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Uberlastungssicherung für nach dem Druckunterschiedsmeßverfahren arbeitende
Meßgeräte
Überlastungssicherungen für nach dem Druckunterschiedsmeßverfahren arbeitende
Meßgeräte werden angewandt, wenn verhütet werden soll, daß bei Überschreitung des
größten Meßwertes bzw. bei Undichtheit oder Bruch einer der beiden Meßdruckleitungen
die Gefahr eines Mitreißens der Sperrflüssigkeit in die Rohrleitung bzw. in den
Behälter eintreten kann.
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Es sind bereits derartige Uberlastungssicherungen mit zwei parallel
zueinander geschalteten U-Rohren bekanntgeworden, bei denen in den den U-Rohren
angeschlossenen Behältern Prallbleche angeordnet sind, die das Überströmen der Sperrflüssigkeit
verhindern sollen. Zu diesem Zweck müssen die Prallbleche den Querschnitt der Auffanggefäße
möglichst weit abdecken, um alle mitgerissenen Teilchen zu erfassen. Dadurch entsteht
ein starkes Zerstäuben der Sperrflüssigkeit, das noch infolge erhöhter Strömungsgeschwindigkeit
in dem engen Zwischenraum zwischen Prallwand und Gehäusewand erhöht wird. Ein weiterer
Nachteil der bekannten Ausführung liegt außerdem darin, daß die Sperrflüssigkeit
über den Minusschenkel des Rückführungs-U-Rohres durch den senkrechten Anschluß
schenkel wieder in das Überlastungs-U-Rohr eintreten kann, wodurch eine starke Umwälzbewegung
des Sperr- und Meßflüssigkeitsgemisches und ein längere Zeit andauerndes Umpumpen
dieses Gemisches entsteht.
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Dadurch wird eine erhöhte Gefahr für die Verminderung der Sperrflüssigkeitsmenge
durch das Mitreißen von kleinsten Teilchen hervorgerufen.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß
die Ausmündung des Minusschenkels des Rückführungs-U-Rohres in den Auffangraum durch
den spiralig gekrümmten, in der waagerechten Ebene liegenden und am Umfang des Auffangraumes
angeordneten Teil dieses Schenkels erfolgt. Die Ausmündungsstelle des Schenkels
ist dabei räumlich von dem Anschluß der Minusdruckleitung getrennt, und die öffnung
des Anschlusses liegt unterhalb und in der Mitte der oberen Abschlußfläche des Absdllußraumes.
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Der Plusschenkel des Rückführungs-U-Rohres, dessen Durchmesser kleiner
ist als der des Minusschenkels dieses Rohres, ragt in den Plusschenkel des Überlastungs-U-Rohres
hinein und mündet unterhalb der gemeinsamen Nullage der beiden Schenkel aus.
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Durch dieAusbildung der Sicherungseinrichtung gemäß der Erfindung
wird erreicht, daß im gegebenen Fall die Sperrflüssigkeit vollständig in das runde
Auffanggefäß ausgeschleudert wird. Durch die spiralig gekrümmte Ausmündung entsteht
eine Zentrifugalwirkung, und die Sperrflüssigkeit kreist demzufolge an der Wandung
des Gefäßes entlang.
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Die Meßflüssigkeit dagegen, die nach dem Ausschleudern der Sperrflüssigkeit
beispielsweise Ouecksilber, das Uberlastungs-U-Rohr durchströmt, tritt am Minusanschluß
aus. Durch die Anordnung dieses Anschlusses in der Mitte der kreisenden Bewegung
der Sperr- und Mefiflüssig keit wird das Mitreißen auch der kleinsten Quecksilberteilchen
in den Minusschenkel mit Sicherheit verhindert. Bei einer Steigerung der Überlastung,
bei der auch eine erhöhte Geschwindigkeit der durchströmenden Meßflüssigkeit auftritt,
steigert sich auch die Zentrifugalwirkung der Sperrflüssigkeit, so daß ihr Mitreißen
unmöglich ist. Darüber hinaus wird durch das Hineinragen des Plusschenkels des Rückführungs-U-Rohres
in den Schenkel des tJberlastungs-U-Rohres erreicht, daß das ausgeschleuderte Quecksilber
nicht mehr von der von dem Plus- nach dem Minusanschluß strömenden Flüssigkeit behindert
wird, was für das Mitreißen kleinster Teile von besonderer Bedeutung ist. Durch
die Ausführung des Schenkels des Rückführungs-U-Rohres mit einem wesentlich kleineren
Durchmesser als der Schenkel des Uberlastungs-U-Rohres wird schließlich von vornherein
der Quecksilberspiegel im ersteren Schenkel stark abgesenkt, so daß auch seine Einmündung
vollkommen quecksilberfrei ist. Durch das ungehinderte Überströmen der Meßflüssigkeit
wird der Durchflußwiderstand auf ein Mindestmaß herabgesetzt und auch bei sehr großen
Überlastungen ein vollkommener Schutz des Meßgerätes erreicht.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
Es zeigt Abb. I in schematischer Darstellung denGesamtaufbau der Überlastungssicherung
und Abb. 2 den spiraligen Auslaufteil des Minusschenkels des Uberlastungs-U-Rohres.
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Das Uberlastungs-U-Rohr I besteht aus einem Plusschenkel 2 und einem
Minusschenkel 3, die beide durch ein Verbindungsrohr 4 miteinander verbunden sind.
