DD243407A3 - Vorrichtung zur bestimmung von temperaturgrenzwerten stroemender fluessignahrungsmittel - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Ausfuehrung beinhaltet ein im Bereich des Temperaturfuehlers reduziertes Schutzrohr (4), das mittig mit einem konischen elastischen Profilstueck (3) in einem Aufschweissstutzen (2) angebracht ist und beim Anziehen der Ueberwurfmutter (5) eine spaltflaechenfreie Abdichtung zum Medium ermoeglicht. Die sich durch den Einsatz des Profilstueckes (3) zum Rohrstutzen (1) ergebende thermische Isolation ermoeglicht zusammen mit der Anwendung eines weiteren im Anschlusskopf (6) untergebrachten Gummiisolierstueckes einen senkrechten Einbau der Vorrichtung in Rohrnennweiten 40 mm bei aeusserst geringen statisch-thermischen Messfehlern. Durch die wahlweise Bestueckung des Anschlusskopfes (7) mit einer die Temperatur quasilinear- oder digitalanzeigenden Elektronikbaueinheit (8) kann neben einer Fernanzeige auch eine Direktanzeige an einer Messstelle ermoeglicht werden. Fig. 1 zeigt die erfindungsgemaesse Vorrichtung zur Bestimmung von Temperaturgrenzwerten stroemenden Fluessignahrungsmittel. Fig. 1

Description

schwer zu reinigen ist. Mittig durch das elastische Profilstück ist das Schutzrohr geführt. Die Überwurfmutter preßt den Gummi in der Art einer Stopf buchsverschraubung fest in den Konus. Diese Mutter weist dabei eine solche Bohrung auf, daß ein leichtes Ausquellen des Gummis möglich ist und in jedem Fall kein direkter mechanisch-thermischer Kontakt zwischen dem Schutzrohr des Temperaturfühlers und dem Rohrstutzen besteht.

Da weiterhin das Schutzrohr am Kopf des Thermometers durch einen Dichtgummi geführt und mit selbigem Kopf nur über zwei Schrauben mechanisch und thermisch verbunden ist, wird ein Minimum des statisch-thermischen Meßfehlers erreicht. Beider üblichen mittleren Mediumstemperatur von 76°C und einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 m/s treten vernachlässigbare Fehler im Rahmen der Toleranzklassen A bzw. B nach der IEC-Publikationen 734 auf:

Schaltungsart Fehler

Zweileiter 0,03 K ± 0,01 K

Vierleiter 0,02 K ± 0,01 K

Da zum Abschlußkopf hin eine geringe Wärmeableitung besteht, wird dieser in Rahmen der ohnehin in der Nahrungsmittelindustrie begrenzten Verarbeitungstemperatur bis 150⁰C bzw. 200⁰C nur gering thermisch belastet und somit der Einsatz integrierter Schaltkreise und entsprechender elektronischer Bauelemente zu einer Kopfanzeige möglich. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen insbesondere in der wesentlichen Verbesserung der dynamischen Kennwerte. Die Reduzierung der Anzeigeträ'gheit (tso-Kennwert oder 90%-Zeitkennwert) liegt bei ca. 65%. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist durch die gewählte Dichtungsvariante zum Medium günstige bakteriologische Reinigung der Temperaturmeßstelle von Medienrückständen.

Dies ist dadurch begründet, daß sich beim Anziehen der Überwurfmutter der elastische Profilstopfen kalottenförmig in den Rohrinnenraum wölbt.

Da mittig durch das Silikongummiprofilstück das Schutzrohr des Temperaturfühlers, z. B. Platinwiderstandsthermometer, mit seiner Verjüngungsstelle geführt ist, preßt die Überwurfmutter den Gummi so fest in den Konus, daß kein direkter mechanischthermischer Kontakt zwischen dem Schutzrohr und dem Rohrstutzen-Bauteil möglich ist. Hierdurch wird der statisch-thermische Meßfehler unter 0,04 K verringert, und es ist möglich, bis zu einer unteren Nennweite von 40 mm Rohrstutzen ohne spezielle Aufweitung zu verwenden.

Weiterhin wird durch die minimierte Baugröße der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein senkrecht zur Strömungsrichtung liegender Einbau des Fühlers bei unabhängiger Einbaulage ermöglicht. Damit können bei Verwendung des Aufschweißstutzens, der an beliebiger Stelle der Rohrleitung aufgebracht werden kann, spezielle Armaturteile aus hochwertigem Edelstahl und bisher zum Teil notwendige aufwendige Rohrverlegungen bzw. Umwegstrecken für eine senkrechte Einbaulage entfallen. Entsprechend des Einsatzgebietes der erfindungsgemäßen Vorrichtung können unterschiedliche Temperaturgrenzwerte angezeigt werden, vorzugsweise beim Pasteurisieren der Milch Temperaturgrenzwertanzeigen zwischen 74 und 78⁰C. Die Schwankungen um bestimmte Solltemperaturbereiche können entweder durch eine Skala für Leuchtdiodenanzeige oder für größere Temperaturbereiche durch Digitalanzeige im Kopf des Thermometers dargestellt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der vorliegenden Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Rohrstutzen Fig.2: das erfindungsgemäße Profilstück

Fig.3: die Quasilinearanzeige der Elektronikbaueinheit

Fig. 4: die Digitalanzeige

Die Figur 1 zeigt den schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung zur Bestimmung von Temperaturgrenzwerten strömender Flüssignahrungsmittel.

