DE3812108C2

DE3812108C2 -

Info

Publication number: DE3812108C2
Application number: DE19883812108
Authority: DE
Inventors: Bernd 1000 Berlin De Riedel
Original assignee: Knick Elektronische Messgeraete & Co 1000 Berlin De GmbH
Current assignee: Knick Elektronische Messgeraete & Co 1000 Berlin De GmbH
Priority date: 1987-05-02
Filing date: 1988-04-12
Publication date: 1990-04-26
Also published as: DE3812108A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den im Ober begriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

Die Messung beispielsweise von pH-Werten erfolgt in erster Linie durch Glaselektroden (Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Aufl., Bd. 2/1, S. 582 ff.). Um eine solche Glaselektrode in gewissen Zeitabständen selbsttätig durch Zuführung von Spülflüssigkeit oder von Dampf reinigen bzw. durch Zuführung von Pufferlösungen eichen zu können, ist es aus DE-U-35 33 354 bekannt, die durch einen steuerbaren Antrieb verschiebbare Elektrode in eine außerhalb der Meßflüssigkeit befindliche Kalibrierkammer zurückzuziehen und die Kalibrierkammer vor dem Spülen und Eichen von der Meßflüssigkeit durch ein ebenfalls selbsttätig steuerbares Ventil zu trennen. Diese Lösung erfordert gesonderte Antriebe für die Verschiebung der Elektrode und des Ventils zwischen Kalibrierkammer und Meßflüssigkeit.

Bei einer aus DE-A-31 18 771 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist die empfindliche Meßelektrode in vorteilhafter Weise ortsfest angeordnet. Um deren Reinigung und Eichung automatisch vornehmen zu können, ist ein Fallrohr vorhanden, welches mittels eines Druck luftantriebes in eine die Elektrode umgebende Hüll stellung vorgeschoben wird und dadurch eine weitgehend vom Meßmedium abgeschlossene Kalibrierkammer bildet. Auch diese Vorrichtung ist in ihrem konstruktiven Aufbau aufwendig und in der Betätigung umständlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie konstruktiv einfach herstellbar, kostensparend betreibbar und nicht störanfällig ist. Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Ausbildung des Verschlußteiles der Kalibrier kammeröffnung als auf der Seitenwand des Kalibrier kammergehäuses beweglicher Verschlußdeckel wird der oftmals beachtliche Druck des Meßmediums als Dichtdruck auf den Verschlußdeckel wirksam. Zur Schließung der Kalibrierkammer brauchen der Druck oder die Umwälzung des Meßmediums nicht abgeschaltet zu werden. Durch seine Verschiebung auf der Seitenwand wirkt der Verschlußdeckel bei Überführung in seine Schließstellung wie ein Messer mit dem Öffnungsrand der Kalibrierkammer als Gegenmesser. Aus der Kalibrierkammer herausstehende, feste Verun reinigungen können daher die dichte Schließung der Kalibrierkammer nicht beeinträchtigen. Sie werden vom Verschlußdeckel abgeschert.

Die nach der Abdichtung der Kalibrierkammer nacheinander einerseits der Kalibrierkammer zuzuführenden und anderer seits aus dieser wieder abzuführenden Spülflüssigkeiten, Pufferlösungen, Preßluft, Dampf od. dgl. - nachstehend kurz allgemein "Kalibrierkammerflüssigkeiten" genannt - können sämtlich von außen nur durch das feststehende Kalibrierkammergehäuse selbst und müssen nicht etwa über zusätzliche, womöglich noch verschiebbar zu lagernde Hüllkörper zugeführt werden. Die zum Schließen und Öffnen der Kalibrierkammer erforderliche Verschiebebewegung des Verschlußdeckels erfüllt eine Doppelfunktion insoweit, als sie gleichzeitig in Schließstellung die räumliche Verbindung zwischen den Leitungen für die Kalibrier kammerflüssigkeiten und der Kalibrierkammer herstellt, während bei geöffneter Kalibrierkammer der Verschluß deckel lediglich die Austrittsöffnungen dieser Leitungen abdeckt und gegenüber dem Meßmedium abdichtet, wobei wiederum ein Überdruck des Meßmediums als zusätzlicher Dichtdruck wirksam ist.

Besonders vorteilhaft wirkt sich der Erfindungsgegenstand aus, wenn der Verschlußdeckel und die mit ihm zusammen wirkenden Seitenwände des Kalibrierkammergehäuses eben sind. Dadurch wird die Fertigung wesentlich vereinfacht. Der Verschiebeantrieb für den Verschlußdeckel braucht dann auch nicht translatorisch wirksam zu sein, wie dies beispielsweise bei einer schalen- bzw. rinnenförmigen Wölbung der Dichtflächen der Fall wäre. Es kann auch ein rotatorischer Antrieb beispielsweise nach Art des Antriebes eines Schrittschaltwerkes auf den Verschluß deckel einwirken, der sich dabei auf einer in der Ebene der Seitenwand des Kalibrierkammergehäuses befindlichen Kreisbahn bewegt.