Von dem Verbindungsrohr 4 ist die Oberkante mit 5 bezeichnet. Der Minusschenkel
3 mündet in einen Auslaufteil 6 mit Oberkante 7 und Unterkante 8. An dem Plusschenkel
2 ist die Meßdrucldeitung mit ihrem Plusanschluß 9 befestigt, während ihr Minusanschluß
10 mit seiner Auslaufkante II von dem Schenkel 2 räumlich getrennt ist.
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Ein Rückführungs-U-Rohr I2, dessen Plusschenkel 13 eine obere Kante
14 hat und dessen Minusschenkel 15 mit dem Plusschenkel 13 durch ein Verbindungsrohr
I6 verbunden ist, ist durch den Minusschenkel 15 mit einem Auffangraum I7 verbunden.
Der Plusschenkel I3 dagegen ist in den Plusschenkel 2 des Überlastungs-U-Rohres
1 eingeführt. Abgeschlossen ist der Auffangraum I7 durch die Deckelunterkante I8.
In ihn mündet auch der Auslaufteil 6 ein, der ungefähr in Form einer Spirale 19
dort abgebogen ist. Die Nullspiegellage des gesamten Gerätes ist an der Linie o-o
erkenntlich. Vor Beginn des Ausschleuderns besteht ein Höhenunterschied H der Sperrflüssigkeit.
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Tritt bei der Nullage o-o ein Druckunterschied zwischen der Plus-
und der Minusdruckleitung auf, so sinkt in dem Plusschenkel 2 des Überlastungs-U-Rohres
I der Quecksilberspiegel ab und steigt in dem Minusschenkel 3 an. Gleichzeitig sinkt
das Quecksilber in dem Plusschenkel I3 des Rückführungs-U-Rohres I2 ab und steigt
in dem Minusschenkel I5 an. Wegen des kleineren Querschnittes des Plusschenkels
I3 entfällt hierbei der größte Teil des entstehenden Höhenunterschiedes auf den
Plussclienkel 15. Der Höhenunterschied H der Spiegel in den Schenkeln beider U-Rohre
ist beim Ansprechen der Uberlastungssicherung gleich groß.
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Wird der vorgesehene größte Druckunterschied erreicht, so ist der
Sperrflüssigkeitsspiegel im Plusschenkel 2 des Uberlastungs-U-Rohres I bis auf die
untere Kante 5 der Verbindung 4 zwischen den beiden Schenkeln 2 und 3 abgesunken.
Die Sperrflüssigkeit wird durch den Minusschenkel 3 in den Auffangraum I7 ausgetrieben.
Die untere Kante 8 des Minusschenkels 3 bzw. 6 des tiberlastungs-U-Rohres I liegt
am Auslauf um die dem größten Druckunterschied entsprechende Höhe H oberhalb der
oberen Kante 5 des Verbindungsrohres 4 der beiden Schenkel 2, 3. Die Höhe H ist
abhängig von der Wichte der Sperrflüssigkeit und der Wichte der Meßflüssigkeit.
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Um zu verhüten, daß beim Erreichen des größten Druckunterschiedes
die Sperrflüssigkeit auch aus dem Rücliführungs-U-Rohr I2 ausgeschleudert wird,
müssen beide Schenkel etwas länger ausgeführt werden, als es durch den Höhenunterschied
H bedingt ist. Die aus dem Minusschenkel 3 des Uberlastungs-U-Rohres I ausgeschleuderte
Sperrflüssigkeit sammelt sich durch die Wirkung der Zentrifugalkraft auch mit den
kleinsten feinverstäubten Teilchen an der Wandung des Auffangraumes I7 und fließt
nach dem Aufhören der Uberlastung restlos in den Minusschenkel 15 des Rückführungs-U-Rohres
I2 und über dessen
Plusschenkel 13 in das Innere des Plusschenkels
2 des tSberlastungs-U-Rohres I zurück, wenn sich in beiden Rohren die gemeinsame
Nullage oder eine andere, dem aufgetretenen Druckunterschied entsprechende Lage
eingestellt hat. Die Uberlastungssicherung und das zu schützende Meßgerät sind damit
automatisch wieder betriebsbereit.
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Der Austritt von Sperrflüssigkeit in die Meßdruckleitung wird beim
Ausschleudern durch die Lage und Ausführung des Anschlusses der Minusmeßdruckleitung
gemäß der Erfindung mit unbedingter Sicherheit vermieden. Nach dem Ausschleudern
der Sperrflüssigkeit entsteht zwischen dem Plus- und Minusanschluß g und 10 der
Meßdruckleitung eine freie Verbindung, und der Druckunterschied im Meßgerät verringert
sich auf den geringen Durchflußwiderstand, der in der über lastungssicherung entsteht.
Bei Anwendung der Überlastungssicherung gemäß der Erfindung sind also in dem Meßgerät
keinerlei weitere Sicherungen erforderlich. In dem Rückführungs-U-Rohr 12 stellt
sich sofort nach dem Ausschleudern ein diesem Durchfluß widerstand entsprechender
Spiegelunterschied der Sperrflüssigkeitssäulen ein, so daß dieSperrflüssigkeit bis
zurtSberlaufkante 14 des Plusschenkels I3 desRückführungs-U-Rohres I2 ansteigt.
Bei Verminderung des Durchflusses nach Aufhören der Überlastung vermindert sich
auch der Durchflußwiderstand in der tSberlastungssicherung, und der Plusschenkel
2 des tSberlastungs-U-Rohres I wird wieder mit Sperrflüssigkeit so lange angefüllt,
bis der neue Gleichgewichtszustand erreicht ist.