DEP0001080DA - - Google Patents

Description

BADISCHE ANIIIK" & SODA - IABSIK I₃G-= Farbenindustrie Aktiengesellschaft

"In Auflösung" Gesetz No₀ 9 30/11.45»

ό 1080 IZb/42e Unser Zeichen: O₀Z, 15304.

Ludwigshafen a/ßh,_sderi 9= September 194T/Hb.-Be.

Flüssigkeitastandanzelger für hohe und höchste Drucke

Optische Flüssigkeitsstandanzeiger (im folgenden mit Fl.St.A. bezeichnet) wurden bisher immer nach dem Prinzip gebaut, dass das Auge des Beobachters von der Seite her» also in waagrechter oder schräger Richtung, in den i'l.St.A. hinein oder durch ihn hindurch blickt und dabei die Höhe des Flüssigkeitsspiegels hinter der durchsichtigen, meist aus Glas (im folgenden soll das Wort Glas aueh andere durchsichtige Stoffe umfassen) bestehenden Wand beobachtet. Dabei wird diese durchsichtige Wand (auch, mit Fenster be* zeichnet) von den beiden Medien (meist Flüssigkeit und darüber befindliches Gas), deren Stand gemessen werden soll, berührt, und diese sind als obere und untere Schicht mit dazwischen liegender Trennfläehe unmittelbar zu erkennen. Die Beobachtung kann auch mittelbar z.B. über einen Spiegel oder ein Fernrohr erfolgen.

Drei Bauarten von optischen Fl.St.A. haben sich herausgebildet, die alle nach dem Prinsip der kommunizierenden Röhren arbeiten, nämlioh

1) solche mit oben offenen oder beiderseits angeschlossenen Glasröhren (s. Abb. 1),

2) solche mit einem Fenster mit Einblick und Reflexion (s. Abb. 2) und

3) solche mit zwei Fenstern und Durchblick (s. Abb. 3)·

■· 2 -

Für hohe and höchste Drucke kommen nur die Bauarten 2) and 5,) in Frage j weil·.idle Zugfestigkeit dea Glases bei Rohreu mit genügend weiter₉ die Kapillarkraft ausschaltender Bob.;: ang nicht ausreicht,

Aber aach mit diesen Bauarten lassen sich nicht beliebig hohe Drucke erreiehen_g wenn eine einigermaasen ausreichende Beobachtung der Höhenstandsänderungen dea Flüssigkeitsspiegel» er«* folgen soll»

Abgesehen von den Fäilen_} wo durch Anwendung zweier Flüssig" keiten mit verschiedenem spe«ifisehern Gewicht die Anzeigelänge im I¹TuSt₃A, gegenüber den Hallenschwankungen d@s Fl¹OSsigkeitsopiegele im Behälter umgeformt} also verkleinert werden kann, muss der durchsichtige Teil des Pl,St»A» mindestens so lang sein wie die zugelassenen oder zu beobachtenden Höhenschwankungen des Plüssigkeitsspiegels betragen * Dabei kommt man bei kleinen Höhenschwankungen mit ungeteilter Ausführung des B¹I₀St₀A, duroh_{ während er bei grossen unterteilt sein muss·> Bei der Forderung ¹ ununterbrochener Standbeobachtung müssen im leteteren Falle die einzelnen Teile zudem noch gegenseitig versetzt sein»

Daraus folgt wiederum, dass bei der Bauart 2) und 3) zum Abdichten der ßlasfenster Dlchtungslängen notwendig sind_? die etwas mehr als das zwei- fee-ew·« vierfache der Beobachtungs·= länge betragen» Ü<.ß» erhält bei nur 100 mm Bor olisichta länge; 5 mm Durchsichtsbreite und 10 mm Dichtungsbreite bei Bauart 3) die Dichtungsfläche eine mittlere Länge von 490 außf also von beinahe ^l/2 m*. Bei 200 mm Durchsichtalänge und sonst gleichen Maßen ergibt sich eine mittlere Diohtungslänge von 890 mnu Dass durch solche Diohtungslängen eine immer grösaere Betriebs-Unsicherheit entsteht _t Je höher die Drucke werden, liegt auf der Hand,

Ein zweiter Grund, warum die bekannten Fl₄St₀A= bell»«=» big hohen Drucken nicht standhalten^ ist folgender?

