CH673783A5

CH673783A5 -

Info

Publication number: CH673783A5
Application number: CH58688A
Authority: CH
Inventors: Ulrich Theodor Schaad; Heinz-Juergen Brinkmann
Original assignee: Ingold Messtechnik Ag
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1990-04-12
Also published as: JP2840598B2; JPH01311263A; DE3820405A1; DE3820405C2

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Messwertgebervorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruches 1. The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1.

Messwertgebervorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt, so beispielsweise aus der EP-PS 0106 858. Bei dieser Messwertgebervorrichtung weist der mit einem Reak-tionsgefäss zu verbindende Gehäusestutzen des Gehäuses am unteren Teil einen durchbrochenen Käfig auf, in den die Messwertgebersonde mit ihrem Messkopf in Messstellung eintritt. In dem Käfig ist ein Verschlussglied verschiebbar gelagert, welches mittels einer Vorspannfeder, die sich am Fusse des Käfigs abstützt, in Schliessstellung vorgespannt ist. Befindet sich die Sonde mit ihrem Halter in der eingefahrenen Ruhestellung, so wird die zum Käfig gerichtete Öffnung des Gehäuses mittels des unter Federvorspannung stehenden Schliessgliedes verschlossen. Abgesehen davon, dass diese Ausbildung relativ kompliziert ist, hat sie den Nachteil, dass der Käfig weit in das Reaktionsgefäss hineinragt, was für gewisse Reaktionstypen nachteilig oder sogar nicht tolerierbar ist. Ausserdem ist die Feder der Verschmutzung ausgesetzt und nur schwer zu reinigen. Ferner ist es nachteilig, dass das Öffnen des Schliessgliedes mittels der Sonde bzw. deren Halter zu erfolgen hat, wenn die Sonde aus der Ruhestellung in 5 die Messstellung ausgefahren wird, wobei dann das vordere Ende der Sonde bzw. des Halters das Schliessglied entgegen der Kraft der Vorspannfeder aufdrückt. Dies führt dazu, dass entweder die Sonde am vorderen Ende besonders widerstandsfähig ausgebildet sein muss, was bei einer Glaselektrode erfahrungsgemäss io nicht der Fall ist, bzw. der Halter mit einem vorderen Stössel versehen werden muss, der das Schliessglied aufdrückt. Ein solcher Stössel ist einerseits ein zusätzlicher Bauteil und behin-, dert andererseits den Messvorgang der Sonde. Der Messkopf der Sonde befindet sich in Ruhestellung in einer Spülkammer, die 15 mit einem Zulauf und einem Ablauf für ein Spülmedium versehen ist. In dieser Spülkammer kann der Messkopf der Sonde auch sterilisiert werden. Diese Ausbildung hat den Nachteil, dass beim Vorfahren der Sonde aus der Ruhestellung in die Messstellung nicht gespülte und sterilisierte Teile des Halters und der Sonde in 20 die Spülkammer gelangen, in der sie mit dem Kammerinhalt, beispielsweise einer Kulturbrühe in Berührung kommen können, wodurch letztere mit Verunreinigungen infiziert und unbrauchbar werden kann. Transducer devices of the type mentioned at the outset are known, for example from EP-PS 0106 858. In this transducer device, the housing connecting piece of the housing to be connected to a reaction vessel has a perforated cage on the lower part, into which the measuring probe with its measuring head is in the measuring position entry. A closure member is slidably mounted in the cage, which is prestressed in the closed position by means of a prestressing spring which is supported on the foot of the cage. If the probe and its holder are in the retracted rest position, the opening of the housing facing the cage is closed by means of the spring-loaded closing member. Apart from the fact that this design is relatively complicated, it has the disadvantage that the cage projects far into the reaction vessel, which is disadvantageous or even intolerable for certain reaction types. In addition, the spring is exposed to dirt and is difficult to clean. Furthermore, it is disadvantageous that the closing member has to be opened by means of the probe or its holder when the probe is extended from the rest position in FIG. 5 to the measuring position, with the front end of the probe or holder then holding the closing member counter to the force the bias spring presses. This means that either the probe at the front end must be designed to be particularly resistant, which experience has shown to be not the case with a glass electrode, or the holder must be provided with a front plunger which presses on the closing member. Such a plunger is an additional component on the one hand and hinders the measuring process of the probe on the other hand. The measuring head of the probe is in the rest position in a rinsing chamber which is provided with an inlet and an outlet for a rinsing medium. The measuring head of the probe can also be sterilized in this rinsing chamber. This design has the disadvantage that when the probe is moved from the rest position into the measuring position, non-rinsed and sterilized parts of the holder and the probe enter the rinsing chamber in which they can come into contact with the contents of the chamber, for example a culture broth, as a result of which the latter can become infected with contaminants and become unusable.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Messwertgebervorrich-25 tung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden. The object of the invention is to design a measuring device of the type mentioned at the outset in such a way that the disadvantages mentioned are avoided.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

