DE2554473A1

DE2554473A1 - Vorrichtung zur ueberwachung der menge eines stroemungsmediums

Info

Publication number: DE2554473A1
Application number: DE19752554473
Authority: DE
Inventors: Heino Dipl Ing Zimmermann
Original assignee: Gustav F Gerdts KG
Current assignee: Gustav F Gerdts KG
Priority date: 1975-12-04
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1977-06-08
Also published as: FR2334091A1

Description

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GUSTAV F. GERDTS KG ΔΌΌΗΗ( Ο

BREMEN BREMEN, 3. Dezember "375

Vorrichtung zur Überwachung der Κ enge eines Strönungsmediums

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung der im,Oberbegriff des Hauptanspruches angegebenen Art. Einen exemplarischen Anwendungsfall für diese Vorrichtung stellt die Übervrachung von Leckageleitungen en Wellendichtungen, Labyrinthdichtungen, Stopfbuchsen u. dgl. dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, deren dem Strömungsmedium ausgesetzter Teil ein druckdichtes System darstellt. Zudem soll die Vorrichtung in einem weiten Keßbereich einsetzbar sein.

Das gesetzte Zdel wird durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

Der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehene Keßbehälter stellt ein einfaches, ohne Schwierigkeiten druckdicht ausführbares Eauteil dar. Dies gilt auch für den vorzusehenden ITiveauAvächter, der das Absinken oder Ansteigen des Kediumstandes im Keßbehälter auf ein oberes resp. unteres Sollniveau signalisiert. Hat der Kediumspiegel das obere Sollniveau erreicht, so bewirkt das dann auftretende ITiveausignal u.a. ein öffnen des Absperrventils am Meßbehälter, und der Keßbehälter lauft leer bis der Kediumspiegel auf das untere Sollniveau abgesunken ist. Auf das dann ergehende Signal des Klveeuwächters erfolgt ein Schließen des Absperrventils, so daß der Kediumspiegel bei zulaufenden Medium steigt. Dabei wird über die elektronische Aus-

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Werteeinrichtung die bis zum Erreichen des oberen Sollniveaus - v.'ss vom Niveauwächter wiederum signalisiert v;ird verstreichende Zeit geinessen und mit einer Sollzeit verglichen. Eine evtl. Abweichung von einer Sollmediunnnenge resp. eine über- oder Unterschreitung eines Kengengrenzwertes wird durch die beim Zeitvergleich dann auftretende Differenz ersichtlich.

Die Vorrichtung ist überdies mit gleichbleibender Höhendiffei'enz zwischen den Sollniveaus in einem weiten Meßbereich einsetzbar. Zur Einjustierung auf den jeweils gewünschten Kengensoll- bzw. Kengengrenzwert bedarf es lediglich einer Änderung der Sollzeit.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung en.

Der Anspruch 2 hat eine besonders bevorzugte Gestaltung der elektronischen Auswerteeinrichtung zum Gegenstand. Der danach vorgesehene Integrator wird über den Niveeuwächter zugleich gestartet, wenn das Absperrventil geschlossen wird. Der Integrator erzeugt dann eine Spannung, die linear mit der Zeit ansteigt. Diese Spannung wird über die Entkopplungsglieder aufgeteilt und beide Teilspannungen werden an beide Komparatoren gegeben. Sobald der ICiveeu- \vächter das Erreichen des oberen Sollniveaus signalisiert, wird die eine 'Teilspannung zum Fußpunkt kurzgeschlossen und bricht dann zusammen.

übersteigt die tatsächliche Kediummenge die Sollmenge, dann erfolgt besagtes Kurzschließen vor Erreichen der Sollzeit. Es überwiegt dann die andere nicht kurzgeschlossene Teil-Spannung. Darauf klappt der eine Komparator um und gibt einen Signalimpuls ab. Unterschreitet indessen die Kediun-

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menge den Sollwert und erfolgt somit das Kurzschließen erst nach Verstreichen der Sollzeit, denn übersteigt die kurzzuschließende Spannung die andere, mit Erreichen der Sollzeit ihren Endwert erreichende Teilspannung. Damit klappt der andere Komparator um und gibt einen Signalimpuls ab.

