WO2020244825A1 - Messgerät mit flansch, flansch und behälter - Google Patents

Messgerät mit flansch, flansch und behälter Download PDF

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WO2020244825A1
WO2020244825A1 PCT/EP2020/058986 EP2020058986W WO2020244825A1 WO 2020244825 A1 WO2020244825 A1 WO 2020244825A1 EP 2020058986 W EP2020058986 W EP 2020058986W WO 2020244825 A1 WO2020244825 A1 WO 2020244825A1
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flange
clamping
measuring device
container
opening
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Florian KRÄMER
Patrick HEIZMANN
Stefan Allgaier
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Vega Grieshaber KG
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2/00—Friction-grip releasable fastenings
    • F16B2/02—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/06—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening external, i.e. with contracting action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F16B2/02—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening
    • F16B2/04—Clamps, i.e. with gripping action effected by positive means other than the inherent resistance to deformation of the material of the fastening internal, i.e. with spreading action
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves

Definitions

  • Measuring device with flange, flange and container
  • the invention relates to measuring devices in an industrial environment.
  • the invention relates to a measuring device for attachment to or in an opening of a container, a flange set up for attachment to or in an opening of a container, and a container with a measuring device or a flange attached thereto.
  • measuring devices in the industrial environment can be provided for level measurement, point level detection, flow measurement, pressure measurement, level and flow measurement or temperature measurement.
  • Such field devices hereinafter also referred to as measuring devices, can be designed to be attached to or in an opening of a container. This attachment is either by means of a flange mount or a screw mount.
  • the measuring device for example a level measuring device, has a plate-shaped flange which surrounds the antenna neck of the device in a flange-like manner in order to be screwed to a corresponding counter flange in the area of the opening of the container.
  • the antenna neck itself is equipped with an external thread so that the level measuring device can be screwed into a corresponding internal thread in a corresponding container opening via the external thread. It is also possible to attach sensors using mounting brackets or clamp brackets.
  • a first aspect of the invention relates to a measuring device, set up for attachment to or in an opening of a container.
  • the measuring device has a flange which is set up to rest on the top of a wall of the container which surrounds (includes) the opening of the container.
  • a tensioning or spreading device is provided which is set up to set and exert a tensioning or spreading force on the underside of the wall or on the inside of the opening in order to fasten the flange to the opening. This enables universal sensor mounting for a large number of different openings in containers or other measuring arrangements.
  • a special mounting flange does not have to be used, even if there is no suitable mounting opening (e.g. flange or threaded connector). There is also no need to attach a corresponding thread to the sensor. The assembly and manufacturing costs can thus be reduced.
  • flange or thread mounting is not technically possible, for example with containers made of thin-walled sheet metal or plastic containers. Here the operator must create individual mounting options.
  • the measuring device with its flange and the clamping or spreading device can be easily and quickly installed on the process connection using spreading and clamping technology. There is no need to rely on special fastening devices such as flanges or threads at the measuring point.
  • a simple opening on the container or some other measuring arrangement is sufficient.
  • the opening can be designed as desired, since the clamping or spreading device can be set to different opening diameters and cross-sections by being pushed radially outwards or inwards.
  • the measuring device can be designed for process automation in the industrial Elmfeld.
  • process automation in the industrial Elmfeld can be understood as a sub-area of technology that includes all measures for operating machines and systems without human involvement.
  • One goal of process automation is to automate the interaction of individual components in a plant in the chemical, food, pharmaceutical, oil, paper, cement, shipping or mining sectors.
  • a large number of sensors can be used for this purpose, which are particularly tailored to the specific requirements of the process industry, such as mechanical stability, insensitivity against pollution, extreme temperatures and extreme pressures. Measured values from these sensors are usually transmitted to a control room, in which process parameters such as level, limit level, flow rate, pressure or density can be monitored and settings for the entire plant can be changed manually or automatically.
  • a sub-area of process automation in the industrial environment relates to logistics automation.
  • processes within a building or within a single logistics system are automated in the field of logistics automation.