Überhaupt besteht ein gravierender Vorteil der Verwendung eines auf der Seitenwand des Kalibrierkammergehäuses verschiebbaren Verschlußdeckels als Verschlußventil für die Kalibrierkammer in der großen Gestaltungsfreiheit für die Querschnittsform des Kalibrierkammergehäuses, dessen Querschnitt bei den eingangs genannten Konstruk tionen nach dem Stand der Technik kreisförmig und damit unnötig groß ausgebildet ist und dadurch gegebenenfalls teure, störanfällige Ringdichtungen bei einer Abdichtung gegenüber dem Meßmedium erfordert.

Ein Bewegungsantrieb nach der Lehre des Anspruches 3 erfordert nur einfache, außerhalb des Meßmediums leicht unterzubringende Antriebsmittel, z. B. Druckluftzylinder.

Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 4 ist neben den Zu- und Ableitungen für die Kalibrier kammerflüssigkeit mindestens ein Meßfühler im Kalibrier kammergehäuse unterbringbar, so daß der Schaft des Meß fühlers vollständig vom Kalibrierkammergehäuse umhüllt und gegen beschädigende Einwirkungen von außen geschützt ist. Es können auch mehrere Meßfühler nebeneinander vorhanden sein, z. B. neben einer Glaselektrode ein Thermometer.

Das Kalibrierkammergehäuse und der Verschlußdeckel bestehen zweckmäßig aus polierfähigen Hartstoffen, z. B. aus Oxidkeramik, nämlich Al₂O₃. Dadurch sind das Kalibrierkammergehäuse und der Verschlußdeckel besonders widerstandsfähig und korrosionsgesichert. Ihre gegen seitigen Kontaktflächen können in einfacher Weise im gesamten Verschiebebereich des Verschlußdeckels poliert sein, wobei z. B. die Rauhtiefe der gegenseitigen Kontakt flächen gleich oder kleiner als 0,6 µm. Durch diese Ausbildung können zusätzliche Gummidichtungen, ins besondere Ringdichtungen völlig wegfallen. Die aufeinan derliegenden Kontaktflächen des Kalibrierkammergehäuses und des Verschlußdeckels sind schon allein durch Adhäsionskraft infolge des allein einwirkenden Außen drucks dicht. Diese Adhäsionskraft ist um so größer und daraus resultierend die Dichtwirkung um so besser, je größer der von außen auf den Verschlußdeckel wirksame Druck des Meßmediums ist. Diese Adhäsionskraft ist so groß, daß sie sogar die Bewegung zwischen Verschlußdeckel und Kalibrierkammergehäuse behindern und die zur Bewegung erforderlichen Antriebskräfte vergrößern kann. Um dem entgegenzuwirken, ist das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 8 vorgesehen. Dadurch wird die Größe der Kontaktfläche zwischen Verschlußdeckel und Kalibrier kammergehäuse in Öffnungsstellung des Verschlußdeckels reduziert. Dabei sichert das Merkmal des Anspruches 9 auch in Öffnungsstellung des Verschlußdeckels eine sichere Abdichtung der offen in die Seitenwand des Kalibrierkammergehäuses ausmündenden Öffnungen von Zu- und Ableitung für die Kalibrierkammerflüssigkeiten gegen über dem Meßmedium.

Das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 11 bedeutet eine Sicherung des Verschlußdeckels in seiner Sollage auf der Seitenfläche des Kalibrierkammergehäuses und der Dicht wirkung auch bei Fehlen eines vom Meßmedium her auf den Verschlußdeckel einwirkenden Dichtdruckes.

Bei der konstruktiven Ausbildung der Verschlußdeckel halterung nach Anspruch 13 bildet das Kalibrierkammer gehäuse eine Führung des Verschiebeantriebes für den Verschlußdeckel und erleichtert die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Dichtdruckes auf den Verschlußdeckel.

Die Ansprüche 14 bis 18 beschreiben eine besonders wirksame Ausbildung des Bewegungsantriebes des bzw. der Verschlußdeckel, bei dem die Antriebsübertragungsmittel sämtlich nicht mit dem Meßmedium in Kontakt kommen.

