DE3780021T2 - Messvorrichtung zur messung eines parameters, z.b. der konsistenz, einer substanz in einem fliessprozess. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Messung eines Parameters wie z.B. der Kosistenz einer Substanz in einem Fließprozeß, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:
• - ein Gehäuse mit einer Durchtrittsöffnung, die durch ein Dichtglied verschlossen wird, wobei das Gehäuse und das Dichtglied einen geschlossenen Raum begrenzen, in dem ein Meßelement vorgesehen ist,
• - ein Fühlelement, das mit der Substanz des Fließprozesses in Kontakt ist,
• - ein hebelartiges Übertragungsglied, das sich durch das Dichtglied erstreckt und dessen eines Ende mit dem Fühlelement und das andere Ende mit dem Meßelement verbunden ist, wobei das Übertragungsglied schwenkbar im Gehäuse in der Hauptebene des Dichtelementes angeordnet ist, um die Bewegung des Fühlelementes auf das Meßelement zu übertragen.
• Derartige Vorrichtungen sind aus der US-A-4 062 226 und DE-A-3 309 552 bekannt und werden häufig bei Meßvorgängen in verschiedenen Prozessen verwendet.
• Das Dokument US-A-4 062 226 beschreibt eine Meßvorrichtung zur Messung der Konsistenz einer Substanz, d.h., den Prozentsatz von Feststoffen in der Mischung von fließenden Festoff-Flüssigkeits-Mischungen, z.B. Papiermaterial. Eine wichtige Forderung für Vorrichtungen dieses Typs liegt darin, daß der Widerstand gegen Verdrehen um die Querachse des Übertragungselementes direkt proportional zum tatsächlichen Drehmoment sein muß, daß vom Fühlelement auf das Übertragungselement übertragen wird. Der Widerstand oder "die Gegendrehung", die von der Konstruktion der Dichtgliedes in der Durchtrittsöffnung erzeugt wird, ist ein komplizierender Faktor, der die Genauigkeit der Messung aufgrund der beträchtlichen Reibung und Hysterese durch die innere Reibung oder die Plastizitätseigenschaften der Elastomere in der Konstruktion der Durchtrittsöffnung negativ beeinflußt.
• Bei Meßvorrichtungen des gennanten Typs wird die Abdichtung des Übertragungselementes durchgeführt, indem man eine elastiche Gummidichtung, wie z.B. einen O-Ring am Übertragungsteil vorsieht, wobei der O- Ring an den Seitenflächen der Durchtrittsöffnung liegt. Die Abdichtung kann auch durch ein Balgrohr aus Metall gegeben werden, das zwischen dem Übertragungselement und der Seitenwand der Öffnung befestigt ist. Die erwähnten Konstruktionen zeigen ungenügende Elastizität der Abdichtung. Wenn eine Gummidichtung verwendet wird, so ist der Hysteresefehler ein beträchtlicher Nachteil und überdies ändert sich dieser Fehler während der Lebensdauer der Abdichtung. Weiters ergeben Änderungen in der Steifigkeit des Gummis während seiner Lebensdauer Fehler in der Messung. Die Elastizität des Gummis kann auch temperaturabhängig sein und daraus ergibt sich in einigen Fällen, daß die Gummiabdichtung beheizt werden muß, um ihre Temperatur in einem gewissen Bereich zu halten. Die Einstellung der Meßvorrichtung, daß diese unabhängig von den Änderungen des statischen Druckes ist, ist ebenfalls schwierig. Ein Nachteil eines Dichtelementes unter Verwendung eines Balgrohres ist die mögliche Verstopfung des Rohres, wodurch sich eine Versteifung der Durchtrittsöffnungskonstruktion ergibt. Diese Art von Konstruktion zeigt weiters eine beträchtliche Torsionssteifigkeit, die zusätzliche Spannungen in der Dichtkonstruktion hervorruft und somit genaue Messungen schwierig macht.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile bekannter Konstruktionen zu beseitigen. Um dies zu erreichen, ist das Dichtglied eine Membran aus elastichem Material, das die Durchtrittsöffnung in einer Lage im wesentlichen senkrecht zur Längsache des Übertragungselementes abdeckt, wobei der mittlere Bereich der Membran in Eingriff mit dem Übertragungselement steht und der äußere Umfang der Membran in Eingriff mit einer Seitenwand der Durchtrittsöffnung ist, wobei der Eingriff in der Mitte und/oder am Umfang derart ist, daß die Membran sich relativ zum Eingriffsbereich bewegen kann, und zwar im wesentlichen in Richtung der Hauptebene der Membran.
