Einbau- und Justiereinrichtung für Messfühler
Die Erfindung betrifft eine Einbau- und Justiereinrichtung für Messfühler, die insbesondere für die Bestimmung der Zustandsgrössen oder der Niveauhöhe eines Mediums dienen, mit einem in einer Befestigungsmuffe längsbeweglich angeordneten Gleitrohr, mit dessen einem Ende mindestens ein Messfühler verbunden ist.
Justiereinrichtungen für diesen Zweck sind handels üblich und in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie weisen als gemeinsames Merkmal ein Gleitrohr auf, an dessen Ende der Messfühler direkt befestigt ist und das in der gewünschten Lage durch eine Fixierschraube in der Befestigungsmuffe gehalten wird. Es ist verständlich, dass - besonders wenn nach längerem Gebrauch und oftmaliger Verstellung stärkere Materialverquetschungen an den Fixierpunkten des Gleitrohres auftreten - eine solche Einrichtung nur eine Grobeinstellung erlaubt, was gelegentlich ausreichend sein mag, in vielen Fällen aber völlig ungenügend ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch nach langem Gebrauch einwandfrei funktionierende und einfach zu betätigende Einrichtung mit einer Feineinstellung für einen Messfühler zu schaffen, die auch so ausgebildet sein kann, dass sie, falls dies notwendig sein sollte, eine Justierung von aussen erlaubt, ohne dabei den Ausbau von Teilen des Gerätes vornehmen zu müssen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Feinjustierrohr erreicht, das gegenüber dem Gleitrohr axial verstellbar ist und an seinem einen Ende den Messfühler trägt. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Feinjustierrohr von aussen zugänglich und verstellbar.
Vorzugsweise kann eine derartige Jsutiereinrichtung in jeden Kessel, Behälter und jede Rohrleitung in jeder beliebigen Lage eingebaut und überhaupt an jeder Wand angebracht werden. Die Einrichtung eignet sich z. B. als Hilfsmittel zur Messung der Zustandsgrössen eines Mediums wie Druck, Temperatur, Feuchtigkeitsgehalt, aber auch zur Bestimmung der Niveauhöhe, des Säuregehaltes und der Strömungsgeschwindigkeit an einer bestimmten Stelle, des Helligkeitswertes, des Lärmpegels und zum Empfang von Lichtimpulsen. Das zu messende oder den Messfühler umgebende Medium kann dabei staubförmig oder körnig, flüssig, gas- oder pastenförmig sein und unter beliebig hohem Druck oder unter Vakuum stehen.
Entsprechend umfangreich ist auch das Verwendungsgebiet. Die Einrichtung ist in der Mess- und Regeltechnik anwendbar, für die Automation, in der chemischen Industrie und in der Verfahrenstechnik, ferner in der Hochdruck- und Vakuum-, Hochtemperaturund Tieftemperaturtechnik, bei der Flugzeugbetankung, in der Getränke- und Lebensmittelindustrie, usw.
Die Dimensionierung der Länge und des Durchmessers der Einrichtung richtet sich nach dem jeweiligen Verwendungszweck, gegebenenfalls auch nach der Grösse des zur Anwendung kommenden Messfühlers, von denen auch zwei oder mehrere gleichzeitig oder abwechselnd an der selben Einrichtung angebracht werden können. Das Gleitrohr ist zweckmässigerweise dafür eingerichtet, an bestimmten oder über seine Länge verteilten Stellen festgehalten zu werden, welche seine Grobeinstellung erlauben, während die Feineinstellung, besonders alle Zwischenstellungen, durch das Verstellen des Feinjustierrohres erreicht werden.
Für diesen Zweck ist es vorteilhaft, die relative Verschiebung des Feinjustierrohres gegenüber dem Gleitrohr durch ein Feinmessgerät zu bestimmen, beispielsweise durch einen Nonius oder bei Verschraubung gegeneinander durch eine Kreiseinteilung mit Anzeige, wobei der volle Umfang, der einer Ganghöhe des Gewindes entspricht, in hundert Teile oder noch weiter unterteilt ist. Durch ein solches Feinmessgerät lässt sich, wenn dies erforderlich ist, grösste Präzision bei der Einstellung des Messfühlers erzielen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Längsschnitt dargestellt. In beiden Figuren sind gleiche Einzelteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Nach Fig. 1 ist an die Behälterwand 1, auf der die dichtende Einlage 2 aufliegt, die Befestigungsmuffe 3 angeschraubt, in der das Gleitrohr 4 längsbeweglich angeordnet ist. Um das Gleitrohr, das gegen die Muffe 3 durch die Ringdichtung 5 abgedichtet ist, in verschiedenen Lagen fixieren zu können, ist es mit mehreren, über seine Länge verteilten Umfangskerben 6 versehen, in die die Stellschraube 7 eingreift. Der untere Teil 8 des Gleitrohres 3 ist mit einem Gewinde versehen, in welches das Feinjustierrohr 9 eingeschraubt ist, an dessen mediumseitigen Ende der Messfühler 10 mit Hilfe der Mutter 11 befestigt ist.
Zur Fixierung des Feinjustierrohres 9 im Gleitrohr 4 dient die Stellmutter 12, welche die Dichtung 13 enthält und über den Dichtungsring 14 gegen die Unterseite des Gleitrohres 3 gepresst wird, wodurch gleichzeitig eine Abdichtung des Innenraums 15 des Behälters gegen die umgebende Atmosphäre erreicht wird. Zum Schutze gegen Beschädigungen und Verschmutzung ist in die Befestigungsmuffe 3 das Schutzrohr 16 eingesetzt, das nach oben durch die Schutzkappe 17 abgeschlossen ist, durch die das Kabel 18 nach aussen führt. Das Kabel leitet die vom Messfühler 10 kommenden Stromimpulse oder Messwerte zum (nicht gezeichneten) Empfänger, Regler oder Steuergerät.