Der Anspruch 3 betrifft eine besonders vorteilhafte Ausführungsart der Entkopplungsglieder, wobei der Anspruch 4-einen bevorzugten Lösungsweg für die Realisierung einer mit Erreichen der Sollzeit konstantbleibenden Teilspannung aufzeigt. Kit den Merkmalen des Anspruches 5 wird zudem in einfacher l/eise eine Einstellung der Vorrichtung auf unterschiedliche Kengensollwerte ermöglicht.

Eine besonders vorteilhafte »-Weiterbildung der Auswertevorrichtung, durch welche in einf3cher Weise eine Speicherung des jeweiligen Meßsignals von Meßzyklus zu Meßzyklus gewährleistet ist, gibt der Anspruch 6 sn.

Der Anspruch 7 hat eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinrichtung für das Absperrventil zum Gegenstand.

Die Ansprüche 8 und 9 zeigen demgegenüber eine äußerst einfache und zugleich betriebssichere Ausführung des Niveauwächters auf.

Die Möglichkeit einer Ablesung des absoluten Kengenwertes bietet schließlich der Anspruch 10.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 einen Meßbehälter der Vorrichtung,

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Fig. 2 als Scheltschena den elektronischen

Auswerte- und Steuerteil der Vorrichtung u nc

Fig. J eine Ergänzung des elektronischen 'Teiles eus Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Keßbehälter 1 dargestellt, welcher einen ZuIauf 2 und einen Ablauf 3 für das zu messende Strömungsmedium aufweist. Zudem kann der Keßbehälter 1 ggf. mit einem Lüftungsanschluß 4 versehen sein, für den evtl. Anschluß, ^iner Gpspendelleitung. Sin rccgnetbetätigberes Absperrventil 5 steuert den Ablauf J. Schließlich ist noch ein ITiveauv;ächter vorgesehen, der sich eus einer im Heßbehälter 1 angeordneten Schwimmerkugel 6 nit einem Ferrit-Kegneten 7 sowie zv;ei außen ^m Keßbehälter 1 angeordneten Reed-Kontekten 8,9 zusammensetzt. Eer Kontakt 8 v.^rird dabei zur Signalgabe von dem Kegneten geschlossen, v;enn der Ilediurnspiegel im Keßbehälter 1 auf ein unteres Sollniveau 10 abgesunken ist, und die Betätigung des Kontaktes 9 durch den Magneten 7 erfolgt, venn der Eediumspiegel auf ein oberes Sollniveau 11 angestiegen ist. Lie hierdurch erzeugten Signale 'wirken auf eine in Fig. 2 gezeigte elektronische Ausv.-erte- und Steuer-Einrichtung ein.

An eine Speiseleitung 12 in Fig. 2, die einen Schelter 13 aufweist, ist ein Integrator 14 angeschlossen, dessen Ausgang gleichzeitig auf z-v;ei Entkopplungsverstärker 15,16 führt. Leren Ausgangεspannungen werden wiederum euf zwei Spannungskomparatoren 17,18 gegeben. Liese sind mit einem Flipflop 19» an das zwei Signallampen 20,21 angeschlossen sind, verbunden. An die Yerbindungsleitung 22 zwischen dem Entkopplungsverstärker 15 und den Kompsratoren 17,"Ί8 ist ein zu einem Fußpunkt 23 führender Abzweig engeschlossen, der einen Schalter aufweist.

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Zur Steuerung des Betätigungsmagneten 25 des Absperrventils "5 ist schließlich ein Flipflop 26 vorgesehen, dessen beide Speiseleitungen 27,28 mit je einen Schelter 29,30 ausgerüstet sind.

