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Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichtsinhalts von Flüssigkeitsbehältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung des Gewichtsinhalts
von Flüssigkeitsbehältern, insbesondere oberirdischen Tanks, mittels einer Preßluftleitung
und eines zweckmäßig mit Quecksilber gefüllten, mit dem Tank verbundenen U-Rohres..
Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird der Druck der zu messenden Flüssigkeitssäule
im Tank durch das Gewicht der Quecksilbersäule im U-Rohr im Gleichgewicht gehalten,
wobei die Preßluftleitung in das im offenen U-Rohrschenkel ansteigende OOuecksilber
eintaucht und ihr Druck der Flüssigkeitssäule im Tank entspricht, wenn die Preßluft
die in ihrer Leitung hochgestiegene Quecksilbersäule vollständig verdrängt hat und
nach außen tritt. Für oberirdische Tankanlagen mit Tanks von mehr oder weniger großer
Höhe müssen hierbei entsprechend der Flüssigkeitssäule im Tank für das Quecksilber
sehr lange U-Rohre und demgemäß erhebliche Quecksilbermengen verwendet werden, um
die Flüssigkeitssäule durch das im U-Rohr befindliche Quecksilber im Gleichgewicht
zu- halten.
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Außerdem besteht die Gefahr, daß bei zu geringer Quecksilbermenge
und hohem Flüssigkeitsstand im Tank die Flüssigkeit nach dem offenen Schenkel des
U-Rohres übertreten kann und durch das Quecksilber durchschlägt, wodurch erhebliche
Störungen und Beschädigungen in der Meßeinrichtung hervorgerufen werden. Endlich
ist auch durch das abwechselnde übertreten von Preßluft und das geringe Wiederansteigen
des Quecksilbers in der Preßluftleitung und durch das damit verbundene Schwanken
des Preßluftdruckes und Vibrieren des Druckanzeigers keine Gewähr für eine genaue
Ermittlung des Flüssigkeitsdrucks im Tank gegeben.
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Diese Nachteile werden durch die Gewichtsmeßvorrichtung für oberirdische
Tanks gemäß der Erfindung völlig beseitigt, die auch den wesentlichen Vorzug einer
einfachen, raschen und sehr genauen Berechnung des Tankinhalts seinem Gewicht nach
bis auf einen Bruchteil von Prozenten bietet, ohne hierbei erst das spezifische
Gewicht der Tankflüssigkeit und ihren Rauminhalt bestimmen zu müssen. Das kennzeichnende
Merkmal der Gewichtsmeßvorrichtung für oberirdische Tanks besteht im wesentlichen
darin, daß die Preßluftleitung mit dem freien Ende des U-Rohres luftdicht verbunden
ist, so daß sich die Übereinstimmung des Drukkes der Preßluft mit dem Druck der
Flüssigkeit im Behälter an der Übereinstimmung des Quecksilberstandes in den beiden
Schenkeln des U-Rohres feststellen läßt. Bei einer solchen Meßvorrichtung braucht
man für das U-Rohr nur so viel Quecksilber, als zur Herstellung der Gleichgewichtslage
in beiden Schenkeln erforderlich ist, wozu bereits eine Quecksilbersäule von nur
ungefähr 3 bis q._ cm in jedem Schenkel vollkommen ausreicht. Die benötigte Quecksilbermenge
ist hierbei vom
Flüssigkeitsstand im Tank vollkommen unabhängig,
während sie bei den erwähnten bekannten Meßvorrichtungen sogar noch etwas größer
als die dem höchsten Tankflüssigkeitsstand entsprechende Quecksilbersäule sein inuß,
um ein Durchschlagen der Flüssigkeitssäule durch das Quecksilber zu vermeiden.
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Um einerseits einen Übertritt der das Quecksilber in dem einen Schenkel
des [)-Rohres belastenden Tankflüssigkeit in den anderen Schenkel und damit in die
Preßluftleitung und andererseits bei zu hohem Druck der Preßluft einen Übertritt
derselben durch das [)-Rohr nach dem Tank sicher zu verhindern, sind bei der Meßvorrichtung
gemäß der Erfindung auf beiden Seiten des [)-Rohres Rückschlagventile angeordnet.
