DE1929236A1 - Pneumatischer oder hydraulischer Fuellstandanzeiger - Google Patents

Description

• Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger Aktenzeichen: P 19 29 236.5 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen bzw. zur Anzeige des Fililstandes von Schüttgütern und Flüssigkeiten aller Art, insbesondere auch von heißen, bituminösen, sowie porösen und gasdurchlässigen Schüttgütern.
• Der Stand der Technik weist heute eine große Anzahl verschiedenartiger Füllstandanzeiger auf, die Jedoch nur sehr bedingt und beschränkt einsatzfähig sind und in der Praxis bei Materialien mit besonderen Eigenschaften hinsichtlich Viskosität, Klobfähigkeit, Luftdurchlässigkeit, mit scharfkantiger bzw. steiniger Körnung, bei Säuren und heißen Materialien usw. oft kurzfristig oder manchmal sofort versagen. Die Störungen dieser Art hinsichtlich Arbeitsausfall, Materialschaden, Sonderfahrten für Monteure und damit zusammenhängender Reparaturen und Instandsetzungsarbeiten ganzer Anlagen sind'unverhältnismäDig kostspielig. Daher hat sich der Bedarf an einwandfreien und bei rauhem Betrieb narrensicheren Füllstandanzeigern als zwingende Notwendigkeit in zahllosen Industriebetrieben ergeben, ohne bisher eine sichere und ebenso einfache technische Lösung zu finden.
• Die heute oft verwendeten Membrananzeiger mit elektrischem Kontakt sind bei verschiedener Schdttgutkörnung sehr schlecht einstellbar, äußerst empfindlich gegen mechanische Beschädigung und gegen Verklebung bei klebfähigen Materialien.
• Die Paddle-Indikatoren pflegen bei körnigen Schüttgütern zwar zu funktionieren, versagen jedoch bei klebfähigen Materialien oft. Die sogenannten "Temperatursonden" sind deshalb ungenau, weil heiße Schüttgüter bereits vor Erreichung des gewünschten Füllstandes Wärme ausstrahlen und im übrigen bei Jeder geringsten Temperaturschwankung kaum im Sinne einer einwandfreien Schaltung einstellbar sind. Auch sind sie bei hohen Temperaturen wegen der Materialbeschädigung nicht verwendbar.
• Die nach dem Schwingungsprinzip arbeitenden Geräte zeigen bei klebfähigen Materialien und beim Festsetzen von Zusatmassen an den Fühler nicht mehr genau oder überhaupt nicht lehr an.
• Die oft verwendeten, induktiv oder kapazitiv arbeitenden Meßsonden zeigen bei Verschmutzung nicht mehr genau an, was mit der Änderung der Abstimmung zusammenhängt. Sie sind somit auch sehr empfindlich und ergeben in der Industrie laufende Störungen, die oft einfach untragbar werden.
• Schließlich gibt es noch das pneumatisch arbeitende, sogenannte Flip-Flop-System, das bei porösem Schüttgut durch Ungenauigkeit der Anzeige praktisch oft versagt.
• Zur Erreichung einer einwandfreien Anzeige bei schwierigen Materialien und Schüttgütern aller Art hat der Erfinder daher auf einfachste Weise ein geeignetes kleines Gebläse geringster Leistung verwendet, das in den Behälter an der Stelle des etwa gewünschten FUllstandea hineinbläst und gleichzeitig parallel auf ein möglichst empfindliches Meibransystem mit elektrischem Kontakt oder auf irgendein anderes Meßgerät einwirkt, so daß bei Erreichung des Füllstandes durch das eingefüllte Material ein wählbarer Staudruck auf das Gebläse und auf das parallelgeschaltete Meßsystem zurückwirkt, der den Kontakt und somit die gewünschte Anzeige bzw. irgendeinen Regelvorgang einleitet.
• Bei höheren oder hohen Drücken innerhalb des Behälters braucht die Leistung des kleinen Gebläses nicht größer zu werden, weil die Absaugung aus dem Behälter selbst erfolgen kann und die Luft bzw. das Gas wieder in denselben Behälter hineingeblasen wird. 11 lalle der bçber S t«ratur hoher Temperatur innerhalb d* Behalters braucht nur ein Zwischnkffhler zwischen Behälter und Gebläse innerhalb der Saugleitung eingeschaltet zu werden.
