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Oberwachungsgerät für flüssige oder gasförmige Medien.
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Für die überwachung von in Rohrleitungen strömende flüssigen oder
gasförmigen Medien sind eine grosse Anzahl Übcrwachungsgeräte bekanntgeworden. Das
gleiche gilt für überwachungsgeräte für die Niveauhöhe von Flüssigkeiten in Behältern,
Kesseln oder dergleichen sowie für Di fferenzdruckwä chter , die mit in Zylindern
bewegten Kolben arbeiten.
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In der Praxis werden für solche Überwachungsaufgaben neben anderen
Geräten Einrichtungen verwendet, die mit einem lageveränderlichen permanentmagnetischen
Geber im Medienraum und einem oder mehreren ausserhalb des Medienraumes angeordneten
Reedschaltern ausgerüstet sind.
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Solche Geräte arbeiten nach dem Prinzip, dass bei Lageveränderung
des Gebers das vom Permanentmagneten, der fest mit dem Geber verbunden ist, erzeugte
Feld sich im Bezug auf den ausserhalb des Medienraumes festangeordneten Reedschalter
verstärkt oder abschwächt, worauf die Schaltzungen des Reedschalters bei stärker
werdendem Feld zuschalten und bei schwächer werdendem Feld abschalten. Durch Verschiebbarkeit
der Reedschalter ist es durchaus möglich, das Signal bei unterschiedlichen Betriebszuständen
zu erhalten. Wird beispielsweise bei Strömungswächtern der Reedschalter in Richtung
des Strömungsflusses verschoben, so stellt sich das Signal bei höheren Strömungsmengen
ein. Wird der Reedschalter dagegen entgegen der Strömungsrichtung des Mediums verschoben,
so erfolgt ein Schalten bereits bei geringeren Mengen. Bei Niveauwächtern erfolgt
eine Verschiebung des Reedschalters im allgemeinen in senkrechter Richtung. Bei
Vrrschiebung nach oben ergibt sich ein Signal 8>^i höherem Füllungsstand im F
hzilter, wihrend bei Verschiebung in Cegenrichtung nach unten das Signal ereits
bei einem niedrigeren Füllungsstand im zu überwachenden Kessel oder Behälter auftritt.
Das gleiche Prinzip wie es bei Strömungswächtern verwendet wird, gilt auch für Kolben-Differenzdruckwächter.
Auch sie können nit einem permanentmagnetischen Geber ausgerüstet werden, der sich
als federgestütter Kolben in einem Zylinder bewegt, wobei durch entsprechende Dichtelemente
ein Druckaustausch zwischen Plus- und Minusseite des Gebers verhindert wird.
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Nach genanntem Prinzip arbeitende Überwachungsgeräte sind auch mit
mehreren festangebrachten Reedschaltern ausgerüstet worden, von denen Signale bei
unterschiedlicher Stellung des Gebers abgegeben werden.
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Cemäss einem nicht vorbekanntem Vorschlag i:;t auch versucht worden,
eine Widerstandskette von mehreren Reedschaltern zu schalten, um einen Steuerstrom
in seiner Stromstärke entsprechend der Lage des Gebers zu verändern. Eine überwachung
des Strömungszustandes ist allerdings mit solchen Ceräten nicht ohne weiteres möglich,
da sie lediglich auf einem Strommesser den durch die Widerstandskette fliessenden
Strom anzeigen. Eine Schaltung bei bestimmten Mengen erfordert zusätzliche an den
Strommessern angeordnete Grenzwertgeber.
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Die bekannten Geräte haben sich in der Praxis bewährt. Es haften ihnen
allerdings zwei Nachteile an, die ihren Einsatz für automatisierte Anlagen verhindern.
Einmal ist es nicht möglich, die strömende Menge, die Füllhöhe oder den Differenzdruck
in der Form zu überwachen, dass eine weithin sichtbare Anzeige Auskunft über die
im Augenblick vorhandenen Werte gibt. Andererseits ist die Wahl des gewünschten
Schaltpunktes bei steigenden oder fallenden Werten nur durch mechanische Lageveränderung
der ausserhalb des Medienraumes angebrachten Reedschalter oder durch Anbringung
von Grenzwertgebern möglich. Eine elektrische Fernwahl des Schaltpunktes kann nicht
durchgeführt werden, da die mechanische Lageveränderung des oder der Reedschalter
zur Anderung des Schaltpunktes die Anwesenheit einer Bedienungsperson erfordert.