• Durch Verwendung einer Membran aus elastischem Material in der Durchtrittsöffnung kann den Forderungen der Elastizität in der geeignetesten Weise entsprochen werden. Zur Aufnahme der Kraft, die durch den Druck der Verfahrenssubstanz sowie auch der Spitzenkräfte, die von Klumpen, wie z.B. Pulpeklumpen, die in der Verfahrenssubstanz vorhanden sein können, hervorgerufen werden, ist die Membran durch die Seitenwand der Durchtrittsöffnung gut gehalten. Aufgrund der Elastizität der Membran werden keine großen Spannungen in die Membran eingebracht, z.B. im Falle von Spitzenbelastung direkt auf die Membran. Dadurch daß die relative Bewegung der Membran und der Bereich des Eingriffes aufeinander in Richtung der Hauptebene der Membran wenigstens in einem Eignriffbereich möglich ist, kann die Elastizität der Konstrucktion der Durchtrittsöffnung vergrößert werden und gleichzeitig werden der Bruch der Membran aufgrund von Spitzenbelastungskräften und der Meßfehler aufgrund von Membranspannungen, die durch den Abstand der Lagerung hervorgerufen werden, vermieden. Die Spannungen in der Membran, die sich während des Zusammensetzens und dem Befestigen der Teile entwickeln, können ebenfalls durch diese Anordnung beseitigt werden. Die Vorrichtung gemäß dieser Erfindung erleichtert auch die Einstellung des statischen Druckes.
• Die DE-A-3 309 552 zeigt ein Gerät, das den Volumsdurchfluß in Rohrleitungen messen kann. Eine flexible, elastische Dichtungsmembran ist starr mit einem Stabverbunden, der die durch das fließende Medium hervorgerufene Kraft auch zur Wand der Öffnung überträgt, durch die der Stab zum Meßinstrument hindurchgeführt wird. Wie bereits erwähnt, ruft diese Art von Konstrucktion zusätzliche Kräfte hervor, die auf den Stab wirken und die Genauigkeit der Messungen stören.
• Die US-A- 3 424 011 zeigt ein Meßgerät mit einer abdichtenden Membran, an der ein Übertragungselement befestigt ist. Das Gerät wirkt als eine Mediumsvolumsgegenkraft und wird nicht dazu verwendet, die Kraft oder das Ausmaß, der durch eine Flüssigkeit oder eine Substanz auf Flüssigkeitsbasis hervorgerufene Bewegung zu bestimmen, die durch ein Übertragungselement übertragen wird. Die starre Befestigung des Übertragunselementes mit der abdichtenden Membran und die starre Befestigung dieser am Gerät verhindert die Verwendung einer derartigen Membran in einem Instrument, bei dem ein Zugkörper als Fühlelement verwendet wird.
• Die angeschlossenen Unteransprüche stellen vorteilhafte Wege zur Befestigung der Membran sowie konstrucktive Abänderungen dar. Die Membran kann in ihrem Eingriffsbereich in Verbindung mit einer elastischen Dichtung, z.B. Zwischendichtungen, die aus verschiedenen geeigneten Materialien ausgewählt worden sind, angeordnet werden. Überdies bestehen mehrere Möglichkeiten hinsichtlich des Materials und der Form der Membran.
