NO147164B - Anordning ved flottoerstyrt elektrisk bryter omfattende en reedkontakt som aapnes og lukkes av en permanentmagnets kraftfelt - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved flottørstyrt elektrisk bryter, omfattende en reedkontakt som åpnes og lukkes ved hjelp av en permanentmagnets kraftfelt,

hvor reedkontaktens akseretning løper parallelt med permanentmagnetens N-S-retning og hvor permanentmagneten ved hjelp av en ytre påvirkningskraft, f.eks. oppdriften i en flottør, er bevegelig mot og fra reedkontakten i en nøyaktig styrt, rettlinjet bevegelsesbane.

En konvensjonell reed-magnetbryter er vist i US-PS

3.823.328.

Den foreliggende oppfinnelse finner særlig anvendelse

ved overvåking av væskestanden i bunnen av en båt, såsom en seilbåt eller motorbåt. Bryteren ifølge oppfinnelsen skal i et anvendelsestilfelle styre inn- og utkoplingen av en lensepumpe for å fjerne væske som har ansamlet seg i båtens bunn, etter hvert som det er behov for det, dvs. på en automatisk styrt måte bestemt av et fastlagt øvre og nedre væskenivå i båtens bunn. Sagt på en annen måte sørger bryteren for at lensepumpen blir innkoplet når væskenivået har steget tilstrekkelig høyt i båten og at lensepumpen holdes innkoplet inntil væskenivået i båten igjen har sunket til det bestemte nedre nivå i båten. Det er permanentmagneten som kopler inn og ut bryteren, idet permanentmagneten styres mot og fra reedkontakten i bryteren ved hjelp av en oppdriftskraft i en flottør som følger væskens bevegelser mellom øvre og nedre væskenivå.

Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til anvendelse ved lensepumper, men kan også anvendes for forskjellige andre typer elektrisk drevne kraftorganer som skal betjenes i forbindelse med et overvåket væskenivå, f.eks. væskenivået i en tank, i en strømningskanal eller for liknende formål. 1 det etterfølgende vil oppfinnelsen bli beskrevet under henvisning til anvendelsen i forbindelse med en lensepumpe i en båt.

I US-PS 4.165.935 er det vist en nivå-bryter som ar-beider etter reed-prinsippet, men hvor det benyttes to magneter, den ene for å åpne reed-kontakten og den andre for å lukke reed-kontakten. I dette tilfelle har man en nivåbryter hvor reguleringsavstanden er begrenset av reedkontaktens lengde. Videre er nivåbryteren særlig kritisk når det gjelder nivået for innkopling og nivået for utkopling, idet de to magnetene

må være tilpasset hverandre,og denne tilpasning må justeres

i hvert enkelt tilfelle. I tillegg er det mulighet for for-skjellig aldringssvekking av de to magneter, noe som igjen vil kunne forrykke den ønskete virkning.

Ved bruk av en reedkontakt og en tilhørende bevegelig permanentmagnet kan man under normale arbeidsforhold oppnå et bestemt nivå for innkopling av lensepumpen og et motsvarende bestemt nivå for utkopling av lensepumpen, fastlagt av et øvre og et nedre væskenivå med en avstand på f.eks. 5 mm mellom væskenivåene. Ved å øke henholdsvis redusere permanentmagnetens styrke kan man i en viss grad øke henholdsvis minske avstanden mellom væskenivåene , men samtidig vil man også øke henholdsvis minske avstanden mellom reedkontakt og permanentmagnet i inn-koplingsstillingen (øvre væskenivå). Dette kan man i en viss grad kompensere for ved å øke henholdsvis minske A/turn-tallet for reedkontakten. I alle tilfeller er det imidlertid vanskelig å oppnå en ønsket betydelig avstand mellom det øvre og nedre væskenivå, dvs. innkoplings- og utkoplingsstilling for flot-tørens permanentma.gnetiske kraftfelt.

