183856. lajstromszámú szabadalom • Pneumatikus jelátalakító tartályok folyadékszintjének érzékeléséhez, elektromos, elektropneumatikus és pneumatikus irányítástechnikai rendszerek számára
1 183 856 2 A jelen találmány szerinti cél olyan jelátalakító kialakítása, mely egyaránt alkalmas atmoszferikus, és nyomás alatt álló tartályokban tárolt folyadékok szintjének a tartály bármely, előre meghatározott magassági pontjában történő érzékelésére, és ennek megfelelően vezérlési vonalakban vezető jel (sőt adott esetben rendelkező jel), szabályozási körökben pedig ellenőrző jel (adott esetben rendelkező jel) képzésére, amely jel egyaránt alkalmas elektromos, elektropneumatikus, vagy pneumatikus irányítástechnikai rendszerekben történő felhasználásra. Tartályok folyadékszintjének érzékelésére számtalan megoldás ismeretes. A legelterjedtebb úszós szintérzékelők (szintkapcsolók) állandó korróziós problémákat okoznak, és különösen akkor válnak végképpen használhatatlanná, ha a tartályban lévő folyadék agresszív, vagy pedig lebegő szilárd alkotóelemeket tartalmaz. Az ugyancsak ismert úszókapcsolók (Fly) az agresszív folyadékok, és a lebegő szennyeződések iránt érzéketlenek ugyan, de valójában elektromos kapcsolók, így tűz- és robbanásveszélyes folyadékok tartályainál csak igen különleges óvintézkedések mellett alkalmazhatók, és kizárólag elektromos irányítástechnikai rendszerekhez csatlakoztathatók. Az ismert elektronikus megoldások (ellenálláslánc, félvezető elemekből kialakított láncok) rendkívül költségesek, ezen felül ismét korróziós problémákat vetnek fel, elsősorban agresszív folyadékokban. Ezenfelül külön gond az alkalmazásuk gyúlékony folyadékok esetében. Pneumatikus rendszerekben a kapilláris szintérzékelőket alkalmazzák, ezek hátránya az, hogy érzékenységük egyszer és mindenkorra meghatározott, és azt sem változtatni, sem beállítani nem lehet. Ezenfelül ezek a megoldások vagy arra alkalmasak, hogy akkor képezzenek jelet, amikor a folyadék egy bizonyos szintet elért, vagy pedig a szint magasságával arányos analóg jelet adjanak le, jelük tehát kizárólag vezetőjel, illetve ellenőrző jel céljára alkalmas. A jelen találmány szerinti jelátalakító, amely a benne alkalmazott kapcsoló jellegétől függően leadhat elektromos vagy pneumatikus jelet, előre meghatározható — sőt kis átalakítással megváltoztatható — érzékenységgel rendelkezik, jelképzési jelleggörbéje alkalmazkodik az igényekhez, azaz kialakítható úgy, hogy a szint elérésekor azonnal kapcsoljon, kialakítható úgy, hogy a szint ingadozása esetén a kapcsolási bizonytalanság teljes egészében kiküszöbölhető legyen, sőt lehetőséget ad arra is, hogy egy alapjelképző által leadott (a szükségletnek megfelelően változó) alapjeltől befolyásolva egyben betöltse a különbségképző szerv szerepét is, és ezáltal azonnal a rendelkező jelet szolgáltassa. A találmány szerinti jelátalakító lényege, hogy csőcsonkkal ellátott háza, ezen keresztül kivezetett kivezetése, a házhoz csatlakozó, furattal ellátott és a kapcsolót magában foglaló felső tárcsája, szélein illeszkedő, kúposán lejtős felületű és fészeklemezzel határolt alsó tárcsája, és a kettő között rugalmas anyagból készült, felső membránkorongot és alsó membránkorongot magán viselő membránja és ezeket egymással összefogó csavarkötései vannak. A találmány szerinti jelátalakító példa szerinti kialakítási és alkalmazási módjait az ábrák tüntetik fel, ahol az 1. ábra a jelátalakító egyik lehetséges változatát ábrázolja metszetben, nyílt felszínű (atmoszferikus) tartályba telepítve, 2. ábra a jelátalakítónak nyomás alatt álló tartályba való telepítési módját tünteti fel vázlatban, 3. ábra a jelátalakító egy másik (növelt érzékenységű) kiviteli változatát ábrázolja metszetben. Az 1. ábra szerinti jelátalakítónál az (1) tartályban a (2) folyadékszint