DE2536843B2 - Niveau-schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Niveau-Schalter zum Messen und Überwachen von Flüssigkeitsständen und Füllhöhen, mit einem mit einem unteren Ende in die Flüssigkeit eintauchenden Sondenrohr, in dem ein magnetisch schaltbarer Kontakt untergebracht ist, von dessen Kontaktfahnen Leitungen nach außen geführt sind, und mit einem entlang dem Sondenrohr durch die zu messende oder zu überwachende Flüssigkeit bewegbaren Schwimmer, der einen Dauermagnet trägt, der bei Annäherung an den magne;isch schaltbaren Kontakt diesen betätigt.

Zur Messung der Füllhöhe und zur Überwachung von Flüssigkeitsständen sind die unterschiedlichsten Meßmethoden für kontinuierliche Messung sowie Verfahren zur Erfassung von Grenzwerten bekanntgeworden. Während bei der kontinuierlichen Messung Kapazitätsmeßverfahren, Leitfähigkeitsmeßverfahren, Laufzeitmeßverfahren und Druckmeßverfahren verwendet werden, arbeiten Grenzwertmelder, die das Erreichen eines bestimmten Niveaus signalisieren, im allgemeinen

mit Schaltern oder auch mit in die Flüssigkeit ein- oder austauchenden und dabei ihren elektrischen Kennwert verändernden Gebern, wie beispielsweise Heißleitern, Kaltleitern u. dgl. Bei einem bekannten Niveau-Schalter (DT-OS 22 25 289) zum Überwachen eines Grenzwertes eines Flüssigkeitsstandes oder einer Füllhöhe ist in einem Sondenrohr ein magnetisch schaltbarer Kontakt, wie er unicr der Bezeichnung Reed-Kontakt im Handel erhältlich ist, fest angebracht und ist es ein das Sondenrohr umgebender und von ihm geführter Schwimmer vorgesehen, der einen Dauermagnet trägt. Erreicht der Dauermagnet bei ansteigendem oder fallendem Flüssigkeitsspiegel den Bereich, in dem sich der magnetisch schaltbare Kontakt befindet, so wird Jieser betätigt und gibt über angeschlossene Leitungen ein Signal nach außen ab, das entwede- angezeigt wird oder das entsprechende Schaltvorgänge auslöst. Bei diesem bekannten Niveau-Schalter wird der Kontakt in dem Rohr fest eingestellt und es kann der Pegel, bei dem die Anordnung ein Schaltsignal abgibt, nur in gewissen Grenzen durch Verschieben des Sondenrohres verändert werden. Fin nachträgliches Verändern der Position des magnetisch schaltbaren Kontaktes innerhalb des Sondenrohres ist nicht möglich, weil der Kontakt nicht zugänglich ist.

Es ist auch bekannt (US-PS 37 03 245. DL-PS 81 968), einen mit einem Dauermagneten ausgerüsteten Schwimmer in einem Meßrohr vertikal bewegbar geführt anzuordnen und außen an dem Meßrohr, das mit dem die Flüssigkeit enthaltenen Behälter verbunden ist. einen magnetisch schaltbaren Kontakt anzubringen. Der schaltbare Kontakt spricht an, wenn der Schwimmer in dem Meßrohr die Höhe des Kontaktes etwa erreicht. Von Nachteil ist jedoch, daß an dem Behälter ein zusätzliches Meßrohr angebracht werden muß, was vielfach nicht möglich oder zumindest unerwünscht ist. Auch ist der außen an dem Meßrohr anzubringende Kontakt der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt. Ein Verändern des Wertes, bei dem ein Signal abgegeben werden soll, muß durch manuelles Verstellen einer den Kontakt tragenden Klemmvorrichtung bewirkt Werden. Dadurch ist die Umstellung auf einen anderen Ansprechpegel umständlich und zeitraubend. Auch sind die zu dem Kontakt führenden Leitungen nicht geschützt, soweit nicht noch ein zusätzliches Schutzrohr, das das Meßrohr umgibt, vorgesehen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Niveau-Schalter der eingangs genannten Art zu verbessern und ihn für einen universelleren Einsatz geeignet auszubilden.

Gelöst wird diese Aufgabe ausgehend von einem Niveau-Schalter der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch, daß der magnetisch schaltbare Kontakt im Sondenrohr längsverschiebbar angeordnet ist, und daß zum Verschieben des magnetisch schaltbaren Kontaktes eine Verstellvorrichtung in dem stets oberhalb der Flüssigkeit verbleibenden oberen Bereich des Sondenrohres vorgesehen ist.

