DE9106288U1 - Schwimmergesteuerte Magnetschaltung zur Niveauüberwachung in Flüssigkeitstanks - Google Patents

Description

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SCHWIMMERGESTEUERTE MAGNETSCHALTUNG ZUR NIVEAUÜBERWACHUNG IN FLÜSSIGKEITSTANKS

Die Erfindung betrifft eine schwimmergesteuerte Magnetschaltung zur Niveauüberwachung in Flüssigkeitstanks mit einem vertikal angeordneten, geraden Gleitrohr aus nicht magnetisierbarem Material, das mit seinem unteren Funktionsteil flüssigkeitsdicht abgedichtet in den Tank ragt und an seinem oberen Anschlußende offen ist und aus dem Tank herausragt, mit einem Schwimmer, der auf^;dem Gleitrohr gleitfähig gelagert ist, mit einer Auflage für den nicht schwimmenden, also in seiner Ruhestellung befindlichen Schwimmer, mit einem Permanentmagneten, mit dem der Schwimmer ausgestattet ist, mit einem Schalterträger, der mindestens einen Magnetschalter trägt und in dem Gleitrohr steckt, welcher Magnetschalter bei in Ruhestellung befindlichem Schwimmer durch dessen Permanentmagneten gegen die Wirkung einer Rückstellkraft geschlossen gehalten ist, und mit einem Anschlußgehäuse, an dem das oben aus dem Gleitrohr herausragende Ende des Schalterträgers befestigt und angeschlossen ist.

Bei einer bekannten solchen Magnetschaltung gleitet der Schwimmer aus seiner Ruhestellung auf dem Gleitrohr nach oben, sobald er von Flüssigkeit umspült wird. Dabei gerät der Permanentmagnet in eine Höhenlage, in der er den Magnetschalter nicht mehr geschlossen halten kann, worauf sich dieser öffnet und ein Ruhestrom unterbrochen wird, dessen Unterbrechung ein Alarmsignal auslöst. Durch dieses Alarmsignal wird die Befüllung beziehungsweise Weiterbefüllung des Tanks gesperrt.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Funktion überprüfbar zu machen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Anschlußgehäuse ein das Anschlußende des Gleitrohrs koaxial umgebendes Abstandsrohrstück befestigt ist, das auf dem Tankdeckel

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ruht, und daß das Abstandsrohrstück an dem Gleitrohr befestigt ist mit von außen zugänglichen, lösbaren Befestigungsmitteln. '

Normalerweise ist durch die Befestigungsmittel das Gleitrohr im Abstandsrohrstück verklemmt und dadurch mitsamt dem Anschlußgehäuse und dem Schalterträger unbeweglich am Gleitrohr fixiert. Löst man die Befestigungsmittel, dann ist das Abstandsrohrstück gegenüber dem Gleitrohr beweglich und kann nun so weit angehoben werden^ daß die Magnetschalter aus dem Wirkbereich des Permanentmagneten geraten. Wenn dann das Alarmsignal ausgelöst wird, ist die Funktionsfähigkeit belegt.

Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise zwei auf einen Durchmesser des AbstandsrohrStückes gegeneinandergerichtete, in die Wand des Abstandsrohrstücks geschraubte Schrauben, die gegen die Wand des Gleitrohrs ansetzbar sind.

Es empfiehlt sich, die Betätigung der Befestigungsmittel vor unbefugtem Zugriff dadurch zu sichern, daß die Betätigung der an das Gleitrohr angesetzten Befestigungsmittel durch einen mit Plombe geschlossenen Draht, der nur durch Zerstörung entfernbar ist, verhindert ist.

Für die Funktionsprüfung genügt ein Hub des Schalterträgers, der ausreicht, den Magnetschalter aus dem Wirkbereich des Permanentmagneten zu bringen. Auf diesen Hub wird zweckmäßig die Funktionsprüfung konstruktiv begrenzt, damit die Rückführung in die Funktionsstellung möglichst einfach ist. Das wird konstruktiv sehr einfach dadurch gelöst, daß das Gleitrohr mit Zwischenraum in das Abstandsrohrstück paßt, daß am oberen Ende des Gleitrohrs ein diesen Zwischenraum mit kleinem Spiel überbrückender Führungswulst befestigt ist, der als oberer Anschlag für die vom Gleitrohr abgesetzten Befe-

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stigungsschrauben dient, und daß der Hub der Befestigungsschrauben bis zum Anschlag ausreicht, in der Ruhestellung des Schwimmers den Magnetschalter aus dem Wirkbereich des Permanentmagneten, mit dem der Schwimmer ausgestattet ist, zu bringen.

