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Bezeichnung: Schwimmergesteuerte
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Niveaugrenzwertschaltvorrichtung
Schwimmergesteuerte
Niveaugrenzwertschaltvorrichtung Die Erfindung betrifft eine schwimmergesteuerte
Niveaugrenzwertschaltvorrichtung mit einem Schwimmermagnet, der entlang einer Führungsachse
längsverschieblich in einer stationären Führung gelagert ist, der ringförmig ist
und koaxial zur Führungsachse angeordnet ist und an den das Gewicht des Schwimmers
lastet, mit einem Tragmagnet, der ringförmig ist und koaxial zur Führungsachse mit
Abstand neben dem Schwimmer stationär an der Führung gelagert ist und der den Schwimmermagnet
nach oben drängend gepolt ist, und mit einem stationär an der Führung befestigt
ten, entlang der Führungsachse angeordneten magnetisch betätigbaren Kontaktschalter.
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Bei einer aus der DE-PS 26 43 355 vorbekannten Vorrichtung dieser
Art ist der Schwimmermagnet innerhalb des Schwimmers untergebracht und der Schwimmer
bewegt sich entlang der Führung und wird dabei von dem Tragmagneten gewichtsentlastet.
Durch diese Gewichtsentlastung ist es möglich, einen Schwimmer einzusetzen, der
auf grund seines spezifischen Gewichtes nicht schwimmfähig ist, aber durch die Gewichtsentlastung
in Verbindung mit seinem Auftrieb dennoch dem Niveau einer Flüssigkeit, in die er
eintaucht, folgt. Ein Schwimmer, der schwerer sein darf als schwimmfähig, kann robust
ausgebildet werden und das ist vorteilhaft, insbesondere beim Vermessen aggressiver
Medien.
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Bei der bekannten vorrichtung betätiyt der Schwimmermagnet in Abhängigkeit
von der Schwimmerstellung den Kontaktschalter.
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Durch Schmutzteilchen oder verkrustungen, die sich in der Bahn des
Schwimmers auf der Führung ablagern, kann die Funktion jedoch gestört werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art dahingehend zu verbessern, daß sie gegen Schmutzablagerungen aus dem Meßmedium
möglichst unempSindlich ist.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragrohr vorgesehen
ist, das entlang der Führungsachse verschieblich koaxial zur Führungsachse in einem
mit der Führung ausgestatteten Gehäuse gelagert ist, daß das untere Ende des Tragrohrs
aus dem Gehäuse herausragt, daß an dem unteren Ende des Tragrohrs der Schwimmer
angeschlos-Sen ist, daß eine schmutzdichte Durchführung für das Tragrohr in der
unteren Gehäusewand vorgesehen ist, daß das obere Ende des Tragrohrs in eine schmutzdicht
abgeschirmte Meßkammer des Gehäuses ragt, und daß der Schwimmermagnet und der Tragmagnet
innerhalb der MeB-kammer angeordnet sind.
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Der Schmutzablagerung ausgesetzt ist nur das untere Ende des Tragrohrs
und der Schwirnmer, nicht dagegen die Führung für die beweglichen Teile. Insbesondere
ist auch der Magnetspalt zwischen Schwimmermagnet und Tragmagnet durch Unterbringung
im Meßgehäuse vor Schmutzeintritt geschützt.
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schmutzablagerungen am Schwimmer verändern dessen Gewicht und Auftrieb
und die dadurch bedingten Störungen haben umso geringeren Einfluß, je präziser das
Tragrohr mit dem Schwimmer durch die magnetische Gewichtsentlastung auf der Höhe
des kritischen Schaltweges für den Kontaktschalter gehalten wird. Das wird begünstigt
durch zwei beidseitig angeordnete Tragmagnete gemäß Anspruch 2.
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Bei den eingesetzten Magneten handelt es sich zweckmäßig um Permanentmagnete.
Alle diejenigen Teile des Gehäuses und der Führung, die sich in der Nähe dieser
Permanentmagneten befinden, werden zweckmäßig aus nicht magnetisierbarem Material
ausgebildet, damit sie die Magnetwirkung nicht stören.
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Man könnte den Kontaktschalter auf der Ilohe des Schwimmermagneten
anordnen. Das führt aber, insbesondere wenn zwei Tragmagnete vorgesehen sind, wegen
der Gegeneinanderpolung dieser Magnete zu unübersichtlichen Magnetfeldern, die im
übrigen hinsichtlich der gegebenen Schaltstrecke sehr kritisch sind, was zu Fehlfunktionen
bei schmutzbelastetem Schwimmer und äußeren Temperatureinflüssen führen kann. Deshalb
ist es vorteilhafter, die Schaltstelle für den Kontaktschalter aus dem Einflußbereich
der gewichtsentlastenden Magnetfelder herauszuverlegen. Eine dementsprechende bevorzugte
Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 3.
