DE102008054884A1 - Wechselaramatur für einen Sensor - Google Patents

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Ingrid Wunderlich
Thomas Pfauch
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/283Means for supporting or introducing electrochemical probes

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wechselarmatur (1) für einen Sensor (4), der eine physikalische und/oder chemische Prozessgröße in einem Prozessmedium (8) bestimmt, wobei die Wechselarmatur (1) ein Armaturengehäuse (2) aufweist, in dem eine rohrförmige Halterung (3) zur Aufnahme des Sensors (4) über eine Antriebseinheit (5) linear verschiebbar angeordnet ist. Zur linearen Verschiebung der rohrförmigen Halterung (3) ist zumindest ein kaskadierter Zylinder (6) vorgesehen, wobei der kaskadierte Zylinder (6) aus zumindest zwei in Richtung der Hubbewegung hintereinander angeordneten Zylindern (6a, 6b) besteht. Weiterhin ist der kaskadierte Zylinder (6) bzw. sind die kaskadierten Zylinder (6.1, 6.2) derart ausgestaltet und/oder ansteuerbar, dass der Sensor (4) in zumindest zwei unterschiedliche (MP, SP1) Positionen bewegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wechselarmatur für einen Sensor, der eine physikalische und/oder chemische Prozessgröße in einem Prozessmedium bestimmt, wobei die Wechselarmatur ein Armaturengehäuse aufweist, in dem eine rohrförmige Halterung zur Aufnahme des Sensors über eine Antriebseinheit linear verschiebbar angeordnet ist. Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um pH-Elektroden, um amperometrische Sensoren, Gassensoren, Leitfähigkeitssensoren oder dgl. handeln.
  • Wechselarmaturen sind in der Analysemesstechnik weit verbreitet. Sie dienen dazu, Sensoren ohne Prozessunterbrechung selbst bei hohen Prozessdrücken aus dem Prozess zu entnehmen und anschließend wieder in den Prozess einzuführen. Der Sensor wird hierzu automatisch oder manuell von einer Messposition in eine Wartungs- oder Serviceposition und zurück verfahren. In der Wartungsposition wird der der Sensor überprüft, kalibriert, ausgetauscht oder aber einfach nur gereinigt, was je nach Anwendungsfall für die Güte der Messungen von großer Bedeutung ist und in der sog. Spül-/Kalibrierkammer erfolgt. In der Messposition wird die zu bestimmende oder zu überwachende Prozessgröße ermittelt. Als Antriebseinheit wird üblicherweise ein Pneumatikzylinder verwendet, der konzentrisch um die rohrförmige Halterung bzw. um das Tauchrohr herum angeordnet ist. Antriebseinheit und Spül-/Kalibrierkammer sind in den meisten Fällen so angeordnet, dass im Fehlerfall oder bei einer Leckage Prozessmedium in die Antriebseinheit gelangen kann.
  • Als Prozessabschluss zum Medium sind zwei unterschiedliche Lösungen im Einsatz: Bei einer ersten Ausführungsform wird ein Kugelhahn bzw. ein Kükenhahn verwendet, der über ein rotierendes Kugelelement die Öffnung, durch die der Sensor in den Prozess hinein- und aus dem Prozess herausbewegt wird, zum Prozess hin öffnet oder schließt. Bei einer zweiten Ausführungsform kommt ein Verschlusszapfen zum Einsatz. Dieser Verschlusszapfen ist integraler Bestandteil der Wechselarmatur.
  • Kugelhahnarmaturen werden bevorzugt in Medien mit Feststoffanteil eingesetzt. Unter Feststoffen werden Fasern, aber auch festhaftende Anbackungen von Kalk und ähnlichen Stoffen verstanden. Der Sensor wird in Kugelhahnarmaturen getrennt vom Schließ-/Öffnungsmechanismus aus dem Prozess heraus- und in den Prozess hineingefahren. Hierzu wird der Kugelhahn geschlossen bzw. geöffnet. Zwecks Reinigung des Sensors wird der Sensor in der Wartungsposition in eine vom Prozess abgetrennte Spülkammer eingebracht.