Anspruch 19 ist auf eine bevorzugte Ausführungsform gerichtet, bei der die Kalibrierkammer als Durchfluß kammer für das Meßmedium ausgebildet ist. Hier wird die Kalibrierkammer an zwei einander gegenüberliegenden Seiten gleichzeitig, vorzugsweise durch denselben Verschiebeantrieb durch jeweils einen Verschlußdeckel gegenüber dem Meßmedium abgeschlossen unter gleich zeitiger Herstellung einer räumlichen Verbindung zwischen den Zu- und Abführungsleitungen für die Kalibrierkammer flüssigkeiten. Bei dieser Lösung besteht der weitere Vorteil in einer besonders platzsparenden, die Quer schnittsfläche des Kalibrierkammergehäuses reduzierenden Unterbringungsmöglichkeit für die Zu- und Abführungs leitung von Kalibrierkammerflüssigkeit, wenn z. B. eine Ausbildung nach Anspruch 15 vorgenommen ist. In diesem Falle erfolgt die Einführung von Kalibrierflüssigkeit in die Kalibrierkammer vom einen Verschlußdeckel her, während die Abführung auf der anderen Seite der Verschlußkammer durch den anderen Verschlußdeckel hindurch vorgenommen wird. Dies bewirkt eine besonders intensive Durchspülung der Kalibrierkammer und eine besonders intensive Reinigung der Meßelektrode bzw. Meß sonden. Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 22 erfährt die Durchspülung der Kalibrierkammer eine zusätzliche Intensivierung, indem die Kalibrierkammer flüssigkeiten in unterschiedlichen Höhenschichtungen in die Kalibrierkammer eingebracht und aus dieser abgeführt werden. Außerdem wird dadurch eine zusätzliche Drall wirkung in der Kalibrierkammer erzeugt.

Der Gegenstand der Erfindung wird an Hand der Figuren beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht - teilweise im Schnitt - einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung mit einer als Durchflußkammer ausgebildeten, beidseitig verschließbaren Kalibrierkammer und in Verschluß stellung befindlichen Verschlußdeckeln,

Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie II-II durch das Kalibrierkammergehäuse und die Kolbenstange des Verschiebeantriebes für die beiden Verschluß deckel,

Fig. 3 eine Seitenansicht - teilweise im Schnitt - der Meßvorrichtung entsprechend Pfeil III in Fig. 1 mit in Verschlußstellung befindlichen Verschlußdeckeln,

Fig. 3a das untere Ende des Kalibrierkammergehäuses gemäß Fig. 3 bei in Öffnungsstellung der Kalibrier kammer befindlichen Verschlußdeckeln,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung allein des Kalibrier kammergehäuses in derselben Ansicht wie in Fig. 1 und in Richtung der Schnittlinie IV-IV in Fig. 5,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Kalibrierkammergehäuses entsprechend Pfeil V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Kalibrierkammergehäuses gemäß Pfeil VI in Fig. 4,

Fig. 7 einen Schnitt entsprechend der Linie VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 eine Draufsicht auf das Kalibrierkammergehäuse gemäß Pfeil VIII in Fig. 4,

Fig. 9 einen Schnitt entsprechend der Linie IX-IX in Fig. 8,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung vereinzelt durch den linken Verschlußdeckel in Fig. 1,

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Verschlußfläche des Verschlußdeckels gemäß Pfeil XI in Fig. 10,

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Außenseite des Ver schlußdeckels entsprechend Pfeil XII in Fig. 10,

Fig. 13 eine Seitenansicht - teilweise im Schnitt - entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 3, bei der die Verschlußdeckel rotatorisch bewegt werden und der Verschlußdeckelantrieb gegenüber dem Meßmedium abgekapselt ist, mit dem Verschlußdeckel in Öffnungsstellung,

Fig. 14 einen Schnitt entsprechend der Linie XIV-XIV durch das Kalibrierkammergehäuse von Fig. 13,

Fig. 15 einen Schnitt entsprechend der Linie XV-XV durch einen Verschlußdeckel des Kalibrierkammer gehäuses in Fig. 14 bei in Schließstellung befindlichem Verschlußdeckel,

Fig. 16 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verschlußdeckels und seiner Halterung ent sprechend der Linie XVI-XVI in Fig. 13.

Die in den Fig. 1-3 dargestellte Meßvorrichtung enthält einen Betätigungsflansch 1 für das in das Meßmedium hineinstehende Kalibrierkammergehäuse 2. Die Durchflußrichtung 3 des Meßmediums, in welches das Kalibrierkammergehäuse 2 hineinsteht, ist in Fig. 1 durch einen Pfeil kenntlich gemacht.

Der Befestigungsflansch 1 ist durch Schraubverbindungen mit einer Trägerplatte 4 verbunden, die zur Fixierung der gesamten Meßvorrichtung am Deckel eines Meßmedium- Behälters, z. B. an einer vom Meßmedium durchflossenen Rohrleitung bestimmt ist. Die Trägerplatte 4 trägt außer halb dieses Behälters bzw. der Rohrleitung insgesamt mit 5 bezeichnete Steuereinrichtungen für die Steuerung des Kalibriervorganges. Diese Steuerungen für sich sind allgemein bekannt und werden daher auch nicht näher beschrieben. Der diesen Steuereinrichtungen zugehörige Pneumatikzylinder 6 dient zur Erzeugung einer vertikal gerichteten Verschiebebewegung zum Öffnen und Schließen der Kalibrierkammern, die nachstehend im einzelnen beschrieben ist.

