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Meßwertgebereinrichtung mit herausnehm-
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barer Meßwertgebersonde
Messwertgebereinrichtung
mit herausnehmbarer Messwertgebersonde Die Erfindung betrifft eine Messwertgebereinrichtung
gemäss Oberbegriff des Anspruches 1.
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Eine solche Messwertgebereinrichtung kann zur Messung der verschiedensten
Grössen ausgebildet sein. So kann sie beispielsweise zur Bestimmung des pH-Wertes,
von Drücken, von Temperaturen, als Füllstandsanzeige usw. dienen. Der hier und nachfolgend
verwendete Ausdruck Behältnis soll in allgemeinster Form verstanden werden und nicht
nur Gefässe beliebigster Art, sondern auch Leitungen, Kanäle usw. einschliessen.
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Eine Messwertgebereinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der DE-PS 20 61 978 bekannt. Diese Messwertgebereinrichtung hat sich bestens
bewährt, jedoch zeigt sie den Nachteil, dass das Absperrorgan bei herausgenommener
Messwertgebersonde geöffnet werden kann. Durch ungewolltes oder unbefugtes Oeffnen
des Absperrorganes tritt dann der in der Regel unter Ueberdruck stehende Behälterinhalt
aus, was nicht nur zu einem Verlust des Behälterinhaltes, sondern insbesondere auch
zu einer Gefährdung des Personals und einer Verschmutzung der Umgebung führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Messwertgebereinrichtung der eingangs
genannten Art so auszubilden, dass auch bei abgenommener Messwertgebersonde ein
Oeffnen des Absperrorganes nicht möglich ist. Die gestellte Aufgabe wird durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Durch die Sicherungseinrichtung wird gewährleistet, dass das Absperrorgan
auch bei herausgenommener Messwertgebersonde nicht geöffnet werden kann. Dadurch
wird der Gebrauchswert der Messwertgebereinrichtung wesentlich verbessert.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Messwertgebereinrichtung sind in den
Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
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An sich kann die Sicherungseinrichtung eine selbständige Einrichtung
der Messwertgebereinrichtung sein, die sehr vielfältig ausgestaltet sein kann. So
kann die Sicherungseinrichtung beispielsweise als Sicherungsbügel oder Sicherungsbolzen
ausgestaltet sein, der mit einer Handhabe des Absperrorganes zusammenwirken kann
und diese in der Stellung blockiert, in welcher das Absperrorgan geschlossen ist.
Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 2, wonach die
Sicherungseinrichtung mit der ersten Arretiereinrichtung gekoppelt ist, sodass ein
Oeffnen der Arretiereinrichtung nur bei geschlossenem Absperrorgan möglich ist.
Dadurch wird eine zwangsweise Blockierung des Absperrorganes beim Oeffnen der Arretiereinrichtung
sichergestellt, sodass diese nur geöffnet werden kann, wenn das Absperrorgan in
geschlossener Stellung blockiert ist. Auch hierfür ergeben sich die verschiedensten
Ausgestaltungsmöglichkeiten. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung nach den
Ansprüchen 3 bis 5.
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Das Arretierglied kann mit Rasteneinrichtungen versehen werden, die
es jeweils in der Arretierstellung bzw. der Lösestellung arretieren, wobei ein Verschieben
zwischen diesen Stellungen von Hand durchgeführt werden kann. Besonders vorteilhaft
ist
eine Ausgestaltung nach Anspruch 6, da hier das Arretierglied
automatisch in die Arretierstellung schnappt und somit von der menschlichen Bedienung
weitgehend unabhängig ist. Dieser Automatismus wird durch eine Ausgestaltung nach
Anspruch 7 weiter verbessert. Für die Ausgestaltungen des Steuergliedes ergeben
sich verschiedene Möglichkeiten. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung nach
den Ansprüchen 8 und 9.
