带有观察窗的测量设备壳体的制作方法
【专利摘要】介绍一种测量设备壳体（1），带有观察口（3）、环绕观察口（3）设置的观察窗容纳件（4）、可装入到观察窗容纳件（4）中的观察窗（5）、用来对于浇注物质密封地在装入观察窗容纳件（4）中的观察窗（5）与观察窗容纳件（4）之间进行密封的密封件（6）、环绕观察口（3）设置在观察窗容纳件（4）中的用来容纳密封件（6）的密封件容纳部（7）和设置在观察窗（5）与观察窗容纳件（4）之间的环绕的浇注间隙（8）。一种能改善对浇注间隙（8）的浇注的测量设备壳体（1）的实现方式为：在测量设备壳体（1）的方位符合规定的情况下，密封件（6）和观察窗容纳件（4）形成环绕观察口（3）伸展的用于容纳液态浇注物质（10）的浇注物质容腔（9），浇注物质容腔（9）在观察窗（5）未装入时具有第一容腔容载量，浇注物质容腔（9）在装入观察窗（5）时具有第二容腔容载量，第一容腔容载量比第二容腔容载量大一个差容载量，差容载量在装入观察窗（5）时溢流到浇注间隙（8）中。
【专利说明】带有观察窗的测量设备壳体
[0001]本发明涉及一种测量设备壳体，其带有观察口、环绕观察口设置的观察窗容纳件、可装入到观察窗容纳件中的观察窗、用来对于浇注物质密封地在装入观察窗容纳件中的观察窗与观察窗容纳件之间进行密封的密封件、环绕观察口设置在观察窗容纳件中的用来容纳密封件的密封件容纳部和设置在观察窗与观察窗容纳件之间的环绕的浇注间隙。
[0002]测量设备壳体用于容纳测量设备，测量设备例如测量过程参数，比如流经管件的介质的流量。测量设备通常包括机械的、电的和电子的组件，且往往也包括例如显示流量或状态信息的显示机构。为了读取显示机构，在测量设备壳体中设置有观察口，透过观察口可看到显示部件。
[0003]测量设备壳体往往要使得带有测量设备的内部空间与外部空间隔离，以便例如避免因外界干扰而使测量设备受损。为此，观察口可以具有观察窗容纳件，在该观察窗容纳件中装入观察窗，从而可透过观察窗看到显示部件，并使得外部空间与测量设备的内部空间隔离。观察窗与观察窗容纳件之间的密封可以通过环形的例如带有圆形横截面的密封件来进行，在观察窗容纳件中环绕观察口为所述密封件设有密封件容纳部。装入的观察窗靠置在密封件上，从而测量设备壳体的内部空间和外部空间密封地彼此隔离。观察窗可以通过外螺纹固定在观察窗容纳件中，该外螺纹拧入到设置在观察窗容纳件上的螺纹中并将观察窗顶压到密封件上。
[0004]如果要把测量设备装在会爆炸的气氛中，而测量设备本身并非本质安全，则可以根据DIN EN 60079-1把测量设备壳体设计成耐压。如果测量设备能点燃会爆炸的气氛，那它就不是本质安全的。点燃例如可以通过炙热表面或者通过未受保护的蓄能器而发生。耐压地包封的测量设备壳体于是能够承受住在测量设备壳体内部空间中的当内部空间里的会爆炸的气氛爆炸时产生的压力，并防止爆炸传递到壳体周围的气氛。为了按照DIN EN60079-1进行耐压包封，尤其需要在外部空间与测量设备壳体中的内部空间之间防止蹿火地(ziinddurchschlagsicher )设计有间隙。
[0005]在观察窗与观察窗容纳件之间存在这种应被防止蹿火地设计的间隙。用来防止蹿火地设计该间隙的一种方案是，用浇注物质浇注间隙，因而在下面把该间隙称为浇注间隙。浇注间隙的通常宽度位于0.5mnT3mm的范围内。通常使用的浇注物质的粘稠度位于10mPa *S^12000mPa-S的范围内。浇注物质被引入到浇注间隙内，并在利用地球重力加速度的情况下在浇注间隙中分布，其中，密封件防止液态浇注物质流出到测量设备壳体的外侧面上。浇注间隙的宽度结合以浇注物质的粘稠度引起浇注物质在浇注间隙内的很小的流速，且造成在浇注物质内夹杂气泡的风险，这样会不利于防止蹿火。可以在浇注之前把空间抽真空，以此来避免浇注物内夹杂气泡。然而,把空间抽真空牵涉到高昂的技术代价及随之产生的成本。由于测量设备壳体内的给定的空间状况,无法有效地察看浇注情况。但为了保证防止蹿火地设计浇注间隙，力求浇注间隙内的浇注距离尽可能大。可是这样一来，就产生了测量设备壳体内侧或者观察窗受到污染的风险。