Die Kalibrierkammer 7 befindet sich am unteren, in das Meßmedium hineinstehenden Ende des Kalibrier kammergehäuses 2. Sie bildet eine Durchflußöffnung für das Meßmedium und wird von diesem in Durchflußrichtung 3 durchflossen, wenn sie sich in Öffnungsstellung befindet. Dadurch stellen die beiden seitlichen Enden der Kalibrierkammer jeweils eine Öffnung 8 bzw. 9 in einer der beiden Seitenwände 10, 11 des Kalibrierkammer gehäuses 2 dar.

Von der Außenseite her sind der Befestigungsflansch 1 und anschließend daran das Kalibrierkammergehäuse 2 von zwei Meßsonden 12, 13 durchsetzt. Die Meßsonde 12 mit größerem Schaftdurchmesser ist eine Glaselektrode zur pH-Messung, während die Meßsonde 13 mit kleinerem Schaft durchmesser ein Temperaturfühler ist. An den außerhalb des Befestigungsflansches 1 bzw. der Trägerplatte 4 liegenden Enden sind beide Meßsonden 12, 13 über elektri sche Kabel 14 bzw. 15 mit einem nicht dargestellten Anzeigegerät verbunden. Die Meßsonden 12, 13 liegen inner halb der Kalibrierkammer und damit bei geöffneter Kalibrierkammer 7 in der Strömung des Meßmediums. Die Öffnungen 8, 9 der Kalibrierkammer 7 sind durch jeweils einen auf den Seitenwänden 10, 11 verschiebbaren Ver schlußdeckel 16, 17 abgedichtet verschließbar. Die Ver schlußdeckel 16, 17 sind durch den Pneumatikzylinder 6 in Vertikalrichtung 18 zwischen einer angehobenen Öff nungsstellung (Fig. 3a) und einer abgesenkten Schließ stellung (Fig. 3, unten) längsverschiebbar.

Die beiden Durchtrittsöffnungen 19, 20 für die Durch führung der Meßsonden 12, 13 reichen vom oberen Ende des Kalibrierkammergehäuses 2 bis in die Kalibrierkammer 7 hinein. Parallel zu diesen beiden vertikalen Durch trittsöffnungen 19, 20 ist das Kalibrierkammergehäuse 2 in seinem oberen Teil mit einer Zuführungsleitung 21 und einer Abführungsleitung 22 für Kalibrierkammer flüssigkeiten wie Pufferlösungen, Spülflüssigkeit, Preß luft, Dampf od. dgl. versehen. Oberhalb der Kalibrier kammer 7 sind die Leitungen 21, 22 mit ihren unteren Enden jeweils nach außen geführt derart, daß sie in jeweils eine Seitenwand 10, 11 des Kalibrierkammergehäuses 2 ausmünden. Die Mündungen 23, 24 sind in einer solchen Höhenlage an den Seitenwänden 10, 11 des Kalibrierkammer gehäuses 2 positioniert, daß sie in jeder Verschiebe stellung der Verschlußdeckel 16, 17 von diesen beauf schlagt, d. h. gegen das Meßmedium abgedichtet sind. Die oberen Enden der Leitungen 21, 22 sind mit der oberhalb des Befestigungsflansches 1 bzw. der Trägerplatte 4 befindlichen Steuerteilen der Meßvorrichtung verbunden, wo auch die für ihre Versorgung mit Kalibrierkammer flüssigkeit vorgesehenen Steuereinrichtungen 5 posi tioniert sind.

Die der Kalibrierkammer 7 zugewandten Oberflächen 25, 26 der Verschlußdeckel 16, 17 sind mit einem Kanal 27 bzw. 28 versehen, die in Deckelschließstellung (Fig. 1, 3) die Zu- und Abführungsleitungen 21, 22 bzw. deren Mündungen 23, 24 durch Überdeckung mit der Kalibrierkammer 7 räum lich verbinden. Die Seitenwände 10, 11 sind genauso wie die mit ihnen korrespondierenden Verschlußoberflächen 25, 26 der Verschlußdeckel 16, 17 eben und bilden somit ebene Dichtflächen.

Die in Vertikalrichtung 18 erfolgende Verschieberichtung der Verschlußdeckel 16, 17 ist gleichgerichtet mit der Richtung des Hineinstehens des Kalibrierkammergehäuses 2 in das Meßmedium.

Das Kalibrierkammergehäuse 2 und die Verschlußdeckel 16, 17 bestehen aus polierfähigen Hartstoffen, z. B. aus Oxidkeramik (Al₂O₃ F99,7). Die Kontaktflächen zwischen den Verschlußdeckeln 16, 17 und dem Kalibrierkammergehäuse 2 sind im gesamten Verschiebereich der Verschlußdeckel 16, 17 poliert. Ihre Rauhtiefe beträgt gleich oder weniger als 0,6 µm.

