DE2157279A1

DE2157279A1 - Signalgeber zur Verwendung bei strömenden Fluiden

Info

Publication number: DE2157279A1
Application number: DE19712157279
Authority: DE
Inventors: Edward Speldhurst Kent; Fergusson lan Douglas Godstone Surrey; Barnes (Großbritannien)
Original assignee: BP Chemicals Ltd
Current assignee: BP Chemicals Ltd
Priority date: 1970-11-19
Filing date: 1971-11-18
Publication date: 1972-05-31
Also published as: FR2115225B1; FR2115225A1

Description

DR. ING. A. VAN DERWERTH " DR. FRANZ LEDERER

21 HAMBURG 90 8 MÜNCHEN 80

WILSTOHFER »TR. 33 · TEL. (04III 77 08 61 LUCItE-ORAHN-STB. 33 ' TEL. (OStI) 473947

München, 18. November 1971 DNL.2995/3033

BP CHEMICALS INTERNATIONAL LIMITED, Britanntic House, Moor Lane, London, E.C- 2, England

Signalgeber zur Verwendung bei strömenden Fluiden

Es·ist oft wünschenswert, immer dann ein Signal zu erhalten, wenn eine Veränderung im Durchfluß eines Fluids durch ein System auftritt. Ein solches Signal kann zu Warn- oder Steuerzwecken verwendet werden. Komplexe und komplizierte Systeme können zu diesem . Zweck entwickelt werden; dennoch besteht die Notwendigkeit zur Schaffung eines einfachen Verfahrens zur Bewirkung eines Signals, sobald eine Veränderung im Durchfluß auftritt, das leicht dazu benutzt werden kann, eine Warnung bei verschiedenen vorbestimmten Werten der Durchflußrate zu geben.

Ein einfaches Mittel zur Messung der Durchflußrate eines Fluids besteht in einem veränderlichen Ausflußmeßgerät, bei dem ein Schwimmer in einem vertikalen, verjüngten Rohr aufsteigt und fällt, so daß die Geschwindigkeit"der Flüssigkeit den Schwimmer aufzusteigen zwingt, bis die Fläche rund um den. Schwimmer so groß ist, daß die am Schwimmer noch oben wirkende Kraft mit den am Schwimmer auftretenden Gravitationskräften im Gleichgewicht steht. Eine solche Vorrichtung kann geeicht werden, so daß die Durchflußrate von der Stellung des Schwimmers im verjüngten Rohr abgelesen werden kann.

Es gibt ein photo-elektrisches System zur Anzeige der Tatsache,daß die Durchflußrate unter einen gewünschten Minimalwert gefallen ist, das einen Alarm gibt, wenn der Schwimmer durch eine Lichtschranke hindurchgeführt wird. Dies führt erfahrungsgemäß zu Schwierigkeiten, wenn das System in solchen Situationen verwendet wird, wo die Außenlichtintensität in großem Ausmaß.schwankt, beispielsweise bei einer im Freien zu verwendenden Einrichtung. In diesen Fällen muß die Einheit mit einem Schirm umgeben werden.

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Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur Bewirkung eines Signals, sobald ein Durchfluß durch einen Hohlkörper einen vorbestimmten Wert erreicht, wobei diese Vorrichtung ein vertikales, verjüngtes Rohr, das mit einem Fluidstrom derart in Verbindung bringbar ist, daß dieser vertikal nach oben, durch das Rohr gerichtet ist,unä einen im Rohr befindlichen Schwimmer mit einem fest angeordneten Magnet und einen trockenen Reedschalter aufweist, der in der Nachbarschaft des verjüngten Rohrs in jeder gewünschten Höhe anbringbar ist. -

Es ist festgestellt worden, daß, wenn Schwimmer lange, vertikale Magnete besitzen, d.h. wenn ein Magnet so angeordnet ist, daß er mit seiner Nord-Süd-Achse vertikal liegt, wenn der Schwimmer frei in einem vertikalen Rohr bewegbar ist, der Reedschalter nicht immer bei derselben vertikalen Stellung des Schwimmers im Rohr bei aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen betätigt wird. Dies . ist ausreichend für bestimmte Arbeitsvorgänge, wo die Wiederholbarkeit nicht von äußerster Bedeutung ist. Dennoch ist es für Anwendungen mit höheren Ansprüchen an die Genauigkeit notwendig, die Veränderlichkeit der Betätigung des Reedschalters zu reduzieren. Es wurde festgestellt, daß ein bedeutender Paktor für die Erreichung der Wiederholbarkeit in den Magnetparametern, insbesondere in der Länge des Magnets, besteht. Die Magnetparameter sollen geeigneterweise von der Art sein, daß die Veränderlichkeit der Betätigung des Reedschalters auf ein Minimum reduziert wird. .