I visse tilfeller, f.eks. som følge av båtens bevegelser under sjøgang og derav følgende rulle- eller stampebevegelser på båten og tilsvarende skvulpebevegelser i væskeansamlingen i båtens bunn, er den ovennevnte avstand mellom øvre og nedre væskenivå for liten, slik at man i praksis kan fremkalle en pulserende inn- og utkopling av lensepumpen fremkalt av båtens bevegelser.

Som følge av den forholdsvis moderate avstand mellom det øvre og nedre væskenivå i båtens bunn har lensepumpen også tendens til å tømme ut forholdsvis moderate mengder væske i hver pumpeoperasjon,og ofte blir det derfor tale om en forholdsvis hyppig inn- og utkopling av lensepumpen med forholdsvis dårlig effekt av pumpen og med stor belastning på pumpe og bryterdeler, under ellers gunstige arbeidsforhold med moderate bevegelser i båten.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å oppnå en vesentlig større avstand mellom øvre og nedre væskenivå, uten derved å endre på permanentmagneten eller dennes kraftfelt, men allikevel slik at man kan oppnå en mindre hyppig inn- og utkopling av lensepumpen samt lengre tidsrom med innkoplet lensepumpe. Samtidig tar man sikte på å oppnå et mer markant skille mellom nivået for inn- og utkopling av reedkontakten .

Dette er oppnådd ifølge oppfinnelsen ved at reedkontakten er seriekoplet med et relé som er anbrakt forholdsvis tett opptil reedkontakten og som har en spole med et elektromagnetisk kraftfelt som er svakere enn permanentmagnetens kraftfelt og som er for svakt til alene å holde reedkontakten innkoplet.

Ved løsningen ifølge oppfinnelsen oppnår man på kjent måte innkopling i et øvre nivå bestemt alene av permanentmagnetens kraftfelt. Men når først reedkontakten er innkoplet sikrer man at denne holdes innkoplet, idet man samtidig etable-rer et ekstra kraftfelt over reedkontakten frembrakt av det elektromagnetiske kraftfelt i reléets spole. Dette ekstra kraftfelt vil samvirke med permanentmagnetens kraftfelt så lenge reedkontakten er innkoplet og derved så lenge lensepumpen er i drift. Ved løsningen ifølge oppfinnelsen oppnår man således som følge av den kombinerte virkning av spolens og permanentmagnetens kraftfelt at flottøren med tilhørende permanentmagnet kan beveges en betydelig større avstand under det øvre væskenivå før man når det nedre væskenivå hvor reedkontakten åpner og derved bryter strømmen til reléet med tilhørende spole og samtidig bryter strømmen til lensepumpen. Også ifølge oppfinnelsen oppnår man et bestemt nivå for utkopling av reedkontakten,og en vesentlig fordel ifølge oppfinnelsen er at det bestemte nivå for utkopling av reedkontakten er markert atskilt fra nivået for innkopling av reedkontakten.

Ved ny innkopling av reedkontakten etter at permanentmagneten i flottøren på nytt har steget til det øvre væskenivå er man bare avhengig av permanentmagnetens kraftfelt for innkopling av reedkontakten, idet spolens kraftfelt på dette sta-dium ennå ikke er innkoplet. Ifølge oppfinnelsen har man føl-gelig sikret markert atskilte innkoplings- og utkoplingsnivåer med forholdsvis stor avstand mellom nivåene,og man har derved sikret seg mot utilsiktete, tilfeldige inn- og utkoplinger av lensepumpen,og samtidig har man sikret relativt lengre drifts-tid på lensepumpen hver gang den er innkoplet.

Ifølge oppfinnelsen oppnår man en særlig nøyaktig inn-og utkopling ved å la reedkontaktens akseretning løpe vinkelrett på tvers av akseretningen for reléets spole.

I en spesielt foretrukket, praktisk utførelse for bryteren ifølge oppfinnelsen er denne kjennetegnet ved at dens elektriske komponenter, som på i og for seg kjent måte er innleiret i en elektrisk isolerende plastmasse i bryterens husdel, er anordnet i et øvre hylseformet parti av husdelen, og at husdelens nedre parti danner et føringskammer for en flottør som danner bærer for permanentmagneten, idet husdelens nedre parti oventil er utstyrt med en luftpassasje og nedentil med en væskepassasje. Man oppnår herved en konstruk-sjonsmessig løsning som medfører en lettvint fremstilling av bryterens forskjellige komponenter og deler og en enkel montasje av disse komponenter og deler.

