DE3917496A1

DE3917496A1 - Niveaufuehler

Info

Publication number: DE3917496A1
Application number: DE19893917496
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr Kuebler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1989-05-30
Publication date: 1990-12-06

Description

Die Erfindung betrifft einen Niveaufühler mit einem Permanentmagneten, der an einem von einem niveaugebenden Me dium beweglichen Fühler befestigt ist, und mit einem von dem Permanentmagneten betätigbaren elektrischen Schalter, der am unteren Ende innerhalb eines vertikal angeordneten, an sei nem oberen Ende befestigten Rohres aus nicht magnetisierba rem Material abgedichtet gegen das Medium untergebracht ist, wobei in einer Ausgangsstellung des Fühlers, die dieser einnimmt, solange das Medium sein vorgegebenes Niveau nicht erreicht, der Permanentmagnet gegenüber dem Schalter eine Ausgangsstellung einnimmt, wobei der Fühler mit dem Perman entmagneten durch das niveaugebende Medium, sobald dieses das Niveau erreicht oder überschreitet, aus seiner Ausgangs stellung in eine andere Stellung gedrängt wird, und wobei der Permanentmagnet in seiner Ausgangsstellung eine andere Schaltstellung des Schalters bewirkt als in der anderen Stellung.

Bei einem aus dem DE-GM 87 10 383.4 vorbekannten Niveaufüh ler dieser Art ist koaxial auf das Rohr ein ringförmiger Schwimmer beweglich gesteckt, in dem ein ringförmig ausge bildeter Permanentmagnet angeordnet ist. Der Schwimmer ruht schwerkraftbedingt in seiner Ausgangslage mit dem Permanent magneten unterhalb des Schalters und wird durch das Medium nach oben getragen, so daß der Permanentmagnet dann den Schalter betätigen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Niveaufühler der ein gangs genannten Art so auszugestalten, daß er auch für zäh flüssige und pulverförmige Medien einsetzbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß der Permanent magnet in der Ausgangsstellung des Fühlers schaltend auf den Schalter einwirkt, dagegen in der anderen Stellung des Schalters nicht, daß der Permanentmagnet kardanisch aufge hängt ist und in Ausgangsstellung des Schwimmers neben dem Schalter hängt, und daß der Fühler, bezogen auf die Ausgangsstellung, am unteren Ende des Permanentmagneten tie fer als das untere Ende des Rohres angeordnet ist.

Durch die kardanische Aufhängung kann der Fühler mit dem Permanentmagneten aus seiner Ausgangsstellung zur Seite und nach oben ausweichen. Dadurch vergrößert sich der Abstand des Permanentmagneten zum Schalter und der Schalter wird umgeschaltet. Diese Ausweichbewegung des Fühlers kann durch ganz verschiedenartige Medien, zum Beispiel grobes Schüttgut, pulverförmiges Schüttgut, zähflüssiges oder leichtflüssiges Medium, hervorgerufen werden, wobei das Me dium hinsichtlich der angegebenen Qualifikation auch nicht einheitlich zu sein braucht und ruhend oder bewegt sein kann.

Das ist bedeutungsvoll, weil dadurch die Erfindung auch bei spielsweise anwendbar ist bei stark verschmutztem Medium, zähflüssigem Medium oder feinpulvrigem Medium, das jeweils mit Brocken verschmutzt sein kann, bei Füllmaterial in sich drehenden Mischern oder Rührwerken und bei strömenden Flüs sigkeiten in Abwässerkanälen. Dem jeweiligen Anwendungszweck kann die Erfindung durch unterschiedliche Ausgestaltung der Fühler optimal Rechnung tragen. Es empfiehlt sich für flüs sige Medien ein Schwimmer als Fühler, für körnige und pul verförmige Schüttgüter ein starrer Teststab als Fühler, für die Überwachung schnell bewegter Medien, insbesondere schnell bewegter Schüttgüter, ein Teststab, dessen freies Ende nachgiebig oder beweglich ist, und für bewegte Medien, die aufgrund ihrer geringen Masse oder ihrer geringen Ge schwindigkeit nur einen schwachen Impuls auf den Fühler übertragen, am freien Ende des Fühlers ein Paddel vorzusehen, das quer in die Strömung gestellt wird.

