CN112413123A - 具有环形成型密封件的过程连接件 - Google Patents

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CN112413123A CN202010848306.8A CN202010848306A CN112413123A CN 112413123 A CN112413123 A CN 112413123A CN 202010848306 A CN202010848306 A CN 202010848306A CN 112413123 A CN112413123 A CN 112413123A
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约亨·肖尔德
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Abstract

本申请涉及具有环形成型密封件的过程连接件。一种过程连接件(1)，具有环形成型密封件(2)并具有传感器(4)的圆柱形测量探针(3)，其中成型密封件(2)被设置用于密封过程环境(5)，其中成型密封件(2)位于过程连接件(1)和测量探针(3)之间，成型密封件(2)可以借助压紧装置来固定，成型密封件(2)靠在过程连接件(1)上的第一环形密封边缘(7)上，成型密封件(2)在第二环形密封边缘(8)处包围圆柱形测量探针(3)，成型密封件(2)具有带有外护套锥角(10)的至少一个外护套锥面(9)，并且过程连接件(1)具有带有内锥角(12)的内锥面(11)，其中成型密封件(2)靠在过程连接件(1)的内锥面(11)的第一环形密封边缘(7)上，其中外护套锥角(10)小于内锥角(12)。

Description

具有环形成型密封件的过程连接件
本发明涉及根据权利要求1主题的具有环形成型密封件(
Figure BDA0002643835540000011
Formdichtung)的过程连接件(Prozessanschluss)。
过程连接件用于将传感器安装在过程系统中，使得测量探针可以伸入到过程环境中，并且传感器的组件，例如具有操作键和显示区域的传感器壳体，被布置在过程环境之外，以免受过程环境的影响。
这种传感器例如是本申请人提出的名称为T-Easic FTS的流量传感器或流量监测器。
已知用于确定容器中介质的过程变量的各种传感器，例如测量料位或温度的传感器。虽然也有非接触式的测量方法，但许多传感器使用浸入待测介质中的探针。例如，从DE10 2007 030 847 A1中已知的料位测量使用时域反射法(TDR，Time DomainReflectometry)测量从探针中引导的微波脉冲到介质表面的通过时间。
这些过程连接件是常用的卡套式管接头(Klemmringverschraubung)，它们可作为目录商品来提供。卡套式管接头是用来以过程测量技术中在过程中安装并连接测量探针或者甚至还有管道的常用器件。根据欧洲卫生工程设计集团(EHEDG)，卡套式管接头不是卫生密封的。在过程侧存在许多狭窄的间隙，细菌可能聚集在这些狭窄的间隙中。
EHEDG为卫生过程测量技术领域的产品授予认证。
EHEDG具有用于在食品接触的卫生领域设计的各种指南。在指南DOC25中，描述了用于卫生应用的滑环密封件(Gleitringdichtung)的外观。它们应构造成唇形密封件的形式。然而，这种唇形密封件不能足够耐压。
此外，在传感器壳体上还有固定安装的过程连接件。为了将组件，例如过程连接件与传感器壳体建立起卫生连接，常用的方法是将组件彼此焊接起来。焊缝确保了传感器壳体和过程连接件之间无间隙过渡。但是，用户不能再解除该连接。过程连接件被牢牢地固定住了，不能再更改。
本发明的任务在于提供一种过程连接件，根据EHEDG，该过程连接件是符合卫生要求的并且是密封的，并且同时可以可变地定位在过程测量传感器机构的测量探针上。
本发明的另一个任务在于提供一种过程连接件或适配器，利用该过程连接件或适配器可以借助商业上常用的卡套式管接头和过程连接件为传感器提供符合卫生要求的过程连接件。该过程连接件应可以灵活地定位在测量探针上并且可以更换。
