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.
Installation and adjustment device for measuring sensors
The invention relates to an installation and adjustment device for measuring sensors, which are used in particular to determine the state variables or the level of a medium, with a sliding tube arranged longitudinally movable in a fastening sleeve, with at least one measuring sensor connected to one end.
Adjusting devices for this purpose are commercially available and known in various designs. Their common feature is a sliding tube, at the end of which the measuring sensor is attached directly and which is held in the desired position by a fixing screw in the fastening sleeve. It is understandable that - especially if, after prolonged use and frequent adjustment, there are severe crushing of the material at the fixing points of the sliding tube - such a device only allows a rough adjustment, which may occasionally be sufficient, but in many cases is completely insufficient.
The invention is based on the object of creating a device that functions perfectly and is easy to operate, even after long use, with a fine adjustment for a measuring sensor, which can also be designed so that it allows an adjustment from the outside, if necessary, without having to remove parts of the device.
This object is achieved according to the invention by a fine adjustment tube which is axially adjustable with respect to the sliding tube and which carries the measuring sensor at one end. According to an advantageous embodiment of the invention, the fine adjustment tube is accessible and adjustable from the outside.
Such an isolating device can preferably be installed in any boiler, container and pipeline in any position and can be attached to any wall. The facility is suitable for. B. as an aid to measuring the state variables of a medium such as pressure, temperature, moisture content, but also to determine the level, the acidity and the flow rate at a certain point, the brightness value, the noise level and to receive light pulses. The medium to be measured or the medium surrounding the sensor can be dusty or granular, liquid, gaseous or pasty and can be under any high pressure or under vacuum.
The area of application is correspondingly extensive. The device can be used in measurement and control technology, for automation, in the chemical industry and in process technology, also in high pressure and vacuum, high temperature and low temperature technology, in aircraft refueling, in the beverage and food industry, etc.
The dimensioning of the length and the diameter of the device depends on the respective purpose, possibly also on the size of the measuring sensor used, of which two or more can be attached to the same device at the same time or alternately. The sliding tube is expediently set up to be held at certain points or points distributed over its length, which allow its coarse adjustment, while the fine adjustment, especially all intermediate positions, are achieved by adjusting the fine adjustment tube.
For this purpose, it is advantageous to determine the relative displacement of the fine adjustment tube with respect to the guide tube using a precision measuring device, for example using a vernier or, if screwed against each other, using a circle with a display, the full circumference, which corresponds to one pitch of the thread, in hundred parts or is further subdivided. With such a precision measuring device, if necessary, the greatest precision can be achieved when setting the measuring sensor.
In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown in longitudinal section. In both figures, the same individual parts are provided with the same reference numerals.
According to Fig. 1, the fastening sleeve 3 is screwed to the container wall 1, on which the sealing insert 2 rests, in which the sliding tube 4 is arranged to be longitudinally movable. In order to be able to fix the sliding tube, which is sealed against the sleeve 3 by the ring seal 5, in different positions, it is provided with several circumferential notches 6 distributed over its length into which the adjusting screw 7 engages. The lower part 8 of the sliding tube 3 is provided with a thread into which the fine adjustment tube 9 is screwed, at whose end on the medium side the measuring sensor 10 is fastened with the aid of the nut 11.
The adjusting nut 12, which contains the seal 13 and is pressed against the underside of the sliding tube 3 via the sealing ring 14, is used to fix the fine adjustment tube 9 in the guide tube 4, which simultaneously seals the interior 15 of the container from the surrounding atmosphere. To protect against damage and contamination, the protective tube 16 is inserted into the fastening sleeve 3, which is closed at the top by the protective cap 17 through which the cable 18 leads to the outside. The cable conducts the current pulses or measured values coming from the measuring sensor 10 to the receiver, regulator or control device (not shown).
In order to adjust the measuring sensor in its correct position, a rough adjustment is first made by fixing the sliding tube at an approximately suitable height. Then, for fine adjustment, the measuring sensor is brought into the desired position or height by turning the fine adjustment tube, which is then fixed by the adjusting nut 12, which can be done from inside the container. If this is not accessible or a later readjustment must be possible, it is advisable that the diameter of the measuring sensor is not larger than that of the guide tube so that the sensor with the guide tube has to be released through the fastening sleeve, which has various disadvantages , or an embodiment according to FIG. 2 is to be selected.
After removal, the fine adjustment tube is adjusted relative to the sliding tube by the required amount, the parts mentioned are reinstalled and the sliding tube is fixed in its previous position.
Fig. 2 shows an embodiment that allows adjustment of the fine adjustment tube and thus the measuring sensor from the outside. The fastening sleeve 3 is screwed into the container wall here, but in general it could also be pressed in, soldered on or welded on. It is provided with the inlet 19 to enable a medium to flow in or out. The adjusting nut 20, which is supported against the washer 21 and is secured at the top by the circlip 22, is inserted into the sliding tube 4. The threaded part 23 of the fine adjustment tube 9 is guided in the adjusting nut 20 and is secured against rotation by the pin 24 which engages in the longitudinal groove 25. The smooth shaft 26 of the adjusting tube 9 is sealed in the lower part 8 of the sliding tube.
By turning the adjusting nut 20, an axial movement of the fine adjustment tube 9 is achieved, the extent of which, as already mentioned, can be determined by a fine measuring device. It is also possible to thread the fine adjustment tube as in Fig. 1 in the lower part 8, but to let it protrude from the top of the sliding tube and to provide it with a square or with parallel surfaces for a wrench in order to make it axially to be able to adjust.
Another embodiment is illustrated in FIG. The stops 27, 28, which limit its maximum adjustment, are located on the sliding tube 4. The stops can, however, also be adjustable, whereby, for example, a rapid coarse adjustment can be achieved for the same, more frequently recurring positioning.
Another possible variation consists in precisely defining the distance between the two stops 27, 28, with which, for example, taking into account the height of the fastening sleeve 3, an exact volume at any height of the container can be determined. In this case, you have the guarantee of being able to maintain an exact mixing ratio when filling the container with two liquids. For this purpose the sliding tube 4 is pushed into the container until the stop 27 rests on the sleeve 3. With the fine adjustment tube 9, the measuring sensor 10 is set so that it responds as soon as the liquid to be filled in first reaches the desired level.
During the filling process, after this first step, the sliding tube is pulled out until the stop 28 rests against the sleeve 3 and the second liquid is let in until the container volume determined by the stops and monitored again by the sensor 10 is filled. These processes can be controlled automatically with the help of switching contacts and regulators, just as the impulses emanating from the measuring sensors can be registered and evaluated in regulators or other devices.
If the stops are not required in the embodiment according to FIG. 2, the sliding tube 4 can also be clamped in any intermediate position by the adjusting screw 7. Of course, the circumferential notches 6 can also be used in this embodiment.
The sliding tube is generally round, but can also have an oval, square or other cross section. The fine adjustment tube does not necessarily have to be arranged in the slide tube, but it can also enclose the slide tube, which is expediently offset in cross section. Furthermore, a different adjustment and fixation, for. B.
a clamp, can be used.