Elektrisches Betätigungselement in einer Anlage zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in einem Flüssigkeitsbehälter
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Betätigungselement in einer Anlage zur Regelung des Flüssigkeitsstandes in einem Flüssigkeitsbehälter, z. B. in einem Becken, einem Rohrwasser- oder Abwasserbrunnen, einem Staubecken oder dgl.
Es ist bekannt, zur Regelung eines Flüssigkeitsstandes, um denselben zwischen vorbestimmten Grenzen zu halten, Schwimmereinrichtungen zu verwenden, durch welche Füll-oder Absaugpumpen, Wehre oder ähnliche Steuermittel zur Beeinflussung des Flüssigkeitsstandes ein- oder ausgeschaltet werden. Die Veränderungen der Höhenstellung des Schwimmers werden in den bekannten Einrichtungen den Anlassmitteln für die Pumpen, Wehreinrichtungen oder dgl. z. B. mechanisch über Verbindungsgestänge und Relais oder direkt mittels eines im Schwimmer selbst angeordneten Schalters zugeführt. Ein solcher Schalter kann betätigt werden durch die Abweichung des Schwimmers von der horizontalen Lage, wenn sich derselbe auf einer vorbestimmten Höhe befindet, bei welcher ein Betätigungsimpuls abgegeben werden soll. Solche Schwimmer sind z.
B. mit einem Quecksilberschalter bekannt, der mit den erwähnten Anlassmitteln über ein biegsames elektrisches Kabel verbunden ist. Bei bekannten Schwimmern dieser Art ist im Schwimmer ein elektrischer Quecksilberschalter angeordnet, der an einem Ende eines teilweise mit Quecksilber gefüllten Gehäuses zwei Kontaktpole aufweist, welche elektrisch miteinander verbunden werden, wenn der Schwimmer so gegen die Horizontale geneigt wird, dass das Quecksilber gegen das genannte Ende des Schaltergehäuses fliesst. Umgekehrt wird die Verbindung zwischen den Kontaktpolen oder Elektroden unterbrochen, wenn das Quecksilber im Schaltergehäuse gegen dessen andere Ende fliesst.
Das genannte, Quecksilber enthaltende Gehäuse ist dabei im Schwimmer unbeweglich in einer solchen Lage befestigt, dass, wenn der Schwimmer auf der Flüssigkeitsoberfläche bei vorbestimmten Höhen derselben geneigt wird, das Quecksilber immer gegen das Ende des genannten Gehäuses verschoben wird, das am niedrigsten liegt und so den elektrischen Kontakt in Abhängigkeit von der Anordnung der Elektroden im Gehäuse entweder herstellt oder unterbricht. Das Neigen des Schwimmers aus der Waagrechten wird durch ein Gewicht bewirkt, das am Kabel befestigt ist, welches an gewünschter Stelle im Flüssigkeitsbehälter angeordnet ist. Die Länge des Kabels zwischen diesem Gewicht und dem Schwimmer bestimmt die äussersten Stellungen, in die sich der Schwimmer aus der waagrechten Lage neigen kann.
Um den Flüssigkeitsstand zwischen zwei vorbestimmten Stellungen zu halten, wurden bisher zwei solche Schwimmer mit eingebautem Quecksilberschalter benötigt, wobei einer den höchsten und der andere den niedrigsten Flüssigkeitsstand steuerte. Wenn zudem gewünscht wurde, dass die Anlage auch Fehler und Mängel, z. B. mittels einer Alarmeinrichtung, anzeigt, wurden mehrere Schwimmer mit eingebauten Quecksilberschaltern benötigt.
In vielen Fällen bereitet aber der Einbau mehrerer solcher Schwimmer Schwierigkeiten. Die Schwimmer und speziell die Kabel, die diese mit den Pumpen oder den Wehr-Motorstartern verbinden, können einander in die Quere kommen oder sich ineinander verwickeln, so dass sie an der Erfüllung ihrer Aufgabe gehindert werden. Ein solches Verwickeln oder eine solche gegenseitige Störung kann durch Wellen in offenen Behältern oder durch die von den Pumpen erzeugte Strömung, wenn diese ein- oder ausgeschaltet werden, oder dadurch bewirkt werden, dass die Wehreinrichtungen geöffnet oder geschlossen werden. Die Einrichtung mehrerer Schwimmer ist auch lästig und bewirkt hohe Kosten.