Im Rohrstutzen 1 ist ein Aufschweißstutzen 2 mittig angebracht, dessen konischer Querschnitt auf den Konus eines elastischen Profilstückes 3 entsprechend Figur 2 abgestimmt ist. Mittig durch das Silikongummiprofilstück 3 ist das Schutzrohr 4 geführt.

Dieses Schutzrohr 4 ist so dimensioniert, daß sein Querschnitt längs des in das strömende Medium eintauchenden Teiles um ca.

25% verringert ist. Die Verjüngungsstelle des Schutzrohres liegt direkt im Profilstück 3. Die Überwurfmutter 5 preßt das Silikongummiprofilstück 3 fest in den Konus des Aufschweißstutzens 2 und bewirkt ein kalottenförmiges Herausquetschen des elastischen Profilstückes 3 im Rohrstutzen 1.

Der Konus des elastischen Profilstückes 3 ist dabei so bemessen, daß sich nach dem Anziehen der Überwurfmutter 5 kein Ringspalt zwischen dem Schutzrohr 4 sowie dem elastischen Profilstück 3 im Innern des Rohrstutzens 1 bildet, damit ein Festsetzen von Medienrückständen verhindert und somit eine bakteriologisch sichere Reinigung der Temperaturmeßstelle ermöglicht wird.

Im Anschlußkopfdeckel 7 des Anschlußkopfes 6 ist die Elektronikbaueinheit 8 angeordnet.

Die Figur 2 zeigt das elastische Profilstück 3, dessen konische Form mit dem in Figur 1 aufgeführten Querschnitt des Aufschweißstutzens 2 abgestimmt ist und der in seiner mittigen Bohrung das Schutzrohr 4 mit seiner Verjüngungstelle aufnimmt. Die Figur 3 in der erfindungsgemäßen Ausführung zeigt die Gestaltung des Anzeigetableaus bei Anwendung der Quasilinearanzeige im Anschlußkopf unter Verwendung von 9 LED 21 im vorzugsweisen Anzeigetemperaturbereich von +74⁰C bis +78°C.

Die Figur 4 zeigt erfindungsgemäß das Anzeigetableau bei einer Digitalanzeige unter Verwendung einer mehrstelligen Ziffernanzeige für den vorzugsweisen Anzeigetemperaturbereich von -99,9 bis +99,9⁰C.

Der Abgriff des Meßsignals vom Temperaturmeßwiderstand 11 erfolgt mittels Federkontakten 10.

Die Federkontakte 10 sind als Blatt- oder Spiralfedern ausgeführt. Sie enthalten eine Aussparung oder Einkerbung, die beim Auflegen des Anschlußkopfdeckels selbsttätig ihre Lage auf den Schraub- und/oder Schweißverbindungen im Sockel des Anschlußkopfes 6 fixieren.

Um keinen Eingriff in die bereits bestehende Schaltung zur Meßsignalverarbeitung vornehmen zu müssen und die elektronische Meß- und Anzeigeeinheit 8 problemlos anschließen zu können, sind eine Konstantstromquelle und ein Vergleichswiderstand mit dem Temperaturfühler 11 (in Figur 1 nicht dargestellt), der vorzugsweise ein Temperaturmeßwiderstand ist, in Brücke geschaltet.

Ein Signalgeber liefert bei Grenzwertunter- oder -Überschreitung ein akustisches und/oder ein optisches Signal der Anzeige.

Zwischen Rohrstutzen 1 und Anschlußkopf 6 besteht bei der erfindungsgemäßen Ausführung eine geringe Wärmeableitung, so daß der maximale Anzeigefehler 0,1 K ± 1 Digit beträgt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Bestimmung von Temperaturgrenzwerten strömender Flüssignahrungsmittel, bestehend aus einem in einem Rohrstutzen einer Rohrleitung angeordneten Schutzrohr mit Temperaturfühler und aus einem Anschlußkopf, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Profilstück 3, in dem die Verjüngungsstelle des Schutzrohres 4 mit dem Temperaturfühler 11 angeordnet ist, in einer einen konischen Querschnitt aufweisenden Aufnahmeöffnung eines an beliebiger Stelle der Rohrleitung angebrachten Aufschweißstutzens 2 gelagert und durch eine Überwurfmutter 5 schwingungsstabil und spaltflächenfrei gehaltert ist.

