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Die
Erfindung betrifft eine Wechselarmatur für kurze Messsonden mit großer Eintauchtiefe
gemäß den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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An
einen Prozessbehälter,
eine Rohrleitung oder dgl. angeschlossene Wechselarmaturen zur gegenüber Verschmutzung
und mechanischer Belastung geschützten
und in eine Messposition oder eine Kalibrier- und Reinigungsposition
verstellbaren Anordnung einer Messsonde oder zum Austauschen der
Messsonde sind seit langem bekannt. Zur Erzielung einer großen Eintauchtiefe
bei möglichst
geringer Länge
der in Abhängigkeit
von der Länge
mehr oder weniger kostenintensiven und bruchempfindlichen Messsonden
ist die Kolbenstange an der vom Prozessbehälter abgewandten Seite mit
einer lösbar befestigten
Kolbenstangenverlängerung
verbunden. Der Sensorkopf der Messsonde mit dem Anschlussstecker
für Verbindungskabel
befindet sich innerhalb der Kolbenstangenverlängerung, so dass die Messsonde
eine verringerte Baulänge
aufweisen kann und daher weniger empfindlich und zudem kostengünstiger
ist. Das Entweichen von Druckluft aus dem Druckraum oberhalb des
Kolbens der pneumatisch angetriebenen Kolbenstange wird mit Druckluftdichtungen
verhindert. Um das Eindringen von Schmutz über den nach außen freien – verschmutzten – Teil der
Kolbenstange bzw. Kolbenstangenverlängerung zu den Druckluftdichtungen
der Kolbenstange zu verhindern, ist die Kolbenstangenverlängerung
von einem stirnseitig mit dem Zylinder der Wechselarmatur verbundenen
Schutzrohr umgeben. Bei Wartungsarbeiten an der Messsonde oder zum
Auswechseln einer defekten Messsonde ist es erforderlich, zunächst das
Schutzrohr und anschließend
die Kolbenstangenverlängerung
zu lösen
und zu entfernen, um den Zugang zum Anschlussstecker und zur Messsonde zu
ermöglichen.
Bei der Arbeit mit Schutzhandschuhen sowie unter den oftmals komplizierten
und räumlich
eingeschränkten
Bedingungen ist das Lösen
und Wiederbefestigen des Schutzrohrs und der Kolbenstangenverlängerung
mühsam
und zeitaufwendig.
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Weiterhin
sind aus dem Stand der Technik Armaturen bekannt, die Befestigungen
für unterschiedliche
Zwecke aufweisen.
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In
der
EP 0 952 448 A1 ist
eine Aufnahmevorrichtung für
einen Sensor zur Messung fluider Medien in der Prozesstechnik beschrieben.
Die Aufnahmevorrichtung weist erste und zweite Befestigungsmittel
am Gehäuse
des Elektrodenhalters auf, mittels derer die Aufnahmevorrichtung
entweder als Eintaucharmatur oder als Durchflussarmatur eingesetzt werden
kann.
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Die
EP 1 464 951 A2 beschreibt
eine Sicherungsvorrichtung für
eine Elektrodeneinbauvorrichtung, die eine statische Armatur oder
eine Wechselarmatur aufweisen kann. Die Sicherungsvorrichtung umfasst
einen Sicherungsadapter, der verhindert, dass die Sonde versehentlich
aus der Armatur entfernt wird. Durch die Gestaltung des Sicherungsadapters
ist die Montage und Demontage der Sonde fest vorgegeben.
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Außerdem ist
aus der
EP 0 590 290
A1 eine Wechselarmatur mit einem Sensor bekannt, deren Kolbenstange
eine Durchtrittsöffnung
aufweist. Durch die Durchtrittsöffnung
tritt das Druckmedium zum Betätigen
der Kolbenstange in diese ein, wodurch ein Druckaufbau im Kolben
verhindert wird, wenn der Sensor nicht eingesetzt ist. Dadurch können der
Kolben und die Kolbenstange nicht betätigt wer den, und es wird eine
Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Einfahren der Kolbenstange
in den Messraum erreicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Wechselarmatur der eingangs erwähnten Art so auszubilden, dass
die Messsonde schnell und einfach zugänglich ist und der Montageaufwand
gering ist.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe mit einer Wechselarmatur gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst.