  • Typical applications are e.g. Systems for logistics automation in the area of baggage and freight handling at airports, in the area of traffic monitoring (toll systems), in trade, parcel distribution or in the area of building security
  • the measuring device has a flange seal which is arranged on the underside of the flange and is designed to be pressed against the top of the wall of the container when the clamping force or spreading force is exerted. This integrated seal can ensure that the measuring point can still be sealed against the process. This means that measuring devices with a standardized process connection can be used and there is no need for an individual replacement.
  • the tensioning or spreading device has a clamping screw and a clamping element which can be displaced in the direction of the underside of the flange by rotating the clamping screw to exert the clamping force.
  • a frame can be provided in which the clamping screw is held and which, together with the clamping screw, can be moved radially outward along a slot-like recess in the flange, so that the clamping or spreading device can be set to different opening diameters and cross-sections .
  • the flange has an opening or bore provided with an internal thread, which is designed to screw in a measuring device housing which has a corresponding external thread in order to fasten the measuring device housing to the flange.
  • This external thread can be located on the antenna neck, for example.
  • the measuring device also has a screw mechanism, for example in the form of a screw or a clamping nut, which is attached to an external thread of the measuring device housing.
  • the tensioning or spreading device has an expanding bracket, the flange being arranged, for example, between the clamping nut and the expanding bracket. The flange is counteracted by operating the screw mechanism pressed the spreading bracket to spread it radially outwards to generate the spreading force.
  • the fastening device described in the preceding paragraph can be used alternatively or in addition to the fastening device described above with the clamping screw and the clamping element.
  • the measuring device has an internal, circumferential seal which is arranged between the measuring device housing and the flange.
  • this circumferential seal can be designed in the form of a sealing ring or O-ring.
  • the measuring device has a second clamping or spreading device, both clamping or spreading devices being attached to the flange opposite one another.
  • the measuring device has a second and a third clamping or spreading device. Further tensioning or spreading devices can also be provided. In this embodiment, all clamping or spreading devices are attached to the flange at the same radial distance from the center point of the flange, with adjacent clamping or spreading devices enclosing the same angle.
  • Another aspect relates to a flange designed for attachment to or in an opening of a container.
  • the flange has an opening designed to receive and hold a measuring device, which can for example be screwed or pushed into it.
  • a flange underside is provided which is set up to rest on the upper side of a wall of the container which encloses or forms the opening of the container.
  • the flange has a clamping device, set up for setting and exerting a clamping force on the underside of the Wall or on the inside of the opening to attach the flange to the opening.
  • the flange can have all the features that are described above and in the following description of the figures in connection with the measuring device.
  • a further aspect relates to a container with a measuring device, described above and below, attached to it and / or a flange, described above and below, attached to it.
  • the container can be a plastic container or a thin-walled sheet metal container. Further embodiments are described below with reference to the figures. The representation in the figures is schematic and not to scale. If the same reference numerals are used in the following description of the figures, they denote the same or similar elements.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a measuring device according to a first embodiment.
  • Fig. 2 shows a plan view of a flange.
  • FIG. 3 shows a detailed view of a clamping device. 4 shows a measuring device according to a further embodiment.
  • FIG 5 shows a measuring device and a container according to a further embodiment.
  • FIG. 6 shows a measuring device according to a further embodiment. Detailed description of embodiments
  • FIG. 1 shows a measuring device 100 with a flange 115 which is fastened to the wall 112 of a container 106 by means of a clamping or spreading device 110, 116.
  • the measuring device 100 has a measuring device housing 127 which has a homing antenna on the side facing the process, with an external thread on its neck. This external thread is screwed into the opening 118 of the flange 115.
  • the flange bottom 120 rests on the top 111 of the container wall 112, it being possible for a sealing ring 125 to be arranged between the flange bottom 120 and the wall top 111.
  • Two horizontally displaceable clamping elements 110, 116 are provided, which can be pushed radially outwards along the flange until they strike the container opening.
  • the clamping connection 116 for example in the form of a clamping plate, is pushed vertically upwards by the clamping screw 122 in the direction of the underside 113 of the container wall 106, like this is shown in particular in FIG.
  • a cover 124 can be provided for sealing the horizontally adjustable clamping device 110, 116.
  • FIG. 2 shows a top view of the flange of FIG. 1 in an overall view (right) and a detail in a detailed view (left).
