DE2751507A1

DE2751507A1 - Niveauschalter mit magnetischer durchfuehrung

Info

Publication number: DE2751507A1
Application number: DE19772751507
Authority: DE
Inventors: Rudolf Ing Grad Welle
Original assignee: GEC Sunvic Regler GmbH
Current assignee: Actemium Cegelec Services GmbH
Priority date: 1977-11-18
Filing date: 1977-11-18
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DE2751507C3; GB2008251B; DE2751507B2; GB2008251A

Description

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DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CEBM. OR. BDD(AjF

D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökentascfe 41 Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895

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

5650 Solingen 19

Niveauschalter mit magnetischer Durchführung

Die Erfindung betrifft einen Niveauschalter mit magnetischer Durchführung der auf ein Flüssigkeitsniveau in einem Flüssigkeitsbehälter anspricht, enthaltend: einen Schwimmer in einer mit dem Flüssigkeitsbehälter verbundenen Kammer und einem durch den Schwimmer durch eine unmagnetische Trennwand hindurch magnetisch betätigbaren Schalter.

Bei einem bekannten Niveauschalter (Firmendruckschrift der GEC-Elliott Automation GmbH "Niveauschalter mit magnetischer Übertragung Modellreihe 2028...2328") sitzt ein Schwimmer an einem zweiarmigen Hebel, der schwenkbar an einem dan Flüssigkeitsbehälter abschließenden Flansch gelagert ist. Der Schwimmer ist an dem inneren Ende dieses zweiarmigen Hebels angeordnet, während an dem anderen, dem Flansch benachbarten Arm ein Dauermagnet angebracht ist. Außerhalb des Flüssigkeitsbehälters ist in einem an dem Flansch angebrachten Gehäuse ein zweiter zweiarmiger Hebel schwenkbar gelagert, der an seinem dem Flüssigkeitsbehälter zugewandten Ana ebenfalls einen Dauermagnet

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trägt. Die beiden Dauermagnete sind mit gleichnamigen Polen einander zugewandt. Durch den Hebel in dem äußeren Gehäuse ist ein Mikroschalter betätigbar. Der Flansch weist zwischen den beiden Dauermagneten eine unmagnetische Trennwand auf. Wenn das Flüssigkeitsniveau in dem Flüssigkeitsbehälter eine vorgegebene Höhe überschreitet, wird der in dem Flüssigkeitsbehälter gelagerte zweiarmige Hebel durch den Schwimmer verschwenkt. Da sich die gleichnamigen Pole der beiden Dauermagnete abstoßen, bewirkt dies eine Verschwenkung des außerhalb des Flüssigkeitsbehälter in dem Gehäuse gelagerten Hebels und damit eine Betätigung des Mikroschalters. Bei einer solchen Anordnung ist innerhalb des Flüssigkeitsbehälters eine Schwenklagerung für den Schwimmer erforderlich. Die Funktion dieser Schwenklagerung kann infolge Korrosion durch aggressive Flüssigkeit oder durch Krustenbildung oder Kristallisation beeinträchtigt werden. Weiterhin ist bei dieser bekannten Anordnung innerhalb des Flüssigkeitsbehälters und der zu regelnden Flüssigkeit ein Dauermagnet angeordnet. Ein solcher Dauermagnet zieht ferromagnetische Partikel an, die in der Flüssigkeit enthalten sein können. Es kann mit der Zeit eine Schicht solcher Partikel absetzen, die ebenfalls die Funktion des Niveauschalters beeinträchtigen kann.