Det foretrekkes at husdelen er fremstilt av firkantet plastrør (fortrinnsvis PVC-rør) og i sitt nedre parti inneholder en flottør med firkantet tverrsnitt som hindrer vinkel-forskyvning av flottøren i forhold til husdelen.

Særlig med tanke på lettvint montasje, men også med tanke på lettvint demontasje med ettersyn og rengjøring av flottøren og dennes føringskammer foretrekkes det at flottøren er opptatt i en skuffeliknende innsatsdel, fremstilt av en rørstump med firkantet tverrsnitt, idet innsatsdelens to motstående sidevegger danner en øvre og en nedre avgrensning av flottørens føringskammer.

<y>tterligere trekk ved løsningen ifølge oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori:

Fig. 1 viser et elektrisk koplingsskjerna med bryteren ifølge oppfinnelsen, anvendt i forbindelse med en lensepumpe som er neddykket i en væske i bunnen av en båt. Fig. 2 viser forskjellige deler i bryteren trukket aksialt utad i forhold til hverandre, for å vise den enkle oppbygning og den enkle montasje av bryterdelene. Fig. 3 viser bryteren ifølge oppfinnelsen klar for sammenkopling med lensepumpen (eller annet kraftorgan) og den tilhørende likestrømskilde. Fig. 4 og 5 viser to alternative montasjemåter for bryteren som vist ifølge fig. 3.

I fig. 1 er det vist et elektrisk koplingsskjema for en likestrømsdrevet lensepumpe 10 og en tilhørende flottørstyrt bryter 11 for overvåking av to væskenivåer, dvs. et øvre væskenivå 12 som vist med fullt opptrukne linjer og et nedre væskenivå 13 som vist med strekete linjer. De to væskenivåer 12, 13 er i det viste utførelseseksempel to aktuelle væskenivåer i bunnen av en båt. Det øvre nivå 12 angir nivået for starting av lensepumpen 10, mens det nedre nivå 13 angir nivået for stopping av lensepumpen. Det er vist lensepumpen neddykket under det nedre nivå,og i alle tilfeller vil man sørge for at lensepumpens innløp er neddykket under det nedre nivå 13.

Fra en likestrømskilde, f.eks. et 12V-batteri (ikke vist), som illustrert ved en minus-klemme 14 og en pluss-klemme 15, løper det en første ledning 16 fra minus-klemmen 14 til lensepumpens 10 ene side,og fra lensepumpens annen side løper det en annen ledning 17 til den ene side av en arbeidskontakt 18, mens det fra den annen side av arbeidskontakten 18 løper en tredje ledning 19 til pluss-klemmen 15. Ledningene 16, 17, 19 danner en arbeidsstrømkrets fra batteriet til lensepumpen via den flottørstyrte bryter 11.

Fra ledningen 16 løper det en grenledning 20 via en første diode 21 på 100 mA til den ene side av en reedkontakt 22 med 25-30 A/turn. Fra reedkontaktens 22 motsatte side løper det en ledning 23 til den ene side av en spole 24 i et relé 25 som omfatter arbeidskontakten 18. Spolen 24 er dimensjonert for en elektrisk strøm på 100-110 mA. Fra spolens 24 motsatte side løper det en ledning 26 til ledningen 19. Mellom to klem-mer 27, 28 som er forbundet med hver sin side av spolen 24 er det innskutt en annen diode 29 på 100 mA parallelt med spolen 24. Ledningene 20, 23, 26 med tilhørende reedkontakt 22 og spole 24 danner en styrestrømkrets for reléet 25 som styrer arbeidskontakten 18. Ved hjelp av dioden 21 skal man motvirke gnistdannelse i reedkontakten 22 ved åpning av denne,og ved hjelp av dioden 29 skal man hindre feilkopling av ledningene 16 og 19 til batteriets pluss-klemme og minus-klemme.