Dies gilt auch für solche Geräte, die mit mehreren Reedschaltern ausgerüstet sind,
um beispielsweise minimale und maximale Mengen bzw. Flüssigkeitsstände oder Differenzdrucke
zu signalisieren.
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Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, ein Uberwachungsgerät
zu schaffen, bei dem die strömende Menge, der Niveaustand oder Differenzdruck auch
über grössere Entfernungen angezeigt wird und andererseits eine Tastenwahl des gewünschten
Schaltpunktes oder auch mehrerer Schaltpunkte direkt am Gerät oder von einer weiter
entfernten Schaltwarte aus möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss so gelöst, dass eine Vielzahl
gegeneinander versetzter, unabhängig voneinander ansprechender, in Bewegungsrichtung
des permanentmagnetischen Gebers angeordneter Reedschalter und eine gleiche Anzahl
von
mit Signallampen versehener Druckwahlschalter und ein Schaltrelais vorgesehen sind,
wobei die Signallampen und die Reihenschaltung des eingeschalteten Druckschalters
mit der Erregerspule des Relais als parallele Stromkreise den Reedschaltern nachgeordnet
sind.
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Die Abbildung(n zeigen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.
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Abbildung 1 zeigt die Schaltung der erfindungsgemässen Einrichtung
bei Verwendung von als Schliesser ausgebildeten Reedschaltern.
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Abb. 2 gibt das Schaltbild für Einrichtungen wi der, bei denen anstelle
der Schliesskontakte Umschalter als Reedkontakte verwendet werden, um insbesondere
bei sehr langen Verschiebewegen der permanentmagnetischen Geber eine laufende T.euchtanzeige
zu erhalten.
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Abb. 3 zeigt eine Zusatzeinrichtung zur Kenntlichmachung der eingeschalteten
Drucktaste durch Abschwächung der Leuchtwirkung.
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Abb. 4 stellt die Anordnung der als Schliesser oder Umschalter ausgebildeten
Reedkontakte bei Strömungs- oder Differenzdruckwächtern dar.
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Abb. 5 gibt die schematische Darstellung der Anordnung der Reedschalter
bei Verwendung der Einrichtung als Niveauwächter wieder.
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In "lb. 1 sind die Pur1kte 1 und 2 die Anschlussstellen der Steuerspannung
für die @@nall@@pen 5 bzw. das Schaltrelais 7. Bei 31 bis 3n sind die am Str@@@@ng@wächter,
Differcnzdruckwächter oder Niveauwächter angebrachten Reedkontakte dargestellt.
Die Anzahl dieser Rcedkontakte kann beliebig erhöht werden, wie es den betrieblichen
Anforderungen entspricht. Bei Verwendung als Strömungs- oder Differenzdruckwächter
genügen im allgemeinen 5 bis ?0 Kontakte Bei Verwerdung als Niveauwächter dagegen
kann es - insl'esondt bei der Überwachung von Behältern grosser öhe - erforderlich
sein, daA 20 bis 60 Reedschalter angeordnet werden. Bei 41 bis 4 sind die durch
Signal-1 n ir,pe <rleuchteten Druckschalter dargestellt. Sie beinhalten einmal
die Signallampen 51 bis 5 und die Wahlschalter 61 bis 6n.
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Die Signallampen 51 bis 5 werden über die Reedschalter 3 an die n
Steuerspannung 2 parallel angeschlossen, so dass bei Schliessen der Reedschalter
31 bis 3n das aus den beleuchteten Drucktasten 41 bis 4 1 n 1 n bestehende Band
entsprechend der Anzahl der geschlossenen Reedschalter aufleuchtet.
