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Die
Erfindung betrifft entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1
ein Verfahren und entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 2 eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der optischen
Zugänglichkeit zu Strömungsanlagen und Teilen
von Strömungsanlagen für die Messung der Strömungsgeschwindigkeit,
des Förderstromes und des Strömungsgeschwindigkeitsfeldes
von Fluiden in Strömungs-anlagen mittels optischer Messverfahren,
insbesondere zur nachträglichen Herstellung der optischen
Zugänglichkeit zu Fluiden für Strömungsmessungen
nach den Verfahren Laser-Doppler-Velozimetrie (LDV) und Partikel-Image-Velozimetrie
(PIV) in schon im Betrieb befindlichen Strömungsanlagen
ohne Unterbrechung des Anlagenbetriebs und ohne Beeinflussung der Fluidströmung
durch die Messung oder die Messvorrichtung selbst.
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Bei älteren
Messmethoden des Volumenstromes von Fluiden wurden durch die Messung selbst
die Strömungsbedingungen beeinflusst. Hierzu zählen
Vorrichtungen mit Normblenden, Staudruck- und Venturidüsen,
sowie Turbinenrad- und Hitzdraht-anenometer.
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Modernere
Messmethoden wie das Ultraschallverfahren nach dem Laufzeit- oder
Dopplerprinzip und das weit verbreitete magnetisch-induktive Durchflussmessverfahren
(MID) beeinflussen zwar nicht mehr die Strömung, die Messgenauigkeit
hängt aber von den Strömungsverhältnissen
ab. Weichen diese am Einbauort der Messeinrichtung von den idealen
rotationssymmetrischen sowie Wirbel- und drallfreien Geschwindigkeitsverteilungen
ab, die auf den Herstellerprüfständen zur Gerätekalibrierung
vorgefunden werden, verschlechtert sich die Messgenauigkeit der
Geräte oft in starker und unbekannter Weise. Derartig unterschiedliche
Strömungsverhältnisse können beispielsweise
durch Unterschreitung der in den Herstellervorschriften geforderten
minimalen Vor- und Nachlaufstrecken der Geräte nach Anlageneinbauten
wie Ventilen und Absperrklappen vor dem Messgerät hervorgerufen
werden. Die geforderten Vorlaufstrecken und Strömungsbedingungen
sind hierbei in der Praxis insbesondere bei Großanlagen, größeren
Rohrdimensionen und nachträglichen Einbauten nicht oder
nur mit erheblichem Kostenaufwand zu erfüllen, so dass
als wesentlicher Nachteil bisheriger Volumen- bzw. Volumenstrom-Messverfahren
ein Nachweis der Messgenauigkeit durch Kalibrierung in der Anlage
vor Ort unter Berücksichtigung nicht idealer, asymmetrischer
sowie Wirbel- und drallbehafteter Strömungen am Messort
nicht möglich ist. Darüber hinaus wurden zeitliche Veränderungen
derartiger Strömungsbedingungen bei bisherigen Messverfahren
nicht berücksichtigt.
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In
der
DE 199 48 827 ist
zwar ein Verfahren beschrieben, das Strömungsmessverfahren
wie die Laser-Doppler-Velozimetrie (LDV) oder die Partikel-Image-Velozimetrie
(PIV) auch ohne optischen Zugang zur Strömungsanlage zulässt.
Voraussetzung für dieses Verfahren ist jedoch der kostenintensive,
gefährliche und durch Strahlenschutzbestimmungen aufwändige
Einsatz von undurchsichtige Materie durchdringende Strahlung wie
Röntgenstrahlung anstatt von Lichtstrahlen. Handelsübliche
und damit kostengünstige optische Strömungsmess-Systeme
und -Verfahren scheiden hierbei somit aus.
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In
der
US 4,631,967 ist
eine Vorrichtung beschrieben, mit der mittels einer Kolbenstange
durch ein Ventil wie einem Kugelhahn hindurch Messsensoren wie Thermometer,
Manometer, Flügelanemometer oder Dopplersensoren in das
Rohr einer Strömungsanlage hineingeschoben werden können.
Die jeweilige Messung erfolgt also bei hineingeschobener Kolbenstange,
wobei die Strömung am Ort der Messung in des Rohres, also
die lokalen Strömungsgeschwindigkeiten sowie der lokale
Turbulenzgrad durch die Messung selbst verändert werden.
Eine genaue Messung des Strömungs-Profils im Rohr z. B. zur
Kalibrierung eines magnetisch-induktiven Durchflussmess-gerätes
vor Ort ist mit der vorgestellten Vorrichtung somit nicht möglich.
Ein Vorrichtungsteil, dass etwa bei nicht vollständig hineingeschobenen Sensoren
eine Beeinflussung der Strömung verhindern würde,
wie etwa ein der Rohrkontur angepasstes Einschubfenster, ist in
der vorgestellten Vorrichtung nicht beschrieben.
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Auch
bei der in der
US 2003/0145661 offenbarten
technischen Lehre ist ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben,
bei denen mittels einer Einschubstange durch einen Kugelhahn hindurch
Messsensoren in das Rohr einer Strömungsanlage hineinge-schoben
werden können. Die jeweilige Messung erfolgt also auch
hier bei hineingeschobener Kolbenstange, wobei die Strömung
am Ort der Messung in des Rohres, also die lokalen Strömungsgeschwindigkeiten
sowie der lokale Turbulenzgrad durch die Messung selbst verändert
wird. Eine genaue Messung des Strömungsprofils im Rohr
z. B. zur Kalibrierung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes vor
Ort ist mit der vorgestellten Vorrichtung somit auch hier nicht
möglich.
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Die
Deutsche Patentschrift
DE 32
14 734 beschreibt ein Milchmengenmessgerät zur Überwachung
des Milchflusses während des Melkvorgangs mittels mit der
Milchleitung hydraulisch verbundenen Mess- und Luftabscheidekammern,
wobei die Messung durch einen mit einem Trennventil verbundenen magnetischen
Schwimmer außerhalb der Rohrleitung erfolgt.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
bereitzustellen, mit deren Hilfe eine volumetrische Durchflussmessung
von Fluiden in Strömungsanlagen direkt vor Ort hergestellt
werden kann, ohne die Strömungsverhältnisse selbst
zu beeinflussen und insbesondere ohne den Anlagenbetrieb unterbrechen
zu müssen.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungen sind in den kennzeichnenden Merkmalen der
Unteransprüche beschrieben. Die aus den einzelnen Ausführungen
hervorgehenden Merkmale sind jedoch nicht jeweils beschränkt auf
die einzelne Ausgestaltung. Vielmehr können ein oder mehr
Merkmale aus ein oder mehreren Ausgestaltungen herausgelöst
und zu einer weiteren Ausgestaltung verbunden werden. Dieses gilt
insbesondere für die Ausgestaltungen der nachfolgenden
Beispiele. Die dort angeführten einzelnen Merkmale können
auch einzeln betrachtet werden und sind nur der Veranschaulichung
wegen so wie nachfolgend beschrieben zusammengefasst, ohne damit
darauf beschränkt zu sein.
