DE7509304U

DE7509304U - Einschubhalterung für Meßfühler

Info

Publication number: DE7509304U
Application number: DE7509304U
Authority: DE
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1974-10-10
Publication date: 1975-09-25

Description

Dr. Joachtm Rasper

Patentanwalt 62 Wiesbaden

Blirstadtw H§he ' Tel. 5628«

JENAer GLASWERK SCHOTT & GEN.

6500 Mainz Hattenbergstr. TO

G

Einschubhalterung für Meßfühler

Die Neuerung betrifft eine Halterung für Meßfühler, wie z.B. für Elektroden für elektrochemische Potentialmessungen und für Widerstandsthermometer, miL deren Hilfe diese Meßfühler durch eine Öffnung in einen Behälter oder in ein geschlossenes Rohrleitungssystem eingeführt und mit dem meist flüssigen Meßgut in Kontakt gebracht v/erden können.

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Es sind bereits eine Vielzahl von solchen Vorrichtungen bekannt, die die Meßf'Mer armierend halten und deren Eintauchen in das Meßmedium ermöglichen.

Für das Einführen in geschlossene Behälter sind diese Vorrichtungen meist rohrförmig ausgebildet und tragen am unteren Ende, häufig von einem durchbrochenen Schutzrohr umgeben, die Meßfühler.

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Bei einer Vorrichtung vom Einbau in Rohrleitungssysteme werden die Meßfühler derart angeordnet, daß die Meßflüssigkeit, meist im Bypass, an den Meßfühlern vorbeigeführt wird. Die folgenden Ausführungen werden auf Halterungen zum Einführen in geschlossene Behälter beschränkt, da bei bekannten Systemen dieser Art die meisten Nachteile auftreten. Es wird anschließend gezeigt, daß die Halterung gemäß der Neuerung gleichermaßen für den Einbau in Rohrleitungen geeignet ist.

Bei Vorrichtungen zum Einführen von Meßfühlern in geschlossene Behälter sind folgende Gesichtspunkte wesentlich: Das Rohr, an dessen Kopf sich die Meßfühler befinden und das nach Einführen in den Behälter durch eine Öffnung in dessen Wand mit dieser beispielsweise mittels einer Flanschverbindung verschraubt wird, muß so lang sein, daß die Meßfühler an den günstigsten Meßpunkt innerhalb des Behälters gebracht werden können. Am Kopf des Rohres sind die Meßfühler in einem Bauteil angeordnet (im folgenden als Adapter bezeichnet), das das Rohrinnere gegen das umc-abende Meßmedium abdichtet und durch das die Meßfühler ebenfalls abdichtend hindurchgeführt sind, so daß sich deren (elektrische) Anschlüsse an der zum Rohrinneren weisenden Seite des Adapters befinden, während die, meist empfindlichen, aktiven Teile der Meßfühler in das Meßmedium hineinragen. Zu

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ihrem mechanischen Schutz ist häufig ein einen durchbrochenen ·. Mantel für den Zutritt des Meßmediums aufweisender Rohrstutzen

vorg3sehen, der eine Verlängerung des ersten Rohres darstellt.

j Innerhalb des gegen das Meßmedium abgedichteten Rohres verlaufen die Zuleitungskabel zu den Meßfühlern. Im Falle von beij spieleweise Elektroden können in dem Rohr aber auch Elektrolyt-

gefäße, Impedanzwandler und andere Zusatzelemente untergebracht sein. Eine Grundforderung an eine solche Vorrichtung besteht . darin, daß nach deren Herausnehmen aus dem Behälter die Meßfühler leicht zugänglich und austauschbar sind. Hieraus ergeben sich folgende Einzelforderungen:

a) Der (durchbrochene) Schutzroh rs tut ζ en muß abnehrobar sein;

b) Der Adapter muß vom Rohr entfernbar sein, so daß die Anschlüsse der Meßfühler zugänglich werden;

c) Bei Adaptern für mehrere Meßfühler müssen die einzelnen Meßfühler herausnehmbar und erforderlichenfalls durch Blinddurchführungen ersetzbar sein;

d) Der Adapter soll ohne eigenes Gewinde abdichten;'¹ einsetzbar sein, da bei einem Einschrauben die Zuleitungskabel verdreht werden.

Über allem steht die Zusatzförderung, daß die Verbindungsstelle zwischen Rohr und Schutzrohrstutzen mit dem dazwischen befindlichen Adapter, auf die sich die Neuerung hauptsächlich bezieht, bei Unterbringung einer maximalen Zahl von Meßfühlern einen minimalen Außendurchmesser auf v/eist, da dieser meist durch die zur Verfügung stehende Öffnung in der Behälterwand begrenzt wird.