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Die Mengen-, Differenzdruck-oder Füllhöhenangaben werden direkt auf
der Kappe des Drucktastenschalters bzw. oberhalb oder unterhalb derselben eingraviert,
so dass auch auf weite Entfernung direkt beobachtet werden kann, welche Menge fliesst
bzw. welche Druckdifferenz oder welcher Flüssigkeitsstand vorliegt. Ist es nun erforderlich,
dass für einen bestimmten Wert ein Signal gegeben wird, so wird die entsprechende
Drucktaste betätigt, wobei dafür Sorge getragen werden kann, dass bei Betätigung
dieser Drucktaste die anderen Drucktasten mechanisch verriegelt sind. Schliesst
nun der permanentmagnetische Geber den in Reihe mit dieser Drucktaste liegenden
Reedschalter, so erhält das Relais 7, welches in Reihe mit den einzelnen Drucktasten
geschaltet ist, Spannung und gibt über seine Hauptkontakte Signal.
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Sollte es erforderlich sein, dass bei verschiedenen Stellungen des
mit Permanentmagneten ausgerüsteten Gebers ein Signal erforderlich ist, so wcrden
anstelle des einen Relais 7 eine der Anzahl der Drucktasten entsprechende Anzahl
Relais in Reihenschaltung mit jeder Drucktaste angeordnet. Man erlsält hierdurch
die Möglichkeit, eine der Anzahl der Relais entspreciitrde Anzahl von Signalen zu
geben.
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Um zu erreichen, dass das durch die Drucktastenlciste gebildete Lluchtbend
jeweils für alle von dem Permanentmagnetgeber überf@hrenen Reedkontakte beleuchtet
bleibt, ist es insbesondere bei langen Wegen zwecknlässig, die Rredschalter 31 bis
3n als bistabile Schliesskontakte auszubilden.
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Abb. 2 zeigt die Einrichtung bei Verwendung von monostabilen Urnchaltern
111 bis 11 anstelle der in Abb. 1 verwendeten Schliesskontakte. Die Anschlussn punkte
für die Steuerspannung sind wiederum mit 1 ind 2 beiei hnet. 11 bis 11 1 n sind
die monostabilen Umschalter, deren Ruhekontakt 12 bis 12n-1 jeweils mit dem Mittelkontakt
des in Bewegungsrichtung des permanentmagnetischen Gebers angeordneten benachbarten
Umschalters 132 bis 13n verbunden ist.
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Die beleuchtete Drucktaste ist bei 141 bis 14 dargestellt, sie enthält
n einmal die Signallampen oder Leuchtdioden 151 bis 15 und die Druckwahlschalter
16 bis 16 . Das den Druckschaltern nachgeschaltete Relais 1 n ist bei 17 dargestellt
Auch bei dieser Schaltung ist selbstverständlich die Anbringung von mehreren, beispielsweise
einer den Drucktasten entsprechenden Anzahl von nachgeschalteten Relais möglich.
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Abb. 3 gibt die Schaltung wieder, bei der die betätigte Drucktaste
241 bis 24 in ihrer Leuchtkraft geschwächt wird, indem ein zusätzlich unter der
n Drucktaste angeordneter öffnerkontakt 211 bis 21 bei Betätigung der Druckn taste
und Schli(ssen des Arbeitskontaktes 241 bis 24 öffnet und hierdurch n einen in Reihe
mit der eingehauten Signal lampe oder Leuchtdiode 251 bis 25n liegelldenw bis dahin
kurzgeschlosseren Widerstand 221 bis 22 freigibt und n in Reilie mit der Signallampe
schaltet. hierdurch unterscheidet sich die eingeschaltete Drucktaste ganz klar von
den anderen bei Schliessen der entspre.henden Reedschalter 3 voll aufleuchtenden
Drucktasten. Selbstverständlich kinn die Schaltung auch zur besonderen Bezeichnung
der betätigten Drucktaste anders gewählt werden. Beispielsweise kann eine zusätzliche
leuchtdiode oder Signallampe in die einzelnen Drucktasten eingebaut sein, die über
einen ebenfalls zusätzlich vorhandenen Schliesskontakt bei Be-Betätigung der Drucktaste
eingeschaltet wird, wodurch die Leuchtkraft der eingeschalteten Drucktaste gegenüber
der Leuchtkraft der anderen Drucktasten erhöht wird.
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Abb. 4 zeigt die crfindungsgen'asse Vorricistung als Strömungswächter.