Der Führungswulst hat dabei zwei 'Funktionen. Einerseits dient er als oberer Anschlag für die Befestigungsmittel, an dem der Hub für die Funktionsprüfung nach oben begrenzt wird. Andererseits bietet der Führungswulst eine erwünschte

Führung für das Abstandsrohrstück auf dem Gleitrohr, die insbesondere auch einem bei unachtsamer Handhabung bei der Prüfung möglichen Verkanten des Abstandsrohrstücks gegenüber dem Gleitrohr entgegenwirkt.

Zur sicheren Funktion muß auch gewährleistet sein, daß das Gewicht des Schwimmers sich nicht durch Funktionsstörungen, wie zum Beispiel Leckflüssigkeitszutritt oder Materialablagerungen auf dem Schwimmer, geändert hat, weil dadurch der für die Auslösung des Alarmsignals erforderliche Auftrieb verändert oder gar verhindert werden kann. Diese Funktion überprüfbar zu machen, ist eine weitere Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die untere Auflage ein auf dem Gleitrohr verschieblich steckender Ring ist, der einen permanenten Ringmagneten aufweist, und daß darunter am Gleitrohr ein auf Abstoßen des Ringmagneten gerichtet orientierter, stationär angeordneter Permanentmagnet vorgesehen ist, der den Ringmagneten mitsamt dem nicht schwimmenden Schwimmer in der Ruhestellung des Schwimmers trägt, dagegen den durch Leckflüssigkeit oder dergleichen beschwerten nicht schwimmenden Schwimmer nicht tragen kann und absinken läßt auf eine am unteren Ende des Gleitrohrs befestigte Notablage, die eine Notstellung des nicht schwimmenden

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Schwimmers definiert, in der der Permanentmagnet des Schwimmers den Magnetschalter nicht mehr geschlossen halten kann.

Der normalgewichtige, ruhende Schwimmer wird dann auf dem Ringmagneten getragen in seiner Ruhestellung, in der er mit seinem Permanentmagneten den oder die Magnetschalter geschlossen hält. Hat sich das Gewicht des Schwimmers vergrößert, beispielsweise indem der Schwimmer Flüssigkeit aufgenommen hat, die durch Undichtigkeiten eingeströmt ist, dann reicht die Tragkraft des Ringmagneten nicht mehr aus und der nun schwerere, ruhende, also nicht schwimmende Schwimmer sinkt ab auf die Notablage. Er befindet sich dann in einer tieferen Notstellung, in der sein Permanentmagnet den Magnetschalter nicht mehr geschlossen hält, wodurch das Alarmsignal ausgelöst wird.

MagnetSchaltungen dieser Art werden vorzugsweise eingesetzt, um sicherzustellen, daß das Niveau der Tankfüllung einen vorbestimmten oberen Wert nicht überschreitet. Durch das Alarmsignal werden vorzugsweise die in der Befüllstrecke befindlichen Pumpen abgeschaltet und/oder die Zuleitungen abgesperrt. Im Fall, daß das Alarmsignal durch einen zu schweren Schwimmer ausgelöst wird, wird dann von vornherein die Befüllung des Tanks abgesperrt, so daß auch in diesem Fall eine Überschreitung des Grenzniveaus unmöglich ist.

Die Magnetschaltung nach der Erfindung ist mithin dreifach sicherbar gegen Funktionsstörungen. Einerseits durch den Ruhestrombetrieb des Magnetschalters, der bei Fehlfunktion des Magnetschalter unterbrochen wird und das Signal auslöst, zum zweiten durch den Hub des AbstandsrohrStücks, der die Funktionsfähigkeit des Magnetschalters in Verbindung mit dem Permanentmagneten des Schwimmers zu überprüfen gestattet, und drittens durch Auslösen des Alarmsignals, wenn der Schwimmer sein Sollgewicht überschreitet. Darüberhinaus wer-

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den vorzugsweise zwei Magnetschalter vorgesehen, die in Reihe in einen Ruhestromkreis geschaltet und auf gleicher Höhe angeordnet sind, so daß, wenn einer der Magnetschalter nicht ordnungsgemäß öffnet, dann der andere den Ruhestromkreis öffnet.

