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Elektrische Fernanzeigevorrichtung von Flüssigkeitsständen mit ununterbrochenen,
von Schwankungen in der Spannung und Frequenz des zur Verwendung kommenden Stroms
unabhängigen Angaben Die Erfindung betrifft eine Fernanzeigevorrichtung, das ist
eine Vorrichtung, durch welche der Stand einer Flüssigkeit in einem Behälter in
weiter Entfernung angezeigt werden kann.
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Diese elektrisch betriebene Vorrichtung auf der Geberstelle besteht
im wesentlichen aus einem Metallring, der mit einem in die Flüssigkeit eintauchenden
Schwimmer verbunden ist und sich längs einer Schicht von elektrischen Transformatoren
bewegen kann, deren Primärwicklungen durch einen Wechselstrom oder einen unterbrochenen
Gleichstrom gespeist werden, während die Sekundärwicklungen mit einer passenden
elektromagnetischen Empfängervorrichtung verbunden sind.
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Entsprechend dem Stand der Flüssigkeit in dem Behälter nimmt der Schwimmer
und somit der Metallring eine zur Transformatorenschicht bestimmte Stellung ein;
das Vorhandensein des Metallringes im magnetischen Stromkreis einiger dieser Transformatoren
ändert deren Betriebsbedingungen und beeinflußt die Angaben der elektromagnetischen
Empfängervorrichtung. Der Metallring bildet nämlich einen geschlossenen elektrischen
Stromkreis von geringem Widerstand, worin induzierte Ströme entstehen.
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Die elektromagnetische Empfängervorrichtung besteht aus im Stern geschalteten
zweipoligen Teilen in gleicher Anzahl wie die Transformatoren des Standzeigers;
der Mittelpunkt des Sternes wird von einer beweglichen Armatur eingenommen, die
mit einem sich vor einem Zifferblatt bewegenden Zeiger versehen ist; endlich ist
jeder zweipolige Teil mit einer Wicklung versehen, die von dem in der Sekundärwicklung
des einen derTransformatoren des Standzeigers induzierten Strom durchflossen wird.
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Eine Ausführungsform einer Fernstandzeigervorrichtung gemäß der Erfindung
ist beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt, und zwar ist Abb. i ein senkrechter
Schnitt durch die eigentliche Eichvorrichtung, Abb. 2 eine Außenansicht derselben,
Abb. 3 eine Draufsicht von "unten und Abb. q. eine Draufsicht von oben, Abb. 5 eine
Draufsicht der elektromagnetischen Empfängervorrichtung, von unten gesehen, Abb.
6 ein Ouerschnitt derselben, -
Abb. 7 ein Schnitt durch den elektromagnetischen
Teil dieser Vorrichtung, Abb. 8 ein Schnitt nach der Linie VIII-VIII der Abb. 7,
Abb.9 ein Schnitt durch die bewegliche Armatur nach der Linie IX-IX der Abb. 7,
Abb. io ein Ausführungsbeispiel eines periodischen Unterbrechers für Gleichstrom
und Abb. i i ein Schaltungsschema der durch eine Gleichstromquelle .gespeisten Fernanzeigevorrichtung
für Flüssigkeitsstände.
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Betrachtet man zunächst Abb. i, so sieht man bei 12 ein aus Weicheisen
bestehendes Rohr, das unten durch einen ebenfalls aus Weicheisen bestehenden Boden
13 verschlossen ist, in welchem Löcher 14 vorgesehen sind. Am oberen Teil
des Rohres 12 sind weitere Löcher 15 vorgesehen.
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über diesem Rohr i2 liegt eine Platte 5o aus Weicheisen, über welcher
eine Schraubenkappe 16 angeordnet ist, die am oberen Teil des zu messenden Behälters
angebracht werden kann, während das Rohr i2 in die Flüssigkeit eintaucht.
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Das Rohr i2, der Boden 13 und die Platte 5o bilden ein magnetisches
System von geringer Reduktanz.
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Die Flüssigkeit kann durch die Löcher 14 und 15 in das Innere des
Rohres 12 eindringen, jedoch werden plötzliche Änderungen des Flüssigkeitsstandes
durch diese Löcher abgeschwächt.
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Erfindungsgemäß enthält dasRohr 12 einen Schwimmer 17, der sich in
dem Rohr frei bewegen kann und einen zylinderförmigen Ring 18 aus gut leitendem
Metall, wie z. B. Aluminium, trägt.
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Dieser Ring umgibt ein zweites mit dem Rohr 12 konzentrisches Rohr
i9, das jedoch dicht und aus weder magnetischem noch elektrisch leitendem Material
ausgeführt ist.
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Innerhalb des Rohres i9 sind Transformatoren 2o mit geradlinigen und
senkrechten Magnetkernen 21 übereilnandergelragert. Diese Kerne 21 stützen sich
gegeneinander unter Zwischenlage von Trennkö;rpiern 22 aus Isoliermaterial ab.
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Die gegenseitigen Enden der Primär- und Sekundärwicklungen dieser
Transformatoren werden einzeln zu Stiften 23 geführt, die außerhalb der Kappe 16
vorgesehen sind.
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Diese Stifte 23 sind zur Aufnahme von Verbindungsklemmen für die zum
Betrieb der Vorrichtung nötigen elektrischen Leitungen bestimmt.
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Abb. i i ist ein. Schaltungsschema und zeigt die elektrischen Verbindungen
einer Flüssigkeitsstandfernanzeigevorrichtung wie die oben beschriebe.