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Eine konkrete Aufgabenstellung bei der Entwicklung der Neuerung bestand darin, eine Halterung zu schaffen, die in ihrem Adapter drei Elektroden mit 12 mm Schaftdurchmesser aufnehmen kann, in eine übliche Behälteröffnung von 80 mm 0 (NW 80) einsetzbar ist, die mit einem gummierten Stahlführungsrohr versehen ist, wodurch nur etwa 67 mm lichte Weite zur Verfugung stehen, bei der aber dennoch alle oben erwähnten Merkmale berücksichtigt sind.

Diese Forderung läßt sich mit keiner der bekannten Konstruktionen erfüllen. Bekannte Halterungen für drei Elektroden, bei denen der geforderte Außendurchmesser eingehalten ist, haben entweder die Elektroden im Kopf des Rohres fest eingegossen, so daß sie nicht mehr auswechselbar sind und die gesamte Hcilterung ausgetaascht werden muß, oder der Außendurchmesser des Adapters ist so groß, daß er demjenigen des Rohres entspricht und deshalb als eine Art Zwischenstück mit Schraubgewinde ausgeführt ist, was zum Verdrehen der Zuleitungskabel führt. Andere bekannte Halterungen besitzen voluminöse Verschraubungen, die (die geforderte Grenze für) den Außendurchmesser des Rohres überschreiten.

Es wurde nun gefunden, daß alle Forderungen durch eine Halterung gemäß der Neuerung, wie sie im Anspruch 1 im einzelnen angegeben ist, erfülle werden können- Darüberhinaus ergeben sich mit der neuen Anordnung aber noch weitere Vorteile wie im folgenden dargelegt wird.

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Dadurch, daß der Adapter gemäß der Neuerung lose in das Rohr eingesetzt wird, wobei er an einer axialen Verschiebung durch seine bundartige, zylindrische Verdickung gehindert ist, können die beiden Rohrteile miteinander verschraubt werden, ohne daß sich der Adapter und die Zuleitungskabel dabei verdrehen. Die Abdichtung des Adapters wird dadurch erreicht, daß er vorzugsweise an jeder Seite der zylindrischen Verdickung eine Nut für einen Dichtungsring besitzt. Da eine Abdichtung normalerweise nur gegen eines der Rohre erfolgt, braucht nur an der infragekommenden Seite des Adapters eine Dichtung, z.B. ein O-Ring, eingelegt zu werden. Zwei Nuten werden jedoch vorteilhafterweise deshalb vorgesehen, weil die Durchführungsrichtung der Meßfühler durch den Adapter infolge der dafür angeordneten Gewinde festgelegt ist, durch Positionsänderung des Dichtungsringes der Adapter aber in jeder beliebigen Richtung in die Rohre eingesetzt werden kann. Auch ist es unwesentlich, welches der beiden Rohre das Innengewinde und welches das Außengewinde besitzt. Beim Verschrauben der Rohre wird der Adapter mit seiner zylindrischen Verdickung und der daran anliegenden Dichtung gegen die Anlagekante des abzudichtenden Rohres gedrückt.

Da die beiden den Adapter umschließenden Rohre gemäß der neuen Konstruktion keine Teile oder Ansätze aufweisen, die nach außen öder nach innen aus der Rohrwand hinausragen, können in den meisten Anwendungsfällen billige Normrohre zur Fertigung verwendet werden, ohne daß man wie bei vielen bekannten Halterungen auf teures Vollmaterial zurückgreifen oder Zusatzteile wie Verschraubungsmuffen oder dergleichen anbringen muß. Die neue Halterung kann je nach Anwendungsfall aus Metallen, insbesondere aus rostfreiem Stahl, aber auch aus Kunststoffen wie etwa aus Polypropi en (PPH) , Polyvinylchlorid (PVC) oder Polytetrafluoräthylen (PTFE) gefertigt werden, wobei Einzelteile auch gegen solche aus dem jeweils anderen Material austauschbar sind (z.B. Kunststoffadapter in Edelstahlrohre).

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Die Rohre der neuen Halterung können in Bezug auf ihre übrigen Merkmale in bekannter Weise so ausgeführt sein, daß das eine Rohr die Durchführung durch die Behälterwand, das andere Rohr den durchbrochenen Schutzrohrstutzen bildet. Bei einer Halterung zum Einbau in ein Rohrsystem kann das eine Rohr einen stutzenförmigen Ansatz in einem vom Meßmadium durchströmten Rohrknie bilden, während das andere Rohr als kurzer Stutzen ausgebildet ist, der im wesentlichen nur zur Verschraubung des Adapters dient, aber auch zusätzliche Schaltelemente beherbergen kann. Der Adapter gemäß der Neuerung ist bei gleichen Abmessungen zwischen Halterungen für verschiedene Einbauarten austauschbar. Das bietet den Vorteil, daß Adapter mit fertig geeichten Meßfühlern zum schnellen Austausch an verschiedenen Einsatzorten bereitgehalten werden können. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß die Zuleitungen zu den Meßfühlern mit Steckverbindungen oder Schnellkupplungen versehen sind, was aber normalerweise der Fall ist.

