DE102007058519A1

DE102007058519A1 - Thermometeranordnung

Info

Publication number: DE102007058519A1
Application number: DE200710058519
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr.-Ing. Huck; Thomas Kayser
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2007-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-12-06
Also published as: DE102007058519B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Thermometeranordnung zur Messung von Prozesstemperaturen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Gefäßen von verfahrenstechnischen Anlagen mit einem in einem Schutzrohr (10) untergebrachten Temperatursensor (21), dessen Anschlussleitungen in ein Anschlussgehäuse (30) geführt sind. Es wird vorgeschlagen, das Innere des Schutzrohres (10) mit zumindest einem Teil des Anschlussgehäuses (30) als druckdicht abgeschlossener Druckraum (33) auszubilden, dessen Wandung im Bereich des Anschlussgehäuses (30) mit einer elektrischen Durchführung (41) und mit einer Druckreguliereinrichtung (31) ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Thermometeranordnung zur Messung von Prozesstemperaturen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Gefäßen von verfahrenstechnischen Anlagen.
Derartige Thermometeranordnungen sind seit langem bekannt und beispielsweise in der EP 0 291 571 A1 beschrieben. Ein solches Thermometer besteht im wesentlichen aus einem Messeinsatz, der in einem einseitig geschlossenen Schutzrohr mit einem Prozessflansch untergebracht ist, wobei das geschlossene Ende des Schutzrohres bis zum Prozessflansch in einen Behälter eingetaucht ist, in dem sich das Medium befindet, dessen Temperatur zu bestimmen ist. Das offene Ende des Schutzrohres ist in ein Gehäuse geführt, in dem zumindest Anschlussklemmen zum Verbinden des Messeinsatzes mit einer entfernten Messwertverarbeitung über eine Kommunikationsleitung angeordnet sind. Darüber hinaus kann in dem Gehäuse eine elektrische Schaltung zur Messwertvorverarbeitung angeordnet sein kann.
Das Schutzrohr besteht aus einem abrasions- und/oder korrosionsbeständigen Material und schützt den Messeinsatz vor dem Angriff aggressiver Medien. Trotz weitgehender Resistenz sind Beschädigungen an dem Schutzrohr nicht auszuschließen. In Folge einer solchen Beschädigung dringt das Medium durch das Innere des Schutzrohres in Gehäuse vor und greift die Bauelemente der elektronischen Schaltung, des Messeinsatzes und die Isolation der Kommunikationsleitung an.
Zur Verminderung dieser Gefahr ist aus der EP 1 769 238 A1 bekannt, den Messfühler mit einem dreifachen Schutzrohr auszustatten.
Darüber hinaus besteht beim Öffnen des Gehäuses zu Wartungs- und/oder Reparaturzwecken die Gefahr der Verletzung von Personen durch aus dem Gehäuse austretenden Mediums.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 91 08 581 U1 ist bekannt, zur Abdichtung des Inneren des Thermometers gegen die Außenwelt eine elektrische Messdurchführung vorgesehen ist, die aus einem Durchführungskörper mit einem integrierten Kragen aus Fluorkohlenstoffharz besteht. Der Kragen ist zwischen Flansche des Messrohres und des Anschlussgehäuses angeordnet. Dabei dichtet der Kragen das Innere des Messrohres gegen das Anschlussgehäuse und die Außenwelt ab.