[0006]因此，本发明的目的是，介绍一种能改善浇注的测量设备壳体。
[0007]首先，本发明的能实现前述目的的测量设备壳体的主要特点是，在测量设备壳体的方位符合规定的情况下，密封件和观察窗容纳件形成环绕观察口伸展的用于容纳液态浇注物质的浇注物质容腔。当液态浇注物质不从浇注物质容腔中流出时，测量设备壳体的方位便符合规定。本发明的特点还有，浇注物质容腔在观察窗未装入时具有第一容腔容载量，浇注物质容腔在装入观察窗时具有第二容腔容载量，第一容腔容载量比第二容腔容载量大一个差容载量。如果第一容腔容载量未完全充满浇注物质，该差容载量就是充入到浇注物质容腔中的浇注物质的容载量减去第二容腔容载量。本发明的特点还有，差容载量在装入观察窗时溢流到浇注间隙中。
[0008]而对于现有技术的测量设备壳体而言，浇注物质在地球重力加速度的促动下自上而下地流入到浇注间隙中，因而会造成夹杂气泡，而气泡会对浇注品质产生不利影响。与此相反，在本发明的测量设备壳体中，液态浇注物质在装入观察窗期间以地球重力场为参照自下而上地上升。这在原理上不会产生可能会被浇注物质夹杂的气泡。由于无气泡地进行浇注，所以减少了因浇注缺陷引起的测量设备壳体废品。
[0009]在本发明的一种极其特别优选的设计中，装入的观察窗靠置在密封件上，并使得密封件变形，从而浇注物质容腔具有第二容腔容载量。因此，容腔容载量在观察窗装入到观察窗容纳件中期间直接通过密封件的变形而发生变化。在观察窗容纳件上设置有凹缺，从而浇注物质能从浇注物质容腔溢流到浇注间隙中。
[0010]装入的观察窗在此可以适当地布置在观察窗容纳件中，使得观察窗不与观察窗容纳件直接接触，而是通过密封件和浇注物质仅仅间接地与观察窗容纳件接触。通过这种方式，例如因观察窗和测量设备壳体的不同温度系数引起的机械力可以由硬化的浇注物质来承受。不言而喻，浇注物质即使在硬化状态下也具有足以胜任该目的的弹性。因此，机械力既不会伤及测量设备壳体，也不会伤及观察窗。
[0011]在观察窗装入到观察窗容纳件中之前把液态浇注物质充入到浇注物质容腔内。为了测量充入的浇注物质量，可以在密封件上和/或在观察窗容纳件上设置一个或多个能看到的标记。因观察窗装入到观察窗容纳件中而从浇注物质容腔溢流到浇注间隙内的差容载量在此借助于标记来测量，从而浇注间隙恰好被充满。因浇注物质量过大而对测量设备壳体内侧或观察窗造成的污染由此得到避免。也避免了注物质量太少的风险。
[0012]此外，浇注间隙的宽度可以介于0.5mm和3mm之间，但也可以设置较窄或较宽的浇注间隙。还可以采用粘稠度介于10mPa.S和12000mPa.S之间的浇注物质。因此无需调整已有的制造工艺。当然也可以采用具有其它粘稠度的浇注物质。
[0013]在本发明的另一优选实施例中，密封件具有密封脚和变形结构，其中，密封脚与密封件容纳部形状适配，变形结构在装入观察窗时变形。密封件容纳部优选防扭转地容纳着密封脚。“防扭转”在此意味着，通过对密封脚的空间设计及其与密封件容纳部的适配来禁止装入到密封件容纳部中的密封件发生扭转。用于密封件的优选材料包括弹性体和/或可压缩的泡沫。使用这些材料允许成本低廉地进而简便地制造密封件。
