DE3834986A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen erfassen des fuellvolumens von fluessigkeiten in behaeltern, insbesondere in liegend installierten zylindrischen behaeltern - Google Patents
Vorrichtung zum kontinuierlichen erfassen des fuellvolumens von fluessigkeiten in behaeltern, insbesondere in liegend installierten zylindrischen behaelternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Erfassen des
Füllvolumens von Flüssigkeiten in Behältern, insbesondere in liegend
installierten zylindrischen Lagerbehältern.
Bei liegend installierten zylindrischen Behältern ist es schwierig, das
jeweilige Füllvolumen exakt zu bestimmen, was beispielsweise für
Mengenabrechnungen bedeutsam ist. So ist es bei unterirdisch gelagerten
Behältern möglich, daß diese durch Grundwasser aufschwimmen und hierdurch
ihre Lage verändern. Dieses geschieht auch schon durch einfache
tektonische Bewegungen des umgebenden Erdreiches durch des
unterschiedliche Gewicht des Behälters im gefüllten bzw. im geleerten
Zustand. Daher kann ein derartiger Behälter auch bei guter Gründung nicht
dauerhaft stabil eingelagert werden, so daß die bislang eingesetzte "nasse
Ausmessung" nicht zu langzeitig zuverlässigen Ergebnissen führt. Zudem
bewirkt die Nichtlinearität des Füllvolumens der liegenden zylindrischen
Behälter in Abhängigkeit vom Füllstand falsche Peilangaben und somit
Fehleinschätzungen des jeweils vorhandenen Flüssigkeitsvolumens.
Aus der DE-PS 31 24 875 ist eine Meßsonde bekannt, mit der der Füllstand
und die Medientemperatur von Flüssigkeiten in Behältern erfaßt werden
können. Diese Meßsonde besteht aus einem Führungsrohr, das in eine dafür
vorgesehene Gewindebohrung im Domdeckel des Behälters eingeschraubt wird.
Längs des Führungsrohres ist ein Schwimmersystem bewegbar, welches mehrere
radial sich erstreckende, lösbar angebrachte Schwimmkörper aufweist. Im
Inneren des Führungsrohres befindet sich eine einstückige Profilleiste,
die ein Innenrohr bildet. Sie besteht aus elektrisch nicht leitendem
Material. In dieser Profilleiste sind elektrische Widerstandsbänder
angeordnet, auf denen elektrische Kontakte eines Schlittens gleiten.
Der Schlitten ist mit einem Innenmagnetsystem versehen, welches an
ein am Schwimmersystem angeordneten Außenmagnetsystem gekoppelt werden
kann. So wird die Bewegung des Schwimmersystems in ein Widerstandsignal
umgewandelt. Ferner weist die Meßsonde einen Temperatur-Meßwertgeber auf,
der in thermischem Kontakt mit der Flüssigkeit ist. Aus Füllstand im
Behälter und der Temperatur der Flüssigkeit kann dann auf das
temperaturkompensierte Füllvolumen geschlossen werden.
Nachteilig an dieser bekannten Meßsonde ist jedoch die relativ große
Hysterese im Meßverhalten bei wechselndem Befüllen und Entleeren eines
Behälters. Darüber hinaus kann diese Meßsonde sich nicht selbsttätig an
eine von der horizontal abweichenden Neigung oder Erhebung des liegend
installierten Behälters anpassen, so daß die Meßsonde einer sich
einstellenden Behälterneigung weder folgen noch diese meßtechnisch
erfassen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Meßsonde so zu
verbessern, daß nicht nur der Füllstand und die Medientemperatur, sondern
zusätzlich das Füllvolumen in Behältern, insbesondere in liegenden
zylindrischen Lagerbehältern unter Berücksichtigung der jeweiligen
Behälterneigung exakt bestimmt werden kann.
Ausgehend vom Stand der Technik der DE-PS 31 24 875 wird die Aufgabe durch
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Kennzeichens von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Kennzeichen der
Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Schwimmersystem auf, bei
welchem eine konvex gewölbte Hülse vorgesehen ist, die auf dem
Führungsrohr bewegbar ist. Am oberen und unteren Ende der Hülse ist
jeweils ein Gleitlagerring eingebaut. Diese haben sich als günstiger als
vorbekannte Gleitlagerschalen erwiesen, da sie ein stabileres Temperatur
und Langzeitverhalten haben. Ferner sind die Schwimmkörper an der Hülse
schwenkbar angelenkt. So paßt sich das spezielle Schwimmersystem
selbsttätig jeder Neigung oder Erhebung des Lagerbehälters an, ohne daß
die Vorrichtung selbst pendelnd aufgehängt werden müßte. Selbst wenn sich
der entsprechend ausgestattete Behälter nach der Installation setzt oder
seine Lage beispielsweise durch Aufschwimmen verändert, ist eine
Nachjustierung des Führungsrohres nicht erforderlich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schwimmkörper an einem
Ring angeordnet, welcher sowohl mit axialem als auch radialem Spiel in
einer an der Außenseite der Hülse befindlichen Ausnehmung bewegbar ist.
Dieses Spiel kann so gewählt sein, daß eine Neigung des Behälters
innerhalb des Bereiches von +5° bis -5° möglich ist, in dem sich die
erfindungsgemäße Vorrichtung selbsttätig an die Neigungsänderungen anpaßt.
Es lassen sich reproduzierbare Meßwerte des Füllstandes mit
Wiederholgenauigkeiten erzielen, die Niveauänderungen des
Flüssigkeitsspiegels von weniger als 1 mm ausmachen.
Es hat sich als günstig herausgestellt, die Querschnittsfläche des Ringes
konisch zu gestalten, ebenso wie die Querschnittsfläche der Ausnehmung,
diese jedoch flächenmäßig größer zu wählen als die Querschnittsfläche des
Ringes. Ferner ist es vorteilhaft, die Außenfläche der Hülse konvex
gewölbt zu gestalten, während die der Hülse zugewandten Flächen der
Schwimmkörper entsprechend konkav oder kugelkalottenförmig ausgebildet
sind. Somit ist eine genaue Horizontallage der Schwimmkörper
gewährleistet, unabhängig davon, ob das Führungsrohr für die Hülse genau
senkrecht oder, wie im Normalfall, mehr oder weniger geneigt installiert
ist oder der Flüssigkeitsspiegel eine mehr oder weniger große Neigung zu
den Schwimmkörpern annimmt. Die Schwimmkörper befinden sich zwar an der
Hülse, können sich jedoch so einstellen, daß sie stets ohne Verkanten zum
Führungsrohr und mit konstanter Eintauchtiefe auf der Flüssigkeit
schwimmen.
Das lineare Auftriebsverhalten der Schwimmkörper kann am besten realisiert
werden, wenn man diese im Querschnitt rechteckförmig ausbildet.
Die Schwimmkörper werden am Ring lösbar befestigt, beispielsweise
geschraubt. Damit alle Schwimmkörper in derselben Ebene auf der
Flüssigkeit aufschwimmen, kann am Ring an dessen Außenseite eine Nut
vorgesehen sein, in die an den Schwimmkörpern vorgesehene Rastnasen
eingreifen. So erreicht man eine definierte Ausrichtung der Schwimmkörper
zur Flüssigkeitsoberfläche.