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Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Niveaugrenzwertschaltvorrichtung,
Figur 2 den unteren Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels, Figur 3 den unteren
Teil eines weiteren Ausführungsbei spiels, Figur 4 bis 11 verschiedene Ausführungsformen
von Schwimmern, und Figur 12 bis 16 verschiedene Einbaubeispiele der Niveaugrenzwertschal
tvorrichtung.
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In Figur 1 ist mit 1 der obere Deckel eines abgebrochen dargestellten
Flüssigkeitsbehälters 2 bezeichnet, der mit Meßflüssigkeit 3 gefüllt ist. Das Niveau
4 dieser Meßflüssigkeit 3 soll überwacht werden. Dazu dient die Niveaugrenzwertschaltvorrichtung
5, die in den Deckel 1 eingesetzt ist. Mit 6 ist ein Gehäuse bezeichnet, bestehend
aus einer Kappe 7, die auf einen Flansch 8 geschraubt ist, der seinerseits auf den
Deckel 1 geschraubt ist. Im Gehäuse 6 ist eine Meßkammer 9 ausgespart. In dem Gehäuse
6 ist koaxial zu einer Führungsachse 10 ein Führungsrohr 11 stationär gelagert,
das mit seinem oberen Ende'in einer gehäusefesten Manschette 12 steckt. Auf dem
Führungsrohr 11 steckt längsverschieblich und koaxial zur Führungsachse 10 ein Tragrohr
13, das mit seinem freien unteren Ende 14 unten aus dem Gehäuse 6 herausragt und
in das Innere des Behälters 2 ragt. Zur Durchführung durch den Flansch 8 ist eine
Dichtmuffe 15 vorgesehen, die mit einem schmalen, ringförmigen Schlitz 16 das Tragrohr
13 umgibt. Dieser Schlitz 16 ist abgedichtet durch einen Faltenbalg 17, der die
Form eines Schlauchstückes hat und koaxial zur Führungsachse 10 auf das Tragrohr
13 gesteckt ist.
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Der Faltenbalg 17 ist mit seinem oberen Rand 18 an der Dichtmuffe
15 und mit seinem unteren Rdnd 19 an einer auf das Tragrohr 13 gesteckten Muffe
20 abdichtend befestigt. Zum Druckausgleich ist im Faltenbalg 17 ein Druckausgleichsloch
21 vorgesehen. Statt dessen kann auch ein entsprechender Druckausgleichskanal im
Flansch 8 vorgesehen sein, der von der Meßkammer 9 zum Inneren des Flüssigkeitsbehälters
2 führt. Die Meßkammer 9 ist abgeschlossen und vor Schmutzzutritt gesichert.
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Innerhalb der Meßkammer 9 sind am Gehäuse 6 befestigt und stationär
angeordnet zwei Tragmagneten, nämlich der Zugmagnet 22 und der Stützmagnet 23. In
die Mei?kamlner 9 ragt das obere Ende des Tragrohrs 13, an dem der Schwünmermagnet
24 befestigt ist.
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Die drei Magneten 22, 23, 24 sind Permanentmagneten, ringförmig ausgebildet
und koaxial zur Führungsachse 10 angeordnet und axial gepolt. Die Polung ist, wie
aus der Zeichnung ersichtlich, so gewählt, daß der Stützmagnet 23 den Schwimmermagnet
24 nach oben drängt und der Zugmagnet 22 den Schwimmermagnet nach oben zieht. Die
beiden Magneten 22 und 23 tragen also das Tragrohr 13.
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Unten am freien Ende des Tragrohrs 13 ist ein Schwimmer 25 befestigt,
dessen Gewicht durch die Magneten 22, 23, 24 entlastet wird. Dieser Schwimmer 25
kann massiv und schwer ausgebildet sein, denn durch die Gewichtsentlastung kann
er den Bewegungen des Niveaus 4 folgen, obwohl er in der Flüssigkeit 3 aufgrund
seines spezifischen Gewichtes nicht schwimmfähig ist.
