DE7004435U - Vorrichtung zur pegelmessung mittels einer hydrostatischen sonde. - Google Patents

Description

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DR. MOLLER-BORi DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

PATENTANWÄLTE

Mnchen, den 9»Febr. 1970 KL/B - 0 2146

OEHMAT

187/189 Boulevard Saint-Denis - %2/ COURBEVOIE Frankreich

Vorrichtung zur Pegelmessung mittels einer hydrostatischen Sonde

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Pegelmessung in Behältern durch Einblasen von Gas,

Es sind zahlreiche Verfahren zur Messung des Pegels von Flüssigkeiten bekannt, wobei insbesondere kapazitive Sonden, Schwimmersonden oder Ultraschallsonden verwendet werden. Bei diesen Verfahren treten jedoch technologische Schwierigkeiten auf, die ihre Verwendung erschweren, bzw. verhindern.

ί , Es ist auch bereits ein Verfahren zur Pegelmessung mittels hydrostatischen Sonden bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Gas in ein in der Nähe des Bodens des Behälters mündendes Einblasrohr geblasen. Das eingeblasene Gas besitzt einen Druck, der größer als der durch die Flüssigkeitshöhe über dem Ende des Einblasrohrs erzeugte hydrostatische Druck ist.

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TeWwt (0711) S67261

Das Gas entfernt aus dem Rohr jede Flüssigkeitsspur und entweicht durch die Öffnung des Rohres bis der Druck des Gases im Gleichgewicht mit dem hydrostatischen Druck der flüssigkeit ist. Durch Nessung des Druckes des in dem Rohr enthaltenen Gases wird ein Parameter erhalten, der proportional zur Höhe der über dem Saide des Rohres gelegenen flüssigkeit ist. Die Messung dieses Druckes erfolgt mit Hilfe eines Manometers, daa im allgemeinen direkt in Flüssigkeitspegeln geeicht ist.

Im allgemeinen wird der Druck des im Rohr enthaltenen Gases gemessen nachdem in das Einblasrohr eine Menge an komprimiertem . Gas geschickt wurde, worauf das Meßmanometer angeschlossen wird. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß nur intermittierende Messungen erhalten werden.

Bei einem anderen Verfahren werden die Druckverluste kompensiert, die von den Verlusten, bzw. Leckströmen und der Erhöhung des Druckes aufgrunl einer Erhöhung des Pegels durch eine kontinuierliche Gaszugabe herrühren. Dieses Verfahren weist zwei Nachteile auf, da einerseits häufige Regelungen erforderlich sind und andererseits aufgrund des Druckverlustes in der Leitung fehlerhafte Messungen erhalten werden.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Kreise, bzw. Leitungen zu verdoppeln, wobei der eine Kreis zum Einblasen von Gas und der andere zur Messung dienen soll« Dieses Verfahren weist jedoch Nachteile auf, und zwar einerseits aufgrund der Verluste, bzw· Undichtigkeiten in dem Meßkreis und andererseits aufgrund des Höchsteigene von Flüssigkeit in der Meßleitung im Falle der Unterbrechung der Gas zuführung.

Aufgabe der Erfindung ist Schaffung einer Vorrichtung zur Pegelmessung mittels hydrostatischer Sonden, welche die vorstehend erläuterten Nachteile nicht aufweist. Ferner soll durch die Erfindung der Lruckverlust in der Leitung auf einen annehmbaren Wert begrenzt werden, so daß der durch diesen Druckverlust eingeführte Fehler verringert wird. Desweiteren soll gemäß der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen werden, bei der der Gasdurchsatz im wesentlichen konstant ist und der Druckverlust dann nur eine Verschiebung des Nullwerts der Skala zur Folge hat. Schließlich soll durch die Erfindung vermieden werden, daß das Meßmanometer gefährlichen Oberdrucken während des Füllens der Behälter, in denen der Flüssigkeitspegel gemessen wird, ausgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Durchflußregler, der einen sehr geringen Durchfluß gewährleistet und diesen Durchfluß unabhängig von den Änderungen des Speisedruckes des Gases und dem hydrostatischen Druck konstant hält, einem Schaltrelais beigeordnet ist, das automatisch das Meßmanometer isoliert sobald der Druck in dem Meßkreis einen Nennwert überschreitet.