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Es
wird ein Verfahren zur Messung einer Strömung in einem
Leitungssystem mittels eines optischen Messverfahrens vorgeschlagen,
wobei eine Leitungswand einer fluidgefüllten Leitung des
Leitungssystem für das optische Messverfahren daran angepasst
nachgerüstet wird.
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Es
wird weiterhin vorgeschlagen, eine Einbaueinheit zum Einsatz an
einer fluidführenden Leitung zum nachträglichen
Einbau einer berührungslosen Messvorrichtung zur Strömungsmessung
geeignet für den Einbau während einer Durchströmung
eines Fluids durch die Leitung vorzusehen, umfassend
- – eine Abdichtvorrichtung zum Aufsetzen auf der Leitung
und zum Ermöglichen eines abgedichteten Zugangs zur Leitung,
- – eine Absperrvorrichtung, mittels der der Zugang zur
Leitung gegenüber einer Umgebung verschlossen und geöffnet
werden kann, und die eine ausreichende Öffnung für
eine berührungslose Messvorrichtung aufweist,
- – einen Austauschwandungsbereich zum Einsetzen in eine
eingearbeitete Öffnung der Leitung und zum Ermöglichen
einer berührungslosen Messung durch den Austauschwandungsbereich hindurch,
und
- – einer Einsetzvorrichtung für den Austauschwandungsbereich.
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Weiterhin
wird eine berührungslose Messvorrichtung mit einer Außengeometrie
vorgeschlagen, die angepasst ist zum Einsatz in der Einbaueinheit.
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Weiterhin
wird eine Messvorrichtungseinheit eines Fluidleitungssystems aufweisend
eine zum Teil in dem Fluidleitungssystem fest eingebaute erste Strömungsmessvorrichtung
und eine zweite Strömungsmessvorrichtung vorgeschlagen,
die von außerhalb des Fluidleitungssystems in dem Fluidleitungssystem
abnehmbar angeordnet ist. Bevorzugt umfasst die zweite Messvorrichtungseinheit
eine Einbaueinheit wie oben beschrieben.
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Hinsichtlich
eines einsetzbaren Messsystems, einsetzbarere Messverfahren, Messmöglichkeiten,
Ausgestaltungen und Korrelationen zwischen verschiedenen Messystememn
und Abgleichen zwischen diesen und weiterem wird im Rahmen dieser Offenbarung
vollständig auf die Deutschen Patentanmeldung
DE 10 2007 053 105 verwiesen,
deren gesamter Inhalt hier mitaufgenommen wird. Dort wird zum Beispiel
ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens offenbart, mit deren Hilfe bei der volumetrischen Durchflussmessung
von Fluiden in Rohrleitungen eine adaptive Messkalibrierung direkt
in der Anlage vor Ort und die Diagnose weiterer Strömungsparameter
wie Wirbelausbildung, Drall und Strömungsverteilung in
axialer und Umfangsrichtung auch bei nicht idealen, asymmetrischen
sowie Wirbel- und drallbehafteten Strömungen am Messort,
hervorgerufen beispielsweise durch unzureichende Vor- und Nachlaufbedingungen
der Messeinrichtung, ermöglicht wird, ohne die Strömungsverhältnisse
durch die Messung selbst zu beeinflussen. Dabei wird beispielsweise
eines der bekannten Volumenstrom-Messverfahren wie MID oder Ultraschallverfahren
zur Messgerätekalibrierung mit einem der bekannten optischen
Strömungsmessverfahren wie der Laser-Doppler-Velozimetrie
(LDV) oder der Partikel-Image-Velozimetrie (PIV) kombiniert wird.
Hierzu kann die Messvorrichtung für das optische Strömungsmessverfahren
einem Durchflussmessgerät wie einem magnetisch-induktivem Durchflussmessgerät
(MID) vor- oder nachgeschaltet sein oder darin integriert sein.
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Gemäß der
hier vorgeschlagenen technischen Lehre können schon im
Betrieb befindlichen Strömungsanlagen zur Herstellung der
optischen Zugänglichkeit für optische Strömungsmessverfahren genutzt
werden, wobei ein Teil der Strömungsanlage beispielsweise
durch ein Rohrleitungsstück mit einer Fensterkammer bzw.
mit darin integrierten Fenstern ersetzt wird. Hierzu ist es bevorzugt
nicht erforderlich, dass die Anlage außer Betrieb genommen
und im Bedarfsfall entleert wird. Dies ist häufig, beispielsweise
bei Fernwärmenetzen, mit sehr hohen Betriebsausfallkosten
verbunden.
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Die
Herstellung der optischen Zugänglichkeit zu Strömungsanlagen
und Teilen von Strömungsanlagen für die Messung
der Strömungsgeschwindigkeit, des Förderstromes
und des Strömungsgeschwindigkeitsfeldes von Fluiden in
Strömungsanlagen mittels optischer Messverfahren, insbesondere zur
nachträglichen Herstellung der optischen Zugänglichkeit
zu Fluiden für Strömungsmessungen nach den Verfahren
Laser-Doppler-Velozimetrie (LDV) und Partikel-Image-Velozimetrie
(PIV) in schon im Betrieb befindlichen Strömungsanlagen ohne
Unterbrechung des Anlagenbetriebs und ohne Beeinflussung der Fluidströmung
durch die Messung oder die Messvorrichtung selbst ist mit der hier
vorgestellten Vorrichtung und dem hier bereitgestellten Verfahren
möglich.
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Es
wird daher eine Anwendung einer nachträglich an einem Fluidleitungssystem
abnehmbar angeordneten Strömungsmessvorrichtung zur Korrelierung
von Messergebnissen dieser Strömungsmessvorrichtung mit
denjenigen von einer zweiten, fest im Fluidleitungssystem eingebauten
Strömungsmessvorrichtung vorgeschlagen.
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Die
vorgeschlagene technische Lehre wird beispielsweise in Fernwärmenetzen,
Gasnetzen, industriellen Rohrleitungssystem oder sonstigen fluidführenden
Systemen eingesetzt. Sie kann unter Explosionsschutz-Bedingungen
genutzt werden, zum Beispiel durch hierfür zugelassene
Bearbeitungsverfahren zum Aufsetzen und Dichten der Vorrichtung. Die
zu messenden Fluide können flüssig, gasförmig, Suspensionen
sein wie auch Festkörper zum Beispiel Körner,
Partikel oder sonstiges umfassen. Das Fluid kann heiß wie
auch kalt sein. Das Rohrleitungssystem kann ein- oder mehrfach ummantelt
sein. Insbesondere besteht auch die Möglichkeit, bei ummantelten,
zum Beispiel mit einem Schutzgas, mit einem Über- oder
mit einem Unterdruck versehene, in Mantelzwischenbereichen gefüllte
Rohrleitungssystem ebenfalls mit der vorgeschlagenen technische
Lehre zu versehen.