• Im Folgenden wird die Erfindung im Einzelnen anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, bei der die Erfindung in einem Meßgerät zur Messung der Konsistenz von Papiermaterial oder ähnlichen Mischungen angewandt wird. In der Beschreibung wird auch auf die angeschlossenen Zeichnungen Bezug genommen, in denen Fig. 1 und 2 Konstruktionen gemäß dem Stand der Technik mit Durchtrittsöffnungen zeigen, Fig. 3 das Meßgerät mit einer Durchtrittsöffnunge gemäß der Erfindung in einer Schnittansicht wiedergibt, Fig. 4 die Konstruktion der Durchtrittsöffnung in einer Ansicht ähnlich jener der Fig. 3 zeigt, Fig. 5 die Durchtrittsöffnungskonstruktion als Schnittansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 3 zeigt, Fig 6 die Durchtrittsöffnungskonstruktion in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3 wiedergibt und Fig. 7a und 7b verschiedene Abänderungen des Eingriffes der Durchtrittsöffnungsmembran mit der Konstruktion des Gerätes zeigt.
• Fig. 1 zeigt eine Durchtrittsöffnungskonstruktion des Standes der Technik, bei dem die Durchtrittsöffnung mittels einer O-Ring-Packung 19 abgedichtet ist, die zwischen dem hebelartigen Übertragungsstab 7 und der Seitenwand der Öffnung angeordnet ist. Der Übertragungsstab ist durch die Lager im Körper des Meßgerätes gehalten und die Lage der Lager ist mit der gemeinsamen Achse 10' der Lager bezeichnet, die sich senkrecht zur Ebene der Zeichnung erstreckt.
• Fig. 2 zeigt weiters eine Ausführungsform, die dem Stand der Technik angehört, wobei ein Balgohr 20 aus Metall am Übertragungsstab 7 und an der Seitenwand der Öffnung befestigt ist und als Dichtglied dient.
• Fig. 3 zeigt ein Gehäuse 2 zur Messung der Konsistenz einer Papiermaterialströmung. Das Gerät ist in einem Schnitt dargestellt, wobei der Schnitt entlang der Ebene parallel zum Verfahrensrohr 1 vorgesehen ist, auf dem das Gerät angeordnet ist. Das Meßgerät umfaßt ein Fühlelement 4 in Kontakt mit dem Papiermaterial 3, das im Verfahrensrohr strömt (die Richtung der Strömung ist mit dem Pfeil C bezeichnet). Das Fühlelement besteht aus einem länglichen Flügel, das die Ausbildung eines Paddels hat, auf das aufgrund des strömenden Papiermaterials Scherkräfte aufgebracht werden. Die Kraft hängt von der Konsistenz des Papiermaterials ab und ist in der Figur durch den Buchstaben F bezeichnet. Das Meßgerät umfaßt ferner dem Raum 5 außerhalb der Verfahrenssubstanz und umgibt den Meßmechanismus 6 zur Messung der auf das Fühlelement wirkenden Kraft. Die Kraft wird auf den Meßmechanismus mittels eines hebelartigen Übertragungsstabes 7 gemessen, indem man das Drehmoment um seine Querachse (Arme 2 und 2' und Kraft F&sub1;) verwendet. Der Übertragungsstab ist an seinem einen Ende mit dem Fühlelement verbunden und steht am anderen Ende mit dem Meßmechanismus in Verbindung. Der Übertragungsstab wird von der Verfahrenssubstanz zum Raum des Meßgerätes außerhalb der Verfahrenssubstanz über eine Durchtrittsöffnung 8 geführt und ist schwenkbar am Körper mittels einer Muffe 9 angeordnet . Die Muffe 9 ist schwenkbar zum Körper des Meßgerätes mittels Kugellager 10 (nicht dargestellt in den Figuren) gehalten. Die gemeinsame Achse der Lager ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 10' bezeichnet und durchsetzt die Durchtrittsöffnung über den Übertragungsstab, so daß die Querachse sich senkrecht zur Strömung des Papiermaterials erstreckt und den Drehpunkt bildet, auf dessen Basis die Messung unter Verwendung des oben beschriebenen Drehmomentes durchgeführt wird. Der Teil des Meßgerätes außerhalb der Verfahrenssubstanz umfaßt ferner einen Dämpfungszylinder 11, der an der Muffe 9 befestigt ist. Der Dämpfungszylinder 11 ist vom Dämpfungsöl 12 umgeben, um von verschiedenen Schwingungen hervogerufene Störungen zu beseitigen. Das Meßgerät umfaßt weiters die Elektronikeinheit 17 und den Verbindungszapfen 18. Das Ausgangssignal proportional zur Kraft F, die gemessen werden soll, erhält man mittels des Meßmechanismus 6 und der Elektronikeinheit 17, indem man gut bekannte Verfahren des Standes der Technik verwendet und daher werden diese nicht im einzelnen beschrieben.
