具有凸缘的测量装置、凸缘及容器
阅读说明：本技术 具有凸缘的测量装置、凸缘及容器 (Measuring device with flange, flange and container ) 是由 弗洛里安·克雷默 帕特里克·海茨曼 斯特凡·奥尔盖尔 于 2020-03-30 设计创作，主要内容包括：一种测量装置,其被构造为安装在容器的开口上或中,并包括用于抵靠在容器的围绕开口的壁的顶侧上的凸缘,以及多个夹紧或扩张装置,所述夹紧或扩张装置被构造为调节夹紧力或扩张力并将所述夹紧力或扩张力施加到壁的底侧或开口的内侧,以将所述凸缘固定在所述开口上。(A measuring device configured to be mounted on or in an opening of a container and comprising a flange for abutting against a top side of a wall of the container surrounding the opening, and a plurality of clamping or expansion means configured to adjust and apply a clamping or expansion force to a bottom side of the wall or to an inside of the opening to secure the flange on the opening.)
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月7提交的欧洲专利申请19 179 066.6的优先权，其全部内容通过引入方式并入本文。
技术领域
本发明涉及工业环境中的测量装置。特别地，本发明涉及用于安装在容器的开口上或中的测量装置、被构造为安装在容器的开口上或中的凸缘以及安装有测量装置或凸缘的容器。
背景技术
工业环境中的测量装置可被设置为用于填充物位测量、极限物位检测、流量测量、压力测量、物位和流量测量或温度测量。这类现场设备(在下文中也被称为测量装置)可被设计为用于安装在容器的开口上或中。这种固定通过凸缘固定件或拧入固定件实现。在凸缘固定件的情况下，诸如物位测量装置等测量装置具有板形凸缘，该板形凸缘以类似法兰的方式围绕装置的天线颈部，以在容器的开口区域中拧紧在相应的配对凸缘上。
在拧入固定件的情况下，天线颈部本身装配有外螺纹，使得物位测量装置可以通过外螺纹拧入到相应容器开口中的相应内螺纹中。
还能够通过装配夹或夹具来安装传感器。
发明内容
本发明的目的是提供一种将测量装置固定在容器上的替代方案。
该目的通过独立权利要求的主题实现。本发明的改进示例在从属权利要求和实施例的以下说明中给出。
本发明的第一方面涉及一种测量装置，其被构造为安装在容器的开口上或中。为此，测量装置具有凸缘，该凸缘被构造为抵靠在容器的包围(围绕)容器开口的壁的顶侧上。设置有夹紧或扩张装置，其被构造为调节拉力或扩张力并将该拉力或扩张力施加到壁的底侧或开口的内侧，以将凸缘固定在开口上。
由此，通用的传感器安装能够用于容器或其它测量装置的大量不同开口。
即使不存在合适的安装开口(例如，凸缘或螺栓接头)时，也不必使用专门的安装凸缘。也不必将在传感器上设置相应的螺纹。因此，可以降低安装和制造成本。
此外，根据容器设计，例如在由薄壁金属板制成的容器或塑料容器的情况下，凸缘或螺纹安装在技术上是不可能的。在此，操作员必须创建单独的固定选项。
测量装置可以利用其凸缘和夹紧或扩张装置通过扩张和夹紧技术简单且快速地安装在过程接口(Prozessanschluss)上。消除了在测量点处对专门固定装置(例如，凸缘或螺纹)的依赖。容器或其他测量装置上的简单开口就已足够。开口可以任意地设计，因为夹紧或扩张装置可以通过其径向向外或向内移动而调节到不同的开口直径和横截面。
