DE2801823A1 - Schwimmerschalter - Google Patents

Description

P α 1 ρ η f r -> w ö 11 e

DeLaval Turbine Inc., Pri'teeton, N.J. 08540 (V.St.A.)

Schwimmerschalter

Pile P.6307
As/P

809829/0973

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen schwimmerbetätigten
elektrischen Schalter und insbesondere einen solchen vom
Magnetzungentyp, bei dem eine .Relativbewegung eines Schwimmergliedes in bezug auf ein fest gelagertes Glied dazu genutzt wird, beim Erreichen einer vorher bestimmten Standhöhe der Flüssigkeit eine Änderung des dchaltzustandes des Schalters herbeizuführen.

In gewissen Fällen, in denen ein Flüssigkeitsstand zu ermitteln ist, beispielsweise zur Fernazeige des Flüssigkeitsstandes in einem Öltank eines Tankschiffes, kann möglicherweise der feste senkrechte Führungsschaft zum Führen des
Schwimmers dauernd der Gefahr von Korrosion und Schlammablagerung ausgesetzt sein, wodurch die Anzeigefunktionen beeinträchtigt werden können und die nutzbare Lebensdauer verkürzt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schwimmerschalter der angegebenen Gattung zu schaffen.

Ein Schalter gemäß der Erfindung soll mit Einrichtungen ausgestattet sein, die eine Verunreinigung der mechanisch beweglichen Teile durch die Flüssigkeit verhindern.

Bei einem solchen Schalter soll gemäß der Erfindung die
Schwimmertätigkeit von Natur aus in höherem Maße gegen die
Einflüsse von Schwapp- oder Stoßwellenbewegungen an der Flüssigkeitsoberfläche geschützt sein.

809829/0973

Dies alles soll mit einem verhältnismäßig einfachen und narrensicheren Mechanismus erzielt werden, der sich durch hohe Lebensdauer und Verläßlichkeit selbst bei Verwendung in Verbindung mit unraffinierten oder korrosionsfördernden Flüssigkeiten auszeichnet.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus

der folgenden Figurenbeschreibung. In der Zeichnung ist eine

bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise im Längsschnitt dargestellt.

In der Zeichnung ist die Anwendung der Erfindung bei einem Schwimmerschalter veranschaulicht, bei dem ein rohrförmiger Schwimmer 10 Dauermagnetelemente 11 trägt und dem Steigen und Fallen des Spiegels der Flüssigkeit folgt, in der er schwimmt. Der Schwimmer 10 ist an einem festen vertikalen rohrförmigen Schaft 12 aus unmagnetischem Material, z.B. Messing, geführt und enthält einen Magnet zungenschalter 13, dessen Schaltzustand entsprechend der jeweiligen Lage der Magnetelemente 11 in bezug auf ein vorherbestimmtes Flüssigkeitsniveau seinen Schaltzustand ändert. Die Kontakte des Schalters 13 sind innerhalb einer länglichen Glashülle hermetisch eingeschlossen, und diese ist zweckmäßig mit Epoxydharz oder auf andere Weise in ihrer Fassung innerhalb des Schaftes eingeklebt oder eingegossen. Der Schaft 12 selbst ist mittels einer (nicht dargestellten) Klemmkonsole oder eines anderen Verbindungsmittels am oberen Gewindeende 14 fest montiert, und durch das obere Ende \k sind elektrische Leitungen vom Schalter 13 zu einem gewünschten Außenanschluß hindurchgeführt.

Im einzelnen enthält der Schaft 12 eine Anschlageinrichtung 15 in der Form einer Klammer, eines Sprengringes oder eines Bundes, auf dem ein Teil des Schwimmers 10 in seiner Ruhestellung aufsitzt, und eine am oberen Ende des Schwimmers

809829/0973

getragene Führungsbuchse 16 mit knappem Sitz gegenüber dem Schaft 12 sorgt für die Geradführung dieses Schwimmerendes; die Buchse 16 kann aus Kunststoff, wie Nylon oder Polypropylen, spritzgegossen oder spritzgepreßt sein. Vorzugsweise ist das Spiel der Buchse 16 in bezug auf den Schaft geringer als das der Bohrung 17 des Schwimmers 10.

Wie dargestellt, weist der Schwimmer 10 drei zusammengefügte Teile auf: ein oberes ringzylindrisches Glied 18 mit zwei in entgegengesetzen Richtungen aus der Achse heraus verschobenen parallelen Bohrungen, in denen Magnetelemente 11 aufgenommen und, beispielsweise mittels eines Epoxydharzes, eingegossen sind; ein unteres ringzylindrisches Glied 191 das für die konzentrische Aufnahme des Endes des oberen Gliedes 18 in geeigneter Weise ausgespart ist; und einen Bodenstopfen 20, der in die Bohrung des Gliedes 19 eingesetzt ist. Die Schwimmerteile 18, 19, 20 können aus synthetischem Kautschuk "Buna-N" hergestellt sein und miteinander und mit der Buchse 16 zu einem nur oben an der Passung der Buchse 16 am Schaft 12 offenen Becherkörper bleibend zusammengefügt, z.B. verklebt, sein. In der Zeichnung bezeichnet L denjenigen Flüssigkeitsstand oder Flüssigkeitsspiegel, bei dem der Schwimmer sich von seinem Sitz abhebt bzw. seine dargestellte untere Stellung verläßt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel steigt, bewegen sich die Magnetelemente 11 in den Empfindlichkeitsbereich des Schalters 13 und bewirken eine Änderung des Schaltzustandes desselben bei einem vorherbestimmten Flüssigkeitsstand L , kurz bevor der Schwimmer am oberen Ende des Fühc

