DE7245029U - Grenzwertgeber - Google Patents

Description

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Adolf Sager 200O Hamburg 50 Bahrenfelder Str. 19

5. Dezember 1972 su:we:ra/9836/9898

Grenzwertgeber

Die Erfindung bezieht sich auf einen Grenzwertgeber mit einem Kaltleiter mit Glas- oder Metallkapselung, aus der die Anschlußdrähte herausgeführt sind, welche mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Regelsic.ials verbindbar sind, insbesondere für Transport- und Lagerbehälter zur Aufnahme von hochexplosiven Flüssigkeiten.

Derartige Grenzwertgeber sind allgemein bekannt und können beispeilsweise für Behälter zur Lagerung von Heiz- und Dieselöl, für die unterirdische Lagerung von Benzin o.a. benutzt werden. Dazu ist der Kaltleiter mit einem Verstärker gekoppelt, der den vom Kaltleiter beim Inberührungkommen mit der Flüssigkeit

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und beim Freikommen von der Flüssigkeit erzeugten Imouls als Hegelsignal weitergibt,- so daß entsorechende Betäticruncrsvorgänge ausgelöst werden. Hierzu kann beispielsweise das automatische Abschalten der Flüssigkeitszufuhr beim Befüllen eines Behälters gehören, um ein überlaufen zu vermeiden.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß unter dem Begriff "Kaltleiter" in diesem Zusammenhang nicht das eigentliche, als Kaltleiter dienende Halbleiterelement, sondern die gesamte Baueinheit mit Halbleiterelement, Kontaktierung, Ummantelung und Glas= oder Metallkapselung verstanden wird.

Bei Verwendung derartiger bekannter Grenzwertgebesr waren gewisse Anwendungsbereiche aufgrund der Bauart des Grenzwertgebers ausgeschlossen. So durften diese bekannten Grenzwertgeber nicht für hochexplosive Stoffe (Gefahrenklassen A I, A II) verwendet werden, denn es bestand die Gefahr örtlicher überhitzung des Kaltleiters, was zur Zündung von bereits bei niedrigen Temperaturen explodierenden Dampf- und Luftcremischen führen konnte, und darüber hinaus bestand die Gefahr der Erzeugung von Zündfunken durch die frei geführten Anschlußdrähte des Kaltleiters.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Grenzwertgeber zu schaffen, der für praktisch alle brennbaren Flüssigkeiten geeignet ist und außerdem mit den bereits vorhandenen Schaltungen und An-' Schlüssen für die bisherigen Grenzwertgeber zusammenarbeiten kann.

Dies wird bei einem Grenzwertgeber der einganos erwähnten Art erreicht durch eine den Kaltleiter aufnehmende, Geschlossene, dünnwandige Metallkapsel, die mit ein^m der Anschlußdrahte verbunden ist, und in der der andere Anschlußdraht an den Mittelleiter eines aus der Metallkapsel herausführenden Koaxialkabels angeschlossen ist.

Durch diesen Aufbau des Grenzwertgeber? wird sicheraestellt, daß der Kaltleiter selbst nicht in Berührung mit der zu überwachenden Flüssigkeit bzw. entsprechender Dampf- und Luftcremische kommt, so daß örtliche Uberhitzungen des Ka'tleiters unkritisch werden. Auch die Gefahr der Funkenbildung wird vermieden, denn als ein Leiter dient das Gehäuse der Metallkansal und der Außenleiter des Koaxialkabels, die beide auf das gleiche Potential wie der zu überwachende Behälter gelegt v.'erden können, während die andere Anschlußleitung entweder von der Met.allkaosel oder aber vom Außenleiter des Koaxialkabels isolierend umschlossen wird und nicht in Berühung mit der Flüssigkeit bzw. einem eventuell vorhandenen Dampf- Luftgemisch kommt. Zündfunken im gefänrdeten Bereich werden auf diese Weise sicher vermieden.

Es hat sich gezeigt, daß die thermischen Eigenschaften des Kaltleiters im Steuerbereich vernachläßigbar beeinträchtigt werden, wenn die Knallkapsel aus Stahl, insbesondere VA-Stahl besteht, und daß die Metallkapsel vorzugsweise zylindrisch sein und den Kaltleiter koaxial aufnehmen sollte. Der Kaltleiter steht zweckmäßigerweise nicht in Berührung mit der zylindrischen Wand der

Metallkapsel, denn bei einer zu großen Flächenberührung von Kaltleiter und Metallkapsel besteht die Gefahr, daß örtliche Erwärmungen des Kaltleiters über die Metallkapsel an den umgeberden Raum weitergeleitet werden.