测量装置可被设计用于工业环境中的过程自动化。术语“工业环境中的过程自动化”可以理解为技术的一个子领域，其包含无人工参与的操作机器和设备的所有措施。过程自动化的一个目标是在化学、食品、制药、石油、造纸、水泥、航运或矿业领域中使工厂的各个部件的交互自动化。为此，可以使用大量的传感器，这些传感器特别适用于过程工业的诸如机械稳定性、对于污染物的不敏感性、极端温度、极端压力等特定要求。通常将这些传感器的测量值传输到控制室，在控制室中可以监测诸如填充物位、极限物位、流量、压力或密度等过程参数，并且可以手动或自动更改整个工厂的设置。
工业环境中的过程自动化的一个子领域涉及物流自动化。在物流自动化领域中，借助于距离传感器和角度传感器使建筑物内或单个物流设备内的过程自动化。典型的应用是用于以下领域的物流自动化系统：机场的办理行李和货物托运处理领域、交通监控领域(收费系统)、贸易领域、包裹配送或还有建筑物安全(访问控制)领域。先前列出的示例的共同点在于，各个应用端都需要将存在检测与对象大小和位置的精确测量结合起来。为此，可以使用借助于激光、LED、2D相机或3D相机的基于光学测量方法的传感器，这些传感器根据渡越时间原理(ToF：time of flight)检测距离。
工业环境中的过程自动化的另一子领域涉及工厂/制造自动化。在诸如汽车制造业、食品制造业、制药业或一般包装行业等许多行业中，都可以见到这种应用示例。工厂自动化的目的是使通过机器、生产线和/或机器人执行的货物生产自动化，即，在没有人工参与的情况下运行。在此使用的传感器以及在检测对象的位置和大小时对于测量精度的特定要求与上述物流自动化示例中的传感器和特定要求相当。
根据一实施例，测量装置包括凸缘密封件，该凸缘密封件被布置在凸缘底侧并被构造为在施加夹紧力或扩张力时被朝向容器壁的顶侧挤压。这种集成的密封件确保了测量点相对于过程的进一步密封。因此，可以使用具有标准化过程接口的测量装置，并且可以省去单独的备件。
根据另一实施例，夹紧或扩张装置包括夹紧螺栓和夹紧元件，通过旋转夹紧螺栓可以使夹紧元件朝向凸缘底侧移动以施加夹紧力。
此外，可以设置框架，夹紧螺栓被保持在框架中，并且框架与夹紧螺栓一起沿凸缘中的槽状凹部径向向外移动，使得可以将夹紧或扩张装置调节到不同的开口直径和横截面。
根据另一实施例，凸缘包括设有内螺纹的开口或孔，该开口或孔被构造为拧入到具有相应外螺纹的测量装置壳体中，以将测量装置壳体固定在凸缘上。
这种外螺纹可以例如位于天线的颈部上。
根据另一实施例，测量装置还包括螺旋机构(例如，螺栓或夹紧螺母的形式)，以安装在测量装置壳体的外螺纹上。夹紧或扩张装置具有扩张支架，其中，凸缘例如被布置在夹紧螺母和扩张支架之间。通过促动螺旋机构，凸缘被朝向扩张支架挤压，使扩张支架径向向外扩张以产生扩张力。
前一段落所述的固定装置可用作上述带有夹紧螺栓和夹紧元件的固定装置的替代或补充。
根据另一实施例，测量装置包括内置的周向密封件，该周向密封件被布置在测量装置壳体和凸缘之间的。特别地，该周向密封件可被设计为密封环或O形环的形式。
根据另一实施例，测量装置包括第二夹紧或扩张装置，其中，这两个夹紧或扩张装置彼此相对地安装在凸缘上。
根据另一实施例，测量装置包括第二和第三夹紧或扩张装置。还可以设置其它的夹紧或扩张装置。在该实施例中，所有的夹紧或扩张装置在距凸缘中心点相同的径向距离处安装在凸缘上，其中，相邻的夹紧或扩张装置具有相同的角度。
另一方面涉及一种凸缘，该凸缘被构造为安装在容器的开口上或中。该凸缘具有开口，该开口被构造为容纳和保持例如可被拧入或推入到该开口中的测量装置。
设置有凸缘底侧，该凸缘底侧被构造为抵靠在容器的围绕或形成开口的壁的顶侧。此外，凸缘包括夹紧装置，该夹紧装置被构造为调节夹紧力并将夹紧力施加到壁的底侧或开口的内侧，以将凸缘固定在开口上。
在此应指出的是，凸缘可以具有在以上和以下
附图说明
中所描述的与测量装置相关的所有特征。另一方面涉及一种上面安装有上述和下述的测量装置和/或上面安装有上述和下述的凸缘的容器。
特别地，容器可以是塑料容器或薄壁金属板容器。下面将参考
附图说明
本说明的实施例。附图中的图示是示意性的且未按比例绘制。如果在附图说明
中使用相同的附图标记，则它们表示相同或相似的元件。附图说明
