DE3917497A1 - Niveaufuehler mit einem permanentmagneten - Google Patents

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 innerhalb eines vertikal angeordneten, an seinem oberen Ende befestigten Rohres aus nichtmagnetisierbarem Material, abge­ dichtet gegen das Medium, untergebracht ist, wobei in einer Ausgangsstellung des Fühlers, die dieser einnimmt, solange das Medium sein vorgegebenes Niveau nicht erreicht, der Per­ manentmagnet gegenüber dem Schalter eine Ausgangsstellung einnimmt, wobei der Fühler mit dem Permanentmagneten durch das niveaugebende Medium, sobald dieses das Niveau erreicht oder überschreitet, aus seiner Ausgangsstellung in eine an­ dere 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 am einen Arm einer zweiarmigen Schwinge befestigt ist, die um eine horizontale Achse schwenkbar am unteren Ende des Rohres gelagert ist, daß der Fühler, bezogen auf die Ausgangsstellung, am anderen Arm tiefer als das untere Ende des Rohres angeordnet ist, und daß die Schwinge unter dem Einfluß einer Rückstellkraft, bedingt durch Schwerkraft und/oder Federkraft steht, die das Bestreben hat, die Schwinge in die Ausgangsstellung zu drän­ gen und durch Einwirkung des das Niveau erreichenden oder überschreitenden Mediums auf den Fühler überwindbar 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 zum Beispiel in Abwässerkanälen.

Dem jeweiligen Anwendungszweck kann die Erfindung durch un­ terschiedliche Ausgestaltung der Fühler optimal Rechnung tragen. Es empfiehlt sich für flüssige Medien ein Schwimmer als Fühler, für körnige und pulverförmige Schüttgüter ein starrer Teststab als Fühler, für die Überwachung schnell be­ wegter 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 Geschwindigkeit nur einen schwa­ chen Impuls auf den Fühler übertragen, am freien Ende des Fühlers ein Paddel vorzusehen, das quer in die Strömung ge­ stellt 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.

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 Detail eines zweiten Ausführungsbei­ spiels eines Niveaufühlers in Ausgangs­ stellung,

Fig. 8 einen Behälter zur Aufnahme rieselfähigen Schüttgutes, ausgestattet mit einem Niveau­ fühler nach Fig. 1, und

Fig. 9 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.

Der Verschluß 3 ist ein massiver Körper, an dem ein Lager­ bolzen 39 befestigt ist, und zwar mit horizontal erstrecken­ der Achse 19.

An diesem Lagerbolzen ist schwenkbar um die Achse 19 eine Schwinge 13 gelagert, die zwei Arme 35 und 36 aufweist. In dem Arm 35 ist der Permanentmagnet 6 gelagert, und zwar in der gezeichneten Ausgangsstellung der Schwinge derart, daß er sich achsparallel zum Schalter 5 diesem gegenüber befindet. Der Abstand 20 zwischen Schalter 5 und Permanent­ magnet 6 ist durch Pfeile angezeigt und in dieser Ausgangs­ stellung so klein, daß der Schalter gegen die den Kontakten innewohnende Federkraft geschlossen gehalten ist. Sobald dieser Abstand vergrößert wird, verringert sich die magneti­ sche Kraft, die auf den Schalter einwirkt, und der Schalter öffnet unter der Wirkung der den Kontakten innewohnenden Federkraft.

An dem zweiten Arm 36 der Schwinge 13 ist am freien Ende ein Schraubenbolzen 15 angeordnet, auf den ein mit einer Schraubmuffe 17 ausgestatteter Schwimmer 16 aufgeschraubt ist, so daß er in der gezeichneten Ausgangsstellung der Schwinge unterhalb des Rohrs 2 Platz findet.

Der Schwimmer 16 ist druck- und lecksicher und besteht aus einem Schaumstoffkern, vorzugsweise aus Hartglas, der von Edelstahl ummantelt ist. Der Schwimmer 16 kann auch voll­ ständig aus Kunststoff bestehen.