rungsabschnittes des Schaftes 12 anstößt.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist am oberen Ende des Schaftes 12 der geschlossene Boden eines gestürzten, d.h. unten offenen, napfförmigen Gliedes 21 derart befestigt, daß sein Mantel bei jeder möglichen Höhenlage des Schwimmers

809829/0973

mindestens das obere Ende desselben mit einem Radialspiel umgibt und axial überlappt. Wenn also der Flüssigkeitsspiegel steigt, wird der Schwimmer 10 tiefer in den Innenraum des Napfgliedes 21 eingeschoben. Außerdem ist gemäß der Erfindung an dem Schaft \2. in Anlage an der Innenseite des benachbarten Bodens des Napfgliedes 21 eine Buchse aus einem Elastomeren, beispielsweise ein O-Ring 22 aus Neoprene angebracht, der bei einer oberen Schwimmerstellung L oberhalb des Niveaus L , bei dem die Änderung des Schaltzustandes des Schalters erfolgt, mit dem nach oben vorspringenden Ende der Schwimmerbuchse 16 eine über den ganzen Umfang durchgehende dichtende Berührung eingeht. Im Interesse der Anschaulichkeit sind die verschiedenen Höhenlagen der oberen Stirnfläche des Schwimmers 10 in bezug auf das Dichtungsglied 22 für verschiedene Pegelstände L , L , L angedeutet und entsprechend

OCS

mit F.F. F bezeichnet,
o* c' s

Im Betrieb ist der beschriebene Schwimmerschalter bei 14 derart fest montiert, daß die ßbene L der vorherbestimmte höch-

ste Flüssigkeitsstand der Flüssigkeit in dem zu überwachenden Tank ist, bei dem die Schalterbetätigung erfolgen soll. Solange der steigende Flüssigkeitsspiegel das Niveau L nicht erreicht, bleibt der Schwimmer 10 in Ruhe auf dem unteren Anschlag 15· Venn der Flüssigkeitsspiegel das Niveau L überschreitet, wird der Schwimmer 10 gehoben, und bei Erreichen des Niveaus L bewirken die Magnetelemente 11 eine Änderung

des Schaltzustandes des Schalters 13f d.h. im dargestellten Fall eines normalerweise offenen Stromkreises (Arbeitsstromkreises) erfolgt beim Flüssigkeitsstand L ein Schließen der Kontakte. Jedes weitere Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels, beispielsweise beim Schlingern oder Rollen eines Tankers, wird lediglich der Schwimmer 10 zur dichtenden Anlage an dem elastomeren Ring 22 getrieben, wodurch mit Sicher-heit vermieden wird, daß der Schaft 12 der Flüssigkeit ausgesetzt wird.

809829 /091?

Uanz abgesehen von der soeben beschriebenen Dichtwirkung zwischen den Teilen 16 und 22 ist zu erkennen, daß der Mantel des Napfgliedes 21 ein Luftkissen einschließt und somit bei Flüssigkeitsständen in der Gegend von L und darüber das Eintreten der Flüssigkeit mit Sicherheit verhindert, so daß ein Schwappen innerhalb des GLiedes 21 vermieden wird, selbst wenn eine Stoßwelle vorübergehend das Glied 21 bespült und den Anschein eines Flüssigkeitsstandes in der Nähe des Niveaus L oder darüber erweckt. Auf diese Weise schafft der s

Mantel des Napfgliedes 21 eine zusätzliche Sicherheit gegen den Eintritt der Flüssigkeit in den Bereich, in dem der Schwimmer 10 an dem Schaft 12 geführt ist.

Vie aus der Beschreibung ersichtlich, löst die Erfindung die gestellte Aufgabe in höchst einfacher und verläßlicher Weise. Für Flüssigkeiten, die, wie Rohöl, Fremdkörper enthalten oder von Natur aus zur Schlammbildung neigen, ermöglicht die Erfindung dank der Schaffung einer verunreinigungsfreien Umgebung eine langdauernde Betriebstüchtigkeit, so daß die mechanische Gleitfähigkeit ohne Beeinträchtigung erhalten bleibt. Dies bedeutet in anderen Worten, daß der Schaft 12 frei von Korrosion und Schlammansammlungen gehalten werden kann, die bei Fehlen der .Dichtung 22 und der Abschirmung 21 der offenbarten Konstruktion auftreten könnten. Der Schwimmer 10 sinkt natürlich bei der Flüssigkeitsentnahme aus dem Tank mit dem Flüssigkeitsspiegel unter das Niveau F , ermöglicht dabei die Rückkehr des Schalters 13 in seinen ursprünglichen Schaltzustand und bleibt schließlich an dem Anschlag 15 ruhen, solange der Flüssigkeitsspiegel sich unterhalb des Niveaus L befindet.

