DE1957173C3 - Vorrichtung zum Messen der Flüssigkeitsmenge in einem Flüssigkeit und Gas enthaltenden Druckbehälter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Flüssigkeitsmenge in einem Druckbehälter, insbesondere in einem hydropneumatischen Druckspeicher der einen Gas- und einen Flüssigkeitsraum hat. Di.: Meßvorrichtung wird von einem Zylinder und einem darin gleitenden Kolben gebildet, dessen eine Seite mil dem in dem Gasraum des Behälters herrschenden Druck iu beaufschlagen und dessen Stellung in dem Zylinder ein Maß für die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeitsmenge ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Messen de·. Flüssigkeitsstandes in einem Flüssigkeitsbehälter sind zwei gekuppelte Kolben in zugehörigen parallelen Zylindern verschiebbar, von denen der eine mit dem Flüssigkeitsbehälter und der andere mit einem dritter Zylinder mit einem gegenüber einer Skala verschiebbaren Stellkolben verbunden ist, wobei der dritte Zylinder seinerseits mit einer Seite einer Membrankammer in Verbindung steht, deren andere Seite an den Flüssigkeitsbehälter angeschlossen ist. Ist bei der Verschiebung der beiden gekuppelten Kolben das Verhältnis der von diesen in ihren Zylindern verdrängten Volumina zum Volumen des dritten Zylinders bzw. zum Gasvolumen des Flüssigkeitsbehälters gleich, so lastet auf beiden Seiten der Membran der gleiche Druck. Bei einer Änderung des Flüssigkeitsinhaltes des Flüssigkeitsbehälters ändern sich auch die Drücke beiderseits der Membran, so daß sich diese nach einer Seite auswölbt,, was auf Anzeigemittel übertragen werden kann. Durch Änderung der Stellung des Kolbens in dem drittefi Zylinder kann das Druckgleichgewicht an der Membran jedoch wiederhergestellt werden, Die an der Skala abzulesende Lage des Stellkolbens ergibt dann ein Maß für den Flüssigkeitsinhalt des Behälters. Jede Messung des Flüssigkeitsinhaltes macht also eine Verstellung des Kolbens des dritten Zylinders erforderlich. Bei anderen bekannten Vorrichtungen sind für die Messung ebenfalls Kolbenverstellungen vorzunehmen.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die nach einer einmaligen Eichung keiner Verstellungen von Kolben bedarf, sondern kontinuierlich und unmittelbar den Flüssigkeitsstand in dem Behälter anzeigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gasfüllöffnung des Behälters über ein Absperrorgan wahlweise mit dem Zylinderraum auf einer Seite des Kolbens verbindbar und der Zylinderrijra auf der anderen Kolbenseite während der Messung mit dem Flüssigkeitseinlaß des Behälters verbunden ist.

Der Meßvorrichtung können Mittel zur Auswertung der Messung z. B. in Form eines Anzeige-, Regelungsoder Steuergerätes zugeordnet sein, etwa um die verfügbare Flüssigkeiismenge zwischen zwei Grenzwerten oder lediglich oberhalb eines Grenzwertes zu halten.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel enthält einen Druckspeicher 11, der als Beispiel mit einem verformbaren Trennglied versehen ist und einen stprren Behälter 12 hat, der z. B. aus Sta.-il, Gußaluminium od. dgl. besteht, also hohe Drücke aushalten kann.

Der Druckbehälter kann in der dargestellten Weise zylindrisch sein und halbkugelige Enden haben und ein verformbares Trennglied aufweisen, das zwischen der Gaseinlaßöffnung 13 und der Flüssigkeitsauslaßöffnung 14 angeordnet ist. Vorzugsweise besteht das Trennglied aus einer dehnbaren und zusammenziehbaren Blase 15, die vorzugsweise aus einem elastischen Material wie Gummi besteht, oder auch aus einem synthetischen Plastikmaterial mit gleichartigen physikalischen Eigenschaften. Im entspannten Zustand ist die Blase 15 kleiner als der Hohlraum des Druckbehälter Der Einlaß 13 führt in diese Blase.

Die Meßvorrichtung 16 hat einen Zylinder 17, in dem ein Kolben 18 gleitbar gelagert ist. An den beiden entgegengesetzten Seiten dieses Kolbens sind Stangen 19 und 20 befestigt und durch die Enden des Zylinders 17 nach außen geführt.

An dem Ende der Kolbenstange 20 befindet sich ein Anzeigeorgan in Form eines Zeigers 21, und vor diesem Zeiger 21 ist eine Skala 22 angeordnet. Die Skala 22 ist so eingeteilt, daß sie die Menge der Flüssigkeit, beispielsweise Öl, anzeigt, die sich im Druckspeicher befindet.

Die Gasöffnung 13 des Druckspeichers ist mit einem Haupthahn 25 verbunden, von dem ein Weg 26 mit einer Druckgasquelle verbunden ist, während ein weiterer Weg 27 über einen Steuerhahn 28 und eine Leitung 29 an eine Öffnung 31 angeschlossen ist, die mit der oberhalb des Kolbens 18 liegenden Kammer 32 des Zylinders 17 in Verbindung steht. Die mit der anderen Kammer 34 verbundene Öffnung 33 des Zylinders 17 ist über eine Leitung 35 mit einer Leitung 36 verbunden. Die Leitung 36 verbindet die Ölaustritlsöffnung 14 mit der Verbraucheranlage; in welche der Druckspeicher i 1 eingebaut ist,

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist folgendermaßen zu benutzen: Wenn die Hähne 25 und 28 offen sind, Wird die Blase 15 über die Öffnung 13 mit Druckgas beschickt. Die Blase dehnt sich so aus, daß sie den

Innenraum des Behälters 12 praktisch vollständig ausfüllt, wie strichpunktiert dargestellt ist Da der Hahn 28 offen ist, strömt das Druckgas gleichzeitig über die öffnung 31 in die Meßvorrichtung 16 ein, und der Kolben 18 wird nach unten verschoben, so daß der Zeiger 21 in die strichpunktiert dargestellte Stellung gebracht wird, in welcher er die ölmenge Null im Druckspeicher anzeigt. Da die Blase 15 und die Kammer 32 beide mit der Druckgasquelle verbunden sind, herrscht in der Riase 15 und in der Kammer 32 der gleiche Druck.

