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Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Wasserstandes am Boden von
der Lagerung von Kohlenwasserstoffen o. dgl. dienenden Behältern
Behälter, die der
Lagerung von Kohlenwasserstoffen, Benzin, Lösungsmitteln, Lampenpetroleum, Gasöl
u. dgl. dienen, enthalten stets eine gewisse Menge Wasser, die sich im unteren Teil
des Behälters ansammelt.
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Es ist nun wichtig, den Stand des Kohlenwasserstoffs in dem Behälter
genau feststellen zu können, einerseits, um über die vorhandene Kohlenwasserstoffmenge
unterrichtet zu sein, andererseits, um bei der Entleerung des Behälters zu wissen,
wann man mit dem Ablassen des Behälters aufhören muß, um aus diesem nicht an Stelle
des Kohlenwasserstoffs Wasser zu erhalten.
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Die beiden solche Feststellungen ermöglichenden Vorrichtungen, an
die man in erster Linie denkt, sind Meßhähne einerseits und ein Standglas andererseits.
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Derartige Vorrichtungen zeigen außer ihrem gemeinsamen Nachteil,
daß auf der Außenwand des Behälters Rohre von kleinem Durchmesser angeordnet werden
müssen, die durch Stöße beschädigt werden können, weitere Mängel, an denen jede
der beiden Vorrichtungen leidet. Meßhähne lassen eine Feststellung des Wasserstands
nur mit ungenügender Annäherung zu, die von dem Abstand zweier aufeinanderfolgender
Hähne abhängig ist. Was aber Standgläser anbelangt, so ermöglichen diese zwar eine
genügend genaue Anzeige, doch besteht bei ihnen nicht nur die Gefahr einer Beschädigung
durch Stöße, wie dies auch bei den Meßhähnen der Fall ist, sondern auch die Gefahr
eines Bruchs durch Einfrieren des in ihnen enthaltenen Wassers bei größeren Kältegraden.
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Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, das alle
diese
Mängel beseitigt und für alle Flüssigkeiten geeignet ist, die leichter als Wasser
und nicht mit Wasser mischbar sind und mit Wasser auch keine Emulsion bilden. Gegenstand
der Erfindung ist fernerhin die zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin daß
mit Hilfe eines beweglichen Organs dem Behälterboden Flüssigkeit in Form eines ständigen
kleinen Auslaufs entnommen wird. Zu diesem Zweck wird das Organ schrittweise vom
Behälterboden ab verschoben, wobei die Höhe der in dem Behälterboden enthaltenenWassermenge'
durch Messung des Wegs bestimmt wird, den das Organ in dem Augenblick zurückgelegt
hat, wenn der Ausfluß von Wasser aufhört und statt dessen der Kohlenwasserstoff
oder die sonstige Flüssigkeit auszufließen beginnt.
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Die zur Ausführung dieses Verfahrens dienende Vorrichtung besteht
im wesentlichen aus einer Rohrsonde, die in der Nähe des Behälterbodens zweckmäßig
mit einer gewissen Neigung angeordnet ist, durch eine Dichtung hindurch in das Innere
des Behälters hineinragt und längs ihrer Achse verschoben werden kann. Mit Hilfe
einer auf dem außerhalb des Behälters liegenden Teil der Rohrsonde befestigten Marke,
die sich über einer festen Skala bewegt, ist es möglich, die Längsverschiebungen
der Rohrsonde zu messen. Zweckmäßig ist die Rohrsonde in einem Rohr von verhältnismäßig
großem Durchmesser untergebracht, das in den Behälter in der Nähe seines Bodens
einmündet.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands zeigt
die Zeichnung, und zwar ist Abb. I ein Längsschnitt durch eine schematische Darstellung
des Erfindungsgegenstands, Abb. 2 ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der
Erfindung, Abb. 3 ein Schnitt nach Linie A-A in Abb. 2, Abb.4 bis 7 Längsschnitte
durch andere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstands und Abb. 8 ein Schnitt
nach Linie B-B in Abb. 7.
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Wie aus Abb. I ersichtlich, besteht die Vorrichtung im wesentlichen
aus einem Rohr 1 von großem Durchmesser, also z. B. von eihem Durchmesser von 100
mm, das beispielsweise um 45" zur Senkrechten geneigt ist.