图1示出了根据第一实施例的测量装置的截面图。
图2显示了凸缘的俯视图。
图3示出了夹紧装置的详细视图。
图4示出了根据另一实施例的测量装置。
图5示出了根据另一实施例的测量装置和容器。
图6示出了根据另一实施例的测量装置。
具体实施方式
图1示出了具有凸缘115的测量装置100，该凸缘通过夹紧或扩张装置110、116固定在容器106的壁112上。
测量装置100包括测量装置壳体127，该壳体在面向过程的一侧上具有喇叭形天线，喇叭形天线在其颈部处具有外螺纹。该外螺纹被拧入到凸缘115的开口118中。凸缘底侧120抵靠在容器壁112的顶侧111上，其中，密封环125可布置在凸缘底侧120和壁顶侧111之间。
设置有两个可水平移动的夹紧元件110、116，它们可以沿凸缘径向向外移动，直到它们与容器开口抵接。
如果促动两个夹紧装置110、116的夹紧螺栓122(参见图2和3)，例如夹板形式的夹紧连接件116通过夹紧螺栓122朝向容器壁106的底侧113垂直向上移动(特别如图3所示)。
可选地，可以设置盖124，以用于密封可水平调节的夹紧装置110、116。
图2以整体视图(右侧)示出了图1的凸缘的俯视图并以详细视图(左侧)示出了剖面。凸缘115包括两个彼此相对的、同轴地布置的夹紧装置，它们分别具有夹紧螺栓122。夹紧螺栓可以在槽状凹部123内水平移动。如图2的左半部分所示，夹紧螺栓122位于框架110中，夹紧螺栓被保持在框架中，且框架可以与夹紧螺栓一起沿槽状凹部123在凸缘115中移动。
此外，可以设置一种类型的管134，夹紧螺栓位于该管中。在框架110的下基座区域中，设置有用于容纳夹紧螺栓的尖端的凹部126。
图4示出了具有安装在密封平面131下方的测量装置的布置结构，该测量装置从下方拧入到凸缘115中。
图5示出了固定在容器106上的物位雷达形式的测量装置，其具有电子器件壳体132和夹紧或扩张装置107。
图6示出了夹紧或扩张装置的详细剖视图。夹紧或扩张装置也可以被称为扩张和夹紧单元。测量装置100通过容器106的预定开口手动插入。借助于具有缩短的接触面109的夹紧螺母103，具有密封件105、101和扩张致动部135的凸缘板104被压向容器壁，特别是压向容器壁112的顶侧111。随后，通过螺母的旋转运动，扩张支架107被扩张致动部135和支架悬挂部117压向容器开口的内侧114。通过扩张支架的相应设计，凸缘板被朝向向容器壁112的顶侧111牵拉。因此，可以确保对过程的选择性密封以及安全的固定。
为此，扩张支架107被设计为S形，使得扩张致动部135在扩张支架107的一个端部上的向下压力导致另一端部的径向向外运动并叠加有向上运动。
内置的密封件101在夹紧过程中在光滑的表面(滑动面)上移动，以避免变形以及因此产生的密封件损坏，并且确保密封功能。
通过减小夹紧螺母在凸缘板104上的接触面，使得摩擦力最小化。由此可以避免凸缘板在夹紧过程中扭转。
为了正确安装，至少两个扩张支架107是有利的。但也可以设置三个、四个或更多扩张支架。
传感器过程接口(Prozessanschlüssen)上的扩张和夹紧技术允许测量装置上或上方的开口处的通用安装。
通过可单独调节的夹紧技术，传感器能够简单、快速且牢固地安装到薄壁容器或具有任意类型开口的其他测量装置。
通过扩张技术，测量装置能够简单、快速且牢固地安装到具有相应孔(或圆形开口)的厚壁容器。
在容器中或测量点处的开口的直径必须对应于测量装置上的扩张装置。通过扩张装置的不同设计可以覆盖和密封不同的开口直径。
还可以既为扩张技术又为夹紧技术提供带有标准化传感器连接端子(例如，G1/2英寸或NPT连接螺纹)的相应适配凸缘。不再需要存放具有不同过程接口的传感器。
另外，应指出，“包括”和“具有”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。还应指出，已经参考其中一个上述示例性实施例说明的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施例的其他特征或步骤结合使用。权利要求中的附图标记不应被视为限制。