Av fig. 1 fremgår det at de elektriske komponentene (reedkontakten 22, releet 25 og diodene 21, 29) i bryteren er opptatt i det øvre parti 30a av en hylseformet husdel 30 fremstilt av firkantet PVC-rør, mens det nedre parti 30b av husdelen 30 danner en føring for en flottør 31 som har motsvarende firkantet tverrsnitt og som inneholder en permanentmagnet 32 innleiret i en skumplastmasse 33. Ytterst er skum-plastmassen på fire sider omsluttet av en kappe 34 av en firkantet PVC-rørstump og på de to ytterligere sider er den til-dekket av en epoksybasert herdeplast (STYCAST 2651 og katalysator 9) levert av Emerson & Cunning, Inc. Belgia. Det nedre parti 30b av husdelen 30 er avgrenset av en skuffeliknende innsatsdel. 35 i form av en firkantet PVC-rørstump. Rørstumpen 35 er stillet på høykant,slik at to av dens motstående sider danner øvre og nedre begrensningsflater for flottøren 31.

I fig. 1 er det vist flottøren 31 med fullt opptrukne linjer i en øvre stilling,og med strekete linjer er flottøren vist i en nedre stilling i det nedre parti av husdelen 30. Det er vist en øvre luftpassasje 36 i husdelens 30 vegg like over flottøren 31 i dennes øvre stilling og en nedre væskepassasje 37 i husdelens 30 vegg like under flottøren 31 i dennes nedre stilling. Det er sørget for at væskepassasjen 37 munner innad i føringen i husdelen 30 i et nivå betydelig under det nedre væskenivå 13 for å motvirke inntrengning av eventuell oJje som flyter på toppen av væsken i båtens bunn. Væskepassasjen 37 er dimensjonert slik at man får liten innvirkning på væskenivået i husdelen ved bølgebevegelser eller skvulpebevegelser i væs-

ken utenfor husdelen 30.

Det er sørget for at permanentmagnetens 32 N-S-retning løper parallelt med reedkontaktens 22 aksialretning og med dens N-pol vendt mot reedkontaktens 22 plusside og dens S-pol vendt mot reedkontaktens 22 minusside. I denne anledning er det av betydning at flottøren 31 og føringen innvendig i husdelen 30 samt innsatsdelen 35 er utformet med motsvarende firkantete tverrsnitt, slik at man unngår utilsiktet dreining av flottøren i husdelen 30. Innsatsdelen 35 er innskjøvet (sammen med flot-tøren 31) i husdelen 30, slik det er antydet i fig. 1 og 2, med forholdsvis trang pasning, mens flottøren 31, slik det er antydet i fig. 1 og 2, er opptatt med forholdsvis rikelig pasning i husdelen 30 og innsatsdelen 35.

På tegningen i fig. 1 er spolens 24 akseretning for over-siktens skyld vist parallelt med reedkontaktens 22 akseretning, men i praksis sørger man for at spolens akseretning løper vinkelrett på tvers av reedkontaktens akseretning, slik at spolens kraftfeltlinjer faller sammen med permanentmagnetens kraftlin-jer .

Ved montasje av de elektriske komponentene i bryteren i husdelen 30 benytter man et relé 25 innebygget i en husdel og fester denne via koplingsklemmer 38, 39, 40 til en tre-leders kabel 41 (inneholdende ledningene 17, 19, 20) med ytre PVC-mantel, slik som vist i fig. 2. Diodene 21 og 29 og reed-kontakten 22 samt tilhørende ledninger festes på plass utenpå reléets 25 hus, slik som vist i fig. 2.

Etter at innsatsdelen 35 med flottøren 31 er skjøvet på plass i husdelens 30 nedre parti, sørger man først f or en av-tetning mellom innsatsdelen 35 og husdelen 30, f.eks. ved hjelp av et silikonbelegg. Deretter ifylles i husdelens 30 øvre parti en passende mengde av den nevnte tokomponents epoksybaserte herdeplast (STYCAST 2651 og katalysator 9), hvoretter reléet 25 med tilhørende ledningsforbindelser, reedkontakt og dioder neddykkes i herdeplasten. Det sørges for at herdeplasten ifylles til et passende nivå oppad på kabelens 41 PVC-mantel. Ved hjelp av den herdete herdeplast 4 2 oppnår man en effektiv mekanisk forbindelse mellom kabelens 41 mantel og husdelen 30 (samt innsatsdelen 35) samtidig som de elektriske komponenter og tilhørende forbindelser opptas på beskyttet måte i husdelen, innleiret i et elektrisk isolerende, flammesikkert materiale.