Ein Vorteil eines derartigen Niveau-Schalters liegt darin, daß mit einer einzigen Ausführung eine Vielzahl unterschiedlicher Niveaus eingestellt und überwacht werden kann, und daß die Verstellung am Einbauort auch nachträglich jederzeit ohne besondere Hilfsmittel möglich ist. Dadurch läßt sich ein derartiger Niveau-Schalter an sich ändernde Betriebsverhältnisse problemlos anpassen. Der Aufwand für einen derartigen Niveau-Schalter ist überaus gering und es ist ein derartiger Niveau-Schalter aufgrund seines einfahr

Aufbaues betriebssicher und zuverlässig. Dabei eröffnet der erfindungsgemäße Niveau-Schalter, wie nachher noch ausführlicher erläutert wird, die Möglichkeit, nicht nur einen Grenzwert oder einen Pegel zu überwachen sondern auch eine Messung durchzuführen, also sich beliebig verändernde Flüssigkeitsstände zu ermitteln, wie es sonst nur mit aufwendigen Kapazitäts-, Leitfähigkeits- oder Schall-Laufzeit-Me3verfahren möglich ist

Die Verschiebbarkeit des magnetisch schaltbaren Kontaktes kann in unterschiedlicher Weise verwirklicht sein. Beispielsweise kann der magnetisch schaltbare Kontakt mit einer Gewindehülse versehen sein, die auf eine Gewindespindel aufgedreht ist, die sich längs durch das Sondenrohr erstreckt und die vom oberen Ende des Sondenrohres her drehbar ist. Der Aufwand für eine derartige Anordnung ist jedoch relativ groß und es ist vor allem eine Verstellung des magnetisch schaltbaren Kontaktes über einen größeren Stellweg hinweg selbst bei Verwendung von Steilgewinden relativ zeitr.iubend. Bei einer bevorzugten Ausführungfform der Erfindung ist dagegen der magnetisch schaltbare Kontakt an einem Zugglied, insbesondere an einem Band angebracht. Der Aufwand für ein derartiges Band ist erheblich geringer als der Aufwand für eine lange Spindel, und es läßt sich ein derartiges Band in einfacher Weise führen und bewegen. Beispielsweise ist bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die Verstellvorrichtung in einem das obere Ende des Sondenrohres abschließenden Sondenkopf angeordnet und als drehbar gelagertes Rad mit daran geführtem Band ausgebildet. Durch Drehen des Rades laßt sieh das Band und damit der magnetisch schaltbare Kontakt in dem Sondenrohr entlangbewegen.

In vielen Fällen reicht ein Reibschluß zwischen Band und Rand für die Antriebsbewegung des Bandes aus. Dabei können Band und Rad mit entsprechend ausgebildeten Oberflächen versehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dagegen ist das Band längs perforiert und das Rad mit in die Perforation eingreifenden Zähnen versehen. Auf diese Weise ist ein formschlüssiger Antrieb des Bandes erzielt. der auch dann zuverlässig arbeitet, wenn das Band losr hängend in das Sondenrohr eingeführt ist. Zur Verbindung der Kontaktfahnen des magnetisch schaltbaren Kontaktes mit nach außen geführten Anschlüssen können an dem Band entlanggeführte oder von oein Kontakt nach unter hängende und anschließend in einer Schleife nach oben zum Sondenkopf geführte Kabel vorgesehen sein. Bei Ausführungsformen der Erfindung besteht das Band aus zwei leitenden Streifen, beispielsweise aus zwei Metallbändern, zwischen denen der magnetisch schaltbare Kontakt angeordnet und an denen die Kontaktfahnen elektrisch leitend befestigt sind. Bei einer bevorzugten anderen Ausführungsform der Erfindung dagegen besteht das Band aus elektrisch nichtleitendem Material ur.d ist mit mindestens zwei elektrisch leitenden längsstreifenförmigen Schichten versehen, an die die Kortaktfahnen des magnetisch schaltbaren Kontaktes angeschlossen sind. Als Band kann beispielsweise ein Kunststoffband aus einem flexiblen, elastischen Kunststoff verwendet werden, auf den zwei elektrisch leitende Schichten aufkaschiert sind. Beispielsweise kann das Band dadurch hergestellt sein, daß zunächst das gesamte Band mit einer elektrisch leitenden Schicht, beispielsweise mit Kupfer, beschichtet wird und daß anschließend ein mittlerer Längsstreifen herausgeätzt wird, so daß die beiden Leiterstreifen

entlang dem Rand des Bandes verbleiben.

Auch bei diesen Ausführungsformen kann das Ende des Bandes unterhalb des magnetisch schaltbaren Kontaktes in einer Schleife nach oben geführt sein, wo die Leiterstreifen an Anschlüsse geführt sind, von denen aus Leitungen zu den Anzeige- oder Schaltgeräten führen, die von dem Niveau-Schalter geschaltet werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen sind jedoch feststehend angeordnete Schleifkontakte vorgesehen, die an je einer der elektrisch leitenden Schichten anliegen und die mit nach außen geführten Anschlüssen verbunden sind. Eine derartige Ausführungsform verlangt nur ein kürzeres Band und vor allem keine nach oben zurückgeführte Kabel- oder Bandschleife.