  • the flange 115 has two concentrically arranged clamping devices opposite one another, each of which has a clamping screw 122.
  • the clamping screw is horizontally displaceable within the slot-like recess 123.
  • the clamping screw 122 is located in a frame 110 in which the clamping screw is held and which, together with the clamping screw, can be moved along the slot-like recess 123 in the flange 115.
  • a type of tube 134 can be provided in which the clamping screw is located.
  • a recess 126 is provided which receives the tip of the clamping screw.
  • FIG. 4 shows an arrangement with a measuring device attached below the sealing plane 131, which is screwed into the flange 115 from below.
  • FIG. 5 shows a measuring device fastened to a container 106 in the form of a fill level radar with an electronics housing 132 and a clamping or spreading device 107.
  • FIG. 6 shows a detailed sectional view of a tensioning or spreading device.
  • the tensioning or spreading device can also be referred to as a spreading and clamping unit.
  • the measuring device 100 is inserted manually through a predetermined opening in the container 106.
  • the clamping nut 103 which has a shortened contact surface 109
  • the flange plate 104 with seal 105, 101 and expansion actuator 135 is pressed against the container wall, and in particular against the upper side 111 of the container wall 112.
  • the expansion bracket 107 is pressed by the expansion actuator 135 and the bracket suspension 117 against the inside 114 of the container opening.
  • the flange plate is pulled in the direction of the top 111 of the container wall 112 by means of a corresponding design of the spreading bracket.
  • the spreader bars 107 are S-shaped so that the downward pressure force of the spreader actuator 135 on one end of the spreader bar 107 causes a radially outward movement of the other end with a superimposed upward movement.
  • the seal 101 located on the inside moves on a smooth surface (sliding surface) during the clamping process in order to avoid deformation and thus damage to the seal and to ensure the sealing function.
  • a reduced contact surface of the clamping nut on the flange plate 104 minimizes frictional forces. This prevents the flange plate from twisting during the clamping process.
  • At least two spreading brackets 107 are advantageous for correct assembly. However, three, four or more spreading brackets can also be provided.
  • the expansion and clamping technology at the sensor process connection enables universal mounting on openings on or above measuring devices.
  • sensors can be easily, quickly and safely installed in thin-walled containers or other measuring arrangements with an opening of any kind.
  • measuring devices can be installed quickly and easily in thick-walled containers with a corresponding bore (or round opening).
  • the diameter of the opening in the container or at the measuring point must correspond to the spreading device on the measuring device. Different diameters of the opening can be covered and sealed with different designs of the spreading device. It can also be provided that appropriate adapter flanges with standardized sensor connections (for example G V2 inch or NPT connection thread) are offered for both the expansion and the clamping technology. It is no longer necessary to store sensors with different process connections.

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Abstract

Messgerät, eingerichtet zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters, aufweisend einen Flansch zur Auflage auf die Oberseite einer Wand des Behälters, welche die Behälteröffnung einschließt, sowie mehrere Spann- oder Spreizvorrichtungen, eingerichtet zum Einstellen und Ausüben einer Spann- oder Spreizkraft auf die Unterseite der Wand oder auf die Innenseite der Öffnung, um den Flansch an der Öffnung zu befestigen.

Description

Messgerät mit Flansch, Flansch und Behälter
Bezugnahme auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der europäischen
Patentanmeldung Nr. 19 179 066.6, eingereicht am 7. Juni 2019, die in vollem Umfang durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen wird.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Messgeräte im industriellen Umfeld. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Messgerät zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters, einen Flansch, eingerichtet zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters, und einen Behälter mit einem daran angebrachten Messgerät oder einem daran angebrachten Flansch.
Hintergrund Messgeräte im industriellen Umfeld können zur Füllstandmessung, Grenzstanderfassung, Durchflussmessung, Druckmessung, Pegel- und Durchflussmessung oder Temperaturmessung vorgesehen sein. Derartige Feldgeräte, im Folgenden auch als Messgeräte bezeichnet, können zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters ausgeführt sein. Diese Befestigung erfolgt entweder mittels einer Flanschbefestigung oder einer Einschraubbefestigung. Bei der Flanschbefestigung weist das Messgerät, beispielsweise ein Füllstandmessgerät, einen tellerförmigen Flansch auf, welcher den Antennenhals des Geräts flanschartig umgibt, um mit einem entsprechenden Gegenflansch im Bereich der Öffnung des Behälters verschraubt zu werden.