• Zur Ausbildung der Konstruktion der Durchtrittsöffnung des Meßgerätes wird eine Muffe 13 in Form eines Kegelstumpfes mit dem Körper des Meßgerätes verbunden. Die Öffnung am Ende mit geringerem Durchmesser der Muffe bildet diese Durchtrittsöffnung 8. Um den Geräteraum 5 außerhalb der Verfahrenssubstanz von der Verfahrenssubstanz 3 zu trennen, enthält die Durchtrittsöffnung eine elastiche Membran 14, die vorzugsweise aus Metall besteht und eine wellenartige Ausbildung hat. Die Membran wird mit dem Übertragungsstab 7 so verbunden, daß ihre Hauptebene senkrecht zur Längsachse steht. Die Hauptebene der Membran fällt mit der Achse 10' der Lager zusammen. Die Membran überdeckt die Öffnung 8 und wirkt auf diese Weise als Dichtglied, das das Eindringen der Verfahrenssubstanz in dem Geräteraum 5 verhindert, der außerhalb der Verfahrenssubstanz angeordnet ist.
• Fig. 4 zeigt die Konstruktion der Durchtrittsöffnung der Fig. 3 in größerem Maßstab und Fig. 5 zeigt die Konstruktion der Durchtrittsöffnung und die Schwenkanordnung des Übertragungsstabes als Schnitt entlang einer Ebene senkrecht zum Verfahrensrohr 1 und gesehen in Richtung des Pfeiles A der Fig. 3. Die mit dem Übertragungsstab 7 verbundene Muffe 9 ist am Körper des Meßgerätes mittels Kugellager 10 und einem Lagerschwenkzapfen 21 verbunden. Die Menbran 14 ist an ihrem äußeren Umfang in einer Umfangsausnehmung 15 befestigt, die in der Hauptebene der Membran angeordnet ist und sich entlang der Seitenwand der Durchtrittsöffnung 8 so erstreckt, daß die Bewegung der Membran 14 in Richtung der Hauptebene möglich ist. Die Tiefe der Ausnehmung in Richtung senkrecht zur Längsachse des Übertragungsstabes 7 ist so dimensioniert, daß eine leichte seitliche Bewegung des Randes der Membran möglich ist. In der in den Figuren dargestellen Konstruktion ist dies so ausgeführt, daß Dichtungen 16 in Form einer O-Ringdichtung in der Ausnehmung zu beiden Seiten der Membran angeordnet sind. Die Dichtringe liegen eng an der Membran an unter dem Einfluß des Druckes von den Seitenwänden 15' der Ausnehmung. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist eine Leitnut 15" in jeder Seitenwand 15' der Ausnehmung 15 vorgesehen, um den Dichtring sicher an die Seitenwand der Ausnehmung anzupassen. Die O-Ringdichtungen bestehen aus elastischem Material, wie z.B. Gummi, der zu einem guten Dichteffekt beiträgt, jedoch Reibungseigenschaften hat, die es gleichzeitig der Membran erlauben, gleitend zwischen den Dichtungen verschoben zu werden.