[0014]根据本发明的另一优选设计，除了机械固定外，还利用溢流到浇注间隙中的硬化的浇注物质将观察窗固定。机械的固定例如可以通过拧入到设置在观察窗容纳件上的内螺纹中的外螺纹环来进行，该外螺纹环将观察窗顶压到密封件上。此外，溢流到浇注间隙中的硬化的浇注物质可以防止蹿火地按照DIN EN 60079-1来形成浇注间隙。
[0015]具体而言，现在有各种不同的方案可用来改进和设计本发明的测量设备壳体。为此参见置于权利要求1之后的那些权利要求，并参见结合附图对优选实施例的说明。在附图中:
图1为本发明的测量设备壳体的第一实施例的立体图；
图2为图1的测量设备壳体的局部侧剖视图,而观察窗尚未装入；
图3为图2的测量设备壳体的局部剖视图，且观察窗已装入；
图4为本发明的测量设备壳体的第二实施例的侧剖视图；
图5示出本发明的测量设备壳体的密封件的两个其它的实施例；
图6为本发明的测量设备壳体的第三实施例的侧剖视图；
图7为本发明的测量设备壳体的第四实施例的侧剖视图。
[0016]图1示出本发明的测量设备壳体I。在该测量设备壳体I中安置有测量设备，测量设备包括显示装置2，用于输出由测量设备测得的测量参数，且用于显示测量设备的状态信息。为了能看到显示装置2，在测量设备壳体I中开设有观察口 3。根据标准DIN EN60079-11,测量设备本身并非本质安全(eigensicher)。因而它会点燃能爆炸的气氛。但由于测量设备在燃能爆炸的气氛中使用，所以测量设备壳体I按照标准DIN EN 60079-1经过耐压设计。这意味着，测量设备壳体I能经受住在能爆炸的气氛爆炸时在测量设备壳体I的内腔中产生的压力，并防止爆炸传播至在测量设备壳体I周围的气氛。设置在观察口 3内的观察窗容纳件4和装入到观察窗容纳件4中的观察窗5也属于对测量设备壳体I进行的耐压的包套。
[0017]图2以测量设备壳体I的局部侧剖视图示出了观察窗容纳件4，而观察窗5尚未装入。观察窗容纳件4环绕观察口 3设置。密封件6布置在环绕观察口 3设置于观察窗容纳件4中的密封件容纳部7内。在把观察窗5装入观察窗容纳件4中时，便得到了浇注间隙8，见图3。
[0018]图2和3示出，密封件6和观察窗容纳件4形成环绕观察口 3伸展的浇注物质容腔9。在浇注物质容腔9的方向符合规定的情况下，它可以容纳液态的浇注物质10。在未装上观察窗5的情况下，见图2，浇注物质容腔9具有第一容腔容载量，而在装上观察窗5的情况下，见图3，浇注物质容腔9具有第二容腔容载量。显然，第一容腔容载量比第二容腔容载量大一个差容载量。在观察窗5装入观察窗容纳件4中期间，观察窗5使得密封件6变形，从而浇注物质容腔9的容载量从第一容腔容载量向第二容腔容载量减小。浇注物质10的差容载量在装入到浇注间隙8中期间增大。差容载量的大小恰好使得浇注间隙8在装入观察窗5时充满浇注物质10，但无论观察窗5还是观察窗容纳件4都不会因过多的浇注物质10而受到污染。
[0019]观察窗5在装入期间也密封地靠置在密封件6上，并防止液态浇注物质10从观察口 3流出。装入到观察窗容纳件4中的观察窗5并不与观察窗容纳件4直接接触。浇注物质10在浇注间隙8中增高，而不是如由现有技术已知那样流入到浇注间隙8中，这样一来就在原理上实现在浇注物质10中不会夹杂气泡。浇注间隙8宽为0.5mm，液态浇注物质10的粘稠度为12000mPa.S。与现有技术相反，宽度小的浇注间隙8与高粘稠度的浇注物质10的这种极端组合应用起来也没有在硬化的浇注物质10中夹杂气泡的风险。
[0020]密封件6包括密封脚11和变形结构12。只有变形结构12因观察窗5而变形，但密封脚11并不变形。变形结构12的变形在把观察窗5装入到观察窗容纳件4中期间发生，而且是变形结构12朝向密封脚11弯曲。密封件容纳部7的横截面轮廓为矩形，且密封脚11的形状适配于密封件容纳部7，从而使得密封脚11在变形结构12因观察窗5而变形时防扭转地被密封件容纳部7容纳。