Auf diese Weise ist der Niveaufühler auch als Bewegungsfüh ler einsetzbar in der Weise, daß er bei Überschreiten einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit des den Fühler überströ menden Mediums anspricht.

Die Anordnung kann leicht so getroffen werden, daß nur der Fühler in das Medium ragt, die anderen Teile des Niveaufüh lers dagegen oberhalb des höchstmöglichen Mediumniveaus liegen. In einem solchen Fall genügt es, den Fühler entspre chend robust auszugestalten, zum Beispiel feuerfest, um auch entsprechend aggressive Medien, zum Beispiel heiße Asche, abzufühlen. Man kann das untere Ende des Rohres und die auf gleicher Ebene gelegenen Teile des Fühlers und des Perman entmagneten beziehungsweise des Trägers für den Permanentma gneten aus widerstandsfähigem Material ausgestalten bezie hungsweise durch widerstandsfähiges Material, wie zum Bei spiel Edelstahl, schützen. Dann können auch diese Teile in aggressive Medien eintauchen. Die gleichen Schutzmaßnahmen empfehlen sich, wenn über den zu vermessenden Medien aggres sive Dämpfe, Hitzeeinwirkung oder dergleichen besondere Be triebsbedingungen zu erwarten sind.

In manchen Fällen ist es wünschenswert, die Betätigung des Schalters möglichst empfindlich auszulösen. In einem solchen Fall genügt es, den Permanentmagneten in seiner Ausgangs stellung präzise hinsichtlich des Abstandes zu fixieren und hinsichtlich der auf den Schalter ausgeübten Magnetkraft so einzurichten, daß eine nur geringe Vergrößerung des einge stellten Abstandes bereits eine Schalterbetätigung bewirkt. Die dazu präzise Justierung des Abstands in der Ausgangs stellung wird erreicht gemäß einer Weiterbildung, die da durch gekennzeichnet ist, daß der Permanentmagnet oder ein Träger des Permanentmagneten in Ausgangsstellung an einem am Rohr angeordneten Stützorgan angelegt ist und daß das Stüt zorgan den Abstand des Permanentmagneten vom Rohr variabel bestimmend verstellbar am Rohr gelagert ist.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung nä her erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Niveaufühler in Ausgangsstellung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 bis 6 verschieden ausgestaltete Fühler, die anstelle des in Fig. 1 gezeichneten Fühlers bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eingesetzt werden können,

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Niveaufühlers in Ausgangsstellung, teil weise geschnitten,

Fig. 8 die Teilansicht gemäß dem Pfeil VIII aus Fig. 7,

Fig. 9 einen Behälter zur Aufnahme rieselfähigen Schüttgutes, ausgestattet mit einem Niveau fühler nach Fig. 1, und

Fig. 10 eine Förderanlage für breiförmiges Medium, ausgestattet mit einem Niveaufühler nach Fig. 1.

In der Zeichnung ist mit 1 eine stationär montierte, hori zontal angeordnete Tragplatte bezeichnet, an der unten ein vertikal angeordnetes Rohr 2 mit seinem oberen Ende befe stigt ist. Das Rohr 2 besteht aus nicht magnetisierbarem Stahl und ist an seinem unteren Ende durch einen Verschluß 3 druckdicht verschlossen. Innerhalb des Rohrs ist am unteren Ende desselben ein in einem verschlossenen Glasröhrchen 5 untergebrachter Kontaktschalter 4 eingeschweißt, der durch einen stabförmigen Permanentmagneten 6 magnetisch betätigbar ist. Die Anschlußleitungen 8 des Schalters 4 führt über ei nen Schutzwiderstand 9 oben aus dem Rohr heraus, durch einen Durchbruch in der Tragplatte 1 hindurch zu einem elektroni schen Meßgerät, das innerhalb eines Gehäuses 10 unterge bracht ist.