Die in Deckelöffnungsstellung (Fig. 3a) von den Ver schlußdeckeln 16, 17 überdeckten Seitenwände 10, 11 des Kalibrierkammergehäuses 2 sind mit die Kontakt flächengröße vermindernden Vertiefungen 29, 30 versehen, deren Boden mit einer Tiefe von 0,5 mm gegenüber den zueinander planparallelen Seitenwänden 10, 11 zurücksteht. Die Aussparungen 29, 30 der Seitenwände 10, 11 sind all seitig von polierter Kontaktfläche umgeben, so daß sie in Öffnungsstellung der Verschlußdeckel 16, 17 hermetisch vom Druck des Meßmediums getrennt sind.

Die Verschlußdeckel 16, 17 werden permanent durch den Druck einer Druckfeder 31 gegen die Seitenwände 10, 11 des Kalibrierkammergehäuses 2 gepreßt. Die Druckfeder 31 stützt sich dabei an einer Verschlußdeckelhalterung 32 ab, die mit der Kolbenstange 33 des Pneumatikzylinders 6 fest verbunden ist. Die Verschlußdeckelhalterung 32 umfaßt das Kalibrierkammergehäuse 2 gabelartig. Sie weist dazu die Querschnittsform eines U (Fig. 2) auf und steht dabei mit ihren die Gabelzinken bildenden U-Schenkeln 34, 35 im der Kalibrierkammer 7 abgewandten Rücken der Verschlußdeckel 16, 17. Die Verschlußdeckel 16, 17 stützen sich also für die Druckfedern 31 beidseitig an den inneren Flanken der U-Schenkel 34, 35 des Verschluß deckelhalters 32 ab. Sie werden über den Kopf 36 eines in die U-Schenkel 34, 35 eingschraubten Mitnehmers beim Anheben und Absenken des Verschlußdeckelhalters 32 in Vertikalrichtung 18 auf den Seitenwänden 10, 11 des Kalibrierkammergehäuses 2 aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung und umgekehrt verschoben. Dazu ragt der Kopf 36 des Mitnehmers formschlüssig in Ausnehmungen 37 auf den Außenseiten der Verschlußdeckel 16, 17 hinein. Die Verschlußdeckel 16, 17 weisen die Verbindungskanäle 27 zwischen den Leitungen 21, 22 und der Kalibrierkammer 7 auf ihren dem Kalibrierkammergehäuse 2 zugewandten Oberflächen 25, 26 auf. Der Kanal 27 ist in Form eines U ausgebildet, dessen Verbindungsjoch 38 (Fig. 11) zwischen den beiden U-Schenkeln horizontal verläuft und in Schließstellung mit der zugehörigen Mündung 23, 24 der Leitung 21 bzw. 22 in Überdeckung steht. In Schließ stellung stehen die beiden U-Schenkel 39, 40 des Kanals 27 bzw. 28 in den Bereich der Öffnungen 8, 9 der Kali brierkammer 7 hinein. Durch die unterschiedliche Länge der U-Schenkel 39, 40 sind die beiden Enden der Kanäle 27 in unterschiedlichen Höhenlagen innerhalb der Kali brierkammer 7 wirksam, was die Spül- und Kalibrier wirkungen intensiviert.

Die Meßsonden 12, 13 der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung werden wie folgt gespült und kalibriert: In normaler Betriebsstellung wird die Kalibrierkammer 7 in Durch flußrichtung 3 vom Meßmedium durchflossen. Die Ver schlußdeckel 16, 17 befinden sich in angehobener Stellung (Fig. 3) und geben die Öffnungen 8, 9 der Kalibrierkammer 7 vollständig frei. Die Meßsonde 12, 13 werden von Meß medium frei umspült.

Zur Spülung und Kalibrierung der Meßsonden 12, 13 werden die Verschlußdeckel 16, 17 durch Betätigung des Pneumatik zylinders 6 über die Kolbenstange 33 in Vertikalrichtung 18 abgesenkt. In der Absenkstellung verschließen die Verschlußdeckel 16, 17 hermetisch die beiden Öffnungen 8, 9 der Kalibrierkammer 7. Gleichzeitig geraten die Kanäle 27, 28 im Bereich ihres U-Verbindungsjoches 38 in Überdeckung mit den Mündungen 23, 24 der Zuführungsleitung 21 und der Abführungsleitung 22 für Kalibrierkammer flüssigkeit. Durch eine oberhalb des Befestigungs flansches 1 bzw. der Trägerplatte 4 außerhalb des Behälters des Meßmediums befindliche Steuereinrichtung werden nun - jeweils über die Leitungen 21, 22 - zunächst nach außen hinausgedrückt und dann nacheinander die Kalibrierkammer 7 mit Spül- und Kalibrierfluiden beschickt. Am Ende dieser Vorgänge werden die Ver schlußdeckel 16, 17 durch den Pneumatikzylinder 6 wieder angehoben. Sie geben dann die Öffnungen 8, 9 der Kali brierkammer 7 wieder vollständig frei, halten jedoch nach wie vor die Mündungen 23, 24 der Leitungen 21, 22 gegenüber dem Meßmedium verschlossen bzw. von diesem getrennt. Während der gesamten Spül- und Kalibriervorgänge können Druck- und Durchflußgeschwindigkeit des Meßmediums unverändert bleiben. Sie beeinträchtigen die Sicherheit des Spül- und Kalibriervorganges nicht.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 13 bis 16 betrifft eine modifizierte Ausführungsform der Meßvorrichtung gemäß Fig. 3. Diese modifizierte Ausführungsform unterscheidet sich von der Meßvorrichtung gemäß Fig. 3 hauptsächlich durch eine solche Ausgestaltung, daß nur noch Keramik und Dichtringmaterial mit dem Meßmedium in Berührung kommen und daß vor allen Dingen der Bewegungsantrieb für die beiden Verschlußdeckel 46, 47 gegenüber dem Meßmedium vollständig abgekapselt ist. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform die Verschlußdeckel 46, 47 nicht trans latorisch, sondern rotatorisch angetrieben.

