Titel: Druckanzeiger für Gase und tropfbare Flüssigkeiten.
Autor: Fr.
Fundstelle: Band 288, Jahrgang 1893, S. 139
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Druckanzeiger für Gase und tropfbare Flüssigkeiten. Mit Abbildungen. Druckanzeiger für Gase und tropfbare Flüssigkeiten. Textabbildung Bd. 288, S. 138 Druckanzeiger für Gase und tropfbare Flüssigkeiten. Bei einem grossen Verbrauche an Leuchtgas, wie er z.B. während der Wintermonate eintritt, haben die Gasanstaltenentsprechend grössere Mengen desselben in die Gasometer überzuführen, so dass der in diesen herrschende Ueberdruck zuweilen einen Betrag gleich demjenigen einer Wassersäule von 800 bis 900 mm Höhe erreicht. Bei diesen Spannungen lassen sich die gewöhnlich zur Verwendung kommenden Druckmesser, deren Theilstriche den Druck des Gases in ganzer oder halber Wassersäulenhöhe angeben, nicht mehr vortheilhaft benutzen, da dieselben andernfalls Abmessungen von mindestens 1000 bezieh. 500 mm Höhe erhalten müssten. Um diesem Uebelstande zu begegnen, hat Marchal einen Druckanzeiger construirt, der in Verbindung mit einem Zeigerapparate, System Brouardel, nach Mittheilungen in Revue industrielle vom 10. September 1892 S. 365 seit November 1891 in der Gasanstalt zu Havre vorzüglich functionirt, auch kürzlich bei einer Zusammenkunft der Mitglieder der Société de l'industrie du gaz zu Tarbes eingehender besprochen wurde. Der Druckanzeiger von Marchal besteht aus einem gewöhnlichen Schwimmer B (Fig. 1), der sich je nach den Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels im Gefässe A auf- und abwärts bewegt, und aus einem eisernen Rohre D, dessen unterer Theil mit dem Boden des Gefässes A durch ein Bleirohr C von 16 mm Durchmesser in Verbindung steht. Das Gas tritt von oben in das Rohr D und es sind die Flüssigkeitsspiegel im Gefässe A und Rohr D derart eingestellt, dass ein am oberen Theile der mit dem Schwimmer B verbundenen Stange befestigter Zeiger in Höhe der Null- oder Atmosphärenlinie eines über dem Gefässe A aufgestellten Papiercylinders liegt, solange die Druckleitung t des Gases geschlossen bleibt. Der Hub des Zeigers beträgt 100 mm, entsprechend einer Spannung des ankommenden Gases von 1000 mm Wassersäule. Sobald das gespannte Gas auf die Wassersäule im Rohre D drückt, sinkt das Wasser in diesem und steigt im Gefässe A derart, dass die Summe der von der Flüssigkeit durchlaufenen Wege dem zu messenden Gasdrucke entspricht; diese Ortsveränderung der Flüssigkeit ist indess noch von den Querschnitten des Gefässes A und Rohres D abhängig und wird im vorliegenden Falle nur dann zum Messen des Gasdruckes dienen können, wenn die genannten Querschnitte im Verhältnisse 1 : 9 bezieh. die Durchmesser des Gefässes A und des Rohres D in einem solchen wie 1 : 3 stehen. Erreichen in einem anderen Falle die Spannungen des Gases nur einen Druck, entsprechend einer Wassersäule von 500 mm Höhe, so brauchen die bezüglichen Querschnitte, um den Hub des Zeigerapparates von 100 mm ausnutzen zu können, nur in dem Verhältnisse 1 : 4, die Durchmesser in einem solchen wie 1 : 2 zu stehen. Es ist hierbei durchaus nothwendig, dass der Querschnitt des Rohres D dem durch die Rechnung ermittelten genau entspricht; sollten Rohre mit