Die Schwinge 13 besteht aus nicht magnetisierbarem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, und hüllt den Permanentmagneten 6 vollständig ein. Die Schwinge steht schwerkraftbedingt in der gezeichneten Ausgangsstellung, so lange kein Medium den Schwimmer 16 umspült. Taucht der Schwimmer 16 in Medium ein, dann erfährt er Auftrieb und gegebenenfalls zusätzlich einen Strömungsimpuls durch vorbeiströmendes Medium und die Schwinge schwenkt und der Abstand 20 vergrößert sich.

Die weiter unten anhand der Fig. 2 bis 6 zu beschreiben­ den Fühler, die gegen den als Schwimmer 16 ausgebildeten Fühler austauschbar sind, sind gewichtsmäßig so bemessen, daß sie, solange sie nicht in Medium eintauchen, ebenfalls die Schwinge in der in Fig. 1 gezeichneten Ausgangslage halten, in der der Permanentmagnet 6 mit kurzem Abstand 20 dem Schalter 5 achsparallel gegenübersteht.

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, dann dreht sich die Schwinge 13 und der Permanent­ magnet weicht aus seiner gezeichneten Ausgangsstellung und der Abstand 20 vergrößert sich, so daß die magnetische Ein­ wirkung auf den Schalter 4 nachläßt und der Schalter durch die den Kontakten innewohnende Federkraft 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 bei an dem Arm 36 angeschraubtem Fühler 25 senkrecht zur Zeichenebene und parallel zur Schwenkachse 19 erstreckt und quer zur Strömungsrichtung in ein zu überwachendes, strömen­ des Medium gestellt wird.

Fig. 7 zeigt im Ausschnitt etwas vergrößert den in Fig. 1 durch die strichpunktierte Linie 34 umfahrenen Teil eines anderen Ausführungsbeispiels. Dieses Ausführungsbeispiel un­ terscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß für die in Ausgangsstellung befindliche Schwin­ ge eine Rast 37 vorgesehen ist, die aber durch den Auftrieb oder den Strömungsimpuls eines Mediums, das auf ein dem Schwimmer 16 entsprechenden Schwimmer oder Fühler einwirkt, überwunden werden kann. Außerdem ist bei diesem Ausführungs­ beispiel eine Rückstellfeder 38 vorgesehen, die sich einer­ seits auf dem Lagerbolzen 47 und andererseits auf der Schwinge 48 abstützt und das Bestreben hat, die Schwinge in ihre Ausgangsstellung zu drängen, die in Fig. 1 gezeichnet ist. Im übrigen ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ge­ nauso ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

In Fig. 8 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. 9 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 (7)

1. Niveaufühler mit einem Permanentmagneten, der an einem von einem niveaugebenden Medium beweglichen Fühler befestigt ist, und
mit einem von dem Permanentmagneten betätigbaren elektri­ schen Schalter, der innerhalb eines vertikal angeordneten, an seinem oberen Ende befestigten Rohres aus nichtmagneti­ sierbarem Material, abgedichtet gegen das Medium, unterge­ bracht 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 am einen Arm (35) einer zweiar­ migen Schwinge (13) befestigt ist, die um eine horizontale Achse (36) schwenkbar am unteren Ende des Rohres (2) ge­ lagert ist,
daß der Fühler, bezogen auf die Ausgangsstellung, am an­ deren Arm (36) tiefer als das untere Ende des Rohres an­ geordnet ist, und
daß die Schwinge unter dem Einfluß einer Rückstellkraft, bedingt durch Schwerkraft und/oder Federkraft steht, die das Bestreben hat, die Schwinge in die Ausgangsstellung zu drän­ gen und durch Einwirkung des das Niveau erreichenden oder überschreitenden Mediums auf den Fühler überwindbar ist.

2. Niveaufühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schwinge (13) ein Verschraubungsglied (15) angeordnet ist, an das der Fühler (16) beziehungsweise ein Träger des Fühlers, anschraubbar ist.

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

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

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

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

7. Niveaufühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß für die Schwinge (13) eine die Ausgangsstellung si­ chernde Rast (37) vorgesehen ist, die durch Einwirkung des das Niveau erreichenden oder überschreitenden Mediums auf den Fühler (16) überwindbar ist.