DE2801823C2 - - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H36/00—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding
- H01H36/02—Switches actuated by change of magnetic field or of electric field, e.g. by change of relative position of magnet and switch, by shielding actuated by movement of a float carrying a magnet
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/30—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats
- G01F23/64—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements
- G01F23/72—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using magnetically actuated indicating means
- G01F23/74—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by floats of the free float type without mechanical transmission elements using magnetically actuated indicating means for sensing changes in level only at discrete points
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsstandabhängi
gen Schwimmerschalter mit einem hohlen, aufrechten, langgestreck
ten Führungsschaft aus magnetischem nicht leitfähigem Material
mit geschlossenem unteren Schaftende, der einen Reed-Schalter
mit durch das obere Schaftende hindurchgeführten elektrischen
Leitungsanschlüssen enthält, nach dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 1.
Ein derartiger Schwimmerschalter ist bereits bekannt (US-PS
37 51 614). Bei dem vorbekannten Schwimmerschalter besteht
jedoch durch die Art der konstruktiven Gestaltung die Gefahr,
daß nicht nur Luft, sondern auch verunreinigte Flüssigkeit
sowohl von unten als auch von oben in den Führungsbereich des
Schwimmers am Führungsschaft gelangen kann. Der vorbekannte
einen Flüssigkeitsstand anzeigende Schwimmerschalter ist daher
nur bei solchen Flüssigkeiten geeignet, die die Funktion des
selben nicht beeinträchtigen können. Sollen aber Flüssigkeiten,
wie Öl von Tankschiffen, verschlammte Flüssigkeiten und der
gleichen, gemessen werden, so ergeben sich oft Schwierigkeiten
durch ungenaue oder sogar aussetzende Fernanzeigen des Flüs
sigkeitsstands.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schwimmerschal
ter dahingehend zu verbessern, daß trotz einfachem Aufbau eine
lange Lebensdauer und Störunanfälligkeit selbst bei Anwendung
in mit Verunreinigungen versetzten Flüssigkeiten und/oder in
korrosionsfördernden Flüssigkeiten gewährleistet ist.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet und in
Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen derselben beansprucht.
Bei der Erfindung sorgt die in ganz spezieller Art angeordnete
Dichtung dafür, daß der Führungsbereich vor dem Zutritt solcher
die Führungseigenschaften beeinträchtigenden Flüssigkeiten
und Verunreinigungen geschützt ist. Dies gelingt mit einer
sehr einfachen Konstruktion. Darüber hinaus bietet die Erfin
dung den Vorteil, daß auch Schwapp-Bewegungen an der Flüssig
keitsoberfläche keine nachteiligen Einflüsse haben, da beim
Annähern des Schwimmers in dessen obere Schwimmerlage keine
Luft mehr zwischen der Schutzabschirmung und dem Führungs
schaft nach oben entweichen kann und sich ein "Luftpolster"
bildet, so daß die Schutzabschirmung nach Art einer Taucher
glocke wirkt und Fehlanzeigen solcher Schwimmerschalter bei
nur kurzzeitigem Überschwappen vermeidet.
In der Beschreibung wird die Erfindung näher erläutert.
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 Führungsschaft 12 aus unmagnetischem Material z. B.
Messing, geführt und enthält einen Magnetzungenschalter bzw. Reed-Schalter 13,
dessen Schaltzustand entsprechend der jeweiligen Lage der
Magnetelemente 11 in bezug auf ein vorherbestimmtes Flüssig
keitsniveau seinen Schaltzustand ändert. Die Kontakte des
Schalters 13 sind innerhalb einer länglichen Glashülle her
metisch eingeschlossen; diese ist zweckmäßig mit Epoxyd
harz oder auf andere Weise in ihrer Fassung innerhalb des Führungs
schaftes 12 eingeklebt oder eingegossen. Der Schaft 12 selbst
ist mittels einer (nicht dargestellten) Klemmkonsole oder
eines anderen Verbindungsmittels am oberen Gewindeende 14
fest montiert. Durch das obere Ende 14 sind elektrische
Leitungen vom Schalter 13 zu einem gewünschten Außenanschluß
hindurchgeführt.