Sowohl das Außenmagnetsystem als auch das Innenmagnetsystem bestehen
bevorzugt aus einer Mehrzahl von Einzelmagnetpaaren, wobei das
Innenmagnetsystem in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens vier
Einzelmagnetpaare aufweist, das Außenmagnetsystem wenigstens sechs. Dabei
können die Einzelmagnetpaare des Außenmagnetsystems untereinander in
galvanischem Kontakt sein. Es ist vorteilhaft, wenn die Anzahl der
Einzelmagnetpaare des Außenmagnetsystems größer ist als die Anzahl der
Einzelmagnetpaare des Innenmagnetsystems. Jedes Einzelmagnetpaar besteht
aus magnetischem Nord- und Südpol, welche mit einem magnetisch leitfähigen
Werkstoff in axialer Richtung des Führungsrohres rückgeschlossen sind.
Der Ring kann Führungsstifte aufweisen, welche in Langlöcher der
Einzelmagnetpaare eingreifen. Bevorzugt ist dabei das Langloch im
Rückschluß der Einzelmagneten vorgesehen.
Um ein stabiles Aufliegen des Schwimmersystems auf dem Flüssigkeitsspiegel
zu erreichen, hat sich als vorteilhaft herausgestellt, daß das
Schwimmersystem drei Schwimmkörper aufweist.
Schwimmkörper, Hülse und Gleitlagerringe sind bevorzugt aus einem
elektrisch leitfähigen Kunststoff hergestellt, damit im Behälter
möglicherweise entstehende elektrostatische Aufladungen sofort abgeführt
werden. Auch der Ring soll aus elektrisch leitfähigem Kunststoff sein.
Weiterhin steht das gesamte Schwimmersystem über zum Führungsrohr
gerichtete elektrische Kontaktflächen der aus elektrisch leitfähigem
Kunststoff bestehenden Gleitlagerringe mit dem Führungsrohr in
elektrischem Kontakt.
Die Gleitlagerringe können im Kontaktbereich mit dem Führungsrohr mit
axial zum Führungsrohr gerichteten Ausnehmungen versehen sein. So werden
Fremdkörperteilchen der Flüssigkeit durch diese Ausnehmungen von der
Gleitfläche abgeführt, was die leichte Beweglichkeit des Schwimmersystems
in jeder Betriebslage gewährleistet.
Wenn das spezielle Schwimmersystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zusammenschraubbar ausgebildet ist, ist auch bei nachträglicher Ausrüstung
von Behältern eine Demontage der Armaturen und des Domdeckels nicht
notwendig.
Die hier interessierenden liegenden, zylindrischen Behälter für
beispielsweise brennbare Flüssigkeiten werden ausschließlich drucklos
betrieben. Daher sind keine druckfesten Schwimmkörper erforderlich.
Vielmehr kommen Hohlkörper aus elektrisch leitfähigem und chemisch
resistentem Kunststoff zur Anwendung, die zweckmäßig ein lineares
Verdrängungsvolumen haben. Jedoch können die Hohlkörper druckfest
gestaltet werden, wenn man sie beispielsweise mit einer Hartschaumfüllung
versieht.
Bevorzugt bestehen die Widerstandsbänder aus einer Metall-Legierung mit
elektrisch linearem Verhalten und geringem Temperaturkoeffizienten. Es
sind zwei Widerstandsbänder vorgesehen, von denen eines ein
stromdurchflossenes Widerstandsband und das andere ein Abgriffsband ist.
Das Abgriffsband ist dabei vorteilhaft durch eine Brücke eines
elektrischen Leiters kurzgeschlossen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung oder Teile davon können
explosionsgeschützt ausgeführt sein, so daß sie in der Zone 0 oder 1 eines
Lagerbehälters für brennbare Flüssigkeiten installiert werden dürfen. Die
gesamte elektrische und elektronische Einrichtung ist gegenüber dem
Behälter, der ein elektrisches Potential aufweisen kann, elektrisch
isoliert. Dies wird beispielsweise durch die elektrisch isolierenden
Halbschalen-Profilleisten im Inneren des Führungsrohres erreicht.
Die Temperatur der Flüssigkeit wird in Thermokontakt durch das
Führungsrohr erfaßt. Der Temperatur-Meßwertgeber befindet sich mit seiner
aktiven Fläche an der Innenseite des Führungsrohres. Er wird durch eine
Nut an der Außenseite einer Profilleiste gehalten und unter Klemmschluß in
Position und Thermokontakt mit dem Führungsrohr befestigt. Hierdurch
werden mechanische Bearbeitungen am Führungsrohr überflüssig. Die
Meßgenauigkeit liegt unterhalb 0,5°C.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist es, daß das Führungsrohr für die
Montage am Domdeckel ein R 1¼ "-Gewinde" aufweist, auf das
Überwurfmuttern mit größeren Außengewinden aufschraubbar sind. Dadurch
kann die Meßsonde standardisiert hergestellt werden, was eine
Kosteneinsparung schon bei der Fabrikation bedeutet.
Das untere Ende des Führungsrohres ist zweckmäßig mit einer Prallkappe
versehen, welche von einem in einer umlaufenden Nut des Stopfens, über
den das Führungsrohr gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen ist,
getragenen O-Ring und einer Snapschraube gesichert ist.
Der Einfluß der Behälterneigung kann automatisch berücksichtigt werden,
wenn die Vorrichtung einen Neigungs-Meßwertgeber aufweist. Dieser ist
zweckmäßig in einem gas- und flüssigkeitsdichten Gehäuse untergebracht,
welcher an das Gewindestück des Führungsrohres gekoppelt ist.
Natürlich ist es möglich, einen Neigungs-Meßwertgeber separat auf dem
Deckel des Domes vorzusehen, wobei der Deckel gleichzeitig als Meßfläche
zur Ermittlung der Neigung oder Erhebung des Behälters dient. Jedoch ist
es vorteilhaft, an der erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt eine als
Neigungs-Meßfläche ausgebildete Platte ggf. mit Drehgelenkausbildung
vorzusehen. Es hat sich als sehr praktisch herausgestellt, wenn der
ohnehin notwendige Kabelanschlußkasten mit einer diesen gleichzeitig
verschließenden Platte ggf. mit Drehgelenkausbildung versehen ist. Die
Platte bildet gleichzeitig die Neigungs-Meßfläche und den Deckel für den
Kabelanschlußkasten.
Wenn die Platte mit einem Drehgelenk ausgestattet ist, das eine senkrecht
zur Plattenebene liegenden Achse aufweist, kann der Neigungs-Meßwertgeber
dauerhaft so ausgerichtet werden, daß seine Wirkungsrichtung auf die
Behälterflucht des liegenden, zylindrischen Behälters eingestellt werden
kann.
In einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist im Kabelanschlußkasten eine Schnittstelle für den Anschluß
an einen Rechner vorgesehen, so daß diesem die Meßwerte zugeführt werden
können.
