CN114061640A

CN114061640A - 配件

Info

Publication number: CN114061640A
Application number: CN202110871887.1A
Authority: CN
Inventors: 阿尔内·克莱因佩特; 延斯·宾德里希; 安哥拉·奥比施; 梅勒妮·乌尔里希; 约尔格·乌勒; 卡斯滕·席潘; 托马斯·普福希
Original assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2021-07-30
Publication date: 2022-02-18
Also published as: US11585461B2; US20220042621A1; DE102020120823A1

Abstract

本发明公开了配件，用于接纳传感器，该传感器被设计用以测量容器中的介质的至少一个被测变量，该配件包括：基本中空柱形外壳，其被设计用以将配件连接到容器，并且至少部分地布置在该容器中，其中外壳包括第一开口和第二开口，介质穿过第一和第二开口流入或流出；检修室，其在外壳的处于第一和第二开口之间的区域中的内部形成；处在外壳中的可旋转移动的关闭元件，该关闭元件在第一位置释放从第一开口到第二开口的穿过检修室的流动，并且在第二位置阻止穿过检修室的流动；传感器支架；以及所述传感器，该传感器具有灵敏元件并且被布置在传感器支架上或传感器支架中，其中传感器支架被设计成使得灵敏元件在测量/检修位置被布置在检修室中。

Description

配件

技术领域

本发明涉及一种配件，该配件用于接纳被设计用以测量容器中的介质的至少一个被测变量的传感器。

背景技术

配件(例如可回缩的配件)被广泛地使用在分析测量技术和过程自动化中。配件用于在不中断过程的情况下将传感器从所述过程中移除，并因此从介质中移除，并且用于之后重新将传感器引入到所述过程中。传感器被紧固在液面探测管中，并由手或自动地(例如气动地)通过在过程位置(测量)和检修位置(维护，校准，冲洗，探头更换等)之间的驱动器而在轴向上移动。此类过程发生在一定的时间期间内，这取决于测量值的漂移和测量元件的污染。传感器用于测量一个或多个物理或化学的过程变量。

大量不同种类的可回缩的配件由Endress+Hauser企业集团公司提供并商业化，例如名字为“Cleanfit CPA871”。关于这些配件的信息可以在申请人的网站上找到，例如关于http://www.endress.com/cpa871的存档日期。

在此种可回缩的配件中，带有传感器的传感器支架沿着所述配件的主轴线性地移动到过程中，即进入到介质中。所述移动导致从检修位置(传感器与过程隔离，例如为了清洁或校准)进入到测量位置(传感器处在过程中)。在所述检修位置，对于环境或者对于过程的密封例如由带有聚合物密封件的销来实行。此区域由上述从检修位置进入到测量位置(或反之亦然)的线性移动穿过，从而导致高应力和磨损迹象。长行程路径需要长传感器支架。在这种情况下，存在粘到管道的风险，该风险会给密封系统带来很大的应力，特别是在聚合物的情况下。因此，必须频繁地替换密封件。由于所述过程，所述移动附加地给传感器带来应力。而且，当使用pH玻璃传感器时，由于使介质结块和/或结晶导致的粘附增加了在安装和拆卸传感器期间玻璃破碎的风险。

发明内容

本发明基于最小化在传感器和配件上的由于上述方法产生的机械载荷的目的，并且同时实现大浸没深度。

该目的由一种配件实现，所述配件用于接纳传感器，所述传感器被设计用以测量容器中的介质的至少一个被测变量，所述配件包括：基本中空柱形外壳，所述外壳被设计用以将所述配件连接到所述容器，并且至少部分地布置在所述容器中，其中，所述外壳包括第一开口和第二开口，介质穿过所述第一开口和所述第二开口流入或流出；检修室，所述检修室在所述外壳的位于所述第一开口和所述第二开口之间的区域中的内部形成；处在所述外壳中的可旋转移动的关闭元件，所述关闭元件在第一位置释放从所述第一开口到所述第二开口的穿过所述检修室的流动，并且在第二位置阻止穿过所述检修室的流动；传感器支架；以及所述传感器，所述传感器具有灵敏元件并且被布置在所述传感器支架上或所述传感器支架中，其中所述传感器支架被设计成使得所述灵敏元件在测量/检修位置被布置在所述检修室中。

