DE704189C

DE704189C - Differenzdrucksystem zum mittelbaren Messen der Laenge einer Fluessigkeitssaeule

Info

Publication number: DE704189C
Application number: DEA81285D
Authority: DE
Inventors: Guido Wuensch
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1936-12-05
Filing date: 1936-12-05
Publication date: 1941-03-25

Description

Differenzdrucksystem zum mittelbaren Messen der Länge einer Flüssigkeitssäule Die Erfindung geht aus von einem Differenzdrucksystem zum unmittelbaren Messen der Länge einer Flüssigkeitssäule mittels .eines Impulses, der von der Flüssigkeitssäule abgeleitet wird und infolgedessen neigungsabhängig und im Gleichgewicht mit einer Gegenkraft ist. Wirkt z. B. bei senkrechter Lage der Flüssigkeitssäule als Impuls der Druckunterschied H, so ändert sich dieser bei .einer Neigung der Flüssigkeitssäule mit der Kosinusfunktion des Neigungswinkels; denn bei einer Neigung um 9o°, d. h. bei waagerechter Lage der Säule; hat der Differenzdruck den Wert Null erreicht.
Diese Erscheinung macht sich z. B. bei Wasserstandsanzeigern an Schiffskesseln störend bemerkbar. Das Schlingern des Schiffes täuscht im allgemeinen ein Sinken des Kesselwasserstandes vor, so daß sich eine falsche Standanzeige und bei Wasserstandsreglern eine falsche Kesselspeisung ergeben. Bei den genannten Differenzdrucksystemen, bei denen der Impuls im Gleichgewicht mit einer Gegenkraft ist, kann dieser Nachteil der Erfindung gemäß dadurch beseitigt werden, daß die Gegenkraft im- gleichen Sinne wie der ihr entgegenwirkende Impuls mit der Neigung der Flüssigkeitssäule verändert wird, so daß der zu ermittelnde Meßwert unabhängig von der Neigung der Säule stets dem bei senkrechter Lage vorhandenen Höchstwert des Differenzdruckes verhältnisgleich ist. Wenn sich also z. B. bei der Rollbewegung des Schiffes die bei kielrechter Lage senkrechte Flüssigkeitssäule nach der einen oder anderen Seite neigt, so 'hat die durch diese Neigung verursachte Änderung der Flüssigkeitssäule (H # cos a) keimen Einfluß auf den zu ermittelnden Meßwert, weil sich gleichzeitig die Gegenkraft ändert und damit das Gleichgewicht zwischen dem Impuls und der Gegenkraft nicht gestört wird. Hiernach ist es selbstverständlich, daß diese Beseitigung der Neigungsabhängigkeit einen neigungsabhängigen Meßimpuls zur Voraussetzung hat. Infolgedessen ist für die Lösung des oben geschilderten. der Erfindung zugrunde liegenden Problems, ein bekanntes Meßsystem nicht brauchbar, das War auch mit der Wirkung eines Gegengewichtes arbeitet, bei dem aber der das Difierenzdrucksystem beaufschlagende Druck, z. B. im Falle eines Staudruckes bei Fahrtmessern, von der Neigung unabhängig ist. Bei diesem bekannten Meßgerät könnte mit der Gegengewichtswirkung allenfalls ein Ausgleich des von der Neigung abhängigen Einflusses des Eigengewichtes der als Differenzdrucksvstem dienenden Membrandose nützlich sein. Der 31e13impuls folgt aber hier, sobald er neigungsabhängig ist_, der Kosinusfunktion des Neigungswinkels. Es würde also bei Verwendung dieses bekannten lleßsystems für eine Flüssigkeitssäule der zu ermittelnde Meßwert sich mit dem Kosinus des Neigungswinkels ändern. eine Abhängigkeit, die durch die Erfindung beseitigt werden soll; denn nach der Erfindung ist der zu ermittelnde Meßwert bei allen Neigungen stets dem bei senkrechter Lage der Flüssigkeitssäule vorhandenen Höchstwert des Differenzdruckes verhältnisgleich. Wird zur Ausübung der Gegenkraft ein Gewicht benutzt, so kann die gewünschte Änderung der Gegenkraft in Abhängigkeit von der Neigung dadurch gewährleistet werden. daß das Gewicht parallel zu der gedachten Verbindungslinie der beiden Säulenenden geführt wird. Liegen z. B. die beiden Enden der Flüssigkeitssäule bei kielrechter Schiffslage senkrecht untereinander, so daß die erwähnte Verbindungslinie senkrecht ist (vgl. Abb. i rechte Seite-l, so muß in dieser Lage auch die Gewichtsführung senkrecht liegen. In Fällen dagegen, in denen z. B. das untere Ende der Flüssigkeitssäule seitlich gegen. das obere versetzt ist und infolgedessen die gedachte Verbindungslinie auch bei kielrechter Schiffslage irgendeine Neigung gegen die Senkrechte hat (vgl. Abb. i linke Seite), so soll auch die Führung des Gewichtes in dieser Normal- oder Mittellage die gleiche Neigung haben.
Die Erfindung läßt sich in einfachster Weise unter Verwendung einer gewichtsbelasteten Membran als Differenzdrucksystem verwirklichen, indem das Gewicht in Richtung senkrecht zur Membranfläche geführt wird. Dann ist bei waagerechter Lage der Membran die Gegenkraft gleich der vollen Gewichtskraft, während bei einer Neigung die Membran nur mit der vom Neigungswinkel abhängigen, zur Membran senkrechten Komponente belastet ist und die komplementäre Komponente (G # sin a.) von der Gewichtsführung aufgenommen wird.