Die Glasfenster in den MeJ;allgehäusen der Fl₀St.A. sind längliche prismatische Glaskörper von rechteckigem Querschnitt,

a» a in Abb* 2 and 3= Sie werden mit Dichtungen b in das Gehäuse c eingelegt und mittels Deckel d und Schrauben e fest und dicht in das Gehäuse eingepresste, Durch den inneren Überdruck werden besonders in der Kitte der Pl₀St₀A₀ die Glaskörper auf Biegung und Verdrehung beansprucht _s wobei ₉ abgesehen von den infolge au schwacher Konstruktion oft zu beobachtenden« bleibenden Formänderungen.» erhebliche mit der Entlastung wieder zurückgehende elastische Formänderungen in den Metallteilen auftreten} denen das spröde Glas nicht zu folgen vermag ο Die dem Glas elgentüm-

zulässige
liehe hohe/Druckbeanspruchongj die das acht- bis fünfzehnfache

der Zugbeanspruchung beträgt, kann bei der sich aus beiden ausammensetaenden Biegungsbeanspruehuiag gar nicht ausgenutzt werden, weil immer dei? niedrigere Wert von beiden massgeblich ist» Die als Folge der Biegungsbeanspruohung auftretende Verbiegung verschiebt die tatsächliche Dichtungslinie„ die bei parallelen Flächen in ihrer Mitte also sogenannte mittlere Di chtungs linie angenommen wird, zur äusseren Kante der Dich·» tungsflache hin₉ vergrössert damit das Biegungsmoment und die Biegungsbeanspruchung im Glaskörper und verursacht die beim spröden Glas gefährlichen Kantenpressungen»

Damit wird nicht nur die Dichtung gelockert und ein Undichtwerden des Fl₅St₀Aa ermöglicht ρ sondern es entstehen auch Brüche des Glaskörpers.

Aus all diesen Gründen sind Jf¹I = St₃A, der bisherigen Bauart bei hohen und höchsten Drucken von ζ.B₀ 1000 at nicht genügend betriebssicher»

Es wurde nun gefunden«, dass man Fl»St«A», die höchsten Drucken pte standhalten ₉ erhält₉ wenn man sie unter Verwendung eines durchsichtigen Stabes so baut₉ dass man nicht wie bisher von der Seite her auf die Trennfläche der beiden Schichten» sondern von oben oder von unten durch die eine Schicht hindurch in die andere Schicht blickt, wobei die Grenzfläche durch Art und Stärke der Färbung oder Tönung des Stabes den jeweiligen Flüssigkeitsstand erkennen lässt»

In den Abb« 4 Ms 6 sind Ausführungen der Erfindung näher

erläutert* Man bautgemäss Abb« 4 einen glatten oder besonders geformten, mit durchsichtiger Stirnfläche versehenen Glasstab f so in dae Gehäuse η ein? daae er senkrecht oder schräg duroh dienes hindurchgeht und beiderseits abgedichtet ist and sich mit seinem oberen Teil im oberen und seinem unteren Teil im unteren Medium innerhalb des Bereiches der möglichen Ilöhenschwankungen befindet*

Duroh diese Bauart des I¹I α St» A. wird erstens die mittlere Dichtangelangt bei gleicher oder grösserer Anzeigelänge auf einen Bruchteil der bei der bisherigen Ausführung nötigen Länge verringert» Bei &»tt. 10 mm Durchmesser des Glaaatabes- und 6 mm Dichtungsbreite ergibt sich für beide Dichtungen» oben und unten zusammen ₉ eine mittlere gesamte Dichtungalänge von 100 mm.