30 Dadurch, dass der vordere Teil des Halters als durchbrochener Käfig ausgebildet ist und an seinem vorderen Ende das Schliessglied fest angeordnet enthält, kann durch die Bewegung des Halters direkt das Schliessen und Öffnen des Gehäusestutzens erfolgen. Damit vereinfacht sich die Ausbildung erheblich, 35 da der Gehäusestutzen keinen in das Reaktionsgefäss ragenden Käfig und kein separates Schliessglied mit einer Federvorspannvorrichtung aufweist. Ausserdem liegt der Messkopf der Sonde optimal geschützt in dem Käfig des Halters. Es ergibt sich somit eine besonders einfache und wirkungsvolle Ausbildung der 40 Messwertgebervorrichtung, die auch besonders einfach gereinigt und sterilisiert werden kann. 30 Because the front part of the holder is designed as a perforated cage and contains the locking element at its front end, the housing connection can be closed and opened directly by moving the holder. This simplifies the design considerably, 35 since the housing connector has no cage projecting into the reaction vessel and no separate closing element with a spring pretensioning device. In addition, the measuring head of the probe is optimally protected in the cage of the holder. This results in a particularly simple and effective design of the 40 measuring device, which can also be cleaned and sterilized particularly easily.

Diese Reinigungund Sterilisation wird weiter verbessert durch eine weitere im Gehäuse zurückliegende Spülkammer, so dass auch jene Teile des Halters und/oder der Sonde gereinigt 45 und sterilisiert werden können, die beim Ausfahren der Sonde in die Messstellung in die erste Spülkammer gelangen, in die allenfalls noch das Medium des Reaktionsgefässes eindringen kann. Damit ergibt sich eine optimale Reinigung und Sterilisation der Sonde und des zugehörigen Halters. This cleaning and sterilization is further improved by a further rinsing chamber located in the housing, so that those parts of the holder and / or the probe can also be cleaned and sterilized that reach the first rinsing chamber when the probe is extended into the measuring position, at most in the can still penetrate the medium of the reaction vessel. This results in optimal cleaning and sterilization of the probe and the associated holder.

50 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. 50 Advantageous embodiments of the invention are described in claims 2 to 6.

Das Schliessglied kann verschiedene Formen aufweisen, so beispielsweise einen flanschartigen Teil, welcher die Öffnung des Zylinderstutzens übergreift und am Rand der Öffnung anliegt, ss Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 2, da hierdurch Winkel und Kanten vermieden werden, in denen sich das Medium des Reaktionsgefässes und/oder Verunreinigungen ansetzen können. Die vorteilhaften Eigenschaften werden durch die Ausbildung nach Anspruch 3 weiter 60 gefördert. The closing member can have various shapes, for example a flange-like part which overlaps the opening of the cylinder neck and rests on the edge of the opening, but an embodiment according to claim 2 is particularly advantageous since it avoids angles and edges in which the medium is located of the reaction vessel and / or impurities. The advantageous properties are further promoted by the training according to claim 3.

