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Gerät zur Uberwachung von Schicht- oder Schüttgut, Haufwerk oder sonstigem
Lagergut
Die Erfindung bezicht sich auf ein Gerät zur Überwachung von Schicht- oder
Schüttgut, haufxverk und sonstigem Lagergut. die von durch Temperatureinflüsse hervorgerufenen
Schäden 1 droht sind. wobei das Gerät in oder an dem zu überwachenden Raum, oder
in dem Lagergut selbst angebracht wird. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,
Güter der beschriebenen krt dahingehend zu überwachen, ol) beispielsweise durch
Selbsterwärmun, die durch mannigfache Ursachen entstehen kann, entweder ein Brand
entsteht oder aber sonstige Schäden, wie Gärungsschäden in I-Ieustapeln, hervorgerufen
werden. Gerade das Beispiel der Selbsterwärmung in Heustapeln, die mit Gärungsschäden
verbunden sind. zeigt. daß man bisher derartige Fälle kaum beherrsche konnte. oder
damit verbundene schädliche Wirkungen auf die Vieh- bzw. Milchwirtschaft zum Teil
verhältnismäßig große Folgen aufwies. Die Gärungsschäden treten nämlich nach außen
kaum oder nur in geringem Maße in Erscheinung, so daß cin direkter Anlaß zur Beseitigung
vor allen Dingen in lileinbäuerlichen Bertrieben nicht vorliegt.
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Auf einem anderen Gebiet, nämlich loei der Lagerung von Öl in Großbehältern,
war man bisher gezwungen sehr umfangreiche und kostspielige Sicherungsmaßnalhmen
zu treffen, um das \usbrechen von Bräoden und darüber hinaus jegliche Selbsterwärmung
im Innern der Behälter zu verhindern. Das Auftreten von Temperauturerhöhungen
wirkt
sich auch hierbei nicht nur schädich aus, daß cs zu einem Brande kommt, sondern
es ist unmittell>ar'mit einem Verwerfen oder Verziehen der 13ehälterwände verbunden,
NIan konnte dieses Übelstandes bisher nur Herr werden, indem man großangelegte Berieselungsanlagen
vorsah, um jegliche Temperatursteigerungen zu verhindern.
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Es sind zwar auf allen möglichen Gebieten Temperatur-Meß- und -Warnanlagen
bekanntgeworden, die sich jedoch für die vorliegenden Zwecke aus den verschiedensten
Gründen nicht eignen. So ist es z. B. ekannt, Temperaturfühler mit Schmelzkörper
zu versehen, die bei geissen Temperaturen in den flüssigen Aggregatszustand übergehen
und auf diese Weise einen elektrischen oder mechanischen Kontakt und ein damit verl>undenes
Relais in Tätigkeit setzen. Derartige Schmelzkörper sind jedoch nicht auf einen
genauen Schmelzpunkt festzulegen, sondern sie liegen misetens innerhalb der Grenzen
von 10 bis 15°.
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Außerdem ist be den meisten der bekannten Schmelzmassen kein bestimmter
Schmelzpunkt vorbanden, sondern das Enveichen erstreckt sich über mehrere Wärmegrade.
Aber gerade bei leicht entzündlichen Stoffen. die vorzüglich in den Bereich der
erfindungsgemäßen Überwachung gehören, kommt es auf eine genaue Temperatur-Bestimmung
an. un einmal zur Lagerung einen großen Temperaturl>ereich zur Verfügung zu haben
und zum anderen bei Überschreiten der zulässigen Grenzen eine sichere Meldung des
vorhandenen Zustandes zu bewirken.
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Durch die Erfindung ist es gelungen. ein temperaturempfindliches
Element zu schaffen, das die Nachteile der beschriebenen, bisher bekannten Gerate
dieser Art nicht aufweist. Es ist außerdem sehr zuverlässig, indem es auf beliebige,
vorher bestimmabre Wärmegrade einstellbar ist, und sowohl zur Auslösung von elektrischen,
mechanischen oder auch hydraulishcen Schalteinrichtungen verwendet werden kann.
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Ertindungsgemäß besteht des temperaturempfindliche Element aus einem
Hohlkörper aus Werkstoff mit kleinem Ausdehunugskoeffizienten. das mit cinem Stoff
mit größeren Ausdehnungskoeffizienten derart gefüllt ist, daß der Hohlkörper bei
steigender Temperatur bei einem festgelegten Wärmegrad infolge der stärkeren Ausdehnung
seiner Füllung gesprengt wird. Insbsondere besteht der Hohlkörper aus Glas oder
einem anderen durchsichtigen Werkstoff und ist mit einer Flüssigkeit wie Quecksilber.