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Die Sicherungseinrichtung, die ein Oeffnen des Absperrorganes bei
herausgenommener Messwertgebersonde verhindert, kann eine selbständige Einrichtung
sein. Vorteilhafter ist jedoch eine Kombination dieser Sicherungseinrichtung mit
weiteren Sicherungseinrichtungen gemäss Anspruch 10, wie sie vorzugsweise Gegenstand
der DE-PS 20 61 978 sind.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Messwertgebereinrichtung
werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben; dabei zeigen: Figur 1
die Führungseinrichtung bei geschlossenem Absperrorgan in vertikalem Längsschnitt;
Figur 2 die Führungseinrichtung der Figur 1 in Ansicht II auf die Einschubseite
der Messwertgebersonde; Figur 3 die Messwertgebereinrichtung mit in Einsetzstellung
befindlicher Messwertgebersonde in vertikalem Längsschnitt; Figur 4 die Messwertgebereinrichtung
mit in Betriebsstellung befindlicher Messwertgebersonde in vertikalem Längsschnitt;
Figur
5 die Messwertgebereinrichtung der Figur 4 im Schnitt V-V; und Figur 6 die Messwertgebereinrichtung
der Figur 4 in Draufsicht.
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Ein durch eine Seitenwand 1 und einen Anschlussstutzen 2 angedeutetes
Gefäss 3 trägt eine Messwertgebereinrichtung 4. Diese besteht im wesentlichen aus
einem an dem Anschlussstutzen 2 angeordneten Absperrorgan 5, das im vorliegenden
Beispiel als Kugelventil ausgebildet ist, und einer sich auf der dem Gefäss abgewandten
Seite anschliessenden Führungseinrichtung 6, in der eine Messwertgebersonde 7, nachfolgend
kurz Sonde genannt, verschieblich gelagert ist. Die Sonde 7 trägt an ihrer Spitze
einen Messwertgeber 8, der im vorliegenden Beispiel als pH-Messwertgeber ausgebildet
ist. Dieser kann beispielsweise eine als Mess- und Bezugselektrodeneinheit ausgebildete
kombinierte Elektrode sein, die Glas- und Bezugselektroden enthält.
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Die Messwertgebereinrichtung weist nun eine erste Arretiereinrichtung
9 auf, die mit der Führungseinrichtung 6 zusammenwirkt und verhindert, dass die
Sonde 7 herausgenommen werden kann, sobald sie die in Figur 3 dargestellte Einsetzstellung
in der Führungseinrichtung 6 angenommen hat. Ferner ist die Messwertgebereinrichtung
mit einer zweiten Arretiereinrichtung 10 versehen, welche die Sonde 7 in der Betriebsstellung
der Figur 4 und 6 hält.
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Weiter sind einige Sicherungseinrichtungen vorgesehen, die eine Fehlbedienung
d.er Messwertgebereinrichtung beim Ein- und Ausbauen verhindern. Eine erste Sicherungseinrichtung
12 dient dazu, ein Ueberführen der Sonde 7 von der Einsetzstellung in die Betriebsstellung
zu verhindern, solange das Absperrorgan 5 geschlossen ist. Weiter ist eine zweite
Sicherungseinrichtung 13 vorgesehen, die ein Schliessen des Absperrorgans 5 so lang.e
verhindert, wie die Sonde 7 die Betriebsstellung einnimmt.
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Schliesslich ist noch eine dritte Sicherungseinrichtung 14 vorhanden,
die ein Lösen der ersten Arretiervorrichtung- 9 so lange unmöglich macht, wie das
Absperrorgan 5 geöffnet ist und ferner ein Oeffnen des Absperrorganes 5 bei herausgenommener
Sonde 7 blockiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind alle drei Sicherheitseinrichtungen
miteinander kombiniert.
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Die Sonde 7 weist an ihrem vorderen Ende den bereits erwähnten Messwertgeber.