In der Zeichnung sind beispielhaft einige Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen liegenden zylindrischen Behälter
unter einem Neigungswinkel α mit eingebauter Vorrichtung gemäß
der Erfindung und einem Hauptanzeigegerät bzw. Rechner,
Fig. 2 ein Blockschaltbild für die Auswertung der Meßwerte,
Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der Vorrichtung mit Meßwertgeber für
Füllstand, Behälterneigung und Flüssigkeitstemperatur,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen liegenden zylindrischen Behälter
mit eingebauter Vorrichtung mit drehbar gestaltetem Neigungs-
Meßwertgeber,
Fig. 4a eine Draufsicht auf den Domdeckel,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen liegenden zylindrischen Behälter
mit eingebauter Vorrichtung und separatem Neigungs-Meßwertgeber,
Fig. 5a eine Draufsicht auf den Domdeckel,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen liegenden zylindrischen Behälter
mit integriertem Neigungs-Meßwertgeber,
Fig. 6a eine Draufsicht auf den Domdeckel,
Fig. 7 einen Querschnitt durch einen liegenden zylindrischen Behälter
im Bereich der eingebauten Vorrichtung,
Fig. 8 eine Seitenansicht der Vorrichtung zum meßtechnischen Erfassen
des Füllstandes und der Medientemperatur, wobei ein Neigungs-
Meßwertgeber inhäusig vorgesehen sein kann,
Fig. 9 eine Seitenansicht der Neigungs-Meßfläche,
Fig. 9a eine Draufsicht auf die Meßfläche,
Fig. 10 eine Seitenansicht desjenigen Teils der Vorrichtung, der die
Behälterneigung mittels Drehvorrichtung erfaßt,
Fig. 10a eine Seitenansicht desjenigen Teils der Vorrichtung, der die
Behälterneigung mittels Magnethaltevorrichtung auf dem
Domdeckel erfaßt,
Fig. 11 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit drehbar gelagertem
Neigungs-Meßwertgeber,
Fig. 11a eine Seitenansicht der Vorrichtung, mit drehbar gelagertem
Neigungs-Meßwertgeber wie in Fig. 8 in Kombination mit einem
größeren Kabelanschlußkasten,
Fig. 11b je einen Schraubdeckel für die Ausführungsform gemäß Fig. 11
und Fig. 11a,
Fig. 12a eine Seitenansicht auf die zum Einheitsgewinde von R 1¼ "der
Vorrichtung passenden Überwurfmutter R 1½ ",
Fig. 12b eine Draufsicht auf diese Überwurfmutter,
Fig. 12c eine Seitenansicht der zum Einheitsgewinde von R 1¼ "der
Vorrichtung passenden Überwurfmutter R 2",
Fig. 12d eine Draufsicht auf diese Überwurfmutter,
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung des Schwimmersystems mit
Schwimmkörpern unter dem Neigungswinkel α,
Fig. 14 eine perspektivische Darstellung eines Schwimmkörpers,
Fig. 15a eine Seitenansicht der Hülse mit eingeschraubten
Gleitlagerringen, jedoch ohne Ring,
Fig. 15b eine Draufsicht auf die Hülse aus Fig. 15a,
Fig. 16a einen Querschnitt durch den Ring mit eingeschraubtem
Schwimmkörper und Führungsstiften,
Fig. 16b eine Draufsicht auf den Schwimmkörper aus Fig. 16a,
Fig. 17 einen Querschnitt durch Ring mit Führungsstift zusammen mit dem
Langloch des Rückschlußteils eines Einzelmagnetpaars der Hülse,
Fig. 18 einen Längsschnitt durch das um den Neigungswinkel α geneigte
Meßsystem für den Füllstand,
Fig. 19 einen Querschnitt durch das Führungsrohr mit Darstellung des
Halbschalenprofilrohres, des Schlittens und des Temperatur-
Meßwertgebers,
Fig. 20 einen Querschnitt durch das Führungssrohr mit Draufsicht der
Hülse und schematischer Darstellung des äußeren Magnetsystems,
Fig. 21 eine Seitenansicht des kugelgelagerten Schlittens mit
Innenmagnetsystem,
Fig. 22 eine Detailansicht des Innenmagnetsystems,
Fig. 23 einen Längsschnitt durch das Führungsrohr im Bereich des
Meßanfanges.
Fig. 1 zeigt einen liegend installierten zylindrischen Einkammer-
Lagerbehälter (1) für Flüssigkeiten, beispielsweise für brennbare
Flüssigkeiten, der unter einem Winkel α zur Horizontalen geneigt ist. Der
Behälter weist an seiner Oberseite einen Dom (2) auf, der durch einen als
horizontale Platte ausgebildeten Deckel (3) verschlossen ist. Der Deckel
(3) kann als Montage- und Meßfläche für die Vorrichtung zum Erfassen des
in dem liegenden zylindrischen Behälter jeweils vorhandenen
Flüssigkeitsvolumens dienen. Am Deckel (3) ist die Vorrichtung (4) gemäß
der Erfindung befestigt, von der ein Führungsrohr (5) durch eine Öffnung
des Deckels (3) hindurch in den Behälter (1) hängend installiert ist. Am
Deckel (3) befindet sich weiterhin ein Füllrohr (6) zum Einfüllen der
Flüssigkeit in den Behälter. Das Führungsrohr (5) ist an seinem unteren
Ende mit einem Stopfen (7) und daran befestigter Prallkappe (28) versehen,
die den mechanischen Meßanfang des Füllstand-Meßwertgebers bildet. Auf dem
Führungsrohr (5) ist ein Schwimmersystem (8) verschiebbar so angeordnet,
daß sich dieses stets in Höhe und in der jeweiligen Neigung des
Flüssigkeitsspiegels (9) der in den Behälter (1) eingeführten Flüssigkeit
(10) befindet. Der jeweilige Füllstand bzw. die jeweils vorhandene
Flüssigkeitsmenge kann über eine elektrische Hauptanzeige bzw. einen
Umwerter oder Rechner (11) zur Anzeige gebracht werden.
Ermittelte Meßwerte für Füllstand, Behälterneigung und
Flüssigkeitstemperatur werden zusammen einem Umwerter bzw. Rechner
zugeführt, um bei liegenden zylindrischen Behältern in Verbindung mit
softwaregeführten Daten über die jeweilige Behältergeometrie das
eingelagerte Flüssigkeitsvolumen zu bestimmen. Das Blockschaltbild in
Fig. 2 zeigt ferner, daß die wirtschaftlich interessierenden Digital-
Informationen über Füllstand, Füllvolumen und Medien- bzw.
Flüssigkeitstemperatur in einem Terminal abgerufen werden können. Eine
Start/Stop-Einrichtung, welche an das Hauptanzeigegerät angeschlossen ist,
kann mit einer Zugangsberechtigung zu den Daten gekoppelt sein. Ferner ist
eine Möglichkeit für Datenfernübertragung (DFUE) vorgesehen.