• Fig. 7 zeigt eine andere Alternative zur Anordnung der Membran bewegbar in Richtung ihrer Hauptebene. Es wird ein gleichermaßen vorteilhaftes Ergebnis, verglichen mit den beiden elastischen Dichtungen, erreicht, wenn die Dichtung 16' auf der Seite des Raumes 5 außerhalb der Verfahrenssubstanz elastisch ist und die Dichtung 16" auf der Seite der Verfahrenssubstanz 3 eine nichtelastiche Dichtung aus chemisch widerstandsfähigem Material ist. Das Material der letzteren kann z.B. Polytetrafluorethylen (PTFE), auch bekannt unter dem Namen TEFLON oder das Material kann aus Metall bestehen. Ein ähnliches Ergebnis wird erreicht, wenn man die Ortslage der Dichtungen tauscht. Die Dichtung auf der Seite der Verfahrenssubstanz ist in diesem Falle aus einem elatischen, chemisch widerstandsfähigen Material, wie ein geeignetes Gummimaterial, und an der gegenüberliegenden Seite der Membran befindet sich eine nichtelastiche Dichtung. Wie in Fig. 7 dargestellt muß der Querschnitt der ringartigen Dichtung nicht notwendigerweise rund sein sondern kann auch eine rechteckige Form haben.
• Die relative Bewegung zwischen der Membran und ihrem Eingriffsbereich in Richtung der Hauptebene der Membran wird in den beschriebenen Ausführungsformen durch starre Anordnung der Membran auf dem Übertragungsstab bewirkt und im Bereich nahe des äußeren Umfanges ist sie beweglich an der Seitenwand der Durchtrittsöffnung angeordnet. Die Konstruktion der Durchtrittsöffnung kann jedoch auch so ausgeführt werden, daß die Membran starr an der Seitenwand der Durchtrittsöffnung angeordnet ist und die Anordnung der Membran auf dem Übertragungsstab folgt den gleichen Prinzipien wie die Anordnung der Membran an der Seitenwand der Öffnung und ist in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, d.h., die eine Öffnung im mittleren Bereich der Membran zur Durchführung des Übertragungsstabes ist zwischen den Dichtungen im Übertragungsstab vorgesehen. Der Übertragungsstab kann in diesem Falle sich frei hinsichtlich der Membran, falls notwendig, bewegen. Der Eingriffsbereich mit der Membran, der die oben beschriebene Möglichkeit zur Bewegung gestattet, kann so am Übertragungsstab 7 oder in der Seitenwand der Durchtrittsöffnung 8 angeordnet sein, und die hier dargestellten praktischen Anwendungen können in beiden Fällen verwendet werden.
• Die Bewegungen der Membran und der Eingriffsbereich zueinander können im Eingriffsbereich durch Befestigung der elastischen Dichtung auf der Menbran selbst angeordnet werden, d.h. den Rand der Membran umgeben, und der Eingriffsbereich ist mit einer Ausnehmung ausreichender Tiefe versehen, die die Bewegung der Dichtung und der daran befestigten Membran relativ zum Eingriffsbereich gestatten. Die Dichtung kann mit der Membran auf viele Arten, wie z.B. durch Vulkanisieren, Kleben, und dgl. angeordnet werden.
• Die Konstruktion der Durchtrittsöffnung, wie sie hier beschrieben ist, hat verschiedene wichtige Vorteile, verglichen mit den Konstruktionen des Standes der Technik. Verglichen mit einer Gummidichtung, die den Übertragungsstab umgibt, bleibt die Elastizität der Membran stets die gleiche, d.h. die Hysterese ist unendlich klein und es gibt keine Temperaturabhängigkeit. Aufgrund des stets in den Lagern vorhandenen Spieles hat der Übertragungsstab ein gewisses Ausmaß an Translation und Rotation, wodurch Seitenkräfte zwischen dem Übertragungsstab und dem Abdichtungsglied, das die Durchtrittsöffnung abdeckt, hervorruft. Da die Membran sich zusammen mit dem Übertragungsstab in der Öffnung bewegen kann und analog der Übertragungsstab sich relativ zur Membran bewegen kann, werden derartige Ungenauigkeiten in der Messung hervorrufende Kräfte vermieden. Die Durchtrittsöffnung gemäß der Erfindung hat auch ausgezeichnete Eigenschaften der Flexibilität, wenn sie Spitzenbelastungskraften ausgesetzt wird.
