DE3411908A1

DE3411908A1 - Vorrichtung zum anzeigen der stellung eines beweglichen gegenstandes, insbesondere eines fluessigkeitsstandes

Info

Publication number: DE3411908A1
Application number: DE19843411908
Authority: DE
Inventors: Gilbert Saint Cloud Thomas
Original assignee: PETROLE SERVICE
Current assignee: PETROLE SERVICE
Priority date: 1983-04-01
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE8409882U1; FR2543676A1

Description

T/y-58 188 D-8000 MÜNCHEN

SCHWEIGERSTRASSE 2

Petrol Service

telefon: (080)662051 30.03. 1 984 Telegramm:

TELEX: 524070

Vorrichtung zum Anzeigen der Stellung eines beweglichen Gegenstandes, insbesondere eines Flüssigkeitsstandes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen der Stellung eines beweglichen Gegenstandes, beispielsweise eines Flüssigkeitsstandes in einem Tank.

Es sind Vorrichtungen zum Feststellen des Flüssigkeitsstandes in einem Tank bekannt, bei denen ein Schwimmer mit einem Dauermagneten fest verbunden ist und eine Anzeige an ein außerhalb des Tanks fest angeordnetes Bauteil übermittelt. Beispielsweise ist eine Vorrichtung bekannt, bei der ein Dauermagnet bei Erreichen einer bestimmten Höhenlage das Schließen eines Schalters hervorruft. In der US-PS 3 946 ist eine ähnliche Vorrichtung beschrieben, bei welcher der mit dem Schwimmer fest verbundene Dauermagnet einen Differentialwandler entlanggleitet, der von einer Wicklung mit Mittelpunkt gebildet ist. Gemäß derselben US-PS steht mit dem im Innern des Tanks angeordneten Dauermagneten ein magnetisches Fluid in Berührung.

In der DE-Offenlegungsschrift 3 022 863 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der ein eine Anzeigevorrichtung, bildender

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äußerer Magnet an Drähten entlang von dem Dauermagneten fortbewegt wird, der von einem im Innern eines Tanks angeordneten Schwimmer gehalten ist. Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine sehr vereinfachte Darstellung des Funktionierens einer solchen Vorrichtung. Wenn sich ein mit einem nicht dargestellten Schwimmer fest verbundener Dauermagnet 10 im Innern des Behälters und in der Nähe dessen unmagnetischer Wand 12 vertikal fortbewegt, wird ein Dauermagnet 14 in einem Führungsrohr 16 fortbewegt. Der Dauermagnet 14 bewegt sich jedoch in Berührung mit dem Führungsrohr 16, und es läßt sich teststellen, daß diese Bewegung ruckweise erfolgt, denn die Unebenheiten und Ungleichförmigkeiten des Führungsrohres 16 beeinflussen die Bewegung des ein Anzeigeglied bildenden Dauermagneten 14. Folglich sind die Anzeigen dieser Vorrichtung nicht verläßlich.

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung der eingangs beschriebenen Art, die nicht mit den Nachteilen der bekannten Vorrichtung behaftet ist. Diese Vorrichtung, welche mit einem beispielsweise außerhalb eines Tanks angeordneten, in einer Führungsvorrichtung beweglichen Anzeigeglied versehen ist, weist insbesondere eine sehr regelmäßige Fortbewegung auf, dank der Anordnung eines magnetischen Schmierfluides an der Grenzfläche des Anzeigegliedes zu seiner Führungsvorrichtung.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Anzeigen der Stellung eines beweglichen Gegenstandes in einer ersten Bewegungsbahn auf einer ersten Seite einer unmagnetischen Wand, mit einem zusammen mit dem Gegenstand bewegbaren und auf derselben Seite der Wand wie dieser angeordneten Dauermagneten, einem Anzeigeglied, das auf der zweiten Seite der Wand angeordnet und dazu bestimmt ist, mit dem Dauermagneten einen die Wand durchdringenden magnetischen Kreis zu erzeugen, und mit einer Führungsvorrichtung zum Führen

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des Anzeigegliedes in einer zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd parallelen zweiten Bewegungsbahn. Diese Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß an der Grenzfläche des Anzeigegliedes zur Führungsvorrichtung ein magnetisches Schmierfluid angeordnet ist.

Das magnetische Schmierfluid enthält vorteilhafterweise einen wasserhaltigen oder nicht wasserhaltigen Träger mit einer kolloidalen Suspension von magnetischen Feststoffteilchen oder einer ionischen Lösung von Ferritsalzen.

Die Führungsvorrichtung ist mit Vorteil ein Rohr, dessen Achse nach der zweiten Bewegungsbahn ausgerichtet ist.

