DE2544038A1 - Fuellstandsmessgeraet - Google Patents

Description

PATENTANWALT WG. H. KIRCHGAESSER

Grofenmühlenwegl96 2°·· September 19 7 5

Telefon 0221/683890 K 231/Kia/Lt

Anmelder: LUDWIG KROHiIE, Duisburg

Füllstandsraeßgerät

Die Erfindung betrifft ein Füllstandsmeßgerät mit einem Schwimmer bzw. Verdrängerkörper und einem Anzeigegerät, bei dem der Schwimmer bzw. Verdrängerkörper über einen Draht oder dergleichen an einer mit dem Anzeigegerät gekuppelten Aufwickeltrommel befestigt ist, sowie einer mit der Aufwickeltrommel verbundenen Ausgleichseinrichtung zur Kompensation des um den Auftrieb verminderten 3ewichtes des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers. Die Erfindung bezieht sich hierbei insbesondere auf Füllstandsmeßgeräte für einen großen Meßlängenbereich.

Bei bekannten Füllstandsmeßgeräten der vorgenannten Art besteht die Ausgleichsvorrichtung üblicherweise aus einem sogenannten Federmotor, welcher mit der Aufwickeltrommel derart verbunden ist, daß das um den Auftrieb verminderte Gewicht des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers in jeder Höhenlage ausgeglichen wird (DT-PS 1247 679). Ein wesentlicher Nachteil dieser Federmotoren ist der, daß sich die Federkraft in Abhängigkeit von der abgewickelten Länge besonders bei großen Längen im unteren und oberen Bereich des elastischen Bandes nicht linear verhält. Durch die hiermit verbundene Änderung des Drehmoments ergibt sich eine Änderung der Eintauchtiefe des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers, wodurch die Genauigkeit der Anzeige in diesen Bereichen erheblich beeinträchtigt wird. Ein weiterer Nachteil wird darin gesehen, daß die Lebensdauer der Federmotoren durch das ständige Hin- und Herbiegen des in Querrichtung schwach gekrümmten elastischen Bandes begrenzt ist. Ferner führt das unlineare Verhalten des elastischen Bandes dazu, daß beim Messen größerer Höhenunterschiede mehrere Federmotoren hintereinander geschaltet werden müssen, da der normale Höhenbereich für einen Federmotor mit Rücksicht auf dieses

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unlineare Verhalten üblicherweise bei etwa Io m liegt. Schließlich besteht bei Federmotoren noch die Gefahr, daß bei nichtsachgerechter Bedienung, beispielsweise bei einer ruckartigen Beschleunigung des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers das Federband abspringen kann.

Bei einem anderen in der Praxis verwendeten Füllstandsmeßgerät ist die Welle der Aufwickeltrommel über einen Waagebalken sowie zwei Ausgleichfedern mit einem Reversiermotor derart verbunden, daß der Motor beim Auf- oder Abwickeln des Drahtseiles abgeschaltet wird, sobald das durch die Ausgleichsfedern erzeugte Drehmoment sich im Gleichgewicht mit dem Gewicht des Verdrängerkörpers abzüglich des Auftriebes durch die Flüssigkeit befindet. Bei einer Störung des Gleichgewichtszustandes durch Niveauänderung wird hierbei die Abweichung des Waagebalkens von der Gleichgewichtslage über Endschalter abgetastet, und es wird für die Dauer der Abweichung ein Spannungssignal auf einen Servomotor gegeben, der seinerseits über ein Schneckenradgetriebe die Gleichgewichtslage des Waagebalkens wiederherstellt und gleichzeitig über den hierzu erforderlichen Verdrehungswinkel den Niveauunterschied auf einem Anzeigegerät sicßtbar macht.

Dieses nachlaufgesteuerte Meßgerät ist jedoch sehr empfindlich gegen Vibrationen und stoßartige Beanspruchungen, so daß. es -für den Einsatz in nicht stationären Tankanlagen bsp. in Schiffen nicht geeignet erscheint. Außerdem ist dieses Gerät nicht nur vom mechanischen, sondern auch vom elektrischen Aufbau her sehr aufwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllstandsmeßgerät zu Schaffen, das bei Vermeidung der vorgenannten Nachteile unabhängig von seinem Einsatzort über einen großen Meßlängenbereich mit größter Genauigkeit arbeitet und darüberhinaus einfach im Aufbau ist.

