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Dießvorrichtung -für Flüssigkeitshöhen. Die Erfindung betrifft eine
Meßvorrichtung für Flüssigkeitshöhen der bekannten Art, bei der die Flüssigkeit
durch Druckluft aus einem in das Gefäß tauchenden Rohre ausgetrieben wird und der
hierzu erforderliche Druck an einem Flüssigkeitsmanometer angezeigt wird.
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Der Hauptzweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung,
durch welche ein solches Instrument entweder unmittelbar zum Messen oben angeführter
Werte von Flüssigkeiten benutzt werden kann, die verschiedene bekannte spezifische
Gewichte haben oder umgekehrt das spezifische Gewicht irgendeiner Flüssigkeit, deren
Tiefe bekannt ist, rasch zu bestimmen gestattet.
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Dieser Zweck wird dadurch erreicht, daß das Instrument mit einem Flüssigkeitsmanometer
ausgerüstet wird, welches so angebracht ist, daß es in verschiedenen Winkelstellungen
zu der Vertikalen geneigt und eingestellt werden kann, und daß im Verein mit diesem
einstellbaren Flüssigkeitsmanometer eine Vorrichtung vorgesehen wird, die den Winkel
anzeigt, in wielchem das Manometer eingestellt worden ist, wobei durch diese letztere
Anzeige auch das spezifische Gewicht der Flüssigkeit angegeben wird.
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Auf der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt;
es ist Abb. i die Vorderansicht einer vollständigen Vorrichtung, Abb. 2 ein Schnitt
nach der Linie a,-b der Abb. i.
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Die einander entsprechenden Teile der verschiedenen Ansichten sind
mit dem gleichen Bezugszeichen belegt worden.
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In Abb. :r stellt i eine Grundplatte dar, die an einer Wand oder einem
festen Ständer irgendwelcher Art angebracht werden kann und mit Öffnungen
-- für die Befestigungsmittel ausgerüstet ist. Die zur Aufnahme einer Anzeigeflüssigkeit
dienende Kammer 3
ist mit einer Nab6 4 ausgerüstet, die drehbar in der Grundplatte
angeordnet und durch eine Unterlegscheibe 6 und eine Halteschraube
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befestigt ist. Ein mit einem Zeiger 9 ausgerüsteter Arm ist mit der
Kammer .3 verbunden und verschiebt sich auf einer mit Gradeinteilung versehenen
Skala io an der Grundplatte zusammen. Der Arm weist einen mit dem Drehpunkt konzentrischen
bogenförnügen Schlitz 8 auf. Ein Zapfen ii erstreckt sich von der Grundplatte
durch diesen Schlitz hindurch und ist mit einer Mutter 13 und einer Unterlegscheibe
12 ausgerüstet, durch welche der Arm in der einen oder anderen eingestellten Lage
festgeklemmt werden kann.
An der Kammer 3 ist ein Arm 14
befestigt, und dieser besitzt eine Nut 15, in welcher das Manometerrohr 16
liegt. Letzteres steht an seinem unteren Ende mit dem Innenraum :[7 der Kammer
3 durch einen Kanal 18 in Verbindung. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit
in der Kammer, sobald sie unter pneumatischem Druck steht, in das Rohr 16 hineinfließen
und in diesem auf eine solche Höhe steigen, daß sie den Aufschlagdruck ausgleicht.
Das Rohr ist durchsichtig, um die in ihm enthaltene Anzeigesäule erkennen zu lassen,
und der Arm 1:4 ist mit einer Skala versehen, welche entweder in linearen Einheiten
der Tiefe oder Höhe eingeteilt ist oder eine Einteilung in anderen Werten, beispielsweise
in Volumen- oder Gewichtseinheiten, enthält. An ein und demselben Arm können mehrere-
Skalen vorgesehen sein, welche die verschiedenen oben angegebenen Werte anzeigen.
An dem Skalaarm ist über dem Manometerrohr zum Schutze des letzteren ein Deckel
ig befestigt, der ganz oder teilweise durchsichtig ist, um die Anzeigesäule und
die Einteilungen der Skala erkennen zu lassen. Dieser Arm bildet zusammen mit seiner
Skala oder seinen Skalen und dem Rohr das ganze Manometer.
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In den Flüssigkeitsbehälter 2,1 hinein erstreckt sich ein Rohr2o,
welches durch einen biegsainen Teil 23 mit der Kammer 3 an einem Punkt
oberhalb des Spiegels der Anzeigeflüssigkeit in dieser Kammer verbunden ist. Der
biegsame Teil ist vorgesehen, um eine Winkelbewegung der Kammer zu ermöglichen,
während der Teil 27 des Rohres innerhalb des Behälters fest stehenbleibt.
Eine Druckluftpumpe --5 ist an der Kammer 3
durch ein Verbindungsstück
24 befestigt, welches ein Rückschlagventil enthalten kann. Diese Pumpe ist nur als
Beispiel für irgendeine Vorrichtung angegeben, die unter Druck stehende Luft oder
ein anderes Gas nach dem Rohr leitet. Auf diese Weise wird der Anzeigeflüssigkeit
in der Kammer pneumatischer Druck zugeführt, so daß die Säule in dem Manometer steigt.
