DE2122133A1

DE2122133A1 - Prüfeinrichtung an schwimmergesteuerten Flüssigkeitsanzeigen (Fall I -Stichwort: Magnetkolben)

Info

Publication number: DE2122133A1
Application number: DE19712122133
Authority: DE
Inventors: Robert Windsor Berkshire; Morrison Ernest Albert Gerrards Cross Buckingham; Innes (Großbritannien)
Original assignee: TRIST CONTROLS Ltd RONALD
Current assignee: TRIST CONTROLS Ltd RONALD
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1971-05-05
Publication date: 1971-11-18
Also published as: DE2122133B2; FR2088427A1; GB1287395A; JPS5341537B1; NL7106195A; DE2122133C3; US3710613A; FR2088427B1

Description

Ronald Trist Controls Limited,

Bath Road, Slough, Buckinghamshire / England

Prüfeinrichtung an schwimmergesteuerten Flüssigkeitsanzeigen
(Pall I - Stichwort: Magnetkolben)

Die Erfindung bezieht sich auf schwimmergesteuerte Anzeigevorrichtungen wie z.B. elektrische oder pneumatische Schalter oder Proportionalregler, wie man sie zur Anzeige des Flüssigkeitsstandes eines Behälters, z.B. einesTBoilers, verwendet und die ggf. automatisch eine oder mehrere Funktionen überprüfen, beispielsweise die Flüssigkeitszufuhr zum Behälter oder die Beheizung des tftsscts

»3f. Speziell bezieht sich die Erfindung auf eine Anzeigevorrichtung, bei der ein Schwimmer sich entsprechend der Änderung des Flüssigkeitspegels im Behälter bewegt und mechanisch mit einem Magneten verbunden ist, der so der Bewegung des Schwimmers folgt und in einem Rohr aus unraagnetischem Material hin- und herbeweglich ist, dessen Inneres mit dem Flüssigkeitsbehälter in kommunizierender Verbindung steht, während an der Rohrwandaußenseite magnetisch betätigte Schaltkontakte oder andere Anzeigemittel angebracht sind, die durch das wechselnde Magnetfeld des Magneten bei dessen Bewegung entlang des Rohres !beaufschlagt werden. -<*"

Mit solchen Vorrichtungssysteme# soll nachgeprüft werden, können* ob die Vorrichtung funktionsgemäßr arbeitet, insbesondere dann» wenn sis einen Schalter umfaßt, der als Warnvorrichtung bei niedrigem Flüssigkeitsstand oder als Aussöh^Xter für einen Brenner dient. Für Prüfzwecke ist es notifendig» den Magneten entlang des Rohres zu bewegen und, folglich cten Schwimmer in die Flüssigkeit hineinzubewegen, ohne notwendigerweise den Flüssigkeitspegel zu

-2-109847/1320 _Ο«^_1Κ... ,_

OFHGlNAL INSPECTED

verändern. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art ist eine magnetische Hilfsausrüstung vorgesehen_s die an dem Magneten befestigt und in einer Verlängerung des Magnetrohres angeordnet ist an der Seite, die dem Schwimmer entfernt liegt. Diese bekannte Ausführungsform weist eine magnetische Betätigungseinrichtung auf, die die Vorrichtung durch die Verlängerungswandung hindurch beaufschlagt und so Magnet und Schwimmer bewegt und die Vorrichtung prüft. Diese bekannte Einrichtung ist aus zwei Gründen nicht absolut zufriedenstellend: Einmal muß das System vergrößert werden, um eine Anpassung an die Verlängerung des Rohres zu schaffen, und zum anderen kann durch bleibende Magnetisierung infolge der Prüfeinrichtung das Zusammenwirken zwischen Magnet und Schaltern während des Normalbetriebes beeinträchtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und zu gewährleisten, daß bei schwimmergesteuerten Anzeigevorrichtungen in konstruktiver Hinsicht keine wesentlichen Veränderungen vorgenommen werden müssen, um eine Prüfung der Funktionsmäßigkeit durchführen zu können, und daß diese Prüfung ihrerseits keine Fehlerhaftigkeit der Anlage verursacht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Ende des Rohres eine Flüssigkeitszufuhr zu der dem Schwimmer entfernten Seite des Magneten vorgesehen ist und der Magnet oder zumindest ein an diesem anbringbares Zusatzteil, welches gegenüber ä$r Rohrwand Spiel besitzt und nicht den normalen Funktionsablauf der Vorrichtung beeinträchtigt, einen "unwirksamen" Hilfskolben derart darstellt, daß bei Zufuhr von. Flüssigkeit durch das Rohrende unter Druck der Magnet zu Prüfzwecken gegen den Auftrieb des Schwimmers bewegbar ist.