根据权利要求1，该任务通过具有环形成型密封件并具有传感器的圆柱形测量探针的过程连接件得以实现，其中成型密封件被设置用于密封过程环境，其中成型密封件位于过程连接件和测量探针之间，成型密封件可以借助压紧装置来固定，成型密封件靠在过程连接件上的第一环形密封边缘上，成型密封件在第二环形密封边缘处包围圆柱形测量探针，成型密封件具有带有外护套锥角(Auβenmantelkegelwinkel)的至少一个外护套锥面，并且过程连接件具有带有内锥角的内锥面，其中成型密封件靠在过程连接件的内锥面的第一环形密封边缘上，其中外护套锥角小于内锥角。
由此，过程环境相对于外部环境被紧密地密封。过程环境中有例如水或油基液体。过程温度例如在-40℃和+150℃之间。过程压力例如高达16巴。
成型密封件由柔性材料制成，例如弹性体(FKM、EPDM、NBR)或者例如由硅树脂制成。成型密封件在具有第二环形密封边缘的端部处具有锥形形状。成型密封件被置入过程连接件的密封座中。压紧装置向成型密封件施加规定的力。
成型密封件借助安装在过程连接件中的压紧装置来固定。通过安装，经由压紧装置在成型密封件上产生压力。这些压力确保具有锥形形状的成型密封件形状配合(anformen)到测量探针，并且无间隙地密封测量探针。因此，该密封在EHEDG意义上是符合卫生要求的。压紧装置压紧成型密封件，并在过程连接件处的第一环形密封边缘上卫生地密封且无间隙。
成型密封件的外护套锥面的外护套锥角小于过程连接件的内锥面的内锥角，由此，成型密封件在过程连接件的内锥面处靠在第一环形密封边缘上。第一环形密封边缘例如也位于过程连接件的平面侧，该平面侧面向过程环境。因此，具有外护套锥面的成型密封件靠在过程连接件的内锥面的第一环形密封边缘上。
通过将测量探针在第二环形密封件处插入到成型密封件中，第二环形密封件被向外位移。在这种情况下，第一环形密封边缘充当反向轴承(Gegenlager)或支点，这进一步增强了第一环形密封边缘上的密封效果。
由于成型密封件的形状，当过程压力增加时，成型密封件具有在第二环形密封边缘处自增强密封边缘功能。
成型密封件的最小直径例如为7.6mm，测量探针的直径例如为8mm。因此，第二环形密封边缘的周向预应力例如在周向上为0.2mm。
根据本发明，成型密封件或测量探针的直径也可以设置得更小或更大。
在本发明的改进方案中，压紧装置具有螺纹。由此，压紧装置可以通过旋转运动压靠在成型密封件上。因此，可以在成型密封件上施加较大的力。如果压紧装置被实施为具有螺纹，则可以通过规定的扭矩施加力。
在本发明的改进方案中，垫圈(Einlegering)布置在压紧装置和成型密封件之间。例如，垫圈对成型密封件的摩擦力大于对压紧装置的摩擦力。因此，当安装压紧装置时，在压紧装置和垫圈之间形成滑动轴承。因此，在成型密封件上只施加了压力，而没有可能导致成型密封件滑动的扭力。因此，确保了成型密封件在安装过程期间的定位。
为了避免成型密封件在压紧装置施加压力时向内朝测量探针拱起，可以使用由硬质材料，例如钢制成的垫圈。该垫圈确保由柔软材料制成的成型密封件仅向外拱起。即使在压紧装置施加力之后，垫圈仍然保持形状不变。
在本发明的改进方案中，压紧装置具有伸入到成型密封件中的延伸部。该延伸部也可以称为突出部，因为延伸部至少部分地伸入到成型密封件中，从而稳定和/或定位成型密封件。
例如，压紧装置上的直的或圆锥形的延伸部可以产生期望的效果，即成型密封件预计不会向内朝测量探针拱起。
在本发明的改进方案中，点状突起(
Figure BDA0002643835540000041
Noppen)沿着圆周布置在成型密封件的圆柱形外表面上。
成型密封件的径向定心在过程连接件的圆柱形部分或延伸部中进行，该圆柱形部分或延伸部被设计成成型密封件的反向轴承。集成在成型密封件中的突起一方面确保轴承和成型密封件之间的公差补偿，另一方面确保足够的气隙，该气隙用作成型密封件的位移空间。该位移空间是必要的，因为弹性体作为成型密封件的材料是不可挤压的或不可压缩的。
通过相应地选择制造工具的分型面(Trennebene)，突起可以很容易地集成在成型密封件的外径上。
成型密封件通过外径上的突起保持在过程连接件的密封座中，例如形状保持不变。
例如，8个突起等距地均匀分布在圆柱形外表面上。
在本发明的改进方案中，线状肋沿着圆周布置在成型密封件的圆柱形内表面上，其中线状肋彼此平行。