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Eine
weitere Ausgestaltung der vorgeschlagenen technischen Lehre sieht
vor, dass während des Anlagenbetriebs ein zumindest rohrähnlicher Gegenstand
der vorgeschlagenen Vorrichtung auf die Strömungsanlage
im Bereich der durchzuführenden Strömungsmessung
fluiddicht installiert, auf diesem eine Absperrarmatur montiert
und mittels eines Anbohrverfahrens unter Druck, bevorzugt einem Hot-Tapping-Verfahren,
die Strömungsanlage in einer angeordneten Vorrichtung aufgebohrt,
ein Einschubfenster in das Vorrichtungsgehäuse dergestalt eingeschoben
und arretiert wird, dass die dem Fluid zugewandte Seite des Einschubfensters
der Strömungsanlagenkontur an dieser Stelle bevorzugt entspricht
und abschließend die Einschubvorrichtung aus dem Vorrichtungsgehäuse
wieder entfernt und auf dem Vorrichtungsgehäuse ein Schauglas
montiert wird, so dass an dieser Anlagenstelle während des
Anlagenbetriebs die optische Zugänglichkeit zum Fluid für
optische Strömungsmessungen hergestellt wird, ohne die
Strömung im Anlagenströmungskanal bzw. der Strömungsgrenzschicht
der Anlage zu beeinflussen und ohne den Anlagenbetrieb unterbrechen
zu müssen. Der gesamte Vorgang erfolgt dabei durch den
geeigneten Einsatz der Absperrarmatur sowie durch Dichtelemente
zwischen Einschubvorrichtung und Vorrichtungsgehäuse ohne
Fluidleckage aus der Strömungsanlage bzw. der hierfür
auf der Rohrleitung angeordneten Vorrichtung.
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Die
vorgeschlagene technischen Lehre ermöglicht beispielweise,
in schon vorhandenen Anlagen wie sich im Betrieb befindlichen Fernwärmenetzen
die volumetrische Durchflussmessung sowie die adaptive Messkalibrierung
volumetrischer Durchflussmessungen von Fluiden mittels optischer
Strömungsmessverfahren wie Laser-Doppler-Velozimetrie und
Partikel-Image-Velozimetrie direkt in der Anlage vor Ort, ohne für
den Einbau der Vorrichtung oder die Durchführung Strömungsmessung
den Anlagenbetrieb unterbrechen zu müssen und ohne die Strömungsverhältnisse
durch die Messung selbst zu beeinflussen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als fluiddichte
Installation eines Vorrichtungsrohres auf die Strömungsanlage
ein Anschweißrohr auf die Wand der Strömungsanlage,
insbesondere auf eine Rohrleitung der Strömungsanlage fluiddicht
im Bereich der durchzuführenden Strömungsmessung
aufgeschweißt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei der
auf das Anschweißrohr zu montierenden Absperrarmatur beispielsweise
um einen Kugelhahn oder um einen Flachschieber, wobei für
die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung beispielsweise entscheidend
ist, dass bei geöffneter Armaturstellung auch innerhalb
der Armatur der volle Vorrichtungs-Innendurchmesser zum Einschieben
des Einschubfensters gewährleistet ist. In einer weiteren
vorteilhaften Ausgestaltung ist auf der Absperrarmatur ein Einsteckrohr
montiert, um bei der Durchführung des Einschubverfahrens
bzw. beim Wiederherausnehmen des Einschubfensters einen leckagefreien Verfahrensablauf
zu vereinfachen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind insbesondere bei
höheren Anlagendrücken Vorrichtungsgehäuse
und Einschubvorrichtung beispielsweise mittels eines Fangseiles
trennbar miteinander verbunden, das durch eine geeignete Länge verhindert,
dass bei geöffneter Absperrarmatur die Einschubvorrichtung
verse-hentlich aus dem Vorrichtungsgehäuse herausrutscht
und damit u. U. gefährliche Fluid-leckagen aus der Strömungsanlage
verhindert. Das Fangseil kann dabei vorteilhaft mittels Ringösen
und Karabinerhaken bzw. Schraubschäkel an den Vorrichtungsteilen
trennbar verbunden sein.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die
Arretierung des Einschubfensters in das Vorrichtungsgehäuse
(Anschweißrohr) als Bajonettverschluss ausgeführt.
Hierbei sind in vorteilhafter Weise die Einschubfenster-Bajonettriegel
mit doppelseitig wirkenden Federdruckstiften ausgestattet, die zur
Arretierung des Einschubfensters beispielsweise in entsprechende
Anbohröffnungen des Anschweißrohr-Bajonettverschlusses
einrasten.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Arretierung des
Einschubfensters in die Einschubvorrichtung als Bajonettverschluss
ausgeführt. Hierbei sind in vorteilhafter Weise die Einschubvorrichtungs-Bajonettriegel
mit doppelseitig wirkenden Federdruckstiften ausgestattet, die zur
Arretierung der Einschubvorrichtung beispielsweise in entsprechende
Anbohröffnungen des Einschubfensters bzw. der Einschubfensterhülse
einrasten.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist für die Installation des
Einschubfensters im Aufbohrbereich der Strömungsanlage
eine Momentenabstützung, betätigt durch eine Momentenabstützwelle,
vorgesehen, die beim Lösen der Arretierung zwischen dem Einschubfenster
und der Einschubvorrichtung das Lösen der Arretierung zwischen
Einschubfenster und dem Anschweißrohr verhindert.
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Eine
Ausgestaltung sieht vor, dass ein Sichtfenster in einer Fassung
eingebracht wird. Eine Fassung kann dann verklebt, formschlüssig
eingebracht oder auch verschraubt werden. Eine Innenwand einen einzubringenden
Sichtfensters ist bevorzugt angepasst an eine Innenrundung des Rohrabschnitts, in
den das Sichtfenster angeordnet ist. Bevorzugt wird das Sichtfenster
ohne eine Stufe angeordnet, so dass eine laminare Wandströmung
möglichst ungestört bleibt und eine Turbulenzerzeugung
vermieden wird.
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Neben
einem Einbringen des Sichtfensters mittels eines Hot Tapping-Verfahrens
können auch alternative Verfahren zur Befestigung genutzt
werden die bevorzugt ein dichtendes Einbringen einer Bohrung im
laufenden Betrieb ermöglichen.