一个实施例提供了，所述关闭元件被设计成滚珠或塞子。

一个实施例提供了，所述传感器支架包括螺纹，特别是内螺纹，并且所述传感器，特别是具有外螺纹，其被拧到所述传感器支架中。

一个实施例提供了，所述传感器支架可以在所述外壳中沿轴向至少在测量/检修位置和外部位置之间移动。

一个实施例提供了，所述传感器支架可以手动地、气动地或者利用马达移动进入到所述测量/检修位置或离开所述测量/检修位置。

一个实施例提供了，所述传感器支架通过快拆连接器、特别是卡口连接器来连接到所述外壳。

一个实施例提供了，所述传感器支架对应于所述检修室中的浸没深度来设计。

一个实施例提供了，在所述检修室这一侧上的端部区域处，所述传感器支架包括保护篮，所述保护篮用于所述传感器的所述灵敏元件。

一个实施例提供了，所述外壳包括一个或多个密封件，所述一个或多个密封件将所述检修室与环境密封隔开。

一个实施例提供了，所述外壳包括刮板密封件，在所述传感器支架离开所述测量/检修位置的运动期间，通过所述刮板密封件，将介质从所述传感器上刮掉。

一个实施例提供了，所述外壳包括通到所述检修室的至少两个冲洗连接，其中，所述关闭元件在所述第一位置阻止所述冲洗连接到所述检修室的进入，并在所述第二位置释放所述冲洗连接到所述检修室的进入。

一个实施例提供了，所述冲洗连接每个均被布置为从所述第一开口或所述第二开口以90°偏移。

一个实施例提供了，用于移动所述关闭元件的手柄被布置在所述关闭元件上。

附图说明

参考下面的图来更加详细解释本发明。

图1示出了所要求保护的配件在所述第二位置的三维视图。

图2示出了所要求保护的配件在所述第一位置的侧视图。

图3示出了所要求保护的配件在所述第一位置的截面侧视图。

图4示出了图3的所要求保护的配件在所述第二位置的图。

图5示出了图2的所要求保护的配件的截面的图。

在所述图中，相同的特征由相同的附图标记标识。在本发明的含义内，“顶”，“上方”以及相关术语意味着背对测量介质14。在本发明的含义内，“底”，“下方”以及相关术语意味着面对介质14。

具体实施方式

要所求保护的配件作为一个整体具有附图标记1并示出在图1中。

在下文中，配件1以参考关闭元件3的设计的滚珠元件(见下文)的形式进行解释。该配件对应于一种类型的球形配件。在很少的修改的情况下，所述构思也可在关闭元件3被设计为塞子元件时使用，即，配件1是一种类型的旋塞阀。

当配件1具有滚珠元件时，该滚珠元件包括钻通的滚珠来用做截流本体3，并也被称为球阀。截流本体3也被称为关闭元件。此种配件的特性为通过关闭元件3的90°旋转来完全关闭。因此，发生了旋转移动。这些配件可以装配有致动器，以便自动打开和关闭。通过将该滚珠(即关闭元件3)旋转90°，可以实现介质流过配件1或者阻止介质流过配件1。该关闭元件也可以被设计为被钻孔的辊子或圆杆的形式。

配件1包括基本柱形外壳2，该外壳2被设计用以连接到容器。为此目的，该外壳包括连接装置。该连接装置可以被设计为例如焊接或凸缘连接(例如由不锈钢制成)。但是，其它实施例是可能的。待测量的测量介质14位于容器中。该容器可以是例如罐子、锅炉、管、管道等。

该外壳包括第一开口9a和第二开口9b，介质可穿过该第一开口和第二开口流进或流出。配件1在开口9a、9b之间由该外壳形成的区域被称为检修室10。穿过配件1的截面在图3中示出，该截面示出了所述开口。通过旋转关闭元件3，将穿过检修室10的流动释放(该关闭元件的第一位置)或将穿过检修室10的流动阻止(该关闭元件的第二位置)。

图1和图2分别示出了在打开位置和关闭位置的配件1。图3和图4分别示出了在打开位置和关闭位置的穿过配件1的截面。

配件1包括处在外壳2中的可移动关闭元件3，该关闭元件3在第一位置释放该介质穿过外壳2的流动，并且在第二位置，阻止该介质穿过该外壳的流动。在作为球阀的实施例中，该关闭元件被设计为被钻孔的滚珠；在作为旋塞阀的实施例中，该关闭元件是所谓的(平头)圆锥形的塞子。该第一位置也被称为打开位置，并且该第二位置对应地是被称为关闭位置。

