DE102007030584B4

DE102007030584B4 - Wechselarmatur für eine Messsonde

Info

Publication number: DE102007030584B4
Application number: DE200710030584
Authority: DE
Inventors: Jens-Hendrik Schiffer
Original assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Current assignee: Knick Elektronische Messgeraete GmbH and Co KG
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: DE102007030584A1

Abstract

Wechselarmatur für eine Messsonde (6) zur Messung physikalisch-chemischer Messgrößen in einem Prozessfluid, die einen hohlzylindrischen, in einen Anschlussstutzen (1) eines Prozessbehälters teilweise eintauchenden und zu diesem abgedichteten, ein Ober- und ein Unterteil (3b, 3a) umfassenden Sondenkörper (3) und eine in dem Sondenkörper (3) in eine Messposition in dem Prozessfluid und in eine Spülposition innerhalb des Sondenkörpers (3) verschiebbare Sondenhalterung (4) aufweist, wobei eine in einem erweiterten Abschnitt des Sondenkörpers (3) gebildete Spülkammer (10) an eine Reinigungsfluidzuführung (7, 8) und -abführung (12, 13) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen Spülung eines unterhalb der Spülkammer (10) zwischen dem Unterteil (3a) des Sondenkörper (3) und der Sondenhalterung (4) vorhandenen Ringspaltes (14) ein weiterer Spülstrom durch einen zwischen dem Unterteil (3a) des Sondenkörpers (3) und dem Anschlussstutzen (1) gebildeten Spalt (1a) sowie Zusatzspülbohrungen (17) an den Ringspalt (14) angeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselarmatur für eine Messsonde zur Messung physikalisch-chemischer Messgrößen in einem Prozessfluid gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Wechselarmaturen sind – unter anderem über einen als "Ingoldstutzen" bekannten Anschlussstutzen – an einen Prozessbehälter, eine Rohrleitung oder dgl. anschließbare, als Hohlzylinder ausgebildete Sondenkörper mit einer in einem Führungskanal des Sondenkörpers verschiebbar und auswechselbar angeordneten zylindrischen Sondenhalterung, in der eine Messsonde zum Erfassen bestimmter – physikalischer oder chemischer – Prozessgrößen eines in dem Prozessbehälter oder der Rohrleitung befindlichen bzw. strömenden Mediums austauschbar untergebracht ist. Der in der Wechselarmatur geschützt untergebrachte Messsensor kann somit bei Verschmutzung oder Defekt auf einfache Weise ausgewechselt werden. Um den infolge von Verschmutzungen der Messsonde erforderlichen Aufwand für das Auswechseln und Reinigen und Neukalibrieren der Messsonde möglichst gering zu halten, ist es – beispielsweise aus der DE 197 23 681 A1 oder der EP 0 391 838 B1 – bekannt, eine zur Kalibrierung des Messsensors in dem Sondenkörper ausgebildete, mit Zu- und Abflussöffnungen im Sondenkörper versehene Kalibrierkammer, in der die Sondenspitze durch Verschieben der Sondenhalterung innerhalb des Sondenkörpers positioniert wird, auch zur Spülung des Messsensors mit einem Reinigungsmittel zu nutzen. Die so ausgebildeten Wechselarmaturen, die über einen speziellen Prozessanschluss, d. h. einen unter dem Namen „Ingoldstutzen" bekannten 25 mm-Stutzen, an den Prozessbehälter angeschlossenen sind, sind jedoch insofern nachteilig, als beim Spülen, das heißt, wenn die Sensorhalterung mit dem Messsensor aus dem Prozessmedium in den Bereich der Kalibrier- und Spülkammerkammer zurückgefahren ist, Schmutz und feste Partikel aus dem Prozessmedium und dem Reinigungsvorgang in den unterhalb der Spülkammer der Wechselarmatur liegenden Ringspalt zwischen der Innenfläche des Sensorkörpers und der Außenfläche der Sensorhalterung gelangen und diesen – von dem Reinigungsmedium nicht erfassten – Bereich verschmutzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine an einen Ingoldstutzen angeschlossene Wechselarmatur der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass deren im Ergebnis des Spülens der Messsensorspitze und der Sensorhalterung auftretende Verschmutzung und der dadurch erforderliche zusätzliche Arbeitsaufwand vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Wechselarmatur gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Wesen der Erfindung besteht bei einer mit einer Spülkammer zur Reinigung der Messsonde versehenen Wechselarmatur darin, dass von dem zum Spülen der verunreinigten Messsensorspitze zugeführten Reinigungsmedium ein Teilstrom abgezweigt und von unten, das heißt in Richtung der Spülkammer, in den unterhalb der Spülkammer anschließenden Ringspalt eingebracht wird. Die Zuführung des Zusatzspülstroms erfolgt über mindestens einen Abzweigkanal sowie zwischen dem Anschlussstutzen und dem in diesen eintauchenden Teil des Sondenkörpers ausgebildete Nuten sowie Zusatzspülbohrungen im Sondenkörper unter einem be stimmten, durch die Querschnittsverminderung in den Zuführungskanälen erhöhten Druck. In dem Ringspalt können sich somit schädliche Partikel nicht sammeln bzw. werden aus diesem heraus in das Spülmedium gedrückt und mit diesem aus der Wechselarmatur ausgetragen. Der Reinigungsaufwand für die Messsonden und Wechselarmaturen wird deutlich verringert. Aufgrund des mit der so ausgeführten Wechselarmatur erzielten verbesserten Reinigungseffekts kann der Abstand zwischen den Reinigungszyklen verlängert werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung erfolgt die Zuführung des Reinigungsfluids zur Spülkammer über eine Reinigungsfluidverteilerkammer und von dieser ausgehende Spülbohrungen.