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Easser. Äther o. dgl. gefüllt. Die verwendete Flussigkeit richtet
sich je nach der zu lösenden Aufgabe. d.h. ob es sich darum handelt, anzuzeigen,
ob ein beliebieges Lagergut sich auf Entzündungstemperatur befindet, oder ob nur
geringe Temperaturerhöhungen im Bereich der normalen Lufttemperatur. vorliegen oder
bei Unterkühlung, z. B. zur Itekämpfung von tierischen Schädlingen, die etwa bis
zu 60° gehen kann, die gewünschte Temperature erreicht ist. Ferner ist es zweckmäßig
den Hohlkörper in Form einer umalfenden Rille mit einer Solll>ruehstelle zu versehen,
um nicht nur mit erhöhter Sicherheit den Bruch des Körpers bei der bestimmten Temperatur
zu erreichen, sondern dem Bruchverlauf selbst eine bestimmte Richtung zu verleihen,
um ebenfalls mit großer Sicherheit etwa das Schließen eines Kontakte zu ermöglichen.
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In besonderer Ausbildung der Erfindung kann der Hohlkörper auch ringförmig
ausgebildet sein, in welcher Form er sich insbesondere zur Auslösung von mechanischen
Schalteinrichtungen eignet.
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Gemäß einer anderen Ausbildungsform ist noch vorgesehen. daß der
Hohlkörper mit einer diesen durchdringenden Kontakteinrichtung ausgestattet ist.
In diesem Falle handelt es sich um empfindliche elektrische Kontakte, die dadurch
gleichzeitig gegen äußere Einwirkungen, durch Stoß, Staub o. dgl.. geschützt sind.
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Die Temperaturfühler, in die der neuartige Hohlkörper eingesetzt
wird, können als Geräte mit optischer, akustischer oder sonstiger Warn- oder Überwachungsvorrichtung,
oder auch als Auslösevorrichtungen für Lösch- und Unterkühlungsgeräte ausgebildet
werden. Bei Ausbildung als elektrische Geräte können sie entweder mit Ruhe- oder
Arbeitsstrom arbeiten, außerdem ist es zweckmäßig sie in die Spitze eines lazenförmigen
Stechrohres einzusetzen, womit das temperautrempfindl iche Element an jede beliebige
Stelle im innern des zu überwachenden Gutes heraugebracht werden kann. Entweder
werden nun an diesem Stechrohr selbst oder durch dessen Vermittlung an irgendeiner
entfernt gelegenen Stelle Temperatur-Melde- oder -Warngeräte angebracht, die durch
des genannte Element in Tätigkeit gesctzt werden. Man hat hierduch die Möglichkeit
mit verhältnismäßig geringen Mitteln jedes beliebige Lagergut auf seinen Temperaturzustand
zu überwachen und die entsprechenden Maßnahmen, wie Löschung oder Unterkühlung daraufhin
einzuleiten. Andererseits ist es aber auch möglich, dies ist in der Hauptsche für
Großanlagen zweckmäßig, mit der Überwachung gleichzeitig die Auslösung eines entsprechenden
Löschungs- oder Unterkühlungsyorganges zu verbinden.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt. und zwar
zeigt Fig. 1 das temperaturempfindliche Element in Form eines durchsichtigen mit
Flüssigkeit gefüllten Hohlkörpers.
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Fig. 2 den Hohlkörper in länglicher Form mit umlaufen der, als Sollbruchstelle
dienender Rille, Fig. 3 einen ähnlichen Hohlkörper in kugeliger Gestalt.
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Fig. 4 den Hohlkörper mit schräg umlaufender Rille, Fig. 5 das temperaturemepfindliche
Element als l-lohlringkörper ausgebildet, Fig. () Ciii Einbaubeispiel des Ringkörpers
gemäß Fig. 5.
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Fig. 7 und 8 den Hohlkörper in längliher Form mit dieser durchdringenden
Kontakteinrchtung, Fig. g und 10 einen Längs- und Querschnitt durch einen Raum-Temperatur-Melder
mit eingebautem Glashohlkörper. der in Parallelschaltung in ein Stromnetz eingeschaltet
ist uiid zur \uslösung eines
Warngerätes, des mittels Arbettsstrom
wirkt, dient.