Zweitens wird der Glasstab nicht mehr auf Biegung? sondern nur noch auf Druck beansprucht_s sodass er höhere Belastungen aushält» Er ist weitgehend entlastet» weil er in einem SttLok durch das Gehäuse mit beiden Abdichtungen hindurchgeht» Als Dichtungen werden zweckmässig kurze Manschetten m verwendet₉ die gegenüber der längeren Stopfbüchse den Vorteil haben_s keinen seitlichen Draek auf den Glasstab auszuüben und ihn au verspannen sondern ihm mehr Freiheit, sieh selbst einzustellen, geben.

Gemäss Abb_a 5 ordnet man em druckfestes Fenster g höher oder tiefer als dem vorgesehenen Flüssigkeitsatand entspricht, Im Gehäuse η an* sodass es also nicht von beiden Schichten jbugleich berührt wird₉ und stellt in Richtung der Sehachse dahinter einen glatten oder besonders geformten^ mit durchsichtiger und zweckmässig zum Fenster paralleler Stirnfläche versehenen Glasstab f so, dass er sich mit seinem oberen Teil im oberen und mit seinem unteren Teil im unteren Medium innerhalb des Bereiches der Höhenschwankungen befindet₉ wobei auf der dem Einbliekfenster gögenüberliegenden Gehäuseseite oder sonstwo weitere fenster i zum Ausblicken oder Beleuchten angebracht sein können»

Durch diese Bauart des Fl,Ot₀A. wird ebenfalls die Länge der Dlchtungsfläc-hen gegenüber der bisherigen Bauart wesentlich küraerj, da das Jiinbliekfenster nicht mehr länglich sein

muss, sondern rand sein kann» Es genügt vollkommen eine üinsichtsöffnung von 10 mm Durchmesser_s was bei 10 mm Dichtungsbreite eine mittlere Dichtungslänge von 63 mm für ein Fenster and von 126 mm bei 2 fenstern ergibt«. Weiterhin tritt bei diesen runden Glaafenstern mit ihrem kleinen Durchmesser nicht mehr die gefährliche hohe Biegungsbeamispruchung im Glas und im Deckel auf, die leicht asu Brüchen Anlass gibt» . ., ,

G-emäss Abb, 6 ist der in Abba 5 Glasstab mit einem fenster aus einem Stück k hergestellt<> Diese Bauart bringt bei nur unwesentlich umständlicherer Abdichtung den Vorteil, dass sich auf der Innenseite des Fensters a der anachilessenden Stirnseite dea Glasstabesp die beide erst mach Ausserbetrlebsetzen, Ausbau und öffnen des Fl.St.A« zugänglich sind, kein Schmutz absetzen kann, der die Durchsieht beeinträchtigt. Zweckmäesig baut man diesen mit dem Fenster kombinierten Glasstab k auf der Seite des Fl₀St₀A₈ ein, von der der Einblick erfolgt oder auf der eine Verschmutzungsgefahr vorliegt»

Blickt man in den Glasstab oder durch ihn in Richtung seiner Längsachse (nach Abb» 4) durch eine seiner durchsichtigen Stirnflächen oder nach Abb. 5 und 6 vermittels eines druckfesten Fensters, dann ist in allen Fällen die Höhe der Trennfläehe beider Schichten, d_eh_o also der Flussigkeitsstand₉ daran erkenntlich, dass der Glasstab in dem Raum des einen Mediums anders gefärbt oder getönt, b.B» heller oder dunkler» erscheint als im Raum dea anderen, was durch eine Lichtquelle noch deutlicher wird, die zvreckmässig an der Einsichtsseite oder gegenüber oder an anderer Stelle so angebracht ist, dass sie das Innere des. Gehäuses erhellt.