Der ebenfalls beispielsweise durch einen nicht dar gestellten Pneumatikzylinder bewirkte Bewegungsantrieb für die Verschlußdeckel 46, 47 wird über die Schubstange 41 übertragen. Die Schubstange 41 ist gekapselt innerhalb des Kalibrierkammergehäuses 42 angeordnet. Zur Aufnahme der Schubstange 41 dient die Längsausnehmung 43 mit der Querschnittsform eines Langloches. Im Bereich des unteren Endes der Schubstange 41 weist das Kalibrierkammergehäuse 42 zwei Durchtrittsöffnungen 44 auf, die sich von den beiden zueinander parallelen Seitenwänden 48, 49 des Kalibrierkammergehäuses 42 einwärts bis in die Längs ausnehmung 43 erstrecken. Die Durchtrittsöffnungen 44 sind ebenfalls Langlöcher, deren Querschnitts-Längsachse 45 mit einem Kreisbogen zusammenfällt, dessen Mittelpunkt auf der Schwenkachse 50 zur Lagerung der Verschlußdeckel 46, 47 liegt. Die Durchtrittsöffnung 44 dient zur Durch führung eines Querbolzens 51, der am unteren Ende der Schubstange 41 befestigt ist und mit welchem deren Verschiebebewegung auf die Verschlußdeckel 46, 47 über tragen wird. Dazu ragen die beiden äußeren, als Lager zapfen ausgebildeten Enden des Querbolzens 51 in jeweils ein an der Verschlußoberfläche 52 der Verschlußdeckel 46, 47 angeordnetes Lagerauge 53 hinein.

Die Verschlußdeckel 46, 47 sind auf der das Kalibrier kammergehäuse 42 durchsetzenden Schwenkachse 50 drehbar gelagert. Die Drehlagerung erfolgt im Bereich der über das Kalibrierkammergehäuse 42 hinausstehenden Enden 54 der Schwenkachse 50. Die auf die Enden 54 der Schwenk achse 50 aufgesetzten Lageraugen 55 der Verschlußdeckel 46, 47 stehen in Axialrichtung über die Schwenkachsenden 54 hinaus und sind durch einen Verschlußstöpsel 56 gegenüber dem Meßmedium abgedichtet.

An der Schwenkachse 50 ist im Bereich der aus dem Kalibrierkammergehäuse 42 hinausstehenden Enden 54 beid seitig ein U-Schenkel 57 so befestigt, daß er um die Schwenkachse 50 genauso schwenkbar gelagert ist wie die Verschlußdeckel 46, 47. Dies kann auch dadurch bewirkt werden, daß die U-Schenkel 57 fest mit der Schwenkachse 50 verbunden, die letztere jedoch schwenkbar innerhalb des Kalibrierkammergehäuses 42 gelagert ist. Die U-Schen kel 57 beaufschlagen mit ihrem freien Ende die Verschluß deckel 46, 47 und halten diese mit ihren Verschlußober flächen 52 in dichtender Auflagestellung auf den Seiten wänden 48, 49 des Kalibrierkammergehäuses 42, und zwar analog den U-Schenkeln 34, 35 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3. In diesem Bereich weisen die Verschluß deckel 46, 47 eine ebenfalls gegenüber dem Meßmedium durch einen Abschlußdeckel 58 dicht verschlossene Ausnehmung auf.

In die Verschlußoberfläche 52 der Verschlußdeckel 46, 47 ist der Kanal 59 eingebracht, der mit den Mündungen 60 der Zuführungsleitung 61 bzw. der Abführungsleitung 62 korrespondiert. In der Zuführungsleitung 61 ist ein Temperaturfühler 63 untergebracht.