Zweckmäßige und
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei
einer Wechselarmatur für
kurze Messsonden mit großer
Eintauchtiefe, bei der sich der Sensorkopf der Messsonde innerhalb
einer von einem Schutzrohr umgebenen Kolbenstangenverlängerung
einer als Sondenhalterung dienenden hohlzylindrischen Kolbenstange
befindet, besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, dass das
Schutzrohr und die Kolbenstangenverlängerung eine Einheit bilden
und an diesen jeweils vorgesehene Verbindungsmittel bei der Montage
und Demontage gleichzeitig mit den entsprechenden Verbindungsmitteln
am Zylinder bzw. an der Kolbenstange der Wechselarmatur in bzw.
außer
Eingriff kommen. Die Kolbenstangenverlängerung ist in dem Schutzrohr
durch Formschluss verdrehsicher und in Längsrichtung reibschlüssig beweglich
gehalten. Bei Wartungs- und Reparaturarbeiten an der Wechselarmatur
können das
Schutzrohr und die Kolbenstangenverlängerung gleichzeitig montiert
bzw. demontiert werden, so dass der Arbeitsaufwand und die Fehlerwahrscheinlichkeit
gerade unter komplizierten Arbeitsbedingungen verringert werden.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung sind die zwischen Schutzrohr und
Zylinder sowie zwischen Kolbenstangenverlängerung und Kolbenstange vorgesehenen
Verbindungsmittel als Bajonettverschluss ausgebildet, so dass die
Montage weiter vereinfacht wird.
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Die
formschlüssige
Verdrehsicherung zwischen Schutzrohr und Kolbenstangenverlängerung wird
dadurch erreicht, dass das Schutzrohr – abgesehen von dem Verbindungsabschnitt – einen
unrunden Innenquerschnitt und die Kolbenstangenverlängerung
eine identische Außenkontur
aufweist. In Längsrichtung
wird durch einen zwischen der Innen- und der Außenkontur fixierten Dichtungsring
eine Verschmutzung der Kolbenstangenverlängerung verhindert und gleichzeitig
eine gewisse axiale Fixierung gewährleistet. Der mit den Bajonettverbindungsmitteln
versehene untere Anschlussabschnitt des Schutzrohres und der Kolbenstangenverlängerung ist
jeweils kreisrund ausgebildet.
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In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die unrunde Außenkontur
der Kolbenstangenverlängerung
durch einen entsprechend geformten Bund gebildet. Die Dichtung zur
Reibschlüssigen Halterung
der Kolbenstangenverlängerung
kann in einer Umfangsnut des Bundes fixiert sein.
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In
Ausgestaltung der Erfindung haben die aneinandergrenzende Innen-
bzw. Außenkontur
von Schutzrohr und Kolbenstangenverlängerung einen Dreiecksquerschnitt,
vorzugsweise mit gewölbtem Verlauf
der Kanten und Ecken.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht einer Wechselarmatur für eine in einer kurzen Kolbenstange
mit Kolbenstan genverlängerung
gehaltene Messsonde in zurückgezogener,
in einer Kalibrierstellung befindlicher Position der Sondenspitze;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des dem Anschluss an den Prozessbehälter gegenüberliegenden oberen Teils der
Wechselarmatur nach 1; und
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3 eine
Schnittansicht längs
der Linie AA in 2.
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1 zeigt
eine Gesamtansicht einer für
den Anschluss an einen Prozessbehälter vorgesehenen Wechselarmatur 1,
die innerhalb eines Zylinders 2 einen mit Druckluft beaufschlagten
Kolben 3 aufweist. An den Kolben 3 schließt sich
zur Anschlussstelle am Prozessbehälter hin eine Aufnahmehülse 4 und
in entgegengesetzter Richtung eine in einem Führungszylinder 5 geführte und
gegenüber
der auf den Kolben 3 wirkenden Antriebsdruckluft abgedichtete
kurze, hohlzylindrische Kolbenstange 6 an. Die freie Stirnseite
der Kolbenstange 6 ist mittels Bajonettverschluss lösbar mit
einer Kolbenstangenverlängerung 7 verbunden.
In der Kolbenstange 6 ist der Sensorkopf 8 einer – ansonsten
im Schutz der Aufnahmehülse 4 untergebrachten
Messsonde 9 verschraubt. Am Sensorkopf 8 befindet
sich ein bereits in die Kolbenstangenverlängerung 7 ragender
Anschlussstecker 12 zum Anschluss von Verbindungskabeln
(nicht dargestellt) an die Messsonde 9. In der in 1 wiedergegebenen
Darstellung befindet sich die Messsonde 9 in der aus dem
Prozess in die Wechselarmatur 1 eingefahrenen Position,
so dass die Sensorspitze 10 im Bereich einer Kalibrierkammer 11 liegt,
in der die Messsonde 9 kalibriert und deren Sensorspitze 10 gereinigt
werden kann. Die Kolbenstangenverlängerung 7 ist von
einem mit dem Führungszylinder 5 mittels
Bajonettverschluss lösbar
verbundenen Schutzrohr 13 umgeben.