Fig. 3 zeigt in einem Prinzipschaltbild, wie die Meßwerte für Füllstands,
Behälterneigung und Medientemperatur ermittelt werden. Zum Ermitteln des
Füllstands sind zwei elektrische Widerstandsbänder (12, 13) aus einer
Präzisionswiderstandslegierung vorgesehen, die als Spannungsteiler mit
Konstantstrom betrieben werden. Das Abgriffband (13) ist dabei über einen
elektrischen Leiter (14) rückgeschlossen. Die Daten werden in einem
Operationsverstärker (15) normiert und können über Anschlußklemmen (16,
17) abgenommen werden. Die Behälterneigung wird mit einem handelsüblichen
Neigungsgeber (Inklinometer) (26) erfaßt, dessen Signal wieder über einen
Operationsverstärker (19) normiert an Anschlußklemmen (20, 21) abgenommen
werden kann. Die Medientemperatur wird mit einem handelsüblichen
Temperaturgeber (130) (22) ermittelt und über einen Operationsverstärker
(23) normiert den Anschlußklemmen (24, 25) als elektrische Information
zugeführt.
Fig. 4 zeigt wieder einen liegenden zylindrischen Behälter (1) mit Dom
(2) an seiner Oberseite, welcher mit einem Deckel (3) verschlossen ist.
Der Deckel (3) bildet die Montagefläche für die erfindungsgemäße
Vorrichtung (4). An der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein adaptiver,
drehbar gestalteter Neigungs-Meßwertgeber (26) vorgesehen. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung (4) ist auf dem Deckel (3) bevorzugt zentral
angeordnet. Das Führungsrohr (5) ragt in den Behälter (1) bis in dessen
freien Bodenbereich Das Führungsrohr (5) ist an seinem unteren Ende mit
einem Stopfen (7) verschlossen und weist dort eine Prallklappe (28) auf,
so daß das Schwimmersystem (8) darauf aufliegt, sobald der
Flüssigkeitsspiegel (9) ein bestimmtes Niveau unterschreitet. Am Deckel
(3) ist ein Füllrohr (6) zum Einfüllen der Flüssigkeit vorgesehen.
Fig. 4a zeigt eine Draufsicht auf den Deckel (3). Er ist mit einer
Vielzahl von Schrauben (27) am Dom (2) befestigt. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung (4) ist vorteilhaft im Zentrum des Deckels (3) eingeschraubt.
Der Deckel (3) des Domes (2) bildet aufgrund seiner parallelen Lage zur
Achse des liegenden Behälters (1) eine Meßfläche, über die die
Behälterneigung erfaßt werden kann. Daher kann ein Neigungs-Meßwertgeber
(26) auch auf dem Deckel (3) angeordnet sein, wie es in Fig. 5 gezeigt
ist. Die Vorrichtung (4) liefert in ihrer Basisausführung nur
Informationen über den Füllstand und ggfs. über die Medien-Temperatur.
Fig. 5a zeigt die Draufsicht auf den Deckel (3) bei einer Anordnung der
Meßwertgeber gemäß Fig. 5. Die Vorrichtung (4) ist vorteilhaft zentral
auf dem Deckel (3) angeordnet, während der Neigungs-Meßwertgeber (26) in
einem freien Bereich des Deckels (3) in Behälterflucht angeordnet ist.
Wenn keine Neigungsänderung des Behälters (1) vermutet wird, ist es auch
möglich, allein die Vorrichtung (4) zum Ermitteln des Füllstandes und der
Medientemperatur zu benutzen, wenn einmal die Neigung manuell festgestellt
worden ist. Für diesen Fall ist eine Anordnung gemäß Fig. 6 vorgesehen,
die entsprechende Draufsicht auf den Deckel zeigt Fig. 6a.
Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch den liegenden zylindrischen Behälter
(1) im Bereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung (4), wobei in dieser
Darstellung auf den Neigungs-Meßwertgeber verzichtet wurde. Die
Vorrichtung (4) ist zentral auf dem Deckel (3) angeordnet. Das
Führungsrohr (5) ragt durch den Deckel (3) in den Behälter (1). Es ist an
seinem unteren Ende mit einem Stopfen (7) gas- und flüssigkeitsdicht
verschlossen und weist eine Prallkappe (28) auf. Das Schwimmersystem (8)
ist längs des Führungsrohres (5) bewegbar und stellt sich entsprechend der
Behälterneigung auf den jeweiligen Flüssigkeitsspiegel (9) ein.
Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung (4), mit der Füllstand
und Medientemperatur erfaßt werden können, und die auch mit einem
inhäusigen Neigungs-Meßwertgeber (26) ausgestattet sein kann. Die Meßwerte über
Füllstand und Medientemperatur werden innerhalb der Vorrichtung (4) in
einem gas- und flüssigkeitsdichten Gehäuse (30) oberhalb des hier nicht
dargestellten Deckels des Domes in Fortsetzung des Führungsrohres (5)
zusammengeführt und innerhalb des gleichen Gehäuses (30) durch eine
Elektronik z.B. in normierte Meßwerte umgesetzt. Das Gehäuse (30) ist über
einen Kabelanschlußkasten (39) mit einem Schraubdeckel (37) verschlossen,
welcher über eine Kette (36) unverlierbar mit dem Gehäuse (30) und dem
Kabelanschlußkasten (39) verbunden ist. Für die Montage am Deckel (3) ist
das Führungsrohr (5) mit einem Gewindestück (29) versehen, wobei für die
meisten Behälter ein Außengewinde mit R 1¼ geeignet ist. Auf dem
Führungsrohr (5) ist das Schwimmersystem (8) bewegbar angeordnet. Das
Schwimmersystem (8) setzt bei entsprechend niedrigem Flüssigkeitsniveau
auf die Prallkappe (28) auf. Das Führungsrohr (5) ist mit einem Stopfen
(7) gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen.
Fig. 9 zeigt die erfindungsgemäße Neigungs-Meßfläche (33) in
Seitenansicht, Fig. 9a in Draufsicht. An der Unterseite der Meßfläche
(33) ist ein Gewinde (34) vorgesehen, das erfindungsgemäß auf dem
Kabelanschlußkasten (39) aufgeschraubt werden kann. Die Neigungs-Meßfläche
(33) bildet die meßtechnische Basis zur manuellen Ermittlung der
Behälterneigung, welche in einer bevorzugten Ausführung mit einer
Drehvorrichtung (32) ausgeführt sein kann.
Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Neigungs-
Meßwertgebers (26) in gas- und flüssigkeitsdichter Ausführung. Ein
Schraubdeckel (37) ist wieder mit einer Kette (36) unverlierbar mit dem
Gehäuse (30) verbunden. Die planparallele Meßfläche (38) des Neigungs-
Meßwertgebers (26) wird auf eine Meßfläche (33) wie in Fig. 9 aufgesetzt
oder auch direkt auf den Deckel (3) des Domes (2). Erfindungsgemäß kann
zwischen Neigungs-Meßfläche und Neigungs-Meßwertgeber eine Drehvorrichtung
(32) vorgesehen sein, so daß der Neigungs-Meßwertgeber in seiner
bevorzugten Ausführung mit Schraubgewinde (34) in den vorbereiteten
Kabelanschlußkasten (39) der Vorrichtung (4) geschraubt und dauerhaft
parallel zur Behälterlängenflucht ausgerichtet werden kann. Eine solche
Möglichkeit zum manuellen Einstellen des Neigungs-Meßwertgebers ist
einmalig bei der Installation dann erforderlich, wenn der Behälter
ständigen Lageänderungen ausgesetzt ist und die Mengenbestimmung
automatisiert werden soll.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 10a wird auf eine erfindungsgemäße
Neigungsmeßfläche (33) wie in Fig. 9 und Fig. 9a aufgesetzt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 11 sieht vor, daß der Neigungs-
Meßwertgeber (26) im Gehäuse beispielsweise adaptiv auf einen
vorbereiteten Kabelanschlußkasten (39) geschraubt wird, daß einerseits ein
gas- und flüssigkeitsdichter Kabelanschlußkasten (39) gegeben ist und
andererseits eine zum Deckel (3) des Domes (2) parallele Meßfläche mit
Drehvorrichtung (32) zum meßtechnischen Erfassung der Behälterneigung zur
Verfügung steht. Eine Ausführung der Meßfläche (33) hat die Eigenschaft
der individuellen Kontrolle der Behälterneigung beispielsweise bei
vermuteter Behälterverlagerung. Der Kabelanschlußkasten (39) befindet sich
oberhalb des Gehäuses (30), das wie zuvor über ein Gewindestück (29) mit
dem Führungsrohr (5) verbunden ist.
Fig. 11a zeigt eine der Fig. 8 entsprechende Ausführungsform, jedoch mit
einem größeren Kabelanschlußkasten (39).
In Fig. 11b sind die entsprechenden Schraubdeckel (37) für die beiden
Ausführungsformen teilweise aufgerissen dargestellt.
Die üblichen Gewindeöffnungen im Deckel des Domes betragen R 1¼′′, R 1½′′
und R 2′′-Gewinde. Aus wirtschaftlichen Gründen ist es zweckmäßig,
das kleinste dieser Gewinde standardmäßig für die erfindungsgemäße
Vorrichtung vorzusehen. Um die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei
größeren Gewindeöffnungen verwenden zu können, werden einfach
Überwurfmuttern (40, 41) auf das Außengewinde des Gewindestückes (29)
aufgeschraubt. Solche Überwurfmuttern (40, 41) sind in den Fig. 12a
bis 12d dargestellt.
Das in Fig. 13 dargestellte Schwimmersystem (8) besteht im wesentlichen
aus einer Hülse (42) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff mit
zylindrischer Bohrung (48) und balliger bzw. kugelförmiger Außenfläche, an
deren Ende jeweils ein Gleitlagerring (43, 44) aus elektrisch leitfähigem
Kunststoff eingesetzt oder auch eingeschraubt ist. An der Hülse (42) sind
drei Schwimmkörper (45, 46, 47) angeordnet, wobei die der Hülse (42)
zugewandten Flächen der Schwimmkörper (45, 46, 47) entsprechend der
Auswölbung der Hülse (42) nach innen gewölbt sind. Die Schwimmkörper (45,
46, 47) haben ein nahezu lineares Verdrängungsvolumen und sind im
querschnitt rechteckförmig und leicht ballig ausgebildet. Sie liegen mit
ihrer größten Fäche parallel zum Flüssigkeitsspiegel. Sie bestehen aus
elektrisch leitfähigem Kunststoff und sind leitend mit der Hülse (42)
verbunden. Der elektrische Kontakt der Hülse (42) zum Führungsrohr (5) zum
Abbauen einer eventuell sich einstellenden elektrostatischen Ladung der
metallenen Teile erfolgt ebenfalls über die Hülse (42) über zum
Führungsrohr (5) gerichtete elektrische Kontaktflächen der Gleitlagerringe
(43, 44). Die Gleitlagerringe (43, 44) passen mit Gleitsitz auf das
Führungsrohr (5).
In Fig. 14 ist ein Schwimmkörper (45) im Detail dargestellt. An der
Hülse (42) zugewandten Seite befindet sich in der konkaven Ausnehmung ein
Schraubgewindestift (52) sowie zwei Rastnasen (50, 51), die für einen
kontrollierten Sitz des Schwimmkörpers (45) sorgen. Zwei Kantenbereiche
(53, 54) des Schwimmkörpers (45) sind flächig ausgestaltet, um eine
reibungslose Montage beim Einschrauben in den Ring (65) zu gewährleisten.
Fig. 15a zeigt eine Seitenansicht der Hülse (42) mit eingeschraubten
Gleitlagerringen (43, 44). Fig. 15b zeigt eine Draufsicht auf die
kugelförmige Hülse (42). Im Kontaktbereich mit dem hier nicht
dargestellten Führungsrohr sind Ausnehmungen (61) an den Gleitlagerringen
(43, 44) vorgesehen, durch die Fremdkörperteilchen der Flüssigkeit
abgeführt werden, so daß sie sich nicht auf den Gleitflächen und
Kontaktflächen (62) der Gleitlager (43, 44) absetzen können.
In Fig. 16a ist die kugelförmige Hülse (42) lediglich angedeutet. Im
Zenitbereich dieser Hülse (42) ist ein Ring (65) vorgesehen, an dem die
Schwimmkörper (45, 46, 47) befestigt sind. In Fig. 16a und auch in Fig.
16b ist nur ein Schwimmkörper (45) gezeichnet. Der Schwimmkörper (45) ist
über das Schraubgewinde (52) in eine entsprechende Gewindebohrung (66) in
den Ring (65) eingeschraubt. Am Ring (65) sind genau so viele Bohrungen
(66) vorgesehen, wie Schwimmkörper (45) angebracht werden sollen.
Schwimmkörper (45, 46, 47) und Ring (65) in Verbindung mit der Hülse (42)
bilden also eine Art Kugelgelenk, so daß sich die Schwimmkörper (45, 46,
47) unabhängig von der jeweiligen Neigung des Führungsrohres und der
jeweiligen Neigung des Behälters gleichmäßig einstellen können, ohne daß
sich das Schwimmersystem auf dem Führungsrohr verkanten kann. Der Ring
(65) dient also als Halter und zur Führung für die Schwimmkörper (45, 46,
47), wobei der Ring (65) in diesem Ausführungsbeispiel so gestaltet ist,
daß drei Schwimmkörper (45, 46, 47) um jeweils 120° versetzt am Ring (65)
lösbar angebracht sind. Durch die am Schwimmkörper (45, 46, 47)
angebrachten Rastnasen (50, 51), welche in eine in Fig. 16a dargestellte
umlaufende Nut (72) des Ringes (65) beim Einschrauben der Schwimmkörper
(45, 46, 47) in den Ring (65) einrasten, wird die parallele Lage der
Schwimmkörper mit dem Ring gewährleistet. In der Mitte der Hülse (42) und
damit im Zenit der balligen oder kugelförmigen Außenseite befindet sich
eine umlaufende konische Ausnehmung (68), in die der ebenfalls im
Querschnitt konische Ring (65) mit verhältnismäßig großem Spiel eingesetzt
ist und durch Führungsstifte (69), die in Langlöcher (71) der Rückschlüsse
(76) gesichert ist, so daß dieser Ring (65) sich gegenüber der Hülse (42)
sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung pendelnd bewegen
läßt. Die Innenkante (70) des Ringes (65) ist leicht konvex gewölbt, damit
sich der Ring (65) in der Ausnehmung (68) abrollen oder abwälzen und somit
keinen Widerstand gegen Neigungsbewegungen der Schwimmkörper (45, 46, 47)
bildet.