Ferner ist es vorteilhaft, das [-Rohr mit den Rückschlagventilen fest am Tank anzubringen,
dagegen die den Preßluftdruch auf das [)-Rohr erzeugende Pumpe mit einem kleinen
Druckluftbehälter und dem den Preßlttftdruck anzeigenden Manometer zu einem vom
Tank auswechselbaren und für sich transportablen Aggregat zu vereinigen, wodurch
man in der Lage ist, dieses Aggregat für eine beliebige Anzahl von Tanks zu verwenden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Gewichtsmeßvorrichtung
für oberirdische Tanks gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Tank schematisch
dargestellt.
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In geringer Höhe vom Tankboden ist ein Rohr i von etwa 11/2 bis 211
Durchmesser in der Weise angebracht, daß es ein Stück in den Tank hineinragt, während
das äußere Ende mit einem Absperrschieber 2 o. dgl. versehen ist, an welchem sich
eine nach dem einen Schenkel des [)-Rohres d. führende, entsprechend reduzierte
Leitung unter Zwischenschaltung des Rückschlagventils 3 anschließt. Der Einbau des
Rohres i erfolgt zweckmäßig in einer Höhe von 2o bis 30 cin vom Boden, damit
etwaige Verunreinigungen und Wasser, die sich am Boden des Tanks sammeln, nicht
in das [)-Rohr gelangen können. Als U-Rohr wird ein durchsichtiges Glasrohr von
ungefähr i qcm Querschnitt verwendet. Es ist so weit mit Ouecksilber gefüllt, daß
es im Ruhezustand in jedem Schenkel des [)-Rohrs einige Zentimeter hoch steht. Dieses
gleiche Otiecksilberniveau ist zweckmäßig in beiden Schenkeln durch einen Strich
angedeutet, der als 1Tullinie bezeichnet wird. Das andere Ende des [)-Rohres .4
ist an die Preßluftleitung 7 angeschlossen, in welche ein Rückschlagventil 6 eingebaut
ist, um einen Übertritt des Quecksilbers in die Preßluftleitung 7 und die sich anschließendeLeitung
undApparate zu. v erhindern. Der Hahn 5 dient zum Ablassen von Preßluft bei zu hohem
Druck derselben, während durch den Hahn 8 die Preßluftleitung mit dem Präzisionsmanoineter
12 verbunden wird, um bei Gleichgewichtslage des Quecksilbers in den beiden [)-Rohrschenkeln
den genauen Preßluftdruck zu ermitteln, der dem im Tank herrschenden Flüssigkeitsdruck
genau entspricht. Die Teile vom Hahn 8 bis zum Tank sind mit diesem fest verbunden
und können zum Schutz vor etwaigen Beschädigungen und Temperatureinwirkungen in
einen Kasten eingebaut sein.