-1- 245407

Erfindungsanspruch:

2. Vorrichtung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Profilstück 3 vorzugsweise aus Silikongummi und der Temperaturfühler 11 vorzugsweise aus einem Temperaturmeßwiderstand bestehen.

3. Vorrichtung nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des in den Rohrstutzen 1 hineinreichenden Teiles des Schutzrohres 4 gegenüber dem oberhalb des elastischen Profilstückes 3 angeordneten Teil des Schutzrohres 4 um mindestens ein Viertel reduziert ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Temperaturgrenzwerten bei der Temperaturmessung von flüssigen Nahrungsmitteln, insbesondere in der Milch-, Gärungs- und Getränkeindustrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Vorrichtungen bekannt, die die Temperaturen von strömenden Flüssignahrungsmitteln auf der Basis von in den Flüssigkeitsstrom eintauchenden Temperaturfühler oder mittels an der bzw. in die Außenwand der Rohre angebrachter Fühler messen.

Bezüglich der eintauchenden Temperaturfühler gehört es seit Jahren zum Stand der Technik, Rohrstutzen, die insbesondere an der Einbaustelle des Thermometers aufgeweitet sind, oder Thermometerwinkelstücke mit entsprechendem Einschraubanschluß, zu verwenden.

Die konstruktiven Ausführungen dieser speziellen Einbaumeßstellen sind in den meisten Fällen bereits standardisiert. Sie genügen hohen meßtechnischen Ansprüchen bezüglich des statisch-thermischen und dynamischen Temperaturfehlers, jedoch ist der materielle Aufwand erheblich. Wird andererseits über die Rohrwandtemperatur, beispielsweise mit einem 'Anlegethermometer gemessen und auf die Mediumstemperatur geschlossen, so sind keine Eingriffe in die Strömungsleitung erforderlich. Es treten aber in Abhängigkeit von dem Medium und seiner Temperatur sowie seiner Strömungsgeschwindigkeit usw. erhebliche Fehler auf. Es ist jedoch hierzu die DE-OS 2645626 bekannt, die eine Lösung hinsichtlich der Vermeidung der meßtechnischen Fehler bietet. Nach der bekannten Erfindung wird dazu ein einfaches Rohrstück mit geringer Wärmeleitfähigkeit und einer zweckmäßigen Isolierung benutzt, das in seinem Mittelstück ein Temperatur-Meßelement aufweist. Im praktischen Anwendungsfall sind die oben genannten Fehler jedoch nicht auszuschließen, da der Temperaturmeßfühler nicht mit der strömenden Flüssigkeit in Berührung kommt. Weiterhin sind eine Reihe von Lösungen bekannt, die spezielle Einbauvorrichtungen benutzen, bei denen eine Kombination zwischen Temperaturmessung und Durchflußregelung oder eine mechanische Kombination zwischen Temperaturmeßfühler und Registriereinheit vorliegt, wie z. B. die Vorrichtung zur Bestimmung von Temperaturendwerten nach dem DE-GM 7148380. Diese Varianten sind für spezielle Anwendungen mit mechanischen Meß- und Anzeigebaueinrichtungen gedacht, von denen sich die erfindungsgemäße Vorrichtung wesentlich unterscheidet.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer kompakten und universell einsetzbaren Temperaturmeßstelle, die weitgehend die Verwendung standardisierter Einzelbauteile von Thermometern und Rohrleitungen gestattet, kostengünstig herstellbar ist, nur geringe meßtechnische Fehler zuläßt und gleichzeitig einen hohen Kontrollservice besitzt, sowie den hygienischen Forderungen der Lebensmittelindustrie optimal genügt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung von Temperaturgrenzwerten strömender Flüssignahrungsmittel zu entwickeln, die eine direkte Temperaturmessung des strömenden Mediums über den Querschnitt der Rohrleitung mit möglichst geringem statisch-thermischem Meßfehler ermöglicht, einen einfachen konstruktiven Aufbau aus Standardbauteilen besitzt sowie einen universellen und schwingungsstabilen Einbau in Rohrleitungen gestattet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Erfindungsanspruches gelöst. Bevorzugte Ausbildung der Erfindung sind in den Unterpunkten des Anspruches gekennzeichnet. Rohrstutzen werden im Rohrleitungsbau an verschiedenen Stellen eingesetzt und gelten als einfaches Fertigbauteil. Dies bezieht sich auch auf Teile, an denen das Aufschweißen eines sogenannten Aufschweißstutzens erfolgt. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung weist der mittig am Stutzen aufgebrachte Aufschweißstutzen einen langgestreckten konischen Querschnitt auf. Abgestimmt auf den Konus sind die Maße des Silikonprofilgummistückes. Von der Ausbildung des Silikonstückes hängt die mechanische Belastbarkeit der Thermorpeterhalterung sowie die Einhaltung der Hygienebestimmungen ab. Die abgestimmten Konusmaße des Profilgummistückes garantieren diesen festen Sitz bzw. verhindern das Auftreten von Spalten an der Einbaustelle, die allgemein