Bei einer anderen bekannten Anordnung (Firmendruckschrift TURBO Meßtechnik "Schwimmer-Magnetschalter mit Kugelschwimmer aus Edelstahl W Nr. 1.4571") ist ein kugelförmiger Schwimmer auf einem senkrecht in dem Flüssigkeitsbehälter angeordnetem Rohr geführt, so daß der unter dem Einfluß des Auftriebs unter Beibehaltung seiner Orientierung auf dem Rohr beweglich ist. In dem kugelförmigen Schwimmer sitzt ein Dauermagnet. Dieser Dauermagnet ist dabei so in dem Schwimmer angeordnet, daß er sich jeweils oberhalb des Flüssigkeitsniveaus befindet. Im Inneren des Rohres sind Schutzgaskontakte angeordnet, die durch den Dauermagneten betätigbar sind. Bei dieser bekannten Anordnung ist der kugelförmige Schwimmer mittels einer zentralen Führungshülse auf dem vertikalverlaufenden Rohr geführt. Eine solche Führung kann klemmen oder durch Kristallisation aus der Flüssigkeit beeinträchtigt werden.

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Bei einer anderen bekannten Anordnung ist ein Schwimmer von länglich-zylindrischer Grundform in einem in den Flüssigkeitsbehälter hineinragenden Rohr geführt. Im unteren Teil des Schwimmers sitzt ein Magnet, wobei die Schwerpunktlage des Schwimmers so ist, daß die Längsachse des Schwimmers stets senkrecht verläuft. Parallel zu dem Rohr verläuft ein weiteres Rohr, in welchem ein durch den Magneten des Schwimmers betätigbare Schalter angeordnet ist. Bei dieser Anordnung liegt der Magnet in der Flüssigkeit, so daß sich ferromagnetische Partikel aus der Flüssigkeit an dem Schwimmer festsetzen und dessen Bewegung und Funktion beeinträchtigen können. Weiterhin ist der Schwimmer, wenn auch mit einigem Spiel, gleitbeweglich in dem Rohr geführt, so daß durch Kristallisation und Krustenbildung eine Beeinträchtigung der Bewegung eintreten kann. Das Spiel zwischen Schwimmer und Rohr darf nämlich ein bestimmtes Maß nicht überschreiten, wenn nicht die magnetische Betätigung der in dem zweiten Rohr angeordneten Schalter durch den Magneten des Schwimmers beeinträchtigt werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Niveauschalter der eingangs definierten Art so auszubilden, daß sich kein Magnet innerhalb der Flüssigkeit des Flüssigkeitsbehälters befindet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schwimmer einen Hohlkörper aus nicht-magnetisiertem ferromagnetischen Material enthält und daß der Schalter in unmittelbarer Nähe der unmagnetischen Trennwand einen Dauermagneten aufweist, welcher zwischen zwei Stellungen beweglich gelagert ist und welcher durch eine Feder in der ersten Stellung gehalten wird und durch die magnetische Wechselwirkung mit dem Hohlkörper bei dessen Annäherung in die zweite Stellung umschaltbar ist, wobei jeder Stellung des Dauermagneten eine Schaltstellung des Schalters zugeordnet ist.

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Ein Dauermagnet befindet sich bei der erfindungsgemäßen Anordnung somit nur außerhalb des Flüssigkeitsbehälters. Der Schwimmer besteht ausschließlich aus nicht-magnetisiertem, ferromagnetischen Material, an dem sich keine Partikel aus der Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter ansetzen können.

Vorteilhafterweise ist der Schwimmer von einer Kugel gebildet, die mit Spiel frei beweglich zwischen den senkrechten Wandungsteilen der Kammer geführt ist.

Da in dem Schwimmer kein Magnet sitzt, ist die Orientierung des Schwimmers im Raum für die Funktion des Niveauschalters unbeachtlich. Dies wird durch eine kugelförmige Gestalt des Schwimmers unterstüzt. Es ergibt sich dabei der weitere Vorteil, daß der Schwimmer innerhalb der Kammer nicht gleitbeweglich geführt zu werden braucht sondern Hindernisse, etwa an den Wandungen festgesetzte Krusten oder Kristalle überrollen kann. Die Gefahr, daß die Bewegung des Schwimmers behindert wird, wird dadurch weiter vermindert.