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Die
von außen angeordnete Messeinrichtung kann zum Beispiel
als redundantes System genutzt werden, sollte zum Beispiel ein Messsystem ausgefallen
sein, insbesondere ein fest eingebautes Messsystem. Auch kann eine
Kalibrierung von ein oder mehreren anderen Messsystemen mittels
des außen angeordneten Messsystems vorgesehen sein. Beispielsweise
können Messwerte der Messsysteme miteinander korreliert
werden, zum Beispiel um Abweichungen der Durchflußmenge
zu ermitteln. Die Systeme können dazu miteinander datenübertragungstechnisch
vernetzt sein. Beispielsweise ist eine Recheneinheit evtl. direkt
angeschlossen, um ein Fehlvolumen zu ermitteln auf Basis fehlerhafter Messwerte.
Beispielweise kann mittels der außen angeordneten Messanordnung
eine permanente Messung, eine wiederholende Messung oder ein Messprofil
nachgefahren werden. Auch kann eine zeitgebundene Messung erfolgen,
zum Beispiel eine-24-Stunden-Messung, um damit einen Belastungswechsel
einer Fluidleitung über einen Einsatzzeitraum ermitteln
zu können. Bevorzugt erfolgt eine Vernetzung des Messystems
und/oder einer Auswerteinheit mit einem Abrechnungssystem, mit einer Fernwarte,
mit einem Datenspeicher, einem mobilen Auswerte- und Speichergerät
und/oder einem stationäres Auswertegerät.
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Gemäß einer
Weiterbildung kann das im Rohrsystem erzeugte Fenster auch verschlossen werden,
zum Beispiel wiederverschließbar sein, beispielsweise mittels
einer Manschette fluiddicht verschlossen werden.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht beispielsweise folgendes Verfahren mit
verschiedenen Merkmalen vor, die ganz oder teilweise vorhanden oder austauschbar
sind, wobei die Bezugszeichen auf die noch nachfolgend näher
erläuterten Figuren beziehen, ohne dadurch aber beschränkend
auszulegen sind:
Verfahren zur Herstellung der optischen Zugänglichkeit
zu Strömungsanlagen und Teilen von Strömungsanlagen
für die Messung der Strömungsgeschwindigkeit,
des Förderstromes und des Strömungsgeschwindigkeitsfeldes
von Fluiden in Strömungsanlagen mittels optischer Messverfahren, ohne
die Strömungsgeschwindigkeit und den Turbulenzgrad in der
Strömungsanlage im Bereich der Strömungsgeschwindigkeitsmessung
durch die Messung selbst zu beeinflussen bzw. unter Vermeidung desselben,
wobei der Messquerschnitt zur Bestimmung des Volumenstromes eindeutig
definiert ist, und ohne den Anlagenbetrieb für den Einbau
der Vorrichtung und die Durchführung der Strömungsgeschwindigkeitsmessung
unterbrechen zu müssen, wobei
- a) mindestens
ein Rohr (7) auf der strömungsmesstechnisch zu
untersuchenden Stelle einer Strömungsanlage fluiddicht
installiert wird,
- b) mindestens eine Absperrarmatur an dem auf der Strömungsanlage
installierten Rohr fluiddicht montiert wird,
- c) durch ein Anbohrverfahren unter Druck, bevorzugt mittels
eines Hot-Tapping-Verfahrens, die Wand der Strömungsanlage
innerhalb des auf die Strömungsanlage (1) installierten
Rohres (7) aufgebohrt und vor dem vollständigen
Herausziehen der Bohrvorrichtung die Absperrarmatur (6)
geschlossen wird,
- d) anschließend eine Einschubfensteranordnung (10, 11),
umfassend oder gemäß einer Weiterbildung bestehend
aus einem in eine Einschubfensterhülse (11) eingeklebten
Einschubfenster (10), in ein auf der Absperrarmatur (6)
fluiddicht montiertes Einsteckrohr (19) eingeschoben, die
Absperrarmatur (6) geöffnet und die Einschubfensteranordnung
(10, 11) mittels einer Einschubvorrichtung (13)
in der Weise in den Aufbohrbereich (18) des zuvor beschriebenen
Anbohrverfahrens der Strömungsanlage (1) eingeschoben
und in dem installierten Rohr (7) arretiert wird, dass
die dem Fluid (9) zugewandte Seite des Einschubfensters
(10) und der Einschubfensterhülse (11) der
Strömungskanalkontur der Strömungsanlage (1)
an diesem Messort entspricht, d. h. dass die der Strömung
zugewandte Seite des Einschubfensters (10) und der Einschubfensterhülse
(11) der Form des durch die Anbohrung aus der Wand der
Strömungsanlage (1) entfernten Kreissegments entspricht
und die der Strömung zugewandte Seite des Einschubfensters
(10) und der Einschubfensterhülse (11)
sich bündig an die Innenwand der Strömungsanlage ohne
Bildung einer die Strömung bzw. die Strömungsgrenzschicht
beeinflussenden Stufe und mit nur geringem Spalt zwischen Bohrung
der Strömungsanlage (1) und dem Einschubfenster
(10) sowie der Einschubfensterhülse (11)
einfügt und der Messquerschnitt zur Bestimmung des Volumenstromes eindeutig
definiert ist,
- e) danach die Arretierung zwischen Einschubfensteranordnung
(10, 11) und Einschubvorrichtung (13)
gelöst wird, so dass das Einschubfenster (10)
mit der Einschubfensterhülse (11) in der Arretierungsvorrichtung
des auf der Strömungsanlage (1) installierten
Rohres (7) verbleibt,
- f) die Einschubvorrichtung (13) in den Bereich des Einsteckrohres
(19) zurückgezogen und im Bedarfsfall die Absperrarmatur
(6) geschlossen wird, um ein Austreten des Fluids (9)
aus der Strömungsanlage (1) zu verhindern,
- g) das Einsteckrohr (19) von der Absperrarmatur (6)
im Bedarfsfall zur Verkürzung der Messanordnung demontiert
wird, und
- h) abschließend ein Schauglas (5) auf der
der Strömungsanlage (1) abgewandten Seite der
Absperrarmatur (6) strömungsdicht montiert und
die Absperrarmatur (6) nach Öffnen der Absperrarmatur
(6) mit einer geeigneten Entlüftungseinrichtung
(22) entlüftet wird, so dass nun durch das Schauglas
(5), die geöffnete Absperrarmatur (6) und
das Einschubfenster (10) hindurch optische Strömungsmessungen
des Fluids (9) in der Strömungsanlage (1)
möglich sind.