Im einzelnen enthält der Schaft 12 einen Anschlag
15 in der Form einer Klammer, eines Sprengringes oder eines
Bundes, auf dem ein Teil des Schwimmers 10 in seiner Ruhe
stellung aufsitzt. Eine am oberen Ende des Schwimmers 10
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 Polypropy
len, spritzgegossen oder spritzgepreßt sein. Vorzugsweise
ist das Spiel der Buchse 16 in bezug auf den Schaft 12 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 entgegengesetzten Richtungen aus der Achse heraus verschobenen parallelen Bohrungen, in denen die Magnetelemente 11 aufgenommen, und beispielsweise mittels eines Epoxydharzes eingegossen sind;
ein unteres ringzylindrisches Glied 19, das für die konzentrische Aufnahme des Endes des oberen Gliedes 18 in ge eigneter Weise ausgespart ist; und
einen Bodenstopfen 20, der in die Bohrung des Gliedes 19 eingesetzt ist.
ein oberes ringzylindrisches Glied 18 mit zwei in entgegengesetzten Richtungen aus der Achse heraus verschobenen parallelen Bohrungen, in denen die Magnetelemente 11 aufgenommen, und beispielsweise mittels eines Epoxydharzes eingegossen sind;
ein unteres ringzylindrisches Glied 19, das für die konzentrische Aufnahme des Endes des oberen Gliedes 18 in ge eigneter 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 o denjenigen Flüssigkeits
stand oder Flüssigkeitsspiegel, bei dem sich der Schwimmer 10
von seinem Sitz abhebt bzw. seine dargestellte untere Stel
lung verläßt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel steigt, bewegen
sich die Magnetelemente 11 in den Empfindlichkeitsbereich
des Schalters 13 und bewirken eine Änderung des Schaltzu
standes desselben bei einem vorherbestimmten Flüssigkeits
stand L c , kurz bevor der Schwimmer 10 am oberen Ende des Füh
rungsabschnittes des Schaftes 12 anstößt.
Nach einem Merkmal der Erfindung ist am oberen Ende des
Schaftes 12 der geschlossene Boden einer gestürzten, d. h. nach
unten offenen, napfförmigen Schutzabschirmung 21 derart befestigt,
daß ihr Mantel bei jeder möglichen Höhenlage des Schwimmers 10
mindestens das obere Ende desselben mit einem Radialspiel
umgibt und axial überlappt. Wenn also der Flüssigkeitsspie
gel steigt, wird der Schwimmer 10 tiefer in den Innenraum
des Napfes 21 eingeschoben. Außerdem ist gemäß der Er
findung an dem Schaft 12 in Anlage an der Innenseite des
benachbarten Bodens der napfförmigen Schutzabschirmung 21 eine Dichtung 22 aus einem
Elastomeren, beispielsweise ein O-Ring aus Neoprene ange
bracht, z. B. in eine ringförmige Nut eingelegt. Die Dichtung 22 geht bei einer oberen Schwimmerstellung L s oberhalb
des Niveaus L c , 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 Anschaulich
keit sind die verschiedenen Höhenlagen der oberen Stirnfläche
des Schwimmers 10 in bezug auf die Dichtung 22 für ver
schiedene Pegelstände L o , L c , L s angedeutet und entsprechend
mit F o , F c , F s bezeichnet.
Im Betrieb ist der beschriebene Schwimmerschalter bei 14 der
art fest montiert, daß die Ebene L c 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 o nicht
erreicht, bleibt der Schwimmer 10 in Ruhe auf dem unteren An
schlag 15. Wenn der Flüssigkeitsspiegel das Niveau L o über
schreitet, wird der Schwimmer 10 gehoben, und bei Erreichen
des Niveaus L c bewirken die Magnetelemente 11 eine Änderung
des Schaltzustandes des Schalters 13, d. h. im dargestellten
Fall eines normalerweise offenen Stromkreises (Arbeitsstrom
kreises) erfolgt beim Flüssigkeitsstand L c 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 der Dichtung 22 getrieben, wodurch mit Sicherheit ver
mieden wird, daß der Schaft 12 der Flüssigkeit ausgesetzt
wird.