Die Erfindung gestattet es auch auf einfache Weise, Zugang zu dem oder den Magnetschaltern zu gewinnen für den Fall, daß ein solcher Zugang wegen Funktionsstörung oder zur Funktionsüberprüfung wünschenswert oder erforderlich ist. Eine Ausgestaltung, die dies ermöglicht, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohrstück mitsamt dem daran befestigten Anschlußgehäuse bei aus dem Zwischenraum zurückgenommenen Befestigungsmitteln von dem Anschlußende des Gleitrohrs nach oben abziehbar ist und daß der Schalterträger durch die Abziehbewegung und deren Fortsetzung nach oben aus dem Gleitrohr herausziehbar ist.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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In der Zeichnung ist mit 1 ein Deckel bezeichnet, der zum Verschluß einer Öffnung 2 in der Deckwand 3 eines Flüssigkeitstanks 4 dient. In dem Deckel 1 steckt ein vertikal angeordnetes Gleitrohr 5, das mit seinem Funktionsende 6 in das Innere des Flüssigkeitstanks ragt und mit seinem Anschlußende 7 oben aus dem Tankdeckel herausragt. Die Durchführung des Gleitrohrs durch den -Deckel ist druckdicht und flüssigkeits- dicht. Das Gleitrohr ist an dem Deckel verschweißt, die Verschweißung ist mit 8 bezeichnet. Das Gleitrohr 5 ist unten geschlossen und oben offen.

Auf das Funktionsende 6 des Gleitrohrs 5 ist ein hohler Schwimmer 10 gesteckt und in vertikaler Richtung gleitfähig. Der Schwimmer weist zu diesem Zweck einen vertikalen Kanal 11 auf, in den das Gleitrohr 5 mit Spiel paßt. Innerhalb des Schwimmers ist ein ringförmiger Permanentmagnet 12 angeordnet, der koaxial zum Schwimmerkörper und zur Achse 13 des Gleitrohrs angeordnet und ausgebildet ist. Der Schwimmer 10 ist hohl, er kann aber auch mit schwimmfähigem Material gefüllt sein.

Der Schwimmerkörper ruht auf einem als Auflage dienenden Ringmagneten 14, der koaxial zur Gleitrohrachse 13 mit Spiel langsverschieblich auf das Gleitrohr gesteckt ist und von der Magnetkraft eines gegenpoligt orientierten, innerhalb des Gleitrohrs fixierten Stabmagneten 15 getragen wird. Die Tragkraft der beiden Permanentmagneten 14 und 15, die auf einer magnetischen Abstoßung beruht, ist so groß, daß der nicht schwimmende, in der gezeichneten Stellung, nämlich in Ruhestellung befindliche Schwimmer 10 durch den Ringmagneten 14 beziehungsweise durch die durch den Ringmagneten 14 gebildete Auflage getragen wird.

Unterhalb des Ringmagneten befindet sich mit einem Abstand gemäß Doppelpfeil 16 eine Notauflage 17, die an dem Gleit-

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rohr befestigt ist und auf die der Ringmagnet absinkt, wenn die Last des Schwimmers, zum Beispiel durch äußere Ablagerungen oder durch Leckströmung zu groß geworden ist.

Innerhalb des Gleitrohrs steckt koaxial zu diesem ein Meßrohr 20. In diesem Meßrohr sind auf gleicher Höhe zwei Magnetschalter 21, 22 angeordnet, deren Kontakte in je einem Glasröhrchen evakuiert untergebracht sind. Die Kontakte haben das Bestreben, auseinanderzugehen, so daß die Magnetschalter sich öffnen. Sie werden in der gezeichneten Ruhestellung des Schwimmers 10 durch die Magnetkraft des Permanentmagneten 12 in Schließstellung gehalten. Wegen dieser permanentmagnetischen Wirkung sind sämtliche Bauteile innerhalb der Magnetfelder aus nicht magnetisierbarem Material. Das ist insbesondere die den Kanal 11 begrenzende Wand des Schwimmers, das Gleitrohr und das Meßrohr.

Die beiden Magnetschalter 21, 22 sind in Reihe geschaltet und über Anschlußleitungen 25, 26, die oben aus dem Meßrohr herausgeführt sind, an eine Schaltleiste 27 angeschlossen. Diese Magnetschalter sind hintereinander in einen Ruhestromkreis geschaltet, der in einer nicht dargestellten Alarmeinrichtung bei Unterbrechung das Alarmsignal auslöst. Die Schaltleiste 27 ist in einem Anschlußgehäuse 28 untergebracht. An dem Anschlußgehäuse<28 ist das obere Ende des Meßrohrs 20, das zu diesem Zweck aus dem Gleitrohr oben herausragt, befestigt.