Die vorliegende Erfindung setzt sich zum Ziel, diese Nachteile auszuschalten.
Das erfindungsgemässe Betätigungselement ist gekennzeichnet durch einen stabil schwimmenden Schwimmer, der an einem Ende eines elektrischen Kabels aufgehängt ist und in dem mindestens zwei Quecksilberschalter in verschieden geneigten Lagen angeordnet sind, wobei an dem genanntenelektrischen Kabel ein Gewicht befestigt ist, um dessen Befestigungspunkt der Schwim mer derart schwenkbar ist, dass dem jeweiligen Flüssigkeitsstand eindeutig eine bestimmte Neigung des Schwimmers zugeordnet ist.
Vorzugsweise sind die genannten Quecksilberschal- ter so gegeneinander und gegen die Längsachse des Schwimmers geneigt, dass, wenn sich der Schwimmer in seiner höchsten Stellung befindet, der eine Quecksilberschalter, der einen Schliessimpuls an die Pumpe oder an die Wehranlage abgibt, keinen Strom durchlässt, während ein anderer Quecksilberschalter, der einen Öffnungsimpuls liefert, Strom durchtreten lässt, oder dass umgekehrt der Quecksilberschalter, der den Schliessimpuls abgibt, Strom durchtreten lässt und der Schalter, der den Öffnungsimpuls abgibt, keinen Strom durchtreten lässt, was davon abhängig ist, ob die Pumpe oder die Wehranlage den Behälter entleert oder füllt.
Die Quecksilberschalter können in der untersten Stellung des Schwimmers in gleicher Weise, aber natürlich jeweils umgekehrt, arbeiten.
Wenn zudem gewünscht wird, den Betrieb der genannten Pumpen oder Wehranlagen, die den Flüssigkeitsstand steuern, gegen Ausfall und Störungen, zum Beispiel Stromausfall, zu sichern, können ein oder mehrere zusätzliche Quecksilberschalter im Schwimmer angeordnet und mit einer Niederspannungsquelle verbunden werden, die durch Batterien oder in anderer Weise gespeist wird, so dass ein Alarmzeichen gegeben wird, wenn der Flüssigkeitsstand über einen gewissen Stand steigt oder unter einen bestimmten Stand fällt. Die Quecksilberschalter sind vorzugsweise gegeneinander elektrisch isoliert.
Um die gewünschte Wirkung des Schwimmers mit mehreren Quecksilberschaltern zu gewährleisten und um Betriebsstörungen zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dem Schwimmer die Form eines langgestreckten Zylinders zu geben, und im unteren Teil des Schwimmers kann zu demselben Zweck ein Ballast oder Kiel angeordnet werden, der den Schwimmerzylinder bezüglich seiner Längsachse immer in der gleichen Lage hält. Die Quecksilberschalter selbst können im Schwimmer beispielsweise in einem Schaumkunststoffbett, das die Quecksilberschalter umgibt, in ihren richtigen, gegen die Längsachse des Zylinders geneigten Lagen gehalten werden.
Die bevorzugte Form des langgestreckten Zylinders bewirkt, dass der Schwimmer auf jeder Höhe im gesamten Bewegungsbereich zwischen den vorgesehenen extremen Flüssigkeitsständen eine stabile, liegende Lage einnimmt, während der Schwimmer beim Erreichen einer der extremen Stellungen gegen die Waagrechte geneigt wird, wenn die Länge des elektrischen Kabels nicht mehr ausreicht.
Das elektrische Kabel ist mit einem Gewicht versehen, um dessen Befestigungspunkt der Schwimmer entsprechend dem Flüssigkeitsstand schwenken kann. Die Stellung des Gewichts am Kabel kann verstellbar sein, um eine Anpassung an gewünschte Begrenzungen des Flüssigkeitsstandes zu ermöglichen, d. h., um die Länge des Kabels zwischen dem Gewicht und dem Schwimmer entsprechend dem Abstand zwischen den extremen Flüssigkeitsständen vergrössern oder verkleinern zu können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben, in der Fig. 1 einen Schwimmer in verschiedenen Stellungen und Fig. 2 einen Längsschnitt durch den zylindrischen Schwimmer zeigt.