8 auf und ist in diesem Bereich mit einer Dichtung 16 ausgestattet, die mit dem
Führungskanal 17 des Anschlussstutzens 2 in Betriebsstellung zusammenwirkt. Diese
Dichtung 16 orgt dafür, dass kein Medium aus dem Gefäss in den rückwärtigen Teil
der Messwertgebereinrichtung gelangt. An Stelle des gezeigten Ausführungsbeispieles
könnte eine solche Dichtung auch im Führungskanal des Anschlussstutzens 2 oder imFührungskanal
angeordnet sein, der durch das Absperrorgan 5 und Teile der Führungseinrichtung
6 gebildet wird. Die dargestellte Ausführungsform ist jedoch besonders zweckmässig.
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Die Sonde 7, die mit einem als Ringflansch ausgebildeten Anschlag
18 ausgestattet ist, wird in der Führungseinrichtung 6 einerseits durch eine Führungsbuche
19 im Innenzylinder 20 und andererseits durch eine Führungsbuchse 21 an der Sonde
7 geführt. Der Aussendurchmesser des Anschlages 18 ist kleiner als der Innendurchmesser
des Innenzylinders 20.
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Die erste Arretiereinrichtung 9 der Sonde enthält die Führungsbuchse
21, die auf der Sonde gleitet und in die zylindrische Führungseinrichtung 6 eingesteckt
und mittels eines Arretiergliedes 22 in der Führungseinrichtung 6 gehalten wird.
An einem Herausziehen ist die Sonde 7 durch den Anschlag 18 gehindert, der an der
arretierten Führungsbuchse 21 anliegt, wie insbesondere aus Figur 3 ersichtlich
ist.
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Die zweite Arretiereinrichtung 10 weist eine Ueberwurfmutter 23 auf,
die über die Führungsbuchse 21 der ersten Arretiereinrichtung 9 geschraubt wird
und die Sonde über einen zweiten Anschlag 24 der Sonde in der Betriebsstellung fixiert.
An Stelle dieser Ueberwurfmutter könnte eine Ueberwurfkappe vorgesehen sein, die
nach Art eines Bajonettverschlusses mit der ersten Ueberwurfmutter oder gegebenenfalls
Ueberwurfkappe verbindbar sein könnte. Auch andere Verbindungsarten, nach Art einer
Flanschverbindung wären denkbar.
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Die Führungseinrichtung ist als Sterilisationseinrichtung ausgebildet.
Hierzu ist der Innenzylinder 20 der Führungseinrichtung 6 im Durchmesser grösser
ausgebildet als der Aussendurchmesser
jenes Teils der Sonde, der
durch das Absperrorgan bis zum Gefässinnenraum reicht. Es ergibt sich damit eine
einen Teil der Sonde in Eintrittsstellung umgebende Kammer 25, die eine Zuleitung
26 und eine Ableitung 27 für Sterilisationsmedium, vorzugsweise- Heissdampf, aufweist.
Durch diese Massnahme ist es möglich, den mit dem Medium im Gefäss in Berührung
kommenden Teil der Sonde vor dessen Einsetzen in die Betriebsstellung einwandfrei
zu sterilisieren. Dies kann beispielsweise durch einen Dampf von 121° C geschehen,
den man 30 Minuten auf die Sonde einwirken lässt. Zweckmässigerweise ist der in
der Kammer der Sterilisationseinrichtung liegende Teil der Sonde durch eine Dichtungseinrichtung
28 in der Führungsbuchse 21 nach rückwärts abgedichtet. Hierzu können mehrere Dichtungsringe
29 in der Führungsbuchse 21 dienen.
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Die erste Sicherungseinrichtung 12, welche ein Ueberführen der Sonde
7 von der Einsetzstellung in die Betriebsstellung sa lange verhindern soll, wie
das Absperrorgan geschlossen ist, weist ein Sperrglied 30 auf, das drehbar auf der
Führungseinrichtung 6 gelagert ist. Die Stellung des Sperrgliedes wird bestimmt
durch die Stellung der Handhabe 31 des Absperrorgans 5. Die Handhabe 31 und das
Sperrglied 30 sind über eine Koppelstange 32 verbunden, die sowohl an der Handhabe
31 wie am Sperrglied 30 gelenkig gelagert ist. Das Sperrglied besitzt eine Durchtrittsöffnung
33, die bei geschlossenem Absperrorgan, so wie dies in den Figuren 1 und 3 dargestellt
ist, quer zum Verschiebeweg eines stabförmigen Sicherungsanschlages 34 liegt, der
mit der Sonde 7 fest verbunden ist. In dieser Stellung gibt das Sperrglied 30 die
Durchtrittsöffnung 33 für den stabförmigen Sicherungsanschlag 34 also nicht frei.