Um einen Schutz gegen korrodierende Flüssigkeiten zu erzielen, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung der Schwimmer von dem kugelförmigen Hohlkörper aus ferromagnetischem Material und einem diesen umschließenden Mantel aus unmagnetischem aber korrosionsbeständigem Material gebildet werden.

Vorteilhafterweise wird dann die unmagnetische Trennwand von einer horizontalen Stirnseite der Kammer gebildet. Üblicherweise ist dann die unmagnetische Trennwand mit dem dahinter sitzenden Dauermagneten oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet, so daß auch ein Ansetzen von ferromagnetischen Partikeln aus der Flüssigkeit an der Trennwand ausgeschlossen ist. Ein so ausgebildeter Niveauschalter kann jedoch wahlweise auch "kopfstehend" eingebaut werden, so daß der Schwimmer durch ansteigende Flüssigkeit von dem Dauermagneten wegbewegt wird. In diesem Falle wird der Ausgang des Niveauschalters invertiert.

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Damit kann berücksichtigt werden, ob durch das Ausgangssignal des Niveauschalters ein Ventil im Zulauf oder ein Ventil im Ablauf steuerbar ist.

Der Schalter kann so ausgebildet werden, daß er eine geringe Schaltkraft erfordert. Dabei kann das Ausgangssignal dadurch erhalten werden, daß der Schalter einen Schlitzinitiator enthält und mit dem Magneten eine Dämpfungsfahne verbunden ist, die bei einer Stellung des Magneten in den Schlitz des Schlitzinitiators eintaucht.

Schlitzinitiatoren sind an sich bekannt, sie enthalten üblicherweise einen hochfrequenten Schwingkreis, in welchem eine Rückkopplung über zwei Spulen erfolgt, die zu beiden Seiten eines Schlitzes angeordnet sind. Eine in den Schlitz eintretende Dämpfungsfahne führt zu einem Abreißen der Schwingung.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Niveauschalter zeigt.

Der Niveauschalter enthält ein unteres Gehäuse 10 von zylindrischer Grundform, welches eine Kammer 12 bildet. Am oberen und unteren Ende des unteren Gehäuses 10 sind Anschlußstutzen 14 bzw. 16 vorgesehen, mit denen das untere Gehäuse 10 an einen (nicht dargestellten) Flüssigkeitsbehälter anschließbar ist, wobei sich das im Flüssigkeitsbehälter einstellende Flüssigkeitsniveau auch in der Kammer 12 einstellt. Auf der Oberseite ist auf das untere Gehäuse 10 ein oberes Gehäuse 18 aufgesetzt, welches einen Gehäuseunterteil 20 und einen Deckelteil 22 enthält. Der Gehäuseunterteil 20 bildet auf seiner Unterseite eine unmagnetische Trennwand 24, welche zugleich die Kammer 12 oben abschließt.

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In der Kammer 12 ist ein Schwimmer 26 zwischen den senkrechten Wandungsteilen 28 des unteren Gehäuses 10 mit Spiel frei beweglich geführt. Der Schwimmer 26 ist von einer Kugel gebildet. Diese besteht aus einem kugelförmigen Hohlkörper 30 aus ferromagnetischem Material und einem diesen umschließenden Mantel 3 2 aus unmagnetischem aber korrosionsbeständigem Material.

