DE102006018740B4

DE102006018740B4 - Schutzvorrichtung für eine Taucharmatur

Info

Publication number: DE102006018740B4
Application number: DE200610018740
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.-Ing. Schiffer
Original assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Current assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Priority date: 2006-04-22
Filing date: 2006-04-22
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2026-04-23
Also published as: DE102006018740A1

Abstract

Schutzvorrichtung für eine Taucharmatur (5), die insbesondere in ein ablagerungskritisches Prozessfluid (8) eintauchbar ist, gekennzeichnet durch
– eine flexible, druckdichte Hülle (13), die die Taucharmatur (5) zumindest teilweise umgibt und einen Druckraum (19) bildet, und
– einen Druckfluidanschluss (20) am Druckraum (19) zur Beaufschlagung der Hülle (13) mit einem Über- oder Unterdruck derart, dass durch eine druckbedingte Deformation der Hülle (13) darauf befindliche Ablagerungen (23) abgelöst werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für eine Taucharmatur, die insbesondere in ein ablagerungskritisches Prozessfluid eintauchbar ist.
Zum Hintergrund der Erfindung ist festzuhalten, dass in verschiedensten Gebieten der Prozesstechnik, wie beispielsweise der chemischen, pharmazeutischen oder Lebensmittel-Industrie, Prozesse zu überwachen sind, an denen Fluide insbesondere flüssiger Natur beteiligt sind. Für diese Prozessüberwachung werden Messinstrumente angesetzt, die je nach Art des Messprinzips mit Sonden in das Prozessfluid eintauchen müssen. Derartige Gerätschaften werden im Rahmen dieser Anmeldung unter dem Begriff „Taucharmatur” zusammengefasst. Als praktische Beispiele, wie sie auf dem Markt sind, können die automatischen Sensorschleusen der Baureihe „Ceramat” der Anmelderin genannt werden, die Gegenstand des EP-Patents EP 1 156 323 B2 ist.
Die WO 99/57551 A1 beschreibt eine halbrunde, druckfeste Abdeckplatte als Schutzvorrichtung für einen Sensor beim Reinigungsprozess durch Absprühen der Verschmutzung am Sensor mit Reinigungsflüssigkeit.
Bei vielen Prozessfluiden besteht die Problematik, dass diese ablagerungskritisch sind. Dies bedeutet, dass sich auf den in das Prozessfluid eingetauchten Armaturen Ablagerungen bilden, die ein Zusetzen der Messsonde hervorrufen oder gar ein Auswechseln der Taucharmatur verhindern. Als Beispiel ist der Prozess der Zuckerraffination zu nennen. Aus der zähflüssigen, klebrigen Zuckermasse können sich auf den Messsonden sehr schnell dicke, kristalline Ablagerungen bilden.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung für solche Taucharmaturen anzugeben, die in ablagerungskritischen Prozessfluiden zum Einsatz kommen.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Demnach ist als Schutzvorrichtung eine flexible, druckdichte Hülle vorgesehen, die die Taucharmatur zumindest teilweise umgibt und einen Druckraum bildet. Letzterer ist mit einem Druckfluidanschluss versehen, über den die Hülle mit Über- oder Unterdruck derart beaufschlagbar ist, dass durch eine druckbedingte Deformation der Hülle darauf befindliche Ablagerungen abgelöst werden.
In Anwendung der Erfindung können also Taucharmaturen, die in ablagerungskritischen Prozessfluiden eingesetzt werden, durch Überziehen der Schutzvorrichtung so ausgerüstet werden, dass sich auf der Schutzhülle aus dem Prozessfluid absetzende Schichten mit Hilfe einer Druckbeaufschlagung der Hülle und deren Deformation „absprengen” lassen.
Die Hülle als solche kann einlagig ausgebildet sein, wobei sie dann mit der Außenseite der Armatur selbst den Druckraum bildet. Diese grundsätzlich mögliche Ausgestaltung hat allerdings den Nachteil, dass bei etwaigen Durchführungen in der Hülle für einzelne Sensorelemente aus der Armatur jeweils gesonderte Dichtmaßnahmen zwischen Armatur und Hülle um die Durchführung herum notwendig sind.
Insoweit ist die als bevorzugte Ausführungsform vorgesehene Bildung des Druckraums in sich durch eine zweilagige Ausführung der Hülle mit einer Innen- und Außenlage universeller gestaltbar und in drucktechnischer Hinsicht einfacher beherrschbar. Die Hülle selbst ist hier nämlich quasi ballonartig ausgebildet und kann in ihrer Schutzposition auf der Armatur „aufgeblasen” werden. Bei einer entsprechend großvolumigen Ausbildung des Druckraums ist es auch denkbar, diesen zur Ablösung von Ablagerungen mit Unterdruck zu beaufschlagen, so dass sich die Außenlage der Hülle zusammenzieht und dadurch ein Ablösen der Ablagerungen bewirkt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf die Detailauslegung der Hülle sowie eine Verwendung der Schutzvorrichtung an einer Taucharmatur.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird. Es zeigen:
1 bis 3 Teilschnitte eines Prozessbehälters mit einer angeflanschten Taucharmatur mit einer Schutzvorrichtung im Neuzustand, mit darauf befindlichen Ablagerungen und im Ablösungszeitpunkt der Ablagerungen.
In den beigefügten Zeichnungen ist ein Prozessbehälter 1 mit einem Armaturenflansch 2 ausschnittsweise dargestellt. In der Sondenöffnung 3 des Prozessbehälters 1 sitzt dabei eine als Ganzes mit 4 bezeichnete Sensorschleuse als Armatur, wie sie in der EP 1 156 323 B2 beschrieben ist. In einem Tauchrohr 5 der Sensorschleuse 4 ist eine Messelektrode 6 angeordnet und über die Ausschuböffnung 7 in die Prozessflüssigkeit 8 eintauchbar.
Über zwei relativ zueinander verdrehbare Dichtkörper 9, 10 im Tauchrohr 5 ist die nach innen zurückgezogene Messelektrode 6 – diese Stellung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt – in der Kalibrierkammer 11 gegen die Prozessflüssigkeit 8 dicht abgeschlossen. Den Verschiebe- und Drehantrieb der Messelektrode 6 und der Dichtkörper 9, 10 übernimmt dabei eine in dem Schleusenkopf 12 untergebrachte, hier nicht relevante hydraulische Antriebsvorrichtung.
Wie aus 1 hervorgeht, ist über das im Wesentlichen zylindrische Tauchrohr 5 eine flexible, druckdichte Hülle 13 aus gummielastischem Material gezogen, die damit das Tauchrohr 5 auf seiner gesamten Außenfläche umgibt. Lediglich im Bereich der Ausschubsöffnung 7 ist ein Durchlass 14 für die Messelektrode 6 angelegt. An ihrem flanschseitigen Ende ist die in ihrer undeformierten Grundgestalt (1) der Außenkontur des Tauchrohrs 5 entsprechende Hülle 13 mit einem ringförmig umlaufenden, einstückig angeformten, nach außen abstehenden Dichtflansch 15 versehen, mit dem die Hülle 13 zwischen dem Armaturenflansch 2 und dem entsprechenden Gegenflansch 16 der Sensorschleuse 4 dicht eingespannt ist.
Wie aus 1 ferner deutlich wird, ist die Hülle 13 zweilagig mit einer Innenlage 17 und einer Außenlage 18 ausgebildet, wobei die Lagen 17, 18 einen im Wesentlichen ringspaltförmigen Druckraum 19 umgrenzen. Im Bereich des Dichtflansches 15 ist dieser Druckraum 19 mit einem Druckluftanschluss 20 versehen, der über einen Druckluftkanal 21 und einen entsprechenden Druckluftstutzen 22 am Gegenflansch 16 in Fluidverbindung mit einer Druckluftquelle gebracht werden kann.
Der Zweck und die Funktionsweise der Schutzhülle 13 sind anhand der 2 und 3 zu erläutern. Die erstgenannte Zeichnung zeigt die Sensorschleuse 4 mit Hülle 13 im Ruhezustand, wobei sich auf der Außenlage 18 der Hülle 13 aus der Prozessflüssigkeit 8 eine Ablagerungsschicht 23 aus einem harten Material gebildet hat. Die dort gezeigte Dicke der Ablagerungsschicht 23 wäre an sich noch unkritisch, würde bei einem weiteren Aufwachsen von Ablagerungen jedoch mit der Zeit dazu führen, dass das Sensorende 24 der Messelektrode 6 sich zusetzt und damit weder einwandfreie Messergebnisse liefern würde noch ein- und ausfahrbar wäre. Ohne weiter Schutzmaßnahmen müsste dann der überwachte Prozess gestoppt und die Sensorschleuse 4 ausgebaut werden, was sich wegen der aufgewachsenen Ablagerungsschicht 23 unter Umständen schwierig gestalten würde.
Zur Entfernung dieser Ablagerungsschicht 23 wird nun über den Druckluftanschluss 20 in den Druckraum 19 der Hülle 13 Druckluft eingeblasen, wodurch sich die Hülle 13 im Bereich ihrer Außenlage 18 aufbläht und deformiert. Aufgrund dieser Formänderung wird die Ablagerungsschicht 23 abgesprengt und löst sich in eine Vielzahl von Bruchstücke 25 auf, die problemlos von der Prozessflüssigkeit 8 weggeschwemmt werden können. Durch Entlastung des Druckraumes 19 stellt sich die Hülle 13 durch ihre Eigenelastizität wieder in die in 1 gezeigte Ausgangslage zurück.
Wie in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, kann die Hülle 13 intern, also beispielsweise auf der Innenseite der Außenlage 18, mit Wandverstärkungselementen in Form von Rippen versehen sein, die einerseits verhindern, dass die beiden Lagen 17, 18 miteinander verkleben. Zum anderen erzeugen solche Wandverstärkungen auf der Außenseite im expandierten, ausgedehnten Zustand der Hülle 13 Strukturen, wie beispielsweise Kanten, die ein Ablösen der Ablagerungsschicht 23 unterstützen. Denkbar ist auch, Zonen mit verringerten Wandstärken auszubilden, so dass sich dort bei der Druckluftbeaufschlagung der Hülle 13 lokale Ausbauchungen ergeben, die wiederum die Ablagerungsschicht 23 lokal stärker beaufschlagen und damit ein Ablösen unterstützen.

