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Die vorliegende Erfindung betrifft in Verbesserung des Patents 1
265445 eine Füllstandsüberwachungseinrichtung mit einem durch eine Behälterwandung
greifenden, kraftgetriebenen Fühlarm, dessen durch den Gutspiegel beeinflußte Bewegung
eine mit einem Antriebsmotor gekoppelte Schalt- und/oder Steuereinrichtung betätigt,
wobei der Fühlarm gemäß Patent 1265445 ein Kreispendel ist, das über einen Exzenter
angetrieben und in der Drehung um die eigene Achse gehindert ist. Eine solche Einrichtung
ist besonders zur Verwendung im Zusammenhang mit pulverförmigen und körnigen Substanzen
geeignet.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Füllstandsüberwachungseinrichtung
anzugeben, die noch empfindlicher arbeitet und mit der man eine noch genauere Füllstandsanzeige
erhalten kann.
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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Fühlarm nur
als einfaches, zumindest im wesentlichen in einer Ebene parallel zum Gutspiegel
schwingendes Pendel ausgebildet ist, das über einen Nockentrieb angetrieben ist.
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Dies hat den Vorteil, daß eine rotierende Bewegung des Fühlarmes
um seine eigene Achse noch besser unterbunden werden kann und daß der Fühlarm nicht
nur während einer gewissen Zeit seiner Bewegung in das eingefüllte Gut eintaucht,
sondern sich während seiner ganzen Schwingungsperiode in dem eingefüllten Stoff
bewegt, sobald dieser eine bestimmte Höhe in bezug auf den Fühlarm erreicht hat.
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Dies gilt im besonderen Maße, wenn sich der Fühlarm in einer horizontalen
Ebene bewegt, jedoch bleiben diese Vorteile auch selbst dann noch erhalten, wenn
der Fühlarm derart angeordnet wird, daß er in einer senkrechten Ebene schwingt,
wenn in diesem Fall die Ausschläge des Fühlarmes genügend klein gehalten werden
oder der Fühlarm selbst verhältnismäßig lang ausgeführt wird.
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Die Füllstandsüberwachungseinrichtung kann dabei zweckmäßigerweise
so ausgeführt sein, daß an einem Ende des Fühlerstabes ein Joch befestigt ist, daß
auf je einem der Jochschenkel schwenkbar gelagerte No cken anschläge angebracht
sind, zwischen denen ein Nocken angeordnet ist, daß Federn zwischen den Jochschenkeln
und den Nockenanschlägen angebracht sind, die diese gegen den Umfang des Nockens
drücken, und daß auf jedem der Jochschenkel je ein Schalter montiert ist, von denen
mindestens einer bei einer Relativbewegung des Joches gegenüber dem Nocken betätigt
wird.
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Ein besonders vorteilhaftes Merkmal der vorstehend beschriebenen
Anordnung besteht darin, daß mindestens ein Schalter durch eine in der einen oder
in der anderen Richtung erfolgende Relatiwerschiebung des Joches gegenüber dem Nocken
betätigt wird; so daß die Einrichtung sofort anspricht, wenn der Pegel des eingefüllten
Gutes über ein vorherbestimmtes Niveau ansteigt. Diese ist deshalb besonders wünschenswert,
da bei Einrichtungen der vorliegenden Art der Fühler im allgemeinen ziemlich langsam
schwingt, beispielsweise mit 10 bis 15 Schwingungen pro Minute.
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Im folgenden soll die Erfindung an Hand einer in der Zeichnung dargestellten
vorzugsweisen Ausführungsform näher erläutert werden.
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In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche Teile.
Es zeigt Fig. 1 in einer Draufsicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig.2
einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, F i g. 3 ein Schaltschema und
F i g. 4 ein Schema zur Erläuterung der Wirkungsweise.
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Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung weist eine Befestigungsplatte
8 und eine Jochanordnung 9 auf, die mit Hilfe einer LagerunglO in der Platte 8 schwenkbar
gelagert ist. Die Einrichtung wird an Hand ihres Einbaus an der Seitenwand 11 eines
Behälters beschrieben, in dem die Platte 8 vertikal und die Jochanordnung 9 horizontal
angeordnet sind.