Bei der Einschraubbefestigung ist der Antennenhals selbst mit einem Außengewinde ausgestattet, so dass das Füllstandmessgerät über das Außengewinde in ein entsprechendes Innengewinde in einer entsprechenden Behälter Öffnung eingeschraubt werden kann. Außerdem besteht die Möglichkeit, Sensoren mittels Montageklammern oder Klammerbügeln zu befestigen.
Zusammenfassung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Befestigung von Messgeräten an einem Behälter bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Messgerät, eingerichtet zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters. Das Messgerät weist hierfür einen Flansch auf, der eingerichtet ist zur Auflage auf die Oberseite einer Wand des Behälters, welche die Öffnung des Behälters umgibt (einschließt). Es ist eine Spann- oder Spreizvorrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist zum Einstellen und Ausüben einer Spann- oder Spreizkraft auf die Unterseite der Wand oder auf die Innenseite der Öffnung, um den Flansch an der Öffnung zu befestigen. Somit wird eine universale Sensormontage für eine große Anzahl von verschiedenen Öffnungen von Behältern oder sonstigen Messanordnungen ermöglicht.
Ein spezieller Montageflansch muss nicht genutzt werden, selbst wenn keine passende Montageöffnung (zum Beispiel Flansch oder Gewindestutzen) vorhanden ist. Auch muss kein entsprechendes Gewinde am Sensor angebracht werden. Somit kann der Montage- und Fertigungsaufwand reduziert werden.
Je nach Behälterausführung ist darüber hinaus eine Flansch- oder Gewindemontage technisch nicht möglich, beispielsweise bei Behältern aus dünnwandigem Blech oder Kunststoffbehältern. Hier muss der Betreiber individuelle Befestigungsmöglichkeiten schaffen.
Das Messgerät kann mit seinem Flansch und der Spann- oder Spreizvorrichtung mittels Spreiz- und Klemmtechnik am Prozessanschluss einfach und schnell montiert werden. Die Abhängigkeit von speziellen Befestigungsvorrichtungen, wie Flansche oder Gewinde, an der Messstelle entfällt. Eine einfache Öffnung am Behälter oder einer anderweitigen Messanordnung ist ausreichend. Die Öffnung kann beliebig ausgeführt sein, da die Spann- oder Spreizvorrichtung auf verschiedene Öffnungsdurchmesser und Querschnitte einstellen kann, indem sie radial nach außen oder nach innen geschoben wird.
Das Messgerät kann zur Prozessautomatisierung im industriellen Elmfeld ausgeführt sein. Elnter dem Begriff„Prozessautomatisierung im industriellen Elmfeld“ kann ein Teilgebiet der Technik verstanden werden, welches alle Maßnahmen zum Betrieb von Maschinen und Anlagen ohne Mitwirkung des Menschen beinhaltet. Ein Ziel der Prozessautomatisierung ist es, das Zusammenspiel einzelner Komponenten einer Werksanlage in den Bereichen Chemie, Lebensmittel, Pharma, Erdöl, Papier, Zement, Schifffahrt oder Bergbau zu automatisieren. Hierzu können eine Vielzahl an Sensoren eingesetzt werden, welche insbesondere an die spezifischen Anforderungen der Prozessindustrie, wie bspw. mechanische Stabilität, Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzung, extremen Temperaturen und extremen Drücken, angepasst sind. Messwerte dieser Sensoren werden üblicherweise an eine Leitwarte übermittelt, in welcher Prozessparameter wie Füllstand, Grenzstand, Durchfluss, Druck oder Dichte überwacht und Einstellungen für die gesamte Werksanlage manuell oder automatisiert verändert werden können.