Bei 35 in Abb. i ist ein Absperrventil an dem offenen oberen Ende i# des
Manometerrohres dargestellt, das ein Entweichen der Anzeigeflüssigkeit verhindert,
sobald durch einen plötzlich auftretenden Druck diese Flüssigkeit schnell in dem
Rohre steigt. Dieses Ventil gestattet jedoch das Aus- und Einströmen der Luft unter
normalen Arbeitsbedingungen. An der GrundpIatte i ist eine Flüssigkeitswaage
36 vorgesehen, die bei der genauen Einstellung der Grundplatte Verwendung
findet.
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Infolge der drehbaren Anordnung des Manometerrohres kann letzteres
in. verschiedenen Neigungen zur Vertikalen eingestellt werden, und es können durch
den Zeiger 9 und die Skala io der Neigungswinkel oder andere von diesem Winkel
abhängige Werte angezeigt werden. Wird der Schlitz 8 genügend lang gemacht,
so kann das Manometer in die Vertikallage oder in jede beliebige Neigung gebracht
werden.
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Bei der Benutzung der Vorrichtung wird durch die Pumpe 25 genügend
starker Druck zugeführt, um die Flüssigkeit aus dem Rohr 2o bis zum Auslaßende dieses
Rohres auszutreiben. Der Auslaß ist an dem unteren Ende des Rohres vorgesehen und
stellt den Spiegel dar, mit Bezug auf welchen die Höhe der Flüssigkeit in dem Behälter
21 gemessen wird. Sobald der so aufgewendete pneumatische Druck gleich der Drucksäule
der Flüssigkeit oberhalb der Öffnung ist, wird ein Ausgleich des Druckes zwischen
der Luft in dem Rohr und der Flüssigkeit in dem Behälter ,einerseits und der Luft
in der Kammer 17 und der Anzeigesäule in dem Manometer andererseits hergestellt.
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Als Anzeigeflüssigkeit wird gewöhnlich Quecksilber benutzt, dessen
spezifisches Gewicht um ein Vielfaches größer ist als das der meisten Flüssigkeiten,
bei denen Messungen mit dem oben beschriebenen Instrument vorgenommen werden sollen,
weshalb für den gewöhnlichen Gebrauch das Manometer zweckmäßig in geneigter Stellung
angebracht wird, um seine Empfindlichkeit zu erhöhen. Die Neigung beträgt bei Flüssigkeiten
von spezifischem Gewicht i zweckmäßig 3o' zur Horizontalen oder 6o' zur Vertikalen,
da bei diesem Winkel die Länge der Säule in dem Rohr zweimal so groß ist als die
vertikale Höhe der Säule oberhalb des Spiegels in der Kammer. Die Skalaeinteilungen
werden in den Werten der 1
Flüssigkeit vom spezifischen Gewicht Eins für den
dazu bestimmten Winkel angebracht. Alsdann deutet die lineare Skala neben der Säule
entweder die Tiefe der Flüssigkeit vom spezifischen Gewicht Eins oberhalb des Rohr-
i austritts oder die Werte an, die von der Ileie und der bekannten Fläche des Behälters,
wie Gewicht, Volumen usw., bei verschiedenen Flüssigkeitsständen abgeleitet sind.
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Die angedeuteten Werte bei der Einstellung i des Manometers für Flüssigkeiten
mit dem spezifischen Gewicht F-ins sind in dem Falle für Flüssigkeiten von verschiedenen
Gewichten nicht richtig, und in derartigen Fällen wird die Neigung der Manometersäule
geändert, i und zwar wird diese für Flüssigkeiten von geringerem spezifischen Gewichte
kleiner und für Flüssigkeiten von höherem spezifischen Gewicht größer gewählt. Die
geeigneten Winkel für solche Einstellungen des Manometers 1:
werden durch
die Gradeinteilungen auf der Skala io und den Zeiger angedeutet, und
diese
Gradeinteilungen werden zweckmäßig gleich in Werten des spezifischen Gewichtes oder
in irgendeiner willkürlichen Skala von Gewichten, beispielsweise der Beaum6-Skala,
aufgetragen. Die Gradeinteilungen können jedoch auch die Winkel angeben, die durch
Berechnung oder Benutzung von Tabellen genau festgestellt werden können. Auf diese
Weise kann, wenn das spezifische Gewicht der Flüssigkeit in dem Behälter bekannt
ist (letzteres kann schnell durch einen einfachen Versuch festgestellt werden),
durch Einstellung des Manometers in dem für dieses spezifische Gewicht angedeuteten
Winkel die Tiefe der Flüssigkeit in dem Behälter oder ihre Menge oder ihr Gewicht
direkt von der linearen Skala abgelesen werden. Umgekehrt kann, wenn die Tiefe oder
Menge oder das Gewicht der Flüssigkeit in dem Behälter bekannt ist, das spezifische
Gewicht festgestellt werden. Dann muß das Manometer und die Skala so lange verstellt
werden, bis die Anzeigesäule mit derjenigen Skalaeinteilung zusammenfällt, welche
diese Tiefe, Menge oder Gewicht anzeigt, worauf das spezifische Gewicht durch den
Zeiger 9 auf der Skala io angegeben wird.
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Die mechanische Bauart des schwingbaren Manometers und des zugehörigen
Winkel-oder spezifischen Gewichtsanzeigers und des Behälters für die Anzeigeflüssigkeit
kann in mannigfacher Weise ausgeführt werden, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen.
Es empfiehlt sich jedoch, die Behälterkammer mit dem Manometerrohr im Winkel beweg"
lich anzuordnen, anstatt das Rohr und seinen Tragarm allein beweglich auszubilden,
da hierdurch ein bewegliches Gelenk in der Verbindung zwischen ihm und der Kammer
vermieden wird.