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Die Jochanordnung 9 besitzt einen Fühlerarm 12, der am einen Ende
zwei Jochschenkel 13 und am anderen Ende einen Fühlerl4 trägt, der aus einer in
dem Behälter vertikal angeordneten Schaufel bestehen kann.
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Die Lagerung 10 besitzt einen Schwenkzapfen 15, einen Lagerkörper
16 und eine zwischen diesen Teilen angeordnete Hülse 17. Der Fühlerstab 12 erstreckt
sich durch den Schwenkzapfen 15 und ist an ihm befestigt. Der Lagerkörper 16 ist
an der Rückseite der Befestigungsplatte 8 angeordnet.
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Der Körper 16 hat eine vertikale Bohrung zur Aufnahme des Schwenkzapfensl5,
der von Haltestöpseln 18 in der Bohrung gehalten und von der Oberseite 19 des unteren
Haltestöpsels 18 getragen wird.
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Der Körper 16 und die Hülse 17 sind mit tXffnungen 20 und 21 versehen,
durch die sich der Fühlerstab 12 erstreckt, wobei die Hülse mit Ausnahme dieser
Öffnungen ununterbrochen ist. Durch diese Anordnung wird eine wirksame Flammensperre
zwischen dem Inneren des Behälters und dem rechts von der Befestigungsplatte angeordneten
Mechanismus geschaffen. Der Mechanismus ist von einem dicht abgeschlossenen Gehäuse
22 umgeben, damit eine explosionssichere Konstruktion geschaffen wird.
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Die Öffnung 19 ist von einem Bund 23 umgeben, der sich von der Vorderfläche
der Befestigungsplatte 8 nach voran erstreckt. Die Schaufel 14 ist mit einer Nabe
24 versehen, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Bundes 23 entspricht. Zwischen
dem Bund 23 und der Nabe 24 erstreckt sich ein biegsames Rohr 25 aus Gummi od. dgl.,
das mit Schellen 26 an den Teilen 23 und 24 befestigt ist.
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Auf diese Weise wird eine reibungsarme, explosionssichere Lagerung
geschaffen, die eine Verschwenkung der Jochanordnung 9 in einer horizontalen oder
vertikalen Ebene gestattet. Das biegsame Rohr 25 dichtet diese Lagerung 10 gegen
einen Eintritt von Pulver oder einem anderen in dem Behälter befindlichen Material
ab.
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Die Jochschenkel 13 bestehen aus zwei vertikal im Abstand voneinander
angeordneten Jochplatten 27, die mittels eines Abstandhalters28 und geeigneter Schrauben
aneinander und an dem Fühlerstab 13 befestigt sind. Zwischen den Jochschenkeln 13
ist ein Nocken 29 angeordnet.
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Auf jedem Jochschenkel ist ein verschiebbarer Nockenanschlag 30,
31 für den Nocken 29 montiert.
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Ferner ist auf den Jochschenkeln je ein Schalter 32, 33 montiert,
der zwischen den Jochplatten 27 angeordnet und auf einer von ihnen befestigt ist.
Derartige Schalter sind üblicherweise mit einem schwenkbaren blattförmigen Betätigungsarm
versehen, der in der dargestellten Anordnung als der verschiebbare Anschlag 30,
31 dient. Zwischen jedem Betätigungsarm und dem Körper des Schalters eingespannte
Federn
34, 35 trachten die blattförmigen Betätigungsarme gegen
den Umfang des Nockens 29 zu drücken.
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Aus dem in F i g. 4 gezeigten Schema geht hervor, daß die Federn
34 und 35 eine Verschiebung der Jochanordnung 9 gegenüber dem Umfang des Nokkens
gestatten, wie dies durch die strichlierte gezeichnete Stellung der Teile angedeutet
ist. Trotzdem halten die Federn die Jochanordnung jederzeit in einer zu dem Umfang
des Nockens zentrierten Lage.
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Beispielsweise erfolgt die Verschiebung in der in Fig. 4 gezeigten
Richtung gegen die von der Feder 34 ausgeübte Kraft, so daß die Teile in die mit
ausgezogenen Linien gezeigte zentrierte Stellung zurückzukehren trachten.
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Eine sich von der Befestigungsplatte 8 rückwärts erstreckende Konsole
36 trägt einen Motor 37, vorzugsweise einen leistungsarmen untersetzten Synchronmotor,
der den Nocken 29 über eine Nockenwelle 38 treibt.
