DE10308086B3

DE10308086B3 - Befestigungssystem für Messgerät

Info

Publication number: DE10308086B3
Application number: DE2003108086
Authority: DE
Inventors: Gottfried Hintner; Jutta Kuhny; Alexander Müller
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: WO2004074784A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungssystem zum Befestigen eines Messgeräts (1) mit mindestens einem Sensorabschnitt (3) in einem Behälter (2), wobei das Messgerät (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums in dem Behälter (2) dient, mit mindestens einem Dichtring (4) und mit mindestens einer Muffe (5). Die Erfindung beinhaltet, dass das Messgerät (1) durch die Muffe (5) hindurch mit mindestens dem Sensorabschnitt (3) in den Behälter (2) hineinragt, dass die Muffe (5) einen ersten Abschnitt (6) aufweist, der in Richtung des Prozesses liegt, und dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Dichtrings (4) ist, dass in der Muffe (5) mindestens ein Adapterring (7) vorgesehen ist, der einen ersten Abschnitt (8) aufweist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Dichtrings (4) ist, und wobei der Sensorabschnitt (3) des Messgeräts (1) durch den Adapterring (7) hindurchgeführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungssystem zum Befestigen eines Messgeräts mit mindestens einem Sensorabschnitt in einem Behälter, wobei das Messgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums in dem Behälter dient, mit mindestens einem Dichtring, und mit mindestens einer Muffe. Bei den zu messenden Prozessgrößen kann es sich z.B. um Füllstand, Viskosität, Dichte, Druck oder Temperatur handeln.
Von der Anmelderin werden Messgeräte zur Überwachung und/oder Bestimmung des Füllstandes hergestellt und vertrieben, die auf dem Schwinggabelprinzip („Liquiphant") beruhen. Von der Anmelderin werden auch Druckmessgeräte („Cerabar") produziert und angeboten. Auch bei anderen Messgeräten der Anmelderin wird mindestens eine physikalische oder chemische Prozessgröße eines Mediums gemessen, das sich zumeist in einem Behälter befindet. Die Messmethode macht es oft erforderlich, dass ein Abschnitt des Messgeräts – d.h. der Sensorabschnitt – in den Behälter hineinragt, um z.B. mit dem Medium in direkten Kontakt zu kommen. Beim Beispiel der Schwinggabel ist es offensichtlich, dass die Schwinggabel in den Behälter hineinragen muss, da ausgenutzt wird, dass sich beispielsweise die Frequenz der Schwingung ändert, wenn die Schwinggabel vom Medium bedeckt wird.
Dieses Einführen des Messgeräts in den Behälter macht ein Befestigungssystem für das Messgerät erforderlich. Dabei sollte sichergestellt sein, dass ein möglichst frontbündiger Abschluss des Messgeräts erreicht wird, und dass der Übergang zwischen Messgerät und Behälter möglichst abgedichtet ist. Ziel der letzten Anforderung ist, dass zum einen aggressive Medien nicht zu nah an das Messgerät selbst herankommen. Zum anderen soll z.B. in der Lebensmittelindustrie verhindert werden, dass sich Schmutznester bilden.
Die deutsche Patentschrift DE 196 51 362 C1 beschreibt einen Füllstandssensor, der aus zwei Schwingstäben besteht, die sich koaxial umgeben. Der äußere Schwingstab ist dabei formschlüssig mit einer Behälterwand verbunden. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht zwar einen abgedichteten Übergang zwischen Sensor und Behälter, aber es ist nicht möglich, den Sensor einfach und ohne Probleme auszutauschen oder z.B. zu Reinigungszwecken aus dem Behälter zu entnehmen.
Die derzeitig übliche Methode besteht darin, dass das Messgerät in eine Muffe eingeschraubt wird. Die Muffe ist in der Behälterwand angebracht und durch die Muffe hindurch ragt der Sensorabschnitt in den Behälter. Die Muffe ist mit einem Innengewinde versehen und das Messgerät weist einen Abschnitt auf, der als Gewinde ausgebildet ist. Somit kann das Messgerät in die Muffe hineingedreht werden. In Richtung des Prozesses weist die Muffe eine Aussparung auf mit einem größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Innengewindes der Muffe. In diese Aussparung wird dann ein Dichtring eingebracht. Das Problem bei dieser Methode besteht darin, dass es gelegentlich erforderlich ist, den Dichtring auszutauschen. Dies kann durch den Austausch des Messgeräts erforderlich sein, dies kann durch die Abnutzung des Dichtrings notwendig werden oder dies kann aus hygienischen Gründen regelmäßig erforderlich sein. Für den Austausch des Ringes muss bei im Behälter eingebauter Muffe der Dichtring aus der Aussparung herausgeholt und ein neuer Dichtring passend platziert werden. Das Messgerät wird üblicherweise wegen der Hitzeentwicklung beim Einschweißen der Muffe in den Behälter erst nachträglich eingebaut. Gleichzeitig ist es ein Ziel der technischen Weiterentwicklung, dass die Messgeräte und besonders die Sensoren immer kleiner werden. Dies führt dazu, dass auch die Bauteile zum Einbau des Messgerätes kleiner werden. Die Praxis zeigt nun, dass diese Methode – die Stand der Technik ist – unter einer gewissen Größe – zwischen ¾% und ½ Zoll für den Durchmesser des Sensorsabschnitts – nicht mehr praktikabel ist. Die kleineren Dimensionen sind zu unpraktisch für einen manuellen Austausch.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät in dem Behälter zu befestigen, in dem sich das zu messende Medium befindet.

