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Fernanzeigender, aus Druckgeber und Druckempfänger bestehender, pneumatisch
betätigter Druckmesser für Gase und Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft einen Druckmesser
für Gase und Flü'ssigleiten, der aus einem Druckgeber und einem entfernt von diesem
angebrachten Druckempfänger besteht.
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Es sind zwar schon Brennstoff- und Ölstandmesser bekannt, die ebenso
wie die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf dem Prinzip beruhen,
daß der im Innern eines Meßrohres erzeugte Luftdruck dem Druck der außerhalb befindlichen
entsprechenden Flüssigkeitssäule im Augenblick der Ablesung das Gleichgewicht hält.
Diese Meßvorrichtung leidet jedoch an dem Übelstand, daß z. B. bei großer Kälte
das Öl in der engen Meßröhre verdickt und hierdurch genaue Messungen vereitelt werden.
Auch kommt es oft vor, daß der Kolben der die Meßröhre mit Luft füllenden Luftpumpe
von Hand hineingedrückt wird, was regelmäßig zu Beschädigungen des Instrumentes
führt, weil der Kolben vorschriftsmäßig nur x durch Federkraft automatisch in seine
Anfangsstellung zurückgeführt werden soll.
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Bei einem bekannten Verfahren der pneumatischen Druckmessung erfolgt
die Absperrung der Druckluftzufuhr im Zeitpunkt der Gleichheit von Innen- und Außendruck
durch einen mit Ringnut und Längsbohrung versehenen, mit der Membran verbundenen
und vom Außendruck beaufschlagten Steuerschieber, der bei Verwendung des Gerätes
beispielsweise als Benzinstandsmesser iq dem ihn umgebenden Zylinder luftdicht verschiebbar
gelagert sein muß. Bei dieser Vorrichtung sind ineinandergleitende, mit Edelpassung
versehene Bauteile vorhanden, die schwierig herzustellen sind und infolge Abnützung
undicht werden.
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Die er.wähnten Nachteile bekannter Konstruktionen werden durch die
erfindungsgemäße Ausführung einer Meßeinrichtung weitgehend vermieden. Bei dieser
erfolgt die Abschaltung der Druckluftzufuhr durch einen im Druckgeber befindlichen
elektrischen Kontakt, der den elektrischen Stromkreis für den Antriebsmotor der
Pumpe im Augenblick der
Druckablesung öffnet. Der Druckgeber besteht
aus einem durch eine Membran verschlossenen Meßrohr, dessen Inneres mit einem gasförmigen
oder leichtflüssigen Druckmittel angefüllt ist. Letzteres wird von einer mittels
Elektromotor betriebenen kleinen Pumpe geliefert. Sobald der Druck in der Meßröhre
dem Druck der auf der Membran lastenden Flüssigkeitssäule gleichkommt, wird der
auf der Innenseite der Membran befestigte Kontakt von dem an der Innenseite der
Meßröhre angebrachten Gegenkontakt entfernt und hierdurch der den Pumpenmotor speisende
Stromkreis unterbrochen. Der jetzt in der Leitung zwischen Druckgeber (=Membran),
Druckempfänger (=Manometer) und Pumpe herrschende Druck kann an dem Niederdruckmanometer
abgelesen werden. Bei fortschreitender Entleerung des Tankes würde der Druck in
der Meßröhre und in der zugehörigen Leitung unter der Voraussetzung -vollkommener
Dichtheit derselben größer sein als der Druck der die Membran belastenden Flüssigkeitssäule.
Deshalb wird der Leitungsdruck vor jeder Ablesung durch Betätigen eines Ventils
gesenkt. Die Kontakte berühren sich wieder, die Pumpe fördert und steigert den Leitungsdruck,
bis dieser wiederum dem Druck der Flüssigkeitssäule gleichkommt.
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Der erfindungsgemäße Druckmesser kann auch mit einer geringen Dauerundichtheit
in Form einer kleinen Öffnung in der Meßleitung versehen sein, so daß selbsttätige
Daueranzeige gewährleistet ist.
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Bei Verwendung des Druckmessers als Kraftstoffvorratsmesser zeigen
sich noch folgende Vorteile: Die Anzeigegenauigkeit ist sehr groß und unabhängig
von der Tankfüllung. pie Vorratsmessung ist für alle Arten von Flüssigkeiten und
Gasen, z. B. 01, Benzin, Benzol, Schweröl, Kühlflüssigkeit u. dgl., anwendbar.
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Luftdruckänderungen, wie sie insbesondere beim Höhenflug auftreten,
haben infolge des eingebauten, an sich bekannten Druckausgleichs keinerlei Einfluß
auf die Anzeige.
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Wechselnde Witterungseinflüsse, Feuchtigkeit, salzhaltige Luft, Regen,
Schnee und Vereisung beeinträchtigen die Anzeige nicht.
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Der Aufwand an Gewicht und Raumbedarf ist denkbar klein, da zur Füllung
der wenig voluminösen Druckleitung ein kleines Pumpaggregat vollkommen ausreicht.
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Das Gerät besteht aus einfachen betriebssicheren Teilen, so daß es
ohne Beanstandung Streckenflug- und Kunstflugbeanspruchungen aushält und selbst
nach längererBetriebszeit keine Überholungsarbeiten notwendig macht.