Das Band mit dem magnetisch schaltbaren Kontakt kann lose hängend in dem Sondenrohr angeordnet sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist jedoch das Sondenrohr in seinem Inneren mit einer hinterschnittenen Nut, insbesondere mit einem T-Querschnitt, versehen und es ist das Zugglied in dem hinterschnittenen Teil geführt. Der magnetisch schaltbare Kontakt dagegen ist in dem den hinterschnittenen Teil mit dem Innenraum des Sondenrohres verbindenden Teil der Nut vorgesehen und geführt. Durch diese Anordnung läßt sich auch ein relativ flexibles Band problemlos in dem Sondenrohr entlangschieben, weil es nicht seitlich ausweichen kann.

Die Position des magnetisch schaltbaren Kontaktes kann beispielsweise durch Feststellen der Zahl der Umdrehungen des Stellrades ermittelt werden, wenn von einer vorbekannten Ausgangsposition ausgegangen wird. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Band mit einer Skalierung versehen, und es ist an dem Sondenrohr, insbesondere dem Sondenkopf, ein Sichtfenster vorgesehen, durch das hindurch die Skalierung sichtbar ist. Diese Skalierung ist bevorzugt unmittelbar in Höhen- oder Füllstandsangaben aufgebracht, so daß unmittelbar die Position des magnetisch schaltbaren Kontaktes, beispielsweise in bezug auf das untere Sondenende oder in bezug auf einen Behälterboden, ablesbar ist

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Rad der Verstellvorrichtung, über das das Band geführt ist. auf einer nach außen geführten Welle befestigt, an der außerhalb des Sondenkopfes ein Stellantrieb angreift. Beispielsweise ist als Stellantrieb ein Rändelrad vorgesehen, das manuell betätigt wird- Es kann jedoch auch als Stellantrieb ein Antriebsmotor, insbesondere ein Schrittschaltmotor vorgesehen sein. Dabei eröffnet ein mit konstanter Geschwindigkeit laufender Motor oder ein Schrittmotor zusätzlich die Möglichkeit, durch Messen der Motorlaufzeit bzw. durch Zählen der Motorschritte festzustellen, um welche Strecke der magnetisch schaltbare Kontakt angehoben oder abgesenkt worden ist Ist die vorherige Position des magnetisch schattbaren Kontaktes bekannt, so kann damit auch die neue Position ermittelt werden.

Das Band kann, wie erwähnt, in dem Rohr frei hängend oder in der Nut geführt sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist an unteren Ende des Sondenrohres ein Umlenkrad für das Zugglied vorgesehen und es ist das Zugglied als Endlostrieb ausgebildet und um das Rad der Verstellvorrichtung und um das Umlenkrad herumgeführt. Dadurch kann ein Verhaken oder Verklemmen des Bandes in der Nutführung vermieden werden, weil das Band nicht nur geschoben sondern stets auch gezogen wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind der Sondenkopf und die Verstellvorrichtung so gestaltet, daß mehrere Sonden nebeneinander reihbar und insbesondere mit einem gemeinsamen, auf die

.. verschiedenen Stellvorrichtungen umschaltbaren Antrieb koppelbar sind. Derartige Ausführungsformen haben den Vorteil, daß eine Gruppe verschiedener Niveaus oder Pegel überwacht werden kann, wodurch sich die unterschiedlichsten Schalt- und Regelaufgaben

.. loser; lassen.

Der den Dauermagnet tragende Schwimmer kann beispielsweise als Ring ausgebildet sein, der das Sondenrohr umgibt und in dieser Weise von dem Sondenrohr geführt ist. Bei einer bevorzugten Ausfüh-

.. rungsform der Erfindung dagegen ist das Sondenrohr außen mit einer hinterschnittenen Längsnut versehen, in der der Schwimmer mit dem Magnet formschlüssig geführt ist. Das Sondenrohr weist dabei bevorzugt einen etwa rechteckigen Querschnitt auf mit einer annähernd

„, quadratischen inneren Kammer, in der die das Band führende Nut eingearbeitet ist, sowie eine einseitig offene äußere Kammer, in der der Schwimmer geführt ist. Derartige Rohre lassen sich als Strangpreßprofile preiswert aus den verschiedensten Werkstoffen, insbe-, sondere aus Kunststoff herstellen. Dabei können Kunststoffe verwendet werden, die gute Gleiteigenschaften für den Schwimmer und das Band aufweisen, wobei auch die Widerstandsfähigkeit der üblichen Kunststoffe gegen aggressive Medien bei der Verwen-

;, dung als Sondenrohr vorteilhaft ausgenutzt werden kann.