• Die Membran und die daran anliegenden Dichtungen können leicht an ihren Plätzen in der Durchtrittsöffnung zwischen einem ringförmigen Glied 13', das das Ende mit kleinerem Durchmesser der Muffe 13 in Form eines Kegelstumpfes bildet und zwischen dem Körper 13", der den tatsächlichen Hauptteil der Muffe bildet, angeordnet werden. Das Ringglied 13' kann in seinem Platz mit Hilfe einer Verschraubung im Körper 13" und des Gliedes 13' verdreht werden. Diese beiden Elemente sind so dimensioniert, daß, wenn miteinander vereinigt, die Ausnehmung 15 für den äußeren Rand der Membran und die Abdichtungen dazwischen verbleiben. Wenn es erwünscht ist, die Abdichtungen in Verbindung mit dem Übertragungsstab anzuordnen, so können die Anordnungen in analoger Weise durchgeführt werden, wobei in diesem Falle der Übertragungsstab aus zwei Abschnitten gebildet wird, die mittels Verschraubungen in Höhe der Durchtrittsöffnung miteinander vereinigt werden und diese Abschnitte werden im Verbindungsbereich derart ausgebildet, daß die Ausnehmung für die Abdichtungen und die Membran am Vereinigungspunkt bleiben. Aufgrund der Konstruktion der Durchtrittsöffnung ist die Membran frei von Spannungen, die normalwerweise in der Membran während der Anordnung bestehen und die Fehler in den Meßergebnissen hervorrufen können.
• Der Querschnitt der Ausnehmung 15 am Befestigungspunkt der Membran 14 kann auf verschiedene alternative Wege dimensioniert und geformt sein. Das wichtigste funktionelle Kennzeichen ist die gute Abdichtung und die Möglichkeit der relativen Bewegung zwischen der Membran und dem Eingriffsbereich in Richtung der Hauptbene der Membran. Der Querschnitt der Ausnehmung kann z.B. die Form eines Halbkreises haben. Die Abdichtungen werden durch die in geeigneter Weise geformten Wände der Ausnehmung gehalten. Es ist jedoch auch möglich, die Abdichtungen z.B. durch Kleben zu befestigen.
• Die in den Figuren gezeigte Membran ist eine wellenförmige Ausbildung an ihren Bereichen, die den freien Durchtrittsbereich der Öffnung überlappen, geformt. Die Windungen erstrecken sich parallel zu den konzentrischen Kreisen, dessen gemeinsamer Mittelpunkt mit der Längsachse des Übertragungsstabes zusammenfällt. Diese Windungen sind geformt worden, um den Widerstand gegen Kippen des Übertragungsstabes zu minimalisieren und es wird der vorteilhafteste Effekt erreicht, wenn die Windungen der Ausbildung einer Sinuswelle folgen. In einigen Meßbereichen jedoch kann sogar eine ebene Membran verwendet werden.