In Fig. 17 ist der Ring (65) im Querschnitt dargestellt, wie er mit dem
Langloch (71), welches sich in der Hülse (42) im Rückschluß (76) eines
Einzelmagnetpaares (73, 74) befindet, zusammenwirkt. Der Führungsstift
(69) des Ringes (65) kann sich in dem Langloch (71) relativ ungehindert
bewegen, so daß die Ausrichtung des Schwimmersystems gewährleistet ist.
Vorzugsweise sind sechs solcher Einzelmagnetpaare (73, 74) an der Hülse
(42) vorgesehen.
Während die Gleitlagerringe (43, 44) und der als Halter dienende Ring (65)
einstückig ausgebildet sind, kann die Hülse (42) fertigungstechnisch aus
mehreren Teilen bestehen. Die Hülse (42), der Ring (65) mit den
Führungsstiften (69) und die Gleitlagerringe (43, 44) bilden zusammen mit
den vorzugsweise sechs Einzelmagnetpaaren (73, 74) eine fertige
Montageeinheit. In Verbindung mit der steck- und rastbaren Prallkappe (2 B)
ist eine Vormontage an auszustattenden Behältern äußerst einfach, weil die
Schwimmkörper (45, 46, 47) durch die im Domdeckel (3) vorhandene
Füllöffnung des Füllrohres (6) ohne Demontage des Domdeckels (3) und der
Armaturen manuell am Ring (65) der Hülse (42) befestigt werden kann. Das
Schwimmersystem (8) ist also so ausgebildet, daß sich die Schwimmkörper
(45, 46, 47) sich über die vertikal und horizontal wirkende Magnetkupplung
praktisch dreidimensional bewegen und sich damit mit äußerster Genauigkeit
auf jeden Flüssigkeitsspiegel (9) mit der jeweils vorhandenen
Behälterneigung α selbstätig einstellen können.
In Fig. 17 ist auch gezeigt, wie die Einzelmagnetpaare (73, 74) an der
Hülse (42) befestigt sind. Es sind mit Schraublöchern versehene Ansätze
(75) direkt am Rückschluß (76) vorgesehen. Auch das Langloch (71) befindet
sich am Rückschluß (76). Am Ring (65) ist weiterhin eine umlaufende Nut
(72) vorgesehen, in die die Rastnasen (50, 51) der Schwimmkörper (45, 46,
47) eingreifen können.
Fig. 18 zeigt einen Schnitt durch das um den Neigungswinkel α geneigte
Meßsystem für den Füllstand. Auf dem Führungsrohr (5) ist das
Schwimmersystem (8) angeordnet. Die Schwimmkörper, von denen hier nur zwei
(45, 46) sichtbar sind, sind um die Hülse (42) angeordnet, und zwar sind
sie an einem Ring (65) befestigt, der sich in einer an der Hülse (42)
vorgesehenen Ausnehmung (68) bewegbar befindet. Der Ring (65) weist eine
umlaufende Nut (72) auf, in die an den Schwimmkörpern (45, 46) vorgesehene
Rastnasen (50, 51) eingreifen, damit die Schwimmkörper (45, 46) eine
definierte Lage in bezug auf den Ring (65) haben. Am oberen und unteren
Ende der Hülse ist jeweils ein Gleitlagerring (43, 44) vorgesehen, so daß
sich das Schwimmersystem (8) praktisch reibungsfrei auf dem Führungsrohr
(5) bewegen kann. Zwischen den Leitlagerringen (43, 44) sind die
Einzelmagnetpaare (73, 74) des Außenmagnetsystems angeordnet. Jedes
Einzelmagnetpaar (73, 74) besteht aus Nordpol und Südpol. Diese sind durch
einen Rückschluß (76) miteinander magnetisch gekoppelt. Die Befestigung an
der Hülse (42) erfolgt über diesen Rückschluß (76), und zwar sind
Schrauben (77) vorgesehen, die in ein entsprechendes Gewinde (79) des
Rückschlusses (76) fassen. Die Senkbohrungen (80) an der Hülse (42)
befinden sich oberhalb und unterhalb der umlaufenden Ausnehmung (68).
Auch das Innenmagnetsystem ist aus solchen Einzelmagnetpaaren (81, 82)
aufgebaut. Das Außenmagnetsystem besteht vorzugsweise auch sechs
Einzelmagnetpaaren (73, 74), das Innenmagnetsystem besteht bevorzugt aus
vier Einzelmagnetpaaren (81, 82). Durch die Wirkungsrichtung und
gegenpolige Polarität der Einzelmagnete stehen unabhängig von einer
äußeren Drehung der Hülse (42) immer vier Einzelmagnetpaare in Kopplung.
In Kombination mit der äußeren Gestalt der Schwimmkörper (45, 46) wird
erfindungsgemäß eine kleine Umkehrspanne (Hysterese) erreicht. Eine kleine
Umkehrspanne ist erforderlich wenn z.B. sich die Dichte der Flüssigkeit
innerhalb einer Charge ändern sollte und so zu unzulässigen Eintauchtiefen
der Schwimmkörper (45, 46) führen würde.
Verdreht sich die Hülse (42) in vertikaler Richtung auf dem Führungsrohr
(5), so bleibt wegen der größeren Anzahl der Magnetpaare (73, 74) in der
Hülse (42) die magnetische Kopplung zu den Magnetpaaren (81, 82) im
Führungsrohr (5) bestehen, weil jedem der Magnetpaare (81, 82) stets ein
der in der Hülse (42) zwischen den Gleitlagerringen (43, 44) angebrachtes
Magnetpaar (73, 74) gegenübersteht.
Die Magnetpaare (81, 82) des Innenmagnetsystems sind mit einem magnetisch
leitfähigen Rückschluß (83) im Inneren des Führungsrohres (5) an einem
Schlitten (108) angebracht. Nord- und Südpol sind in Bewegungsrichtung
übereinander im Abstand angeordnet. Die zwischen den Magnetpaaren (81, 82)
mit magnetisch leitfähigem Rückschluß (83) befindliche Zwischenplatte (84)
trägt die elektrischen Abgreifkontakte und kann aus Kunststoff bestehen.
Sie ist dementsprechend nicht elektrisch leitend und nicht magnetisierbar.
In Fig. 19 ist ein Schnitt durch das Führungsrohr (5) dargestellt.