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Dieses Rohr kann mit einem Teil in das Innere des Behälters hineinragen,
wo es zweckmäßig mit einer Ausgleichsöffnung 2 versehen ist, die dafür sorgt, daß
der Stand des Kohlenwasserstoffs in dem Rohr und dem Behälter der gleiche ist. In
der Achse des Rohrs 1 kann eine durch eine Stopfbuchse 4 gehende Rohrsonde 3 von
kleinem Durchmesser verschoben werden. Der Verschiebungsweg entspricht dabei der
größten zu messenden Wasserstandshöhe. Eine auf der Rohrsonde 3 befestigte Marke
5 bewegt sich zusammen mit der Rohrsonde vor einer Skala 6. Am Ende der Rohrsonde
3 ist ein Hahn 7 angeordnet, an den sich eine starre und biegsame Leitung 8 anschließt,
durch die die Flüssigkeit bei g beispielsweise in einen Trichter 10 geleitet wird.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die Rohrsonde 3 wird in ihre unterste Stellung
gebracht und daraufhin der Hahn 7 geöffnet. Man sieht dann Wasser in den Trichter
10 fließen. Hierauf wird die Rohrsonde 3 nach und nach herausgezogen, wobei man
ständig die Art der ausfließenden Flüssigkeit kontrolliert. Erscheinen nun kleine
Mengen Kohlenwasserstoff in dem Wasser, so beweist dies, daß das untere Ende der
Rohrsonde in die Trennschicht zwischen den beiden Flüssigkeiten, d. h. zwischen
Wasser und dem Kohlenwasserstoff, angelangt ist. Die Höhe des Wasserstands kann
dann mit Hilfe der Läufermarke 5 an der Skala 6 abgelesen werden.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung hat gegenüber den üblichen
Vorrichtungen folgende Vorteile: I. Sie arbeitet sehr genau, besonders wenn man
das untere Ende der Rohrsonde in einer waagerechten Ebene schräg abschneidet, wie
dies in Abb. I bei II gezeigt ist. 2. Wenn die Rohrsonde nach der Messung stets
in ihrer unteren Stellung gehalten wird, so kann ein Undichtwerden oder gar ein
Bruch des Hahns 7, dem einzigen verhältnismäßig empfindlichen Teil, höchstens ein
Ausfließen von Wasser zur Folge haben, und man hat dann noch Zeit genug, den Schaden
zu beheben, bevor der Kohlenwasserstoff auszufließen beginnt.
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3. Wird das Rohr I genügend hoch angeordnet, so wird es stets mit
Kohlenwasserstoff gefüllt sein, so daß ein Einfrieren nicht in Frage kommt. 4. Wenn
man nach einer Messung die Rohrsonde zunächst so weit herauszieht, daß ein wenig
Kohlenwasserstoff ausfließt, den Hahn schließt und die Rohrsonde erst dann in ihre
untere Stellung zurückdrückt, so wird auch diese mit Kohlenwasserstoff gefüllt bleiben
und daher nicht der Gefahr eines Einfrierens ausgesetzt sein.
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In der Praxis kann die beschriebene, in Abb. I schematisch dargestellte
Vorrichtung verschiedene Ausführungsformen erhalten. So kann die schrittweise Verschiebung
der Rohrsonde beispielsweise mittels eines Schraubsystems erfolgen, und es können
auch verschiedene zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen sein.
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Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen keine
Beschränkung des Erfindungsgedankens dar.
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Bei der in Abb. 2 gezeigten Ausführungsform ist die Rohrsonde 3 mit
einem Außengewinde I2 versehen, mit dem die mit passendem Innengewinde versehene
Nabe I3 eines Handrads 14 zusammen arbeitet, das auf einem Bügel 15 gelagert ist
und dem gegenüber das Handrad gedreht werden kann. Auf dem nicht mit Gewinde versehenen
Teil der Rohrsonde ist auf beliebige Weise der Anzeiger 5 befestigt, dessen Ausbildung
dem Schnitt nach Abb. 3 zu entnehmen ist, der also zwei Wangen besitzt, die die
ihrerseits auf dem Bügel 15 befestigte Skala 6 einschließen. Eine Drehung des Handrads
14 bewirkt so eine Längsverschiebung der Rohrsonde, die jedoch durch den mit ihr
fest verbundenen Anzeiger an einer Drehung gehindert ist.
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Um eine Verformung der Rohrsonde 3 unter der Wirkung ihres Eigengewichts
zu vermeiden, ist die Rohrsonde an ihrem unteren Teil mit Rippen I6 versehen, die
sich auf der Innenwand des Rohrs I abstützen und darauf gleiten.