Bei Ausführungsformen der Erfindung ist an den. unteren Ende des Sondenrohres ein Abschlußdeckel aufgesetzt und gegebenenfalls mit einem Befestigungs-

;, flansch zum Befestigen an dem Boden eines mit der Sonde auszurüstenden Behälters versehen. Dadurch kann das Sondenrohr fixiert und hinsichtlich der gewünschten Lage, insbesondere bei eine große Länge aufweisenden Sondenrohren, fixiert werden.

._}c Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Verstellvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Fernanzeige, insbesondere einem Impulsgeber oder einem Potentiometer versehen. Beispielsweise kann das Potentiometer Teil eines Nachlaufsysteme=

sein, das es in bekannter Weise gestattet, die Positior der Verstellvorrichtung und damit die Position de« magnetisch schaltbaren Kontaktes fern anzuzeigen Anstelle des Potentiometers kann die Verstellvorrich tung auch mit einem Impulsgeber ausgerüstet sein, dei

je Teilschritt einen Impuls abgibt, der von einem Zählei gezählt wird, wobei das Zählergebnis unmittelbar di< Position des magnetisch schaltbaren Kontaktes angibi Ist für den Verstellantrieb ein Schrittschaltmoto! vorgesehen, so können unmittelbar die Schritte diese:

Motors gezählt und als Maß für den von den magnetisch schaltbaren Kontakt während des Betriebe: des Schrittschaltmotors zurückgelegten Weg verwen det werden.

In bevorzugter weiterer Ausgestaltung ist dabei mi

der Verstellvorrichtung ein Fernanzeiger verbunder der mit einstellbaren Marken versehen ist derei Einstellvorrichtung mit der Verstellvorrichtung in de Art gekoppelt ist, daß bei Verstellen der Marken di Einstellvorrichtung entsprechend verstellt wird. Es is

ds also die Stellvorrichtung von den Marken gesteuer Damit zeigt der Fernanzeiger einerseits durch di Marken die Stellung der jeweiligen magnetise schaltbaren Kontakte einer Sonde von einer Grupp

von Sonden an. Zusätzlich kann, beispielsweise durch zusätzliche, an den Marken angebrachte Leuchten, angezeigt werden, welcher der elektrisch schaltbaren Kontakte geschaltet ist, wo sich also jeweils der Schwimmer befindet.

Mit der erfindungsgemäßen Sonde ist jedoch nicht nur das Erfassen eines Grenzwertes sondern auch das Messen eines Füllstandes oder einer Flüssigkeitshöhe möglich. Zu diesem Zweck wird mittels der Verstellvorrichtung der magnetisch schaltbare Kontakt in eine Endlage verfahren und es wird anschließend der magnetisch schaltbare Kontakt vor der Endlage aus wegbewegt. Wird nun der Weg oder die Zeit oder die Zahl der Impulse gemessen bis zu dem Zeitpunkt an dem der magnetisch schaltbare Kontakt den Schwim- ,₅ mer passiert und durch den Schwimmer betätigt wird, so ist das Verhältnis dieser Zeit oder Strecke oder Impulszahl zu der Zeit oder Strecke oder Impulszahl, die dem gesamten Weg zugeordnet ist, ein Maß für den jeweiligen Füllstand oder Flüssigkeitspegel. 1st beispielsweise die Anordnung so ausgelegt, daß ein Schrittschaltmotor tausend Schritte von der einen Endlage bis zur anderen Endlage durchführt und spricht, ausgehend von der einen Endlage der magnetisch schaltbare Kontakt nach 225 Schritten an, so bedeutet _2J dies, daß de: Pegel 22,5 Prozent von der einen Endlage entfernt ist. Sind die beiden Endlagen dem Leerzustand bzw. dem Vollzustand eines Behälters zugeordnet, so bedeutet diese Anzeige, daß der Behälter noch zu 22.5% gefüllt bzw. bereits um 22,5% entleert ist, je nachdem ob vom unteren Grenzpegel oder vom oberen Grenzpegel bei der Messung ausgegangen wird. Dabei kann die Messung und Anzeige über einen Zähler erfolgen, wenn entweder ein Schrittmotorantrieb verwendet ist oder ein impulsgeber an der Verstellvorrichtung angebracht ist. Es kann bei Antrieben mit konstanter Geschwindigkeit auch die Zeit als Maß für die von dem magnetisch betätigten Kontakt zurückgelegte Strecke verwendet werden, wie auch ein Potentiometer-Nachlaufsystem hierzu verwendet werden kann.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Niveauschalter mit in Ansicht dargestelltem Kabelanschluß.

F i g. 2 eine Mehrfach-Niveau-Schalteranordnung teils in Ansicht in Richtung des Pfeiles II der F i g. 1, teils im Schnitt,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung von F i g. 2 in Richtung des Pfeiles 111 der F i g. 2,

F i g. 4 eine Ansicht eines an dem Ende eines Bandes angebrachten magnetisch schaltbaren Kontaktes in Richtung des Pfeiles IV der F i g. 1,

Fig.5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der F i g. 1 und

F i g. 6 eine Ansicht eines Anzeige- und Steuerpultes für eine Mehrfachanordnung erfindungsgemäßer Niveau-Schalter.