Die Zeichnungen veranschaulichen das der Erfindung zugrunde liegende Problem und zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Abb. i die Lage der Säulenenden vergleichsweise, Abb.2 ein Beispiel für senkrechten Verlauf der gedachten Verbindungslinie der Säulenenden bei kielrechter Schiffslage und Abb. 3 ein Beispiel für geneigte Lage dieser Verbindungslinie bei kielrechter Lage des Schiffes.
Der Wasserraum des schematisch angedeuteten Schiffskessels i ist über eine Verbindungsleitung 2 mit einem Kondensgefäß 3 verbunden. Der Dampfraum des Kessels t hat außerdem eine Verbindungsleitung ¢, die zu dem Kondensgefäß führt. Über den Wasserspiegeln i', 3' herrscht demnach immer gleicher Druck. Dieser Druck wird durch eine Leitung 5 auf die obere Seite einer Membran 6 geleitet. Am tiefsten Punkt der Leitung 2 herrscht ein um den Höhenunterschied des Wasserspiegels i' über diesem tiefsten , Punkt höherer Druck als in der 'Leitung 5.' Normalerweise ist also dieser auf der Mem= brav 6 lastende Druckunterschied ein Maß für den Wasserstand i'. Der Druck im tiefsten Teil der Leitung 2 wird durch die punktierte Übertragungsleitung 7 auf die Unterseite der 'Membran 6 geleitet.
An der Membran 6 ist ein Bolzen 8 mit zwei Muttern 9, 9' befestigt. In seinem unteren Teil trägt der Bolzen 8 ein Gewicht i o, das so bemessen ist, daß es dem gewünschten Überdruck in der Leitung 7, d. h. dem erwähnten Druckunterschied, auf der Membran 6 das Gleichgewicht hält. Mit anderen Worten, das Gewicht i o stellt den Einstellwert des Differenzdrucksystems dar. Der Bolzen 8 ist bei i i, i i' gelenkig mit mehreren Hebeln 12, 12' verbunden, die wiederum gelenkig an der Gehäusewandung gelagert sind. Dadurch ist der Bolzen axial geführt und kann nur Bewegungen senkrecht zur Membranfläche 6 ausführen.
Die Spitze des Bolzens 8 stützt sich gegen eine Vertiefung 13 eines Hebels 14, der in bekannter und nicht näher dargestellter Weise einen Kraftschalter steuert. Stellt man sich vor, daß die in Abb.2 dargestellte Meßvorrichtung auf einem schlingernden Schiff angeordnet ist, so wird sich bei jeder Neigung trotz gleichbleibenden Wasserstandes im Kessel.x. der auf die Membran 6 wirkende Druckverändern. Da sich aber das Differenzdrucksystem mitneigt, wird der Einfluß des Gewichtes i o auf die Membran 6 im gleichen Maße verändert, so daß dadurch die Neigungsempfindlichkeit kompensiert wird und die Membran 6 bzw. der Kraftschaltersteuerhebel 14 in Ruhe bleibt. Bei einer Neigung der Membran 6 wirkt nämlich nicht mehr das volle Gewicht i o, sondern infolge der Führung i i, 12 des Bolzens 8 nur die zur Membranfläche 6 senkrechte Gewichtskomponente.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Differenzdrucksystem zum mittelbaren Messen der Länge einer Flüssigkeitssäule, insbesondere der Wasserstandssäule bei Fahrzeugdampfkesseln, mittels eines Impulses, der, von der Flüssigkeitssäule abgeleitet, neigungsabhängig und im Gleichgewicht mit einer Gegenkraft ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft im gleichen Sinne wie der ihr entgegenwirkende Impuls mit der Neigung der Flüssigkeitssäule veränderlich ist, so daß der zu ermittelnde Meßwert, unabhängig von der Neigung der Säule, stets dem bei senkrechter Lage vorhandenen Höchstwert des Differenzdruckes verhältnisgleich ist.
2. Differenzdrucksystem nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkraft durch ein Gewicht (io) dargestellt und das Differenzdrucksystem in bezug auf die Flüssigkeitssäule (1, 2, 3 ) derart angeordnet ist, daß das Gewicht (io) parallel zu der (gedachten) Verbindungslinie (A A) der beiden Säulenenden (1 ', 3') geführt ist. 3. _ Differenzdrucksystem nach Anspruch i und 2 mit einer Membran, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Membran (6) getragene Gegengewicht (i o) in Richtung senkrecht zur Membranfläche geführt ist. q.. Differenzdrucksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegengewicht (i o) durch gelenkig am Membrangehäuse und am Gewicht oder am Gewichtsträger gelagerte Hebel (12, 12') geführt ist. 5. Differenzdrucksystem nach Anspruch 3 oder ¢, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Gewicht (i o) tragender, axial geführter Bolzen (8) an- der Membran befestigt und durch diese hindurchgeführt ist und sich unmittelbar an einem die Membranbewegung auf einen Kraftschalter übertragenden Glied (14) abstützt.