Durch Anordnung der zweiten Spülkammer kann die Länge der Spülkammern an sich kürzer sein als die Länge des Verfahrweges des Halters. Vorteilhafter ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 4, da dann optimale Eigenschaften bezüglich 65Spülung und Sterilisation erhalten werden. By arranging the second rinsing chamber, the length of the rinsing chambers per se can be shorter than the length of the travel path of the holder. However, an embodiment according to claim 4 is more advantageous since optimal properties with regard to rinsing and sterilization are then obtained.

Eine besonders rationelle Ausgestaltung der Spül- bzw. Sterilisiereinrichtung beschreibt Anspruch 5, da für beide Spülkammern ein und dasselbe Medium verwendet werden kann. Claim 5 describes a particularly efficient embodiment of the rinsing or sterilizing device, since one and the same medium can be used for both rinsing chambers.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 6, wodurch das Spülmedium, beispielsweise eine Spülflüssigkeit oder auch Dampf, abgeleitet werden kann und für das Durchleiten des Heizdampfes eine getrennte Kondensatableitung mit einem Kondensatabscheider zur Verfügung steht, der nicht durch das Spülmedium und mitgeführte Verunreinigungen beeinträchtigt werden kann. - An embodiment according to claim 6 is particularly advantageous, as a result of which the flushing medium, for example a flushing liquid or steam, can be drained off and a separate condensate drain with a condensate separator is available for the passage of the heating steam, which can not be impaired by the flushing medium and contaminants carried along . -

Der Begriff Messwertgebervorrichtung soll hier in der allgemeinsten Form verstanden werden und zur Ermittlung der verschiedensten Grössen in einem Reaktionsgefäss dienen, wie beispielsweise der Bestimmung des pH-Wertes, des Sauerstoffgehaltes, von Drücken, von Temperaturen, als Füllstandsanzeiger wie auch zur Probeentnahme zur Bestimmung des Inhaltes des Reaktionsgefässes. Der hier weiter verwendete Begriff Reaktionsgefäss soll ebenfalls in allgemeinster Form verstanden werden und nicht nur Behälter beliebigster Art, sondern auch Leitungen, Kanäle usw. einschliessen. The term measuring device should be understood here in its most general form and used to determine the most varied sizes in a reaction vessel, such as determining the pH value, the oxygen content, pressures, temperatures, as a level indicator and for taking samples to determine the content of the reaction vessel. The term reaction vessel used further here should also be understood in its most general form and should not only include containers of any kind, but also lines, channels, etc.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Messwertgebervorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, in der eine Messwertgebervorrichtung in Ansicht auf die Längsseite und teilweise geschnitten dargestellt ist. An exemplary embodiment of the measuring device according to the invention is described in more detail below with reference to the drawing, in which a measuring device is shown in a view of the longitudinal side and partially in section.

Die dargestellte Messwertgebervorrichtung enthält ein Gehäuse 2 mit einem Gehäusestutzen 4, mit dem die Messwertgebervorrichtung an einem nicht näher dargestellten Stutzen eines Reaktionsgefässes anschliessbar ist. Eine Überwurfmutter 6 dient zur Befestigung des Gehäusestutzens und damit der Messwertgebervorrichtung an dem Stutzen eines Reaktionsgefässes. The sensor device shown contains a housing 2 with a housing connector 4, with which the sensor device can be connected to a connector of a reaction vessel, which is not shown in detail. A union nut 6 is used to fasten the housing connector and thus the sensor device to the connector of a reaction vessel.