Um Verfälschunqen der Messung infolge Tropfenbildung am unteren Ende der Metallkapsel beim Auftauchen aus der Flüssigkeit zu verhindern, kann dieses Ende der zylindrischen Metallkapsel kegelförmig sein, d.h. das Abtropfen dar Flüssig3;eit von der Metallkapselober fläche wird gefördert. In diesem Fall kann die Verbindung des einen Anschlußdrahtes mit der Metallkapsel im Bereich der Kegelspitze vorgenommen werden.

Um einerseits den Kaltleiter innerhalb der Metallkapsel örtlich festzulegen und andererseits den Wärmeübergang auf den Kaltleiter im Bereich des einen Anschlußdrahtes so zu steuern, daß er den thermischen Eigenschaften des Kaltleiters entspricht, kann der von der Keoelspitze und dem den einen Anschlußdraht aufweisenden Ende des Kaltleiters aebildete, im wesentlichen Geschlossene Raum mit Silikat- oder Phosphatzement gefüllt sein, und dem Silikatoder Phosphatzement kann Metallmehl, insbesondere Kupfermehl zugesetzt v/erden.

Durch die Verwenduno von Silikat- oder Phosphatzement wird eine zuverlässige Befestigung des Kaltleiters in der Metallkapsel er-

reicht, ohne daß eine VTärmebehandlung erforderlich wäre, und die gewünschten Wärmeleitfähigkeitseigenschaften lassen sich sehr einfach 'lurch den Metallmehlzusatz steuern.

Der Außenleiter des aus der Metallkapsel herausführenden Koaxialkabels wird vorzugsweise mit der Metallkapsel verlötet oder verschweißt, so daß Metallkapsel und Außenleiter einen geschlossenen Metallkörper bilden.

Das Koaxialkabel enthält vorzugsweise zwei gegeneinander isolierte Stahldrähte. Derartige Koaxialkabel werden beispielsweise unter der Bezeichnung Inconel-Kabel vertrieben.

Soll der erfindungsgemäße Grenzwertgeber möglichst unbenetzbar sein, also nach dem Auftauchen aus der Flüssigkeit keine Flüssigkeitstropfen auf seiner Oberfläche festhalten, so kann die Metallkapssl und gegebenenfalls auch der Außenleiter des

Koaxialkabels mit einem Polyfluorhalogenkohlenwasserstoff o.a. beschichtet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figur näher erläutert.

Der dargestellte Grenzwertgeber enthält einen Kaltleiter 1 mit Anschlußdrähten 2 und 3. Dieser Kaltleiter kann von der gleichen Art sein, wie auch bisher für Grenzwertgeber verwendet.

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Der Kaltleiter 1 ist von einer im wesentlichen zylindrischen Metallkapsel 4 aus V2A-Stahl uumgeben, die eine Wandstärke von beispielsweise 0,2 mm hat. Am unteren Ende läuft diese Metallkapsel in einen Kegel 5 aus, und der Anschlußdraht 2 ist im Bereich der Kegelspitze 6 mit der Metallkapsel 4 verbunden, vorzugsweise mit dieser verlötet.

Der Ansch.iußdraht 3 ist bei 7 an den Mittelleiter 8 eines Koaxialkabels angeschlossen, !beispielsweise angelötet. Dieses Koaxialkabel kann aus zwei Stahldrähten bestehen, dem Mittelleiter 8 und dem diesen umgebenden Außenleiter 9, zwischen denen eine Isoliermasse vorgesehen ist. Der äußere Leiter 9 ist, wie bei 11 angedeutet, mit der Metallkapsel 4 verlötet oder verschweißt. Da die beiden zu verbindenden Elemente aus Stahl bestehen, ist eine Verlötunq mit Tiefpunktlot möglich, und es entsteht ein vollständig geschlossener, den Kaltleiter 1 umhüllender Metallkörper.

Wie der Figur su entnehmen ist, befindet sich der Kaltleiter 1 in Einern geringen Abstand von der zylindrischen Wand der Metallkapsel 4, so daß unerwünschte Wärmeübergänge bei Erhitzung des Kaltleiters vermieden werden.

Zur Festlegung der Lage des Kaltleiters 1 in der Metallkansei 4 sowie zur Einstellung des aewünschten Wärmeleitfähiokeitskoeffi~ zienten ist der Bereich des Keaels 5 mit Silikat- oder Phosnhat-

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zement 10 gefüllt, dem ein Metallmehl, beispielsweise KuDfermehl zugesetzt wurde. Der kalt aushärtande Zement verhindert Bewegungen und Verlagerungen des Kaltleiters 1 in der Metallkapsel 4 und ermöglicht einen gesteuerten Wärmeübergana vom Kegel 5 auf den Kaltleiter 1 und damit die gewünschte Erzeugung eines Impulses.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Kaltleiter 1 auf der Innenwand des Kegels 5 auf, wodurch eine Art Linienberührung entsteht. Diese Linienberührung ist für einen Wärmeübergang vom erhitzten Kaltleiter auf die Metallkapsel unkritisch und daher zulässig. Sie kann jedoch durch entsprechendes Anheben des Kaltleiters und nachfolgendes Befestigen mit Silikat- oder Phosphatzement vollständig vermieden werden.