Das Anzeigeglied kann von einem zweiten Dauermagneten gebildet sein, dessen Pole entgegengesetzt sind zu den ihnen gegenüberliegenden Polen des mit dem beweglichen Gegenstand verbundenen Dauermagneten. Dieser zweite Dauermagnet kann eine zur zweiten Bewegungsbahn parallele oder rechtwinklige Pollinie aufweisen, je nachdem ob der mit dem beweglichen Gegenstand verbundene Dauermagnet eine zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd parallele oder rechtwinklige Pollinie hat.

Das Anzeigeglied kann auch aus einem nicht magnetisierten magnetischen Werkstoff, z.B. Weicheisen, sein.

Das Anzeigeglied kann vollständig vom magnetischen Fluid selbst gebildet sein. In diesem Falle ist es von Vorteil, wenn dieses magnetische Fluid ein Färbemittel■enthält, damit es mit dem Auge deutlich wahrgenommen werden kann.

Der mit dem beweglichen Gegenstand verbundene Dauermagnet kann eine Pollinie haben, die zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd parallel oder aber zumindest—annähernd

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rechtwinklig ist. Im letzteren Fall können die Pole des Dauermagneten beiderseits der Führungsvorrichtung angeordnet sein und beispielsweise in bezug auf ein Führungsrohr sich diametral gegenüberliegen.

Das Anzeigeglied kann einen einfachen sichtbaren Zeiger darstellen, aber auch ein Betätigungsglied einer Steuervorrichtung bilden, wenn es eine bestimmte Stellung in der zweiten
Bewegungsbahn erreicht. Diese Steuervorrichtung kann beispielsweise eine Warnvorrichtung sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung
dazu bestimmt, einen Flüssigkeitsstand in einem Tank anzuzeigen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Schnitt durch eine Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 4 eine noch andere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung.

Gemäß Fig. 2 ist ein Dauermagnet 10, der beispielsweise mit
einem Schwimmer fest verbunden ist, im Innern eines Tanks angeordnet, der eine unmagnetische Wand 12 aufweist. Auf der
anderen Seite der Wand 12 ist eine beim gezeigten Beispiel
als Rohr ausgebildete Führungsvorrichtung 16 entlang der Bewegungsbahn des Schwimmers angeordnet. Die Führungsvorrichtung 16 ist beim gezeigten Beispiel von kreisrundem Querschnitt, kann aber auch von zumindest annähernd quadratischem oder anderem Querschnitt sein. Im Innern der Führungsvorrichtung 16 ist ein beim gezeigten Beispiel von eirieTn-Dauermagneten

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gebildetes Anzeigeglied 18 so angeordnet, daß es sich darin frei fortbewegen kann, ohne jedoch zwischen sich und dem Rohr zu viel Raum zu lassen.

An der Grenzfläche des Anzeigegliedes 18 zu seiner Führungsvorrichtung 16 ist ein magnetisches Schmierfluid 20 angeordnet.

Der Dauermagnet 10 und der das Anzeigeglied 18 bildenden Dauermagnet können aus einem beliebigen für diesen Zweck bekannten Werkstoff sein. Es sind z.B. Sintermagnete auf der Basis von Nickel, Kobalt und Aluminium bekannt, die sich im Rahmen der Erfindung sehr gut eignen. Die Wand 12 des Tanks darf nicht magnetisch sein, mit anderen Worten, die Magnetflußlinien des Dauermagneten 10 müssen die Wand 12 durchsetzen, so daß der Dauermagnet 10 und der das Anzeigeglied 18 bildende Dauermagnet einen magnetischen Kreis bilden bzw. erzeugen können.

Die Führungsvorrichtung 16 kann aus einem beliebigen durchsichtigen Werkstoff sein, beispielsweise aus Glas oder PoIymethylmethacrylat, wenn durch das Anzeigeglied 18 eine optisch wahrnehmbare Stellungsanzeige gegeben werden soll. Die Führungsvorrichtung 16 kann jedoch auch aus einem undurchsichtigen Werkstoff sein, wenn das Anzeigeglied 18 auf irgendeine innerhalb oder außerhalb der Führungsvorrichtung 16 angeordnete Steuervorrichtung wirkt, die ein einfacher Schalter sein kann.

Das magnetische Schmierfluid 20 ist von einem Träger gebildet, der ein wasserhaltiges oder nicht wasserhaltiges Fluid sein kann, z.B. ein Kohlenwasserstoff. Der Träger ist z.B. vorteilhafterweise Kerosin, welches ein ausgezeichnetes Schmiermittel darstellt. Im Träger ist eine kolloidale Suspension von ferromagnetischen Feststoffteilchen*dispergiert.