Ganz abgesehen von der soeben beschriebenen Dichtwirkung
zwischen den Teilen 16 und 22 ist zu erkennen, daß der Man
tel der Schutzabschirmung 21 ein Luftkissen einschließt und somit
bei Flüssigkeitsständen in der Gegend von L c und darüber das
Eintreten der Flüssigkeit mit Sicherheit verhindert, so daß
ein Schwappen innerhalb des Napfes 21 vermieden wird, selbst
wenn eine Stoßwelle vorübergehend den Napf 21 bespült und
den Anschein eines Flüssigkeitsstandes in der Nähe des Ni
veaus L s oder darüber erweckt. Auf diese Weise schafft der
Mantel der Schutzabschirmung 21 eine zusätzliche Sicherheit gegen
den Eintritt der Flüssigkeit in den Bereich, in dem der
Schwimmer 10 am Führungsschaft 12 geführt ist.
Wie 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 Schutzabschirmung 21
der offenbarten Konstruktion auftreten könnten. Der Schwim
mer 10 sinkt natürlich bei der Flüssigkeitsentnahme aus dem
Tank mit dem Flüssigkeitsspiegel unter das Niveau F c , ermög
licht dabei die Rückkehr des z. B. als Arbeitsstromschalter ausbildbaren Schalters 13 in seinen ur
sprünglichen Schaltzustand und bleibt schließlich an dem An
schlag 15 ruhen, solange der Flüssigkeitsspiegel sich unter
halb des Niveaus L o befindet.
Claims (6)
1. Flüssigkeitsstandabhängiger Schwimmerschalter mit einem
hohlen aufrechten langgestreckten Führungsschaft aus
magnetisch nicht leitfähigem Material mit geschlossenem
unterem Schaftende, der einen Magnetzungen- bzw. Reed-
Schalter mit durch das obere Schaftende hindurchgeführ
ten elektrischen Leitungsanschlüssen enthält, mit einer
Montageeinrichtung am oberen Schaftende zum Befestigen
desselben, mit einem am unteren Ende insbesondere ge
schlossenen Schwimmer, der zur gleitenden Aufnahme des
Führungsschaftes eine zentrale Durchbrechung und zum
Ändern des Schaltzustandes im Verlauf seiner Vertikal
bewegung in bezug zum Führungsschaft eine Dauermagnet
einrichtung aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Dichtung (22) derart zwischen dem Schwimmer (10)
und dem oberen Schaftende angeordnet ist, daß bei einer
oberen Schwimmerstellung (F s ) oberhalb der die Änderung
des Schaltzustandes des Schalters (13) bewirkenden
Schwimmerstellung (F c ) der Schwimmer (10) unter Anlage
an der Dichtung (22) den Eintritt von Flüssigkeit in den
Führungsbereich des Schwimmers (10) am Führungsschaft (12)
absperrt.
2. Schwimmerschalter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (22) als am Führungsschaft (12) be
festigter Ring aus einem Elastomeren ausgebildet ist.
3. Schwimmerschalter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schwimmer (10) eine nach oben vorspringende
Buchse (16) aufweist, die bei der oberen Schwimmer
stellung (F s ) an der Dichtung (22) anschlägt.
4. Schwimmerschalter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Buchse (16) aus verhältnismäßig hartem Material
besteht und eine Bohrung mit Gleitsitz zum Führungsschaft
(12) aufweist.
5. Schwimmerschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche
mit einer am oberen Schaftende angeordneten Schutzabschir
mung für den Schwimmer,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzabschirmung (21) in Form eines gestürzten
Napfes mit geschlossenem Boden ausgebildet ist, dessen
Mantel den Schwimmer (10) in dessen unterschiedlichen
Schwimmerstellungen mit Radialspiel umgibt und mindestens
zum Teil axial überlappt.
6. Schwimmerschalter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (22) in Anlage am geschlossenen Boden
der Schutzabschirmung (21) steht.
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Also Published As
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