• Bei hohem Druck braucht nur das ganze Gebläse und Anzeigesystem drucksicher ausgeführt zu werden. Auch muß in diesem Fall die Gegenseite des etwa gewählten Membrananzeigegerätes druckentlastet sein, d. h. mit dem Innenraum des Behälters in Verbindung sein. Bei agressiven Materialien wie Säuren usw.
• kann erfindungsgemäß das gleiche Prinzip des Einblasens bzw.
• des Gebläses verwendet werden, wobei dann zweckmäßigerweise die in den Behälter hineinragende Mündung beispielsweise aus Zwei konzentrischen und tm Abstand von der Mündung geringfügig verschiedenen Rohren besteht, die insgesamt von einer Membran abgeschlossen werden und einen inneren Kanal nur dann im.Sinne einer Staudruckwirkung abschließen, wenn die Membran vom Inneren des Behälters aus durch Erreichung des Füllstandes von dem gefüllten Material angehoben bzw. eingedrückt wird. Auf diese Weise ist eine einwandfreie Anzeige gesichert, obwohl das ganze Anzeige- bzw. Meßsystem gegenüber dem Behälterinneren hermetisch abgeschlossen bleibt, somit nicht gefährdet ist. Statt der Membran kann auch ein Schwimmer verwendet werden, wenn es genügt, daß ein hermetischer Abschluß erst nach Erreichung der Füllhöhe erfolgen darf.
• Die Abbildungen 1 bis 9 zeigen die erwähnten Funktionen in schematischer Darstellung.
• In Abb. 1 wird gezeigt, wie das Gebläse 1 eine Geschwindigkeit 2 eines angesaugten Luft- bzw. Gasstromes erzeugt, die nach unten in den Behälter bei geeignetem Querschnitt bzw. in geeigneter Größe 3 weitergeleitet wird und im Falle einer Staudruckwirkung von dem gefüllten Material 4 im Behälter 5 nach Erreichung des gewünschten Füllstandes einen zur Kontaktgabe oder Kontaktlösung an Stelle 6 gerade austeichenden Staudruck 7 erzeugt.
• Der Kontakt 6 befindt sich beispielsweise in einem Membrananzeigegerät 8, in dem eine Membran 9 durch eine Feder 10 gegen den Kontakt 6 gedrückt wird und bei Wirkung des Staudruckes 7 im Sinne der Kontaktlösung bzw. der Fiillstandanzeige abgehoben wird. Der Größe des verfügbaren Statidruckes, der von der l,igenscllaft des In hutes abluinltt t kann lurcll Einstellung <fea Zjot -wendigen Federdruckes durch Betätigung der Einstellschraube 11 entsprochen werden.
• Das ganze Meßsystem kann durch das Rohr 12 in dem Behälter 5 einstellbar angeordnet sein, wodurch eine Verstellung des gewünschten Füllstandes möglich ist. Ferner kann der Behälter einen Füllstutzen 13 enthalten, durch den das Füllgut eingeleitet wird, wobei die durch das Meßsystem eingeblasee Luft gleichzeitig im Sinne des Pfeiles 14 entweichen kann, der als Doppelpfeil gleichzeitig die Einfüllrichtung kennzeichnet.
• In den anderen Abbildungen sind die entsprechenden Teile, oft in anderer Kombination, mit den gleichen Kennzeiöhen versehen.
• Immer ist zu erkennen, daß bei Erreichung des Füllstandes der erzeugte Staudruck 7 die Anzeige ausl6Dt, wodurch praktisch keinerlei Störungen durch irgendwelche Materialeigenschaften eintreten können, wenn man noch die weiteren Maßnahmen im. Sinne der Erfindung berücksichtigt.
• Abbildung 2 zeigt im Prinzip den gleichen Vorgang. Hier ist beispielsweise 4 nicht mehr ein Schüttgut sondern eine Flüssigkeit, beispielsweise zähflüssig, heiß oder gegebenenfalls sgressiv. Wieder erzeugt die Absperrung der vom Meßsystem kommenden Rohrindung 15 einen erfindungsgemäß wirkenden Staudruck 7.