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Zwischen dem Schwimmermagnet 24 einerseits und den Magneten 22, 23
andererseits bleibt je ein kleiner Zwischenraum 26, 27 stehen, der eine für einen
Schaltvorgang hinreichende Beweglichkeit des Tragrohrs 13 nach oben und unten ermöglicht.
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An dem freien Ende 14 des Tragrohrs 13, das aus dem Gehäuse 6 herausragt,
ist ein Schaltmagnet 29 befestigt, der ringförmig ist und koaxial zur Führungsachse
10 angeordnet ist, als Permanentmagnet ausgebildet ist und axial gepolt ist, entsprechend
den in der Zeichnung eingezeichneten Polungssymbolen. Der Schaltmagnet 29 ist in
einem Magnetgehäuse 30 untergebracht.
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Auf der Höhe des Schaltmagneten 29 ist stationär innerhalb des Führungsrohrs
11 ein magnetisch betätigbarer Kontaktschalter 31 angeordnet. Dieser Kontaktschalter
hat, um die Schalthysterese möglichst gering zu halten, vorzugsweise mit Wolfram
beschichtete Kontakte und ist vorzugsweise in einem evakuierten Glasröhrchen 32
untergebracht. Die anschlußleitungen 33, 34, 35 des als Umschalter ausgebildeten
Kontaktschalters 31 sind oben aus dem Führungsrohr 11 herausgeführt in ein auf das
Gehäuse 6 aufgesetztes Schaltergehäuse 37. Die Anschlußleitungen liegen an von außen
zugänglichen Anschlußkontakten 38 ...
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Das Magnetgehäuse 30 ist m.it dem Magneten 29 zum Zwecke der Einjustierung
in Richtung der Führungsachse 10 verschieblich auf dem Kuhrungsrohr 11 und wird
durch zwei Muffen 20 und 40, die mit Madenschrauben 41, 42 fixierbar sind, auf der
eingestellten Höhenlage am Tragrohr 13 fixiert.
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Die Justierung ist so getroffen, daß der tontaktschalter 31 von dem
Schaltmagneten 29 betätigt wird, wenn der Schwimmer 25 durch Ansteigen des Niveaus
4 angehoben wird.
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Der Schaltweg bleibt weitgehend unabhängig von einer zusätzlichen
Schrnutzbelastung des Schwirr.mers iYrirner auf der gleichen Höhe bedingt durch
die Wirkung der Gewichtsentlastung der beiden Magneten 22 und 23. Der Schaltweg
des Schwimmers beträgt 2 bis 3 mm (Millimeter).
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Der Schwimmer 25 kann ein massiver Körper aus Kunststoff sein.
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Das Tragrohr ist an seinem freien unteren Ende 14 abgedichtet verschlossen
durch eine dort angesetzte Gewindespindel 59, die zur Befestigung des Schwimmers
25 in ein Gewindesackloch 58 des Schwimmers eingeschraubt ist.
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Das Gehäuse 6, das Tragrohr 13 und das Führungsrohr 11 bestehen zweckmäßig
aus unjnagnetisierbare." Material, vorzugsweise unmagnetisierbarem Metall, damit
diese Teile die Magnetfelder nicht stören. Der Faltenbalg 17 besteht vorzugsweise
aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoff.
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Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 unterscheidet sich von
dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, daß der dem Schaltmagnet 29 entsprechende
Schaltmagnet 60 statt in einen gesonderten Gehäuse innerhalb des Schwirnmerkörpers
61 angeordnet ist. Das dem Führungsrohr 11 entsprechende Führungsrohr 62 ist ebenso
wie das Tragrohr 63 hinreichend lang, so daß der Kontaktschalter 64 innerhalb des
Tragrohrs auf der Höhe des Schaltmagneten 60 Platz findet. Der Schaltmagnet 60 ist
in einer Ausnehmung 65 des !nassiv ausgebildeten Schwimmers 61 untergebracht, die
durch einen aufgeklebten Deckel 66 verschlossen ist. Zur Einjustierung der Höhenlage
des Schaltmagneten 60 gegenüber dem Kontaktschalter 64 wird das Tragrohr 63 mit
seiner Gewindespindel 74 mehr oder weniger weit in das Gewindesackloch
67
des Sch»simn;erkorpers 61 eingeschraubt. Mit einer auf dem Deckel 66 aufsitzenden
tvuffe 68, die durch eine Madenschraube 69 festgelegt werden kann, wird der einjustierte
Schwimmer festgelegt.