Ferner sieht die Erfindung einen Einblas-Modulator vor, in dem die erforderlichen Organe zu einer einzigen kompakten, einteiligen Vorrichtung zusammengefaßt sind, wodurch die Verringerung von Gasausströmungen, bzw. Undichtigkeiten ermöglicht wird.

Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung ein Einblas-Modulator verwendet, welcher in einem Einblas-Hauptkreis

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nacheinander eine Öffnung für die Verbindung mit einer Druckfluidquelle, einen Absperrhahn, ein filter, ein Druckreduzierventil, ein Ventil zur Durchsatzregelung, eine mit ^ einem Schaltrelais ausgestattete Abzweigung für die Verbindung mit einer manometrischen Meßvorrichtung und einer Öffnung zur Verbindung mit einem Einblasrohr aufweist^/mit einem Reinigungsoder Spül-Hilfskreis mit einem Reinigungsventilj^e^eteifcjg&jt, das mit dem Hauptkreis einerseits oberhalb des Druckreduzierventils und andererseits unterhalb des Ventils zur Durchsatzregelung verbunden ist, wobei die Elemente des Haupt-'und Hilfskreises in einer einzigen, einteiligen Vorrichtung in der Weise zusammengefaßt sind, daß die Verluste an eingeblasenem fluid auf das Ni ηi τη^ίπ reduziert werden· Der Hilf skreis ist mit dem Hauptkreis zwischen dem filter und dem Druck— reduzierventil oder auch oberhalb des filters verbunden·

Zur Erzielung einer größeren Genauigkeit und einer verbesserten Empfindlichkeit wird als Druckreduzier— ventil vorzugsweise ein Differential-Druckreduzierventil verwendet, welches eine groß dimensionierte biegsame Membran aufweist, welche eine gleitbare , bzw· verschiebbare Klappe steuert. Das Schaltrelais, das zum Schutz des Ablesemanometers im fall von Überdrucken in der Vorrichtung bestimmt ist, weist vorteilhafter-» weise einen große tfembsan auf, welche eine verschiebbare Klappe, bzw· ein verschiebbares Ventil steuert, dessen Arbeite- und Regelgenauigkeit sehr groß ist·

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Vorteilhafterweise ist als Ventil zur Fluiddurchsatz- regelung ein Nadelventil vorges&S^:■» das eine sehr große Genauigkeit der Regelung Ά :^s liurchsstzss sr= moglicht , und zwar bei so geringen Durchsätzen wie einem Durchsatz von einem Liter pro Stunde.

Das Filter besteht vorteilhafterweise aus einem Filter aus poröser Bronze, das die Klappe des Druckreduzierventils und das Durchflußregelventil vor !Beilchen, die von dem Fluid mitgeführt werden, schützt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert.

Die einzige Figur dieser Zeichnung zeigb eine Schnittansicht eines Einblas-Modulators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Der Einblas-Modulator 1 weist eine öffnung 2 für die Verbindung mit einer Druckfluidquelle auf. Diese Öffnung steht in Verbindung mit einem Absperrhahn 3, der das Ein- und Ausschalten der Vorrichtung ermöglicht.

Anschließend folgt ein auswechselbares Filter 4 aus poröser Bronze, das die Teilchen ausfiltert, deren Abmessungen größer als 4 Mikron sind und dessen Aufgabe es ist, die Klappe des Druckreduzierventils und des Ventils zur Durchflußregelung zu schützen. Das gefilterte Gas tritt in das Druckreduzierventil 5 über den zwischen dem Ventil, bzw. der Klappe 6 und ihrem Sitz 8 vorhandenen

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Raum ein· Eine feder 7 stößt das Ventil gegen den

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zuerst zur einen Seite der Membran 9 des Druckreduzierventils 5 und dann über das Ventil zur Durchflußregelung zur anderen Seite. Auf diese Weise arbeitet das Druckreduzierventil als DifferenfcLal-Druckreduzier-

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ventil. Aufgrund der großen Dimensionierung seiner Membran^vernetztem Neopren ist es möglich, eine konstante Menge mit großer Genauigkeit und großer Empfindlichkeit abzugeben.

Das Durckflußregelventil 11 ist ein Nadelventil aus nichtrostendem Stahl , dessen Profil eine sehr große Genauigkeit der Durchflußregelung gewährleistet, und zwar sogar im Bereich der verwendeten sehr geringen Durchsätze, welche in der Größenordnung von einem Liter pro Stunde liegen.