Um den Messfühler in seiner richtigen Lage zu justieren, wird zuerst eine Grobeinstellung durch Fixierung des Gleitrohres in annähernd passender Höhe vorgenommen. Hierauf wird zur Feineinstellung der Messfühler durch Drehen des Feinjustierrohres, das nachher durch die Stellmutter 12 fixiert wird, in die gewünschte Lage oder Höhe gebracht, was vom Innern des Behälters aus erfolgen kann. Sollte dieser nicht zugänglich sein oder muss eine spätere Nachjustierung möglich sein, so ist es zweckmässig, dass der Durchmesser des Messfühlers nicht grösser als jener des Gleitrohres ist, damit der Messfühler mit dem Gleitrohr durch die Befestigungsmuffe gelöst werden muss, was verschiedene Nachteile mit sich bringt, oder eine Ausführung nach Fig. 2 zu wählen ist.
Nach dem Ausbau wird das Feinjustierrohr relativ zum Gleitrohr um den erforderlichen Betrag verstellt, die genannten Teile werden wieder eingebaut und das Gleitrohr wird in seiner vorherigen Lage fixiert.
Fig. 2 zeigt eine Ausführung, die eine Verstellung des Feinjustierrohres und damit des Messfühlers von aussen erlaubt. Die Befestigungsmuffe 3 ist hier in die Behälterwand eingeschraubt, doch könnte sie ganz allgemein auch eingepresst, angelötet oder angeschweisst sein. Sie ist mit dem Einlauf 19 versehen, um den Zuoder Rücklauf eines Mediums zu ermöglichen. In das Gleitrohr 4 ist die Verstellmutter 20 eingesetzt, die sich gegen die Unterlagscheibe 21 abstützt und nach oben durch den Seegerring 22 gesichert ist. In der Verstellmutter 20 ist der Gewindeteil 23 des Feinjustierrohres 9 geführt, das durch den Stift 24 gegen Verdrehung gesichert ist, der in die Längsnut 25 eingreift. Der glatte Schaft 26 des Justierrohres 9 ist im unteren Teil 8 des Gleitrohres abgedichtet.
Durch Verdrehen der Verstellmutter 20 wird eine Axialbewegung des Feinjustierrohres 9 erreicht, deren Ausmass, wie bereits erwähnt, durch ein Feinmessgerät festgestellt werden kann. Es ist auch möglich, das Feinjustierrohr wie in Fig. 1 im unteren Teil 8 in einem Gewinde zu führen, es aber oben aus dem Gleitrohr herausragen zu lassen und mit einem Vierkant oder mit Parallelflächen für einen Schraubenschlüssel zu versehen, um es auf diese Weise axial verstellen zu können.
In Fig. 2 ist eine andere Ausführung veranschaulicht. Am Gleitrohr 4 sind die Anschläge 27, 28, die dessen Maximalverstellung begrenzen. Die Anschläge können aber auch verstellbar sein, wodurch beispielsweise eine rasche Grobeinstellung für die gleiche, öfter wiederkehrende Positionierung verwirklicht werden kann.
Eine weitere Variationsmöglichkeit besteht darin, den Abstand zwischen den beiden Anschlägen 27, 28 genau festzulegen, womit beispielsweise unter unter Be- rücksichtigung der Höhe der Befestigungsmuffe 3 - ein genaues Volumen in beliebiger Höhe des Behälters bestimmt werden kann. In diesem Falle hat man die Gewähr, bei der Füllung des Behälters mit zwei Flüssigkeiten ein genaues Mischungsverhältnis einhalten zu können. Zu diesem Zweck wird das Gleitrohr 4 in den Behälter geschoben, bis der Anschlag 27 auf der Muffe 3 aufliegt. Mit dem Feinjustierrohr 9 wird der Messfühler 10 so eingestellt, dass er anspricht, sobald die zuerst einzufüllende Flüssigkeit die gewünschte Niveauhöhe erreicht.
Beim Einfüllvorgang wird nach diesem ersten Schritt das Gleitrohr so weit herausgezogen, bis der Anschlag 28 an der Muffe 3 anliegt und die zweite Flüssigkeit wird eingelassen, bis das durch die Anschläge festgelegte und wieder vom Messfühler 10 überwachte Behältervolumen aufgefüllt ist. Diese Vorgänge können mit Hilfe von Schaltkontakten und Reglern automatisch gesteuert werden, wie überhaupt die von den Messfühlern ausgehenden Impulse in Reglern oder anderen Geräten registriert und ausgewertet werden können.
Werden bei der Ausführung gemäss Fig. 2 die Anschläge nicht benötigt, so kann das Gleitrohr 4 auch in jeder Zwischenstellung durch die Stellschraube 7 festgeklemmt werden. Selbstverständlich sind auch bei dieser Ausführung die Umfangskerben 6 zusätzlich anwendbar.
Das Gleitrohr wird im allgemeinen einen runden, kann aber auch einen ovalen, viereckigen oder sonstigen Querschnitt aufweisen. Das Feinjustierrohr muss nicht unbedingt im Gleitrohr angeordnet sein, sondern es kann auch das Gleitrohr umschliessen, wobei dieses zweckmässigerweise im Querschnitt abgesetzt ist. Ferner kann für die Feineinstellung statt der Verschraubung auch eine andere Verstellung und Fixierung, z. B.
eine Klemmung, angewendet werden.