-3-109847/1326 OFHÖINAL inspected

Der Vorteil einer solchen Vorrichtung liegt darin, daß die während des Prüfens zugeführte Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter eintritt und dies durch eine einfache Umdirigierung der Flüssigkeitszufuhr zum Behälter erreicht werden kann, wenneine Prüfung durchgeführt werden soll. Im Falle eines beispielsweise wird das Wasser normalerweise in diesen durch eine Leitung hineingepumpt, wenn eine Nachfüllung erforderlich ist. Die Pumpe kann zu Prüfzwecken über ein Ventil Wasser dem Ende des Magnetrohres zuführen, wobei dieses Ventil nur für Prüfzwecke geöffnet wird. Das Ventil kann Magnetspulen-betatigt sein und so das Prüfen durch Fernbedienung von Hand oder auch automatisch ermöglichen. In jedem Falle bleibt das gesamte System während des Prüfvorganges völlig abgeschlossen.

Es ist erforderlich, daß zwischen dem Magneten oder anderen Zusatzteil, die den "unwirksamen" Hilfskolben bilden, und der Rohrwandung genügend Spiel vorgesehen ist, um jegliche Beeinträchtigung des normalen Funktionsablaufes der Vorrichtung zu verhindern. Wenn jedoch Flüssigkeit unter Druck dem Ende des Magnetrohres zugeführt wird, ergibt sich, obwohl die Flüssigkeit um den "unwirksamen" Hilfskolben infolge des Spieles herumfließt, ein genügender Druckunterschied über dem Kolben, der diesen und damit den Magneten gegen den Auftrieb des Schwimmers bewegt. Dies ist ausreichend, um den Magneten relativ zu den Schaltern zu bewegen und den PrüfVorgang auszuführen. Sobald die Flüssigkeitszufuhr unterbrochen wird, wird die Druckdifferenz abgebaut, und der Magnet kehrt unter Einfluß des Schwimmerauftriebes in seine Gleichgewichtslage zurück.

In konstruktiv vorteilhafter Ausbildung des Erfindungsgedankens kann der Hilfskolben durch ein direkt am

-H-10 9847/ 1 326

Magneten befestigtes Zusatzteil gebildet werden, welches nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an dem dem Schwimmer entfernten Ende des Magneten sitzt.

Bei einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung steht das Rohr aufrecht und der Magnet sitzt am oberen Ende einer an ihrem unteren Ende den Schwimmer tragenden Stange. Dadurch wird ein besonders einfacher Aufbau der Vorrichtung erzielt.

Um die leichte Montierbarkeit und Austauschbarkeit zu gewährleisten, kann der Schwimmer in einem leicht abnehmbar zu befestigenden Gehäuse auf- und abbeweglich sein, während sich Rohr sowie Schalter auf einem leicht entfernbaren Deckel für das obere Ende des Gehäuses befinden.

Damit verschiedene Positionen, beispielsweise maximal und minimal zulässiger Flüssigkeitspegel,angezeigt werden können, sind vorzugsweise zwei Schaltereinheiten vorgesehen, die bei verschiedenen Positionen des Magneten im Rohr jeweils einzeln betätigt werden.

Besonders vorteilhaft lassen sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung derartige Anzeigevorrichtungen bei Flüssigkeitsbehälteranlagen verwenden, die mit einer Nebenleitung versehen sind, welche mit dem Rohrande an der dem Schwimmer abgekehrten Seite des Magneten und einer Quelle für Druck-Flüssigkeit verbunden ist und ein Absperrventil umfaßt. Bei einer solchen Anlage kann zweckmäßig die Nebenleitung ein Abzweig der Hauptzufuhrleitung für den Flüssigkeitsbehälter sein. Dabei kann vorteilhaft die Hauptzufuhr ein Rückschlagventil unterhalb der Nebenleitung und eine Drossel zwischen Rückschlagventil und Nebenleitung aufweisen.

mm C. M.

109847/13

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht einer Gesamtanlage von Flüssigkeitsbehälter mit Flüssigkeitszufuhr und Anzeigevorrichtung und

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anzeige-Schaltvorrichtung.

Wie man aus Fig. 1 erkennt, umfaßt die Anlage einen mit Wasser 4 gefüllten Kessel oder Boiler 3, der mittels einer Pumpe 5 nachfüllbar ist, die über die Hauptzufuhrleitung, bestehend aus Leitungen β und 7» durch ein Rückschlagventil 8 Wasser in den Kessel pumpt.