Im Gehäuse 2 ist ein Halter 8 verfahrbar gelagert, der zur Aufnahme einer Messwertgebersonde 10 dient, die im vorliegenden Fall eine Glaselektrode ist. Der Halter 8 enthält einen Schaft 12, an dessen vorderem Ende ein durchbrochener Käfig 14 zur Aufnahme eines Messkopfes 16 der Sonde 10 angeordnet ist. Das vordere Ende des Käfigs 14 bildet ein Schliessglied 18, das als Zylinderpfropfen ausgestaltet ist. In der dargestellten Ruhestellung R verschliesst das Schliessglied 18 die Öffnung 20 des Gehäusestutzens 4 bündig. Ein in der Öffnung 20 angeordneter Dichtungsring 22 verhindert ein Eindringen des Mediums in die Öffnung 20 des Gehäusestutzens. Mit M ist der Käfig in ausgefahrener Stellung, d. h. in der Messstellung angedeutet, in der der Messkopf 16 in das Medium eines Reaktionsgefässes eintaucht. A holder 8 is movably mounted in the housing 2 and serves to receive a measuring probe 10, which in the present case is a glass electrode. The holder 8 contains a shaft 12, at the front end of which a perforated cage 14 for receiving a measuring head 16 of the probe 10 is arranged. The front end of the cage 14 forms a closing member 18, which is designed as a cylinder plug. In the rest position R shown, the closing member 18 closes the opening 20 of the housing connector 4 flush. A sealing ring 22 arranged in the opening 20 prevents the medium from penetrating into the opening 20 of the housing connector. With M the cage is in the extended position, i.e. H. indicated in the measuring position in which the measuring head 16 is immersed in the medium of a reaction vessel.

In der dargestellten Ruhestellung R befinden sich der Käfig 14 des Halters 8 sowie der Messkopf 16 in einer ersten Spülkammer 24 des Gehäuses 2, die mit einem Zulauf 26 und einem Ablauf 28 versehen ist. Weiter zurückliegend ist im Gehäuse 2 eine zweite Spülkammer 30 angeordnet, die ebenfalls einen Zulauf 32 und einen Ablauf 34 aufweist. Die Länge der Spülkammern 24,30 ist jeweils grösser als der Verschiebeweg der Sonde von der Ruhestellung R in die Messstellung M. An dem Zulauf 34 ist eine Zuleitung 36 mit einem Absperrventil 38 angeordnet, durch die ein Spülmedium bzw. ein Sterilisiermedium zugeführt werden kann. Das Spülmedium bzw. das Sterilisiermedium können verschiedene Medien sein, wobei das Spülmedium auch In the rest position R shown, the cage 14 of the holder 8 and the measuring head 16 are located in a first rinsing chamber 24 of the housing 2, which is provided with an inlet 26 and an outlet 28. Farther back, a second rinsing chamber 30 is arranged in the housing 2, which likewise has an inlet 32 and an outlet 34. The length of the rinsing chambers 24, 30 is in each case greater than the displacement path of the probe from the rest position R to the measuring position M. A feed line 36 with a shut-off valve 38 is arranged at the inlet 34, through which a rinsing medium or a sterilizing medium can be supplied. The rinsing medium or the sterilizing medium can be different media, the rinsing medium also

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eine Spülflüssigkeit sein kann. In beiden Fällen kann es sich aber auch um das gleiche Medium handeln, wie beispielsweise Heiss-dampf. Dabei kann der Heissdampf in einer ersten Phase als Spülmittel und in einer zweiten Phase als Sterilisiermittel dienen. can be a rinsing liquid. In both cases, however, it can also be the same medium, such as hot steam. The hot steam can serve as a rinsing agent in a first phase and as a sterilizing agent in a second phase.