In Fig. 1 sind der Schwimmer selbst mit 1, das elektrische Kabel mit 2, das Gewicht mit 3, die elektrischen Leitungen zu einem Pumpenmotorschalter mit 4 und die Leitungen, die mit einem Niederspannungsstromkreis verbunden sind, mit 4' bezeichnet. In Fig. 2 ist 5 der Mantel des Schwimmers, der aus irgendeinem geeigneten Material, wie beispielsweise Hartgummi oder Kunststoff, hergestellt sein kann, 6 bezeichnet ein im Schwimmer befestigtes Gehäuse, in dem die Quecksilberschalter 8a, b und c in Schaumkunststoff 7 gelagert sind. Diese Schalter sind in geeignet vorbestimmter Weise gegen die Längsachse des Schwimmerzylinders geneigt, so dass das Quecksilber 9 in irgendeinem der Schalter die Verbindung zwischen den Elektroden lOa, b und c herstellt oder unterbricht, wenn der Schwimmer in die eine oder andere extreme Lage geneigt wird.
Der Schwimmer ist zudem mit einem Ballast oder Kiel 11 ausgerüstet, der verschiedene Formen haben kann und der den Zweck hat, ein seitliches Umkippen des Schwimmers zu verhindern.
Ein Schwimmer der beschriebenen Art kann in einem Flüssigkeitsbehälter angeordnet werden, der all mählich gefüllt wird, z. B. in einem Abwasserbehälter, in den in unregelmässigen Zeitabständen Wasser aus einem Abzugskanal eintritt und aus dem das Wasser mit einer Pumpe abgesaugt werden muss, wenn es einen vorbestimmten oberen Stand erreicht hat. Bei Erreichen des genannten oberen Wasserstandes wird das Quecksilber 9 im Schalter 8a nach unten verschoben und stellt eine elektrische Verbindung zwischen den Elektroden 10a her, wodurch der Motor der Absaugpumpe anläuft; und wenn der Flüssigkeitsstand auf einen unteren Grenzwert abgesenkt ist, verbindet das Quecksilber im Schalter 8c die Elektroden 1Oc, wodurch ein Stopimpuls an die Pumpe abgegeben wird.
Die Arbeitsweise ist umgekehrt, wenn aus einem Behälter allmählich Flüssigkeit entnommen wird: Wenn der niedrigst zulässige Stand erreicht ist, bewirkt der Quecksilberschalter 8c, dass eine Füllpumpe einen Startimpuls erhält, und der Quecksilberschalter 8a überträgt einen Stopimpuls. Der Quecksilberschalter 8b soll als sogenannter Alarmkontakt dienen, der an einen Niederspannungsstromkreis 4' angeschlossen ist und der im in Fig. 2 dargestellten Beispiel als Alarm wirkt, wenn beispielsweise der Strom ausfällt oder aus einem anderen Grund der
Schalter 8a die Pumpe nicht betätigt hat oder wenn er im umgekehrten Soll die Pumpe nicht gestoppt hat.
Wenn der Quecksilberschalter 8b im Gehäue 6 so befestigt ist, dass er nach rechts, also entgegengesetzt zur in Fig. 2 dargestellten Neigung, geneigt ist, so wirkt derselbe als
Niedrigstandalarm, wenn der Schalter 8c ausfällt.
Natürlich sind verschiedene Änderungen des
Schwimmers möglich. Es können beispielsweise zwei
Alarmschalter vorhanden sein, wobei einer den Niedrig standalarm und der andere den Hochstandalarm auslöst. Der Schwimmer kann an Stelle der zylindrischen auch eine andere längliche Form haben, und statt des
Ballastes kann auch ein Kiel oder können Kielflossen für die Stabilisierung der Lage vorgesehen werden. Der
Schwimmer kann auch die Form eines Bootes haben, so dass es ohne Ballast stabil bleibt.