Ein Sondenrohr 1 mit einem etwa rechteckigen Außenumriß, das als Kunststoffprofil hergestellt ist, ist an seinem unteren Ende mit einem Verschlußdeckel 2 dicht verschlossen, an den ein Flansch 3 angesetzt sein kann zur Befestigung am Boden eines mit der Sonde auszurüstenden Behälters. Das obere, stets oberhalb des ns Flüssigkeitsspiegels verbleibende Ende des Sondenrohres 1 ist durch einen aufgesetzten Sondenkopf 4 verschlossen, an dem eine Anschlußverschraubung 5 für elektrische Leitungen befestigt ist.

Das Sondenrohr umfaßt zwei Kammern, eine innere Kammer 6, die nach außen abgeschlossen ist, und eine äußere Kammer in Gestalt einer in das Sondenrohr eingearbeiteten, hinterschnittenen Nut 7. In der hinterschnittenen Nut 7 ist ein im Querschnitt annähernd T-förmiger Schwimmer 8 in Längsrichtung des Sondenrohres verschiebbar geführt, in dem ein Dauermagnet 9 untergebracht ist.

Die innere Kammer 6 weist einen Querschnitt auf. der aus einem Rechteck und zwei einander gegenüberliegenden, an das Rechteck anschließenden Hinterschneidungon besteht, die als etwa T-förmige Längsnut 10 bzw. 11 ausgebildet sind. In der an die Nut 7 angrenzenden Längsnut 10 ist in dem hinterschnittenen Teil ein Band 12 geführt, das an seinem unteren Ende einen in einem Schutzkäfig 13 untergebrachten magnetisch schaltbaren Kontakt 14 trägt. Bei dem magnetisch schaltbaren Kontakt 14 handelt es sich um ein in ein Glasröhrchen eingeschmolzenes Kontaktfahnenpaar, dessen innere Kontakte sich in geringem Abstand gegenüberstehen; die inneren, innerhalb des Glasröhrchens untergebrachten Kontakte kommen aneinander zur Anlage, wenn ein ausreichend starkes Magnetfeld die aus ferromagnetische!!! Material bestehenden Kontaktfahnen durchsetzt. Die außerhalb des Glasröhrchens befindlichen Kontaktfahnenabschnitte dienen zum Anschluß des magnetisch schaltbaren Kontaktes 14 an einen Stromkreis. Der Schutzkäfig 13 ist etwas schmaler im Querschnitt als der in den Innenraum der Kammer 6 mündende Bereich der Längsnut 10 und von dieser geführt. Das Band 12 ist. von dem magnetisch schaltbaren Kontakt ausgehend, in dem Querjoch der Längsnut 10 im Sondenrohr 1 nach oben geführt bis in den Sondenkopf, wo ein Verstellrad 15 mit zur Ebene des Bandes 12 paralleler und zur Längsachse des Sondenrohres 1 senkrechter Achse drehbar gelagert ist. Das Band 12 ist über das Verstellrad 15 unter Umlenkung um etwa 180° hinweggeführt und verläuft anschließend in dem Querjoch der Längsnut 11 im Sondenrohr 1 wieder nach unten. Die Länge des Bandes 12 ist so bemessen, daß das freie Ende des Bandes 12 ir der Längsnut 11 sich in der Nähe des unteren Endes des Sondenrohres 1 befindet, wenn sich gleichzeitig dei magnetisch schaltbare Kontakt 14 in seiner oberster Stellung in der Nähe des Sondenkopfes 4 befindet.

Das Band 12 besteht aus einem flachen Streifer flexiblen Kunststoffes, an dessen Rändern zumindest ai der nach außen gekehrten Seite des Bandes 12 je eini elektrisch leitfähige, streifenförmige Schicht 16 und Γ aufgebracht ist Diese Leiterschichten 16 und 17 sind in Bereich des den magnetisch schaltbaren Kontakt l· tragenden Endes nach innen gezogen und bilden dor Lötstützpunkte 18 und 19, an denen Kontaktfahnen 2 und 21 des magnetisch schaltbaren Kontaktes 1 elektrisch leitend angeschlossen, insbesondere angele tet sind Dazu ist das Band im Bereich der Lötstützpunk te 18 und 19 durchbohrt und es sind die Kontaktfahne 20 und 21 durch die Bohrung hindurchgeführt und ai der dem Kontakt 14 abgewandten Seite mit der doi befindlichen Leiterschicht 16 bzw. 17 verlötet Di Anordnung ist in Fig.4 näher dargestellt wobei i dieser Darstellung zur besseren Übersicht der Schut; käfig 13 weggelassen ist