Die bei irgendeiner besonderen Vorrichtung notwendige Magnetlänge kann durch einfache Untersuchungen bestimmt werden, wobei Magnete von fortlaufend geringerer Länge verwendet werden, bis ein wiederholbarer Arbeitsvorgang erreicht wird. Die Magnetlänge soll derart sein, daß eine im wesentlichen wiederholbare Betätigung des Reedschalters erreicht wird, wenn geringe Abweichungen der Achse des Schwimmers von der Vertikalen auftreten. Als Beispiel einer solchen geringen Abweichung sei die Abweichung genannt, die durch Kippen der Achse des Rohrs um 5° aus der Vertikalen erreicht wird. Die Tatsache, daß eine wiederholbare Betätigung sogar erreicht werden kann, wenn geringe Abweichungen der Achse des

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Schwimmers.von der Vertikalen auftreten, ist von beachtenswertem Vorteil, weil in ihrer Folge die Einstellung der Rohre "weniger entscheidend ist. Auch minimälisiert diese Tatsache den Einfluß irgendeiner Wechselbezxehung zwischen Magnet und Schalter, die zur Umkehr des Schwimmers im Rohr führen könnte.

Es kann beispielsweise mittels eines Schlittens dafür gesorgt werden, daß der Reedschalter· parallel zur Achse des Rohrs bewegbar ist, so daß er in irgendeiner gewünschten Stellung angeordnet und so in die Lage versetzt werden kann, das zu erreichende Signal für verschiedene Durchflußraten abzugeben.

Brauchbare Gestaltungen eines verjüngten Rohrs und eines Schwimmers zur Verwendung in Zusammenhang mit der Erfindung sind dem auf dem Gebiet der veränderlichen Ausflußmeßtechnik Fachkundigen bekannt. Das Rohr kann durchsichtig oder durchscheinend und mit einer Skala versehen sein·, von der die Durchflußrate des Fluids durch Beobachtung der Lage des Schwimmers ablesbar ist. Es wird hier zwar der Ausdruck "Schwimmer" verwendet, dies dient jedoch nicht zur Angabe, daß der Schwimmer eine Dichte besitzt, die geringer ist als die des Fluids, in dem er sich bewegt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung erfordert eine reine nach unten gerichtete Schwerkraft, die von den nach oben gerichteten und vom Durchfluß des Fluids stammenden Kräften ausgeglichen wird. Die notwendige .Dichte des Schwimmers wird von dem Fluid und von der zu beobachtenden Durchflußrate abhängen, wie dem Fachmann bekannt ist.

Wenn sich der im Schwimmer vorgesehene Magnet dem Reedschalter nähert, wird der Schalter vom Magnetfeld des Magnets geschlossen. Ist der Reedschalter stattdessen von der Art, die normalerweise geschlossen ist, so wird er vom Magnetfeld des Magnets geöffnet. Sofern eine Spannungsquelle an dem Reedschalter angeschlossen ist, bewirkt die Schließung des Schalters ein elektrisches Signal, das zur Auslösung eines Alarms, zur Abstellung einer Einrichtung oder durch Weiterleitung an eine geeignete Vorrichtung für automatische Steuerungszwecke verwendet werden kann. Der Reedschalter kann derart angeordnet sein, daß er geschlossen

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■wird, wenn der Durchfluß eine bestimmte Grenze unterschreitet. Stattdessen kann er aber auch so angeordnet sein, daß er geschlossen wird, wenn der Durchfluß eine bestimmte Grenze überschreitet. Es kann auch ein zweiter* Reedschalter in der Nachbarschaft des verjüngten Rohrs angeordnet werden, so daß ein Schalter geschlossen wird, wenn der Durchfluß eine bestimmte Grenze über- oder unterschreitet, wodurch die Bedeutung der Vorrichtung für automatische Steuerungszwecke erhöht wird.

Im folgenden wird ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Figur 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung teilweise im Schnitt

Figur 2 einen Teil-Querschnitt durch die Vorrichtung nach der Linie H-II der Figur 1.

Zur Vorrichtung gehört ein in der Zeichnung im Längsschnitt dargestelltes Rohr 1 aus Glas oder anderem transparenten Material, das eine Skala trägt. Das Rohr 1 ist an einem Grundkörper 2 über Endstücke S und 4 angeordnet. Ein Fluid kann durch einen Stutzen in einen nicht dargestellten Kanal im Endstück 3 eingeführt werden, von wo es in das Rohr 1 eintritt. Das Fluid tritt über einen Kanal im Endstück 4 durch einen Auslaßstutzen 6 aus. Das Rohr 1 ist innenseitig in Richtung auf sein Einlaßende verjüngt. Im Rohr 1 befindet sich ein "Schwimmer" 7, in welchen ein Magnet 8 eingesetzt ist. An der Basis des Rohrs 1 ist ein Speichenrad 9 angeordnet, um den "Schwimmer" am Durchfallen durch das untere Ende des Rohrs 1 zu hindern. Ein Reedschalter ist im Inneren eines Gehäuses 10 angeordnet. Das Gehäuse 10 ist an einem am Grundkörper 2 verschiebbaren Schlitten 11 festgelegt. Desweiteren ist eine Arretierungsschraube .12 vorgesehen, mit deren Hilfe der Schlitten 11 und damit der Reedschalter in jeder gewünschten Höhe am Grundkörper 2 festgesetzt werden kann. ·