Ein Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Logistikautomation. Mit Hilfe von Distanz- und Winkel Sensoren werden im Bereich der Logistikautomation Abläufe innerhalb eines Gebäudes oder innerhalb einer einzelnen Logistikanlage automatisiert. Typische Anwendungen finden z.B. Systeme zur Logistikautomation im Bereich der Gepäck- und Frachtabfertigung an Flughäfen, im Bereich der Verkehrsüberwachung (Mautsysteme), im Handel, der Paketdistribution oder aber auch im Bereich der Gebäudesicherung
(Zutrittskontrolle). Gemein ist den zuvor aufgezählten Beispielen, dass eine Präsenzerkennung in Kombination mit einer genauen Vermessung der Größe und der Lage eines Objektes von der jeweiligen Anwendungsseite gefordert wird. Hierfür können Sensoren auf Basis optischer Messverfahren mittels Laser, LED, 2D- Kameras oder 3D-Kameras, die nach dem Laufzeitprinzip (time of flight, ToF) Abstände erfassen, verwendet werden.
Ein weiteres Teilgebiet der Prozessautomatisierung im industriellen Umfeld betrifft die Fabrik-/Fertigungsautomation. Anwendungsfälle hierzu finden sich in den unterschiedlichsten Branchen wie Automobilherstellung, Nahrungsmittelherstellung, Pharmaindustrie oder allgemein im Bereich der Verpackung. Ziel der Fabrikautomation ist, die Herstellung von Gütern durch Maschinen, Fertigungslinien und/oder Roboter zu automatisieren, d. h. ohne Mitwirkung des Menschen ablaufen zu lassen. Die hierbei verwendeten Sensoren und spezifischen Anforderungen im Hinblick auf die Messgenauigkeit bei der Erfassung der Lage und Größe eines Objektes sind mit denen der im vorigen Beispiel der Logistikautomation vergleichbar. Gemäß einer Ausführungsform weist das Messgerät eine Flanschdichtung auf, die an der Flanschunterseite angeordnet ist und eingerichtet ist, bei Ausüben der Spannkraft oder Spreizkraft gegen die Oberseite der Wand des Behälters gepresst zu werden. Durch diese integrierte Dichtung kann sichergestellt werden, dass die Messstelle weiterhin gegen den Prozess abgedichtet werden kann. Somit können Messgeräte mit standardisiertem Prozessanschluss verwendet werden und eine individuelle Ersatzvorhaltung kann entfallen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Spann- oder Spreizvorrichtung eine Klemmschraube und ein Klemmelement auf, welches sich durch Drehung der Klemmschraube zur Ausübung der Spannkraft in Richtung der Flanschunterseite verschieben lässt.
Darüber hinaus kann ein Rahmen vorgesehen sein, in welchem die Klemmschraube gehalten wird, und welcher sich zusammen mit der Klemmschraube entlang einer schlitzartigen Aussparung im Flansch radial nach außen verschieben lässt, so dass sich die Spann- oder Spreizvorrichtung auf verschiedene Öffnungsdurchmesser und -querschnitte einstellen lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Flansch eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung oder Bohrung auf, welche zum Einschrauben eines Messgerätegehäuses eingerichtet ist, welches ein entsprechendes Außengewinde aufweist, um das Messgerätegehäuse an dem Flansch zu befestigen.
Dieses Außengewinde kann sich beispielsweise am Antennenhals befinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Messgerät weiterhin einen Schraubmechanismus, beispielsweise in Form einer Schraube oder einer Spannmutter auf, welche an einem Außengewinde des Messgerätegehäuses angebracht ist. Die Spann- oder Spreizvorrichtung weist einen Spreizbügel auf, wobei der Flansch beispielsweise zwischen der Spannmutter und dem Spreizbügel angeordnet ist. Durch Betätigen des Schraubmechanismus wird der Flansch gegen den Spreizbügel gedrückt, um diesen zum Erzeugen der Spreizkraft radial nach außen zu spreizen.