Bei geöffnetem Absperrorgan
5 wird die Durchtrittsöffnung 33 in
den Verschiebeweg des stabförmigen Sicherungsanschlages 34 geschwenkt, so dass dieser
in die Durchtrittsöffnung eintreten kann, und die Sonde 7 kann durch das geöffnete
Absperrorgan in die Betriebsstellung verschoben werden.
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Die zweite Sicherungseinrichtung 13, die ein Schliessen des Absperrorgans
5 so lange verhindert, wie die Sonde in Betriebsstellung ist, ist mit der ersten
Sicherungseinrichtung 12 identisch. In der Betriebsstellung greift der stabförmige
Sicherungsanschlag 34 durch die Durchtrittsöffnung 33 des Sperrgliedes 30, so dass
dieses nicht verschwenkt werden kann, solange sich der stabförmige Sicherungsanschlag
in der Durchtrittsöffnung befindet. Damit kann auch die Handhabe 31 des Absperrorgans,
die ja mit dem Sperrglied 30 gekoppelt ist, nicht verschwenkt werden. An Stelle
der kombinierten ersten und zweiten Sicherungseinrichtung können natürlich auch
getrennte Sicherungseinrichtungen vorgesehen sein.
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Die dritte Sicherungseinrichtung 14, welche ein Lösen der ersten Arretiervorrichtung
9 verhindert, solange das Absperrorgan 5 geöffnet ist, weist das bereits oben erwähnte
Arretierglied 22 auf, das als Arretierschieber ausgebildet ist, der in der Führungseinrichtung
6 quer zur Längsachse verschiebbar geführt ist.
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Der Arretierschieber 22 enthält eine Durchgangsöffnung 35, die so
gross bemessen ist, dass die Führungsbuchse 21 durchgeführt werden kann. Die Führungsbuchse
21 ist mit einer Halteausnehmung 36 versehen, die vorzugsweise in Form einer Ringnut
ausgebildet
ist. In diese Halteausnehmung 36 greift der Arretierschieber
22 in seiner Arretierstellung ein, wie aus den Figuren 3, 4 und 5 entnommen werden
kann. Eine mit einem abgewinkelten Teil 37 des Arretierschiebers 22 zusammenwirkende
Feder 38 spannt den Arretierschieber 22 in Arretierstellung vor. Durch das Einrasten
des Arretierschiebers 22 in die Halteausnehmung 36 ist die Führungsbuchse 21 in
der Führungseinrichtung 6 festgehalten.
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Die dritte Sicherungseinrichtung 14 ist ferner mit einem Steuerglied
39 ausgestattet, welches als gestufter Steuerbolzen ausgebildet ist, der parallel
zur Achse der Sonde in der Führungseinrichtung 6 verschieblich gelagert ist. Das
Steuerglied 39 enthält einen Abschnitt kleineren Durchmessers 40, der mit einer
schmalen Schlitzführung 41 im Arretierschieber 22 zusammenwirkt, wenn'letzterer
in Arretierstellung .steht, wie dies aus den Figuren 3, 4 und 5 hervorgeht. Weiter
enthält das Steuerglied 39 einen Abschnitt 42 grösseren Durchmessers, der mit einer
breiteren Schlitzführung 43 des Arretierschiebers 22 zusammenwirkt, wenn letzterer
sich in Lösestellung befindet, wie den Figuren 1 und 2 entnommen werden kann. In
dieser Stellung des Steuergliedes wird ein Zurückgleiten des Arretierschiebers 22
aufgrund der Vorspannung der Feder 38 durch den Abschnitt 42 grösseren Durchmessers
verhindert, der an der schmalen Schlitz-: führung 41 ansteht, in die der Abschnitt
42 nicht eindringen kann. Das Steuerglied 39 ist mittels einer Feder 44 in diese
Blockierstellung vorgespannt, in der das Steuerglied 39 über die hintere Stirnseite
der Führungseinrichtung 6 vorsteht. Be m Einsetzen der -Führungsbuchse 21 der Sonde
7 drückt die Führungsbuchse auf das Steuerglied und verdrängt dieses entgegen der
Kraft
der Feder 7 aus der Blockierstellung der Figuren 1 und in die Freigabestellung der
Figuren 3 bis 5, wodurch das Arretierglied 22 aus der Lösestellung der Figuren 1
und 2 in die Arretierstellung der Figuren 3 bis 5 einrastet, in der der Arretierschieber
22 in die Halteausnehmung 36 eingreift.