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Auf dieser Abb. i i erkennt man bei 2 i die übereinandergelagerten
Kerne der Transformatoren 2o, deren Primärwicklungen 24 in einem Stromkreis hintereinandergeschaltet
sind, welcher Leiter 25, 26, eine Gleichstromquelle 27, einen Handausschalter 28
und die bewegliche Lamelle 29 eines periodischen Unterbrechers enthält, der aus
einem durch die Stromquelle 27 gespeisten. Elektromagneten 3o und :einer zur Verhütung
der Funkenbildung vorgesehiiernen Vorrichtung 3 i besteht.
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Die Sekundärwicklungen 32 der Transformatoren 2o sind einerseits durch
eine Leitung 33 miteinander und andererseits durch Leiter 34 einzeln mit Wicklungen
35 verbunden, die auf in Stern geschalteten zweipoligen Teilen wie 36 sitzen. Die
andere Klemme jeder Wicklung 35 ist mit dem Leiter 33 verbunden.
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Im Mittelpunkt dieses Sternes ist eine xnit einem Zeiger 38 versehene
bewegliche Armatur 37 angeordnet.
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Die zweipoligen Teile 36 und die Armatur 37 sind die wesentlichen
Bestandteile der elektromagnetischen Empfängervorrichtung, von welcher eine Ausführungsform
in den Abb. 5 bis 9 dargestellt ist.
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In Abb. 7 erkennt man die Wicklungen 35, welche die entsprechenden
U-förmig ausgebildeten zweipoligen Teile 36 umgeben.
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Die Wicklungen 35 und die zweipoligen Teile 36 sind in einem Gehäuse
39 angeordnet und mit Klemmen wie 40 (Abb. 5 und 6) gegenseitig verbunden, an welche
die Leitungen 34 angeschlossen sind.
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In Abb. 7 erkennt man ebenfalls bei 37 die bewegliche Armatur, die
um Drehzapfen 41 und 42 schwingen kann und den Zeiger 3$ trägt.
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Ein Zifferblatt 43 ist am oberen Teil des Gehäuses 39 vorgesehen und
durch eine Scheibe 44 geschützt; so können die Zeigerausschläge leicht beobachtet
werden.
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In Abb. io, die eine Ausführungsform des periodischen Unterbrechers
zeigt, erkennt man bei 29 und 3o die in Abb. il schematisch dargestellten Teile.
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Die Arbeitsweise der beschriebenen Flüssigkeitsstandfernanzeigevorrichtung
ist folgende.
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Nimmt man an, daß der Schalter 28 geschlossen ist, so tritt durch
das Schließen des Stnomkneisias 27, 28, 29, 30, 27 der peiiodische Unterbrecher
29, 30 in Tätigkeit und ruft in dem Stromkreis 27, 25, 24, 26,:z9, 28, 27
der Primärwicklungen 24 der Transformatoren 2o periodische Stromunterbrechungen
hervor, die in den Sekundärwicklungen 32 Ströme induzieren, welche von den Wicklungen
35 aufgenommen werden.
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Wäre der Ring 18 nicht vorhanden, so würden die magnetischen Zustände
der zweipoliger Teile 36 unterleinender identisch sein,
und die
bewegliche Armatur 37 würde keine bestimmte Lage einnehmen.; da einige der Transformatoren
20 jedoch von dem leitenden Aluminiumring 18 umgeben sind, so ändern sich die in
den entsprechenden Sekundärwicklungen 32 induzierten Ströme, und die Armatur 37
stellt sich in die Gegend ein, wo die Stärke des magnetischen Feldes am größten
ist.
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Es ist leiht ersichtlich, daß, wenn man den Aluminiumring 18 der Transformatoren
20 verstellt, die Armatur 37 und der Zeiger 38 sich entsprechend den Bewegungen
des Ringes 18 einstellen. Man kann demnach, entsprechend der Stellung des Zeigers
38 auf dem Zifferblatt 43, die Lage des Ringes 18 und somit den Stand der Flüssigkeit
bestimmen, in welche der diesen Ring tragende Schwimmer 17 eintaucht.
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Es ist somit ein leichtes, das Zifferblatt 43 in Raumeinheiten einzuteilen
und so die in dem Behälter. an welchem die Vorrichtung angebracht ist, enthaltene
Flüssigkeitsmenge zu bestimmen.
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Da die Leitungen 33, 34 beliebig lang genommen werden können, so können
die Angaben der elektrischen Meßv orrichtung mit Hilfe eines einfachen elektrischen
Kabels auf weite Entfernungen übertragen werden.
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Es liegt auf der Hand, daß, wenn man über eine Wechselstromquelle
verfügt, der periodische Unterbrecher 29, 30 wegfallen kann. In diesem Fall
genügt es, die Klemmen dieser Stromquelle mit den Punkten A und
B
der Leitungen 33, 3.4 zu verbinden.
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Die geradlinigen Abmessungen des Ringes 18 und der Transformatoren
2o, der Abstand zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Transformatoren, die Abmessungen
der Armatur 37 und der zweipoligenTeile 36 werden so gewählt, daß das Verhältnis
zwischen den Bewegungen des Ringas 18 längs der Transformatoren und den Ausschlägen
des Zeigers 38 konstant bleibt.
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Die zweipoligen Teile 36 werden so angeordnet, daß deren magnetische
Felder sich bündig zusammenschließen, um ein geschlossenes Feld zu bilden, an welchem
entlang sich die Armatur 37 bewegen kann.