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Flüssigkeitsstandanzeiger, insbesondere für Dampfkessel Bei Wasserstandanzeigern
ist neben der selbstverständlichen Haltbarkeit die gute Sichtbauzeit ein Haupterfordernis,
die ja gerade bei zunehmenden Drücken durch die dicken Glas- bzw. Glimmerpiatten
nicht leicht zu erreichen ist. Bei Glasplatten wird die Sichtbarkeit mit großem
Erfolg durch sogenannte Reflexionsplatten erreicht, deren Wirkung darauf beruht,
daß an den schrägen Flächen der in das Glas eingearbeiteten Rillen eine völlige
Reflexion des von vorn einfallenden Lichtes blei Üb;ergang- vom Glas auf Dampf eintrifft,
während breim Übergang vom Glas auf das optisch dichtere Wasser nur eine ge ringere
Brechung des Lichtstrahl,es vor sich geht. Der Wasserraum erscheint daher dunkel,
während der Dampfraum hell aufleuchtet.
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In vielen Fällen ist es nun nicht msg lich, mit Glasplatten allein
auszukommen, einerseits weil sie nicht immer den glefährlichen Temperaturschwankungen
standhalten, andererseits weil die Platten zu schnell und zu stark von dem Kesselwasser
angegriffen werden. In diesen Fällen verwendet man meist statt der Glasplatben Glimmerstreifen
oder deckt die Glasplatten gegen das Wasser mit dünnen Glimmerscheihen ab. Bei diesem
Glimmer ist es nun nicht möglich, die gleiche vorbeschrieblene Reflexion zu lerreichen,
weil Glimmer als Naturerzeugnis nur in dünnen glatten Platten gefunden wird und
wegen seines schichtweisen Aufbaues die Einarbeitung von Rillen nicht möglich ist,
ganz zu schweigen davon, daß Glimmer nur eine geringe Durchsichtigkeit besitzt.
Glimmeranzeiger werden daher meist mit zwei gegenüberliegenden Platten ausgerüstet,
die den Wasser stand im durchscheinenden Licht erkennen lassen.
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Wenn auch bekanntgeworden ist, derartige Anzeiger so auszubilden,
daß der Wasserraum dunkel und der Dampfraum hell bzw. umgekehrt
erscheint,
so hatten diese Ausführungen doch folgende Nachteile. Erstens waren immer zwei unter
dem vollen Betriebsdruck stehende Glimmerplatten zu verwenden, wobei Dichtungsschwierigkeiten
nicht unerheblich sind, abgesehen davon, daß die Bruchgefahr durch die doppelten
Platten auch doppelt so grol3 ist. Außerdem müssen die Schauschlitze wegen der geringen
Druck- und Dehnungsfestiglreit sehr schmal gehalten bzw. durch feste undurchsichtige
und verhältnismäßig breite Stege zum größten Teil wieder verdeckt werden. Drittens
ist trotzdem die Wirkung der guten Sichtbarkeit, d. h. der Helligkeitsunterschied
zwischen Dampf- und Wasserraum, sehr gering, weil solche Anzeiger nach dem Grundsatz
der verschiedenen Lichtbrechung beim Durchgang durch Wasser und Dampf arbeiten und
hierbei !eine nicht zu vermeidende Streuung des Lichtes eintritt. Außerdem ist die
gewünsche Wirkung nur in einer ganz begrenzt engen Beobachtungsrichtung sichtbar,
während bei geringer Abweichung sowohl in waagerechter als auch in senkrechter Richtung
die Wirkung fast vollkommen verschwindet. Man hataucb versucht, die bei Glaswasserstandsanzeigern
erreichte völlige Reflexion für die bessere Sichtbarmachung auch auf Wasserstandanzeiger
mit Glimmerplatten zu übertragen.
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Hier ist man dazu übergegangen, im Druckraum selbst eine Zelle mit
einem optisch dichteren bzw. dünneren Medium zu schaffen und die Zelle unter dem
Winkel der völligen Reflexion im Verhältnis zu den Seh- bzw Lichtstrahlen anzuordnen,
so daß die hindurchgehenden Lichtstrahlen im Dampf- bzw. im Wasserraum vollständig
reflektiert werden, also eine eindeutige Schwarz-Weiß-Anzeige erreicht wird. Die
Zelle selbst befindet sich jedoch dabei im Druckraum, und es ist daher praktisch
unmöglich, diese Zelle aus Glimmer auszubilden oder einen aus Glimmer hergestellten
Körper in der genügenden Weise abzudichten. Außerdem stehen bei allen bisher bekannten
Anordnungen, ganz abgesehen von der Zelle, mehrere Glimmerplatten unter dem eigentlichen
Betriebsdruck.
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Die Erfindung gibt nun eine Lösung für einen Glimmeranzeiger der
nur mit einer unter dem Betriebsdruck stehenden Glimmerscheibe nach dem Grundsatz
der völligen Reflexion arbeitet, und zwar dergestalt, daß das eigentliche Flüssigkeitsprisma
außerhalb des Druckraumes vor der Glimmerscheibe des Wasserstandes angeordnet ist
und eine Flüssigkeit mit demselben Lichtbrechungsexponenten wie Glimmer enthält,
so daß der im entsprechenden Winkel einfallende Lichtstrahl in der Höhe des Dampfraumes
vollständig reflektiert und in der Höhe des Wasserraumes absorbiert wird.
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Die Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
und zwar Abb. 1 einen Schnitt durch den Wasserstandanzeiger und Abb. 2 eine besondere
Ausbildung des Dampf- und Wasserraumes.
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Das eigentliche Wasserstandrohr I wird durch die Glimmerplatte 2
abgedeckt. Vor der Glimmerplatte befindet sich das Prisma 3, das mit einer Flüssigkeit
vom gleichen Lichtbrechungs:exponenten wie Glimmer, z. B. Glycerin oder Brenzylblenzoat,
gefüllt ist. An beiden Enden des Prismawinkels erfolgt die Abdichtung gleichfalls
durch zwei dünne Glimmerplatten 4, die in üblicher Weise mittels eines Halterahmens
5 befestigt sind. Tritt von A Licht in das Prisma ein, so geht es senkrecht durch
die Glimmerp]atte 4 und die Prismaflüssigkeit 3, und wird erst. falls sich hinter
der Glimmerpiatte 2 Dampf befindet, an dieser völlig reflektiert, so daß der Lichts
strahl bei B wieder austritt.
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Um die Absorption der -infallenden Lichtstrahlen für die Anzeige
der Wasserlfohle möglichst weitgehend zu gestalten, d. h. den Helliglieitsunterschied
zwischen Dampf- und Wasseranzeige möglichst groß zu halten, kann der eigentliche
Dampf- und Wasserraum des Anzeigers nach Abb. 2 ausgeführt werden, wobei sich also
der in den Dampfraum einfallende Lichtstrahl in dem einen der beiden in dem Steg
6 gebildeten Kanäle verliert, d. h. absorbiert wird.