Innerhalb des Führungsrohres (5) sind zwei sich zu einem zylindrischen
Rohr ergänzende Halbschalenprofile (100, 101) mit nach innen
vorspringenden Ansätzen (106, 107) untergebracht. An den Seiten der
Ansätze befinden sich Laufrillen (109, 110, 111, 112) für Kugeln (113,
114, 115, 116), welche einen Schlitten (108) in Längsrichtung des
Führungsrohres (5) bzw. der Halbschalenprofile (100, 101) verfahrbar
abstützen. An der Innenseite (94, 95) der Halbschalenprofile (100, 101)
ist jeder Ansatz (106, 107) mit mindestens einer schwalbenschwanzförmigen
Nut (92, 93) längs der Bewegungsrichtung des Schlittens (108) versehen, in
der jeweils ein elektrisches Widerstandsband (98, 99) durch Klemmschluß
gehalten wird. Am Schlitten (108) angebrachte Abgreifkontakte (96, 97)
berühren jeweils die Oberseite der Widerstandsbänder (98, 99).
Der Schlitten (108) trägt insgesamt vier Magnetpaare (117, 118, 119, 120)
mit magnetisch leitfähigen Rückschlüssen, die durch die magnetisch nicht
leitend ausgebildeten Halbschalenprofile (100, 101) und dem Führungsrohr
(5) verschiebbar angeordnet sind. Der Schlitten (108) befindet sich stets
in direkter Kopplung mit dem Außenmagnetsystem der Hülse (42). Über die
Abgreifkontakte (96, 97) und die elektrischen Widerstandsbänder (98, 99)
kann deshalb mit Hilfe der Vorrichtung der jeweilige Füllstand des
Behälters meßtechnisch und kontinuierlich ermittelt, in der Hauptanzeige
linearisiert und mit Hilfe eines Displays dargestellt werden.
Innerhalb der in der Außenseite der Halbschalenprofile (100, 101)
vorgesehenen Ausnehmung (131, 132) befindet sich mindestens ein
Temperatur-Meßwertgeber (130), der mit seiner aktiven Fläche an der
Innenwandung (91) des Führungsrohres (5) anliegt und in Thermokontakt mit
der Flüssigkeit steht. In den Ausnehmungen (131, 132) der
Halbschalenprofile (100, 101) lassen sich im übrigen hier nicht
dargestellte Kabel verlegen, welche beispielsweise die elektrischen
Meßwerte des Temperatur-Meßwertgebers (130) und des Füllstand-
Meßwertgebers (4) zur Elektronik im Gehäuse (30) oberhalb des
Gewindestückes (29) leiten.
In Fig. 20 ist anhand eines Querschnittes durch das Führungsrohr (5) mit
Draufsicht der Hülse (42) das Zusammenwirken von Außenmagnetsystem (73,
74) und Innenmagnetsystem (81, 82) dargestellt. Das von dem Schlitten
(108) getragene Innenmagnetsystem ist immer mit vier Einzelmagnetpaaren
(73, 74) des Außenmagnetsystems in direktem magnetischen Kontakt. Aufgrund
der geometrischen Abmessungen ist es nicht möglich, daß nur zwei
Einzelmagnetpaare (81, 82) des Innenmagnetsystems in magnetischem Kontakt
sind. Jeweils zwei Paare (73, 74) des Außenmagnetsystems sind außer
Kontakt.
Fig. 21 zeigt, wie die Einzelmagnetpaare (81, 82) des Innenmagnetsystems
an der Zwischenplatte (84) befestigt sind. Die Einzelmagnete (81, 82) sind
jeweils dabei auf einem Rückschluß (121) angeordnet, welche mit
beispielsweise Nieten (122) an der Zwischenplatte (84) fixiert sind.
Fig. 22 zeigt das Innenmagnetsystem in der Draufsicht, in der die
Anordnung der vier Einzelmagnetpaare (117, 118, 119, 120) relativ zum
Schlitten (108) veranschaulicht ist. Zu jedem Einzelmagnetpaar (117, 118,
119, 120) benachbart sind jeweils an dem Rückschluß (123, 124) Kugeln
(113, 114, 115, 116) vorgesehen, deren Funktion bereits im Zusammenhang
mit Fig. 19 erläutert worden ist. Der Schlitten (108) ist mit zwei
Abgreifkontakten (96, 97) ausgestattet.
Fig. 23 zeigt einen Längsschnitt des Führungsrohres im Bereich des
Meßanfanges. Das Führungsrohr (5) ist an seinem unteren Ende mit einem
Stopfen (7) versehen. Ferner weist das untere Ende des Führungsrohres (5)
eine Prallkappe (28) auf. Diese Prallkappe (28) ist durch eine
Snapschraube (89) sowie durch einen O-Ring (90), welcher den Stopfen (7)
in einer Nut umläuft, gesichert. So ist das untere Ende des Führungsrohres
nicht nur gas- und flüssigkeitsdicht durch Schweißung verschlossen, es
wird auch wirksam verhindert, daß das Schwimmersystem (8) eine
undefinierte Meß-Anfangsposition einnimmt.
Wird ein liegender zylindrischer Behälter mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung ausgerüstet, so sind bei nachträglicher Ausrüstung mit einem
Neigungs-Meßwertgeber (26) in der Regel zwei elektrische Kabel,
beispielsweise für die weiter entfernte Hauptanzeige erforderlich. Es kann
jedoch über den Kabelanschlußkasten der Vorrichtung durch die modulare
Bauweise eine entsprechend größere Ausführung mit gleichen Eigenschaften,
wie z.B. mit aufschraubbarem Deckel in Kombination mit einer Neigungs-
Meßfläche und Drehgelenk vorbereitend eingesetzt werden, so daß nur eine
Kabelverbindung zur Hauptanzeige erforderlich wird.
Kann aus besonderen Gründen beispielsweise wegen nicht senkrecht zum
Deckel des Domes vorhandener Gewindebohrungen der Neigungs-Meßwertgeber
mit Drehvorrichtung nicht mit der erfindungsgemäß bevorzugten Vorrichtung
als Meßfläche eingesetzt werden, so kann der Neigungs-Meßwertgeber auf
einer separaten magnetisch haftenden Meßfläche direkt auf dem Deckel des
Domes installiert werden. Die Drehvorrichtung ist dabei dann nicht
erforderlich, da die Einstellung des Neigungs-Meßwertgebers in die
Wirkungsrichtung der Behälterflucht manuell vorgenommen wird.
Es ist auch die Möglichkeit vorgesehen, den Kabelanschlußkasten (39) mit
einem Schraubdeckel zu verschließen. Damit wird sichergestellt, daß der
Deckel relativ zum Kabelanschlußkasten nicht verkantet montiert wird, wie
es beispielsweise beim Befestigen mit mehreren Schrauben möglich wäre.