Istedenfor den viste mekaniske forbindelse som etableres mellom herdeplasten og innsatsdelen 35 kan man anordne innsatsdelen aksialt forskyvbar i husdelen 30, slik at innsatsdelen med tilhørende flottør 31 kan uttas for rengjøring og eventuell utskifting av flottør, der dette måtte være ønskelig. I det sistnevnte tilfelle kan innsatsdelen 35 f.eks. være festet i husdelen ved friksjonspasning eller kan være festet til husdelen med en tversløpende festeskrue eller med andre passende festemidler.

I fig. 3 er det vist bryteren 11 i ferdig fremstilt til-stand med tilhørende kabel 41 klar for montasje. Det er vist et skruefestehull 43 ved bryterens øvre ende for fastgjøring av bryteren til et passende feste i bunnen av en båt, slik som antydet i fig. 4, slik at bryteren er stasjonært fastgjort ved båtens bunn opptatt i en kjølforsenkning 44 i samme. Alterna-tivt kan bryteren opphenges fritthengende over en kjølforsenk-nings 45 bunn 46 via bryterens kabel 41, slik som vist i fig. 5. Det sistnevnte■kan særlig være aktuelt i et tilfelle hvor kjøl-forsenkningen er forholdsvis dyp og det kan by på problemer å få festet bryteren til et passende feste i et tilstrekkelig lavt nivå i kjølforsenkningen.

Claims (5)

1. Anordning ved flottørstyrt elektrisk bryter (11), omfattende en reedkontakt (22) som åpnes og lukkes ved hjelp av en permanentmagnets (32) kraftfelt, hvor reedkontaktens akseretning løper parallelt med permanentmagnetens N-S-retning og hvor permanentmagneten ved hjelp av en ytre påvirkningskraft, f.eks. oppdriften i en flottør, er bevegelig mot og fra reed-kontakten i en nøyaktig styrt, rettlinjet bevegelsesbane, karakterisert ved

at reedkontakten (22) er seriekoplet med et relé (25) som er anbrakt forholdsvis tett opptil reedkontakten og som har en spole (24) med et elektromagnetisk kraftfelt som er svakere enn permanentmagnetens kraftfelt og som er for svakt til alene å holde reedkontakten innkoplet.

2. Anordning i samsvar med krav 1, karakterisert ved

at reedkontaktens (22) akseretning løper vinkelrett på tvers av akseretningen for reléets (25) spole (24).

3. Anordning i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved

at bryterens (11) elektriske komponenter, som på i og for seg kjent måte er innleiret i en elektrisk isolerende plastmasse i bryterens husdel (30), er anordnet i et øvre hylseformet parti (30a) av husdelen (30),og

at husdelens (30) nedre parti (30b) danner et førings-kammer for en flottør (31) som danner bærer for permanentmagneten (32) ,

idet husdelens nedre parti (30c) oventil er utstyrt med en luftpassasje (36) og nedentil med en væskepassasje (37).

4. Anordning i samsvar med krav 3, karakterisert ved

at husdelen (30) er fremstilt av firkantet plastrør (fortrinnsvis PVC-rør) og i sitt nedre parti (30b) inneholder en flottør (31) med firkantet tverrsnitt som hindrer vinkel-forskyvning av flottøren i forhold til husdelen.

5. Anordning i samsvar med krav 4, karakterisert ved

at flottøren (31) er opptatt i en skuffeliknende innsatsdel (35), fremstilt av en rørstump med firkantet tverrsnitt, idet innsatsdelens to motstående sidevegger danner en øvre og en nedre avgrensning av flottørens føringskammer.