Koaxial zum Gleitrohr ist über das Anschlußende des Gleitrohrs ein Abstandsrohrstück 30 gesteckt, das mit seinem oberen Ende am Anschlußgehäuse 28 befestigt ist und mit seinem unteren Ende in der gezeichneten Funktionsstellung auf dem Deckel 1 aufsitzt. Zwischen dem Anschlußende 7 des Gleitrohrs 5 und dem Abstandsrohrstück 30 ist ein ringförmiger Zwischenraum 31 ausgespart, den zwei diametral einander auf

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dem gleichen Durchmesser des Abstandsrohrstucks gegeneinandergerichtete von außen betätigbare Zylinderschrauben 32, 33 überbrücken. Diese beiden Zylinderschrauben sind'von beiden Seiten pressend gegen das Gleitrohr geschraubt und in dieser Stellung durch einen mit einer Plombe 34 gesicherten Draht

35 gegen Verdrehen gesichert. Auf diese Weise ist das Abstandsrohrstück 30 und damit das 'Anschlußgehäuse 28 und mit ihm das Meßrohr 20 in der gezeichneten Stellung gegenüber dem Gleitrohr fixiert. In dieser Stellung der Teile befindet sich in der gezeichneten Ruhestellung des Schwimmers der Permanentmagnet 12 auf einer solchen Höhenlage, in der er die beiden Magnetschalter 21 und 22 geschlossen hält.

Am obersten Ende des Gleitrohrs ist außen ein Führungswulst

36 angeformt, der den Zwischenraum 31, abgesehen von einem kleinen, die Gleitfähigkeit ermöglichenden Spiel, überbrückt. Dieser Führungswulst ist in axialer Richtung etwa dreimal so lang wie der Zwischenraum 31 breit ist.

Zur Funktionsprüfung werden die beiden Zylinderschrauben 32, 3 3 etwas zurückgedreht, so daß sie das Gleitrohr nicht mehr berühren. Nun kann das Abstandsrohrstück 30 angehoben werden mitsamt dem Anschlußgehäuse 28 und dem Meßrohr 20, bis die beiden Schrauben an den Führungswulst anstoßen. Bei dieser Hubbewegung dient der Führungswulst als Führung und sichert, daß das Abstandsrohrstück nicht gegenüber dem Gleitrohr verkantet wird.

Der durch den Abstand zwischen den Zylinderschrauben und dem Führungswulst 36 gemäß Doppelpfeil 40 begrenzte Hub reicht aus, die beiden Magnetschalter 21, 22 so weit anzuheben, daß sie aus dem Wirkbereich des Permanentmagneten 12 geraten und sich öffnen. Diese Öffnung löst ein Alarmsignal aus und das ist dann ein Zeichen für die Funktionsfähigkeit. Diese Prüfung auf Funktionsfähigkeit wird durchgeführt bei leerem

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Tank, also bei nicht schwimmendem Schwimmer. Sie kann beliebig oft wiederholt werden.

Sollen die Magnetschalter oder andere Teile des Meßrohrs überprüft werden, dann werden die Zylinderschrauben 32, 33 weiter zurückgedreht, so daß sie nicht mehr in den Zwischenraum 31 hineinragen. Nun kann das· Abstandsrohrstück 30 ganz nach oben abgezogen und das Meßrohr 20 aus dem Gleitrohr herausgezogen werden.

Bemerkenswert ist, daß das geschehen kann, ohne daß dazu der Tank geöffnet werden muß. Das kann sogar auch geschehen, wenn der Tankinhalt unter Druck gesetzt ist, weil das in den Tankdeckel 1 dicht eingesetzte Gleitrohr nach wie vor den Tankinhalt vom Äußeren absperrt.

Wenn das funktionsfähige Meßrohr 20 wieder eingesetzt ist, werden die beiden Zylinderschrauben 32, 33 wieder angezogen und zweckmäßig gegen unbefugte Betätigung plombiert mit einer Plombe entsprechend der Plombe 34, und zwar in der gezeichneten Stellung der Teile.

Wenn der Schwimmer 10, zum Beispiel durch Lochfraß, Leckflüssigkeit aufnimmt, ist er in seiner Funktion gestört. Das zeigt sich daran, daß das Gewicht des nicht schwimmenden Schwimmers nicht mehr von dem Ringmagneten 14 getragen werden kann. Dieser sinkt infolge des Übergewichts ab auf die Notablage 17. Dadurch sinkt auch der Permanentmagnet 12 ab. Der Abstand gemäß Doppelpfeil 16 ist so bemessen, daß der Permanentmagnet 12, wenn der Schwimmer 10 unter Zwischenlage des Ringmagneten 14 auf der Notablage 17 ruht, die Magnetschalter 21, 22 nicht mehr geschlossen halten kann, so daß auch dann ein Alarmsignal ausgelöst wird, das diese Fehlfunktion bedingt durch Übergewicht des Schwimmers anzeigt.