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Diese Aufgabe wird nach der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Aufwickeltrommel mit einer Scheibe gekuppelt ist, welche mit ihrem Außenrand durch das magnetische Feld eines Linearmotors geführt ist, dessen tangential wirkende Zugkraft auf die erforderliche Ausgleichskraft einstellbar ist. Hierbei wird die Zugkraft vorzugsweise auf eine konstante Kraft eingestellt, welche um einen geringen Betrag unter dem Gewicht des Verdrangerkörpers liegt.

Die Verwendung eines Linearmotors anstelle eines Feder>motors hat den großen Vorteil, daß über den angestrebten Höhenbereich von etwa Uo m und mehr auf die Scheibe stets eine konstante Zugkraft ausgeübt wird. Darüber hinaus bietet der Linearmotor noch den weiteren Vorteil, daß durch entsprechende Regelung der Stromzufuhr der Motor gleichzeitig zum Absenken oder Hochziehen des Schwimmers bzw. des Verdrängerkörpers eingesetzt werden kann. Dadurch wird die Inbetriebnahme des Füllstandsmeßgerätes erheblich vereinfacht. Im übrigen zeichnet- sich der Linearmotor vor dem Federmotor noch dadurch aus, daß er durch die berührungsfreie induktive Kraftübertragung auf die Kupplungsscheibe praktisch ohne Verschleiß arbeitet.

Das Prinzip der Erfindung ließe sich grundsätzlich auch dadurch verwirklichen, daß anstelle eines Linearmotors ein geeigneter Elektromotor mit Läufer verwendet würde. Hierbei müßte man jedoch den Nachteil in Kauf nehmen, daß der Elektromotor im Betriebszustand ständig überlastet wäre. Außerdem wäre noch zusätzlich ein Getriebe erforderlich, was gewartet werden muß.

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_ f. S

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbexspiel des erfindungsgemäßen Füllstandsmeßgerätes dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Meßgerätes in Vorderansicht und

Fig. 2 das Meßgerät in Seitenansicht

Ein verhältnismäßig flacher Schwimmer bzw. Verdrängerkörper 1 ist über einen Draht 2 oder dergleichen an einer Aufwickeltrommel 3 befestigt, die auf einer Welle h in Lagerstellen 5 und 6 drehbar gelagert ist. Mit der Welle 4 ist ferner ein Zeiger 7 verbunden, welcher mit einer ortsfesten Skalenscheibe 8 und einem nicht näher dargestellten Obersetzungsgetriebe das Anzeigegerät bildet.

Um das Gewicht des am Seil 2 hängenden Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers 1 auszugleichen, ist auf der Welle H eine Scheibe 9 befestigt, die durch das magnetische Feld eines Linearmotors hindurch geführt ist. Dieser Linearmotor Io ist im Betriebszustand auf eine konstante Zugkraft eingestellt, die um einen geringen Betrag unter dem Gewicht des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers liegt. Diese geringe Gewichtsdifferenz wird durch die Auftriebskraft des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers 1 kompensiert.

Die Anzeigegenauigkeit des Meßgerätes läßt sich noch dadurch verbessern, daß der Schwimmer oder Verdrängerkörper 1 als flache Tastplatte ausgebildet ist. Diese Art der Schwimmerausbildung hat den Vorteil, daß die Eintauchtiefe praktisch unabhängig von der Dichte der Meßflüssigkeit ist und auch der Gewichtseinfluß des Drahtes selbst bei großer Drahtlänge sich kaum in einer Änderung der Eintauchtiefe bemerkbar macht.

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Claims (2)

1. Patentansprüche:

   l.J Füllstandsneßger.'lt nit einen Schwimmer bzw. Verdr 'ingerkörper und einem Anzeigegerät, bei dem der Schwimmer bzw. Verdränger köi^per über einen Draht oder dergleichen an einer tiit dem Anzeigegerät gekuppelten Aufwickeltrommel befestigt ist, sowie ei.ner mit der Aufwickeltrommel verbundenen Ausgleichseinrichtung zur Kompensation des um den Auftrieb verminderten Gewichtes des Schwimmers bzw. Verdrüngerkörpers, dadurch gekennzeichnet, daiä die Aufwickeltrommel (3) mit einer Scheibe (9) gekuppelt ist, welche mit ihrem Außenrand durch das magnetische Feld eines Linear'iotors (lo) geführt ist, dessen tan3ential wirkende Zugkraft auf die erforderliche Ausgleichskraft einstellbar ist.
2. 2. Fällstandsmeßgerc't nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai^ die Zugkraft auf eine konstante Ausgleichskraft einstellbar ist, welche um einen geringen Betrag unter dam Gewicht des des Verdrängerkörpers (1) liegt.

   BAD ORlGfNAL

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