Die Grenze der beiden Färbungen oder Tönungen fällt mit der Trennfläche der beiden Schichten zusammen, vraa von der Verschiedenheit der Lichtbrechung und der totalen Reflexion der beiden JV-edien an der Yiand des Glasstabes herrührt»

Um die Höhe des Flüssigkeitsstandes besser erkennen und abschätzen zu können» kann mit Vorteil der Glasstab innerhalb des Bereiches der Flussigkeitsschwankungen mit einzelnen

Claims (2)

nockenartigen Ansätzen oder Rillen oder mit einem spiralförmigen um" den Stab herumgehenden Wulst (s* 1 in Abb» 4 bis 6) oder dergl» versehen sein, aodasa &ureh Abzählen Z0B0 der hellen und dunklen Nocken oder Gewindegänge usw0 die Höhe des Flüeeigkeitaetaades sehr genau, abgelesen werden kann«, Di© Form der Nocken ader Rillen oder des spiralförmigen -Wulstes und dergl* wird zweekmässig nach den optischen Gesetzen der Lichtbrechung und totalen Reflexion bestimmt ο Eine Begrenzung der Länge des Fl0St0Ao ist nur dadurch ge= geben,, dass selbst das beste optische Glas einen Teil der Licht-» strahler, absorbiert und dass dadurch je nach der Durchsichtigkeit des verwendeten Glases die Länge beschränkt wirdo Um bei den hohen Drucken ein© Gefährdung der beobachtenden Person auszuschalten, falls doch einmal ein Fenster oder der durchgehende Glasstab zu Bruch gehen und dadurch sich der Inhalt mit grosser Gewalt entspannen sollte9 kann die Beobachttang zweckmässig so erfolgen» dass der Beobachter seitlich steht und mittels Spiegel in den Fl9St0A0 hineinsieht ο Dann kann der bei einem Bruch dea Fensters oder des durchgehenden Glasstabes mit grosser Geschwindigkeit austretend© Strahl den Beobachter nicht unmittelbar treffen« Bei Benutzung eines Fernrohres lässt sich der Abstand zwi=» sehen Beobachter und FIuSt0A0 in bekannter Weise noch vergrösssrn. Die vorstehend beschriebenen Fl0St0Ao lassen sich für höhere Drucke bei grösserer Anzeig*länge verwenden als die bisher üblichen«

1) Flussigkeltsstandanzeiger fj|r.hohe und höchste Drucke, 4 Λ 'δ^^<^^^^*^*2^^—*^***^^******^<t*¹

bestehend aus einem OruckxesteHjTlJehäusi

wabei(ί,η der Sehachse «4ä>glatten oder besonders geformt©»» durchsichtigen Stab e.ρ der in die beiden Medien (z.B, die Flüssigkeit und ein darüber befindliches Gas)₅ soweit die Fliis-

beobachtet werden sollen„ hineinragt und

der entweder durch das Gehäuse hindurchgeht and beiderseits abgedichtet ist9 oder sich hinter einem oberen oder einem unteren¹ oder zwischen Je einem solchen^ druckfesten fenster befindet oder in sonst gleicher Weise mit einem der genannten Fenster aus einem Stück besteht, so&aaa die Trennflache der beiden Medien- an der verschiedenenj durch diese verursachten Färbung oder Tönung des durchsichtigen Stabes ₉ durch den der Beobachter Mndure&blioJrt,, mit oder ohne Hilfe einer künstlichen Beleuchtung erkannt werden kann»

2) A us führung s form nach Anspruch I₁, dadurch gekennzeichnet, dass der durchsichtige Stab innerhalb des Bereiches der Flüssigkeltsschwankungen mit einzelnen nockenartigen Ansätzen oder Ki 1« len oder mit einem spiralförmigen um den Stab herumgehenden Wulst versehen ist»

BADISCHE ANIIiIN- & SODA ~ FABRIK (^

2 Blatt Zeichnung.