配件1进一步包括传感器支架4。传感器5被布置在传感器支架4上或传感器支架4中。传感器支架4被设计为例如滑架；于是，传感器5“靠着”传感器支架4安放。传感器支架4也可以被设计为中空柱形部件；于是，传感器5位于传感器支架4“中”。在以上两种情况中，用于传感器5的灵敏元件5a的开口均位于底端处。

传感器支架4具有，例如内螺纹，具有外螺纹的传感器5拧入到该内螺纹中。通常，所述传感器在第一端处(通常在顶部处)被连接到该传感器支架。传感器支架4的一部分位于外壳2中，并且一部分位于外壳2之外。

在一个实施例中，传感器支架4能够在该外壳中在测量/检修位置和外部位置之间移动。如果传感器支架4在测量/检修位置，则传感器1被布置成使得该传感器1定位成其灵敏元件5a位于检修室10中。

因此，传感器5本身没有移位，而是通过传感器支架4安装在配件1中。除了传感器5的简单组装(拆卸)外，传感器支架4的目的尤其是更容易地检修传感器5的过程密封件6(见下文)。由于传感器支架4，甚至在更大浸没深度处还能够使用传感器。该传感器是例如120mm长。因此，可以安装通常普通在库存中的短的、比较便宜的传感器，不过大浸没深度仍然是可能的。此外，该支架的延伸部允许缩放浸没深度。传感器支架4(包括已经预组装的传感器5)可以通过快拆连接器(如卡口连接器)安装在配件1中。支架4可以被手动地插入到配件1中。该移动也可能通过气动装置或马达发生。

引导本体12被布置在外壳2上，该引导本体12至少部分地凸入到该外壳中；例如，参见图4。该引导本体通过旋拧、胶合、焊接或以其它方式固定到该外壳。该引导本体也可以是外壳2的一体部分。

传感器支架4通过引导本体12被布置在该外壳中，使得传感器5通过底端凸入到检修室10中；因此，在关闭元件3的第一位置，介质14围绕传感器5冲洗，并且在关闭元件3的第二位置，传感器5与介质14分离。传感器支架4适于该传感器的长度，使得传感器5与其灵敏区域5a总是凸入到检修室10中。传感器支架4对应于检修室10中的传感器5的浸没深度来设计。在底端区域处，传感器支架4包括用于传感器5的灵敏元件5a的保护篮；例如，参见图5。

传感器支架4通过快拆连接器(特别是卡口连接器)连接到外壳2或引导本体12。

一个或多个密封件6被布置在传感器支架4上，并将流动区域与环境密封隔开；例如，参见图5。术语“环境”指的是容器外部和配件外部的一切东西。关闭元件3还包括密封件6a(参见图5)，该密封件6a也起到对环境的密封的作用。密封件6a被设计为密封座，并且例如，具有(中空的)球形形状或由两个半壳构成。

刮板密封件被引入到外壳2中，在传感器支架4离开测量/检修位置的移动期间，通过该刮板密封件，将介质14从传感器5上刮掉。

手柄8附接到关闭元件3。结果，关闭元件3可以易于旋转。关闭元件3也可以例如利用旋转驱动器而被气动地或电动地操作。

为了在关闭位置冲洗传感器5，将至少两个冲洗连接7附接到外壳2，该至少两个冲洗连接7具有一直通到检修室10的孔。在打开位置，该配件通到介质14，该介质围绕传感器5流动；这是第一位置。在关闭位置，配件1通到冲洗连接7。因此，该介质不能穿过该配件流动，即，穿过开口9a和9b流动；相反，介质14被阻挡。冲洗连接7被对应地释放，并且检修室10可以经此被冲洗。传感器5也可以被冲洗、校准、调整等。冲洗/清洁/校准和/或消毒介质可以通过一个连接7引入到检修室10中。该冲洗/清洁/校准和/或消毒介质可以是液体或气体。该液体可以再通过相应的另一冲洗连接7流出。冲洗连接7还允许将残留介质从配件1方便地移除，更准确地说是从检修室10移除。

本发明的含义内的传感器5包括用于测量一个或多个物理或化学过程变量的传感器。传感器5包括灵敏区域5a，例如用于测量pH值、氧气、电导率、浑浊度、金属和/或非金属材料的浓度或温度，该测量pH值也经由ISFET，氧化还原电势，电磁波(例如具有紫外线、红外线和/或可见光范围内的波长)在介质14中的吸收。传感器5连接到线缆16(象征性地在图5中说明)。线缆16则连接到未示出的发射器。传感器5被设计为例如带有微控制器和存储器的数字传感器；特别地是，传感器5是感应式传感器，特别地是，传感器5支持与连接到该传感器的发射器一起的即插即用。申请人以“Memosens”的名字销售此传感器。例如，传感器5具有12mm的直径。