An die Reinigungsfluidverteilerkammer sind Abzweigkanäle für den Zusatzspülstrom angeschlossen, die zunächst in einen erweiterten Raum bzw. Spalt zwischen Anschlussstutzen und Sondenkörper münden.
Über in die Außenfläche des Sondenkörpers eingeformte – axial verlaufende und am Umfang verteilt ausgebildete Nuten sowie in diesen ausgebildete Zusatzspülbohrungen gelangt das abgezweigte Reinigungsfluid in den erwähnten Ringspalt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung besteht der Sondenkörper aus einem Oberteil und einem mit diesem fest und abdichtend verbundenen, teilweise in den Anschlussstutzen eintauchenden Unterteil, wobei die Reinigungsfluidverteilerkammer im Trennbereich zwischen Ober- und Unterteil ausgeformt ist.
An die Spülkammer schließt sich nach oben eine im Sondenkörper ausgebildete Ringkammer an, über die und einen Auslasskanal das mit den ausgespülten Partikeln belastete Reinigungsfluid aus der Wechselarmatur heraus geleitet wird.
Aus DE 20 2006 007 648 U1 ist zwar eine Wechselarmatur bekannt, bei der eine Spülkammer über einen zwischen Sondenkörper und Anschlussstutzen als ringförmiger Hohlraum gebildeten Spalt mit einem Reinigungsfluid versorgt wird. Ferner ist aus DE 38 20 405 A1 eine Messwertgebervorrichtung mit einer Spülkammer im Gehäuse bekannt, die einen Zufluss und einen Abfluss aufweist. Die Spülung eines Ringspaltes zwischen Sondenkörper und Sondenhalterung ist hieraus jedoch nicht bekannt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung, in deren einziger Figur ein Längsschnitt des unteren Teils einer Wechselarmatur bei in der Reinigungsposition befindlicher Sondenhalterung dargestellt ist, näher erläutert.
In die Wand der Rohrleitung oder des Prozessbehälters (nicht dargestellt) mit dem zu untersuchenden Prozessfluid ist ein – hier als Ingoldstutzen ausgeführter – Anschlussstutzen 1 eingebunden, an dem mittels einer Überwurfmutter 2 ein hohlzylindrischer und mit seinem unteren Ende in den Anschlussstutzen 1 hinein ragender Sondenkörper 3 befestigt ist, der zusammen mit einer in diesem verschiebbar und herausfahrbar angeordneten Sondenhalterung 4 eine Wechselarmatur 5 zum einfachen Auswechseln der in der Sondenhalterung 4 untergebrachten Messsonde 6 bildet. Die Sondenhalterung 4 mit Messsonde 6 befindet sich hier in der in den Sondenkörper 3 eingefahrenen Position für den an der Spitze 6a des Messsensors 6 vorzunehmenden Reinigungsprozess. Der Sondenkörper 3 ist zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Unterteil 3a und ein mit diesem abdichtend verschraubtes Oberteil 3b. In dem Sondenkörper 3 ist zwischen dem Oberteil 3b und dem Unterteil 3a eine Reinigungsfluidverteilerkammer 7 ausgebildet, die während des Spülvorgangs über einen im Oberteil 3b vorgesehenen Zuführungskanal 8 mit einem flüssigen, gas- oder dampfförmigen Reinigungsfluid versorgt wird (Pfeil A). Das Reinigungsfluid gelangt über im Oberteil 3b ausgebildete erste Spülbohrungen 9 (Pfeil B) in eine in einem im Durchmesser erweiterten Abschnitt des Unterteils 3a des Sensorkörpers 3 geschaffene Spülkammer 10 und über in der Sondenhalterung 4 vorgesehene Fenster 11 zu der zu reinigenden Spitze 6a des Messsensors 6. Anschließend strömt das Reinigungsfluid mit den von der Spitze 6a des Messsensors 6 abgelösten Belagspartikeln entlang der Innenfläche der Sondenhalterung 4 (Pfeil C) in eine im Oberteil 3b des Sondenkörpers 3 ausgeformte, zur Sondenhalterung beidseitig abgedichtete Ringkammer 12, aus der das Reinigungsfluid über einen Auslasskanal 13 nach außen abgeführt wird (Pfeil D).
In einem unterhalb der Spülkammer 10 zwischen der Innenfläche des Unterteils 3a des Sondenkörpers 3 und der Außenfläche der Sondenhalterung 4 vorhandenen Ringspalt 14 können sich Schmutzpartikel sammeln. Um auch diese Schmutzpartikel entfernen zu können, ist im Unterteil 3a des Sondenkörpers 3 ein von der Reinigungsfluidverteilerkammer 7 ausgehender Abzweigkanal 15 vorgesehen, der in einen Spalt 1a zwischen dem Anschlussstutzen 1 und dem Unterteil 3a mündet. Ein Teil des aus der Reinigungsfluidverteilerkammer 7 abgezweigten Reinigungsfluids gelangt über den Abzweigkanal 15 (Pfeil E) in den Spalt 1a (Pfeil F) und von dort über in der Außenfläche des Unterteils 3a des Sondenkörpers 3 ausgebildete Nuten 16 und von deren unterem Ende ausgehende Zusatzspülbohrungen 17 von unten in den Ringspalt 14 (Pfeil G). Verunreinigungen können sich in dem Ringspalt 14 somit nicht absetzen bzw. werden aus diesem heraus in die Spülkammer 10 gespült (Pfeil H). Das Unterteil 3a des Sondenkörpers 3 ist in bekannter Weise in dem unterhalb der Nuten 16 und der zweiten Spülbohrungen 17 liegenden Bereich sowohl zum Anschlussstutzen 1 als auch zur Sondenhalterung 4 hin mit Hilfe von Dichtringen 18 abgedichtet. Das für die Spülung des Ringspalts 14 abgezweigte Reinigungsfluid kann daher nicht in das Prozessmedium gelangen.