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Des
Weiteren wird gemäß einer Ausgestaltung die folgende
Vorrichtung vorgeschlagen, wobei diese Ausgestaltung alle oder nur
teilweise die nachfolgenden Merkmale aufweist und/oder entsprechende
Austauschmerkmale umfasst, wobei die Bezugszeichen sich auf die
nachfolgenden Figuren beziehen und nur erläuternd nicht
aber beschränkend auszulegen sind:
Vorrichtung zur
Herstellung der optischen Zugänglichkeit zu Strömungsanlagen
und Teilen von Strömungsanlagen für die Messung
der Strömungsgeschwindigkeit, des Förderstromes
und des Strömungsgeschwindigkeitsfeldes von Fluiden in
Strömungsanlagen mittels optischer Messverfahren, ohne
die Strömungsgeschwindigkeit und den Turbulenzgrad in der
Strömungsanlage im Bereich der Strömungsgeschwindigkeitsmessung
durch die Vorrichtung selbst zu beeinflussen bzw. dieses zu vermeiden,
wobei der Messquerschnitt zur Bestimmung des Volumenstromes eindeutig
definiert ist, und ohne den Anlagenbetrieb für den Einbau
der Vorrichtung und die Durchführung der Strömungsgeschwindigkeitsmessung
unterbrechen zu müssen umfassend
- a)
mindestens ein an einer Strömungsanlage (1) mit
einem darin fließenden Fluid (9) fluiddicht installiertes
Rohr (7) der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei die Wand der Strömungsanlage (1) innerhalb
des installierten Rohres (7) mittels eines Anbohrverfahrens
unter Druck, bevorzugt mittels eines Hot-Tapping-Verfahrens aufgebohrt ist,
- b) mindestens eine Absperrarmatur (6), die auf dem
an der Strömungsanlage (1) installierten Rohr
(7) fluiddicht montiert ist,
- c) mindestens ein Einschubfenster (10), das in eine
Einschubfensterhülse (11) eingeklebt ist,
- d) mindestens eine Einschubfensteranordnung (10, 11),
umfassend oder aber bestehend aus dem in die Einschubfensterhülse
(11) eingeklebten Einschubfenster (10), die im
durch das Anbohrverfahren unter Druck entstandenen Aufbohrbereich
(18) der Strömungsanlage (1) in dem installierten
Rohr (7) lösbar arretiert ist, so dass die dem
Fluid (9) zugewandte Seite des Einschubfensters (10)
der Strömungskanalkontur der Strömungsanlage (1)
am Messort entspricht, d. h. dass die der Strömung zugewandte
Seite des Einschubfensters (10) und der Einschubfensterhülse (11)
der Form des durch die Anbohrung aus der Wand der Strömungsanlage
(1) entfernten Kreissegments entspricht und die der Strömung
zugewandte Seite des Einschubfensters (10) und der Einschubfensterhülse
(11) sich bündig an die Innenwand der Strömungsanlage
ohne Bildung einer die Strömung bzw. die Strömungsgrenzschicht
beeinflussenden Stufe und mit nur geringem Spalt zwischen Bohrung
der Strömungsanlage (1) und dem Einschubfenster
(10) sowie der Einschubfensterhülse (11)
einfügt und der Messquerschnitt zur Bestimmung des Volumenstromes eindeutig
definiert ist,
- e) mindestens eine Einschubvorrichtung (13), die geeignet
ist, die Einschubfensteranordnung (10, 11), bestehend
aus dem in die Einschubfensterhülse (11) eingeklebten
Einschubfenster (10), in den Aufbohrbereich (18)
der Strömungsanlage (1) zu schieben und dort in
einer Arretierungsvorrichtung des installierten Rohres (7)
zu befestigen, und die geeignet ist, die Einschubfensteranordnung
(10, 11) aus der Arretierungsvorrichtung des installierten
Rohres (7) im Aufbohrbereich (18) der Strömungsanlage
(1) zu lösen und aus der Vorrichtung herauszuziehen,
- f) mindestens eine Einschubfensteranordnung (10, 11),
bestehend aus dem in die Einschubfensterhülse (11)
eingeklebten Einschubfenster (10), die geeignet ist, mit
der Einschubvorrichtung (13) in der Vorrichtung lösbar
arretiert werden zu können,
- g) mindestens ein Einsteckrohr (19), das zur Erleichterung
des Herausziehens und Hereinschiebens der Einschubvorrichtung (13)
an der Absperrarmatur (6) fluiddicht an der der Strömungsanlage
(1) abgewandten Seite montiert ist,
wodurch beim Hineinschieben
und Herausziehen der Einschubvorrichtung (13) mit daran
arretierter Einschubfensteranordnung (10, 11)
auch bei geöffneter Absperrarmatur (6) die Vorrichtung
mittels geeigneter Dichtungsmittel gegen Leckagen des Fluids (9)
abgedichtet werden kann,
- h) mindestens ein Schauglas (5), das an der der Strömungsanlage
(1) abgewandten Seite der Absperrarmatur (6) fluiddicht
montiert ist, so dass durch das Schauglas (5), die geöffnete
Absperrarmatur (6) und das Einschubfenster (10)
hindurch optische Strömungsmessungen des Fluids (9)
in der Strömungsanlage (1) möglich sind,
und
- i) mindestens eine geeignete Entlüftungseinrichtung
der Absperrarmatur (6).
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Eine
Weiterbildung sieht vor, dass das auf der Strömungsanlage
(1) installierte Rohr (7) als auf der Wand der
Strömungsanlage (1) im Messbereich d. h. im Aufbohrbereich
(18) fluiddicht aufgeschweißtes Anschweißrohr
(7) ausgeführt ist. Eine weitere Ausgestaltung
weist die Arretierungsvorrichtung zwischen der Einschubfensteranordnung
(10, 11) und dem Anschweißrohr (7)
als Bajonettverschluss ausgeführt auf. Bevorzugt ist die
Arretierungsvorrichtung zwischen der Einschubfensteranordnung (10, 11) und
der Einschubvorrichtung (12, 13) als Bajonettverschluss
ausgeführt.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass für die Installation
der Einschubfensteranordnung (10, 11) im Aufbohrbereich
(18) der Strömungsanlage (1) eine Momentenabstützung
(16), betätigt durch eine Momentenabstützwelle
(17), vorgesehen ist, die beim Lösen der Arretierung
zwischen der Einschubfensteranordnung (10, 11)
und der Einschubvorrichtung (12, 13) das Lösen
der Arretierung zwischen der Einschubfensteranordnung (10, 11)
und dem Anschweißrohr (7) verhindert.
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Weiterhin
bevorzugt ist es, wenn die Bajonett-verschlösse (8, 12)
als Anbohröffnungen ausgeführt sind, in die Federdruckstifte
(20) einrasten.