Die Idee besteht also darin, dass die Aussparung des Standes der Technik in der Muffe, die aus zwei Schultern besteht, zwischen denen der Dichtring zu liegen kommt, aufgeteilt wird auf zwei Bauteile: Muffe und Adapterring. In der Muffe befindet sich die untere Schulter, die den Dichtring in Richtung des Prozesses festhält. Somit kann der Dichtring nicht in den Behälter fallen. Oberhalb dieses Abschnittes wird der Adapterring eingebracht. Dieser weist ebenfalls einen Abschnitt mit einem kleineren Durchmesser als der Dichtring auf. Somit wird verhindert, dass der Dichtring z.B. durch ein Einbringen des Mediums in den Behälter mit hohem Druck in die vom Prozess abgewandte Richtung gedrückt wird. Insgesamt ist der Dichtring also wieder von zwei Schultern eingefasst. Hierbei ist jedoch die Montage und Demontage viel einfacher, da durch das Entfernen des Adapterrings der Dichtring sogleich zugänglich ist, bzw. da der Adapterring direkt auf den Dichtring gesetzt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass es sich bei dem Dichtring um einen O-Ring handelt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass die Muffe einen zweiten Abschnitt aufweist, der auf der vom Prozess abgewandten Seite des ersten Abschnitts der Muffe liegt, dessen Durchmesser größer als der des ersten Abschnitts ist, und dessen Durchmesser derart ausgestaltet ist, dass der Dichtring hineinpasst. Mit dieser Ausgestaltung liegt der Dichtring also optimal in einer Aussparung und wird von den beiden Schultern der Muffe und des Adapterrings zusammengedrückt. Ein Verschieben des Dichtrings wird somit verhindert. Durch diesen Abschnitt wird also mit den beiden Schultern durch Muffe und Adapterring die Aussparung des Standes der Technik komplettiert. Weiterhin muss durch diesen Abschnitt der Dichtring nur hineingelegt werden, da seine Position bereits vorgegeben ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das Messgerät einen Abschnitt aufweist, der als Gewinde ausgebildet ist. Dazu ergänzt eine vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Muffe einen dritten Abschnitt aufweist, der ein Innengewinde aufweist. Insbesondere ist vorgesehen, dass der als Gewinde ausgebildete Abschnitt des Messgeräts und das Innengewinde des dritten Abschnitts der Muffe derart ausgebildet sind, dass das Messgerät in die Muffe hineingeschraubt wird. Somit wird also die Methode nach dem Stand der Technik nachgebildet, indem die Muffe eine ideale Verschraubung inklusive optimaler Ausrichtung ermöglicht. Das Messgerät wird also dadurch am Behälter befestigt, indem es in die Muffe gedreht wird. Gleichzeitig drückt das Messgerät auf den Adapterring, der damit den Dichtring fixiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass die Muffe ein Teil des Behälters ist. Ein Teil des Behälters kann also so ausgestaltet sein, dass er die Funktionen und die Ausgestaltung der Muffe übernimmt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der als Gewinde ausgebildete Abschnitt des Messgeräts einen größeren Durchmesser aufweist als der Dichtring. Somit kann der Adapterring gegen das Messgerät abgestützt werden. Gleichzeitig lässt sich also über das Eindrehen des Messgerätes auch der Druck auf den Adapterring für den Dichtungsring aufbauen. Weiterhin erzeugt diese Ausgestaltung einen Zwischenraum, für den Fall, dass das Medium trotz Dichtring eindringen sollte. Hier kann dann eine Leck-Sicherheit eingebaut werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass ein Abschnitt des Messgeräts als Adapterring ausgebildet ist. Dies ist z.B. bei dem oben erwähnten Cerabar möglich. Also bei solchen Messgeräten, die über einen entsprechenden Bereich verfügen, an dem sich solch ein Adapterring befestigen oder der sich als Adapterring ausgestalten ließe, könnte man so etwas ausführen. Dies reduziert die Anzahl der Bauteile und macht das Einbringen/Entfernen noch leichter.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapterring einen Abschnitt in der vom Prozess abgewandten Richtung aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Dichtrings ist. Beispielsweise beim oben erwähnten Liquiphat treten Schweißnähte möglich. Durch die Ausgestaltung des Adapterrings kann so dennoch das Messgerät aufgenommen werden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1: eine schematische Darstellung des Befestigungssystems.
1 zeigt die Muffe 5, in die das Messgerät 1 eingeschraubt wird. Der Sensorabschnitt 3 des Messgerätes 1 reicht in den Behälter 2 hinein und kann somit in Kontakt mit dem Medium kommen. Der Sensorabschnitt 3 des Messgeräts 1 ist im hier gezeigten Fall eine Schwinggabel. Der Dichtring 4 ruht auf dem Abschnitt 6 der Muffe 5, der einen kleineren Durchmesser als der Dichtring 4 aufweist. Somit kann der Dichtring 4 nicht in den Behälter 2 fallen. Über dem Dichtring 4 befindet sich der Adapterring 7. Dieser weist ebenfalls einen Abschnitt 8 auf, der ebenfalls kleiner als der Dichtring 4 ist. Damit kann der Dichtring 4 auch nicht in die Muffe 5 hineinfallen oder hineingedrückt werden. Der Adapterring 7 ist so ausgebildet, dass er einen Abschnitt 13 mit einem größeren Durchmesser aufweist, so dass das Messgerät 1 trotz Schweißnaht 9 in den Adapterring 7 hineinpasst. Der obere Abschnitt 11 des Messgeräts 1 ist mit einem Gewinde versehen, so dass das Messgerät 1 in den entsprechenden Abschnitt 12 der Muffe 5 mit Innengewinde eingedreht werden kann. Dieser Einbau führt auch dazu, dass der Adapterring 7 auf den Dichtring 4 gedrückt wird. Das Innengewinde der Muffe 5 kann so ausgestaltet sein, dass das Messgerät 1 beliebig weit in die Muffe 5 hineingedreht werden kann oder nur bis zu dem Bereich, an welchem der Adapterring 7 sitzt.