利用线状肋同样在成型密封件的圆柱形部分中对测量探针进行定心。集成在成型密封件中的肋一方面确保测量探针和成型密封件之间的公差补偿，另一方面确保足够的气隙，该气隙用作成型密封件的位移空间。
肋在成型密封件的内径中的实施允许在制造期间可以简单地将成型密封件脱模(entformen)，使得不存在底切(Hinterschnitte)。
成型密封件通过内径上的肋保持在测量探针上，例如形状保持不变。此外，肋还使成型密封件稳定，使成型密封件承受压紧装置的力。
例如，四个肋等距地均匀分布在圆柱形内表面上。
在本发明的改进方案中，成型密封件的用于压紧装置的接触面垂直于测量探针的纵向轴线。由此，平行于测量探针向成型密封件施加压力。
在本发明的改进方案中，成型密封件在横截面中在第二环形密封边缘处具有锐角。由此，进一步提高了第二环形密封边缘的密封效果，因为第二环形密封边缘处的接触压力(Anpresskraft)增加了。
在本发明的改进方案中，成型密封件具有面向测量探针的内锥侧面
Figure BDA0002643835540000051
在本发明的改进方案中，成型密封件的内锥侧面的锥角和成型密封件的外表面彼此形成锐角。由此，进一步提高了第二环形密封边缘的密封效果，因为第二环形密封边缘处的接触压力增加了。
在本发明的改进方案中，成型密封件由柔性材料制成，例如弹性体(FKM、EPDM、NBR)或者例如由硅树脂制成。柔性材料可以具有40-90肖氏A级的硬度，特别是60至75肖氏A级的硬度。必须选择具有该硬度的材料，使得成型密封件保持正确的形状，以实现其密封效果。材料本身取决于应用类型和环境条件。
在本发明的改进方案中，测量探针被可位移地布置在成型密封件中。由此，使测量探针能够适用于应用或用途。
在本发明的改进方案中，成型密封件是可改装的。测量探针可以随后安装或在稍后的时刻再次拆卸。优选地，过程连接件预先安装好地交付，使得过程连接件准备好供用户连接使用。
附图说明
下面还将参考附图并基于实施例对本发明的其它优点和特征进行阐述。在附图中：
图1示出了具有测量探针和过程连接件的传感器；
图2示出了根据图1的过程连接件的截面；
图3以放大图示出了成型密封件和根据图2的过程连接件的成型密封件的截面；
图4以透视图示出了成型密封件；
图5以透视图示出了成型密封件；
图6以侧视图示出了成型密封件；
图7以俯视图示出了成型密封件；
图8示出了具有垫圈的成型密封件；
图9示出了具有直的延伸部的成型密封件；
图10示出了具有锥形延伸部的成型密封件。
在下图中，相同的零件用相同的参考标记表示。
图1示出了具有测量探针3和过程连接件1的传感器4。过程连接件1将具有过程环境条件的过程环境5与其中布置了传感器4的壳体19的环境分开。传感器4在这里指整个测量仪器。传感器4具有至少一个传感器元件。
图2示出了根据图1的过程连接件1的截面。成型密封件2显示为处于安装状态，并且靠在圆柱形测量探针3上。成型密封件通过安装压紧装置6来固定。压紧装置由卡套式管接头21来固定。卡套式管接头21借助密封件22密封。
根据图2，压紧装置可选地具有螺纹。由此，压紧装置可以通过旋转运动压靠在成型密封件上。
图3以放大图示出了成型密封件2和根据图2的过程连接件1的成型密封件2的截面。
图3示出了具有环形成型密封件2并具有传感器4的圆柱形测量探针3的过程连接件1，其中成型密封件2被设置用于密封过程环境5，其中成型密封件2位于过程连接件1和测量探针3之间，成型密封件2可以借助压紧装置6(参考图2)来固定，成型密封件2靠在过程连接件1上的第一环形密封边缘7上，成型密封件2在第二环形密封边缘8处包围圆柱形测量探针3，成型密封件2具有带有外护套锥角10的至少一个外护套锥面9，并且过程连接件1具有带有内锥角12的内锥面11，其中成型密封件2靠在过程连接件1的内锥面11的第一环形密封边缘7上，其中外护套锥角10小于内锥角12。
外护套锥角10和内锥角12相对于测量探针的纵向轴线17进行限定和表示。
因此，过程环境5相对于外部环境被紧密地密封。过程环境5中有例如水或油基液体。过程温度例如在-40℃和+150℃之间。过程压力例如高达16巴。
成型密封件2由柔性材料制成，特别是由柔性塑料制成。成型密封件2在具有或形成第二环形密封边缘8的端部具有锥形形状。成型密封件2被置入过程连接件1的密封座中。压紧装置6用预先规定的力安装。如果压紧装置被实施为例如具有螺纹，则可以通过规定的扭矩施加该力。