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Eine
Weiterbildung ist derart, dass eine Abdichtung vorgesehen ist, die
ein Einführen einer rohrförmigen Geometrie in
Richtung Rohrleitung ermöglicht. Diese Abdichtung verhindert
zum Beispiel einen Austritt von Fluid. Die Abdichtung kann als Dichtung in
dem ersten, einzuführenden Bauteil und/oder in dem zweiten
Bauteil angeordnet sein, in dass das erste Bauteil eingeführt
wird. Beispielsweise ist vorgesehen, dass das Einschubrohr (13)
gegenüber dem Vorrichtungsgehäuse, d. h. gegenüber
dem Anschweißrohr (7), der Absperrarmatur (6)
und dem Einsteckrohr (19) sowie Einschubrohr (13)
gegenüber Momentenabstützung (16) bzw.
Momentenabstützwelle (17) mittels einer Rundschnurdichtung (15)
abgedichtet sind, um Leckage aus der Strömungsanlage (1)
während des Einschiebens oder Herausziehens der Einschubfensteranordnung
(10, 11) bei geöffneter Absperrarmatur
(6) zu verhindern.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, wenn eine Sicherung vorhanden ist zwischen einem
an der Rohrleitung befestigtem Bauteil und dem einzuführendem Bauteil.
Dieses verhindert eine Verletzungsgefahr, sofern aufgrund eines
plötzlichen Druckanstiegs ansonsten das einzuführende
Bauteil herausgerückt werden würde. Weiterhin
kann eine Sperre vorgesehen sein, die erst gelöst werden
muss, damit das einzuführende Bauteil wieder herausgeführt
werden kann. Die Sperre kann beispielsweise auch als Ratsche ausgeführt
sein, so dass das eingeführte Bauteil immer gegen ein Ratschenelement
gedrückt werden kann und dadurch dessen Rausziehbewegung
gesperrt wird, bevorzugt entlang zumindest eines Teils des Wegs,
insbesondere entlang zumindest des meisten, weiter bevorzugt entlang
des gesamten Wegs. des einzuführenden Bauteils. Gemäß einer Ausgestaltung
ist vorgesehen, dass das Einschubrohr (13) und das Einsteckrohr
(19) mit Fangseilösen versehen werden, die trennbar
mit einem Fangseil (21) in der Art verbunden sind, dass
das Einschubrohr (13) bei eingehangenem Fangseil (21)
nicht komplett aus dem Einsteckrohr (19) herausschiebbar ist,
um zu verhindern, dass bei geöffneter Absperrarmatur (6)
durch versehentliches Herausziehen des Einschubrohres (13)
Fluid aus der Vorrichtung austreten kann, d. h., dass die Absperrarmatur
(6) nur geöffnet wird, wenn entweder das Einschubrohr
(13) mittels des Fangseils (21) im Einsteckrohr
(19) gesichert oder das Schauglas (5) fluiddicht
auf der Vorrichtung montiert ist. Beispielsweise kann ein Fangseil
(21) mit dem Einschubrohr (13) und dem Einsteckrohr
(19) mittels Karabinerhaken trennbar verbunden sein.
-
Bevorzugt
wird ein Druck, der in der Leitung herrscht, in der eine Strömungsmessung
zukünftig mittels optischem Messverfahren ermöglicht
werden soll, mittels der Absperrar matur so zurückgehalten, dass
auch eine unbeabsichtigte Freisetzung des Fluides aus dem Leitungssystem
vermieden wird. Beispielsweise kann eine Sperre vorgesehen sein.
Erst nach Überwinden der Sperre oder aber Freigabe der Sperre
kann beispielsweise die Armatur betätigt werden. Gemäß einer
Ausgestaltung ist vorgehen, dass es sich bei der Absperrarmatur
um einen Kugelhahn handelt. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor,
dass es sich bei der Absperrarmatur um einen Flachschieber handelt.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein automatisches Sperren mittels
der Armatur erfolgt. Hierfür kann beispielsweise ein Stellwächter
vorgesehen sein. Auch kann ein Rückschlagmechanismus vorgesehen
sein, der bevorzugt verhindert, dass zumindest teilweise Fluid aus
dem Leitungsnetz unbeabsichtigt freigesetzt wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass bei ausreichender Länge
des freien Einschubbereichs der Absperrarmatur (6) vor
dem Absperrelement, d. h. auf der der Strömungsanlage (1)
abgewandten Seite, auf den Einsatz eines Einsteckrohres (19)
verzichtet werden kann und im Bedarfsfall zur Verhinderung eines
versehentlichen Herausziehens des Einschubrohres (13) das
Einschubrohr (13) und die Absperrarmatur (6) mittels
Fangseilösen, Karabinerhaken und einem Fangseil (21)
trennbar verbunden sind.
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Gemäß einer
Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die optische Strömungsmessungen
des Fluids (9) in der Strömungsanlage (1)
mittels eines Laser-Doppler-Velozimeters (LDV) (4) erfolgen.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass durch sukzessives Verschieben
einer LDV-Sonde mittels einer Traversiervorrichtung der Strömungsquerschnitt
in der Rohrleitung (1) durch das Einschubfenster (10),
die geöffnete Absperrarmatur (6) und ein Schauglas
(5) hindurch nacheinander abgetastet und somit das Strömungsprofil
ermittelt werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgeshen, dass die optische Strömungsmessungen des
Fluids (9) in der Strömungsanlage (1)
mittels eines Partikel-Image-Velozimetrie (PIV) Verfahrens erfolgen.
Es können auch andere optische Methoden zum Einsatz kommen.
Auch können Kombinationen von verschienden optischen Messmethoden
zusammen genutzt oder auch aneinander eingesetzt werden. Des Weiteren
besteht die Möglichkeit, dass zusätzlich auch
eine Ultraschallmessung ausgeführt wird. Auch könne
ein oder mehrere andere Messungen zusätzlich ausgeführt
werden, die beispielsweise nicht berührungslos sind.
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Eine
Weiterbildung sieht vor, dass durch das optische Messverfahren ein
magnetischinduktives Durchflussmessgerät (MID) kalibriert
wird. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass durch
das optische Messverfahren ein Ultraschall-Durchflussmessgerät
kalibriert wird.
-
Das
nachträglich eingebrachte Messverfahren ist bevorzugt in
der Lage mittels der optischen Strömungsmessungen in der
Strömungsanlage am Messort Strömungsgeschwindig-keit,
Wirbelausbildung, Drall und/oder Strömungsverteilung in
axialer und Umfangsrichtung zu ermitteln.
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Beispielsweise
ist vorgesehen, dass eine vorgeschlagene Einschubvorrichtung zur
Herstellung der optischen Zugänglichkeit für optische
Strömungsmessverfahren zur Messgerätekalibrierung am
Durchflussmessgerät (3) direkt installiert wird.