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Das in diesem Fall vierkantförmige Gehäuse 41 wird in Richtung des
Pfeiles 42 vom zu überwachenden Medium durchflossen. Der permanentmagnetische Geber
43 mit den beiden Permanentmagneten 44 wird durch eine Feder 45 gegen Druck des
in Pfeilrichtung 42 strömenden Mediums abgestützt. Die Permanentmagnetringe 44 wirken
auf die Reedschalter 46, von denen im d.rgestellten Beispiel 10 Stück gegeneinander
versetzt in Vorschubrichtung des Gebers 43 angeordnet sind. Diese Reedschalter 46,
die zweckrnässigerweise als bistabile Schliesskontakte oder als monostabile IJmschaltkontakte
ausgebildet sind, können auf einer dünnen Isolierstoffplatte 47 befestigt und auch
elektrisch verbunden werden.
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Diese Leiterplatte kann nur1mehr in der Ausfräsung oder Nut 48 beispielsweise
mittels Silikonkautschuk eingegossen werden. Das Leuchtband ist entweder in einem
direkt auf dem Gehäuse des Strömiigswächters angeordneten Kasten aus Aluminiumguss
oder Kunststoff angeordnet oder es kann über ein mit Steckvorrichtung versehenes
Vielfachkabel die Anzeige- und Schaltvorrichtung an einem beliebigen anderen Ort,
beispielsweise in einer Schaltzentrale untergebracht werden.
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Die gleiche Anordnung einer Vielzahl von Reedschaltern erfolgt auch
bei Differenzdruckwächtern, die im Prinzip in gleicher Form aufgebaut sind wie der
in Abb. 4 dargestellte Strömungswächter. Allerdings ist beim Differenzdruckwächter
der mit Permanentmagneten versehene Geber 43 aus Vollmaterial. Er wird über in Abb.
4 nicht dargestellte Dichtelemente in der Bohrung des Gehäuses 41 geführt, wobei
ein Druckaustausch zwischen und Plus- und Minusseite nicht stattfinden kann. Der
Zapfen 149 des Strömungswächters entfällt hierbei.
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Abb. 5 zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung als Niveauwächter.
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51 ist der Deckel eines Behälters mit der Bodenplatte 52. In diesen
Deckel ist das Einschraubteil 53 des Niveauwächters mit der Mutter 54 gehalten.
Im Messrohr 55 befindet sich die Platine 56, uf der die Reedschalter 57 gegeneinander
versetzt aufeinander folgend angeordnet sind.
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Auch in diesem Fall kann die elektrische Verbindung der Reedschalter
direkt auf dieser Platine vorgenommen werden.
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Der Permanentragnet 58, der in einem Schwimmer 59 angeordnet ist,
erfährt die einzelnen Reedschalter bei steigendem Flüssigkeitsspiegel von unten
nach oben und schaltet aufeinander folgend die als Schliesser oder Umschalter ausgebildeten
Reedschalter 57. über Anschlussklemmen 60 wird das zum Schaltkasten führende Kabel
61 angeschlossen. Der nicht dargestellte Schaltkasten enthält die mit Signal lampen
oder Leuchtdioden versehenen Drucktasten. Auch in diesem Fall kann der Schaltkasten
unmittelbar benachbart zu dem dargestellten Niveauchwächter oder in grösserer Entfernung,
beispielsweise in einer Schaltwarte auf der Tafelvorderwand untergebracht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist in einigen Ausführungsbeispielen jeweils
mit beleuchteten Drucktastenleisten dargestellt. Nach gleichem Erfindungigedlnken
können die Drucktasten und das Leuchtband auch getrennt im Schaltkasten untergebracht
werden, wobei das Leuchtband lediglich die Anzeige der im Augenblick bestehenden
Messwerte übernimmt, während mittels der Drucktaste das oder die Schaltsignale gewählt
werden. Auch hierbei ist es möglich, die gewählte Drucktaste gesondert hervorzuheben,
indem bei:;pielsweise auch die Drucktasten mit Signallampen oder Leuchtdioden versehen
sind, die jedoch nur in der Drucktaste aufleuchten, die betätigt ist.