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Die in Abb. 4 gezeigte Ausführungsform hat den Zweck, zwei zusätzlichen
Bedingungen zu genügen. So kommt jede Leitung im Anschluß an das Austrittsende der
Rohrsonde in Fortfall, und es fehlt auch jede Verbindung von dem Innern des Behälters
nach außen hin, wenn sich die Rohrsonde in der Ruhestellung befindet.
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Die erste dieser Bedingunt,ren ist dadurch erfüllt, daß die Tragvorrichtung
nach Art des Bügels 15 hier als Kammer ausgebildet ist, deren unterer Teil ein Auslaßrohr
I7 besitzt. An ihrem oberen Teil ist die Kammerwandung einfach mit einem Längsschlitz
versehen, durch den der Anzeiger 5 hindurchragt. Die in der Rohrsonde enthaltene
Flüssigkeit strömt durch eine darin befindliche Öffnung I8 in die Kammer 15. Die
Stelle I8, an der sich diese Öffnung befindet, entspricht einer mittleren Stellung
der Rohrsonde, während die mit 19 und 20 bezeichneten Stellen die von der gleichen
Öffnung eingenommenen Stellungen angeben, die der Höhenlage des oberen Spiegels
des Wassers in dem Behälter bzw. der Höhenlage des Behälterbodens entsprechen.
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Die zweite Bedingung wird dadurch erfüllt, daß das Ende der Rohrsonde
in eine Höhenlage gebracht werden kann, die sich ein wenig unterhalb des Behälterbodens
befindet. Die der Rohrsonde ermöglichte zusätzliche Verschiebung nach unten reicht
aus, damit die Öffnung i8 eine Stellung 21 einnimmt, die sich unterhalb der Kammer
15 und der Stopfbuchse 4 befindet. Dies macht allerdings erforderlich, daß in dem
Behälterboden eine kleine napfförmige Vertiefung 22 angebracht wird, die der Rohrsonde
die zusätzliche Verschiebung gestattet.
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Auch bei der Ausführungsform nach Abb. 5 fließt ebenso wie bei der
vorherbeschriebenen die die Rohrsonde durch das Rohr 18 verlassende Flüssigkeit
durch die Leitung I7 aus. Die Ausführung nach Abb. 5 bietet jedoch noch außerdem
die WIöglichkeit, den Behälter in der obersten Stellung, die die Rohrsonde einnehmen
kann, mit Hilfe eines Ventils 23 zu verschließen, das am Ende der Rohrsonde angebracht
ist und am Ende des aufwärts gerichteten Wegs derselben auf seinen Sitz 24 zu liegen
kommt. In diesem Fall ist die Anordnung einer napfförmigen Vertiefung 22 auch deshalb
erforderlich, um für das Ventil 23 Platz zu schaffen; wenn sich das schräg abgeschnittene
untere Ende der Rohrsonde auf der Höhenlage des Behälterbodens befindet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 fließt die Flüssigkeit, wie bei
dem in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, durch eine biegsame und starre
Leitung 8 ab. Der Verschluß des Behälters bei in der obersten Stellung befindlicher
Rohrsonde erfolgt hier mit Hilfe eines Hahns oder Ventils 25, das mittels eines
Handrads 26 zu betätigen ist. Das Ventil 25 findet seinen Weg nach seinem Sitz 27
frei, wenn sich die Rohrsonde 3 in ihrer oberen Stellung befindet, d. h. wenn sich
das untere Ende II der Rohrsonde in der Stellung 11" befindet. Eine Verschlußschraube
28 ermöglicht es, das Gehäuse dieses Ventils bei Vereisungsgefahr erforderlichenfalls
zu entleeren, sofern sich das Ventilgehäuse unterhalb des oberen Wasserspiegels
befindet.
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Die Abb. 7 und 8 zeigen schließlich eine Ausführungsform der gleichen
Vorrichtung, bei der das Absperrventil des Behälters ahgeändert ist. Das Ventil
besteht hier aus einem Drehschieber 29, der bei 30 angelenkt und mittels eines Hebels
31 von Hand aus zu betätigen ist. Wenn sich das untere Ende der Rohrsonde in der
Stellung II" befindet, so kann die Öffnung 32, durch die hindurch die Flüssigkeit
zu der Rohrsonde Zutritt erhält, auf diese Weise mittels des Drehschiebers 29 verschlossen
werden.