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Eine
weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Einschubvorrichtung zur
Herstellung der optischen Zugänglichkeit für optische
Strömungsmessverfahren zur Messgerätekalibrierung
am Durchflussmessgerät (3) dem Durchflussmessgerät
(3) in Strömungsrichtung betrachtet nachgeschaltet
ist. Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass die Einschubvorrichtung
stromaufwärts zu dem Durchflussmengengerät angeordnet
ist. Bevorzugt sind das Durchflussmengengerät und die Einschubvorrichtung
nicht mehr als fünf Meter voneinander getrennt, bevorzugt
nicht mehr als drei Meter, besonders bevorzugt weniger als einen
Meter und insbesondere weniger als 0,5 Meter. Je nach Rohrdurchmesser, Strömungsverhältnis
wie auch Durchflussmengengerät kann von diesen Angaben
auch abgewichen werden. So ist gemäß einer weiteren
Ausgestaltung eine vorgeschlagene Einschubvorrichtung zur Herstellung der
optischen Zugänglichkeit für optische Strömungsmessverfahren
zur Messgerätekalibrierung am Durchflussmessgerät
(3) dem Durchflussmessgerät (3) in Strömungsrichtung
betrachtet vorgeschaltet.
-
Eine
Ausgestaltung der Anordnung für die optische Messvorrichtung
sieht vor, dass zur Installation des Rohres (7) auf der
Strömungsanlage (1) das Rohr (7) auf
der Wand der Strömungsanlage (1) im Messbereich
d. h. im Aufbohrbereich (18) fluiddicht aufgelötet
wird. Es kann auch aufgenietet oder durch eine sonstige Massnahme
gesichert sein, zum Beispiel mittels einer Manschette, die um die
Rohrleitung umläuft. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor,
dass zur Installation des Rohres (7) auf der Strömungsanlage
(1) das Rohr (7) auf der Wand der Strömungsanlage
(1) im Messbereich d. h. im Aufbohrbereich (18) fluiddicht
aufgeklebt wird.
-
Um
eine optische Messmethode nachträglich zu ermöglichen,
wird bevorzugt ein Einschubfenster in die Rohrwandung eingesetzt.
Bevorzugt ist das Einschubfenster (10) in der Einschubfensterhülse
(11) mittels eines elastischen Klebstoffs verklebt. Weiter
bevorzugt ist das Einschubfenster (10) in der Einschubfensterhülse
(11) mittels eines Silikonklebers verklebt ist. Das Einschubfenster
kann aus Quarzglas bestehen, kann aber auch aus Kunststoff bestehen,
zum Beispiel einem Acryl. Gemäß einer Ausgestaltung
ist das Einschubfenster für das menschliche Auge durchsichtig,
bevorzugt farblos. Eine weiter Ausgestaltung sieht vor, dass das
Einschubfenster als definierter Filter während der Messung
dient.
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Die
optische Messvorrichtung wird gemäß einer Ausgestaltung
händisch in Position gebracht und kann weiterhin auch händisch
in verschiedne weiter Messpositionen verschoben werden. Eine Weiterbildung
sieht vor, dass ein oder mehrere Stellmotoren genutzt werden. Beispielsweise
kann dadurch eine automatisierte Messung ermöglicht werden.
-
Ein
Einsteckrohr (19), Einschubrohr (13) und/oder
eine Momentenabstützwelle (17) können mit
Markierungen versehen sein, so dass während des gesamten
Einschub- und Herausziehvorgangs der Einschubfensteranordnung (10, 11)
sowohl die genaue Axial und Winkelposition der Einschubfensteranordnung
(10, 11) gegenüber Anschweißrohr
(7) bzw. der Anschweißrohrarretierung (8)
als auch der Einschubfensteranordnung (10, 11)
gegenüber der Einschubvorrichtung (12, 13)
bekannt ist.
-
Eine
Weiterbildung sieht vor, dass eine automatisierte Messaufnahme vorgesehen
ist. So ist die Messvorrichtung zum Beispiel an einen tragbaren Messrekorder
und/oder einen tragbaren Computer angeschlossen. Auch kann beispielsweise über
eine Ferndatenverbindung ein Anschluss zu einer Weiterverarbeitungsanlage
vorgesehen sein. Dieses kann auch eine Fernwarte umfassen. Eine
Ferndatenverbindung kann beispielsweise eine Funkstrecke wie auch
eine leitungsgebundene Datenübertragung vorsehen.
-
Bevorzugt
ist des Weiteren, dass in der Wand des auf der Strömungsanlage
(1) fluiddicht aufgeschweißten Anschweißrohres
(7) mindestens ein zusätzliches optisch durchlässiges
Fenster angeordnet ist, das auch Strömungsmessungen bzw.
Kalibriermessungen schräg durch mindestens eines dieser
Fenster sowie durch die Einschubfensteranordnung (10, 11)
hindurch im Fluid (9) der Strömungsanlage (1)
ermöglicht.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Innenraum der Vorrichtung,
insbesondere bei aggressiven Medien, durch geeignete Abdichtungsmaßnahmen
der Einschubfensteranordnung (10, 11) gegenüber
dem Anschweißrohr (7) bzw. der Rohrleitung der
Strömungsanlage (1) fluiddicht abgedichtet ist.
-
Beispielsweise
ist vorgesehen, dass, um die Wandstärke des Einschubfensters
(10) möglichst gering wählen zu können,
der Innenraum der Vorrichtung gegenüber dem Fluid (9)
der Strömungsanlage (1) durch mindestens eine
Druckentlastungs-Öffnung (24) in der Einschubfensteranordnung
(10, 11) und bei Bedarf in der Arretierungseinrichtung
(8) des Anschweißrohres (7) druckentlastet
ist.
-
Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Absperrarmatur
(6) in dem auf der Strömungsanlage (1)
installierten Rohr (7) konstruktiv integriert ist, um hier
die Baulänge reduzieren und vorzugsweise auf eine Montagevorrichtung
der Absperrarmatur (6) auf dem installierten Rohr (7)
wie einer Schraubflanschverbindung (2) verzichten zu können.
-
Nachfolgend
wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen
technischen Lehre weiter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert. Die jeweiligen Ausgestaltungen und Merkmale
sind jedoch nur beispielhaft und erläuternd, ohne dass
deswegen aber dadurch der Schutzbereich eingeschränkt werden
soll. Vielmehr sind auch für einzelne Merkmale alternative
Ausgestaltungen einsetzbar. Darüber hinaus sind die aus den
einzelnen Figuren hervorgehenden Merkmale nicht auf die jeweilige
Figur beschränkt. Vielmehr können einzelne oder
mehrere dieser Merkmale mit anderen Merkmalen aus anderen Figuren
und/oder der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen der
vorgeschlagenen technischen Lehre verknüpft werden. Es
zeigen:
-
1 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Einschubkonfiguration,
und
-
2 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Messkonfiguration.
-
In 1 ist
eine vorgeschlagene Einschubvorrichtung mit einem im Aufbohrbereich 18 fluiddicht aufgeschweißten
Anschweißrohr 7 und einer Bohrung in der Wand
der hydraulischen Anlage 1 innerhalb des Anschweißrohres 7 dargestellt.