  • Wechselarmaturen werden von der Anmelderin in unterschiedlichen Ausgestaltungen unter der Bezeichnung ’CleanFit’ angeboten und vertrieben. Armaturen mit Verschlusszapfen werden beispielsweise unter den Bezeichnungen CleanFit S, CPA 471–474 geführt. Bei diesen Wechselarmaturen ist die Halterung für den Sensor selbst als Dichtelement ausgestaltet. Der vordere Teil der Halterung ist als Zapfen ausgebildet, der bereits während des Zurückfahrens zum Prozessanschluss hin radial abdichtet. Der Aufbau des Dichtungssystems der Armaturen CPA 471 und CPA 472 gewährleistet dabei eine perfekte Trennung zwischen der Spülkammer und damit der ”Außenwelt”, und dem Prozess – und zwar in jeder Stellung der Sensorhalterung.
  • Zwecks Erkennung des korrekten Anfahrens der Mess- bzw. der Serviceposition kommen relativ aufwändige steuerungs- bzw. regelungstechnische Lösungen zum Einsatz. Um die korrekte Positionierung der rohrförmigen Halterung bzw. des Tauchrohres zu überwachen, werden üblicherweise Endlagenschalter genutzt. Generell lässt sich sagen, dass lediglich zwei Positionen mit den bekannten Lösungen ohne allzu großen technischen Aufwand realisierbar sind. Das Anfahren einer dritten Position, in der beispielsweise umfassende Reinigungs- und Spülkonzepte aller mediumsberührenden Komponenten berücksichtigen werden können, führt zu einer technisch aufwändigen Lösung.
  • Nicht ganz unproblematisch ist bei den bekannten Lösungen, dass es keine zuverlässige räumliche Trennung zwischen der Spül-/Kalibrierkammer, dem Tauchrohr und dem Armaturenantrieb gibt. Als Folge hiervon kann bei einer Undichtigkeit im Bereich der Spülkammer Prozessmedium unbemerkt in die Antriebseinheit gelangen, was zu einem Ausfall der Antriebseinheit führen kann; darüber hinaus ist es nicht ausgeschlossen, dass Prozessmedium über die Antriebseinheit in die Umgebung gelangt.
  • Um sicherzustellen, dass der Sensor stets in einer definierten Position zu dem Tauchrohr und damit zum Prozess angeordnet ist, ist bei den bekannten Lösungen eine separate Verdrehsicherung vorgesehen. Diese wird üblicherweise extern angebaut und verursacht neben Mehrkosten auch ein erhöhtes funktionstechnisches Risiko.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfach ausgestaltete Wechselarmatur zum Anfahren unterschiedlicher Positionen eines Sensors vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zur linearen Verschiebung der rohrförmigen Halterung zumindest ein kaskadierter Zylinder vorgesehen ist, wobei der kaskadierte Zylinder aus zumindest zwei – also in zwei, drei oder mehr – in Richtung der Hubbewegung hintereinander angeordneten Zylindern besteht, und
    dass der kaskadierte Zylinder/die kaskadierten Zylinder derart ausgestaltet und/oder ansteuerbar ist/sind, dass der Sensor in zumindest zwei unterschiedliche Positionen bewegbar ist. Synonyme für einen kaskadierten Zylinder sind Mehrstellungszylinder oder Mehrpositionszylinder. Die rohrförmige Halterung für den Sensor wird auch als Tauchrohr oder als rohrförmiger Sensorhalter bezeichnet. Mit einem kaskadierten Zylinder bzw. mit kaskadierten Zylindern mit zwei oder mehr Zylindern lassen sich mehr als zwei Positionen definiert und ohne großen technischen Aufwand anfahren. Es versteht sich von selbst, dass die Anzahl der hintereinander angeordneten Zylinder auch größer sein kann als zwei. Das definierte Anfahren von mehr als zwei Positionen ermöglicht ein einfaches und/oder individuelles Spülkonzept, bei dem alle mediumsberührenden Komponenten einschließlich der mediumsberührenden Dichtflächen, auf die später noch näher eingegangen wird, geeinigt werden können.
  • Gemäß einer Ausgestaltung ist der kaskadierte Zylinder bzw. sind die kaskadierten Zylinder konzentrisch zur Längsachse der rohrförmigen Halterung angeordnet. Hier übernimmt die rohrförmige Halterung die Funktion der Kolben.
  • Als besonders vorteilhaft wird es jedoch in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Wechselarmatur angesehen, wenn mehr als ein kaskadierter Zylinder vorgesehen ist. Die kaskadierten Zylinder sind dann bevorzugt axialsymmetrisch zur Längsachse der rohrförmigen Halterung angeordnet. Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wechselarmatur sieht vor, dass im Falle von zwei kaskadierten Zylindern diese diametral in gegenüberliegenden Seitenbereichen der rohrförmigen Halterung angeordnet sind, wobei die Längsachsen der beiden kaskadierten Zylinder und die Längsachse der rohrförmigen Halterung parallel zueinander ausgerichtet sind.