• Fig.6 zeigt die Konstruktion der Durchtrittsöffnung als Schnitt, wobei der Schnitt senkrecht zur Längsachse des Übertragungsstabes 7 in der Höhe der Durchtrittsöffnung 8, gesehen in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3, geführt ist. Aufgrund geringer Ungenauigkeiten bei der Herstellung kann der Mittelpunkt 7' des Übertragungsstabes 7 seitlich relativ zur Achse 10' der Lagerungen verschoben sein. Dieser Abstand ist mit dem Buchstabe e&sub1; in Fig. 6 bezeichnet. Um dies zu beseitigen, kann die kegelförmige Muffe 13 gegenüber der Achse 10' der Lagerungen verschiebbar sein. Aufgrund der Konstruktion der Durchtrittsöffnung kann die Lage des Öffnungsbereiches, der durch die Membran 14 abgedeckt ist, leicht hinsichtlich der Achse 10' eingestellt werden. Dies kann erfolgen, indem man die kegelförmige Muffe 13 gegenüber der Achse 10' bewegt. Der Öffnungsbereich, der von der Membran abgedeckt ist, kann so eingestellt werden, daß er in einer Lage ist, wo die Änderungen des statischen Druckes der Verfahrenssubstanz keine Fehler in den Meßergebnissen hervorrufen. Diese Einstellung ist schematisch auch in Fig.4 durch den Pfeil D gezeigt. Diese Möglichkeit der Einstellung wird in der Praxis am geeignetesten so durchgeführt, daß die kegelförmige Muffe 13 und die Ausnehmung für die Dichtungen exzentrisch zur Achse 10' angeordnet sind (Abstand e&sub2; in Fig. 6), in welchem Falle die Einstellung durch Verdrehen der kegelförmigen Muffe 13 erfolgen kann, die für diesen Zweck in einer drehbaren Verbindung mit dem Körper des Meßgerätes am Ende des größeren Durchmessers angeordnet ist.
• Es ist klar, daß die Erfindung nicht beschrieben ist, um sich nur auf eine bevorzugte Ausführungsform zu beziehen, sondern sie kann innerhalb des Rahmens der angeschlossenen Ansprüche abgeändert werden, in denen die erfindungsgemäße Idee geoffenbart ist. Jegliches Material, das die Verfahrenssubstanz notwendig sind, können als Herstellungsmaterial der Dichtungen und deren Membranen eingesetzt werden. Die Wahl kann aus Materialien erfolgen, die allgemein dei der Bestückung üblich sind, indem man die Kenntis des Fachmannes benutzt und die Umstände berücksichtigt, wo sie eingesetzt werden sollen. Auf seiten der Verfahrenssubstanz muß die Dichtung aus einem chemisch widerstandsfähigen Material bestehen, wie z.B. chemisch widerstandsfähiger Gummi , PTFE oder Metall. Die Membran muß aus elastischem Material hergestellt werden und zu diesem Zwecke sind die Membranen aus säure-und korrosionsbeständigem Metall, wie z.B. Titan, geeignet. Auch chemisch widerstandsfähige Kunststoffmembranen können verwendet werden und diese Materialien sind bei der Verfahrensbestückung gut bekannt.
• Die Erfindung kann bei der Übertragungsmessung der Konsistenz angewendet werden, d.h. der Prozentsatz von Fasern in Wasser, von Papiermaterial und ähnliche Pulpermischungen. Der Übertrager verwendet die obengennanten Meßprinzipien und wird von der Anmelderin unter dem Warenzeichen PULP-EL hergestellt. Der Anmeldungsbereich der Erfindung ist jedoch nicht nur auf Meßgeräte beschränkt, die die Konsistenz der Verfahrenssubstanz mißt, sondern sie kann auch bei allen Meßgeräten angewendet werden, in denen die Kraft und/oder die Bewegung von der Verfahrenssubstanz zu einem teil des Meßgerätes außerhalb der Verfahrenssubstanz übertragen wird. Als Beispiel dieser Art von Geräten können die verschiedenen Flüssigkeitshöhendetektoren genannt werden. Die Erfindung ist speziell für solche Messungen geeignet, wo eine hohe Genauigkeit benötigt wird und alle Faktoren, die Fehler hervorrufen, müssen beseitigt oder zumindest minimiert werden.