Das Band 12 ist beidseitig mit einer Längsperforatio 22 versehen, in die Zähne 23 des Verstellrades 1 eingreifen. Die Längspenoration 22 und die Zähne ί verhindern ein Gleiten des Bandes 12 in Umfangsricl

tung des Verstellrades 15. In dem Sonderkopf 4 ist ferner ein Paar Schleifkontaktfedern 24 vorgesehen, die an der dem Verstellrad 15 abgewandten Außenseite des Bandes 12 in dessen Randbereich auf den Leiterschichten 16 bzw. 17 anliegen. Dabei können die Enden der Schleifkontaktfedern 24 gegabelt sein, so daß sie die durch die Längsperforationen 22 hindurchtretenden Zähne 23 umgreifen. Über die Schleifkontaktfedern 24 wird der magnetisch schaltbare Kontakt 14 in einen Signal- oder Steuerstromkreis gelegt. Die Schleifkontaktfedern 24 sorgen außerdem durch ihre Anlage an der Bandaußenseite dafür, daß das Band mit seinen Längsperforationen 22 exakt in den Zähnen 23 liegt.

Das Verstellrad 15 ist auf einer in dem Sondenkopf 4 drehbar gelagerten Welle 25 drehstarr befestigt. Dabei ,₅ kann die Welle 25 gegenüber dem Verstellrad 15 auch längsverschiebbar sein, um die drehstarre Verbindung zwischen Welle und Rad aufheben zu können. Beispielsweise ist die Welle in einem bestimmten Bereich mit einer Verzahnung versehen, in die das mit einer Gegenzahnung versehene Verstellrad eingreift, solange sich der verzahnte Bereich in der Ebene des Verstellrades befindet. Wird die Welle verschoben, wird dadurch die Kopplung mit dem Verstellrad aufgehoben. Auf der Welle 25 ist ferner im Seitenwandbereich des Sondenkopfes 4 ein Rändelrad 26 drehstarr befestigt, das ein manuelles Verdrehen des Verstellrades 15 gestattet. Der Durchmesser des Rändelrades 26 ist größer als der Durchmesser des Verstellrades 15. so daß es über eine Frontwand 27 des Sondenkopfes 4 nach vorn herausragt und damit für eine manuelle Betätigung zugänglich ist. Das Rändelrad 26 kann, falls zusätzlich ein motorischer Verstellantrieb vorgesehen ist, in gleicher Weise mit der Welle 25 drehstarr aber durch Verschieben der Welle 25 lösbar verbunden sein wie das -^ Verstellrad 15.

In die Frontwand 27 des Sondenkopfes 4 ist eine mit einer durchsichtigen Scheibe 28 abgedeckte Aussparung eingearbeitet, durch die hindurch Ziffern 29 einer Skalierung 30 sichtbar sind, die auf dem Band 12 zwischen den Längsperforationen 22 aufgebracht sind. Die Anordnung der Ziffern 29 ist so gewählt, daß die jeweils durch die Scheibe 28 hindurch sichtbare Ziffer den Abstand des magnetisch schaltbaren Kontaktes 14 von dem Verschlußdeckel 2 oder dem Boden eines Behälters angibt. Ebenso könnte auch die Anordnung der Ziffern 29 so gewählt sein, daß die sichtbare Ziffer den Abstand des magnetisch schaltbaren Kontaktes 14 von dem Sondenkopf angibt

Der Sondenkopf 4 ist so ausgebildet, daß mehrere Sonden aneinandergereiht werden können. Zu diesem Zweck sind an dem Sondenkop." seitlich einerseits Paßvorsprünge 31 und andererseits auf der gegenüberliegenden Seite entsprechende Vertiefungen 32 vorgesehen, die bei einer Nebeneinanderreihung gemäß F i g. 3 ineinandergreifen und eine Art Verriegelung der Sondenköpfe gegeneinander bewirken. An einem Ende der Sondenkopfreihe ist ein Stellantrieb 33 mit einer Anschlußverschraubung 34 angebracht Als Stellantrieb kann ein Schrittschaltmotor oder ein kontinuierlich laufender Motor verwendet sein. Dabei kann der Stellantrieb 33 mit einer Schaltvorrichtung versehen sein, mittels der er wahlweise, beispielsweise durch Verschieben der Welle 25 in axialer Richtung, an eines der Verstellräder 15 der Gruppe von Sonden kuppelbar ist Es ist auch möglich, die Welle 25 als Hohlwelle auszubilden und mehrere Wellen ineinander zu führen, wobei dann an jede Welle ein eigener Stellmotor angeschlossen werden kann. Daidurch ist es möglich, die Anordnung für die unterschiedlichsten Zwecke auch ferngesteuert bzw. fernbedienbar auszuführen.