  • Alternativ ist ein kaskadierter Zylinder vorgesehen, der seitlich der rohrförmigen Halterung angeordnet ist, wobei die Längsachse des kaskadierten Zylinders und die Längsachse der rohrförmigen Halterung parallel zueinander ausgerichtet sind.
  • Ist der kaskadierte Zylinder konzentrisch zu der rohrförmigen Halterung angeordnet, so muss – ebenso wie im Stand der Technik – zur definierten Positionierung des Sensors bezüglich des Prozesses eine separate extern angebaute Verdrehsicherung vorgesehen werden. Ist der kaskadierte Zylinder bzw. sind die kaskadierten Zylinder seitlich der rohrförmigen Halterung vorgesehen, so sind sie jeweils über ein Koppelelement an der rohrförmigen Halterung befestigt. Hierdurch wird eine intrinsische Verdrehsicherung in jeder definiert angefahrenen Position der rohrförmigen Halterung realisiert. Außerdem gewährleistet diese Anordnung die konsequente räumliche Trennung von Antriebseinheit auf der einen Seite und mediumsberührender Funktionsgruppe, gebildet aus rohrförmiger Halterung und Spül-/Kalibrierkammer, auf der anderen Seite. Diese Trennung ist – wie bereits zuvor erwähnt – sowohl in sicherheitstechnischer als auch in funktioneller Hinsicht sehr vorteilhaft.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wechselarmatur sieht vor, dass die Antriebseinheit und/oder der kaskadierte Zylinder/die kaskadierten Zylinder so ausgestaltet sind/ist, dass der Sensor in eine Messposition, in eine erste Serviceposition und in eine zweite Serviceposition verfahrbar ist.
  • Bevorzugt, aber keineswegs einschränkend, liegt die zweite Serviceposition zwischen der Messposition und der ersten Serviceposition. In der Messposition taucht der Sensor in das Prozessmedium ein und bestimmt oder überwacht die Prozessgröße. In der ersten Serviceposition ist der Sensor vom Prozessmedium getrennt, z. B. über eine der in der Beschreibungseinleitung genannten Möglichkeiten, und kann in dieser Position gereinigt, kalibriert oder ausgetauscht werden. In der zweiten Serviceposition kann zumindest eine Abdichtung, die den Sensor in der ersten Serviceposition gegen das Prozessmedium hin abdichtet, gereinigt werden. Ebenso kann diese zweite Serviceposition sich dadurch auszeichnen, dass hier alle mit dem Medium in Kontakt kommenden Komponenten der rohrförmigen Halterung gereinigt werden können. Daher ist diese Anordnung mit der zweiten Serviceposition insbesondere für Prozesse mit hohen hygienischen Anforderungen ausgelegt.
  • Bevorzugt ist die Antriebseinheit als pneumatische Steuerung ausgestaltet. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die pneumatische Steuerung den dem Prozessmedium zugewandten ersten Zylinder des kaskadierten Zylinders beim Anfahren der zweiten Seriviceposition mit einem höheren Druck beaufschlagt als den vom Prozessmedium abgewandten zweiten Zylinder. Die Druckdifferenz ist jeweils so bemessen, dass die gewünschte definierte zweite Serviceposition angefahren wird.
  • Alternativ wird vorgeschlagen, dass einem der Zylinder, z. B. dem dem Prozessmedium abgewandten Zylinder, ein Druckminderer vorgeschaltet ist. Der Druckminderer ist so ausgestaltet, dass die Abweichung in den Drücken der beiden Zylinder bei gleicher Druckbeaufschlagung durch die pneumatische Antriebseinheit so bemessen ist, dass die zweite Serviceposition automatisch angefahren wird.