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Fig. 111 uild 12 eineit Längs- und Querschnitt ebenfalls durch einell
Raum-Temperatur-Melder, der in Serienschaltung in ein Stromnetz eingeschaltet ist
und zur Auslösung eines int Ruhestrom wirkenden Warngerätes dient.
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Fig. 13 eine Gesamtansicht eines als lanzenförmiges Stcchrohr ausgebildetcn
Temperaturfühlers, Fig. 14 einen Schuitt durch den Lanzenkopf des Stechrohres gemäß
Fig. 13 mit eingeltautem (;1,'tshohlkörper und Wider-standsthermometer, Fig. 15
einen Teilschnitt durch das Stechroltr gemäß Fig. 13 an der Stelle, an welcher sich
die Kupplung zweier Stechrohrteile befinet, Fig. 16 einen Schnitt durch des Ende
des Stechrohres, an dem sich der Stromanschluß für das Widerstandsthermometer sowie
cine Warulampe befindet.
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Der in Fig. X dargestelle Hohlkörper. der zum Einbau in ein temperaturempfindliches
Element im Temperaturfuhler dient. ist im Querschnitt dalgestellt. wobei der Körper
1 sclltst aus Glas besteht und mit einer Flüssigkeit 2. z. B. Äther. gefüllt ist.
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Der Körper 1 wird lediglich so weit gefüllt. <lal. noch ein kleiner
Zwischenraum 3 an der oberen Seite bestehen bleibt. Die Größe des Zwischenraumes
richtet sich u. a. danach, bei welcher Temperatur der Körper zu Bruch gehen soll.
1 <ei Steigender Temperatur dehnt sich die Flüssigkeit aus und füllt zunichst
dresen Zwischentraum 3 vollkommen aus. vorausgesetzt. daß es sich dabei um Vakuum
handelt. worauf Itei weiterer Ausdehnung der Körper gesprengt wird. Im allgemeinen
ist eine Eyakuierung des Freiraumes uber dem Fhissigkeitsspiegel jedoch nicht erforderlich.
gemäß Fig. 2 liesitzt die äußere For des Körpers längliche Gestalt mit in der N.l
itte tintlaufender lQi 1 le j.-. } tie lt Ile diettt als S<l 1-bruchstelle. am
sowohl eine gewisse Sicherheit dafür ztt geben. , daß der Körper bei bestimmten
Temperraturen zu Bruch geht. als auch dem Bruchverlauf eine besimmte Richtung zu
geben. um die durch das Sprengen in Tatigkeit gesetzten Schaltereile itt ihrer Bewegung
nicht ztt hindern.
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1) ie Kugel f< @rm gem-it Fig. ; rkt cbenfal in itt diesem 5 lilie.
sie 1 <egitit tigt 1 ei 1er 51< reilgtitig dc Hohlkörpres das ausweichen der
Trummer. Eine andrer Moglichkeit. um eine vinwandfreie Kontaktbetätigung zu erreichen.
ist in Fig. 4 dargestellt. wobei die umlaufende Rille 4 zur r 1 Längsachse des Hohlkör[pers
schräg gelegt ist. damit lte i <1ei-Sprengung des Hohlikorpers die beiden Halften
leicht aneinander vorbeigleiten und den Raum für das Schaltgestänge freigeben.
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Gemäß Fig. 5 ist der Hohlkörper 1 als Hohlring atisgeltiltlet. liii
<<lelier <&<irter kann z. 1<. als Druckgestäge dienen. Die Hohlringform
bretet den Vorteil, daß auch tei einer geringen Wandstärke eine verhältnismäßig
hohe Belasutngsfestigkeit in Richtung der Ringachse gegel @e ist. l)as Beispiel
gemäß Fig. ) eight eilte Nerwendungsmöglichkeit des 1 lohl ringkorpers 1 gemäß Fig
5. Es handelt sich hierbei darum. die Öffnung cines Behähers 5, der mit unter Druck
stehendem Loschmittel gefüllt ist, bei Erreichen einer bestimmten Temperatur auszulösen.
Der Behälteraustritt 6 ist druch das Ventil 7 geschlosse, welches unter tler Spannung
der Feder 8 steht. Die Betätigung des N'eutils 7 ist als Kniehebelklemme g ausgebildet,
wbei in dem Kniegelenk 10 das Gestange 11 angreift, welches mit dem Bolzen 12, der
durch Den Glashohlkörper i führt. verbunden ist.