Außer für die Aufnahme der Meßfühler selbst kann der neue Adapter mit der zugehörigen Verschraubung erforderlichenfalls auch an dem den Meßfühlern entgegengesetzten Ende eines Rohres zur Durchführung der Zuleitungskabel verwendet werden.

Eine bevorzugte und spezielle Ausführungsform der Neuerung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Halterung gemäß der Neuerung, ausgeführt für drei Elektroden, angewandt als Unterteil eines Eintauchmeßgebers;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den zugehörigen Adapter;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Halterung gemäß der Neuerung, ausgeführt für drei Elektroden, angewandt als Oberteil eines Durchflußmeßgebers.

Die in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Ausführung einer Halterung gemäß der Neuerung besteht aus einem Rohr 1, welches an seinem Ende 2 etwa bis zur Hälfte der Wandstärke von innen ausgedreht und mxt einem Innengewinde 3 versehen ist. Der übergang vom ausgedrehten Rohrende 2 auf den Innendurchmesser wird durch einen schulterartigen Absatz 4 gebildet. Mit dem Rohr 1 verschraubt ist ein Rohr oder Rohrstutzen 5, dessen Wandung durchbruchartige Bohrungen 6 besitzt. Der Rohrstutzen 5 ist an seinem Ende 7 von außen etwa bis zur halben Wandstärke abgedreht und mit einem Außengewinde 8 versehen, das dem Innengewinde 3 des Rohrendes 2 entspricht.

Zwischen den Rohrenden 2 und 8 ist ein Adapter 10 eingespannt, dessen im wesentlichen zylindrische Mantelfläche 11 einen solchen Außendurchmesser besitzt, daß der Adapter 10 mit seinen Enden leicht passend in die Rohre 1 und 5 eingeschoben werden kann. Der Adapter besitzt eine schulterartige, zylindrische Verdickung 12, zu deren beiden Seiten Ringnuten 13 und 14 in den Adaptermantel eingearbeitet sind. In der Ringnut 14 liegt ein Dichtungsring (O-Ring) 15. Bei festem Verschrauben der Rohre 1 und 5 drückt die Stirnfläche 9 des Rohrendes 7 den Adapter 1ü mit der Verdickung 12 gegen den O-Ring 15 und den Absatz 4, wodurch das Innere des Rohres 1 durch den Adapter 10 gegen die Umgebung abgedichtet wild. Wird der Adapter 10 als Oberteil eines rurchflußmeßgebers oder als Oberteil eines Eintauchmeßgebers verwendet, dann tritt anstelle des Rohres 1 das Oberteil 26 des Durchflußmeßgebers oder Eintauchmeßgebers. Dazu wird der O-Ring 15 in die Ringnut 13 gelegt.

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Der Adapter 10 enthält gleichmäßig über seine Stirnfläche verteilt drei axiale Bohrungen 16 (Fig. 2, in ""ig. 1 nur eine gezeigt) zur Aufnahme von je einer Glaselektrode. Jede Bohrung 16 besitzt eine Erweiterung 1V mit einem Innengewinde 18, in das der Kopf 21 einer Elektrode 20 eingeschraubt werden kann. Die Abdichtung erfolgt mittels eines O-Ringes 19. Zum festen Anziehen besitzt der Elektrodenkopf 21 einen Sechskant 22/ der jedoch nicht über den Außendurchmesser des Gewindes des Elektrodenkopfes hinausragt. Der Elektrodenschaft 23 ragt aus dem Adapter hinaus in den Rohrstutzen 5. Am Elektrodenkopf 21 innerhalb des Rohres 1 ist mit einem Schnellschraubverschluß das Zuleitungskabel 25 angeschlossen.

Die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform der Neuerung ist zur Aufnahme von drei Glaselektroden mit den Glasabmessungen nach DIM 19 263 (Febr. 1961) vorgesehen, welche einen Durchmesser des Schaftes 23 von 12 mm besitzen. Der Elektrodensteckkopf 21 ist entsprechend Dt-GM 7 208 139 ausgeführt und besitzt z.B. ein Panzerrohrgewinde PG 13,5 mit 20 mm Außendurchmesser nach DIN 40 430. Die Halterung ist z.B. dafür vorgesehen, in eine Behälteröffnung von NW 80 eingeschoben zu werden, die mit einem gummierten Führungsrohr von etwa 67 mm lichtem Innendurchmesser versehen ist.