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Der obere Rand 45 des Arretierschiebers 22 wirkt mit dem als Sperrstange
ausgebildeten Sperrglied 46 zusammen, welches als Verlängerung der Koppelstange
32 mit dem Absperrorgan 5 verbunden ist. Bei in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Arretierstellung
des Sperrschiebers 22 gibt letzterer den Verschiebeweg des Sperrgliedes 46 frei,
sodass das Absperrorgan 5 geöffnet und geschlossen werden kann. In geöffneter Stellung
des Absperrorganes 5 sperrt das Sperrglied 46 den Verschiebeweg des Arretierschiebers
22, sodass dieser nicht in seine Lösestellung gebracht werden kann, d.h. die erste
Arretiervorrichtung 9 kann bei geöffnetem Absperrorgan 5 nicht gelöst werden. Ist
hingegen das Absperrorgan 5 geschlossen, so gibt das Sperrglied 46 den Verschiebeweg
des Arretierschiebers 22 frei, sodass dieser von Hand mittels des abgewinkelten
Teiles 37 entgegen der Kraft der Feder 38 in seine Lösestellung gebracht werden
kann, die in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. In der Lösestellung schnappt das
Steuerglied 39 selbsttätig in die Blockierstellung ein, wenn die Führungsbuchse
21 aus der Führungseinrichtung 6 herausgenommen wird. In dieser Stellung liegt der
obere Rand 45 des Arretierschiebers 22 im Verschiebeweg des Sperrgliedes 46, sodass
das Absperrorgan nicht geöffnet werden kann, d.h. ein Oeffnen des Absperrorganes
wird verhindert, solange keine Sonde in die Führungseinrichtung 6 eingesetzt ist.
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Bezugszeichenaufstellung 1 Seitenwand 2 Anschlussstutzen 3 Gefäss
4 Messwertgebereinrichtung 5 Absperrorgan 6 Führungseinrichtung 7 Messwertgebersonde
8 Messwertgeber 9 erste Arretiereinrichtung 10 zweite Arretiereinrichtung 12 erste
Sicherungseinrichtung 13 zweite Sicherungseinrichtung 13 dritte Sicherungseinrichtung
16 Dichtung 17 Führungskanal 18 Anschlag 19 Führungsbuchse in 20 20 Innenzylinder
21 Führungsbuchse an 7 22 Arretierglied 23 Ueberwurfmutter 24 vierter Anschlag 25
Kammer 26 Zuleitung 27 Ableitung 28 Dichtungseinrichtung 29 Dichtungsringe 30 Sperrglied
für 12
31 Handhabe 32 Koppelstange 33 Durchtrittsöffnung 34 Sicherungsanschlag
35 Durchgangsöffnung Halteausnehmung abgewinkelter Teil 38 Feder 39 Steuerglied
40 Abschnitt mit kleinem Durchmesser 41 schmale Schlitzführung 42 Abschnitt mit
grossem Durchmesser 43 breite Schlitzführung 44 Feder 45 oberer Rand von 22 Sperrglied
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