An der Unterseite der Tragplatte 1 ist eine Öse 11 angebracht, in die eine mehrgliedrige Kette 12 eingehängt ist, an der unten ein Träger 13 mittels einer Öse 14 ange hängt ist. In dem Träger 13, der langgestreckte, zylindri sche Form hat und zum Rohr 2 achsparallel angeordnet ist, ist koaxial der Permanentmagnet 6 angeordnet. Am unteren En de des Trägers 13 ist ein Schraubenbolzen 15 angeordnet, auf den ein mit einer Schraubmuffe 17 ausgestatteter Schwimmer 16 anschraubbar ist, der unterhalb des Rohres 2 Platz findet.

Am unteren Ende des Rohrs 2 ist auf dieses ein exzentrischer, um die Achse des Rohrs drehbar gelagerter Ring 18 gesteckt, der in der gezeichneten Ausgangslage den durch Doppelpfeile angezeigten Abstand 20 zwischen dem Trä ger 13 und dem Rohr 2 und damit zwischen dem Schalter 4 und dem Permanentmagneten 6 bestimmt. Dieser Abstand ist durch Drehen des Trägers 13 veränderbar beziehungsweise justierbar.

Der Träger 13 besteht aus einem nicht magnetisierbarem Material, vorzugsweise Kunststoff, und hüllt den Permanent magneten 6 vollständig ein. Der Schwimmer 16 ist druck- und lecksicher und besteht aus einem Schaumstoffkern, vorzugs weise aus Hartglas, der von Edelstahl ummantelt ist. Der Schwimmer 16 kann auch vollständig aus Kunststoff bestehen. Die Kette 12 besteht vorzugsweise aus Edelstahl.

In der gezeichneten Ausgangsstellung ist der Schalter 4 ge gen eine Federkraft der Kontakte geschlossen durch die ma gnetische Einwirkung des Permanentmagneten 6. Wird der Schwimmer 16 durch Medium aus seiner gezeichneten Lage bewegt, zum Beispiel zur Seite oder durch Auftrieb nach oben, dann weicht der Permanentmagnet aus seiner gezeichne ten Ausgangsstellung und der Abstand 20 vergrößert sich, so daß die magnetische Einwirkung auf den Schalter 4 nachläßt und der Schalter durch die den Kontakten innewohnende Feder kraft sich öffnet.

Diese Öffnung ist ein Niveausignal, das in dem in dem Gehäu se 10 untergebrachten Meßgerät verarbeitet und zur Anzeige gebracht wird. Das Niveausignal kann ausgelöst werden durch ansteigendes Niveau eines Mediums über einen vorbestimmten Grenzwert. Es kann auch ausgelöst werden durch Bewegung von Medium, das den Schwimmer umspült oder berührt.

Die in Fig. 2 bis 6 dargestellten Fühler 21 bis 25 können anstelle des Schwimmers 16 aus Fig. 1 eingesetzt werden. Sie haben zu diesem Zweck sämtlichst oben eine auf die Ver schraubung 15 passende Schraubmuffe 26 bis 30.

Der Fühler 21 ist als kugelförmiger Schwimmer ausgebildet, der vorzugsweise geeignet ist für flüssige Medien.

Der Fühler 22 ist ein Schwimmer, der genauso ausgebildet ist wie der Schwimmer 16, lediglich von kürzerer Länge, und ge nauso wie der Schwimmer 16 eingesetzt werden kann.