Claims

Schutzvorrichtung für eine Taucharmatur (5), die insbesondere in ein ablagerungskritisches Prozessfluid (8) eintauchbar ist, gekennzeichnet durch – eine flexible, druckdichte Hülle (13), die die Taucharmatur (5) zumindest teilweise umgibt und einen Druckraum (19) bildet, und – einen Druckfluidanschluss (20) am Druckraum (19) zur Beaufschlagung der Hülle (13) mit einem Über- oder Unterdruck derart, dass durch eine druckbedingte Deformation der Hülle (13) darauf befindliche Ablagerungen (23) abgelöst werden.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle einlagig ausgebildet ist und mit der Außenseite der Taucharmatur (5) den Druckraum bildet.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (13) zur Bildung des Druckraums (19) in sich zweilagig mit einer Innen- und Außenlage (17, 18) ausgebildet ist.
Schutzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (19) zwischen Innen- und Außenlage (17, 18) ringspaltförmig angelegt ist.
Schutzvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (13) einen oder mehrere, von dem Druckraum (19) getrennte Durchlässe (14) für Funktionselemente (6) der Taucharmatur (5) aufweist.
Schutzvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die undeformierte Grundgestalt der Hülle (13) der Außenkontur der Taucharmatur (5) entspricht.
Schutzvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (13) mit einem Dichtflansch (15) versehen ist, mit dem sie dicht zwischen die Befestigungsflansche (2, 16) von Taucharmatur (5) und Prozessbehälter (1) einsetzbar ist.
Schutzvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (13) intern mit Wandverstärkungs- oder -schwächungselementen versehen ist, die bei der Hüllendeformation zu außenseitigen, die Ablösung der Ablagerungen von der Hülle unterstützenden Strukturen führen.
Verwendung einer Schutzvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche an einer Taucharmatur, die insbesondere in ein ablagerungskritisches Prozessfluid eintauchbar ist.