DE746038C

DE746038C - Verfahren zum Bestimmen des Fluessigkeitsvorrates in Behaeltern durch Drucksteigerung im gaserfuellten Behaelterraum

Info

Publication number: DE746038C
Application number: DEA81140D
Authority: DE
Priority date: 1936-11-22
Filing date: 1936-11-22
Publication date: 1944-12-21

Description

Verfahren zum Bestimmen des Flüssigkeitsvorrates in Behältern durch Drucksteigerung im gaserfüllten Behälterraum Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Flüssiglçeitsvorrats in einem Behälter, insbesondere der Kraftstoffmenge in einem Flugzeugtank.
Für Tanks mit unregelmäßigen geometrischen Formen, z. B. röhrenförmigen Tanks oder Vielfachtanks, ist die Bestimmung des Flüssigkeitsvorrats weder mit Schwimmer noch durch die Gewichtsmessung des fiüssigkeitsgefüllten Behälters durchzuführen. Hier empfiehlt sich die Messung des Flüssi;gkeitsvorrats durch Ermittlung des Gasvolumens über dem Flüssigkeitsspiegel. Diese Messung beruht meistens auf der Zusammendrückbarkeit des Gasvolumens, indem man als Maß für den Flüssibmlçeitsvorrat des Behälters entweder die Drucksteigerung nimmt, welche beim Hinheinpressen eines bestimmten Gasvolumens in dem Behälter entsteht, oder das erforderliche Zusatzvoiumen zur Erzielung einer bestimmten Druckänderung.
Eine bekannte Vorrichtung dieser Art arbeitet mit einer Kolbenpumpe, die mit dem zu messenden Raum in Verbindung stellt.
Dort, wo man ohnehin eine bereits für andere Zwecke bestimmte geeignete Quelle für Druckluft 0. dgl. besitzt oder wo man Druckluft, wie z. B. beim Flugzeug, bequem durch ein Venturirohr erzeugen kann, bedeutet es eine technische Vereinfachung, wenn man erfindungsgemäß in der zum gaserfüllten Raum des Behälters führenden Druckmittellleitung vor der zum Druckmesser führenden Abzweigung eine Drosselstelle vorsieht, welche in einer vorgegebenen Zeitspanne eine bestimmte Menge des Meßdruckmittels in den gasgefüllten Behälterraum zuläßt. Bei einer derartigen Anordnung erfolgt im gaserfüllten Behälterraum der Druck anstieg je nach der Größe des Gas raumes nach einer anderen Zeitfunktion, so daß bei Einschaltung des Druckmessers in vorbestimmtem gleichbleibendem Zeitabstand vom Beginn der Druckänderung die Anzeige des Druckmessers ein Maß für den gaserfüllten Behälterraum bzw. den Behälterinhalt wird.
Vorzugsweise ist die Drosseleinrichtung in der Art einer Kapillardrossel ausgebildet, da bei dieser eine lineare Abhängigkeit zwischen dem Differenzdruck an der Kapillardrossel und der durch die Kapillardrossel strömenden Gasmenge bestht. Vor der Kapillare drossel ist ein Druckregler vorgesehen, welcher den Druck des gasförmigen Mittels vor der Kapillardrossel konstant hält. Der Meßvorgang wird automatisch gesteuert, indem der Druckmesser kurzzeitig in vorbestimmtem Zeitabstand vom Beginn der Druckänderung in dem gaserfüllten Behälterraum in diesen angeschaltet und danach der gaserfüllte Behälterraum eine kurze Zeit mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung gebracht wird.
Hierbei ergibt sich die Niöglichkeit, durch Änderung der Schaltzeiten der automatischen Steuerung den Einfluß der Temperatur auf die Strömungsgeschwindigkeit in der in der iNTeßdrnckleitung liegenden Kapiliardrossel zu kompensieren. Eine Temperaturerhöhung %. B. hat eine Verringerung der Dichte und der Zähigkeit des gasförmigen Mittels und damit eine Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit zur Folge. Durch Änderung der Schaltzeiten, welche durch Regelung der Drehzahl des Steuermotors der automatischen Steuerung erreicht wurden kann, wird die Aufladezeit des Tanks gesteuert und damit die Anzeige berichtigt.
Außerdem sieht die Erfindung eine automatische Nullstellung für den Druckmesser vor, die in Tätigkeit tritt, wenn eine bestimmte Zeit lang keine neue Messung eingeleitet wurde. Beispielsweise wird am ATanometer, welches bis zur kommenden Messung unter dem Meßdruck abgesperrt bleibt, ein Ventil angebracht, welches öffnet, wenn ein Zeitrelais über eine Nleßpause hinweg leinen neuen Impuls gibt.
Bei Behältern, hei denen eine in bestimmten Grenzen nahezu regelmäßige Füllungsminderung eintritt, wird dieses durch ein Zeitrelais gesteuerte Ventil am Druckmesser durch eine Düse, Drossel oder Kapillare ersetzt, deren Luftdurchlaß so bemessen ist, daß die Anzeige des Druckmessers bis zur nächsten Messung um angenähert denselben Betrag sinkt wie derjenige, der durch den normalen Flüssigkeitsabgang bedingt ist. Dadurch erfolgt einerseits eine dauernde, hinreichend genaue Anzeige, andererseits aber wird das Versagen der Meßvorrichtung bald durch Erreichen der Nullstellung kenntlich.
Ein Ausführuugsbeispiel sei an Hand der schematischen Darstellung näher erläutert.
In Abb. I stellt 30 den nicht mit Flüssigkeit gefüllten, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Tankbeutel aus Zellhaut gebildeten Raum des Tanks 3I dar.