Signalisiert nun der Kontakt 8 ein Absinken des Kedi-uinspiegeis im Keßbehälter 1 auf das untere Sollniveeu 10, so wird hierdurch der Schalter 29 geschlossen und das Flipflop 26 schaltet so um, daß das ehedem geöffnete Absperrventil 5 schließt. Zugleich wird der Schalter 13 betätigt und dadurch der Integrator 14 gestartet, der eine über die Zeit linear ansteigende Ausgangsspannung erzeugt. Diese wird über die Sntkopplungsglieder 15,16 in zwei analoge Teilspannungen aufgespalten. Der Entkopplungsverstärker 16 ist dabei mit einer einstellbaren Begrenzung versehen, welche bewirkt, daß 'die Ausgangsspannung des Verstärkers 16 nach Ablauf einer vorgesehenen Sollzeit nicht weiter ansteigt, sondern denn konstant bleibt.

Sofern der Mediumspiegel aufgrund zufließenden Mediums auf das obere Sollniveau 11 gestiegen ist, erfolgt eine Signalgabe durch den Kontakt 9» die ein Schließen des Schalters 24 bewirkt, so daß die in der Verbindungsleitung 22 anstehende Teilspannung zusammenbricht. Das Signal des Kontaktes 9 führt außerdem zu einen öffnen des Schalters 13■> sowie über den Schalter 30 zu einem Umschalten des Flipflop 26, worauf ein Öffnen des Absperrventils 5 erfolgt.

Die zuvor erwähnte Sollzeit ist entsprechend jener Zeit gewählt, die bei Zufließen des Mediums in der maximal zulässigen Strömungsstärke während des Ansteigens des Mediumspiegels vom unteren .Sollniveau 10 zum oberen Sollniveau 11 verstreicht. Ist die bis zum Erreichen des oberen Sollniveaus tatsächlich verstreichende Meßzeit größer als die Sollzeit

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und damit die Kediuramenge nicht überhöht, so erfolgt das Kurzschließen der Teilspannung des Entkopplungsverstärkers 15 erst nach Ablauf der Sollzeit. Da diese Teilspennung bis zum Kurzschließen unaufhörlich zunimmt, übersteigt sie nach Ende der Sollzeit die Teilspannung des Entkopplungsverstärkers 16, die, wie bereits erwähnt, nach Ablauf der Sollzeit konstant bleibt. Hierauf kippt der Komparator 17 um. Der dabei an dessen Ausgang entstehende Rechteckimpuls wird auf des Flipflop 19 gegeben, das die Signallampe 20 ansteuert.

Bei überhöhter Strömungsmenge erfolgt das Kurzschließen der Teilspannung des Entkopplungsverstärkers 15 "vor Ablauf der Sollzeit, so äsB dann die Teilspannung des Entkopplungsverstärkers 16 überwiegt. Hierdurch klappt der Komparator 18 um und das Flipflop 19 steuert die Signallampe 21 an. Durch die Signallampen 20,21, deren Anzeige jeweils bis zum nächsten Keßzyklus erhalten bleibt,wird somit die Einhaltung oder Nichteinhaltung der jeweils zulässigen Kediummenge angezeigt.

Die Fig. 3 zeigt eine die Anzeige des realen Kengenvrertes ermöglichende Ergänzungsschaltung, und zwar sind an die Verbindungsleitung 22 aus Fig. 2 über eine Diode 31 ein Speicherglied 32 sowie ein Anzeigeglied 33 angeschlossen. Das Speicherglied 32 fixiert bei Kurzschließen die 'Teilspannung des Entkopplungsverstärkers 15? die ein Parameter für die den Keßbehälter 1 durchfließende Mediummenge darstellt. An dem Anzeigeglied 33 ist der Spannungswert und damit die Mediummenge ablesbar. Zu Beginn eines neuen I'Ießzyklus erfolgt über geeignete, nicht dargestellte nittel ein Löschen des Speichergliedes 32, wonach letzteres den auftretenden neuen Spannungswert aufnimmt.