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Die eine Schließung des Ventils bewirkende Spannun wird dadurch erreicht,
daß zwischen den Kopf des Bolzes 12 und das ortsfeste widerlager 1 3 der 1 Hohlkörpert
als Abstüzkörper gebracht wird. Geht nun bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur
der Körper @ zu Bruch. so wird das Nentil 7 aur 1 der Kinehebelseite entlastet und
die leder 8 ltetvirkt die Öffnung des Behälters 5.
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Eine andere Ausbildungsmglichkeit des Glaskörperes ist itt den Fig.
7 und 8 dargestellt, wobei dieser v von einer Kontakteinrichtung, die einem elektrischen
Relais zugeordnet ist. durchdrungen wird. l)er Glaskörper 1 gemäß Fig. 7 enthält
metallische Stäbchen, z. B. Nickelstäbchen 14, die an beiden Enden eingeschmolzen
und außenseits mit metallischen Kappen 15 vereinig sind. Im Innern des Körpers sind
die beiden Stäbchen durch einen Litzendrat 16 miteinander verbunden. Wenn im Falle
einer Sprengung des Hohlkörpers z. B. ein federbelasteter, auf der Zeichnung nicht
dargestellter Bolzen zur Auslösung kommt, wird durch diesen der schwache Litzendraht
16 leicht zerreißen und der Strom unterbrochen, während beim ungesprengnt Körper
dieser Draht ltei hohen Erschütterungen des Korpers unbeschädigt Itleibt.
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Diese Anordnung eignet sich insbesondere für elektrische Warngeriate.
die mit Ruhestrom arbeiten.
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Bei dem Beispiel gemäß Fig. 8 sind die Metallkappen 15 zu 1 beiden
Seite des 1 Hohlkörpers 1 jeweils mit einem A Metallstab 17, der die Wand durch
dringt. verbunden, wobei ein Stal> lii 5 zur gegenuberliegenden Seite weiterläuft
und hier in einer geringen Einbuchtung ruth. ohne die Wandung zu durchdringen. Der
andere Stab ist dagegen mit einem Kontaktbl @lättchen i <5 verchen, das ungefähr
in der Mitte des Körpers liegt. Dieses Blättchen ist abstandlassend dem anderen
Metallstab gegenüber angeordnet und jumgreift diesen weingtstens teilweisel. 1 Bei
einer l Sprengung di desies Hohlkörpers katin ein federbeiasterter, auf der Zeichnung
nicht dargestellter Druckbolzen, der vorher durch die Seitenwandang des H lohlkörpers
nicht blockiert war, freigegeben werden Rille druckt nun atif das Tlättchen 18,
so daß dieses mit dem Stab 2 in Berührung kommt. Der Stromkreis wird dadurch geschlossen
und die M Meldung eines mit Arbeitsstrom wikenden Kontaktgerates itt Tätigkeit gesetzt.
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Ein als Temperaturmelder ausgebildeter Fühler zur - \ Auslosung cines
int Arbeitsstrom wirkenden Warngerätes 19 ist in Fig. 9 und 10 im Längs- und Querschnitt
dargestellt. Er ist in parallelschaltung itt den Stromkreis 20 eingeschaltet tind
besteht aus einem Gehäuse 21, in dem das temperaturemfindliche Element der glashohlkörper
1 unter Vor-
spannung zwischen die beiden Haltefedern 22 eingespannt
ist. Gegen die Wandung des Hohlkörpers 1 stützt sich der federbelastete Bolzen 23
ab. WIit der Klemme 24, an der das Zuleitungskabel angeschlossen ist, ist ein federndes
Kontaktblättchen 25 verbunden, dessen freies Ende im Bereich des <olzenkopfes
23 liegt. Geht infolge Überschreiten einer bestimmten Temperatur der Hohlkörper
zu Bruclt. so l>ewegt sich der Bolzen 23 nach oben und drückt dal>ei das Blättchen
25 gegen die Kontaktleiste 26. die mit der Klemme 27 verbunden ist. Datlurch wird
der Stromkreis geschlossen und das Warngerät 19 in Tätigkeit gesetzt. Gleichzeitig
erscheint das Rolzenende in der Öffnung 28 der Gehäusekappe, so daß man bei Anordnung
von mehreren an verschiedenen Stellen angeordneten Meldern durch Augenschein feststellen
kann, welches Gerät in Tätigkeit tritt.