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Der Einbau des Gerätes verlangt keine wesentlichen konstruktiven
Veränderungen am Tank oder an dessen Befestigungsteilen. Auch genügt eine verhältnismäßig
kleine Öffnung auf der Oberseite des Tankes zur Einbringung des Gebergerätes.
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Zur Erhöhung der Explosionssicherheit kann die Meßdose, in der sich
die Kontaktvorrichtung befindet, mit einem Schutzöl angefüllt werden.
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Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckmessers, dessen
Membran durch den dynamischen Druck strömender Gase oder Flüssigkeiten beaufschlagt
wird, kann vorteilhaft zu Verbrauchsmessungen benützt werden. Der Gas- oder Flüssigkeitsstrom
trifft dabei unter einem Winkel, beispielsweise 450, auf eine fest mit der Membran
verbundene Leitschaufel. Die dadurch entstehende, senkrecht zur Membranebene wirkende
Druckkomponente bringt die Kontakte zur Berührung und veranlaßt die Pumpe zur Erhöhung
des Drucks in der Meßdose, bis letzterer dem dynamischen Druck des strömenden Mittels
gleichkommt.
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Zum Zwecke des Druckausgleichs zwischen Druckgeber und Druckempfänger
wird die Membran der Meßdose durch einen Stab mit einer ihr gegenüberliegenden Membran
verbunden, die eine das Ende der Druckausgleichsleitung erweiternde Dose abschließt.
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Dadurch erhält die Membran eine die Druckänderungen im Manometer
berücksichtigende Vorspannung. Außerdem ist dadurch der Einfluß der Senkung des
Flüssigkeitsspiegels im Tank ausgeschaltet, da die hierdurch bedingte Änderung des
statischen Druckes durch Einbau zweier gleich großer, in entgegengesetzter Richtung
gedrückter Membranen eliminiert ist.
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Der erfindungsgemäße, zur Verbrauchsmessung benützte Druckmesser
hat gegenüber anderen, demselben Zweck dienenden und mit Venturirohr arbeitenden
Geräten den Vorzug geringen Leitungswiderstandes.
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Außerdem ist es bei diesem Gerät nicht nötig, von Zeit zu Zeit einen
Entlüftungshahn zu öffnen, um die Bildung von das Meßergebnis fälschenden Luftblasen
zu verhindern, wie dies bei Brennstoffverbrauchsmessern mit Überlaufschlitz erforderlich
ist, bei welchen der Brennstoff mit der Außenluft in Berührung kommt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, und
zwar zeigt Abb. I ein Beispiel der ersten den statischen Druck einer Flüssigkeitssäule
messenden Ausführungsform und Abb.. 3 den Schaltplan für die in Abb. 2 dargestellte,
den dynamischen Druck strömender Gase oder Flüssigkeiten
messende
Ausführungsform des Druckmessers.
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Abb. I: In der Mitte des Brennstofftanks I befindet sich die am Deckel
des Tanks befestigte Meßröhre 2, deren eingetauchtes Ende durch die Membran 3 verschlossen
ist. Diese trägt einen Kontakt 4, der bei genügend starkem Außendruck gegen den
an der festen Wand der Meßdose 5 angebrachten Kontakt 6 gedrückt wird. Die Kontakte
4-6 sind durch die Kabel 7 und 8 einerseits mit der Stromquelle g und andererseits
mit dem die Pumpe 10 antreibenden Elektromotor II verbunden, der außerdem mittels
des Kabels 12 unmittelbar an die Stromquelle g angeschlossen ist.
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Die beispielsweise als Luftbläser ausgebildete Pumpe 10 füllt die
vorher durch das Entlüftungsventil 1a entspannte Leitung I2-I3 mit Druckluft, sobald
die Kontakte 4-6 infolge des Druckes der Flüssigkeitssäule den Stromkreis schließen.
Bei Gleichheit von Außen-und Innendruck, d. h. bei Abschaltung der Luftpumpe, kann
der in der Meßdose 5 herrschende und über die Leitung I2 I3 auf das Niederdruckmanometer
14 wirkende Druck an letzterem abgelesen werden. Die Skala des Manometers gibt den
Vorrat unmittelbar in Litern an. Manometer und Brennstofftank sind durch die Druckausgleichsleitung
I5 miteinander verbunden.
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Abb. 2: Bei dieser Ausführungsform wird die Membran 3 beispielsweise
durch den von der Kraftstoffpumpe kommenden und durch das Mundstück r6 in den Druckgeber
eingeleiteten Flüssigkeitsstrom 17 beaufschlagt.
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Infolge der Umlenkung desselben an der mit der Membran 3 fest verbundenen
Leitschaufel Is entsteht eine senkrecht zur Membranebene wirltendeDruckltomponente,
welche die beiden Kontakte 4-6 zum Anliegen bringt.
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Die Luftpumpe fördert durch die Leitung 12 so lange Preßluft in die
Meßdose 5, bis der Stromkreis bei Gleichheit von Innen- und Außendruck unterbrochen
wird. Die Meßmembran 3 ist durch einen Stab 19 mit der die Druckausgleichsdose 20
abschließenden Membran verbunden. Die Schraube 22 dient der Entlüftung.
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Abb. 3: Diese mit gleichlautenden Ziffern versehene Schaltung unterscheidet
sich von derjenigen der Abb. I nur dadurch, daß nicht mehr eine Meßröhre (Ziffer
2 in Abb. 1), sondern das in Abb. 2 dargestellte Gerät als Druckgeber verwendet
ist.