成型密封件2借助安装在过程连接件1中的压紧装置(参考图2)来固定。通过安装，经由压紧装置在成型密封件2上产生压力。该压力确保了具有锥形形状的成型密封件2形状配合测量探针3，并且无间隙地密封测量探针3。因此，成型密封件2或密封部位在EHEDG意义上是符合卫生要求的。压紧装置压紧成型密封件2，并且在过程连接件1上的第一环形密封边缘7上卫生地密封且无间隙。
成型密封件2的外护套锥面9的外护套锥角10小于过程连接件1的内锥面11的内锥角12，由此，成型密封件2在过程连接件1的内锥面11处靠在第一环形密封边缘7上。第一环形密封边缘7例如也位于过程连接件1的平面侧20上，该平面侧20面向过程环境5。因此，具有外护套锥面9的成型密封件2靠在过程连接件1的内锥面11的第一环形密封边缘7上。
通过将测量探针3在第二环形密封件8处插入到成型密封件2中，第二环形密封件8被向外位移。在这种情况下，第一环形密封边缘7充当反向轴承或支点，这进一步增强了在第一环形密封边缘7上的密封效果。
由于成型密封件2的形状，当过程压力增加时，成型密封件2在第二环形密封边缘8处具有自增强的密封边缘功能。
成型密封件2的最小直径例如为7.6mm，测量探针3的直径例如为8mm。因此，第二环形密封边缘的周向预应力例如在周向上为0.2mm。
成型密封件2或测量探针3的直径也可以设置得更小或更大。
根据图3至图7，点状突起13沿着圆周布置在圆柱形外表面上。
根据图3，成型密封件2的径向定心在过程连接件1的圆柱形部分或延伸部中进行，该圆柱形部分或延伸部被设计成成型密封件2的反向轴承。集成在成型密封件2中的突起13一方面确保轴承和成型密封件2之间的公差补偿，另一方面确保足够的气隙，该气隙用作成型密封件2的位移空间。该位移空间是必要的，因为弹性体作为成型密封件的材料是不可挤压的或不可压缩的。
通过相应地选择制造工具的分型面，突起13可以容易地集成在成型密封件2的外径上。
成型密封件2通过外径上的突起13保持在过程连接件1的密封座中，例如形状保持不变。
例如，根据图7，八个突起13等距地均匀分布在圆柱形外表面上。
根据图3至图7，线状肋15沿着圆周布置在圆柱形内表面14上，其中线状肋15彼此平行。
根据图3，利用线状肋15同样在成型密封件2的圆柱形部分中对测量探针3进行定心。集成在成型密封件2中的肋15一方面确保测量探针3和成型密封件2之间的公差补偿，另一方面确保足够的气隙，该气隙用作成型密封件2的位移空间。
将肋15实施在成型密封件2的内径中允许在制造期间可以简单地将成型密封件2脱模，使得不存在底切。
成型密封件2通过内径上的肋15保持在测量探针3上，例如形状保持不变。此外，肋15还使成型密封件2稳定，使得成型密封件承受压紧装置的力。
图7示出了成型密封件的俯视图。根据图7，例如，四个肋15等距地均匀分布在圆柱形内表面上。图6示出了具有点状突起13的成型密封件的侧视图。
根据图3，成型密封件2的用于压紧装置(参考图2)的接触面16垂直于测量探针的纵向轴线17。由此，平行于测量探针3向成型密封件2施加压力。
根据图3，成型密封件2在横截面中在第二环形密封边缘8处具有锐角。由此，进一步提高了第二环形密封边缘8的密封效果，因为第二环形密封边缘8处的接触压力增加了。
根据图3，成型密封件2具有面向测量探针3的内锥侧面18。
根据图3，成型密封件2的内锥侧面18的锥角和成型密封件2的外表面彼此形成锐角。由此，进一步提高了第二环形密封边缘8的密封效果，因为第二环形密封边缘8处的接触压力增加了。
根据图3，成型密封件例如由FKM制成，并且具有70肖氏A级的硬度。
根据图1至图3，测量探针3被可移位地布置成在成型密封件2中。由此，可以使测量探针适用于应用或用途。
根据图1，成型密封件2是可改装的。测量探针3可以随后安装或在稍后的时刻再次拆卸。
优选地，过程连接件1预先安装好地交付，使得过程连接件1准备好供用户连接使用。
根据图8，垫圈23布置在压紧装置6和成型密封件2之间。例如，垫圈23对成型密封件2的摩擦力高于对压紧装置6的摩擦力。因此，当安装压紧装置6时，在压紧装置6和垫圈23之间形成滑动轴承。因此，在成型密封件2上只施加了压力，而没可能导致成型密封件2滑动的扭力。