Eine Schalteinrichtung umfaßt ein Gehäuse 9» das durch Schweißung oder andere geeignete Befestigung an der oberen Wandung des Kessels 3 angebracht ist. Die Schaltanordnung umfaßt weiter einen Schwimmer 10 am unteren Ende einer Stange 11. Das obere Ende des Gehäuses 9 ist mit einem Flansch 12 ausgerüstet, an dem ein Deckel 13 unter Einfügung eines Dichtungsringes 14 verschraubt ist. Der Deckel 13 trägt ein Schaltergehäuse 15» welches ein unmagnetisches Rohr 16 aus rostfreiem Stahl umfaßt. Mit dem unteren Ende des Rohres 16 ist eine Führung 17 mit einer Zentralbohrung verschraubt, Durch diese reicht die Stange 11 in das Rohr 16, in dem sie einen Permanentmagneten 18 trägt.

In dem Schaltergehäuse 15 sind in verschiedenen Höhen entlang des Rohres 16 zwei Magnetschalteinheiten 19 und 20 angebracht; selbstverständlich können ggf. mehrere solcher Schalter vorgesehen sein. Diese Schaltereinheiten können herkömmliche magnetische Zungen- oder Blattschalter oder bewegbare Magnetschalter, wie beispielsweise in der GB-PS 1 153 297 gezeigt, sein. Sie sind mittels äußerer Leitungen mit einem geeigneten Anzeige-

109847/1326 ^^ _1N8PECtE0 -6-

und/oder automatischen Prüf-System verbunden.

Das Gehäuse trägt in geringem Abstand zu seinem offenen unteren Ende eine Prell- oder Sperrplatte 21, durch die verhindert werden soll, daß Blasen in das Gehäuse eindringen und den Schwimmer stören können. Das Gehäuse 9 ist weiter mit Belüftungslöchern 22 oberhalb des höchsten Wasserspiegels zum Zwecke des Druckausgleiches innerhalb des Gehäuses versehen, wodurch gewährleistet wird, daß der Flüssigkeitspegel innerhalb und außerhalb des Gehäuses immer gleich bleibt. Beim Abbau des Deckels 13 und des damit verbundenen Schaltergehäuses 15 von dem Gehäuse 9 verhindert die Führung 17, daß der Magnet 18 aus dem Rohr 16 herausfallen kann.

Im Normalbetrieb, steigt und sinkt der Magnet 18 zusammen mit dem Schwimmer 10 entsprechend Anstieg und Abfall des Wasserspiegels. Wenn das Kesselwasser in Form von Dampf abgegeben wird und der Viasserspiegel sinkt, nähert sich der Magnet 18 dem Schalter 19. Bei Erreichen der unteren Wasserstandsgrenze, die in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellt ist, wird der Schalter 19 ausgelöst bzw. betätigt. Damit wird ein Alarm ausgelöst, der dem Bedienungspersonal zeigt, daß der Kessel nachgefüllt werden muß, oder aber es wird ein automatisches Kontroll- oder Regelsystem in Gang gesetzt. Die Pumpe 5 beginnt su laufen, und es wird Wasser über das Rückschlagventil 8 in den Kessel gepumpt. Der Wasserspiegel steigt wieder, und damit bewegt der Schwimmer 10 den Magneten 18 aufwärts, bis die strichpunktiert gezeigte Position (s. Fig. 2) erreicht und damit der Schalter 20 betätigt wird.

Durch die Betätigung des Schalters 20 wird entweder dem Bedienungspersonal angezeigt, daß der Nachfüllvorgang durch Abstellen der Wasserzufuhr zu beenden ist,oder

-7-109847/1328

aber an das automatische Regelsystem ein Impuls gegeben, um die Pumpe 5 abzuschalten.

Von Zeit zu Zeit ist es wünschenswert und erforderlich, die Funktionsfähigkeit insbesondere der Schaltereinheit 19 für die minimale Wasserhöhe zu überprüfen. Zu diesem Zwecke ist auf dem Magneten 18 eine Phosphorbronze-Scheibe 23 angebracht. Diese wird durch die Stange 11, die sich durch eine zentrale Bohrung im Magneten l8 und eine Zentralbohrung in der Scheibe 23 erstreckt und oben umgeschlagen ist, gehalten. Die Scheibe 23 besitzt in dem Rohr 16 genügend Spiel, so daß sie die Hin- und Herbewegung des Magneten 13 in dem Rohr l6 nicht beeinträchtigt. Weiter ist eine Nebenleitung 24 vorgesehen, die ein Absperr- und Regelventil 25 umfaßt und von einer Stelle zwischen der Pumpe 5 und dem Rückschlagventil 8 zu einem Anschluß 26 für eine Flüssigkeitszufuhr am oberen Ende des Rohres führt.