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Nach Figur 3 ist der Schwimmer 70 eine Hohlkugel,die auf das Tragrohr
gesteckt ist. Innerhalb der Hohlkugel ist der Schwimmermagnet 71 angeordnet, auf
dessen Höhe der Kontaktschalter 72 innerhalb des Führungsrohrs 73 befestigt ist.
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Die beiden Ausführun.gsbeispiele nach Figur 2 und 3 sind abgesehen
von den beschriebenen und aus der Zeichnung ersichtlichen Unterschieden genauso
ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Figur 1.
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Statt den Schwimmer unten am Tragrohr zu befestigen, kann man ihn
dort auch anhängen. In einem solchen Fall wird am unteren Ende des Tragrohrs 75
statt der Gewindespindel 59 ein Ösenhalter 76 angesetzt. Gemäß Figur 4 hängt an
dem Ösenhälter mittels eines Hakens 77 ein langgestreckter, rohrförmiger Schwimmer
78, der unten offen ist. Statt dessen kann auch ein stabförmiger, langgestreckter
Schwimmer aus Vollmaterial eingehängt sein.
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Man kann an den Ösenhalter 76 auch andere Schwimmer anhängen, zum
Beispiel mit einem Seil 81 eine Hohlkugel 80 oder eine entsprechend geformte Vollkugel,
oder gemäß Figur 6 mit einer Kette 84 einen zylinderförmigen Schwimmer 83, der hohl
sein oder aus Vollmaterial bestehen kann. Weitere Formen von Schwimmern 86 bis 89,
die man mit Seil oder Kette anhängen kann, sind in den Figuren 7 bis 10 dargestellt.
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Nach Figur 11 ist der Schwimmer 120 mittels eines flexiblen Schlauchs
121 am unteren freien Ende 123 des Tragrohrs 124 befestigt.
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Nach Figur 12 ist der Schwimmer 100 einer als Niveaugrenzwertschaltvorrichtung
102 in einem stationär nach unten offenen Beruhigungsrohr 103 angeordnet. Das Beruhigungsrohr
103 taucht mitsamt dem Schwimmer 100 in die nflüssigkeit und weist seitlich ein
Entlüftungsloch 104 auf.
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Nach Figur 13 ist der Schwimmer 106 der Niveaugrenzwertschalt vorrichtung
107 in einem Bypass 108 angeordnet, der mit zwei Flanschen 109, 111 an einen Flüssigkeitsbehälter
seitlich anschließbar ist.
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Für den Fall, daß besonders heiße Medien überwacht werden sollen,
kann die Niveaugrenzwertschaltvorrichtung 110 gemäß Figur 14 auf einem mit äußeren
Kühlrippen117 ausgestatteten Kühler 112 sitzen. Der Schwimmer 113, der zweckmäßig
aus Edelstahl oder einem anderen hochtemperaturbeständigen Material besteht, hängt
an einem Seil 114, das durch ein Loch 115 einer Absperrung 116 hindurchgeführt ist.
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Nach Figur 15 ist dae Niveaugrenzwertschaltvorrichtung 130 mit horizontaler
Führungsachse 131 an der Seitenwand eines Flüssigkeitsbehälters 132 montiert. Der
zugehörige Schwimmer 133 hängt mit einem Seil 134 am freien Ende des Tragrohrs 135.
Das Seil 134 ist über eine Umlenkrolle 136 gefXlrt.
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Nach Figur 16 sind zur bberwachung des Minimal- und Maximalniveaus
zwei Niveaugrenzwertschaltvorrichtungen 140, 141 vorgesehen. Die beiden Schwimmer
142, 143 hängen je mit einem Seil 144, 145 an dem zugehörigen Tragrohr 146, 147.
Der Schwimmer 142 hängt auf der Höhe des maximalen Flüssigkeitsniveaus und der Schwimmer
143 auf der Höhe des minimalen Flüssigkeitsniveaus. Für beide Schwimmer sind Seilführungen
148, 149,a150 vorgesehen.
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Niveaugrenzwertschaltvorrichtungen nach der erfindung sind bei normalen
FlüSsigkeiten verwendbar, sie sind aber insbesondere auch verwendbar bei kritischen
Flüssigkeiten, die zähflüssig sind oder aber mit Schmutz belastet sind oder leicht
zu Verkrustungen neigen, wie zum Beispiel Schwerstöl, Klärschlamm, Fäkalien, Abwasser,
Rohöl, Bohröl, Cühlschmiermittel, Metallreinigungsflüssigkeiten, Honig, Sirup, Marmelade,
Senf, Schokolade, Lacke, Farben, Leim, Papierbrei und dergleichen.