1: Anschlussstutzen
1a: Spalt
2: Überwurfmutter
3: Sondenkörper
3a: Unterteil
3b: Oberteil
4: Sondenhalterung
5: Wechselarmatur
6: Messsonde
6a: Spitze
7: Reinigungsfluidverteilerkammer
8: Zuführungskanal
9: Spülbohrung
10: Spülkammer
11: Fenster
12: Ringkammer
13: Auslasskanal
14: Ringspalt
15: Abzweigkanal
16: Nut
17: Zusatzspülbohrung
18: Dichtring
Pfeile A bis D: Strömungsweg des Hauptspülstroms
Pfeile E bis H: Strömungsweg des Zusatzspülstroms

Claims

Wechselarmatur für eine Messsonde (6) zur Messung physikalisch-chemischer Messgrößen in einem Prozessfluid, die einen hohlzylindrischen, in einen Anschlussstutzen (1) eines Prozessbehälters teilweise eintauchenden und zu diesem abgedichteten, ein Ober- und ein Unterteil (3b, 3a) umfassenden Sondenkörper (3) und eine in dem Sondenkörper (3) in eine Messposition in dem Prozessfluid und in eine Spülposition innerhalb des Sondenkörpers (3) verschiebbare Sondenhalterung (4) aufweist, wobei eine in einem erweiterten Abschnitt des Sondenkörpers (3) gebildete Spülkammer (10) an eine Reinigungsfluidzuführung (7, 8) und -abführung (12, 13) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur zusätzlichen Spülung eines unterhalb der Spülkammer (10) zwischen dem Unterteil (3a) des Sondenkörper (3) und der Sondenhalterung (4) vorhandenen Ringspaltes (14) ein weiterer Spülstrom durch einen zwischen dem Unterteil (3a) des Sondenkörpers (3) und dem Anschlussstutzen (1) gebildeten Spalt (1a) sowie Zusatzspülbohrungen (17) an den Ringspalt (14) angeschlossen ist.
Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsfluidzuführung eine an einen Zuführungskanal (8) angeschlossene ringförmige Reinigungsfluidverteilerkammer (7) im Sondenkörper (3) umfasst, von der Spülbohrungen (9) für den Hauptspülstrom und mindestens ein Abzweigkanal (15) für den Zusatzspülstrom ausgehen, wobei der Abzweigkanal (15) in den zwischen dem Anschlussstutzen (1) und dem Unterteil (3a) des Sondenkörpers (3) gebildeten Spalt (1a) und anschließend in Nuten (16) mündet, die am Umfang des Unterteils (3a) eingeformt sind und von deren unterem Ende die Zusatzspülbohrungen (17) ausgehen.
Wechselarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsfluidverteilerkammer (7) zwischen dem Ober- und dem Unterteil (3a, 3b) des Sondenkörpers (3) ausgebildet ist.
Wechselarmatur nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülstrom zur Spülung des Ringspaltes (14) ein Teilstrom des durch die Reinigungsfluidzuführung (7, 8) eintretenden Spülstromes ist.
Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spülstrom zur Spülung des Ringspaltes (14) durch einen zusätzlichen Anschluss dem Sondenkörper (3) zugeführt wird.