  • Eine weitere Variante sieht vor, dass jeweils einer der beiden Zylinder des kaskadierten Zylinders/der kaskadierten Zylinder kleinere Abmessungen aufweist als der andere Zylinder, wobei die Abweichung in den Abmessungen so bemessen ist, dass bei gleicher Druckbeaufschlagung in beiden Zylindern unterschiedliche Drücke herrschen und dass die zweite Serviceposition sicher aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten angefahren wird. Hierdurch lässt sich das Anfahren von zumindest einer weiteren Position problemlos realisieren. Im Prinzip kommen die zuvor genannten Lösungen allesamt ohne den Einsatz von Endlagenschaltern in den verschiedenen definiert anzufahrenden Positionen aus. Dennoch kann jeder der unterschiedlichen Positionen jeweils zumindest ein Endlagenschalter zugeordnet.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wechselarmatur sieht vor, dass die Dichtungen als Elastomerdichtungen oder als hart dichtende Elemente ausgeführt sind.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
  • 1: einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wechselarmatur in der ersten Serviceposition,
  • 2: einen Längsschnitt durch die in 1 gezeigte Wechselarmatur in der Messposition,
  • 3: einen Längsschnitt durch die in 1 gezeigte Wechselarmatur in der zweiten Serviceposition,
  • 3a: eine vergrößerte Darstellung des in 3 gekennzeichneten Ausschnitts A und
  • 4: einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform mit rotationssymmetrisch zur Längsachse der Wechselarmatur angeordneten kaskadierten Zylindern.
  • Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wechselarmatur 1, wenn sich diese in unterschiedlichen Positionen befindet: In 1 ist der Fall dargestellt, dass sich die Wechselarmatur 1 in der Messposition befindet und der Sensor 4 in Kontakt mit dem Prozessmedium 8 eine Prozessgröße des Prozessmediums 8 bestimmt oder überwacht. In 2 ist der Fall dargestellt, dass sich die Wechselarmatur 1 in der ersten Serviceposition SP1 befindet. In der Serviceposition SP1 kann der Sensor 4 gereinigt, kalibriert oder ausgetauscht werden. In 3 ist die Wechselarmatur 1 in der zweiten Serviceposition SP2 zu sehen: In dieser Position SP2 ist es möglich, alle mit dem Prozessmedium 8 in Kontakt kommenden Funktionsgruppen der rohrförmigen Halterung 3 zu reinigen, so dass auch höchsten Hygieneanforderungen Genüge getan werden kann. Insbesondere werden in der zweiten Serviceposition die Abdichtungen 9 bzw. die entsprechenden Abdichtflächen 20, die sich zwischen der zweiten Serviceposition SP2 und dem Prozess befinden, gereinigt. Weiterhin gestattet es die erfindungsgemäße Wechselarmatur 1, die definierten Positionen MP, SP1, SP2 in beliebiger Reihenfolge und je nach Bedarf anzufahren. Eine sehr einfache Konstruktion zum Anfahren der unterschiedlichen Positionen schlägt vor, dass z. B. der dem Prozessmedium 8 zugewandte Zylinder 6a kürzer ausgestaltet als der vom Prozessmedium 8 abgewandte Zylinder 6b.
  • Mit der gezeigten Wechselarmatur 1 sind drei Positionen MP, SP1, SP2 über die Antriebseinheit 5 definiert anfahrbar, ohne dass Endlagenschalter oder anderweitige Positionsdetektoren eingesetzt werden müssen. Allerdings können diese optional und zu redundanten Zwecken eingesetzt werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 im Detail beschrieben. Auf die Bezugszeichen in den Figuren 2 und 3 wurden weitgehend verzichtet, da sie mit denen in der 1 identisch sind. Die Wechselarmatur 1 ist über einen Prozessanschluss 17 mit einer Überwurfmutter 15 an dem Stutzen 19 eines rohrförmigen Behälters 18 befestigt. In einem in der 1 nicht gesondert dargestellten Armaturengehäuse 2 ist die rohrförmige Halterung 3 angeordnet, in deren Sensoraufnahme 12 der Sensor 4 befestigt ist.
  • Peripher zu der rohrförmigen Halterung 3 sind zwei baugleiche kaskadierte Zylinder 6.1, 6.2 diametral zueinander angeordnet. Jeder der beiden kaskadierten Zylinder 6.1, 6.2 besteht aus zwei Zylindern 6a, 6b, wobei der Zylinder 6a dem Prozessmedium zugewandt ist und der Zylinder 6b von dem Prozessmedium 8 abgewandt ist. Den Zylindern 6a, 6b sind die Kolben 16.1, 16.2 zugeordnet. Im gezeigten Fall sind die beiden kaskadierten Zylinder 6.1, 6.2 symmetrisch zu der Längsachse L der rohrförmigen Halterung 3 angeordnet. Es versteht sich von selbst, dass die Anordnung auch asymmetrisch sein kann. Im Prinzip kann jede Anordnung von kaskadierten Zylindern 6 im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wechselarmatur 1 zum Einsatz kommen. Gleiches lässt sich im Hinblick auf die Anzahl der hintereinander in Reihe geschalteten Zylinder 6a, 6b eines kaskadierten Zylinders 6.1, 6.2 sagen. Je mehr Zylinder hintereinander in Reihe angeordnet sind, umso mehr Positionen lassen sich definiert auf einfache Art und Weise anfahren.