Die im vorhergehenden Absatz beschriebene Befestigungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu der weiter oben beschriebenen Befestigungseinrichtung mit der Klemmschraube und dem Klemmelement eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Messgerät eine innen liegende, umlaufende Dichtung auf, welche zwischen dem Messgerätegehäuse und dem Flansch angeordnet ist. Insbesondere kann diese umlaufende Dichtung in Form eines Dichtrings oder O-Rings ausgeführt sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Messgerät eine zweite Spann oder Spreizvorrichtung auf, wobei beide Spann- oder Spreizvorrichtungen an dem Flansch gegenüber voneinander angebracht sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Messgerät eine zweite und eine dritte Spann- oder Spreizvorrichtung auf. Es können auch noch weitere Spann- oder Spreizvorrichtungen vorgesehen sein. Sämtliche Spann- oder Spreizvorrichtungen sind in dieser Ausführungsform an dem Flansch im selben radialen Abstand zur Mittelpunkt des Flansches angebracht, wobei benachbarte Spann- oder Spreizvorrichtungen denselben Winkel einschließen.
Ein weiterer Aspekt betrifft einen Flansch, eingerichtet zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters. Der Flansch weist eine Öffnung auf, eingerichtet zum Aufnehmen und Halten eines Messgeräts, welches beispielsweise darin eingeschraubt oder eingeschoben werden kann.
Es ist eine Flanschunterseite vorgesehen, die eingerichtet ist zur Auflage auf die Oberseite einer Wand des Behälters, welche die Öffnung des Behälters einschließt bzw. ausbildet. Darüber hinaus weist der Flansch eine Spannvorrichtung auf, eingerichtet zum Einstellen und Ausüben einer Spannkraft auf die Unterseite der Wand oder auf die Innenseite der Öffnung, um den Flansch an der Öffnung zu befestigen.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass der Flansch sämtliche Merkmale aufweisen kann, die oben und in der folgenden Figurenbeschreibung im Zusammenhang mit dem Messgerät beschrieben sind.
Ein weiterer Aspekt betrifft einen Behälter mit einem oben und im Folgenden beschriebenen, daran angebrachten Messgerät und/oder einem oben und im Folgenden beschriebenen, daran angebrachten Flansch.
Insbesondere kann der Behälter ein Kunststoffbehälter sein oder ein dünnwandiger Blechbehälter. Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren weitere Ausführungsformen beschrieben. Die Darstellung in den Figuren ist schematisch und nicht maßstäblich. Werden in der folgenden Figurenbeschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese gleiche oder ähnliche Elemente.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Messgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht eines Flansches.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht einer Spannvorrichtung. Fig. 4 zeigt ein Messgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 5 zeigt ein Messgerät und einen Behälter gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 6 zeigt ein Messgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt ein Messgerät 100 mit einem Flansch 115, der mittels einer Spann- oder Spreizvorrichtung 110, 116 an der Wand 112 eines Behälters 106 befestigt ist.
Das Messgerät 100 weist ein Messgerätegehäuse 127 auf, das auf der prozesszugewandten Seite eine Homantenne aufweist, mit einem Außengewinde an deren Hals. Dieses Außengewinde ist in die Öffnung 118 des Flansches 115 eingeschraubt. Die Flanschunterseite 120 liegt auf der Oberseite 111 der Behälterwand 112 auf, wobei ein Dichtring 125 zwischen der Flanschunterseite 120 und der Wandoberseite 111 angeordnet sein kann.
Es sind zwei horizontal verschiebbare Spannelemente 110, 116 vorgesehen, welche radial entlang des Flansches nach außen geschoben werden können, bis sie gegen die Behälteröffnung stoßen.
Werden die Klemmschrauben 122 der beiden Spannvorrichtungen 110, 116 betätigt (siehe Fig. 2 und 3), wird die Klemmverbindung 116, beispielsweise in Form eines Klemmbleches, durch die Klemmschraube 122 vertikal nach oben in Richtung der Unterseite 113 der Behälterwand 106 geschoben, wie dies insbesondere in der Fig. 3 dargestellt ist.
Optional kann ein Deckel 124 zur Abdichtung der horizontal verstellbaren Spannvorrichtung 110, 116 vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Flansch der Fig. 1 in einer Gesamtdarstellung (rechts) und einen Ausschnitt in Detailansicht (links). Der Flansch 115 weist zwei einander gegenüberliegende, konzentrisch angeordnete Spannvorrichtungen auf, welche jeweils eine Klemmschraube 122 aufweist. Die Klemmschraube ist horizontal innerhalb der schlitzartigen Aussparung 123 verschiebbar. Wie in der linken Hälfte der Fig. 2 zu sehen, befindet sich die Klemmschraube 122 in einem Rahmen 110, in welchem die Klemmschraube gehalten wird, und welcher sich zusammen mit der Klemmschraube entlang der schlitzartigen Aussparung 123 im Flansch 115 verschieben lässt.