In der Rohrleitung der hydraulischen Anlage 1 fließt
dabei ein Fluid 9. Mittels einer Schraubflanschverbindung 2 ist ein
Kugelhahn 6 auf dem Anschweißrohr 7 montiert, und
auf diesem ein Einsteckrohr 19 zum erleichterten Einschieben
der Einschubvorrichtung 12, 13 in das Vorrichtungsgehäuse.
Im Aufbohrbereich 18 der hydraulischen Anlage 1 befindet
sich ein Einschubfenster 10, 11, das im Anschweißrohr 7 mittels
eines Bajonettverschlusses 8 lösbar arretiert
ist, so dass die dem Fluid 9 zugewandte Seite des Einschubfensters 10 der
Strömungskanalkontur der hydraulischen Anlage 1 am
Messort entspricht. Die Einschubvorrichtung 12, 13 ist
geeignet, zum Einen die Einschubfensteranordnung 10, 11 in
den Aufbohrbereich 18 der hydraulischen Anlage 1 zu
schieben und dort im Bajonettverschlusses 8 des Anschweißrohres 7 zu befestigen,
und zum Anderen, die Einschubfensteranordnung 10, 11 aus
dem Bajonettverschlusses 8 des Anschweißrohres 7 zu
lösen und aus der vorgeschlagenen Vorrichtung wieder herauszuziehen.
Die lösbare Arretierung zwischen dem Einschubfensteranordnung 10, 11 und
der Einschubvorrichtung 12, 13 erfolgt ebenfalls
durch Bajonettverschluss 12. Für die Installation
der Einschubfensteranordnung 10, 11 im Aufbohrbereich 18 der
hydraulischen Anlage 1 ist eine Momentenabstützung 16,
betätigt durch eine Momentenabstützwelle 17,
vorgesehen, die beim Lösen des Bajonettverschlusses 12 zwischen
der Einschubfensteranordnung 10, 11 und der Einschubvorrichtung 12, 13 das
Lösen des Bajonettverschlusses 8 zwischen Einschubfensteranordnung 10, 11 und dem
Anschweißrohr 7 verhindert. Die Bajonettverschlüsse 8, 12 sind
als Anbohröffnungen ausgeführt, in die doppelt
wirkende Federdruckstifte 20 einrasten. Auf dem Kugelhahn 6 ist
ein Einsteckrohr 19 zum erleichterten Einschieben und Herausziehen
der Einschubvorrichtung 12, 13 montiert. Das Einschubrohr 13 ist
gegenüber dem Anschweißrohr 7, dem Kugelhahn 6 und
dem Einsteckrohr 19 mittels einer Rundschnurdichtung 15 abgedichtet,
um Leckage aus der Strömungsanlage 1 während
des Einschiebens oder Herausziehens der Einschubfensteranordnung 10, 11 bei
geöffnetem Kugelhahn 6 zu verhindern. Einsteckrohr 19 und
Einschubvorrichtung 12, 13 sind mittels Ringösen,
Karabinerhaken bzw. Schraubschäkel und eines Fangseiles 21 trennbar
miteinander verbunden, das durch geeignete Länge verhindert,
dass bei geöffnetem Kugelhahn 6 die Einschubvorrichtung 12, 13 versehentlich
aus dem Einsteckrohr 19 herausrutscht und damit u. U. gefährliche
Fluidleckagen aus der Strömungsanlage verursacht.
-
2 zeigt
die Vorrichtung aus 1 in der Messkonfiguration,
d. h. das Einschubfenster 10, eingeklebt in eine Einschubfensterhülse 11,
ist hier im Bajonettverschluss 8 des Anschweißrohres 7 eingerastet,
die Einschubvorrichtung aus dem Vorrichtungsgehäuse herausgezogen,
das Einsteckrohr vom Kugelhahn 6 zur Verkürzung
der Messanordnung demontiert und ein Schauglasflansch 5 fluiddicht
auf dem Kugelhahn 6 montiert, so dass somit die optische
Zugänglichkeit zum Fluid 9 für den Laser-Kreuzstrahl 23 des
Laser- Doppler-Velozimeters (LDV) 4 hergestellt ist. Eine
Entlüftungseinrichtung 22 sogt dafür,
dass für die Lasermessungen der gesamte Innenraum der vorgeschlagenen
Vorrichtung mit dem Fluid 9 befüllt ist. Dabei
kann entweder der Innenraum der Vorrichtung, beispielsweise bei
aggressiven Medien, durch geeignete Abdichtungsmaßnahmen
der Einschubfensteranordnung 10, 11 gegenüber
dem Anschweißrohr 7 bzw. der Rohrleitung abgedichtet
sein, oder im Gegenteil, wie hier dargestellt, um die Wandstärke
des Einschubfensters 10 möglichst gering wählen
zu können, zwischen Fluid 9 der hydraulischen
Anlage 1 und dem Innenraum der Vorrichtung durch eine Druckentlastungs-Bohrung 24 in
der Einschubfensteranordnung 10, 11 eine Druckentlastung
erfolgen. Durch sukzessives Verschieben des Laser-Doppler-Velozimeters
(LDV) 4 mittels einer Traversiervorrichtung wird der Strömungsquerschnitt
in der Rohrleitung der hydraulischen Anlage 1 durch das
Einschubfenster 10 und den Schauglasflansch 5 hindurch
mit dem LDV-Verfahren nacheinander abgetastet und somit das Strömungsprofil
in axialer und/oder Umfangsrichtung ermittelt bzw. z. B. das magnetisch-induktive
Messgerät (MID) 3 kalibriert werden.
-
- 1
- Rohrleitung
einer hydraulischen Anlage
- 2
- Schraubflanschverbindung
- 3
- magnetisch-induktives
Messgerät (MID)
- 4
- Laser-Doppler-Velozimeter
(LDV)
- 5
- Schauglasflansch
- 6
- Kugelhahn
- 7
- Anschweißrohr
- 8
- Anschweißrohr-Bajonettverschluss
- 9
- Fluid
- 10
- Einschubfenster
- 11
- Einschubfensterhülse
- 12
- Fensterhülsen-Bajonettverschluss
- 13
- Einschubrohr
- 14
- Fangseilöse
- 15
- Rundschnurdichtung
- 16
- Momentenabstützung
- 17
- Momentenabstützwelle
- 18
- Aufbohrbereich
der Strömungsanlage
- 19
- Einsteckrohr
- 20
- Doppelseitig
wirkender Federdruckstift
- 21
- Fangseil
- 22
- Entlüftungseinrichtung
- 23
- Laser-Kreuzstrahl
- 24
- Druckentlastungs-Bohrung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19948827 [0004]
- - US 4631967 [0005]
- - US 2003/0145661 [0006]
- - DE 3214734 [0007]
- - DE 102007053105 [0014]