  • Über die den einzelnen Zylindern 6a, 6b zugeordneten Pneumatikanschlüsse 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 werden die Zylinder 6a, 6b von der pneumatischen Steuerung 5 so mit Druckluft beaufschlagt, dass die jeweils gewünschte Position angefahren wird.
  • Um die in 1 dargestellte erste Serviceposition SP1 anzufahren, werden die Zylinder 6a, 6b über die Pneumatikanschlüsse 14.1 und 14.3 mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch werden die Kolben 16.1 der Zylinders 6a und die Kolben 16.2 der Zylinders 6b jeweils gegen die oberen Anschläge 21.2, 21.4 gefahren. Endlagenschalter, die das Erreichen der Endposition signalisieren, sind somit nicht erforderlich, können jedoch zu Redundanzzwecken in den entsprechenden Lagen montiert werden.
  • Um die in 2 dargestellte Messposition MP anzufahren, werden die Zylinder 6a, 6b über die Pneumatikanschlüsse 14.2 und 14.4 mit Druckluft beaufschlagt. Hierdurch werden die Kolben 16.1 der Zylinders 6a und die Kolben 16.2 der Zylinders 6b jeweils gegen die unteren Anschläge 21.1, 21.3 gefahren. Auch hier sind somit Endlagenschalter nicht erforderlich.
  • Um die zweite Serviceposition SP2 anzufahren, werden die dem Prozessmedium 8 zugewandte Zylinder 6a über die Prozessanschlüsse 21.1 mit Druckluft beaufschlagt, so dass sich die Kolben 16.1 gegen die oberen Anschläge 21.1 der Zylinder 6a anpressen. Da die dem Prozessmedium 8 abgewandten Zylinder 6b länger sind als die dem Prozessmedium 8 zugewandten Zylinder 6a, kommen die Kolben 16.2 der vom Prozessmedium 8 abgewandten Zylinder 6b in der in 3 gezeigten Zwischenstellung zur Ruhe. In der Zwischenstellung kann optional ein Endlagenschalter für die Serviceposition SP2 montiert sein.
  • Additiv oder alternativ zu der zuvor beschriebenen Lösung, kann die Wechselarmatur auch dadurch in die Serviceposition SP2 verfahren werden, wenn dafür Sorge getragen wird, dass die dem Prozessmedium 8 zugewandten Zylinder 6a mit einem höheren Druck beaufschlagt werden als die vom Prozessmedium 8 abgewandten Zylinder 6b. Dies kann in einfacher Weise beispielsweise dadurch erreicht werden, dass den Pneumatikanschlüssen 14.3 des vom Prozessmedium 8 abgewandten Zylinders 6b jeweils ein Druckminderer 10 vorgeschaltet ist. Alternativ kann anstelle des Druckminderers 10 der Querschnitt der dem Prozessmedium 8 zugewandten Zylinder 6a konstruktiv größer ausgelegt sein als der Querschnitt der vom Prozessmedium 8 abgewandten Zylinder 6b.
  • Die zweite Serviceposition SP2 kann sich alternativ zum oben beschriebenen Beispiel auch oberhalb der ersten Serviceposition SP1 oder unterhalb der Messposition MP befinden. Hierfür müssen die kaskadierten Zylinder 6.1, 6.2 in ihrer Dimensionierung und/oder Verschaltung entsprechend angepasst werden.
  • Im Folgenden sind die Vorteile der zuvor beschriebenen Anordnung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen noch einmal aufgelistet:
    • – Zwei oder mehr Positionen der Wechselarmatur 1 sind definiert anfahrbar, ohne dass Endlagenschalter oder andere Positionsdetektoren eingesetzt werden müssen.
    • – Durch mehr als zwei Positionen lassen sich Reinigungskonzepte, insbesondere Hygienespülkonzepte, für alle mediumsberührenden Komponenten der Wechselarmatur 1 realisieren. Im gezeigten Fall werden in der Serviceposition 2 (siehe hierzu auch 3a) die Dichtflächen 20 zwischen der Messposition MP und der ersten Serviceposition SP1 gereinigt.