In der Öffnungsstellung (Fig. 13) der Verschlußdeckel 46, 47 ist der Durchfluß durch die Kalibrierkammer 7 mit der Meßsonde 12 für das Meßmedium frei. In dieser Stellung sind der gesamte Verstellantrieb sowie die Zu- und Abführungsleitungen 61, 62 hermetisch vom Meßmedium getrennt, indem die Verschlußdeckel 46, 47 mit Verschluß stöpsel 56 und Abschlußdeckel 58 sämtliche Zutritts öffnungen im Kalibrierkammergehäuse 42 mit Ausnahme der Kalibrierkammer 7 dicht verschließen.

Zum Verschließen der Kalibrierkammer 7 und Spülen der Meßsonde 12 wird die Schubstange 41 nach oben gezogen. Dadurch werden die beiden Verschlußdeckel 46, 47 im Uhr zeigersinn in die aus Fig. 15 ersichtliche Verschluß stellung geschwenkt. In dieser Verschlußstellung stellt der Kanal 59 eine Verbindung zwischen den Mündungen 60 von Zu- und Abführungsleitung 61, 62 und der Kalibrier kammer 7 her. Die Spülung erfolgt dann in gleicher Weise, wie dies anhand von Fig. 1 bis 12 bereits vorher beschrieben ist. Die Ausführungsform gemäß Fig. 13 bis 16 hat den Vorteil, daß sowohl die Zu- als auch die Abflußleitung für das Spülmedium und der gesamte Bewegungsantrieb für die Verschlußdeckel 46, 47 in der Bewegungsstellung der Verschlußdeckel 46, 47 hermetisch vom oftmals aggressiven Meßmedium getrennt sind. Daher kann beispielsweise der Temperaturfühler 41 ohne weiteres in der Zuführungsleitung 61 untergebracht sein, die in keiner Verschlußdeckelstellung und in keiner Phase mit dem Meßmedium in Kontakt kommt.

Wenn die gekapselte Anordnung des Bewegungsantriebes anhand eines rotatorischen Schwenkantriebes (Fig. 13-16) beschrieben ist, so läßt sich eine analog gekapselte Anordnung selbstverständlich auch ohne Schwierigkeiten bei einem translatorischen Bewegungsantrieb entsprechend der Ausführungsform in Fig. 1 bis 3 verwirklichen.

Bezugszeichenliste

1 Befestigungsflansch
2 Kalibrierkammergehäuse
3 Durchflußrichtung
4 Trägerplatte
5 Steuereinrichtung
6 Pneumatikzylinder
7 Kalibrierkammer
8 Öffnung
9 Öffnung
10 Seitenwand
11 Seitenwand
12 Meßsonde
13 Meßsonde
14 Kabel
15 Kabel
16 Verschlußdeckel
17 Verschlußdeckel
18 Vertikalrichtung
19 Durchtrittsöffnung
20 Durchtrittsöffnung
21 Zuführungsleitung
22 Abführungsleitung
23 Mündung
24 Mündung
25 Verschlußoberfläche
26 Verschlußoberfläche
27 Kanal
28 Kanal
29 Vertiefung
30 Vertiefung
31 Druckfeder
32 Verschlußdeckelhalter
33 Kolbenstange
34 U-Schenkel
35 U-Schenkel
36 Kopf
37 Ausnehmung
38 Verbindungsjoch
39 U-Schenkel
40 U-Schenkel
41 Schubstange
42 Kalibrierkammergehäuse
43 Längsausnehmung
44 Durchtrittsöffnung
45 Querschnitts-Längsachse
46 Verschlußdeckel
47 Verschlußdeckel
48 Seitenwand
49 Seitenwand
50 Schwenkachse
51 Querbolzen
52 Verschlußoberfläche
53 Lagerauge
54 Ende
55 Lagerauge
56 Verschlußstöpsel
57 U-Schenkel
58 Abschlußdeckel
59 Kanal
60 Mündung
61 Zuführungsleitung
62 Abführungsleitung
63 Temperaturfühler