Claims (35)
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Erfassen des
Füllvolumens von Flüssigkeiten in Behältern,
insbesondere in liegend installierten zylindrischen
Behältern, mit einem in eine im Domdeckel des Behälters
vorgesehene Gewindebohrung einschraubbaren Führungsrohr
für ein mit Außenmagneten versehenes Schwimmersystem,
welches mehrere radial sich erstreckende, lösbar
angebrachte Schwimmkörper aufweist, mit im Inneren des
Führungsrohres angeordneten, an ein Anzeigesystem
angeschlossenen elektrischen Widerstandsbändern, welche
integraler Bestandteil sich über die Länge des
Führungsrohres erstreckender, elektrisch nicht
leitender Profilleisten sind, mit einem im Inneren des
Führungsrohres geführten, ein Innenmagnetsystem und auf
den Widerstandsbändern gleitende elektrische Kontakte
aufweisenden Schlitten, mit einem Temperatur-
Meßwertgeber, der über die Innenwand des Führungsrohres
in thermischem Kontakt mit der Flüssigkeit ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Schwimmersystem (8) eine Hülse (42) mit jeweils
einem Gleitlagerring (43, 44) an jedem ihrer Enden
aufweist und daß die Schwimmkörper (45, 46, 47)
schwenkbar an der Hülse (42) angelenkt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwimmkörper (45, 46, 47) an einem Ring (65)
angeordnet sind, welcher sowohl mit axialem als auch
mit radialem Spiel in einer an der Außenseite der Hülse
(42) befindlichen umlaufenden Ausnehmung (68) bewegbar
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsfläche des Ringes (65) konisch ist
und daß die Querschnittsfläche der umlaufenden
Ausnehmung (68) ebenfalls konisch, jedoch flächenmäßig
größer als die Querschnittsfläche des Ringes (65) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Hülse (42)
konvex gewölbt ist und die der Hülse (42) zugewandten
Flächen der Schwimmkörper (45, 46, 47) konkav ausgebildet
sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (45, 46, 47) im
Querschnitt rechteckförmig und außen leicht ballig
sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ring (65) an seiner Außenseite
eine Nut (72) aufweist, in die an den Schwimmkörpern
(45, 46, 47) vorgesehene Rastnasen (50, 51) eingreifen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß sowohl das Außenmagnetsystem
(73, 74) als auch das Innenmagnetsystem
(81, 82; 117, 118, 119, 120) aus einer Mehrzahl von
Einzelmagnetpaaren (73, 74, 81, 82) besteht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Innenmagnetsystem wenigstens
vier Einzelmagnetpaare (81, 82) in radialer Anordnung
aufweist, wobei die Einzelmagnete der Paare (81, 82)
übereinander im Abstand angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Außenmagnetsystem wenigstens
sechs Einzelmagnetpaare (73, 74) in radialer Anordnung
aufweist, wobei die Einzelmagnete der Paare (73, 74)
übereinander im Abstand angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die von der Hülse (42) getragenen
Einzelmagnetpaare (73, 74) untereinander in galvanischem
Kontakt sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl der Einzelmagnetpaare
(73, 74) des Außenmagnetsystems größer ist als die
Anzahl der Einzelmagnetpaare (81, 82) des
Innenmagnetsystems.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Einzelmagnetpaar (73, 74, 81, 82)
aus magnetischem Nord- und Südpol besteht, welche mit
einem Rückschluß (75, 76) aus magnetisch leitfähigem
Werkstoff in axialer Richtung des Führungsrohres (5)
versehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ring (65) Führungsstifte (69)
aufweist, welche in Langlöcher (71) der
Einzelmagnetpaare (73, 74) eingreifen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das Langloch (71) im Rückschluß (75) vorgesehen
ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß sie drei Schwimmkörper (45, 46, 47)
aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (45, 46, 47) aus
elektrisch leitfähigem Kunststoff sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (42) aus elektrisch
leitfähigem Kunststoff ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnct, daß der Ring (65) wenigstens teilweise
aus elektrisch leitfähigem Kunststoff ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gleitlagerringe (43, 44) aus
elektrisch leitfähigem Kunststoff sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hülse (42) über zum
Führungsrohr (5) gerichtete elektrische Kontaktflächen
der Gleitlagerringe (43, 44) mit dem Führungsrohr (5) in
elektrischem Kontakt ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gleitlagerringe (43, 44) im
Kontaktbereich mit dem Führungsrohr (5) mit axial zum
Führungsrohr (5) gerichteten Ausnehmungen (61) versehen
ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Profilleisten (100, 101) sich zu
einem zylindrischen Rohr ergänzende Halbschalenprofile
sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Widerstandsbänder (12, 13) aus
einer metallischen Präzisionslegierung mit elektrisch
linearem Verhalten und geringem Temperaturkoeffizienten
bestehen.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Widerstandsband (12, 13) in
einer an der Innenseite (94, 95) der Halbschalenprofile
(100, 101) vorgesehenen schwalbenschwanzförmigen Nut
(92, 93) gehalten ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Widerstandsbänder (12, 13)
vorgesehen sind, von denen eines ein
stromdurchflossenes Widerstandsband (12) und das andere
ein Abgriffsband (13) ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das Abgriffsband (13) durch eine
Brücke (14) eines elektrischen Leiters kurzgeschlossen
ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß der Temperatur-Meßwertgeber (130)
durch eine Nut an der Außenseite eines
Halbschalenprofiles (101) gehalten ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß daß Führungsrohr (5) für die
Montage am Deckel (3) des Domes (2) ein R 1¼′′-
Gewindestück (29) aufweist, auf das Überwurfmuttern
(40, 41) mit größeren Außengewinden aufschraubbar sind.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß das untere Ende des Führungsrohres
(5) mit einer Prallkappe (28) versehen ist, welche von
einem in einer umlaufenden Mut des Stopfens (7)
getragenen O-Ring (90) gesichert ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß sie einen Neigungs-Meßwertgeber (26)
aufweist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß der Neigungs-Meßwertgeber (26) in
einem gas- und flüssigkeitsdichten Gehäuse (30)
untergebracht ist, welches an das Gewindestück (29)
gekoppelt ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuse (30) ein
Kabelanschlußkasten (39) mit einer diesen
verschließenden, als Neigungs-Meßfläche ausgebildeten
Platte (33) vorgesehen ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platte (33) als Drehvorrichtung
(32) ausgebildet und um eine senkrecht zur Plattenebene
liegende Achse drehbar ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch
gekennzeichnet, daß im Kabelanschlußkasten (39) jeweils
eine Schnittstelle zum Anschluß an eine elektrische
Hauptanzeige (11) bzw. einen Umwerter oder Rechner
vorgesehen ist.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kabelanschlußkasten (39) mit
einem Schraubdeckel verschließbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883834986 DE3834986A1 (de) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Vorrichtung zum kontinuierlichen erfassen des fuellvolumens von fluessigkeiten in behaeltern, insbesondere in liegend installierten zylindrischen behaeltern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883834986 DE3834986A1 (de) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Vorrichtung zum kontinuierlichen erfassen des fuellvolumens von fluessigkeiten in behaeltern, insbesondere in liegend installierten zylindrischen behaeltern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3834986A1 true DE3834986A1 (de) | 1990-04-19 |
DE3834986C2 DE3834986C2 (de) | 1991-10-24 |
Family
ID=6365097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883834986 Granted DE3834986A1 (de) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Vorrichtung zum kontinuierlichen erfassen des fuellvolumens von fluessigkeiten in behaeltern, insbesondere in liegend installierten zylindrischen behaeltern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3834986A1 (de) |
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