    • – Die Benutzung der zusätzlichen Position bzw. der zusätzlichen Positionen ist wahlweise möglich.
    • – Die Verdrehsicherung wird durch die exzentrische Anordnung der kaskadierten Zylinders 6 bzw. der kaskadierten Zylinder 6.1, 6.2 zur rohrförmigen Halterung 3 intrinsisch mitgeliefert.
    • – Die pneumatische Steuerung 5 und die mediumsberührenden Bereiche der Wechselarmatur 1, Spül-/Kalibrierkammer 13 und rohrförmige Halterung 3, sind räumlich voneinander getrennt, was die Erkennung von Leckagen im Spülkammerbereich ermöglicht.
    • – Eine Leckage führt darüber hinaus nicht zwangsläufig zu einer Beschädigung/Zerstörung der pneumatischen Antriebseinheit 5.
    • – Je nach gewählter Ausführung kann auf standardisierte Pneumatikzylinder in Form von Zukaufteilen zurückgegriffen werden.
  • 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform mit rotationssymmetrisch zur Längsachse L der Wechselarmatur 1 angeordneten kaskadierten Zylindern 6a, 6b. Die Wechselarmatur befindet sich in der ersten Serviceposition SP1. Rotationssymmetrisch um die rohrförmige Halterung 3 bzw. um das Tauchrohr mit der Sensoraufnahme sind die beiden kaskadierten Zylinder 6.1, 6.2 angeordnet. Während der Kolben 16.2 direkt mit dem Tauchrohr 3 als Kolbenstange gekoppelt ist, ist die Kolbenstange 22 des Kolbens 16.1 als Rohr ausgeführt. Wie auch im Falle der in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ausführungsform wird die jeweilige Position SR1, MP, SP2, des Sensors 2 über eine entsprechende Druckbeaufschlagung der Pneumatikanschlüsse 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 gesteuert. Die Steuerung selbst erfolgt über eine in der 4 nicht gesondert dargestellte Antriebseinheit.
  • 1
    Wechselarmatur
    2
    Armaturengehäuse
    3
    rohrförmige Halterung
    4
    Sensor
    5
    Antriebseinheit
    6
    kaskadierter Zylinder
    6.1
    kaskadierter Zylinder
    6.2
    kaskadierter Zylinder
    6a
    Zylinder
    6b
    Zylinder
    7
    Koppelelement
    8
    Prozessmedium
    9
    Abdichtung
    10
    Druckminderer
    11
    Endlagenschalter
    12
    Sensoraufnahme
    13
    Spül-/Kalibrierkammer
    14.1
    Pneumatikanschluss
    14.2
    Pneumatikanschluss
    14.3
    Pneumatikanschluss
    14.4
    Pneumatikanschluss
    15
    Überwurfmutter
    16.1
    Kolben
    16.2
    Kolben
    16.3
    Kolben
    16.4
    Kolben
    17
    Prozessanschluss
    18
    Behälter
    19
    Stutzen
    20
    Dichtfläche
    21.1
    unterer Anschlag
    21.2
    oberer Anschlag
    21.3
    unterer Anschlag
    21.4
    oberer Anschlag
    22
    rohrförmige Kolbenstange

Claims (13)

  1. Wechselarmatur (1) für einen Sensor (4), der eine physikalische und/oder chemische Prozessgröße in einem Prozessmedium (8) bestimmt, wobei die Wechselarmatur (1) ein Armaturengehäuse (2) aufweist, in dem eine rohrförmige Halterung (3) zur Aufnahme des Sensors (4) über eine Antriebseinheit (5) linear verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur linearen Verschiebung der rohrförmigen Halterung (3) zumindest ein kaskadierter Zylinder (6) vorgesehen ist, wobei der kaskadierte Zylinder (6) aus zumindest zwei in Richtung der Hubbewegung hintereinander angeordneten Zylindern (6a, 6b) besteht, und dass der kaskadierte Zylinder (6)/die kaskadierten Zylinder (6.1, 6.2) derart ausgestaltet und/oder ansteuerbar ist/sind, dass der Sensor (4) in zumindest zwei unterschiedliche (MP), SP1) Positionen bewegbar ist.