5 Der Ablauf 28 der ersten Spülkammer 24 ist über eine Verbindungsleitung 40 und ein Absperrventil 42 mit dem Zulauf 32 der zweiten Spülkammer 30 verbunden. Am Ablauf 28 der ersten Spülkammer 24 ist einerseits eine Spülableitung 44 angeschlossen, die ein Absperrventil 46 enthält. Andererseits ist an dem io Ablauf 28 eine Kondensatableitung 48 angeschlossen, die ein Absperrventil 50 und einen nachgeschalteten Kondensatabscheider 52 aufweist. Letzterer ist beispielsweise ein thermodynami-scher Kondensatabscheider (Firma Sarco, Konstanz), der bei Erreichen eines bestimmten Druckes von beispielsweise 1,1 bar 15 Überdruck den Kondensatabfluss ermöglicht. Nach Ablauf des Kondensates schliesst das Ventil des Kondensatabscheiders wieder automatisch. 5 The outlet 28 of the first washing chamber 24 is connected to the inlet 32 of the second washing chamber 30 via a connecting line 40 and a shut-off valve 42. At the outlet 28 of the first rinsing chamber 24, a rinsing drain 44 is connected, which contains a shut-off valve 46. On the other hand, a condensate drain 48 is connected to the outlet 28, which has a shut-off valve 50 and a downstream condensate separator 52. The latter is, for example, a thermodynamic condensate separator (Sarco, Constance), which enables the condensate to drain off when a certain pressure of, for example, 1.1 bar 15 gauge pressure is reached. After the condensate has run out, the valve of the condensate separator closes again automatically.

Zum Spülen wird die Sonde 10 zunächst in die Ruhestellung R zurückgefahren und dann nach Öffnen des Absperrventils 38 in 20 der Zuleitung 36, des Absperrventils 42 in der Verbindungsleitung 40 und des Absperrventils 46 in der Spülableitung Spülmedium durch die erste und die zweite Spülkammer 24,30 geschickt. Das Absperrventil 50 in der Kondensatableitung 48 ist in dieser Phase geschlossen. Als Spülmedium kann eine Spülflüs-25 sigkeit aber auch Heissdampf verwendet werden. Zum Sterilisieren wird durch die Zuleitung 36 Heissdampf zugeführt, wobei dann das Absperrventil 46 in der Spülableitung geschlossen und das Absperrventil 50 in der Kondensatableitung geöffnet wird. Durch den zunächst geschlossenen Kondensatabscheider baut 30 sich ein Überdruck bei erhöhter Temperatur auf. Bei Überschreiten von 1,1 bar Überdruck und einer Temperatur von 121 °C und/oder bei Ansammlung von Kondensat im Kondensatabscheider öffnet sich dieser, bis das Kondensat abgelaufen ist bzw. der gewünschte Überdruck bei der gewünschten Tempera-35 tur erreicht ist. Die Bedampfung wird solange aufrecht erhalten, bis auch das Innere der Messwertgebervorrichtung steril ist. For flushing, the probe 10 is first moved back to the rest position R and then after opening the shut-off valve 38 in 20 of the feed line 36, the shut-off valve 42 in the connecting line 40 and the shut-off valve 46 in the flushing discharge pipe, flushing medium through the first and second flushing chambers 24, 30 cleverly. The shut-off valve 50 in the condensate drain 48 is closed in this phase. A rinsing liquid or hot steam can be used as the rinsing medium. Hot steam is supplied through the feed line 36 for sterilization, the shut-off valve 46 in the rinsing drain then being closed and the shut-off valve 50 in the condensate drain being opened. The initially closed condensate separator 30 builds up excess pressure at elevated temperature. If the excess pressure exceeds 1.1 bar and the temperature is 121 ° C and / or if condensate accumulates in the condensate separator, it opens until the condensate has drained or the desired overpressure is reached at the desired temperature. Evaporation is maintained until the interior of the transmitter device is sterile.