Claims (12)

1. Meßvorrichtung zur Messung eines Parameters, wie z.B. der Konsistenz einer Substanz (3) in einem Fließprozeß, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:

- ein Gehäuse (2) mit einer Durchtrittsöffnung (8), die durch ein Dichtglied (14) verschlossen wird, wobei das Gehäuse (2) und das Dichtglied (14) einen geschlossenen Raum (5) begrenzen, in dem ein Meßelement (6) vorgesehen ist,

- ein Fühlelement (4), das mit der Substanz (3) des Fließprozesses in Kontakt ist,

- ein hebelartiges Übertragungsglied (7), das sich durch das Dichtglied (14) erstreckt und dessen eine Ende mit dem Fühlelement (4) und dessen anderes Ende mit dem Meßelement (6) verbunden ist, wobei das Übertragungsglied (7) schwenkbar im Gehäuse (2) in der Hauptebene des Dichtelementes (14) angeordnet ist, um die Bewegung des Fühlelementes (4) auf das Meßelement (6) zu übertragen,

und wobei das Dichtglied eine Membran (14) aus elastischem Material ist, die die Durchtrittsöffnung (8) in einer Lage im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Übertragungsgliedes abdeckt un der Mittelbereich der Membran (14) mit dem Übertragungsglied (7) in Eingriff steht und der äußere Rand der Membran mit einer Seitenwand (13) der Durchtrittsöffnung (8) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff in der Mitte und/oder am Rand derart ist, daß die Membran (14) sich relativ zu jenem Bereich des Eingriffes bewegen kann, der im wesentlichen in Richtung der Hauptebene der Membran (14) liegt.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) starr an ihrem mittleren Bereich mit dem Übertragungsglied (7) verbunden ist und an ihrem äußeren Rand an der Seitenwand der Durchtrittsöffnung (8) beweglich angeordnet ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) mit ihrem äußeren Rand starr an der Seitenwand der Durchtrittsöffnung (8) angeordnet und mit ihrem mittleren Bereich mit dem Übertragungsglied (7) derart verbunden ist, daß das Übertragungsglied (7) relativ zur Membran (14) in Richtung der Hauptebene der Membran (14) während der Verschiebung und Verdrehung des Übertragungsglieds (7) frei beweglich ist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) mit ihrem Rand über eine elastiche Dichtung (16) am Randbereich des Eingriffes in Eingriff steht.

5. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (16) an der Membran (14) befestigt ist und daß die elastische Dichtung (16) und der Eingriffsbereich relativ beweglich zueinander angeordnet sind.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) getrennt angeordnet ist und an der elastischen Dichtung (16), die im Eingriffsbereich angeordnet ist, liegt.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (16') an der Oberfläche der Membran (14) an jener Seite anliegt, die dem Raum (5) außerhalb der Verfahrenssubstanz gegenüberliegt, wohingegen an der Oberfläche der Membran (14), die der Verfahrenssubstanz (3) gegenüberliegt, eine nichtelastische Dichtung (16"), wie z.B. eine Dichtung aus Polytetrafluorethylen oder Metall, anliegt.

8. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Dichtung (16') an der Oberfläche der Membran (14) anliegt, die der Verfahrenssubstanz (3) gegenüberliegt und daß eine nichtelastische Dichtung (16"), wie eine Dichtung aus Polytetrafluorethylen oder Metall, vorgesehen ist, die an der Oberfläche der Membran (14) gegenüber dem Raum (5) außerhalb der Verfahrenssubstanz anliegt.

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) zwischen zwei elastischen Dichtungen (16) angeordnet ist, die im Eingriffsbereich vorgesehen sind.

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (16) aus O-Ringen bestehen, die in der Ausnehmung (15) entlang der Seitenwand der Durchtrittsöffnung (8) angeordnet sind und gegen die Oberflächen der Membran (14) an gegenüberliegenden Seiten aufgrund der durch die Wände (15') der Ausnehmung hervorgerufenen Drücke angepreßt werden.

11. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) eine ebene Metallmembran ist.

12. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (14) eine gerippte Metallmembran mit wellenartigem Querschnitt ist, vorzugsweise des Sinus-Wellen-Typs, wobei die Windung der wellenartigen Anordnung parallel zu konzentrischen Kreisen ist, deren Mittelpunkte mit der Längsachse der Übertragungsglieds (7) übereinstimmen.