Darüber hinaus kann eine Art Röhre 134 vorgesehen sein, in welcher sich die Klemmschraube befindet. Im unteren Sockelbereich des Rahmens 110 ist eine Aussparung 126 vorgesehen, welche die Spitze der Klemmschraube aufnimmt.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit einem unterhalb der Dichtebene 131 angebrachten Messgerät, welches von unten in den Flansch 115 eingeschraubt ist.
Fig. 5 zeigt ein an einem Behälter 106 befestigtes Messgerät in Form eines Füllstandradars mit einem Elektronikgehäuse 132 und einer Spann- oder Spreizvorrichtung 107.
Fig. 6 zeigt eine detaillierte Schnittansicht einer Spann- oder Spreizvorrichtung. Die Spann- oder Spreizvorrichtung kann auch als Spreiz- und Klemmeinheit bezeichnet werden. Durch eine vorgegebene Öffnung des Behälters 106 wird das Messgerät 100 händisch eingesetzt. Mithilfe der Spannmutter 103, die eine verkürzte Anpressfläche 109 aufweist, wird die Flanschplatte 104 mit Dichtung 105, 101 und Spreizbetätiger 135 gegen die Behälterwandung, und insbesondere gegen die Oberseite 111 der Behälterwandung 112, gedrückt. Anschließend werden durch die Drehbewegung der Mutter die Spreizbügel 107 durch den Spreizbetätiger 135 und die Bügel aufhängung 117 gegen die Innenseite 114 der Behälter Öffnung gedrückt. Durch eine entsprechende Ausführung der Spreizbügel wird die Flanschplatte Richtung der Oberseite 111 der Behälterwand 112 gezogen. Somit kann eine optionale Abdichtung zum Prozess sowie eine sichere Befestigung gewährleistet werden. Hierfür sind die Spreizbügel 107 S-förmig ausgestaltet, so dass die nach unten gerichtete Druckkraft des Spreizbetätigers 135 auf das eine Ende des Spreizbügels 107 eine radial nach außen gerichtete Bewegung des anderen Endes mit einer überlagerten Nachobenbewegung bedingt.
Die innen liegende Dichtung 101 bewegt sich während des Spannvorgangs auf einer glatten Oberfläche (Gleitfläche), um Deformierung und somit eine Beschädigung der Dichtung zu vermeiden und die Dichtfunktion zu gewährleisten.
Durch eine reduzierte Auflagefläche der Spannmutter auf die Flanschplatte 104 werden Reibungskräfte minimiert. Dadurch wird ein Verdrehen der Flanschplatte während des Spannvorgangs vermieden.
Für eine korrekte Montage sind mindestens zwei Spreizbügel 107 vorteilhaft. Es können aber auch drei, vier oder mehr Spreizbügel vorgesehen sein.
Durch die Spreiz- und Klemmtechnik am Sensorprozessanschluss ist eine universelle Montage an Öffnungen an oder über Messgeräten möglich.
Durch die individuell einstellbare Klemmtechnik können bei dünnwandigen Behältern oder sonstigen Messanordnungen, mit einer Öffnung jeglicher Art, Sensoren einfach und schnell und sicher montiert werden.
Durch die Spreiztechnik können bei dickwandigen Behältern mit einer entsprechenden Bohrung (oder Rundöffnung) Messgeräte einfach und schnell sicher montiert werden.