Soll nun die Wirkungsweise des Schalters 19 geprüft werden, so wird die Pumpe 5 in Gang gesetzt und das Ventil 25 geöffnet. Der Flüssigkeitsabfall über das Rückschlagventil 8 ist erheblich, und zwar aufgrund einer Drossel 28 mit engem Querschnitt, die pumpenseitig an dem Rückschlagventil 8 angeordnet ist. Als Folge davon wird ein Teil des Wassers unter Druck durch die Nebenleitung 2k in das Rohr 16 hinein-gepumpt. Die Scheibe 23 wird dann als "unwirksamer" Kolben, in-dem sie zwar nicht völlig verhindert, daß Wasser durch den Ringraum zwischen ihrem Umfang und der Wandung des Rohres l6 hindurchlaufen und damit durch das Gehäuse 9 in den Kessel 3 gelangen kann, daß aber, vorausgesetzt, daß das Wasser unter ausreichendem Druck zugeführt wird, der Druckaufbau über der Scheibe 23 und dem Magneten 18 die Scheibe und den Magneten nach unten drückt und damit den Schwimmer 10 unter seine Auftriebsposition in das Wasser 4 eintaucht. Der Druck ist groß

-8-109847/1326

genug, um den Magneten 18 in die in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellte untere Position zu drücken, so daß damit der Schalter 19 betätigt wird. Wenn das Prüfergebnis zufriedenstellend ausfällt, wird die Pumpe 5 angehalten und das Absperrventil 25 geschlossen. Wasser, welches sich noch im oberen Teil des Rohres 16 befindet, kann dann an der Scheibe 23 vorbeilaufen und durch einen Abfluß in der Führung 17 in den Kessel 3 gelangen. Schwimmer und Magnet nehmen wieder ihre Gleichgewichtslage ein.

109847/ 1 326

Claims

Ronald Trist Controls Limited, 2122133

Bath Road, Slough, Buckinghamshire / England

Prüfeinrichtung an schwimmergesteuerten Flüssigkeitsanzeigen.
(Fall I - Stichwort: Magnetkolben)

Patentansprüche :

(ΐ·) Schwimmergesteuerte Anzeigevorrichtung, bei der ein Magnet der Bewegung eines Schwimmers folgt und in einem unmagnetischen, mit einem Flüssigkeitsbehälter in kommunizierender Verbindung stehenden Rohr hin- und herbeweglich ist, wobei der Magnet (Anzeige-)Schalter an der Außenseite der Rohrwand betätigt und eine Einrichtung zum Abwärtsbewegen des Schwimmers gegen den eigenen Auftrieb zu Prüfzwecken vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß am Ende des Rohres (16) eine Flüssigkeitszufuhr (26) zu der dem Schwimmer (10) entfernten Seite des Magneten (18) vorgesehen ist und der Magnet oder zumindest ein an diesem anbringbares Zusatzteil (23), welches gegenüber der Rohrwand Spiel besitzt und nicht den normalen Funktionsablauf der Vorrichtung beeinträchtigt, einen "unwirksamen" Hilfskolben derart darstellt, daß bei Zufuhr von Flüssigkeit durch das Rohrende unter Druck der Magnet zu Prüfzwecken gegen den Auftrieb des Schwimmers bewegbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Hilfskolben durch ein direkt am Magneten (18) befestigtes Zusatzteil (23) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das direkt am Magneten (18) befestigte Zusatzteil eine Scheibe (23) ist, die am dem Schwimmer (10) entfernten Ende des Magneten sitzt. _₂_ 109847/1328
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (l6) aufrecht steht und der Magnet (18) am oberen Ende einer an ihrem unteren Ende den Schwimmer

(10) tragenden Stange (11) sitzt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (10) in einem leicht abnehmbar zu befestigenden Gehäuse (9) auf- und abbeweglich ist und Rohr (16) sowie Schalter (19, 20) sich auf einem leicht entfernbaren Deckel (13) für das obere Ende des Gehäuses befinden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltereinheiten (19, 20) vorgesehen sind," die bei verschiedenen Positionen des i-Iagneten (18) im Rohr (16) jeweils einzeln betätigt v/erden.
7. Plussigkeitsbehalteranlage, bestehend aus einer Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 an einem Flüssigkeitsbehälter (3) 'sowie einer IJebenleitung (24), die mit dem Rohrende an der dem Schwimmer (10) abgekehrten Seite des Magneten (13) und einer Quelle (5) für die Druck-Flüssigkeit verbunden ist und ein Absperrventil (25) umfaßt.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenleitung (24) ein Abzweig der Hauptzufuhrleitung (6, 7) für den Flüssigkeitsbehälter (3) ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptzufuhr (7) ein Rückschlagventil (8) unterhalb der Nebenleitung (24) und eine Drossel (28) zwischen Rückschlagventil (8) und Nebenleitung (24) aufweist.

1 0 9 8 A 7 / 1-3-2

L e er s e i te