tartományban van elhelyezve a (3) harang. Ehhez jól tömített csavarmenettel csatlakozik a (4) cső, melynek (7) belső tere a (3) harang (5) belső terét köti össze a jelátalakítóval. A tartályon kívül elhelyezett jelátalakító a (8) alsó tárcsából, a (9) felső tárcsából, és a (10) házból áll. A (8) alsó tárcsa és a (9) felső tárcsa között foglal helyet a (12) membrán. Mindezeket a (13) csavarkötés rögzíti egybe, amelynek kiosztása a kerület mellett a tömítési igényekhez igazodik. A (8) alsó tárcsa furatához csatlakozik, ugyancsak megfelelően tömített csavarmenettel, a (4) cső. A (8) alsó tárcsa felső felülete úgy van kiképezve, hogy az a (13) csavarkötéstől beljebb kúposán lejt, majd egy kis függőleges falfelületben folytatódik, és (11) fészeklemeze vízszintes. A (4) cső befogadására szolgáló furat ezt a fészeklemezt is harántolja, ennek megfelelően a (4) cső (7) belső tere a (8) alsó tárcsa feletti légtérrel össze van kötve. A (12) membránon foglal helyet alul a (14) alsó membránkorong, felül a (15) felső membránkorong, amelyeket a membrán anyagára célszerűen ragasztással rögzíthetünk. A (9) felső tárcsa alsó határoló felülete nincs kúposán kiképezve, de függőleges falfelülettel, és egy hengeres üreggel rendelkezik, melyeknek mérete megegyezik a (8) alsó tárcsa hasonló üregének méreteivel. A (9) felső tárcsában van a ferde (19) furat, amely a membrán feletti légteret a (10) ház légterével köti össze. Közepén pedig olyan nyílás van, amelyben (tömítetten) helyet foglalhat a (16) kapcsoló, amelynek (18) funkcionális szerve a tengelyben közvetlenül a (15) felső membránkorong közepével szemben foglal helyet. A (16) kapcsoló (17) kivezetése tömítetten halad ki a házból. A (10) ház légteréhez a (20) csőcsonk csatlakozik. A (16) kapcsoló elektromos rendszernél lehet mikrokapcsoló, ez esetben a (17) kivezetés (védőcsőben helyet foglaló) két villamos vezeték. De lehet fúvókás pneumatikus jelátalakító, ez esetben a (17) kivezetés a táplevegő beáramlására szolgál, míg a kiáramlott levegő elvezetését a (19) furat a (10) ház belső terén, és a (20) csőcsonkon keresztül teszi lehetővé. A kimenőjel ez esetben a (17) kivezetést képező csőben kialakuló nyomás. A 2. ábrán feltüntetett elrendezésnél a (21) nyomás alatt álló tartályban, amelyhez a (22) fenékürítő és a (23) szolgálati vezeték tartozik, a (2) folyadékszint alatt foglal helyet a (3) harang, ezt a (4) cső köti össze a (24) jelátalakítóval, az 1. sz. ábrával kapcsolatban elmondottak szerint. A (4) cső tömítetten halad keresztül a (21) nyomás alatti tartály falán. A (24) jelátalakító (17) kivezetése a (27) energiaforrásról működő (28) vezérműre van kapcsolva, amely a (29) kimenővezetéken át adja le beavatkozó jelét, míg a (24) jelátalakító (20) csőcsonkja a (25) vezeték útján a (21) nyomás alatti tartály (26) légterével van összekötve. A 3. ábrán ábrázolt kiviteli változat abban különbözik az 1. sz. ábra kapcsán leírt kiviteli alaktól, hogy a (8) alsó tárcsa felső határoló felületén a kúpos bemélyedés után nem a (11) vízszintes fészeklemez következik, hanem a (14) alsó membránkorong megtámasztására alkalmas (30) szelepülés között újabb bemélyedés (az ábrán példaszerűen a (31) kúpos felület) van, amelynek következtében a (14) alsó membránkorong alatt a (4) cső belső terével összekötött [itt csonkakúp alakú (32)] üreg keletkezik. A (8) alsó tárcsa adott esetben készülhet antimágneses, illetve ferromágneses anyagból, és a (14) alsó membránkorong lehet (kör alakú) állandó mágnes, de lehet egy — csupán a (30) szelepülésre feltámaszkodó — mágnesgyűrű is. A fentiek szerinti jelátalakító működését az alábbi alkalmazási példákon mutatjuk be: 1. példa. Tartályszintkapcsoló céljára atmoszferikus tartálynál és villamos vezérlési rendszerben az 1. sz. ábrán 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