• Gleichzeitig ist hier beispielsweise gezeigt, daß die Saugleitung 16 des Gebläses 1 aus dem Behälterinneren gespeist wird. Im Falle der notwendigen Kühlung des angesaugten Gases kann hier in die Saugleitung 16 ein entsprechendes einfaches Kühlsystem zwischeeschaltet werden, was der Einfachheit halber nicht besonders gezeichnet wurde. Da im Falle eines Druckes im Behälter auch das ganze Meßsystem unter Druck steht, muß bei Verwendung des beispielsweise gezeigten Membransystems 8 ein Druck; ausgleich über eine Leitung 17 erfolgen, um die Empfindliclikeit der Membran druckunabhängig zu machen.
• In diesem Zusammenhang wird besonders noch betont, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Anzeige auch in dem Fall erfolgt und beansprucht wird, wenn ein eingefülltes Material unter Flüssigkeit liegt, wobei das Material normalerweise schwerer als das eingefüllte Material sein muß und die FlUssigkeit in irgendeinen Raum mit oder ohne Druckbelastung entweichen kann, wenn die Füllung in die Flüssigkeit hinein erfolgt. In diesem Fall ist unter 1 an Stelle des Gebläses eine Flüssigkeitspumpe zu verstehen. Auch könnte in jedem Fall an Stelle der Membran ein Kolben oder irgendein druckempfindliches System verwendet werden, das bei Erzeugung des Staudruckes erfindungsgemäß reagiert.
• Natürlich muß dann auch die Fülleitung, die an den Füllstutzen 18 angeschlossen ist, unter dem gleichen Druck wie das Behälterinnere stehen, oder das System ist durch eine gute Schleuse oder ein entsprechendes Dosiersystem anderer Art druckdicht abgoschlossen. In Abb. 3 ist gezeigt, wie das beschriebene System durch ein Sieb 19 in die Seitenwand 20 des Behälters einwirkt. Auch kann gegebenenfalls eine einfache Schflttgutsperre mit Luftdurchlaß verwendet werden. Das Prinzip bleibt das gleiche.
• Abb. 4 zeigt erstmalig eine völlige Trennung der Rohrmündung vom Behälterinneren durch eine Membran. Hierbei kann di. Luftströmung 2 am Ausgang 22 zwischen Mündung und Membran entweichen.
• Erst, wenn vom Behälterinneren her das Schüttgut 4 oder die Flüssigkeit einen Druck auf die Membran in Richtung nach außen ausübt, wird die Mündung 22 durch die Membran geschlossen, wodurch wieder der Staudruck 7 entsteht und die Füllstandanzeige erfolgt.
• Abb. 5 zeigt nur eine kleine Abwandlung der Einführung des Fühlerrohres in den Behälter, wobei gleichzeitig gezeigt wird, wie die Neigung des Schüttgutes mit der Mündungsfläche des Fühlerrohres übereinstimmen kann, um möglichst kurze Anzeigezeitenstreuungen zu erhalten.
• Die Abbildungen 6 bis 9 zeigen wieder Systeme, bei denen die Mündung des Füllrohres im Füllstadium abgeschlossen ist, wobei Abb. 6 bis 8 sogar wahrend des ganzen Füllvorganges abgeschlossene Fühlrohrmündungen im Sinne der Verhinderung des Eintrittes von aggressiven Gasen oder Säuren, Basen oder dgl. zeigen.
• In Abb. 6 wird gezeigt, wie der Luft-, Gas- oder Flüssigkeitsstrom 2 vom Gebläse 1 oder von der Pumpe 1 kommen vor Erreichung des Füllzustandes im Behälter 5 an dön ringartigen bzw. ventilartigen Stellen 23 ohne Widerstand entweichen und an der Stelle 24 ins Freie oder in einen Raum gleichen Druckes entweichen kann.
• Der Staudruck 7 kann sich noch nicht entwickeln. Erst in Abb. 7 wird gezeigt, daß durch Einwirkung der Fu1iflt1ss'ieit bd igk eines dafür ansprechenden Füllgutes die Membran 25 nach oben gedrückt wird und den Ringspalt zwischen den konzentrischen Rohren in Sinne der Erzeugung des Staudruckes 7 absperrt und dadurch die Füllstandanzeige einleitet.
• In Abb. 8 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsmöglichkeit mit gleicher Funktion gezeigt.
• Abb. 9 dagegen zeigt die Möglichkeit der Verwendung eines Schwingers 20, der aber erst bei eingetretener Füllstandanzeige eine völlige Absperrung der Fühlernündung ermöglicht, wobei ein Schvierschaltweg 27 vorgesehen ist. Auf diese Weise sind :ahlreiche Abwandlungen des gleichen Erfindungsprinzips möglich.