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In
der in 2 gezeigten vergrößerten Darstellung des oberen
Teils der Wechselarmatur 1 ist eine erste Dichtung 14 zwischen
der Kolbenstangenverlängerung 7 und
dem Schutzrohr 13 zu erkennen. Eine zweite Dichtung 15 dient
zur stirnseitigen Abdichtung zwischen der Kolbenstange 6 und
der Kolbenstangenverlängerung 7.
Zur Abdichtung der kurzen Kolbenstange 6 in dem Führungszylinder 5 gegenüber der
auf den Kolben 3 wirkenden Antriebsdruckluft sind dritte
Dichtungen 16 vorgesehen.
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An
der Innenfläche
der Kolbenstangenverlängerung 7 sind
an deren unterem Rand im Abstand angeordnete, in Umfangsrichtung
verlaufende erste Vorsprünge 17 angeformt,
die nach dem Aufstecken auf die Kolbenstange 6 und einer
Drehbewegung unter entsprechende zweite Vorsprünge 18 am Außenumfang
der Kolbenstange 6 greifen und die Kolbenstangenverlängerung 7 mit
der Kolbenstange 6 nach Art eines Bajonettverschlusses
verbinden. Ein an den Führungszylinder 5 anschließender Bajonettverschlussring 19 weist
am Außenumfang
im Abstand ausgebildete Winkelnuten 20 auf, in die am Innenumfang
des Schutzrohres 13 in entsprechendem Abstand angeformte
Erhöhungen 21 beim
Aufstecken des Schutzrohres 13 eingreifen und durch anschließende Drehbewegung
die Bajonettverschlussverbindung mit dem Führungszylinder 5 herstellen.
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Aus 3 ist
ersichtlich, dass das Schutzrohr 13 eine dreieckförmige Innenkontur
mit gewölbten
Kanten aufweist, während
die Kolbenstangenverlängerung 7 einen
die erste Dichtung 14 aufnehmenden Bund 22 aufweist,
dessen Außenkontur
mit der Innenkontur des Schutzrohres 13 übereinstimmt. Aufgrund
der von der Kreisform abweichenden, aber übereinstimmenden Innen- bzw.
Außenkontur
des Schutzrohres 13 und des in der Kolbenstangenverlängerung 7 vorgesehenen
Bundes 22 kann die Kolbenstangenverlängerung 7 im Schutzrohr 13 nicht verdreht
und in Längsrichtung
nur unter Überwindung
von Reibungskräften
bewegt werden. Das Schutzrohr 13 und die Kolbenstangenverlängerung 7 bilden
daher bei der Handhabung ein einziges Bauteil. Außerdem befinden
sich die Bajonettverschlüsse für das Schutzrohr 13 und
die in diesem in Drehrichtung fixierte Kolbenstangenverlängerung 7 in
einer derart aufeinander abgestimmten Höhe, dass beim gemeinsamen Aufstecken
und Drehen von Schutzrohr und Kolbenstangenverlängerung gleichzeitig die Bajonettverbindung
an der kurzen Kolbenstange 6 und am Führungszylinder 5 hergestellt
wird.
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Der
in der Wechselarmatur angeordnete Messsensor ist schnell zugänglich,
da das Schutzrohr und die Kolbenstangenverlängerung aufgrund der radial
formschlüssigen
Verbindung und der aufeinander abgestimmten Anordnung der Bajonettverschlussmittel
auch unter schwierigen Arbeitsbedingungen auf einfache Art und schnell
montiert bzw. demontiert werden können.
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- 1
- Wechselarmatur
- 2
- Zylinder
- 3
- Kolben
- 4
- Aufnahmehülse
- 5
- Führungszylinder
- 6
- kurze
Kolbenstange
- 7
- Kolbenstangenverlängerung
- 8
- Sensorkopf
- 9
- Messsonde
- 10
- Sensorspitze
- 11
- Kalibrierkammer
- 12
- Anschlussstecker
- 13
- Schutzrohr
- 14
- erste
Dichtung
- 15
- zweite
Dichtung
- 16
- dritte
Dichtungen
- 17
- erste
Vorsprünge
(Verbindungsmittel v. 7)
- 18
- zweite
Vorsprünge
(Verbindungsmittel v. 6)
- 19
- Bajonettverschlussring
- 20
- Winkelnuten
(Verbindungsmittel v. 5)
- 21
- Erhöhungen (Verbindungsmittel
v. 13)
- 22
- Bund
v. 7