Am Ausgang des Druckreduzierventils 5 gelangt das Gas zu einer Abzweigstelle 12, welche zu einem Schaltrelais

13 führt. Dieses Schaltrelais weist im wesentlichen eine Membran 14 und eine Klappe 16 auf. Die Membran

14 ist der Wirkung einer Segelvorrichtung 15 ausgesetzt, welche es ermöglicht, die Vorrichtung dem Maximaldruck anzupassen, der von dem Manometer angezejgj; werden kann, das an der Öffnung 19, welche in Strömungsrichtung vor dem Schaltrelais 1J liegt, angeschlossen ist. Die Membran 14 des Schaltrelais ist mit dem Kopf des Ventils, bzw. der Klappe 16 fest verbunden, welches aufgrund der

Wirkung einer Jeder 18 mit seinem Sitz 17 in Berührung kommen kann.

Das aus dem Druckreduzierventil 5 austretende Gas, das in Höhe der Abzweigstelle 12 angekommen ist, richtet sich normalerweise zur Öffnung 20 für die Verbindung mit einem Einblasrohr.

Um die Reinigung der Vorrichtung zu ermöglichen, d.h» hauptsächlich das Freimachen des Einblasrohres, das durch Premdmaterialien, welche aus dem Behälter kommen, in dem der Pegel gemessen wird, verstqft sein kann, ist ein Hilfskreis 21 vorgesehen, welcher einen Reinigungshahn 22 aufweist, der mit dem Ausgang des Absperrhahns 3 im Hauptkreis zwischen der Verzweigungsstelle 12 und der Öffnung 20 verbunden ist. Dieser Reinigungshahn 22 ermöglicht es, das Einblasrohr an den vollen Druck und den vollen Speisedurchfluß anzulegen. Das Differential-Druckreduzierventil 5 und der Regelungshahn 11, bei denen es sich um die empfindlichsten Teile der Vorrichtung handelt, liegen außerhalb des Kreises. Während der Reinigung gewährleistetiias Schaltrelais die Isolierung, bzw. Abtrennung des an die Öffnung 19 angeschlossenen Manometers.

Der Einblas-Modulator gemäß der Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf. Er ermöglicht den Schutz des Manometers aufgrund seines Schaltrelais; er gestattet aufgrund

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seiner !Essgsktes ifcusblsskfsES eisö j

Verluste, bzw· Ausstrdmmengen und ermöglich Weise eine Verbesserung der HeBgenauigkeit der bisher bekannten ÄLnblaseinrichtungen.

Sie beschriebenen Einblas-Modulatoren eignen sieb insbesondere zur Schaffung von flüssigkeitspegel*' Meßkreisen» welche die Zentralisierung -von Anzeigen der Inhalte verschiedener Behälter ermöglichen., wie man sie an Bord von Schiffen findet, insbesondere von Treibstoff- und Ballastbehältern.

- Schutzansprüche -

7004485

Claims (2)

Schutzansprüche

1. Einblas-Modulator mit einem Hauptkreis für das eingeblasene S¹IuXd, der nacheinander eine öffnung für die Verbindung mit einer Druckfluidquelle, einen Absperrhahn, ein Filter, ein Druckreduzierventil, einen Durchflußregelungshahn und eine Abzweigstelle umfaßt, die mit einem Schaltrelais für die Verbindung mit einer manometrischen Meßvorrichtung unl einer öffnung für die Verbindung mit einem Einblasrohr ausgestattet ist, sowie einem Heinigungshilfskreis mit einem. ßeinigungshahn, der mit dem Hauptkreis einerseits oberhalb des Druckreduzierventils und andererseits unterhalb des Durchflußregelungshahn verbunden ist, d a d ur c h gekennzeichnet, daß die Elemente des Haupt-und Hilfskreises in einer einzigen Monoblockvorrichtung (1) in der Weise zusammengefaßt sind, daß die Verluste an eingeblasenem Fluid auf das Mi nj πηιπι reduziert werden.

2. Einblas-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzier— ventil (5) ein Differential-Druckreduzierventil ist.

3· Einblas-Modulator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

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1 » lit· · ft

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dafi der Hilfskreis mit dem Hauptkreis zwischen den Silter (4) und dem Druckreduzierventil (5) verbunde-i ist.

ELnblas-Modulator nach einem der Ansprüche i oder 2* dadurch gekennzeichnet, daß de* Hilfskreis mit dem Hauptkreis oberhalb des !liters verbunden ist·