Wie dargestellt, besteht der erfindungsgemässe Grenzwertgeber aus einer geschlossenen Metall-, vorzugsweise StahlkaDsel und lässt sich über den Mittelleiter 8 und den Aussenleiter 9 des Koaxialkabels an die üblichen Verstärkerschaltungen für die bisher verwendeten Grenzwertgeber anschliessen, ohne dass an diesen besondere Veränderungen vorgenommen werden müssten. Wird der Aussenleiter 9 auf Masse gelegt, so liegt damit avch die Metallkansel 4 auf Masse, also auf dem gleichen Potential wie der zu überwachende Behälter. Funkenbildungen infolge Snannungs- oder Potentialdifferenzen sind daher im zu überwachenden Behälterraum nicht zu erwarten.

Der auf einem anderen Potential lieaende AnschluSuraht 3 an« der Mittelleiter 8 sind oecrenüber dem zu überwachenden Raum vollständig isoliert, und selbst beim Auftreten eines Kurzschlußes können keine Funken entstehen.

Die Metallkapsel 4 und gegebenenfalls der Außenleiter 9 des Koaxialkabels können entsprechend dem Anwendungszweck beschichtet werden. So sind beispielsweise Verchromungen, aber auch Beschichtungen mit Kunststoffen wie Polyfluorhalogenkohlenwaseerstoff o.a. möglich.

Der erfindungsgemäße Grenzwertgeber eignet sich somit zum Einsatz in Transport- und Lagerbehälter zur Aufnahme von hochexplosiven Flüssigkeiten, aber auch auf anderen Gebieten, beispielsweise zur überwachung von aggressive Flüssiokeiten enthaltenden Behältern, für die die bisherigen Grenzwertgeber, mit Kaltleitern nicht geeignet waren.

Claims (9)

■ ■ ■ · f ■■ " I · ■ I · Ansprüche

1. Grenzwertgeber mit einem Kaltleiter mit Glas- oder Metallkapselung, aus der die Anschlußdrähte herausgeführt sind, welche mit einer Schaltung zur Erzeugung eines Regelsignals verbindbar sind, insbesondere für Transport- und Lagerbehälter zur Auf nähme von hochexplosiven Flüssigkeiten,- gekennzeichnet durch eine den Kaltleiter (I) aufnehmende, geschlossene, dünnwandige Metallkapsel (4), die mit einem der Anschlußdrähte (2) verbunden ist und in der der andere Anschlv.edraht (3) an den Mittelleiter (δ) eines aus der Metallkapsel (4) herausführenden Koaxialkabels angeschlossen ist.

2. Grenzv/ertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkapsel (4) aus Stahl, insbesondere VA-Stahl besteht.

3. Grenzwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkapsel (4) zylindrisch ist und daß der Kaltleiter (1) koaxial in der Metallkapsel (4) angeordnet ist,

4. Grenzwertgebor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (1) nicht in Berührung mit der zylindrischen Wand der Metallkaosel (4) ist.

5. Grenzwertgeber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (5) der zylindrischen Metallkapsel (4) kegelförmig ist und daß die Verbindung des einen Anschlußdrahtes (2) mit der Metallkapsel (4) im Bereich der Kegelspitze (6) vorgesehen ist.

S. Grenzwertqeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Kegel (5) und dem den einen Anschlußdraht (2) aufweisende Ende des Kaltleiters (1) gebildete, im wesentlichen geschlossene Raum mit Silikat- oder Phosphatzement (1O) gefüllt ist.

7. Grenzwertgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Silikat- oder Phosphatzement (10) Metallmehl, insbesondere Kupfermehl zugesetzt ist.

8. Grenzwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenleiter (9) des Koaxialkabels mit der Wandung der Metallkapsel (4) verlötet oder verschweißt ist.

9. Grenzwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet f daß das Koaxialkabel zwei gegeneinander isolierte Stahldrähte (8. 9) enthält.

Ιο. Grenzwertgeber nach einem der Ansprüche i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkansel mit einem Kunststoff, insbesondere einem Polyfluorhalogenkohlenwasserstoff beschichtet ist.