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Ein ebenfalls als Raumtemperatur-Melder ausgebildeter Fühler für
Warngeräte, die mit Ruhestrom arbeiten, ist in Fig. 11 und I2 dargestellt, tiitrl
zwar ist dieses Gerät in Serienschaltung in das Stromnetz eingeschaltet. Hierbei
ist der Glaskörper I zwischen die zwei Haltefedern 22 eingespannt. die mit einer
stromleitenden Litze 29 verhunden sind. Die eine Haltefeder 22 steht mit einer Kontaktfeder
30 derart in Verbindung, daß ein Stromübergang von der Haltefeder nach dieser Kontaktfeder
nur dann stattfindet, wenn der Glaskörper 1 sich als Abstützkörper zwischen den
beiden Haltefedern befindet. Geht der Glaskörper zu Bruch, so neigt sich die unter
Vorspannung stehende linke Haltefeder nach innen, wodurch der Strom unterbrochen
wird. Die Stromführung im Innern des Schalters geht so vor, daß z. B. die Plusleitung
über die Klemme 31, die Verbindungslasche 32 nach der Klemme 33 und damit zur Stromabführung
verläuft.
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Die Gegenleitung geht über die Klemme 34, von hier durch den Bolzen
35 über die Haltefeder 22, durch die Litze 29 und bei eingespanntem Glaskörper nach
der Koittaktfeder 30 durch den Bolzen 36 zur Abftihrung der Klemme 37. Das Gerät
ist nun außerileum noch so ausgebildet, daß der das temperaturempfindliche Element
haltende Teil als Steckdose al>genommen werden kann. Zu diesem Zweck ist im hinteren
Teil ein federbelasteter Bolzen 38 angeordnet. der mit einem Kontaktblech 39 versehen
ist. welches bei entfernter Steckdose mit den Steckerbuchsen Ao in Berührung kommt
und den Stromcltlrchgallg durch das Unterteil des Gerätes bewerkstelligt. Beim Einschieben
der Steckdose wird das Kontaktblech 39 ausgeschaltet, und der Strom verläuft nunmehr
über den eben beschriebenen Weg tlurch die Steckdose über die Haltefedern 22.
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Ein anderes Einbaubeispiel des temperaturempfindlichen Elementes
zeigen die folgenden Figuren. Es handelt sich in diesem Falle darum, das Element
direkt in oder unmittelbar an die Stelle im Innern von geschichteten oder gehäuften
Gütern herazubringen, in denen sich sich evtl. Brandherde betinden oder die auf
geringe Temperaturerhöhungen im Innert dauernd übrwacht werden sollen. Wie aus deii
Fig. 13 und 14 hervorgeht, ist der Glashohlkörper I in die Spitze eines lanzenförmigen
Stechrohres zwischen zwei Haltefedern 22 eingespannt, die mit einer Stromzu- und
-abführung verwunden sind. Die Haltefedern sind außerdem mit einer Kontaktvorrichtullg
41 versehen, die bei gesprengtem Glaskörper in Tätigkeit tritt. Die Stromzuführung
42 ist beispielsweise an der rechten Haltefeder 22 angeschlossen, während der andere
Stromweg über das Metall des Stechrohres selbst geht. Das Stechrohr selbst kann
aus zusammenschraubbaren Rohrteilen zusammengesetzt sein, die jeweils in Isolierbuchsen
44 gemäß Fig. 15 gelagert sind. Die Spitze des Stechrohres ist ebenfalls abschraubbar
ausgebildet und mit vier, in bezug auf die Achsenrichtung kreuzweise gestellten
Messern 45 mit nach vorn und nach rückwärts geneigten Schneidkanten ausgebildet.
Außerdem ist im Innern der Spitze ein Widerstandsthermometer 46 angeordnet, das
mit den Stromzuführungen und -abführungen 47 verbunden ist. Um das Thermometer 46
den die Lanze umgebenden Verhältnissen auszusetzen, ist die Spitze mit Durchbrechungen
48 versehen, die durch ein Netz 49 im Innern der Spitze abgedeckt sind, um den Eintritt
von körnigen Verunreinigungen zu verhindern.
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Am Ende der Lanze ist gemäß Fig. I6 eine Warnlampe 50 angrebracht,
die bei Sprengung des Glaskörpers I in der Spitze aufleuchtet. An der Seite ist
ein Stromanschluß 51 für das Anzeigegerät des Widerstandsthermometers angebracht.