DE2627253A1

DE2627253A1 - Fluessigkeitsstand-signalgeber

Info

Publication number: DE2627253A1
Application number: DE19762627253
Authority: DE
Inventors: Dietrich Ing Grad Burgert; Santiago Miralles-Lores
Original assignee: Gec- Sunvic Regler GmbH; GEC Sunvic Regler GmbH
Current assignee: Fisher Controls International LLC
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1977-12-22
Also published as: DE2627253B2; DE2627253C3; GB1558250A

Description

PATENTANWÄLTE DipL-Phys. JÜRGEN WEISSE . Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

D 5620 VELBERT 11 -LANGENBERG · BÖKENBUSCH 41 7 R ? 7 9 C "3

Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung G.E.C. Sunvic Regler GmbH, Albertus-Magnus-Straße 11, GEC-Haus

D-565O Solingen 19

Flüssigkeitsstand-Signalgeber

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstand-Signalgeber mit magnetischer Durchführung, enthaltend: einen Flansch, der an einen Behälter ansetzbar ist und einen Durchbruch in der Behälterwandung abschließt und der wenigstens teilweise aus unmagnetischem Material besteht, einen an der Innenseite des Flansches beweglich gehalterten Schwimmer mit einem Magneten und einen elektrischen Schalter außerhalb des Behälters, der durch das unmagnetische Material hindurch von dem Magnetfeld des Magneten betätigbar ist.

Ein solcher Flüssigkeitsstand-Signalgeber soll anzeigen, ob ein vorgegebener Flüssigkeitsstand in einem Behälter erreicht ist oder nicht. Dementsprechend ist der Schalter in einer oder der anderen Schaltstellung. Das Erreichen des vorgegebenen Flüssigkeitsstandes wird von einem beweglichen Schwimmer im Inneren des Behälters festgestellt, der dann von der Flüssigkeit angehoben wird. Es muß ein außerhalb des Behälters angeordneter Schalter betätigt werden. Um dabei die mit der Durchführung mechanischer Glieder dvirch die

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Behälterwandunji verbundenen Abdichtungsprobleme zu vermeiden, sind magnetische Durchführungen bekannt. Bei solchen magnetischen Durchführungen ist mit dem Schwimmer ein Magnet verbunden. Dieser Magnet wirkt durch den aus unmagne ti schein Material bestehenden Flansch hindurch auf einen Anker, der bei. der Bewegung des Schwimmers bewegt wird und einen Schalter betätigt.

Üblicherweise sind dieser Anker und der Schalter in einem auf der Außenseite des Flansches angeordneten Gehäuse untergebracht. Dabei haben sich in der Praxis erhebliche Probleme· --rieben.

In dem Behälter, in dem der Flüssigkeitsstand überwacht werden soll, können beim Ablauf chemischer Prozesse starke Teiüperaturschwankun.ren auftreten. Die Temperaturen können sich zwischen tief unter dem Gefrierpunkt liegenden Tiefst-Λν-erten und relativ hohen Temperaturen ändern. Dies hat auch starke Tempernturschwanliungen des Gehäuses und des darin angeordneten Schaltomiechani sinus zur Folge. Solche Schwankungen der Temperatur des Gehäuses können außer durch Schwankungen der Behältertemperaturen auch durch äußere Einflüsse wie Sonneneinstrahlung oder Änderungen der Außentemperatur hervorgerufen werden.

Eine Abkühlung des Gehäuses bewirkt nach den Gasgesetzen eine Verminderung des Luftdrucks im Gehäuse. Es wird Luft aus der Atmosphäre durch Undichtigkeiten des Gehäuses angesaugt. Diese Luft enthält Feuchtigkeit, und ein Teil dieser Feuchtigkeit kondensiert, und gefriert gegebenenfalls, auf der Innenwandung des Gehäuses und den Oberflächen der in dem Gehäuse angeordneten Teile. Erwärmt sich das Gehäuse und die darin enthaltene Ltift wieder, so entsteht ein Überdruck, der zu einem Abströmen von Luft führt. Wenigstens ein Teil des aus der Luft kondensierten Wassers bleibt jedoch bei

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diesem Vorgang im Inneren des Gehäuses zurück. Dieser Effekt Ist kumulativ, und bei einer längeren ßetriebszeit des Gerätes kann schließlich eine Eisschicht, gebildet werden, welche die Funktion des Schaltern behindert oder Kurzschlüsse hervorruft.

Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, diese unerwünschte Erscheinung zu verhindern.