Der Fühler 23 ist ein starrer Stab, der vorzugsweise in Ver bindung mit bewegten Medien eingesetzt wird, die dazu belie bige körnige oder fließfähige Struktur haben können. Der Fühler 23 kann so ausgestaltet sein, daß er in dem Medium aufschwimmt oder aber in seiner Ausgangsstellung in das Me dium eintaucht und erst aus seiner Ausgangsstellung fortbe wegt wird, wenn das ihn umspülende Medium sich bewegt.

Insbesondere bei sehr groben, körnigen Medien empfiehlt es sich, das freie untere Ende des Fühlers, wie bei dem Fühler 24 der Fall, beweglich als Schraubenfeder 31 auszugestalten.

Der Fühler 25 ist ein starrer Stab 32, an dessen unterem freien Ende ein breites Paddel 33 angeordnet ist, das sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt und quer zur Strömungs richtung eines zu überwachenden, strömenden Mediums angeord net wird.

Das in Fig. 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel weist ein an einer Tragplatte 40 vertikal nach unten ragendes Rohr 41 auf, innerhalb dessen ein magnetisch betätigbarer Schal ter 42 mit einem zugehörigen Widerstand 43 angeordnet ist, der elektrisch an eine in dem Gehäuse 44 untergebrachte Schaltung angeschlossen ist. Mit 45 ist ein druckdichter Verschluß des Rohrs und mit 46 ein drehbarer Exzenter bezeichnet. Die bis jetzt beschriebenen Teile sind genauso ausgebildet wie die entsprechenden Teile in dem Ausführungs beispiel nach Fig. 1, mit dem einzigen Unterschied, daß das Rohr 41 etwas kürzer ist als das Rohr 2.

Unten an der Tragplatte 40 ist eine Öse 50 angeordnet, in die ein mit einer Schraube 51 öffenbarer Schekel 52 einge hängt ist. In dem Schekel hängt mit einer Öse 53 ein Träger 54, innerhalb dessen ein Permanentmagnet 55 untergebracht ist. Der Träger besteht aus nicht magnetisierbarem Material, ist langgestreckt und in der gezeichneten Ausgangsstellung achsparallel zum Rohr 41 angeordnet. Der Permanentmagnet ist koaxial im Inneren des Trägers 54 untergebracht auf der gleichen Höhe wie der Schalter 42. Der durch Pfeile ange zeigte Abstand 56 zwischen dem Rohr 41 und dem Träger 54 ist, wie im Text zu Fig. 1 im Zusammenhang mit dem Ring 18 erläutert, durch den Exzenter 46 justierbar.

Am unteren Ende des Trägers 54 ist ein Schraubenbolzen 57 angeordnet, auf den Fühler wie in Fig. 2 bis 6 gezeichnet, aufschraubbar sind.

Durch die kardanische Aufhängung in dem Schekel 52 kann der Träger den Ausweichbewegungen des Fühlers folgend aus der gezeichneten Ausgangslage ausweichen, so daß sich der Ab stand 56 vergrößert, bis der Schalter 42 umschaltet. Die Wirkungsweise und Einsatzsatzmöglichkeiten sind im übrigen die gleichen wie im Text zu Fig. 1 erläutert.

In Fig. 9 ist ein Behälter 60 zur Aufnahme von rieselfähi gem Schüttgut 61, zum Beispiel körnigem Phenol, dargestellt. Der Behälter ist mit einem Niveaufühler 62 nach Fig. 1 ausgestattet, dessen Fühler 63 dicht über dem kegelförmig aufgeschütteten Schüttgut 61 steht. Sobald das Schüttgut durch weitere Zugabe den Fühler 63 erreicht, muß dieser aus der gezeichneten Ausgangsstellung ausweichen und der Schal ter wird betätigt und liefert ein Anzeigesignal, das dem er reichten Füllzustand zuzuordnen ist.