  2. Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kaskadierte Zylinder (6) bzw. die kaskadierten Zylinder (6.1, 6.2) konzentrisch zur Längsachse (L) der rohrförmigen Halterung (3) angeordnet ist/sind.
  3. Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kaskadierte Zylinder (6) bzw. die kaskadierten Zylinder (6.1, 6.2) axialsymmetrisch zur Längsachse (L) der rohrförmigen Halterung (3) angeordnet ist/sind.
  4. Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kaskadierte Zylinder (6) seitlich der rohrförmigen Halterung (3) angeordnet ist, wobei die Längsachse (L1) des kaskadierten Zylinders (6) und die Längsachse (L) der rohrförmigen Halterung (4) parallel zueinander ausgerichtet sind.
  5. Wechselarmatur nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei kaskadierte Zylinder (6.1, 6.2) vorgesehen sind, die diametral in gegenüberliegenden Seitenbereichen der rohrförmigen Halterung (3) angeordnet sind, wobei die Längsachsen (L1, L2) der beiden kaskadierten Zylinder (6.1, 6.1) und die Längsachse (L) der rohrförmigen Halterung (3) parallel zueinander ausgerichtet sind.
  6. Wechselarmatur nach Anspruch 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Koppelelement (7) vorgesehen ist, über das ein kaskadierter Zylinder (6) oder mehrere kaskadierte Zylinder (6) jeweils starr mit der rohrförmigen Halterung (3) verbunden sind.
  7. Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (5) und/oder der kaskadierte Zylinder (6)/die kaskadierten Zylinder (6.1, 6.2) so ausgestaltet sind/ist, dass der Sensor (4) in eine Messposition (MP), in eine erste Serviceposition (SP1) und in eine zweite Serviceposition (SP2) verfahrbar ist.
  8. Wechselarmatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die zweite Serviceposition (SP2) zwischen der Messposition (MP) und der ersten Serviceposition (SP1) liegt, der Sensor (4) in der Messposition (MP) in das Prozessmedium (8) eintaucht und die Prozessgröße bestimmt, dass der Sensor (4) in der ersten Serviceposition (SP1) vom Prozessmedium (8) getrennt ist und reinigbar, kalibrierbar oder austauschbar ist, und dass in der zweiten Serviceposition (SP2) zumindest eine Abdichtung (9), die den Sensor (4) in der ersten Serviceposition (SP1) gegen das Prozessmedium (8) abdichtet, reinigbar ist.
  9. Wechselarmatur nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (5) als pneumatische Steuerung ausgestaltet ist, dass die pneumatische Steuerung (5) den dem Prozessmedium (8) zugewandten ersten Zylinder (6a) des kaskadierten Zylinders (6) beim Anfahren der zweiten Seriviceposition (SP2) mit einem höheren Druck beaufschlagt als den vom Prozessmedium (8) abgewandten zweiten Zylinder (6b).
  10. Wechselarmatur nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass, für den Fall, dass die Antriebseinheit (5) als pneumatische Steuerung ausgestaltet ist, einem der Zylinder (6a, 6b) ein Druckminderer (10) vorgeschaltet ist, wobei der Druckminderer (10) so ausgestaltet ist, dass die Abweichung in den Drücken bei gleicher Druckbeaufschlagung durch die pneumatische Antriebseinheit (5) so bemessen ist, dass die zweite Serviceposition (SP2) angefahren wird.
  11. Wechselarmatur nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer der beiden Zylinder (6a; 6b) des kaskadierten Zylinders (6)/der kaskadierten Zylinder (6.1, 6.2) kleinere Abmessungen aufweist als der andere Zylinder (6b, 6a), wobei die Abweichung in den Abmessungen so bemessen ist, dass bei gleicher Druckbeaufschlagung in beiden Zylindern (6a, 6b) unterschiedliche Drücke herrschen und dass die zweite Serviceposition (SP2) angefahren wird.
  12. Wechselarmatur nach Anspruch 1, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, wobei den unterschiedlichen Positionen (MP, SP1, SP2) jeweils zumindest ein Endlagenschalter (11) zugeordnet ist.
  13. Wechselarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Abdichtung (9) um ein hart dichtendes Element handelt, das bevorzugt aus Keramik gefertigt ist, oder dass es sich bei der Abdichtung (9) um eine Elastomerdichtung handelt.
DE102008054884A 2008-12-18 2008-12-18 Wechselaramatur für einen Sensor Withdrawn DE102008054884A1 (de)

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