Zunächst wurde versucht, durch Abdichtung das Eindringen von Außenluft in das Gehäuse zu verhindern. Damit kann jedoch die Ansammlung von Feuchtigkeit im Gehäuse infolge des geschilderten Effekts allenfalls verzögert aber nicht verhindert werden. Es hat sich gezeigt, daß Außenluft beispielsweise sogar längs der Isolation von Kabeln in das Gehäuse eintritt. Eine das Eindringen von Luft in das Gehäuse bei den auftretenden Temperaturschwankungen und über lange Betriebszeiten hinweg ausschließnde Abdichtung übersteigt den für technische Geräte tragbaren Aufwand, wenn sie überhaupt möglich ist.

.Es ist daher weiter versucht worden, die in das Gehäuse eindringende Feuchtigkeit durch ein im Gehäuse angeordnetes Trocknungsmittel wie Silicagel aufzufangen. Diese Maßnahme verzögert jedoch die Ansammlung von Feuchtigkeit und Vereisung des Gehäuseinneren nur um die Zeitspanne, die erforderlich ist, um das Silicagel mit Feuchtigkeit kh sättigen.

Es ist weiterhin versucht worden, eine Kondensation von Feuchtigkeit in dem Gehäuse dadurch zu verhindern, daß das Gehäuse beheizt wird. Eine solche !»elioi/iing bedingt einen ständigen Energieverbrauch. Sie ist außerdem nicht zulässig bei eigensicheren Geräten in explosionsgefährdeten Räumen.

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Der Erfindung liegt dLe Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitrstand-Signalgeber der eingangs definierten Art mit magnetischer Durchführung zu schaffen, der auch hei ständigen periodischen TemperatürSchwankungen über lange Betriebszeiten hinweg unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Effekte ungestört arbeitet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schalter ein Heed-Schalter ist, der in einem im übrigen im wesentlichen ausgefüllten Hohlratun angeordnet ist.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die geschilderten Probleme eine zwangsläufige Folge der Gasgesetze sind und bei Beibehaltung des Grundaufbaus der beirann ton Flüssigkeitsstand—Signalgeber mit tragbarem Aufwand nicht beherrschbar sind. Es wird daher als Schalter ein Reed-Schalter verwendet. Dieser enthält bekanntermaßen als Kontaktarm ο ine· gegenüber einem festen Kontakt oder /wischen vwei foston Kontakten bewegliche Zunge aus ferromagnetische™ Material. Tnter dem Einfluß eines äußeren i'ia^rnetfeldos wird dor eine Kontakt geschlossen. Die Kontakte sind in einer kleinen länglichen, mit Schutzgas gefüllten Kapsel angeordnet, wobei die Anschlußklemmen aus der Kapsel herausgeführt sind. Das Volumen dieser Kapsel ist sehr klein, so daß - abgesehen von der guten Abdichtung - nach den Gas — gesetvnn s η vr i e =·«■·. nur ifpn»_o AuPrnluft in diese Kapsel eingesaugt werden könnte. Der Rest des Hohlraumes, in welchem dieser Reed-Kontakt situt, ist im wesentlichen ausgefüllt. Es ist also dort kein Gasvolumen vorhanden, welches bei einer Abkühlung einen Unterdruck und damit das Ansaugen feuchter Außenluft hervorrufen könnte.

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In weiterer Ausbildung der Erfindung braucht dann gar kein gesondertes Gehäuse für den Schalter nm Flansch vorgesehen zu werden. Vielmehr kann der Hohlraum von einer radialen Bohrung des Flansches gebildet sein.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 3 bis 7·

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausf ührungsbei. spiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsstand-Signalgebers.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht von rechts in Figur teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des Flansches.

Mit 10 ist ein Flansch bezeichnet, der in üblicher Weise auf einen Durchbruch einer Behälterwandung aufsetzbar ist und diesen abschließt. Auf der Innenseite des Flansches ragt ein Paar waagerechter Lagerarme 12 in den Behälter hinein. Zwischen den Lagerannen 12 ist ein Schwimmer lk mit einem Arm l6 auf einer Achse l8 schwenkbar gelagert. Am Ende des Armes 18 ist in einer geeigneten Kapselung 20 ein Magnet angebracht. Bei der Hubbewegung des Schwimmers ik unter dem Einfluß eines Auftriebs bewegt sich die Kapselung mit dem Magneten dicht vor der Innenfläche des aus einem unmagnetischen Material hergestellten Flansches 10.

Wie aus Figur 2 und 3 ersichtlich ist, weist der Flansch eine Radialbohrung 22 auf, die sich bis über die Mitte des

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Flansches 10 erstreckt. In diese Radialbohrung 22 ist eine Kunststoffhülse 24 aus Polytetrafluoräthylen eingeschoben, deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung entspricht. In der Kunststoffhülse 24 sitzt ein Reed-Schalter 26 mit einer Zunge 28, aus ferromagnetischem Material, die zwischen zwei Kontakten 30 und 32 beweglich ist. Die Zunge und Kontakte sitzen in einer mit Schutzgas gefüllten Kapsel 34 aus unmagnetischem Material und sind mit nach außen geführten Klemmen 36» 3^ und 40 verbunden. An der mit der Z_unge 28 verbundenen inneren Klemme 36 ist ein Anschlußdraht 42 verlötet, der innerhalb der Kunststoffhülse 24 längs der Kapsel 34 nach auswärts geführt ist.