1: Messgerät
2: Behälter
3: Sensorabschnitt
4: Dichtring
5: Muffe
6: Abschnitt der Muffe mit kleinerem Durchmesser
7: Adapterring
8: Abschnitt des Adapterrings mit kleinerem Durchmesser
9: Schweißnaht
10: Abschnitt der Muffe mit größerem Durchmesser
11: Abschnitt des Messgeräts mit Gewinde
12: Abschnitt der Muffe mit Innengewinde
13: Abschnitt des Adapterrings mit größerem Durchmesser

Claims

Befestigungssystem zum Befestigen eines Messgeräts (1) mit mindestens einem Sensorabschnitt (3) in einem Behälter (2), wobei das Messgerät (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung einer physikalischen oder chemischen Prozessgröße eines Mediums in dem Behälter (2) dient, mit mindestens einem Dichtring (4), und mit mindestens einer Muffe (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) durch die Muffe (5) hindurch mit mindestens dem Sensorabschnitt (3) in den Behälter (2) hineinragt, dass die Muffe (5) einen ersten Abschnitt (6) aufweist, der in Richtung des Prozesses liegt, und dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Dichtrings (4) ist, dass in der Muffe (5) mindestens ein Adapterring (7) vorgesehen ist, der einen ersten Abschnitt (8) aufweist, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Dichtrings (4) ist, und wobei der Sensorabschnitt (3) des Messgeräts (1) durch den Adapterring (7) hindurchgeführt ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Dichtring (4) um einen O-Ring handelt.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (5) einen zweiten Abschnitt (9) aufweist, der auf der vom Prozess abgewandten Seite des ersten Abschnitts (6) der Muffe (5) liegt, dessen Durchmesser größer als der des ersten Abschnitts (6) ist, und dessen Durchmesser derart ausgestaltet ist, dass der Dichtring (4) hineinpasst.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (1) einen Abschnitt (11) aufweist, der als Gewinde ausgebildet ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (5) einen dritten Abschnitt (12) aufweist, der ein Innengewinde aufweist.
Befestigungssystem nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der als Gewinde ausgebildete Abschnitt (11) des Messgeräts (1) und das Innengewinde des dritten Abschnitts (12) der Muffe (5) derart ausgebildet sind, dass das Messgerät (1) in die Muffe (5) hineingeschraubt wird.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (5) ein Teil des Behälters (2) ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Gewinde ausgebildete Abschnitt (11) des Messgeräts (1) einen größeren Durchmesser aufweist als der Dichtring (4) .
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Messgeräts (1) als Adapterring (7) ausgebildet ist.
Befestigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterring (7) einen Abschnitt (13) in der vom Prozess abgewandten Richtung aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des Dichtrings (4) ist.