Claims (6)

- 1 - P 36 C41 21.5.Sl. ANSPRÜCHE

1. Schwimmergesteuerte Magnetschaltung zur Niveauüberwachung in Flüssigkeitstanks

mit einem vertikal angeordneten, geraden Gleitrohr aus nicht magnetisierbarem Material, das mit seinem unteren Funktionsteil flüssigkeitsdicht abgedichtet in den Tank ragt und an seinem oberen Anschlußende offen ist und aus dem Tank herausragt,

mit einem Schwimmer, der auf dem Gleitrohr gleitfähig gelagert ist,

mit einer Auflage für den nicht schwimmenden, also in seiner Ruhestellung befindlichen Schwimmer,

mit einem Permanentmagneten, mit dem der Schwimmer ausgestattet ist,

mit einem Schalterträger, der mindestens einen Magnetschalter trägt und in dem Gleitrohr steckt, welcher Magnetschalter bei in Ruhestellung befindlichem Schwimmer durch dessen Permanentmagneten gegen die Wirkung einer Rückstellkraft geschlossen gehalten ist, und

mit einem Anschlußgehäuse, an dem das oben aus dem Gleitrohr herausragende Ende des Schalterträgers befestigt und angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,

daß am Anschlußgehäuse ( 28 ) ein das Anschlußende ( 7 ) des Gleitrohrs ( 5 ) koaxial umgebendes Abstandsrohrstück ( 30 ) befestigt ist, das auf dem Tankdeckel ( 1 ) ruht, und

daß das Abstandsrohrstück an dem Gleitrohr befestigt ist mit von außen zugänglichen, lösbaren Befestigungsmitteln ( 32, 33 ).

2. Magnetschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel zwei auf einen Durchmesser des

Abstandsrohrstückes ( 30 ) gegeneinandergerichtete, in die Wand des AbstandsrohrStücks geschraubte Schrauben ( 32, 3 3 ) sind, die gegen die Wand des Gleitrohrs ( 5 ) ansetzbar

- 2 - P 36 041 21.5.91. sind.

3. Magnetschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Betätigung der an das Gleitrohr ( 5 ) angesetzten Befestigungsmittel ( 32, 33 ) durch einen mit Plombe ( 34 ) geschlossenen Draht ( 35 ), der nur durch Zerstörung entfernbar ist, verhindert ist.

4. Magnet schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das Gleitrohr ( 5 ) mit Zwischenraum ( 31 ) in das Abstandsrohrstück ( 30 ) paßt,

daß am oberen Ende des Gleitrohrs ein diesen Zwischenraum mit kleinem Spiel überbrückender Führungswulst ( 36 ) befestigt ist, der als oberer Anschlag für die vom Gleitrohr abgesetzten Befestigungsschrauben ( 32, 33 ) dient, und

daß der Hub ( 40 ) der Befestigungsschrauben bis zum Anschlag ausreicht, in der Ruhestellung des Schwimmers ( 10 ) den Magnetschalter ( 21, 2 2 ) aus dem Wirkbereich des Permanentmagneten ( 12 ), mit dem der Schwimmer ausgestattet ist, zu bringen.

5. Magnetschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ■

daß die untere Auflage ein auf dem Gleitrohr ( 5 ) verschieblich steckender Ring ist, der einen permanenten Ringmagneten ( 14 ) aufweist, und

daß darunter am Gleitrohr ein auf Abstoßen des Ringmagneten gerichtet orientierter, stationär angeordneter Permanentmagnet ( 15 ) vorgesehen ist, der den Ringmagneten mitsamt dem nicht schwimmenden Schwimmer ( 10 ) in der Ruhestellung des Schwimmers trägt, dagegen den durch Leckflüssigkeit oder dergleichen beschwerten nicht schwimmenden Schwimmer nicht tragen kann und absinken läßt auf eine am

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unteren Ende des Gleitrohrs befestigte Notablage ( 17 ), die eine Notstellung des nicht schwimmenden Schwimmers definiert, in der der Permanentmagnet des Schwimmers' den Magnetschalter ( 21, 2 2 ) nicht mehr geschlossen halten kann.

6. Magnetschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, ';

daß das Anschlußrohrstück ( 30 ) mitsamt dem daran befestigten Anschlußgehäuse ( 28 ) bei aus dem Zwischenraum ( 31 ) zurückgenommenen Befestigungsmitteln ( 32, 33 ) von dem Anschlußende ( 7 ) des Gleitrohrs ( 5 ) nach oben abziehbar ist und

daß der Schalterträger durch die Abziehbewegung und deren Fortsetzung nach oben aus dem Gleitrohr herausziehbar ist.