Dann werden die beiden Hähne 25 und 28 geschlossen, wodurch die Kammer 32 abgetrennt wird, wobei sich aber das Gas in der Kammer 32 auf dem gleichen Druck wie das Gas in der Blase befindet Der Druckspeicher 11 wird mit Hilfe einer Pumpe mit Drucköl gefüllt und das öl tritt durch die öffnung 14 in den Behälter 12 ein.

Da das öl gewaltsam über die öffnung 14 in den Druckspeicher eingepreßt wird, drückt es die Blase zusammen, so daß diese beispielsweise die in der Zeichnung mit vollen Linien gezeichnete Lage einnimmt

Gleichzeitig tritt das Drucköl durch die öffnung 33 ein, und es verschiebt den Kolben 18 in die in der Zeichnung mit vollen Linien gezeichnete Stellung. Da der anfängliche Ladedruck des Gases in der Blase 15 und in der Kammer 32 des Zylinders 17 gleich war, wird das Gas in der Blase 15 im gleichen Verhältnis wie das Gas in der Kammer 32 zusammengedrückt, und die Ölmenge, die in die Kammer 34 eintritt und den Kolben 18 verschiebt, ist der in den Druckspeicher eintretenden ölmenge proportional. Die Verschiebung des Kolbens 18 und demzufolge die Verstellung des Zeigers 21 sind daher der im Druckspeicher vorhandenen Ölmenge direkt proportional.

Wenn der Druckspeicher 11 z. B. zur Hälfte gefüllt ist,

sind der Kolben 18 und der Zeiger 21 in eine Stellung gebracht welche diese Menge anzeigt Die Stellungen können ohne weiteres beispielsweise in Litern geeicht sein, so daß dem Benutzer in jedem Zeitpunkt eine klare Anzeige über die im Druckspeicher vorhandene verfügbare ölmenge gegeben wird.

Unter Berücksichtigung der ölmenge, welche für die mit dem Druckspeicher verbundene Anlage benötigt wird, kann der Benutzer erkennen, ob der Druckspeicher mit einer ausreichenden ölmenge für die Durchführung der gewünschten Funktion gefüllt ist

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Druckspeicher ein verformbares Trennglied, doch eignet sich die beschriebene Meßvorrichtung ebensogut für einen Druckspeicher mit Kolben.

Es kann auch eine elektrische Einrichtung vorgesehen sein, die von den Bewegungen des Anzeigeorgans gesteuert wird und bewirkt, daß außer der sichtbaren Anzeige der vorhandenen ölmenge auch ein Schallsignal gegeben wird.

Bei dem zuvor beschriebenen Ai^>rführungsbeispiel dient die Meßvorrichtung 16 zur Anzeige der Flüssigkeitsmenge in dem Behälter, sie kann aber auch für eine Regelung oder für andere Anwendungszwecke verwendet werden. Beispielsweise können die Bewegungen der Kolbenstange nicht nur zur Anzeige (mit Hilfe mechanischer oder elektrischer Einrichtungen) des Flüssigkeitsvolumens im Druckspeicher dienen, sondern beispielsweise auch Einrichtungen (Pumpe, Elektroventil) in Betrieb setzen, die es ermöglichen, die verfügbare Flüssigkeitsmenge zwischen zwei Grenzwerten (Minimum. Maximum) oder auch nur oberhalb eines bestimmten Grenzwertes (Minimum) zu halten, oder mit denen auch die maximale Flüssigkeitsmenge begrenzt werden kann, die in den Druckspeicher eingelassen werden darf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   I.Vorrichtung zum Messen der Flüssigkeitsmenge in einem Flüssigkeit und Gas enthaltenden Druckbehälter mit einem in einem Zylinder gleitenden Kolben, dessen eine Seite mit dem in dem Gasraum des Behälters herrschenden Druck zu beaufschlagen und dessen Stellung in dem Zylinder ein Maß für die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeitsmenge ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfüll-Öffnung (13) des Behälters (11) über ein Absperrorgan (28) wahlweise mit dem Zylinderraum (32) auf einer Seite des Kolbens (18) verbindbar und der Zylinderraum (34) auf der anderen Kolbenseite während der Messung mit dem Flüssigkeitseinlaß '⁵ (14) des Behälters verbunden ist
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Gasfüllöffnung (13) und dem Flüssigkeitseinlaß (14) des Behälters in an sich bekannter Weise eine Trennwand (15) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen (29, 35) die Gasfüllöffnung (13) bzw. den Flüssigkeitseinlaß (14) mit der Kammer (32) bzw. mit der Kammer (34) des Zylinders (16) verbinden und daß in der zu der Gasfüllöffnung führenden Leitung (29) Abschluß- bzw.Verteilerhäline (25,28) angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem Zeiger

   an der Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (19) aus den beiden Zylinderenden herausgeführt ''U.