Der Zwischenraum zwischen der Kapsel 34 und der Kunststoffhülse 24 ist mit einer Vergußmasse 44 ausgefüllt. Zu diesem Zweck wird eine abgemessene Menge von Vergußmasse in noch flüssigem Zustand in das Innere der Kunststoffhülse eingebracht, wobei das geschlossene Ende der Kunststoffhülse nach unten gerichtet ist. Beim Einsetzen der Kapsel 34 wird diese Vergußmasse verdrängt und schließt die Klemmen 38 und 40 sowie die damit verbundenen Anschlußdrähte 46 und 48 eines Zuleitungskabels 50 ein.

Das Zuleitungskabel 50 ist luftdicht umkleidet und ist bis zu der Vergußmasse 44 in die Kunststoffhülse 24 eingeschoben, wobei der Mantel des Zuleitungskabels 50 an der Innenwandung der Kunststoffhülse anliegt. In die Bohrung 22 ist weiterhin eine Druckhülse 52 eingesetzt, welche das Zuleitungskabel umgibt und mit ihrer Stirnfläche an der Stirnfläche am offenen Ende der Kunststoffhülse 24 anliegt. Die Druckhülse ist durch einen Gewindering 54, der in ein Gewinde 56 am äußeren Ende der Bohrung 22 eingeschraubt ist, gesichert. Der Gewindering 54 trägt weiterhin eine übliche Zugentlastung für das Kabel 50.

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Bei der beschriebenen Anordnung entfällt ein gesondertes Gehäuse für den Schalter·. Die Gnsvolumina sind minimal, so daß der "Pumpeffekt¹¹, d.h. das Ansaugen feuchter Außenluft und die Ansammlung von Feuchtigkeit, bei der wiederholten Abkühlung und Wiedererwärmimg, nicht oder nur in veniachlässigbarem Maße eintritt. Selbst wenn innerhalb der Isolation des Kabels in Spalten zwischon Isolation tind Di'aht Luft eingesaugt würde, so könnte diese keine nennenswerten Feuchtigkeitsmengen mit pich führen. Es würde näinlich die Luft bei dem abwechselnden Abkühlen und Fiedererwärmen wegen des kleinen Volumens m:r innerhalb dieser Spalte hin- und hergepumpt, so daß keine frische Außeriluft in den Schalter gelangen kann, sondern nur Luft, die ihre Flüssigkeit schon einmal abgegeben hat.

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Claims

Patentansprüche

1. } Flüssigkeit.«.«tnnd-Sj gnnlgebrr πι i t magnetischer Durchführen,';, enthaltend: einem Flansch, der an einen Behälter ansetzbar ist und einen Durchbrach in der Behälterwandung abschließt und der wenis teilweise aus unmagneti schein Material besteht, einen an der Innenseite des Flansches beweglich gehalterten Schwimmer mit einem Jla^neten und einen elektrischen Schalter außerhalb des Behälters, der durch das iimnagnetisclic Material hindurch von dem Magnetfeld des Magneten betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Rced-Schaltcr (26) ist, der in einem im übrigen im wesentlichen ausgefüllten Hohlraum (22) angeordnet ist.

Flüssigkeitsstand—Signalgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum von einer radialen Bohrung (22) des Flansches (10) gebildet ist.

Flüssigkeitsstand-Signalgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reed-Kontakt (26) in einer an ihrem inneren Ende geschlossenen Kunststoffhülse (2'i) sitzt, deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrunc (22) entspricht.

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Flüssigkei.tsstand-Signalgeber nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Kunststoffhülse (24) um das Gehäuse des Reed-Kontaktcs (?6) herum mit einer Vergußmasse (44) ausgegossen ist.

Flüs.sigkeitsstand-Signalgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein ltiftdicht umkleidetes Ztileitungskabel (50) mit den Anschlüssen (42, 46, 48) für den Reed-Kontakt (26) in das offene Ende der Kunststoffhülse (24) bis zu der Vergußmasse (44) eingeschoben ist, wobei der Mp.ntel de.« Zuleitungskabels (50) an der Innenwandung der Kunststoffhülse (24) anliegt.

Flüssigkoitpstand-Signalgeber nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung eine Drnckhülsfi (T^) eingesetzt ist, xvelche das Zuloitungskabel (>0) umgLbt rnd mit ihrer Stirnfläche an der Stirnfläche am offenen Ende der Kunststoffhülse (2^-) anliegt.

Flüssigkeitsstand-Signalgeber nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffhülse (24) aus Polytetrafluoräthylen besteht.

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