Die Verwendung eines solchen Beutels ist aber nicht Gegenstand der Erfindung. Wird der Tank mit Brennstoff gefüllt, so entweicht die Luft aus diesem Raum bzw. aus dem Beutel.
Der Gasraum 30 des Tanks 3I ist durch eine Leitung 35 mit einer Druckquelle dauernd verbunden. Durch einen Ausblasedruckregler 33 wird der Druck vor der Kapillardrossel 34 konstant gehalten. Zwischen Gasraum 30 und Kapillardrossel 34 sind ein gesteuertes Auslaßventil 36 und ein Druckmesser 37 angeschlossen. Bei geöffnetem .Nuslaßventil 36 fließt die durch die Drossel 34 zuströinende Luft ungehindert ab, und im Gasraum 30 herrscht der Druck, der außerhalb des Ventils vorhanden ist, also im allgemeinen der Außendruck. ÄVird das Nuslaßventil 36 durch die umlaufende Nockenscheibe 38 geschlossen, so beginnt der Druck im Gasraum infolge der zuströmenden Luft anzusteigen, bis er asymptotisch den von Druckregler 33 gehaltenen Überdruck, z. B. oo mm NVS. erreicht. Je nach der Größe des Flüssigkeitsvorrats erfolgt der Druckanstieg schneller oder langsamer, entsprechend der Kurveuschar in Ahh. 2. ÄVird nach einer l>estimmten Zeit, z.B. 2 Sekunden, der Druckmesser 37 durch den Schalthahn 39 kurzzeitig mit dem Gasraum verbunden, so stellt sich der Zeiger auf den Druck ein, der in diesem Augenblick im Tanl; herrscht. Wird null nach beendeter Druclimessung das Auslaßventil 36 wieder geöffnet, so fällt der Druck augenblicklich auf den Nullwert ab, während der Druckmesser infolge seiner Absperrung durch das von der gleichen Welle gesteuerte Ventil 39 den vorher gemessenen Wert beibehält. Wird das Ventil 36 durch die Steuervorrichtung wieder geschlossen, so beginnt das Spiel von neuem, und es werden in einem bestimmten Wechsel periodisch neue Älessungen eingeleitet, so daß der Zeiger des Druckmessers laufend die jeweilige Füllung des Tanks angibt.
Das Innere des Druckmessers 37 ist bei dem dargestellten Ausfüfhrungsbeispiel mit der Außenluft durch eine Kapillare 41 verbunden, welche bewirkt, daß die Anzeige des Druckmessers 37 auf Null zurückgeht, falls während einer bestimmten Zeitspanne wegen Versagens der Äjleßvorrichtung keine neue Messung vorgenommen wird.
Durch geeignete Stellung der Nockenscheibe 3S gegenüber dem Ventil 39 kann man die Auzeigegenauigkeit über den ganzen Bereich annähernd gleichmachen, während bei den meisten Druckmeßverfahren die Genauigkeit nach dem Ende der Messung, d. h. bei geringem Breunstoffinhalt, erheblich abnimmt.
Bei Verwendung dieser bleßeinrichtung können die Tanks sowohl einzellí wie in Gruppen oder auch alle gemeinsam angeschlossen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Auf dem Prinzip der Messung der beim Zuführen eines gasförmigen AIediums (Luft) in einem Behälter entstehenden Drucksteigerung beruhendes Verfahren zum Bestimmen des Flüssigkeitsvorrats in Behältern, insbesondere bei Flugzeugtanks, dadurch gekennzeichnet, daß, ausgehend von einem bestimmten niederen Druck (Atrnosphärendruck), dem Behälter das gasförmige Medium unter gleichbleibendem Überdruck durch eine zwischengeschaltete Drosselstelle, vorzugsweise in Gestalt einer Kapillardrossel, zugeführt wird und die Zunahme des Druckes in einer vorgegebenen Zeitspanne als Maß für die Behälterfüllung dient.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an die von der Drosselstelle (34) zu dem Behälter (30) führende Meßdruckleitung (35) zwei weitere Leitungen angeschlossen sind, deren eine mit einem Druckmesser (37) in Verbindung steht und deren andere in die. freie Atmosphäre mündet und mit einem Ventil (36) versehen ist, welches vermittels eines Schaltwerkes (38,40) periodisch zu öffnen und zu schließen ist und während der für die Messung vorgesehenen Zeitspanne von diesem Schaltwerk geschlossen gehalten wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein weiteres, in der zum Druckmesser (37) führenden Leitung angeordnetes Ventil (39), welches in Abhängigkeit von dem Schaltwerk (38, 40) den Druckmesser (37) vor dem offenen des die Verbindung mit der freien Atmosphäre vermittelnden Ventils (36) abschaltet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, welche die Schaltzeiten des Schaltwerkes entsprechend dem Einfluß der Temperatur auf die Strömungsgeschwindigkeit in der in der Meßdruckleitung angeordneten Kapillardrossel ändert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung, welche die Anzeige des Druckmessers automatisch in die Nullstellung zurückführt, wenn während einer bestimmten Zeit keine neue Messung erfolgt, beispielsweise unter Zuhilfenahme eines Zeitrelais oder einer Düse, Drossel oder Kapillare, die einen langsamen Druckausgleich des abgeschlossenen Druckmessers mit der Außenluft herbeiführt.

Zur Abgrenzung des Anrneldungsgegen. standes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften ... Nr. 548 687, 592 894; französische Patentschrift .. - 584 412; USA.- - .. - 1 631 909.