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Dieses Fluid hat die Besonderheit, eine Viskosität zu besitzen, die mit dem Gradienten des Magnetfeldes zunimmt. Die magnetischen Eigenschaften des Schmierfluides 20 gewährleisten, daß es im Magnetfeld des das Anzeigeglied 18 bildenden Dauermagneten gehalten wird. Ein geeignetes Fluid ist unter der Fabrikmarke "Ferrofluid" erhältlich.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist das Anzeigeglied 18 von einem Dauermagneten gebildet; es kann sich aber auch um ein einfaches magnetisches Bauteil handeln, das nicht magnetisiert ist und mit dem Dauermagneten 10 einen magnetischen Kreis zu bilden bzw. zu erzeugen vermag. Es kann sich z.B. um einfaches Weicheisen handeln.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung hat zahlreiche Vorteile. Ein erster Vorteil besteht darin, daß das Schmierfluid 20 ein automatisches Zentrieren des Anzeigegliedes 18 in der Führungsvorrichtung 16 ermöglicht. Das Anzeigeglied hat niemals Berührung mit der Führungsvorrichtung 16, so daß die Reibung verringert ist. Dank der vom Schmierfluid 20 gebildeten Grenzfläche ist die Fortbewegung des Anzeigegliedes 18 mit Antrieb durch den Dauermagneten 10 sehr gleichmäßig. Die Stellung des Anzeigegliedes 18 zeigt daher stets die Stellung des Dauermagneten 10 und folglich die des zugehörenden Schwimmers an.

Ein anderer Vorteil besteht im Ausgleich der Querschnittsveränderungen des Führungsrohres, ohne daß das Funktionieren der Vorrichtung gestört wird. Das Schmierfluid 20 paßt sich automatisch an diese Querschnittsveränderungen an.

Bei der in Fig. 3 dargestellten abgewandelten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist das Anzeigeglied 18 völlig durch magnetisches Fluid ersetzt. Dieses bildet zusammen mit dem Dauermagneten 10 einen magnetischen Kreis and bewegt sich

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im Rohr bzw. in der Führungsvorrichtung 16 fort, sobald sich der Dauermagnet 10 entlang der Wand 12 fortbewegt. Wenn in diesem Falle die Anzeige optisch wahrnehmbar durch die Stellung des Schmierfluides 20 gegeben wird, ist es wünschenswert, daß das Schmierfluid 20 ein zweckdienliches Färbemittel enthält, das beispielsweise mit der Farbe der Wand 12 kontrastiert. Es kann sich jedoch auch um ein einfaches magnetisches Fluid handeln, dessen Trägerbasis Wasser ist und das zwischen zwei Kontaktstücken, die im Rohr bzw. in der Führungsvorrichtung 16 auf einer bestimmten Höhe angeordnet sind, einen Kreis schließt. In diesem Falle wird eine Steuervorrichtung betätigt und kann z.B. eine Warnanzeige auslösen.

Im Gegensatz zu Fig. 2 und 3, die senkrechte Schnitte darstellen, zeigt Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, bei der eine unmagnetische Wand 22 des Tanks einen Kanal bildet, der die Anordnung der Pole eines im Innern des Tanks angeordneten Dauermagneten 2 4 beiderseits einer beim gezeigten Beispiel von einem Rohr gebildeten Führungsvorrichtung 16 ermöglicht. Die Führungsvorrichtung enthält magnetisches Schmierfluid 20. Dieses kann jedoch durch ein Anzeigeglied 18 ersetzt werden, an dessen Grenzfläche zur Führungsvorrichtung 16 Schmierfluid 20 angeordnet ist.

Die Fig. 4 soll lediglich zeigen, daß der Dauermagnet ein Magnetfeld erzeugen kann, dessen Flußlinien entweder zumindest annähernd parallel oder rechtwinklig zur Führungsvorrichtung 16 verlaufen.

Obwohl die beschriebenen Fig. 2 bis 4 senkrechte bzw. waagerechte Schnitte darstellen, kann die Anordnung umgekehrt werden, wobei dann die Fig. 2 und 3 waagerechte Schnitte darstellen und Fig. 4 ein senkrechter Schnitt ist. In diesem Falle bewegt sich das Anzeigeglied 18 in waagerechter Richtung

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fort. Bei abgewandelten Ausführungsformen kann sich das Anzeigeglied 18 in jeder zweckdienlichen Bewegungsbahn fortbewegen, die nicht geradlinig sein muß.