Weiterhin ist aus der US 4,958,938 ein Temperaturtransmitter bekannt, bei dem ein in einem Schutzrohr untergebrachter Messfühler über in dem Schutzrohr geführte Anschlussdrähte mit einer Konverterschaltung verbunden ist, die in einem Gehäuse untergbracht ist. Das Gehäuse ist in zwei voneinander getrennte Kammern unterteilt, in denen jeweils elektrische Einrichtungen untergebracht sind, die über eine elektrische Durchführung miteinander verbunden sind. Die an das Schutzrohr angeschlossene Kammer ist mit einer Öffnung ausgestattet, über die im Falle der Beschädigung des Schutzrohres das in die Kammer eindringende Prozessmedium ins Freie entweicht. Dabei besteht jedoch während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der intakten Einrichtung die Gefahr der Verunreinigung des Inneren des Gehäuses durch durch die besagte Öffnung eindringenden Schmutz. Die daraus resultierenden Ablagerungen können die Messung beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Thermometeranordnung derart weiterzuentwickeln, dass die Schadwirkung auf das Thermometer infolge Beschädigungen an dem Schutzrohr begrenzt bleibt, bei intaktem Schutzrohr ausbleibt und Personenschäden weitgehend vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den rückbezogenen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung geht aus von einem Thermometer im wesentlichen bestehend aus einem Messeinsatz, der in einem einseitig geschlossenen Schutzrohr mit einem Prozessflansch untergebracht ist, wobei das geschlossene Ende des Schutzrohres bis zum Prozessflansch in einen Behälter eingetaucht ist, in dem sich das Medium befindet, dessen Temperatur zu bestimmen ist, und dessen offenes Ende in ein Gehäuse geführt ist, in dem zumindest Anschlussklemmen zum Verbinden des Messeinsatzes mit einer entfernten Messwertverarbeitung angeordnet sind.
Das Wesen der Erfindung besteht in einem druckdichten Raum innerhalb des Gehäuses, der sich in das Innere des Schutzrohres erstreckt, in dem der Messeinsatz untergebracht ist, wobei in einer Wandung des Gehäuses eine elektrische Durchführung angeordnet ist, mittels der die Anschlussleitungen des Messeinsatzes aus dem Druckraum herausgeführt sind. Darüber hinaus ist die Wandung des Gehäuses mit einer Druckreguliereinrichtung ausgestattet, die eine Einflussnahme auf den Innendruck des Druckraumes ermöglicht.
Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des intakten Thermometers sind das Innere des Schutzrohres und der zum erfindungsgemäßen Druckraum gehörende Teil des Gehäuses drucklos.
Im Falle einer Beschädigung des Schutzrohres im Eintauchbereich in das Gefäß dringt das Prozessmedium durch die Leckstelle zunächst in das Schutzrohr und weiter in das Gehäuse ein. Dabei strömt das Prozessmedium bis zum Erreichen des Gleichgewichts zwischen dem Druck in dem Gefäß und dem Druck im Druckraum des Thermometers nach.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist in einer Wandung des Gehäuses ein Mittel zur Bewertung und Signalisierung des Druckes im Inneren des Druckraumes angeordnet. Im Falle eines Druckanstieges im Inneren des Druckraumes infolge eines Lecks im Schutzrohr wird der Überdruck im Inneren erfasst und nach außen signalisiert.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Druckreguliereinrichtung als Ablassschraube ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Thermometers ist die Ablassschraube geschlossen. Der Innenraum ist somit vor Verunreinigung von außen geschützt. Vor Wartungsarbeiten, die ein Öffnen des Druckraumes erforderlich machen, wird die Ablassschraube geöffnet, so dass das unter Druck stehende Prozessmedium aus dem Druckraum kontrolliert entweichen kann und Personenschäden durch explosionsartiges Entweichen des Prozessmediums sowie mitgerissener Bauteile des Thermometers vermieden werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Druckreguliereinrichtung als Überdrucksicherheitsventil ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Thermometers ist das Überdrucksicherheitsventil geschlossen. Der Innenraum ist somit vor Verunreinigung von außen geschützt. Im Falle eines Druckanstieges im Inneren des Druckraumes infolge eines Lecks im Schutzrohr kann das unter Druck stehende Prozessmedium aus dem Druckraum kontrolliert entweichen. Dadurch werden Personenschäden durch explosionsartiges Entweichen des Prozessmediums sowie mitgerissener Bauteile des Thermometers beim Öffnen des Druckraumes im Zuge von Wartungsarbeiten vermieden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen:
1 eine geschnittene Prinzipdarstellung einer Thermometeranordnung mit zwei Gehäusekammern
2 eine geschnittene Prinzipdarstellung einer Thermometeranordnung mit einer Gehäusekammer
In der 1 ist eine Thermometeranordnung zur Messung von Prozesstemperaturen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Gefäßen von verfahrenstechnischen Anlagen in teilweise geschnittener Darstellung gezeigt. Die Thermometeranordnung weist ein Schutzrohr 10 auf, in dem ein Messeinsatz 20 mit einem Temperatursensor 21 untergebracht ist. Das Schutzrohr 10 ist am sensorseitigen Ende geschlossen und weist einen Prozessflansch 11 auf, bis zu dem das geschlossene Ende des Schutzrohres 10 in ein nicht dargestelltes Gefäß einer verfahrenstechnischen Anlagen eintaucht. Das offenen Ende des Schutzrohres 10 ist mit einem Anschlussgehäuse 30 verbunden. Die Verbindungsstelle ist mit einer Dichting 12 abgedichtet.