Obwohl die Erfindung eingehend nur anhand der dargestellten bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, sind natürlich Abwandlungen ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken möglich.

809829/0973

Beispielsweise kann der Schalter 13 je nach den Betriebserfordernissen ein Ruhestrom- oder ein Arbeitsstromschalter
(Schalter in einem normalerweise geschlossenen bzw» offenen Stromkreis) sein. Natürlich können der Anschlagring 15 und
der O-Ring 22 anstatt nur durch Reibungsschluß durch die
Aufnahme in Umfangsnuten im Schaft 12 gegen Axialbewegungen gesichert sein.

809879/0373

Claims (1)

1. F 63O7 As/F

   Patentansprüche

   Flüssigkeitsstandabhängiger Schwimmerschalter, gekennzeichnet durch einen hohlen stehenden Führungsschaft aus nicht-magnetflußleitfähigem Material mit geschlossenem unterem Ende, der einen Magnetzungenschalter mit durch das obere Sciiaftende geführten elektrischen Leitungsanschlüssen enthält, Einrichtungen am oberen Ende des Schaftes zum festen Montieren desselben, eine am unteren Ende geschlossene Schwimmereinrichtung mit einer Zentralbohrung zur gleitenden Aufnahme des Führungsschaftes, von der Schwimmereinrichtung fest getragene Dauermagneteinrichtungen zum Ändern des Schaltzustandes im Verlauf der Vertikalbewegung der Schwimmereinrichtung in bezug auf den Schaft und in der Umfangsrichtung durchgehende Dichtungseinrichtungen, die zwischen der Schwimmereinrichtung und einer oberen Endausbildung an dem Schaft bei einer oberen Stellung des Schwimmers oberhalb derjenigen zusammenwirken, bei der die Änderung des Schaltzustandes des Schalters erfolgt, wodurch der Eintritt von Flüssigkeit in den Bereich der Führung des Schwimmers an dem Schaft selbst bei Auftreten von Stoß- oder Schlagwellen an der Oberfläche der Flüssigkeit vermieden wird.

   Schwimmerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Dichtungseinrichtungen ein von dem Schaft getragener Ring aus einem Elastomeren gehört.

   Schwimmerschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmereinrichtung einen nach oben

   8 0 9 8 / ^ / 0 9 7 T

   vorspringenden Kingkörper aufweist, der bei der genannten oberen Stellung der Schwimmereinrichtung zu der über den Umfang durchgehenden Anlage an dem elastomeren Ring gelangt.

   k. Schwimmerschalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der nach oben vorspringende Hingkörper ein Einsatz aus verhältnismäßig hartem Material ist, dessen Bohrung mit verhältnismäßig knappem Spiel gleitend an dem Schaft geführt ist, wobei die Passung der Bohrung des Einsatzes der die Zentrierung des Schwimmers bestimmende Faktor ist, so daß die Ausrichtung beim Aufeinandersetzen von King und Einsatz jederzeit im wesentlichen konzentrisch ist.

   5. Schwimmerschalter nach einem der Ansprüche 1 bis h, gekennzeichnet durch Anschlageinrichtungen an der Schwimme reinri cht ung und an dem Schaft, die bei einer unteren Stellung des Schwimmers unter derjenigen, bei der die Änderung des Schaltzustandes des Schalters erfolgt, zusammenwirken.

   6. Schwimmerschalter nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß zu den Anschlageinrichtungen ein von dem Schaft in der Nähe seines unteren Endes getragenes Kingglied gehört, an dem die Schwimmereinrichtung bei ihrer Abwärtsbewegung gegen die untere Stellung anschlägt.

   7· Schwimmerschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Endbereich des Schaftes eine starre Schutzabschirmung in Form eines gestürzten Napfes mit ihrem geschlossenen Boden befestigt ist, deren Mantel die Schwimmereinrichtung in dem Bereich der Schwimmerstellungen vom Ort des Zusammen-

   9098? P.Ό97?

   wirkens der Dichtungseinrichtungen bis zu einem Ort unterhalb der Schwimmerstellung für die Änderung des Schaltzustandes des Schalters mit Radialspiel umgibt und mindestens zum Teil axial überlappt.

   Sehwimmerschalter nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß zu den Uichtungseinrichtungen ein an dem Schaft sitzender Dichtungsring aus einem Elastomeren in Anlage an dem geschlossenen Boden des gestürzten Napfes gehört.