Fig. 10 zeigt eine Förderstrecke für zähflüssiges Medium, das aus einem Vorratsbehälter 64 im Strom auf ein in Pfeil richtung umlaufend angetriebenes Förderband 65 fließt. Der Niveaufühler 68 spricht mit einem Anzeigesignal an, wenn das auf dem Förderband 65 geförderte Medium 66 eine bestimmte vorgegebene Materialhöhe überschreitet und den Fühler 67 er reicht und zur Seite bewegt. Auf diese Weise kann der Mate rialfluß auf dem Förderband 65 hinsichtlich Überladung über wacht werden. Das Medium 66 kann auch Schüttgut sein.

Claims

1. Niveaufühler
mit einem Permanentmagneten, der an einem von einem ni veaugebenden Medium beweglichen Fühler befestigt ist, und
mit einem von dem Permanentmagneten betätigbaren elektri schen Schalter, der am unteren Ende innerhalb eines vertikal angeordneten, an seinem oberen Ende befestigten Rohres aus nicht magnetisierbarem Material abgedichtet gegen das Medium untergebracht ist,
wobei in einer Ausgangsstellung des Fühlers, die dieser einnimmt, solange das Medium sein vorgegebenes Niveau nicht erreicht, der Permanentmagnet gegenüber dem Schalter eine Ausgangsstellung einnimmt,
wobei der Fühler mit dem Permanentmagneten durch das ni veaugebende Medium, sobald dieses das Niveau erreicht oder überschreitet, aus seiner Ausgangsstellung in eine andere Stellung gedrängt wird, und
wobei der Permanentmagnet in seiner Ausgangsstellung eine andere Schaltstellung des Schalters bewirkt als in der ande ren Stellung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Permanentmagnet (6) in der Ausgangsstellung des Fühlers (16) schaltend auf den Schalter (4) einwirkt, dagegen in der anderen Stellung des Schalters nicht,
daß der Permanentmagnet kardanisch aufgehängt ist und in Ausgangsstellung des Schwimmers neben dem Schalter hängt, und
daß der Fühler, bezogen auf die Ausgangsstellung, am un teren Ende des Permanentmagneten tiefer als das untere Ende des Rohres (2) angeordnet ist.

2. Niveaufühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Permanentmagnet (6) oder ein Träger (13) des Permanentmagneten in Ausgangsstellung an einem am Rohr (2) angeordneten Stützorgan (18) angelegt ist und
daß das Stützorgan den Abstand des Permanentmagneten vom Rohr variabel bestimmend verstellbar am Rohr gelagert ist.

3. Niveaufühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Permanentmagnet (6) an einer Tragplatte (1) angehängt ist, an der auch das Rohr (2) befestigt ist, und
daß zur Anhängung ein oder mehrere Kettenglieder (12) vorgesehen sind.

4. Niveaufühler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Tragplatte (40) eine Öse (50) vorgesehen ist, in die ein öffenbarer Schekel (52) einhängbar ist, und
daß in den Schekel eine Öse eingehängt ist, die am oberen Ende (53) eines Trägers (54) für den Permanentmagneten (55) befestigt ist.

5. Niveaufühler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Tragplatte (1) eine Öse (11) vorgesehen ist, in die eine mehrgliedrige Kette (12) eingehängt ist, deren letztes Glied in eine Öse (14) eingehängt ist, die am oberen Ende eines Trägers (13) für den Permanentmagne ten (6) befestigt ist.

6. Niveaufühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Trägers (13) für den Permanent magneten (6) ein Verschraubungsglied (15) angeordnet ist, an das der Fühler (16) beziehungsweise ein Träger des Fühlers anschraubbar ist.

7. Niveaufühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Fühler ein Schwimmer (16) ist.

8. Niveaufühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Fühler ein starrer Teststab (23) ist.

9. Niveaufühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Fühler ein Teststab (24) ist, dessen freies En de (31) beweglich ist.

10. Niveaufühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler ein Teststab (32) ist, an dessen freiem Ende ein Paddel (33) angeordnet ist.