Claims (9)

PatentanADrilche

1. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger mit in den Behälter eingeführtem Fühlersystem, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Gebläse 1 oder eine Flüssigkeitspumpe laufend ein relativ geringer Gas strom 2 oder Flüssigkeitsstrom an der Stelle der zu messenden oder anzuzeigenden Füllhöhe in den Behälter eingeführt im Meßsystem nach außen abgeführt wird und daß diese Strömung bei Erreichung der Fühlermündung durch das eingefüllte Schüttgut oder die eingefüllte Flüssigkeit und somit bei einem Abschluß oder einer ausreichenden Stauwirkung an der Fühlermündung einen Staudruck im Sinne der Einwirkung auf ein druckempfindliches Meßsystem und der dadurch erzeugten Füllstandsanzeige erzeugt.

2. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß auch Jedes poröse Schüttgut die zur Erzeugung der Füllstandsanaeige erforderliche Stauwirkung ermöglicht.

3. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erfindungsgemäße Prinzip auf ein Membranschaltsystem 8 auf ein kolbenartiges Zwischenorgan oder auf irgendein auf Druck ansprechendes Anzeige instrument im Sinne der Füllstandanzeige als einheitliches Meßsystem einwirkt.

4. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 bis 3;dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Gebläse oder die Pumpe im Sinne der Staudruckwirkung und Füllstandanzeige wirksame Strömung auch einen Kreislauf vollführen kann und somit das Gas oder die Flüssigkeit aus dem entsprechend abgeschlossenen Behälter abgesaugt und wieder in diesen eingeleitet wird.

5. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des in den Behälter eingeführten Fühlerrohres ein Sieb, eine Schüttgutsperre oder ein solches Organ aufweisen kann, das das Gas oder die Flüssigkeit in den Behälter einströmen läßt, Jedoch das Füllgut nicht in das Fühlerrohr eintreten läßt.

6. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Fühlerrohres gänzlich gegenüber dem Behälterinneren durch eine gununikappenartige Membran, einen Schwimmer oder ein solches Organ abgesperrt ist, das bei Erreichung des Füllstandes im Sinne der äußeren Absperrung der den erfindungag@mäßen Staudruck erzeugenden Strömung genen einen beispielsweise konzentrischen inneren Rohrmündungssitz innerhalb des Fühlerrohres gedrückt wird.

7. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der Fühlerrohrmündung bzw. der im Fühlerrohr angebrachten Ubergangsmündung durch die Membran oder durch den Schwimmer bzw. durch ein ähnlich arbeitendes Organ die vorher nach außen oder in den inneren Kreislauf umgeieite und nicht direkt in den Behälter mündende Strömung im Sinn. der Erzeugung des erfindungsgemäßen Staudruckes und der damit verbundenen Füllstandanzeige unterbrochen, gedrosselt oder abgesperrt wird.

8. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 bis 7 und insbesondere 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung von der Fühlermündung aus direkt in den Behälter oder auch nach Abschluß gemäß Anspruch 6 und 7 erst nach der Umlenkung und ohne Berührung der eigentlichen Fühlermündung mit dem Schüttgut oder der eingefüllten Flüssigkeit bzw. Masse im Sinne der Verhinderung von schädlichen Verschmut-Zungen, Verklebungen, Hitze- oder Säureeinwirkungen und dgl., somit erst an einer anderen und den Anzeigewert nicht beeinflussenden Stelle ill den Behälter und somit in mit Kreislauf zurückgeleitet wird.

9. Pneumatischer oder hydraulischer Füllstandanzeiger nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlermündung im Sinne geringstmöglicher Beschädigung durch das Schüttgut oder die aggressiver Flüssigkeit ganz dicht an der Wand angebracht oder mit dieser einheitlich verbunden bzw.

in diese zurückstehend eingelassen ist.

L e e r s e i t e