Die vorstehend beschriebenen Anzeigevorrichtungen eignen sich im wesentlichen für Meßinstrumente. Sie sind insbesondere auf das Messen von Fluidstanden in Tanks abgestimmt, wobei sie mit einem Schwimmer und eventuell einer Steueroder Warnvorrichtung zusammenwirken.

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- Leerseite -

Claims

PATENTANWALT? ' .' - '.'-.'. Γ "pr.-ing. franz m-uf.sthoff

WUESTHOFF -v. PECHMANN -BEHRENS-GOETZ ^DR-^PHIL-^{fREDA TUEiTHO}"

D1PL.-1NG. GERHARD PULS

EUROPEAN PATENTATTORNEYS dipl-chem. d*.e. pie.herr von pechmann

DR.-1NG. DIETER BEHRENS

DIPL.-ING.; DIPL.-WIRTSCH.-ING. RUPERT GOET

lA-58 188 D-8000 MÜNCHEN 90

Petrol Service Schweigerstrasse 2

30.03.1984 telefon: (089)662051

telegramm: protectpatent telex: 524070

Patentansprüche

1 .j Vorrichtung zum Anzeigen der Stellung eines beweglichen Gegenstandes in einer ersten Bewegungsbahn auf einer Seite einer unmagnetischen Wand (12) , mit

- einem zusammen mit dem beweglichen Gegenstand bewegbaren und auf derselben Seite der Wand (12) wie dieser angeordneten Dauermagneten (10),

- einem Anzeigeglied (18) , das auf der anderen Seite der Wand (12) angeordnet ist und mit dem Dauermagneten (10) einen die Wand (12) durchdringenden magnetischen Kreis erzeugt,

- und einer Führungsvorrichtung (16) zum Führen des Anzeigeglieds (18) in einer zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd parallelen zweiten Bewegungsbahn, dadurch gekennzeichnet , daß an der Grenzfläche des Anzeigegliedes (18) zur Führungsvorrichtung (16) ein magnetisches Schmierfluid (20) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß das magnetische Schmierfluid (20) einen fließfähigen Träger enthält, der eine kolloidale Suspension von magnetischen Feststoffteilchen enthält. ~~*-.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsvorrichtung (16) ein Rohr ist, dessen Achse nach der zweiten Bewegungsbahn ausgerichtet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Anzeigeglied (18) von einem zweiten Dauermagneten gebildet ist, dessen Pole den Polen entgegengesetzter Polarität des mit dem beweglichen Gegenstand verbundenen Dauermagneten (10) gegenüber angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Anzeigeglied (18) aus einem nicht magnetisierten magnetischen Werkstoff, z.B. Weicheisen, ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Anzeigeglied vom magnetischen Fluid (20) selbst gebildet ist, das ein Färbemittel od.dgl. enthält.
7. Vorrichtung zum Anzeigen der Stellung eines beweglichen Gegenstandes in einer ersten Bewegungsbahn auf einer Seite einer unmagnetischen Wand (12) mit

- einem zusammen mit dem beweglichen Gegenstand bewegbaren und auf derselben Seite der Wand (12) wie dieser angeordneten Dauermagneten (10),

- einem Anzeigeglied (18), das auf der anderen Seite der Wand (12) angeordnet ist und mit dem Dauermagneten (10) einen die Wand (12) durchdringenden magnetischen Kreis erzeugt,

- und einer Führungsvorrichtung (16) zum Führen des Anzeigeglieds (18) in einer zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd prallelen zweiten Bewegungsbahn, mit einem an der Grenzfläche des Anzeigeglieds (18) zur

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Führungsvorrichtung (16) angeordneten magnetischen Schmierfluid (20),

dadurch gekennzeichnet , daß das Anzeigeglied vom magnetischen Fluid (20) selbst gebildet ist, das ein Färbemittel od.dgl. enthält.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem beweglichen Gegenstand verbundene Dauermagnet (10) so ist, daß die Verbindungslinie seiner Pole zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd parallel ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß der mit dem beweglichen Gegenstand verbundene Dauermagnet (10) so angeordnet ist, daß die Verbindungslinie seiner Pole zur ersten Bewegungsbahn zumindest annähernd rechtwinklig ist, wobei die Pole beispielsweise beiderseits der Führungsvorrichtung (16) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Anzeigeglied (18) dazu bestimmt ist, bei Erreichen einer bestimmten Stellung in der zweiten Bewegungsbahn eine Steuervorrichtung zu betätigen, die beispielsweise eine Warnvorrichtung ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß sie dazu bestimmt ist, einen Fluidstand anzuzeigen, und daß der mit dem Dauermagneten (10) verbundene Gegenstand ein Schwimmer ist.