In dem oberen Gehäuse 18 oberhalb der Trennwand 24 ist ein Schalter 34 angeordnet. Dieser Schalter enthält einen Dauermagneten 36, welcher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel an einem Arm eines doppelarmigen Hebels 38 sitzt. Der doppelarmige Hebel 38 ist um eine Schwenkachse 40 schwenkbar gelagert. An dem anderen Arm des Hebels 38 sitzt ein Gegengewicht 42, welches dem Gewicht des Dauermagneten 36 die Waage hält. Mit dem doppelarmigen Hebel 38 ist ein nach oben ragender Arm 44 verbunden. An dem Arm 44 greift eine Zugefeder 46 an. Die Zugfeder 46 sucht den Arm 44 und den doppelarmigen Hebel 38 im Uhrzeigersinn zu verschwenken und hält den Hebel 38 und den Dauermagneten 3 6 in einer ersten Stellung, die durch eine in das rechte Ende des Hebels 38 eingeschraubte Stellschraube 48 bestimmt ist, die dann auf der Trennwand 24 aufsitzt. Bei Annäherung des Schwimmers 26 an den Dauermagneten 3 6 wird der Dauermagnet durch die magnetische Wechselwirkung mit dem kugelförmigen, ferromagnetischen Hohlkörper 30 nach unten gezogen, so daß die Wirkung der Zugfeder 46 überwunden wird und der Hebel 38 entgegen dem Uhrzeigersinn in die dargestellte zweite Stellung verschwenkt wird. Die zweite Stellung ist durch eine Schraube 50 bestimmt, die in das linke Ende des Hebels 38 eingeschraubt ist und dann auf der Trennwand 24 aufsitzt.

Am Ende des Armes 44 sitzt eine Dämpfungsfahne 52, die in der ersten Stellung des Schalters 34 in den Schlitz 54 eines Schlitzinitiators 56 eingreift. Der Schlitzinitiator enthält, wie üblich, einen hochfrequenten Schwingkreis mit zwei beiderseits des Schlitzes angeordneten Spulen, über die eine

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Rückkopplung des Schwingkreises erfolgt. Durch den Eintritt der Dämpfungsfahne 52 in den Schlitz 54 reißt die Schwingung des Oszillators ab. In der zweiten Stellung des Schalters 34 wird die Dämpfungsfahne 52 aus dem Schlitz 54 herausbewegt. Der Oszillator beginnt zu schwingen. Das Ausgangssignal des Oszillators 56 wird über Klemmen 58 abgegriffen. Eine (nicht dargestellte) Ausgangsleitung wird über eine Pg-Verscnraubung 60 in das obere Gehäuse 18 eingeführt und nach Entfernen des Deckelteils 22 an die Klemmen 58 angeschlossen.

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Claims

Patentansprüche

Niveauschalter mit magnetischer Durchführung der auf ein Flüssigkeitsniveau in einem Flüssigkeitsbehälter anspricht, enthaltend: einen Schwimmer in einer mit dem Flüssigkeitsbehälter verbundenen Kammer und einem durch den Schwimmer durch eine unmagnetische Trennwand hindurch magnetisch betätigbaren Schalter,

daudurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (26) einen Hohlkörper (30) aus nicht-magnetisiertem ferromagnetisehen Material enthält und daß der Schalter (34) in unmittelbarer Nähe der unmagnetischen Trennwand (24) einen Dauermagneten (36) aufweist, welcher zwischen zwei Stellungen beweglich gelagert ist und welcher durch eine Feder (46) in der ersten Stellung gehalten wird und durch die magnetische Wechselwirkung mit dem Hohlkörper (30) bei dessen Annäherung in die zweite Stellung umschaltbar ist, wobei jeder Stellung des Dauermagneten (36) eine Schaltstellung des Schalters (34) zugeordnet ist.
2. Niveauschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (26) von einer Kugel gebildet ist, die mit Spiel frei beweglich zwischen den senkrechten Wandungsteilen (28) der Kammer (12) geführt ist.
3. Niveauschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (26) von dem kugelförmigen Hohlkörper

(30) aus ferromagnetischem Material und einem diesen umschließenden Mantel (32) aus unmagnetischem aber korrosionsbeständigem Material gebildet wird.

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4. Niveauschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die unmagnetische Trennwand (24) von einer horizontalen Stirnseite der Kammer (12) gebildet wird.
5. Niveauschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (34) einen Schlitzinitiator (56) enthält und mit dem Magneten (36) eine Dämpfungsfahne (52) verbunden ist, die bei einer Stellung des Magneten (36) in den Schlitz (54) des Schlitzinitiators

(56) eintaucht.

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