Claims

1. Vorrichtung zur Messung in fluidischen Medien, insbesondere zur Messung von pH-Werten in Flüssigkeiten

- mit einem von außen in das Meßmedium hineinstehenden Kalibrierkammergehäuse (2) mit einer Kalibrierkammer (7),
- -- die mit dem Meßmedium über mindestens eine Öffnung (8, 9) in räumliche Verbindung bringbar ist, und
- mit mindestens einer durch das Kalibrierkammergehäuse (2) in die Kalibrierkammer (7) hineinragenden Meßsonde (12, 13),
- und mit Zu- und Abführungsleitungen (21, 22) für Kalibrierkammerflüssigkeiten wie Pufferlösungen, Spülflüssigkeit, Preßluft, Dampf od. dgl.,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Öffnung (8, 9) der Kalibrierkammer (7) befindet sich in einer Seitenwand (10, 11) des Kalibrierkammergehäuses (2) und ist durch einen auf der Seitenwand (10, 11) bewegbaren Verschlußdeckel (16, 17) dicht verschließbar,
b) die durch das Kalibrierkammergehäuse (2) geführten Zu- und Abführungsleitungen (21, 22) münden derart in die vom Verschlußdeckel (16, 17) beaufschlagte Seitenwand (10, 11) des Kalibrierkammergehäuses (2) aus,
- - daß sie in jede Bewegungsstellung des Verschlußdeckels (16, 17) von diesem gegen das Meßmedium abgedichtet sind,
c) die der Kalibrierkammer (7) zugewandte Oberfläche (25, 26) des Verschlußdeckels (16, 17) ist mit mindestens einem Kanal (27, 28) versehen,
- - der in Schließstellung des Verschlußdeckels (16, 17) die Zu- (21) und/oder Abführungsleitung (22) mit der Kalibrierkammer (7) räumlich verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dichtfläche bildenden Oberflächen von Verschlußdeckel (16, 17) und Seitenwand (10, 11) des Kalibrierkammergehäuses (2) eben sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellrichtung des Verschlußdeckels (16, 17) im wesentlichen gleichgerichtet ist mit der Richtung des Hineinstehens des Kalibrierkammergehäuses (2) in das Meßmedium.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (12, 13) von der Außenseite der Meß vorrichtung her durch das Kalibrierkammergehäuse (2) hindurch in die Kalibrierkammer (7) eingeführt ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibrierkammergehäuse (2) und der Verschluß deckel (16, 17) aus polierfähigen Hartstoffen, z. B. aus Oxidkeramik (Al₂O₃) bestehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen zwischen Verschlußdeckel (16, 17) und Kalibrierkammergehäuse (2) im gesamten Bewegungsbereich des Verschlußdeckels (16, 17) poliert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhtiefe der Kontaktflächen kleiner oder gleich 0,6 µm beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in Öffnungsstellung des Verschlußdeckels (16, 17) von diesem überdeckte Seitenwand (10, 11) des Kalibrierkammergehäuses (2) mit einer die Kontakt flächengröße vermindernden Vertiefung (29, 30) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (29, 30) allseitig von der als Kontaktfläche polierten Seitenwand (10, 11) des Kalibrierkammergehäuses (2) umgeben ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Verschlußdeckel (16, 17) zusammen wirkende Kontaktfläche des Kalibrierkammergehäuses (2) auf dessen Außenseite angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (16, 17) mittels Federdruck gegen die Seitenwand (10, 11) des Kalibrierkammer gehäuses (2) gepreßt ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckelantrieb die Kolbenstange (33) eines Hubzylinders (6) ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine U-förmige Verschlußdeckelhalterung (32), die das Kalibrierkammergehäuse (2) gabelartig umfassend

- mit einem U-Schenkel, insbesondere unter Zwischen lage einer Druckfeder (31) einen Verschlußdeckel (16, 17) gegen das Kalibrierkammergehäuse (2) hält und
- mit dem anderen U-Schenkel (34, 35) an der gegen überliegenden Seite des Kalibrierkammergehäuses (2) anliegt.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen innerhalb des Kalibrierkammergehäuses (42) gegenüber dem Meßmedium gekapselte Anordnung einer Schubstange (41) als Antriebsübertragungsmittel für die Verschlußdeckelbewegung.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (41) durch einen radial nach außen stehenden Querbolzen (51) mit dem Verschluß deckel (46, 47) im Bereich seiner Verschlußoberfläche (52) verbunden ist und daß die radiale Durchtritts öffnung (44) des Kalibrierkammergehäuses (42) im permanenten Überdeckungsbereich der Verschlußober fläche (52) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine drehbare Lagerung des Verschlußdeckels (46, 47) um eine lotrecht zur Verschlußoberfläche (52) verlaufende Achse (50), wobei der Verschlußdeckel antrieb exzentrisch zur Drehachse (50) am Verschluß deckel (46, 47) angreift.

17. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine gekapselte Abschirmung der U-Schenkel (57) vom Meßmedium.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (63) in der Zuführungsleitung (61) zur Kalibrierkammer (7) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Kalibrierkammer (7) als in zwei einander gegenüberliegende Seiten (10, 11) des Kalibrier kammergehäuses (2) ausmündende Durchflußkammer ausgebildet ist,
- -- deren Mündungsöffnungen (8, 9) durch jeweils einen Verschlußdeckel (16, 17) verschließbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußdeckel (16, 17) von einem gemeinsamen Verschiebeantrieb (Hubzylinder 6) angetrieben sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuflußleitung (21) in die eine (10) und die Abflußleitung (22) in die andere (11) der beiden einander gegenüberliegenden Seitenwände (10, 11) münden und dort von einem Verschlußdeckel (16, 17) abgedeckt sind.

22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der dem Kalibrierkammergehäuse (2) zugewandten Oberfläche (25, 26) des Verschlußdeckels (16, 17) angeordneten Kanal (27) zur Kontaktkammer (7) hin mehrere Austrittsöffnungen aufweist,

- die in Schließstellung unterschiedlich weit in den Überdeckungsbereich mit der Kalibrierkammer (7) hineinstehen.