传感器支架4可以由不同材料制成，例如钢铁或不锈钢。例如在化学工业中，也可能的是非常耐腐蚀的材料。因此，传感器支架4也可以由塑料制成，诸如聚二醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFA)、全氟烷氧基聚合物(PFA)，另一种塑料，或耐腐蚀金属，诸如哈氏合金(Hastelloy)。也可以使用陶瓷。特别地是，关闭元件由陶瓷制成。另外一个的选项是使用一个或多个上述聚合物的涂层。上述情况同样适用于外壳2或引导本体12。

附图标记列表

1 配件

2 外壳

3 关闭元件

4 传感器支架

5 传感器

5a 灵敏区域

6 密封件

6a 球形密封件

7 冲洗连接

8 手柄

9a、9b 开口

10 检修室

11 刮板

12 用于4的引导本体

13 驱动器

14 介质

15 保护篮

16 线缆

Claims

1.一种配件(1)，用于接纳传感器(5)，所述传感器(5)被设计用以测量容器中的介质(14)的至少一个被测变量，所述配件(1)包括：

-基本中空柱形外壳(2)，所述外壳(2)被设计用以将所述配件(1)连接到所述容器，并且至少部分地布置在所述容器中，

其中，所述外壳包括第一开口(9a)和第二开口(9b)，介质(14)穿过所述第一开口(9a)和所述第二开口(9b)流入或流出；

-检修室(10)，所述检修室(10)在所述外壳(2)的位于所述第一开口(9a)和所述第二开口(9b)之间的区域中的内部形成；

-处在所述外壳(2)中的可旋转移动的关闭元件(3)，所述关闭元件(3)在第一位置释放从所述第一开口(9a)到所述第二开口(9b)的穿过所述检修室(10)的流动，并且在第二位置阻止穿过所述检修室(10)的流动；

-传感器支架(4)；以及

-所述传感器(5)，所述传感器(5)具有灵敏元件(5a)并且被布置在所述传感器支架(4)上或所述传感器支架(4)中，其中所述传感器支架(4)被设计成使得所述灵敏元件(5a)在测量/检修位置被布置在所述检修室(10)中。

2.根据权利要求1所述的配件(1)，

其中，所述关闭元件(3)被设计成滚珠或塞子。

3.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述传感器支架(4)包括螺纹，特别是内螺纹，并且所述传感器，特别是具有外螺纹，其被拧到所述传感器支架(4)中。

4.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述传感器支架在所述外壳(2)中能够沿轴向至少在测量/检修位置和外部位置之间移动。

5.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述传感器支架(4)能够手动地、气动地或者利用马达移动进入到所述测量/检修位置或离开所述测量/检修位置。

6.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述传感器支架(4)通过快拆连接器、特别是卡口连接器连接到所述外壳。

7.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述传感器支架(4)对应于所述检修室(10)中的浸没深度来设计。

8.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，在所述检修室这一侧上的端部区域处，所述传感器支架(4)包括保护篮(15)，所述保护篮(15)用于所述传感器(5)的所述灵敏元件(5a)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述外壳(2)包括一个或多个密封件(6、6a)，所述一个或多个密封件(6、6a)将所述检修室(10)与环境密封隔开。

10.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述外壳(2)包括刮板密封件(11)，在所述传感器支架(4)离开所述测量/检修位置的运动期间，通过所述刮板密封件(11)，将介质(14)从所述传感器(5)上刮掉。

11.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，所述外壳(2)包括通到所述检修室(10)的至少两个冲洗连接(7)，

其中，所述关闭元件(3)在所述第一位置阻止所述冲洗连接(7)到所述检修室(10)的进入，并在所述第二位置释放所述冲洗连接(7)到所述检修室(10)的进入。

12.根据权利要求11所述的配件(1)，

其中，所述冲洗连接(7)每个均被布置为从所述第一开口(9a)或所述第二开口(9b)以90°偏移。

13.根据前述权利要求中的一项所述的配件(1)，

其中，用于移动所述关闭元件(3)的手柄(8)被布置在所述关闭元件(3)上。