Die Verwendung einer Gruppe von Sonden mit magnetisch schaltbaren Kontakten ermöglicht auch das Durchführen von Regelaufgaben. Beispielsweise kann eine der Anordnungen, wie in Fig.2 dargestellt, aul einen Wert von 20, die nächste auf einen Wert von 180 und die dritte auf einen Wert von 190 eingestellt sein. Wird beispielsweise diese Anordnung mittels eines Flansches 35 in einen Behälter mit einer Füllhöhe von 2 m eingesetzt, so gibt der erste Schalter Kontakt, wenn der Füllstand einen 10%-Grenzwert (20 cm) anzeigt. Das bei Erreichen dieses Wertes durch den magnetisch schaltbaren Kontakt ausgelöste Signal kann beispielsweise zum Einschalten einer Pumpe verwendet werden, die den Behälter wieder füllt. Wird der obere Füllstand von 90% (180 cm) erreicht, gibt der auf diese Höhe eingestellte magnetisch schaltbare Kontakt Signal und bewirkt beispielsweise ein Abschalten der Pumpe oder ein Schließen eines Zulaufventils. Als Sicherheitsfüllstandswächter ist dabei die dritte Anordnung eingesetzt, die auf einen 95%-FülIwert (190 cm) eingestellt ist und die eine Warnanlage betätigt und/oder eine Notschaltung vornimmt.

Mit der Welle 25 gekoppelt kann entweder in jedem Sondenkopf oder auch innerhalb des Gehäuses des Stellantriebes 33 ein Potentiometer vorgesehen sein, das eine Fernübertragung der Position des magnetisch schaltbaren Kontaktes 14 ermögliicht. Wird dabei dieses Potentiometer in eine Nachlaufschaltung eingesetzt, so kann auch eine Fernverstellung mit der Fernübertragung gekoppelt werden.

Ein Steuerpult für fünf Sonden oder Niveau-Schalter zeigt Fig. 6. Eine Frontplatte 36 ist mit einer Skalenaussparung 37 für eine Anzeigeskala 38 versehen, auf der ein Zeiger 39 den jeweils herrschenden Füllstand anzeigt. Entlang von Führungsschlitzen 40 sind Marken 41 bewegbar, die beispielsweise Teil eines Potentiometers eines Nachlaufsystemes sind. Wird eine der Marken 41 bewegt, so wird über das Nachlaufsystem der magnetisch schaltbare Kontakt der dieser Marke zugeordneten Sonde in gleicher Weise verstellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine Meßsonde, die den Zeiger 39 steuert, und fünf Schalt- oder Signalsonden eingesetzt, die bei Erreichen bestimmter, einstellbarer Pegel Schalt- oder Steuersignale auslösen. Der Zeiger 39 wird von einer Sonde gesteuert, die mit einer Nachlaufvorrichtung versehen ist wobei die Nachlaufanordnung so ausgebidet ist daß der magnetisch schaltbare Kontakt 14 stets geschlossen ist Wandert der Schwimmer 8 weg, so daß sich der magnetisch schaltbare Kontakt 14 öffnet wird durch die Nachlaufsteuerung der magnetisch schaltbare Kontakt so lange nachgefahren, bis er wieder schließt Läuft er in der falschen Richtung, so wird bei Erreichen eines Endpunktes die Laufrichtung des Antriebs umgeschaltet bis er wieder den Schwimmer erreicht und anhält Auf diese Weise ist auch eine zuverlässige Messung eines Pegels«andes einschließlich Anzeige mit wenig Aufwand möglich. Der Beobachter weiß, daß die Anzeige den richtigen Pegel anzeigt, wenn sich der Zeiger 39 nicht bewegt Zusätzlich kann noch eine Anzeigeleuchte angeschlossen sein, die anzeigt daß der Schaltkontakt geschlossen ist als Zeichen dafür, daß der Abgleichvorgang oder Nachlaufvorgang beendet ist

Die in F i g. 6 dargestellte Anordnung kann mit einer durchsichtigen, abschließbaren Haube abeedeckt sein,

um ein unbefugtes Verstellen zu unterbinden.

Auf der Frontplatte 36 sind ferner Beschriftungsfekier
vorgesehen, die Hinweise für den Benutzer enthalten.
Gleichartige Besehriftungsfelder 43 sind an jedem
Sondenkopf unterhalb der Scheibe 28 vorgesehen; sie
geben dem Benutzer Hinweise auf die Funktion, die von
dem zugeordneten magnetisch schaltbaren Kontakt 14
gesteuert wird.