[0021]密封件6由弹性体构成，由此一方面密封件6具有用来使得观察窗5在观察窗5装入到观察窗容纳件4中期间可逆地变形的必需的弹性，另一方面可以使得相对于观察窗5的边界面密封，从而在观察窗5装入到观察窗容纳件4中期间不会有液态浇注物质10经由观察口 3向外挤出。
[0022]图3示出装入到观察窗容纳件4中的观察窗5。观察窗5被卡圈13机械地固定，卡圈嵌入到观察窗容纳件4上的相应的内槽14中，并把观察窗5顶压到密封件6上。除了用卡圈13进行机械固定外，还利用溢流的硬化的浇注物质10把观察窗5机械地固定在观察窗容纳件4中。此外，按照DIN EN 60079-1，利用硬化的浇注物质10防止浇注间隙8发生蹿火。如果位于测量设备壳体I内部的易燃气氛点燃，则位于外部空间的易燃气氛并不会通过被浇注的浇注间隙8而点燃。
[0023]图4所示为本发明的测量设备壳体I的第二实施例的局部侧剖视图。除了密封件6和密封件容纳部7之外,第二实施例与本发明的测量设备壳体I的第一实施例相同。据图4所示实施例，密封件6由密封脚11和单独的变形结构12构成。密封脚11是带有圆形横截面的环形密封件，变形结构12是带有恒定材料厚度的截锥外罩。密封件容纳部7的横截面轮廓随着密封件容纳部7的深度的增加而展宽。利用密封件容纳部7的这种造型设计并结合以密封件6，防止密封件6掉落。在此，变形结构12的主要任务是，密封以防止浇注物质10流出，密封脚11的主要任务是，把变形结构12紧固在密封件容纳部7中。把密封件6的主要任务划分到密封件6的两个部分上，这样就能针对相应的任务以简单的方式优化这些部分。尤其可以针对相应的部分选择合适的材料。因此，密封脚11由可压缩的泡沫构成，用于把变形结构12压紧在密封件容纳部7中，变形结构12仍由弹性体构成，用于密封以防止液态浇注物质10流出。通过对密封件6的两元式划分，可以采用特别简单的方式进行制造。
[0024]图5a和5b示出了密封件6的两个其它的实施例。如同图2和3中的密封件6的密封脚11 一样，图5a中的密封件6的密封脚11具有矩形的横截面。但变形结构12的横截面不再是直线形的，而是Z字形的。由于变形结构12的Z字形的横截面，在把观察窗5装入到观察窗容纳件4中时，变形结构12不再朝向密封脚11弯曲，而是按照Z字形压缩，由此减小了密封件6的占用空间。图5b示出了对图5a的密封件6的进一步改进，据此，有个附加的密封唇15负责相对于观察窗5的更好的密封。
[0025]图6所示为本发明的测量设备壳体I的第三实施例的局部侧剖视图，在左侧，观察窗5已装入到观察窗容纳件4中，而在右侧，观察窗5尚未装入。密封件容纳部7是环绕观察口 3伸展的带有矩形横截面的槽。密封件6的密封脚11与密封件容纳部7形状适配。密封件6与观察口 3齐平地终止。在未装入观察窗5的情况下，密封件6的变形结构12首先弯曲离开观察窗容纳件4。而在装入观察窗5的情况下，变形结构12靠置在观察窗容纳件4上。通过这种方式，利用密封件6在观察窗容纳件4和观察窗5之间产生特别大的密封面。观察窗5被外螺纹环16机械地固定，该外螺纹环拧入到观察窗容纳件4上的相应的内螺纹17中，并将观察窗5顶压到密封件6上。
[0026]图7所示为本发明的测量设备壳体I的第四实施例的局部侧剖视图，在左侧，观察窗5已被装入，而在右侧，观察窗5尚未装入。密封件容纳部7是环绕观察口 3铣削而成的带有矩形横截面的槽。密封件6是带有圆形横截面的环形密封件。密封件6的体积和弹性经过设计，从而装入到观察窗容纳件4中的观察窗5把密封件6压入到密封件容纳部7中，使得观察窗5靠置在观察窗容纳件4上，且密封件6充满密封件容纳部7。