Der Durchmesser der Öffnung im Behälter oder an der Messstelle muss mit der Spreizvorrichtung am Messgerät korrespondieren. Mit verschiedenen Ausführungen der Spreizvorrichtung können verschiedene Durchmesser der Öffnung abgedeckt und abgedichtet werden. Auch kann vorgesehen sein, dass sowohl für die Spreiz- als auch die Klemmtechnik entsprechende Adapterflansche mit standardisiertem Sensoranschluss (zum Beispiel G V2 Zoll oder NPT- Anschlussgewinde) angeboten werden. Eine Lagerhaltung von Sensoren mit verschiedenen Prozessanschlüssen ist nicht mehr notwendig.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und die unbestimmten Artikel„eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Patentansprüche
1. Messgerät (100), eingerichtet zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters (106), aufweisend:
einen Flansch (104, 115), eingerichtet zur Auflage auf die Oberseite (111) einer Wand (112) des Behälters, welche die Öffnung des Behälters einschließt;
eine Spann- oder Spreizvorrichtung (107, 110, 116, 117), eingerichtet zum Einstellen und Ausüben einer Spann- oder Spreizkraft auf die Unterseite (113) der Wand oder auf die Innenseite (114) der Öffnung, um den Flansch an der Öffnung zu befestigen.
2. Messgerät (100) nach Anspruch 1, weiter aufweisend:
eine Flanschdichtung (105, 125), angeordnet an der Flanschunterseite (120) und eingerichtet, bei Ausüben der Spannkraft oder Spreizkraft gegen die Oberseite (111) der Wand (112) des Behälters (106) gepresst zu werden.
3. Messgerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Spann- oder Spreizvorrichtung (107, 110, 116, 117) eine Klemmschraube (122) und ein Klemmelement (116) aufweist, welches sich durch Drehung der Klemmschraube zur Ausübung der Spannkraft in Richtung der Flanschunterseite (120) verschieben lässt.
4. Messgerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend: einen Rahmen (110), in welchem die Klemmschraube (122) gehalten wird, und welcher sich zusammen mit der Klemmschraube entlang einer schlitzartigen Aussparung (123) im Flansch (104, 115) verschieben lässt.
5. Messgerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flansch (104, 115) eine mit einem Innengewinde versehene Öffnung (118) aufweist, welche zum Einschrauben eines Messgerätegehäuses (127) eingerichtet ist, um das Messgerätegehäuse an dem Flansch zu befestigen.
6. Messgerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend: einen Schraubmechanismus, insbesondere in Form einer Schraube oder einer Spannmutter (103), welche an einem Außengewinde (102) des Messgerätegehäuses (127) angebracht ist;
wobei die Spann- oder Spreizvorrichtung (107, 110, 116, 117) einen
Spreizbügel (107) aufweist;
wobei der Flansch (104, 115) zwischen dem Schraubmechanismus und dem Spreizbügel angeordnet ist, so dass der Flansch beim Einschrauben des Schraubmechanismus gegen den Spreizbügel drückt und diesen zum Erzeugen der Spreizkraft radial nach außen spreizt.
7. Messgerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend: eine innenliegende, umlaufende Dichtung (101), welche zwischen dem Messgerätegehäuse (127) und dem Flansch (104, 115) angeordnet ist.
8. Messgerät (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend: eine zweite Spann- oder Spreizvorrichtung (107, 110, 116, 117);
wobei beide Spann- oder Spreizvorrichtungen an dem Flansch (104, 115) gegenüber voneinander angebracht sind.
9. Messgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter aufweisend:
eine zweite und eine dritte Spann- oder Spreizvorrichtung (107, 110, 116,
117);
wobei sämtliche Spann- oder Spreizvorrichtungen an dem Flansch (104, 115) im selben radialen Abstand zum Mittelpunkt (130) des Flansches angebracht sind.
10. Flansch (115), eingerichtet zur Anbringung an oder in einer Öffnung eines Behälters (106), aufweisend:
eine Öffnung (118), eingerichtet zum Aufnehmen und Halten eines Messgeräts (100);
eine Flanschunterseite (120), eingerichtet zur Auflage auf die Oberseite (111) einer Wand (112) des Behälters, welche die Öffnung des Behälters einschließt;
eine Spann- oder Spreizvorrichtung (107, 110, 116, 117), eingerichtet zum Einstellen und Ausüben einer Spann- oder Spreizkraft auf die Unterseite (113) der Wand oder auf die Innenseite (114) der Öffnung, um den Flansch an der Öffnung zu befestigen.
11. Behälter (106) mit einem daran angebrachten Messgerät (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einem daran angebrachten Flansch nach Anspruch 10.
12. Behälter (106) nach Anspruch 11, ausgeführt als Kunststoffbehälter.
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