Ferner kann bei bestimmten Ausführungsformen am

unteren oder am oberen Rohrende ein Sehaltkontak oder ein fest angebrachter Magnet vorgesehen sein, dit ein Signal auslösen, wenn der magnetisch schaltbar^ Kontakt diese Lndposition erreicht bzw. verläßt. Diese Signal ist beispielsweise das Startsignal bei der Messung des Pegels durch Verschieben des magnetisch schaltba ren Kontaktes und Bestimmung der Laufzeit odei Laufstrecke bis zum Erreichen des Schwimmers mi dem Magnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Niveau-Schalter zum Messen und Oberwachen von Flüssigkeitsständen und Füllhöhen, mit einem mit seinem unteren Ende in die Flüssigkeit eintauchenden Sondenrohr, in dem ein magnetisch schaltbarer Kontakt untergebracht ist, von dessen Kontaktfahnen Leitungen nach außen geführt sind, und mit einem entlang dem Sondenrohr durch die zu messende oder zu überwachende Flüssigkeit bewegbaren Schwimmer, der einen Dauermagnet trägt, der bei Annäherung an den magnetisch schaltbaren Kontakt diesen betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch schaltbare Kontakt (14) im Sondenrohr (1) längsverschiebbar angeordnet ist, und daß zum Verschieben des magnetisch schaltbaren Kontaktes eine Verstellvorrichtung (15,25,26; 15,25,33) in dem stets außerhalb der Flüssigkeit verbleibenden oberen Bereich des Sondenrohres (1) vorgesehen ist.

   2. Niveau-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisch schaltbare Kontakt (14) an einem Zugglied, insbesondere an einem Band (12), angebracht ist.

   5. Niveau-Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung in einem das obere Ende des Sondenrohres (1) abschließenden Sondenkopf (4) angeordnet und als drehbar gelagertes Rad (15) mit darüber geführtem Band (12) ausgebildet ist.

   4. Niveau-Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (12) längs perforiert (22) und das Rad (15) mit in die Lärgsperforationen (22) eingreifenden Zähnen (23) versehen ist.

   5. Niveau-Schalter nach einem eier Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (12) aus elektrisch nichtleitendem Material besteht und mit mindestens zwei elektrisch leitenden, längsstreifenförmigen Schichten (16 und 17) versehen ist, an die die Kontaktfahnen (20 und 21) des magnetisch schaltbaren Kontaktes (14) angeschlossen sind.

   6. Niveau-Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß feststehend angeordnete Schleifkontakte (24) vorgesehen sind, die an je einer der elektrisch leitenden Schichten (16 bzw. 17) anliegen und die mit nach außen geführten Anschlüssen verbunden sind.

   7. Niveau-Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sondenrohr (1) in seinem Inneren (6) mit mindestens einer hmterschnittenen Nut (10 bzw. 11), insbesondere mit einem T-Querschnitt, versehen ist, und daß das Zugglied (12) in dem hinterschnittenen Teil der Nut geführt ist.

   8. Niveau-Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (12) mit einer Skalierung (30) versehen ist und an dem Sondenrohr, insbesondere dem Sondenkopf (4) ein Sichtfenster (28) vorgesehen ist, durch das hindurch die Skalierung (30) sichtbar ist.

   9. Niveau-Schalter nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellrad (15) der Verstellvorrichtung auf einer nach außen geführten Welle (25) befestigt ist, an der außerhalb des Sondenkopfes (4) ein Stellantrieb (26 bzw. 33) angreift.

   10. Niveau-Schalter nach Anspruch 9, dadurch »ekennzeichnet. daß als Stellantrieb ein Rändelrad

   (26) vorgesehen ist

   11. Niveau-Schalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellantrieb (33) ein Antriebsmotor, insbesondere ein Schrittschaltmotor, vorgesehen ist

   IZ Niveau-Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Sondsnrohres (1) ein Umlenkrad für das Zugglied vorgesehen ist, und daß das Zugglied als Endlostrieb ausgebildet und um das Verstellrad (15) und um das Umlenkrad herumgeführt ist.

   13. Niveau-Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenkopt (4) und die Verstellvorrichtung so gestaltet sind, daß mehrere Sonden aneinanderreihbar und insbesondere mit einem gemeinsamen, auf die verschiedenen Verstellvorrichtungen umschaltbaren Antrieb (33) stellbar sind.

   14. Niveau-Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sondenrohr außen mit einer hinterschniitenen Längsnut (7) versehen ist. in der der Schwimmer (8) mit dem Magnet (9) geführt ist.

   15. Niveau-Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unteren Ende des Sondenrohrs (1) ein Abschlußdeckel (2) dicht aufgesetzt und gegebenenfalls mit einem Befestigungsflansch (3) zum Befestigen an dem Boden eines mit der Sonde auszurüstender Behälters versehen ist

   16. Niveau-Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Fernanzeige, insbesondere einem Impulsgeber oder einem Potentiometer, versehen ist.

   17. Niveau-Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Verstellvorrichtung ein Fernanzeiger (36, 38, 39) verbunden ist, und daß der Fernanzeiger mit einsteilbaien Marken (41) versehen ist, deren Einstellvorrichtung mit der Verstellvorrichtung (33) in der Art gekoppelt ist, daß bei Verstellen der Marken (41) die Verstellvorrichtung den magnetisch schaltbaren Kontakt (14) entsprechend verstellt.