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Eine Drehung des Nockens 29 veranlaßt daher eine Schwingung der Jochanordnung
9 gegenüber der Achse der Lagerung 10, und zwar in der dargestellten Anordnung eine
horizontale Schwingung um eine vertikale Achse. Während dieser Schwingung trachten
die Federn 34 und 35, die Jochanordnung gegenüber dem Umfang des Nockens in einer
zentrierten Stellung zu halten, gestatten jedoch eine Relatiwerschiebung der Teile,
die erfolgt, wenn die Seitwärtsbewegung der Schaufel durch einen Anstieg des Pegels
des in dem Behälter befindlichen Materials angehalten wird.
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Jeder der Schalter 32 und 33 besteht aus einem einpoligen Umschalter
mit einem beweglichen Kontakt40,41, der durch die Verschiebung des blattförmigen
Anschlags30, 31 betätigt wird. Zwischen diesen Teilen ist eine geeignete, nicht
gezeigte mechanische Verbindung beispielsweise mittels eines Stößels vorhanden.
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Wie in dem in F i g. 3 gezeigten Schaltschema gezeigt ist, haben
die Schalter 32, 33 je einen feststehenden Ruhekontakt 42, 43 und einen feststehenden
Arbeitskontakt 44, 45. Der Schalter weist übliche Mittel auf, welche den beweglichen
Kontakt40, 41 gegen den Ruhekontakt 42, 43 zu bewegen trachten.
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Der Ruhekontakt 42 des einen Schalters ist durch einen Leiter mit
dem beweglichen Kontakt des anderen verbunden, so daß die beiden Schalter in der
dargestellten Normalstellung in Reihe geschaltet sind.
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Nach einem Merkmal der Erfindung wird der Motor 37 bei Betätigung
jedes der beiden Schalter ausgeschaltet. Wenn aber der Pegel fällt, so daß die Schaufel
14 freigesetzt wird, bewirken die Federn 34, 35 erneut ein Zentrieren der Jochanordnung
9, so daß die Schalter geschlossen werden und die Jochanordnung wieder zum Schwingen
veranlaßt wird.
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Dies wird durch einen mit starken Linien gezeichneten Arbeitsstromkreis
37 a bewirkt, der den Motor 37, die normalerweise geschlossenen Kontakte 42 und
43 und die beiden Anschlüsse 50 und 51 aufweist, die an eine geeignete Stromquelle
angeschlossen werden können.
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Die Anschlüsse 52 und 53 sind Signalanschlüsse.
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Der Anschluß 44 ist mit den Arbeitskontakten 44, 45 in einem normalerweise
offenen Signal stromkreis 52 a verbunden. Der Signalanschluß 53 ist mit dem Arbeitsstromkreis
37 a verbunden, so daß ein normalerweise geschlossener Signalstromkreis 53 a vorhanden
ist.
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Die Anschlüsse 52 und 53 stellen also Mittel zum Schließen eines
normalerweise stromlosen oder eines normalerweise stromführenden Signalstromkreises
dar, von der erfindungsgemäßen pegelgesteuerten Einrichtung betätigt. Beispielsweise
kann, wie in Fig. 3 strichliert angedeutet ist, zwischen den Anschlüssen 50 und
52 eine normalerweise stromlose Steuereinrichtung 54 angeordnet sein, welche eine
Unterbrechung der Beschickung des Behälters mit Material bewirkt, wenn der Pegel
des Materials ein vorherbestimmtes Niveau erreicht. Ferner kann zwischen den Anschlüssen
53 und 50 ein normalerweise in Betrieb befindliches Signalorgan 55, beispielsweise
eine rote Lampe, eingeschaltet sein, die anzeigt, daß der Behälter mit Material
beschickt wird. In manchen Fällen kann es zweckmäßiger sein, den Beschickungsvorgang
mittels einer normalerweise eingeschalteten Einrichtung zu steuern.
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Die Vorrichtung arbeitet ebensogut beim Einbau an der Decke des Behälters
bei abwärts gerichtetem Fühlerstab. Auch in diesem Fall ist die Schaufel in einer
vertikalen Ebene angeordnet und bewegt sich ihr unterer Rand horizontal, bis diese
Bewegung durch einen Anstieg des Pegels des Materials angehalten wird.