Dann werden sämtliche Ventile 38,42,46,50 geschlossen und die Heissdampfzufuhr abgestellt und die Messwertgebervorrichtung ist steril und kann aus der Ruhestellung R in die Messstellung M 40 im Reaktionsgefäss eingefahren werden. ' Then all valves 38, 42, 46, 50 are closed and the hot steam supply is switched off and the measuring device is sterile and can be moved from the rest position R to the measuring position M 40 in the reaction vessel. '

Der übrige Aufbau der Messwertgebervorrichtung entspricht bekannten Ausbildungen, so weist die Messwertgebervorrichtung beispielsweise einen Zylinder 54 auf, in dem ein als Kolben 56 ausgestalteter Teil des Halters zwischen zwei Endstellungen 45 verschiebbar ist, die der Ruhestellung R bzw. der Messstellung M der Sonde entsprechen. Am Zylinder sind zwei Anschlussstutzen 58,60 für die Zuleitung bzw. Ableitung von Druckmedium wie beispielsweise Druckluft oder Hydrauliköl zum Betätigen des Kolbens 56 angeordnet. Das Druckmedium hält den Kolben und 50 damit den Halter in den jeweiligen Stellungen fest. Anstelle der Betätigung des Halters mittels Druckmittel kann dieser auch mechanisch von Hand betätigt werden, wobei entsprechende bekannte Rastvorrichtungen vorgesehen sein können, um den Halter in der jeweiligen Mess- bzw. Ruhestellung festzuhalten. The rest of the structure of the measuring device corresponds to known designs, for example the measuring device has a cylinder 54 in which a part of the holder designed as a piston 56 can be displaced between two end positions 45, which correspond to the rest position R or the measuring position M of the probe. Two connecting pieces 58, 60 for supplying or discharging pressure medium such as compressed air or hydraulic oil for actuating the piston 56 are arranged on the cylinder. The pressure medium holds the piston and 50 the holder in the respective positions. Instead of actuating the holder by means of pressure medium, it can also be actuated mechanically by hand, in which case corresponding known latching devices can be provided in order to hold the holder in the respective measuring or rest position.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

673 783 PATENT CLAIMS

1. Transducer device, with a housing (2) with a housing connection piece (4) that can be connected to a connection piece of a reaction vessel, wherein in the housing (2) a holder (8) with a measurement sensor (10) from a measuring position protruding over the housing connection piece (4) (M), in which the measuring head (16) of the probe (10) is surrounded by a perforated cage (14), axially retractable and retractable and lockable in a back rest position (R) in the housing (2), in which Rest position (R) the opening (20) of the housing connector (4) is closed to the outside by means of a closing member (18), and in which the front part of the holder (8) with the measuring head (16) of the probe (10) in one Flushing chamber (24) of the housing (2), which has an inflow (26) and an outflow (28), characterized in that the front part of the holder (8) is designed as a perforated cage (14) and at its front end the locking member (18) contains fixed, un d that the rinsing chamber (24) in the housing (2) is assigned a further rinsing chamber (30) with an inlet (32) and an outlet (34).

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the closing member (18) is cylindrical and in the rest position (R) of the probe (10) in the cylindrical and with a sealing ring (22) equipped opening (20) of the housing connector (4th ) intervenes.

3, characterized in that the length of each rinsing chamber (24,30) is greater than the length of the travel path of the holder (8) between the rest position (R) and the measuring position (M).

5. Measuring device according to one of claims 1 to

3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the closing member (18) in the rest position (R) of the probe (10) is flush with the front end face of the housing connector (4).

4, characterized in that the outlet (34) of the second rinsing chamber (30) is connected to the inlet (26) of the first rinsing chamber (24) by means of a connecting line (40), preferably containing a shut-off valve (42).

6. Sensor device according to one of claims 1 to

4. Measuring device according to one of claims 1 to

5, characterized in that at the outlet (28) of the first rinsing chamber (24), on the one hand, a rinsing drain (44) containing a shut-off valve (46) and, on the other hand, a condensate drain (48) containing a shut-off valve (46) and a downstream condensate separator (52) are connected are.