为了避免成型密封件2在压紧装置6施加压力时向内朝测量探针拱起，可以使用由硬质材料，例如钢或不锈钢制成的垫圈23。该垫圈23确保由柔软材料制成的成型密封件2仅向外拱起。即使在压紧装置6施加力之后，垫圈23仍然保持形状不变。
根据图9和图10，压紧装置6具有伸入到成型密封件2中的延伸部24。该延伸部24也可以称为突出部，因为延伸部24至少部分地伸入到成型密封件2中，从而稳定和/或定位成型密封件2。根据图9，延伸部24具有直的或圆柱形的形状。根据图10，延伸部24具有圆锥形状。
参考标记列表
1 过程连接件
2 环形成型密封件
3 圆柱形测量探针
4 传感器
5 过程环境
6 压紧装置
7 第一环形密封边缘
8 第二环形密封边缘
9 外护套锥面
10 外护套锥角
11 内锥面
12 内锥角
13 点状突起
14 圆柱形内表面
15 线状肋
16 成型密封件的接触表面
17 测量探针的纵向轴线
18 内锥侧面
19 壳体
20 平面侧
21 卡套式管接头
22 密封件
23 垫圈
24 延伸部。

Claims (13)

1.一种过程连接件(1)，具有环形成型密封件(2)并具有传感器(4)的圆柱形测量探针(3)，
其中所述成型密封件(2)被设置用于密封过程环境(5)，
其特征在于，
所述成型密封件(2)位于所述过程连接件(1)和所述测量探针(3)之间，
所述成型密封件(2)能够借助压紧装置(6)来固定，
所述成型密封件(2)靠在所述过程连接件(1)上的第一环形密封边缘(7)上，
所述成型密封件(2)在第二环形密封边缘(8)处包围所述圆柱形测量探针(3)，
所述成型密封件(2)具有带有外护套锥角(10)的至少一个外护套锥面(9)，并且所述过程连接件(1)具有带有内锥角(12)的内锥面(11)，其中所述成型密封件(2)靠在所述过程连接件(1)的所述内锥面(11)的所述第一环形密封边缘(7)上，
其中所述外护套锥角(10)小于所述内锥角(12)。
2.根据权利要求1所述的过程连接件，其特征在于，所述压紧装置(6)具有螺纹。
3.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，垫圈(23)布置在所述压紧装置(6)和所述成型密封件(2)之间。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述压紧装置(6)具有伸入到所述成型密封件(2)中的延伸部(24)。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，点状突起(13)沿着圆周布置在所述成型密封件(2)的圆柱形外表面上。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，线状肋(15)沿着圆周布置在所述成型密封件(2)的圆柱形内表面上，其中所述线状肋(15)彼此平行。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述成型密封件(2)的用于所述压紧装置(6)的接触面(16)垂直于所述测量探针(3)的纵向轴线(17)。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述成型密封件(2)在横截面中在所述第二环形密封边缘(8)处具有锐角。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述成型密封件(2)具有面向所述测量探针(3)的内锥侧面(18)。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述成型密封件(2)的内锥侧面(18)的锥角和所述成型密封件(2)的外表面彼此形成锐角。
11.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述成型密封件(2)由柔性材料制成，并且具有40–90肖氏A级的硬度。
12.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述测量探针(3)被可移位地布置在所述成型密封件(2)中。
13.根据前述权利要求中至少一项所述的过程连接件，其特征在于，所述成型密封件(2)是可改装的。
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