【权利要求】
1.一种测量设备壳体(1)，带有观察口(3)、环绕观察口(3)设置的观察窗容纳件(4)、可装入到观察窗容纳件(4)中的观察窗(5)、用来对于浇注物质密封地在装入观察窗容纳件(4)中的观察窗(5)与观察窗容纳件(4)之间进行密封的密封件(6)、环绕观察口(3)设置在观察窗容纳件(4)中的用来容纳密封件(6)的密封件容纳部(7)和设置在观察窗(5)与观察窗容纳件(4 )之间的环绕的浇注间隙(8 )， 其特征在于， 在测量设备壳体(I)的方位符合规定的情况下，密封件(6)和观察窗容纳件(4)形成环绕观察口(3)伸展的用于容纳液态浇注物质(10)的浇注物质容腔(9)，浇注物质容腔(9)在观察窗(5)未装入时具有第一容腔容载量，浇注物质容腔(9)在装入观察窗(5)时具有第二容腔容载量，第一容腔容载量比第二容腔容载量大一个差容载量，差容载量在装入观察窗(5)时溢流到浇注间隙(8)中。
2.如权利要求1所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，装入的观察窗(5)靠置在密封件(6 )上，且观察窗(5 )使得密封件(6 )变形，从而浇注物质容腔(9 )具有第二容腔容载量。
3.如权利要求1或2所述的测量设备壳体(I)，其特征在于，密封件(6)具有密封脚(11)和变形结构(12)，密封脚与密封件容纳部(7)形状适配，变形结构在装入观察窗(5)时变形。
4.如权利要求Γ3中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，密封件容纳部(7)防扭转地容纳着密封脚(11)。
5.如权利要求广4中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，在密封件(6)上和/或在观察窗容纳件(4 )上设置有至少一个能看到的标记，用于在未装入观察窗(5 )情况下测量液态的浇注物质(10)的至少一个量。
6.如权利要求Γ5中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，观察窗(5)与观察窗容纳件(4)不直接接触。
7.如权利要求1飞中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，密封件(6)包括弹性体和/或可压缩的泡沫。
8.如权利要求广7中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，溢流到浇注间隙(8)中的硬化的浇注物质(10)把观察窗(5)机械地固定在观察窗容纳件(4)中。
9.如权利要求广8中任一项所述的测量设备壳体(I)，其特征在于，利用溢流的硬化的浇注物质(10)防止浇注间隙(8)蹿火，特别是按照DIN EN 60079-1防止蹿火。
10.如权利要求Γ9中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，浇注间隙(8)的宽度介于0.5mm和3_之间。
11.如权利要求f10中任一项所述的测量设备壳体(1)，其特征在于，液态的浇注物质(10)的粘稠度介于10mPa.S和12000mPa.S之间。
【文档编号】G01D11/26GK104204733SQ201380018350
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2012年3月30日
【发明者】T.韦伯, W.吕贝尔斯 申请人:克洛纳测量技术有限公司