weise, daß die
maximal durch Anheben des Behälters entstehende Quecksilbersäule dem maximal möglichen
Wasserdruck das Gleichgewicht halten kanp. Dieser Behälter 9 kann durch einen Servomotor
io o. dgl. vermittels Seiltrommel i i und Seil 12 in seiner Höhe verstellt werden,
wobei er zweckmäßig in senkrechten Gleitschienen o. dgl. geführt wird. Die Verstellung
wird von festen Kontakten 13, die in Niveauhöhe des zweiten Behälters an diesen
befestigt sind, veranlaßt. Die Kontakte 13 arbeiten mit beweglichen Kontakten, die
am zweckmäßigsten an einem Metallschwimmer 14 befestigt sind, zusammen. Die an sich
auch mögliche Verwendung der Quecksilberoberfläche als Gegenkontakt, die leicht
eine Störung durch Oxydation oder Verschmutzung erfährt, wird dadurch vermieden.
Das Gewicht dieses Metallschwimmers wird zweckmäßig teilweise durch ein Gewicht
15 in Verbindung mit einer Kette 16 und einer Rolle 17 ausgeglichen. Von .dieser
zweckmäßig als Kettenrad ausgebildeten Rolle 1,-. oder besser von der Achse des
Servomotors io aus kann z. B. ein bekannter, nicht dargestellter Drehfeldgeber angetrieben
werden. Von weiteren angebrachten Kontakten können auch automatische Pumpensteuerungen
betätigt werden. Zur Verminderung der benötigten Leistungen des Servomotors wird
man zweckmäßig das Gewicht der Manometereinrichtung in ähnlicher Weise ausgleichen
wie das des Schwimmers 14. Der Servomotorantrieb erfolgt am besten über ein selbstsperrendes
Getriebe iä, wie z. B. einen Schneckenantrieb.
-
Die Funktion der Einrichtungen ist im folgenden beschrieben: Steigt
die Wasserhöhe und damit der Druck, so biegt sich die nachgiebige Membran 4 unter
Verdrängung des Quecksilbers nach unten durch, und das Quecksilber steigt im zlveiten
Behälter und schließt dort vermittels des mitgenommenen Metallschwimmers 14 den
Kontakt 13. Der Servomotor i o läuft an, und der Behälter wird so lange angehoben,
bis das im Behälter 9 sinkende HB-Niveau den Kontakt 13, 14 wieder geöffnet hat.
- Dabei ist die Membran 4 wieder in die Nullage zurückgegangen, und die Niveaudifferenz
des Quecksilbers in den beiden Gefäßen steht in einem linearen Maß @zur Änderung
der Wasserhöhe. Fällt umgekehrt der Druck des Wassers, so wird ein zweiter am Metallschwimmer
14 befindlicher Kontakt über an sich bekannte elektrische Schaltmittel, wie Relais,
geöffnet. Der Servomotor wird veranlaßt, den Behälter zu senken, bis dieser Kontakt
wieder geschlossen wird. Da die beiden Kontaktpaare in der Höhe nur um Bruchteile
eines Millimeters auseinander angeordnet sein können, so ist der maximal durch diese
Einrichtung zusätzlich verursachte Meßfehler unter Berücksichtigung der Unterschiede
der spezifischen Gewichte der zu messenden und der Heberflüssigkeiten im wesentlichen
durch diese Höhendifferenz bestimmt.