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Mit der abnehmbaren Leitung 9, die aus Gummi oder auch aus festem
Material bestehen kann und dann zweckmäßig mittels einer Verschraubung mit dem rechten
Stutzen des Hahnes 8 verbunden wird, sind die übrigen zur Gewichtsmeßvorrichtung
erforderlichen Teile angeschlossen. Die Handluftpumpe i0 dient.dazu, um den Behälter
13 mit Druckluft von genügend hohem Druck aufzufüllen, worauf er mittels des Hahnes
15 von der Pumpe 16 abgesperrt wird. Der Behälter 13 wird ungefähr auf einen Überdruck
von i1`2 bis 2 atm gebracht, was " durch das kleine Manometer 14 festgestellt wird,
das gleichzeitig als Sicherheit gegen Auffüllung eines zu hohen Druckes dient. Durch
Leitung io und Absperrhahn i i wird der Behälter 13
mit der Leitung q und
dem Präzisionsmanometer 12 verbunden. Letzteres ist so eingerichtet, daß es sich
beispielsweise bis auf einen maximalen Überdruck von il/, kg pro qcm einstellen
kann und seine Meßskala 6oo Teilstriche umfaßt. Jeder Teilstrich entspricht alsdann
einem Druck von 1,5 :6oo - 0,0025 kg pro qcm oder 251z- pro qm. Ein solches Manometer
kann z.B. für Benzintanks bis 14 m Höhe oder für Petroleumtanks wegen des höheren
spezifischen Gewichts des Petroleums (o,9) bis i i m Höhe verwendet werden. Für
höhere oder niedrigere Tanks werden zweckmäßig Präzisionsmanometer mit anderweitiger
Einteilung der Meßskala verwendet. Luftbehälter 13, Handluftpumpe 16, Präzisionsmanometer
12 nebst übrigem Zubehör sind durch die Leitung 9 von dem mit dem Tank fest verbundenen
[]-Rohr d. und den zu diesen unbedingt notwendigen Teilen, Schieber 2, Rückschlagventilen
3 und 6 usw. leicht abnehmbar eingerichtet und bilden für sich ein transportables
Aggregat, das in einem geeigneten Kasten untergebracht wird und für beliebig viele
Tanks verwendbar ist, wodurch sich die Apparatur für eine große Anzahl von Tanks
ganz erheblich verbilligt. , Die Anwendung des Gewichtsmessers für Tanks gemäß der
Erfindung ist sehr einfach und geschieht in folgender Weise: Ist durch die Handpumpe
16 der Luftbehälter 13 auf einen genügend hohen, über
dem maximalen
Druck des Präzisionsmanometers 12 liegenden Druck gebracht worden, so wird der Hahn
15 gesperrt, und die Hähne i i und 8 sowie der Schieber 2 werden geöffnet und der
Hahn i i hierauf wieder geschlossen. Durch die Einwirkung des Flüssigkeitsdrucks
im Tank und der Preßluft in der Leitung 7 stellt sich das im [)-Rohr 4 befindliche
OOuecksilber zunächst auf ein von der markierten Nullinie abweichendes, bestimmtes
Niveau verschieden hoch in beiden Schenkeln des .U-Rohres ein, und zwar wird es
im rechten Schenkel wegen des höheren Preßluftdruckesunter der Nullinie stehen.
Man läßt alsdann durch den Entlüftungshahn 5 so viel Preßluft heraus, bis sich das
Quecksilber genau auf die Nullinie des [)-Rohres einstellt. Sollte es sich vorher
oder beim Regulieren im rechten [)-Rohrschenkel über der Nullinie einstellen, so
müßte durch Hahn i i noch so viel Preßluft zugelassen werden., bis wieder die Nullinie
erreicht wird. Die Einstellung des Quecksilbers auf die Nullinie bedeutet, daß der
Preßluftdruck genau dem Flüssigkeitsdruck im Tank entspricht und letzterer somit
von dem Präzisionsmanometer i2 abgelesen werden kann: Bezeichnet z. B. Z die Zahl
der vom Manometer 12 angezeigten Teilstriche, C die Konstante des Manometers, d.
h. des Wertes von einem Teilstrich (z. B. wie oben angegeben C - 25 kg pro qm) und
F die Tankbodenfläche in qm, so erhält man.für das Gewicht G des Tankinhalts die
äußerst einfache Formel: G-F#C#Z. Beträgt die Tankbodenfläche beispielsweise ioo
qm und zeigt das Manometer i2 die Zahl :218 an, so ergibt sich für das Gewicht des
Tankinhalts der Wert: G - 100 # 25 # 218 - 545 ooo kg oder 545 t.
Der Gewichtsmesser gemäß der Erfindung bietet also die Möglichkeit, ohne jede Feststellung
des Flüssigkeitsstandes und ohne Zuhilfenahme des spezifischen Gewichts der Tankflüssigkeit
mit Hilfe der obigen, außerordentlich einfachen Formel das Gewicht des Tankinhalts
in unmittelbarer und raschester Weise festzustellen. '