Die Rohre 1 und 5 sind aus handelsüblichen PPH-Rohren (Polypropylen) nach DIN 8Ο77, Reihe 63 mit 5,8 rom Wandstärke gefertigt. Bei der ausgeführten Halterung für drei Elektroden beträgt das Verhältnis zwischen Schaftdurchmesser Jer Elektroden und Außendurchmesser der Rohre 1 und 5 etwa 1 : 5,3. Ein Verhältnis von 1 : 5,5 darf bei den geforderten Bedingungen nicht überschritten werden.

Bei einem Adapter für vier Elektroden wird bei einer Halterun" gemäß der Neuerung ein entsprechendes Verhältnis von 1: υ,25 erreicht.

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Claims

S chatζ anSprüche

1. Halterung zum Einführen von Meßfühlern, insbesondere von Elektroden zur elektrochemischen Potentialmessung von Flüssigkeiten, in geschlossene -.Behälter und Rohrleitungen, bestehend aus zwei an jeweils einem ihrer Enden mit einem Gewinde versehenen Rohren und einem zwischen diese Enden eingefügten Adapter mit axialen Bohrungen zum abdichtenden Durchführen der Meßfühler, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das eine der Rohre mit einem Innengewinde, das andere I der Rohre mit einem entsprechenden Außengewinde versehen ist, der gemeinsame Gewindedurchmesser kleiner

als der gemeinsame Außendurchmesser, aber größer als der jomeinsame Innendurchmesser der Rohrenden ist, die Rohrenden im Bereich der Gewinde keinerlei Verdickung aufweisen, und der übergang vom Innengewinde des einen Rohres auf dessen Innendurchmesser in Form eines schulterartigen Absatzes ausgeführt ist, und

b) dieser Adapter aus einem im wesentlichen zylindrischen Block mit axialen Bohrungen für die Meßfühler besteht, dessen Außendurchmesser in den Endbereichen etwas kleiner als der Innendurchmesser der Rohrenden ist, in die er leicht passend eingeschoben werden kann, und der in seinem mittleren Bereich eine bundartige zylindrische Verdickung aufweist, deren Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Rohrenden, aber etwas kleiner als der innere Gewindedurchmesser ist, so daß die Verdickung bei verschraubten Rohrenden mit ihrer einen Stirnfläche an diesem schulterartigen Absatz und mit

j ihrer anderen Stirnfläche an der Stirnseiicf. des mit dem

Außengewinde versehenen Rohrendes anliegt.

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2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter an jeder der beiden Seiten der bundartigen zylindrischen Verdickung eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes, z.B. eines O-Ringes aufweist.

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese axialen Bohrungen zur Aufnanme der Meßfühler an einem Ende eine absatzartige Durchraessererwexterung aufweisen, die ein Innengewinde besitzt, in Jas z.B. der Kopf einer Glaselektrode unter Zwischenfügung eines Dichtringes abdichtend eingeschraubt werden kann.

4. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis ?. , dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter drei in der Anordnung eines gleichseitigen Dreiecks verteilte radiale Bohrungen zur Aufnahme von beispielsweise Glaselektroden, Bezugselektroden oder Widerstandsthermometer aufweist.

5. Halterung nach Anspruch 4 zur Aufnahme von Glaselektroden, bestehend aus einem Schaft und einem Kopf, z.B. nach DIN 19 263 (Februar 1961), dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Rohrenden nicht mehr als das 5,5-fache des Schaftdurchmessers der Glaselektroden beträgt.

6. Halteru'7 nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,- daß für z.B. 4 Bohrungen für Elektroden, z.B. nach DIN 19 26 3, der Außendurchmesser der Rohrenden nicht mehr als das 6,25-fache des Schaftdurchmessers der Elektroden beträgt.

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Halterung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 zum Durchführen durch die Wand eines geschlossenen Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine Rohr an einem Ende Mittel zur Befestigung in der Behälterwand besitzt, an seinem anderen Ende durch den Adapter gegen die Umgebung abgedichtet ist und in seinem Inneren die Anschlußkabel für die Meßfühler (Elektroden) aufnimmt, und daß das andere Rohr als Rohrstutzen mit durchbrochener Wandung ausgeführt ist, welcher zum Schutz der in das Meßmediuia eintauchenden Meßfühler (Elektrodenschäfte) gegen äußere mechanische Einflüsse ausgeführt ist.

8. Halterung nach eir.em der Ansprüche 3 bis 6 zur Verwendung in einem geschlossenen Rohrleitungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß dieses eine Rohr Teil eines Rohrknies ist, das etwa von einem Teilstrom des zu messenden Mediums durchströmt wird und durch den Adapter gegen die äußere Umgebung abgedichtet ist und die-, es andere Rohr als offener Rohrstutzen zum Zuführen der Anschlußkabel ausgebildet ist.

9. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Kunststoff, beispielsweise Polypropylen oder PTFE, gefertigt ist.

10. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Metall, vorzugsweise rostfreiem Stahl, gefertigt ist«

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