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Claims

Patentansprüche

ι.) Vorrichtung zur Überwachung der Menge eines Strcmungs- ^-' mediums, welche bei Über- bzw. Unterschreiten einer vorbestimmten Strömungsmenge ein Signal abgibt, g e k e η η-zeichnet durch einen Keßbehälter (i) mit einem Zu- (2) und einem Ablauf (3) für das zu überv;achende Medium und mit einem I\iveauwächter (6,7,8,9), welcher bei Absinken des Mediumstandes im Keßbehälter (1) auf ein vorgesehenes unteres (1O) und bei Erreichen eines vorgesehenen oberen Sollniveaus (ΐΌ jeweils ein Si'gnal abgibt, durch ein im Ablauf (3) des Meßbehälters (i) angeordnetes Absperrventil (5), welches durch die ITiveausignale derart gesteuert wird, ceB bei Erreichen des oberen Sollniveaus (11) das Absperrventil (5) öffnet und bei Absinken auf ass untere Sollniveau (10) schließt, und durch eine durch die Niveausignale gesteuerte elektronische Auswerteeinrichtung, welche die Zeit zwischen dem Schließen des Absperrventils (5) und dem Erreichen des oberen Sollniveaus (11) mißt und mit einer vorgegebenen Sollzeit vergleicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinrichtung mit einem Integrator (14-), zwei gleichzeitig en dessen Ausgang angeschlossenen Entkopplungsgliedern (Ι5»^δ), zwei daran angeschlossenen Spannungskomparatoren (17_?18) sowie mit einem in der Speiseleitung (12) des Integrators (14) vorgesehenen ersten Schalter (13) versehen ist und ösß die Verbindungsleitung (22) zwischen dem einen Entkopplungsglied (15) und den Ko^paratoren (17,18) ein KeS-potential zu einem Fußpunkt (23) aufweist, das durch einen zweiten von dem Klveauwächter (6,7,8,9) gesteuerten Schalter (24) bei Erreichen des oberen Sollniveaus (11) kurzzeitig

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ORIGINAL l?\IS?EeTED

kurzgeschlossen ν ire, während eier erste Scheiter (ij) von den ITivesuv.'ächter (6,7*3,9) derart gesteuert vrird, das "bei Absinken auf gps untere Sollniveau (10) die Stromzufuhr zum Integrator (14) freigegeben und bei Erreichen des oberen Sollniveeus (H) unterbrochen v.-ird.

J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch geken nz e i c h η e t, cr-ß Verstärker (15, ic) eis JEntkopplungs-glieder vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch g e k e η nzeichne t, ceß jener Verstärker (16), v;elcher nicht mit dem schaltergesteuerten Fußpunkt (23) verbunden ist, eine Begrenzungseinrichtung aufweist, die den Anstieg des eingespeisten Signals beschränkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennte i chne t, c?ß die Begrenzungseinrichtung einstellbar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» gekennzeichnet durch ein von den beiden Zomparatoren (17,18) gesteuertes Flipflop (19)·

7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein durch die Signale des Ivivesuvrächters (6,7,8,9) gesteuertes JFlipflop (26), welches seinerseits die Betätigungseinrichtung (25) des Absperrventils (5) steuert.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet. daß der ITivesuvrächter aus einem ic Keßgehäuse (i) angeordneten Schv-immer (6) mit Ferrit-Magneten (7) und zvrei in rlche des unteren sov.'ie des oberen Sollniveeus (1O,1"O außerhalb des Ileciumrauses am Keßbeh-ilter (1) angeordneten magnetsensitiven Signalgebern (8,9) "besteht.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Signalgeber Reed-Kontakte (8,9) vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die mit dem Fußpunkt (23) verbindbare Verbindungsleitung (22) über eine Diode (31) ein Speicherglied (32) mit daran angeschlossenen Anzeigemitteln (33) angeschlossen ist, wobei Mittel vorgesehen sind, die vor Beginn eines jeden Iießzyklus eine Entladung des Speichergliedes (32) bewirken.

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