diesen Durchmessern käuflich nicht zu erlangen sein, so wählt man zweckmässig ein Rohr von grösserem Durchmesser und bringt im Inneren desselben eine Leiste an, deren Fläche dem Unterschiede an Querschnitt des zur Verwendung kommenden und berechneten Rohres entspricht. Die am Zeigerapparat abgelesenen Zahlen sind vollständig genau, und es lässt sich dieser Druckanzeiger deshalb auch zum Messen des Dampfdruckes in Kesseln, der Luftleere in Condensatoren, der Spannung von comprimirter oder expandirter Luft, des Wassers in Leitungsröhren, der Höhenänderung des Wasserspiegels von Reservoiren u. dgl. vortheilhaft benutzen. Handelt es sich um ein Messen von gespanntem Wasserdampf anstatt des Leuchtgases, so benutzt man als Druckflüssigkeit im Apparate Quecksilber und an Stelle des Bleirohres ein eisernes Rohr von einigen Millimetern im Durchmesser. Da jedes Kilo Druck für 1 qc einer Quecksilbersäule von 735 mm Höhe entspricht, würde das Rohr D bei z.B. 6 k Spannung des Wasserdampfes eine Länge von 0,735 . 6 = 4,410 m zwischen der Niveaulinie O und Einmündung des Röhrchens C haben müssen. Besitzt der Zeigerapparat einen Hub von 60 mm und das Gefäss A 70 mm Durchmesser, so müssten die bezüglichen Querschnitte in einem Verhältnisse 0,060 : 4,410 oder 1 : 72,50, die Durchmesser in einem solchen 1\,:\,\sqrt{72,50} oder 1 : 8,51 zu einander stehen, derart, dass wenn das Rohr D einen Durchmesser von 8,22 mm erhält, ungefähr ⅓ l Quecksilber erforderlich wird. Um Condensationen des Dampfes im Rohre D, welche Störungen im Apparate verursachen können, zu verhüten, lässt man denselben vor seinem Eintritt in das Rohr D durch einen U-förmig gekrümmten Behälter R (Fig. 2) strömen, der mit Wasser angefüllt ist, so dass der Druck des Dampfes durch dieses auf die Quecksilbersäule übertragen wird. Ist in derartigen Fällen a die Höhenänderung des Flüssigkeitsniveaus im Gefässe A und b die Höhenänderung des Flüssigkeitsniveaus im Rohre D, so beträgt die totale Spannung in Millimeter Quecksilbersäule: P=a+b+\frac{b}{13,60}, worin \frac{b}{13,60} dem Wasserdrucke, ausgedrückt in Quecksilbersäule, entspricht. Um die Luftleere in den Condensatoren der Dampfmaschinen zu messen, erhält der Apparat die in Fig. 3 ersichtliche Gestalt. Da beim Anlassen derartiger Maschinen eine genügende Condensation des Abdampfes nicht sofort eintritt, sondern derselbe zunächst noch einen gewissen Ueberdruck behält, ist das Manometerrohr derart beschaffen, dass das Quecksilber bei Luftverdünnung sich in dem Theile D1, bei Ueberdruck dagegen in dem Theile D2 desselben bewegt. Der Papierstreifen des Zeigerapparates ist durch die Nulllinie dann so getheilt, dass bei 60 mm Hub auf 30 mm Höhe die Luftverdünnung und auf weiteren 30 mm Höhe der Ueberdruck angezeigt wird. Die Uebertragung der Condensatorspannung auf die Quecksilbersäule im Manometerrohr erfolgt wie vordem mittels Wasser. Bei einer Länge von 735 mm für die Luftleere und einer solchen von ebenfalls 735 mm für den Ueberdruck besitzt das Manometerrohr genügend grosse Abmessungen; sein Querschnitt bestimmt sich unter Berücksichtigung des Wassergewichtes wieder aus der Gleichung: P=a+b+\frac{b}{13,60}. Wenn a = 30 mm (für eine Spannung von 1 k), wird b = 650 mm, demnach: \frac{a}{b}=\frac{30}{650}=\frac{1}{21,6} und wenn der Durchmesser von A 70 mm beträgt, ergibt sich für D ein solcher von \frac{70}{\sqrt{21,6}}=15\mbox{ mm}. Um die Spannungen von comprimirter oder expandirter Luft zu messen, benutzt man dieselbe Einrichtung wie für den gespannten Wasserdampf, vernachlässigt jedoch bei der Rechnung den Coefficienten \frac{b}{13,60}. Schwanken die Spannungen zwischen Null und 8 k und kommt es darauf an, die Druckschwankungen zwischen 5 und 8 k möglichst genau zu erhalten, so trifft man die in Fig. 4 ersichtliche Einrichtung; es sind hier die Abweichungen für 60 mm Hub derart erkennbar, dass der Zeiger Druckhöhen von Null bis 5 k auf einer Höhe von 20 mm und solche von 5 bis 8 k auf einer Höhe von 40 mm angibt. Querschnitts-verhältniss VerhältnissderDurchmesser Die Niveauänderungen werden von    Null bis 5 k (Zeigerhub: 20 mm)    0,735 . 5 – 0,020 = 3,655 m 1 : 182,2 1 : 13,5 bei 5 bis 8 k (Zeigerhub: 40 mm)    1,735 . 3 – 0,040 = 2,165 m 1 : 54,1 1 : 7,35 betragen. Beträgt der Durchmesser des Gefässes A wieder 70 mm, so braucht man hiernach ein Rohr D3 (Fig. 4) von 5,17 mm Durchmesser und 3,635 m Länge, welches die Verlängerung eines Rohres D4 von 9,53 mm Durchmesser und mindestens 2,165 m Länge bildet. Bei dem Hube von 40 mm lassen sich leicht Spannungsunterschiede von 1/20 k ablesen – eine Schätzung, die selbst für officielle Versuche mehr als genügend ist. Um den in Wasserleitungsrohren herrschenden inneren Druck mittels des Apparates messen zu können, genügt es, diesen durch eine Leitung mit den Rohren in Verbindung zu bringen. Zur Berechnung des Durchmessers der Rohre D würde wieder die Formel: P=a+b+\frac{b}{13,60}\mbox{ mm}. Quecksilbersäule zu benutzen sein. Um endlich die Niveauänderungen des Wassers in Reservoiren an Ort und Stelle oder in weiteren Entfernungen von ihrem Aufstellungspunkte beobachten zu können, wird man, wenn der Druckanzeiger im ersteren Falle z.B. 1 m unter dem Boden eines Wasserreservoirs von 8 m Höhe liegt, die Nullinie auf dem Streifen des Papiercylinders um so viel über dessen untere Fläche aufzeichnen, als die Entfernung zweier Theilstriche von einander beträgt (Fig. 5); es lassen sich dann nach Füllung des Behälters die Aenderungen des Wasserspiegels leicht beobachten und hiernach eventuell rechtzeitige Speisungen vornehmen. Findet der Apparat in einiger Entfernung von dem Behälter Aufstellung, so trifft man die in Fig. 4 ersichtliche Anordnung, d.h. man gibt dem Papierstreifen eine derartige Eintheilung, dass die Theilstriche, welche der Wasserhöhe im Behälter entsprechen, in grösseren Abständen von einander liegen und nur wenige Millimeter zum Messen der Unterschiede des Wasserspiegels zwischen dem Boden des Behälters und dem Aufstellungsorte des Apparates auf dem Papier übrig bleiben. Wenn dieser Unterschied z.B. 30 m und die Höhe des Behälters wieder 8 m beträgt, so zeichnet man die Linien auf dem Papierstreifen von 60 mm Höhe derart, dass, wie Fig. 6 erkennen lässt, die unteren 20 mm dem Höhenunterschiede von 30 m, die oberen 40 mm dagegen demjenigen von 8 m im Behälter entsprechen. Es lassen sich damit Aenderungen des Wasserspiegels im Behälter von 100 mm und selbst von 50 mm noch ziemlich gut erkennen. Fr.