Das Anschlussgehäuse 30 ist durch eine Gehäusewand in eine innere und eine äußere Kammer eingeteilt. Die innere Kammer bildet mit dem Inneren des Schutzrohres 10 einen gemeinsamen Druckraum 33. In der Gehäusewand zwischen der inneren und der äußeren Kammer sind eine Durchführung 41 und eine Druckreguliereinrichtung 31 angeordnet.
Der Temperatursensor 21 ist über Anschlussleitungen mit Anschlussklemmen 40 in der äußeren Kammer des Anschlussgehäuses 30 verbunden. Dabei werden die Anschlussleitungen über die Durchführung 41 aus dem Druckraum 33 druckdicht herausgeführt. Eine derartige Durchführung 41 ist für sich bekannt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Stopfen aus Isoliermaterial, der ein oder mehrere voneinander isolierte elektrische, parallel verlaufende Leitungen aufweist. Der Stopfen ist zum Verschließen einer Öffnung in einer Gehäusewand ausgebildet.
Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des intakten Thermometers sind das Innere des Schutzrohres 10 und die zum erfindungsgemäßen Druckraum 33 gehörende innere Kammer des Anschlussgehäuses 30 drucklos.
Im Falle einer Beschädigung des Schutzrohres 10 im Eintauchbereich in das Gefäß dringt das Prozessmedium durch die Leckstelle zunächst in das Schutzrohr 10 und weiter in die innere Kammer des Anschlussgehäuses 30 ein. Dabei strömt das Prozessmedium bis zum Erreichen des Gleichgewichts zwischen dem Druck in dem Gefäß und dem Druck im Druckraum 33 des Thermometers nach.
An den Anschlussklemmen 40 sind weitere Anschlussleitungen angeschlossen, die durch eine Kabelverschraubung 32 aus dem Anschlussgehäuse 30 herausgeführt sind.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckreguliereinrichtung 31 als Ablassschraube ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Thermometers ist die Ablassschraube geschlossen. Der Innenraum ist somit vor Verunreinigung von außen geschützt. Vor Wartungsarbeiten, die ein Öffnen des Druckraumes 33 erforderlich machen, wird die Ablassschraube geöffnet, so dass das unter Druck stehende Prozessmedium aus dem Druckraum 33 kontrolliert entweichen kann und Personenschäden durch explosionsartiges Entweichen des Prozessmediums sowie mitgerissener Bauteile des Thermometers vermieden werden. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet bei giftigen Prozessmedien.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckreguliereinrichtung 31 als Überdrucksicherheitsventil ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Thermometers ist das Überdrucksicherheitsventil geschlossen. Der Innenraum ist somit vor Verunreinigung von außen geschützt. Im Falle eines Druckanstieges im Inneren des Druckraumes infolge eines Lecks im Schutzrohr 10 kann das unter Druck stehende Prozessmedium aus dem Druckraum 33 kontrolliert entweichen. Dadurch werden Personenschäden durch explosionsartiges Entweichen des Prozessmediums sowie mitgerissener Bauteile des Thermometers beim Öffnen des Druckraumes 33 im Zuge von Wartungsarbeiten vermieden.
Darüber hinaus können von außen erkennbare Mittel zur Bewertung und Signalisierung des Druckes im Inneren des Druckraumes 33 vorgesehen sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, im Druckraum 33 Farbbeutel anzuordnen, die so ausgebildet sind, dass die Beutel bei einem vorgebbaren Druck platzen.
Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel ist in der 2 eine Thermometeranordnung zur Messung von Prozesstemperaturen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Gefäßen von verfahrenstechnischen Anlagen in teilweise geschnittener Darstellung mit einer Gehäusekammer gezeigt. Die Thermometeranordnung weist ein Schutzrohr 10 auf, in dem ein Messeinsatz 20 mit einem Temperatursensor 21 untergebracht ist. Das Schutzrohr 10 ist am sensorseitigen Ende geschlossen und weist einen Prozessflansch 11 auf, bis zu dem das geschlossene Ende des Schutzrohres 10 in ein nicht dargestelltes Gefäß einer verfahrenstechnischen Anlagen eintaucht. Das offenen Ende des Schutzrohres 10 ist mit einem Anschlussgehäuse 30 verbunden. Die Verbindungsstelle ist mit einer Dichting 12 abgedichtet.
Das Anschlussgehäuse 30 bildet mit dem Inneren des Schutzrohres 10 einen gemeinsamen Druckraum 33. In der Gehäusewand sind eine Durchführung 41 und eine Druckreguliereinrichtung 31 angeordnet.
Der Temperatursensor 21 ist über Anschlussleitungen mit Anschlussklemmen 40 in dem Anschlussgehäuse 30 verbunden. An den Anschlussklemmen 40 sind weitere Anschlussleitungen angeschlossen, die durch die Durchführung 41 druckdicht aus dem Anschlussgehäuse 30 herausgeführt sind. Eine derartige Durchführung 41 ist für sich bekannt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Stopfen aus Isoliermaterial, der ein oder mehrere voneinander isolierte elektrische, parallel verlaufende Leitungen aufweist. Der Stopfen ist zum Verschließen einer Öffnung in einer Gehäusewand ausgebildet.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckreguliereinrichtung 31 als Ablassschraube ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Thermometers ist die Ablassschraube geschlossen. Der Innenraum ist somit vor Verunreinigung von außen geschützt. Vor Wartungsarbeiten, die ein Öffnen des Druckraumes 33 erforderlich machen, wird die Ablassschraube geöffnet, so dass das unter Druck stehende Prozessmedium aus dem Druckraum 33 kontrolliert entweichen kann und Personenschäden durch explosionsartiges Entweichen des Prozessmediums sowie mitgerissener Bauteile des Thermometers vermieden werden. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet bei giftigen Prozessmedien.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckreguliereinrichtung 31 als Überdrucksicherheitsventil ausgebildet. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs des Thermometers ist das Überdrucksicherheitsventil geschlossen. Der Innenraum ist somit vor Verunreinigung von außen geschützt. Im Falle eines Druckanstieges im Inneren des Druckraumes infolge eines Lecks im Schutzrohr 10 kann das unter Druck stehende Prozessmedium aus dem Druckraum 33 kontrolliert entweichen. Dadurch werden Personenschäden durch explosionsartiges Entweichen des Prozessmediums sowie mitgerissener Bauteile des Thermometers beim Öffnen des Druckraumes 33 im Zuge von Wartungsarbeiten vermieden.

10: Schutzrohr
11: Prozessflansch
12: Dichtung
20: Messeinsatz
21: Temperatursensor
30: Anschlussgehäuse
31: Druckreguliereinrichtung
32: Kabelverschraubung
33: Druckraum
40: Anschlussklemme
41: Durchführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0291571 A1 [0002]
- EP 1769238 A1 [0004]
- DE 9108581 U1 [0006]
- US 4958938 [0007]

Claims

Thermometeranordnung zur Messung von Prozesstemperaturen von flüssigen oder gasförmigen Medien in Gefäßen von verfahrenstechnischen Anlagen mit einem in einem Schutzrohr untergebrachten Temperatursensor, dessen Anschlussleitungen in ein Anschlussgehäuse geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Schutzrohres (10) mit zumindest einem Teil des Anschlussgehäuses (30) als druckdicht abgeschlossener Druckraum (33) ausgebildet sind, dessen Wandung im Bereich des Anschlussgehäuses (30) mit einer elektrischen Durchführung (41) und mit einer Druckreguliereinrichtung (31) ausgestattet ist.
Thermometeranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreguliereinrichtung (31) als Ablassschraube ausgebildet ist.
Thermometeranordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreguliereinrichtung (31) als Überdrucksicherheitsventil ausgebildet ist.
Thermometeranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass von außen erkennbare Mittel zur Bewertung und Signalisierung des Druckes im Inneren des Druckraumes (33) vorgesehen sind.