DE2544038B2 - Füllstandsmeßgerät - Google Patents

Description

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 verbunden Ausgleichseinrichtung zur Kompensation des um den Auftrieb verminderten Gewichtes des Schwimmers bzw. Verdränge* körpers. Die Erfindung bezieht sich hierbei insbesondere auf Füllstandsmeßgeräte für einen großen Meßlängenbereich.

Bei bekannten FüllstandsmeBgeräten der vorgenannten Art besteht die Ausgleichsvorrichtung üblicherweise aus einem sogenannten Federmotor, welcher mit der Aufwickeltrommel derart verbunden ist, daß das um den Auftrieb vermindere Gewicht des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers in jeder Höhenlage ausgeglichen wird (DE-PS 12 47 679). 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 linerar 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 unlineare Verhalten üblicherweise bei etwa 10 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 Fiill.MandsmeQgeritt ist die Welle (It Aufwickeltrommel über einen Waagebalken sowie zwei Ausgleichsfedern mit einem Reversiermotor derart verbunden, daß der Motor beim Auf- und Abwickeln des Drahtseiles abgeschaltet wird, sobald das durch die Ausgleichsfedern erzeugte Drehmoment sich im Gleichgewicht mit dem Gewicht des Verdrängerkövpers abzüglich des Auftriebes durch die Flüssigkeit befindet Bei einer Störung des Gleichgewichtszustandes durch Niveuuänderung wird hierbei die Abweichung des Waagebalkens

ίο von der Gleichgewichtsanlage über Endschalter abgetastet, und es wird für die Dauer der Abweichung ein Spannungsignal auf einen Servomotor gegeben, der seinerseits über ein Schneckenradgetriebe die Gleichgewichtsanlage des Waagebalkens wiederherstellt und

!!> gleichzeitig über den hierzu erforderlichen Verdrehungswinkel den Niveauunterschied auf einem Anzeigegerät sichtbar macht

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

Weiterhin ist aus der CH-PS 4 00 594 ein Füllstandsmeßgerät bekannt, bei dem die dem Schwimmer zugeordnete Sehne*über eine Umlaufrolle geführt und am gegenüberliegenden Ende mit einem Gegengewicht versehen ist Auf der Radwelle ist eine Scheibe befestigt

Μ an deren Umfang mit einer Lichtschranke zusammenwirkende Durchbrüche angebracht sind. Eine im wesentlichen aus Relais bestehende Schaltungsanordnung ist in Verbindung mit von der gewollten Flüssigkeitsentnahme und von der Flüssigkeitstempera tür gesteuerten Größen so ausgebildet, daß nur bei einer Leckage eine Alarmanzeige stattfindet Dieses Gerät hat jedoch eine nur für kleine Füllhöhen geeignete Umlaufrolle und keine Aufwickeltrommel, welche große Meßlängenbereiche erfaßt.

^o Aufgabe der Erfindung ist, ein mii einer Aufwickeltrommel versehenes Füllstandsmeßgerät der gattungsgemäßen Ar t derprt auszubilden, daß es unabhängig von seinem Einsatzort über einen großen Meßlängenbereich mit größter Genauigkeit arbeitet und darüber hinaus einfach im Aufbau ist

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 Verdrängerkörpers liegt

Die Verwendung eines Linearmotors anstelle eines Federmotors hat den großen Vorteil, daß über den angestrebten Höhenbereich von etwa 40 m und mehr auf die Scheibe stets eine konstante Zugkraft ausgeübt wird. Darfiber 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.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Füllstandsmeßgerätes dargestellt Es zeigt

F i g. 1 den schematischen Aufbau eines Meßgerätes in Vorderansicht und

F i g. 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 4 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 Übersetzungsgetriebe das Anzeige

gerät bildet

Um das Gewicht des am Seil 2 hängenden Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers 1 auszugleichen, ist auf der Welle 4 eine Scheibe 9 befestigt, die durch das magnetische Feld eines Linearmotors 10 hindurch geführt ist Dieser Linearmotor 10 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 Verdrängerköprer 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 Gewichtseinnuß des Drahtes selbst bei großer Drahtlänge sich kaum in einer Änderung der Eintauchtiefe 'rermerkbar macht

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Füllstandsmeßgerät mit einem Schwimmer bzw. Verdrängerkörper und einem Anzeigegerät, bei dem der Schwimmer bzw. VerdrängerUörper Ober 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 Gewichtes des Schwimmers bzw. Verdrängerkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickeltrommel (3) mit einer Scheibe (9) gekuppelt ist, welche mit ihrem Außenrand durch das magnetische Feld eines Linearmotors (10) geführt ist, dessen tangential wirkende Zugkraft auf die erforderliche Ausgleichskraft einstellbar ist
2. 2. Füllstandsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft auf eine konstante Ausgleicbs!raft einstellbar ist, welche um einen geringen¹ Setrag unter dem Gewicht des des Verdrängerkörpers (1) liegt