Wenn beim Betrieb der Vorrichtung Fluid in das Rohr 1 eingeführt wird, wird der "Schwimmer" 7 im Rohr aufsteigen und dann, wenn der Durchfluß des Fluids konstant geworden ist, an einem bestimm-

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ten Punkt im Rohr 1 eine Ruhelage einnehmen. Sobald der 'Durchfluß des Fluids abnimmt, wird der "Schwimmer" 7 .sich im Rohr 1 nach unten bewegen, bis er sich in der Höhe des den Reedschalter enthaltenden Gehäuses 10 befindet. Der Magnet 8 wird dann den Reedschalter schließen; und dieses Schließen des Reedschalters . kann zur Auslösung eines Alarms verwendet werden, der eine sichtbare oder hörbare Meldung macht, daß die Durchflußrate gesunken ist. ■ ·

Es können Mittel zur Steuerung des Durchflusses der Flüssigkeit durch das Rohr 1 vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein von einem drehbaren Knopf betätigtes Ventil im Endstück 3 vorgesehen werden.

Andererseits ist es bei größeren Abmessungen der unter Druck arbeitenden Einheit oft unzweckmäßig, durchsichtige oder durchscheinende Rohre der notwendigen Abmessungen zu verwenden. In einem solchen Fall kann das skalierte, durchsichtige Rohr, das mit einem Magnet zur Betätigung des Reedschalters etwa in derselben Weise wie bei dem oben beschriebenen Beispiel ausgestattet ist, am oberen oder unteren Ende eines undurchsichtigen, verjüngten Rohrs, das den Schwimmer enthält, angeordnet sein, wobei Schwimmer und Magnet keine zusammenhängende Einheit wie bei dem eben beschriebenen Beispiel bilden, sondern sich an entgegengesetzten Enden einer Stange von geeigneter Länge befinden*

Wie oben angezeigt wurde, ist es sehr wünschenswert, einen Magneten und einen trockenen Reedschalter geeigneter Größe auszuwählen. Für eine Durchflußrate von etwa 91 l/h (20 Gallonen/h) liegt die geeignete Magnetgröße bei etwa 12,7 mm (1/2 Zoll) Länge und 12,7 mm (1/2 Zoll) Durchmesser. Als trockener Reedschalter kann ein goldplattierter, trockener Reedschalter von etwa 28,6 mm (1 1/8 Zoll) Länge verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. J Vorrichtung zur Bewirkung eines Signals, sobald ein Durchfluß —* durch einen Hohlkörper einen vorbestimmten Wert erreicht, gekennzeichnet durch ein vertikales, verjüngtes Rohr (1), das mit einem Fluids tr om derart in Verbindung bringbar ist, daß dieser vertikal nach oben durch das Rohr (1) gerichtet ist, durch einen im Rohr (1) befindlichen Schwimmer (7) mit einem fest angeordneten Magnet (8) und durch einen trockenen Reedschalter, der in der Nachbarschaft des verjüngten Rohrs (1) in jeder gewünschten Höhe anbringbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch solche Parameter des Magnets (8), daß die Veränderlichkeit der Betätigung des Reedschalters auf ein Minimum reduziert ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vertikale, verjüngte Rohr (1) durchsichtig oder durchscheinend und mit einer Skala versehen ist, von der die Durchflußrate des Fluids durch Beobachtung der Lage des Schwimmers (7) ablesbar ist.

4. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Schwimmers (7) von dem Fluid und von der zu beobachtenden Durchflußrate abhängt.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,. gekennzeichnet durch einen solchen Anschluß einer Spannungsquelle an den trockenen Reedschalter, daß durch öffnen oder Schließen des Schalters ein elektrisches Signal bewirkt wird.

•6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal zur Auslösung eines Alarms, zur Abstellung einer Einrichtung oder für automatische Steuerungszwekke verwendbar ist.

7. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,

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gekennzeichnet durch eine solche Anordnung des trockenen Reedschalters, daß dieser bei Über- oder Unterschreitung einer bestimmten Durchflußrate geschlossen wird.

8. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter trockener Reedschalter in der Nachbarschaft des verjüngten Rohrs·(1) derart angeordnet ist, daß der Durchfluß zwischen zwei bestimmten Raten aufrechterhalten wird.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schlitten (11) zur Bewegung des Reedschalters parallel zur Achse des Rohrs (1).

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L e e r s e i t e