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Die Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung zur Detektion des Ölgehaltes eines Druckgases, mit einem Vorrichtungsgehäuse, das einen Haupteinlass für das Druckgas, einen Detektionsauslass für das einer Detektion zu unterziehende Druckgas und eine dem Detektionsauslass zugeordnete Anschlusseinrichtung zum lösbaren Anschließen einer über Ölgehalt-Detektionsmittel verfügenden Detektionseinheit aufweist.
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Eine aus der
DE 29621962 U1 bekannte Detektionsvorrichtung dieser Art wird zur Untersuchung von Druckgasen eingesetzt, um Verunreinigungen des Druckgases und insbesondere im Druckgas enthaltene Ölaerosole zu ermitteln. Auf diese Weise kann die Qualität des Druckgases, insbesondere Druckluft, überwacht werden. Durch regelmäßige Überprüfung kann Störungen oder sonstigen Beeinträchtigungen an normalerweise mit dem Druckgas zu versorgenden Einrichtungen vorgebeugt werden.
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Bei der bekannten Detektionsvorrichtung wird das zu überprüfende Druckgas an einem Haupteinlass eingeleitet, nachdem zuvor optional mittels eines vorgeschalteten Druckreduzierventils der Gasdruck auf ein annehmbares Maß abgesenkt wurde. Das an dem Haupteinlass zuströmende Druckgas strömt direkt zu einer Anschlussvorrichtung, an der zuvor eine aus einem Gasprüfröhrchen bestehende Detektionseinheit angeschlossen wurde. Das an dem Haupteinlass einströmende Druckgas durchströmt das Gasprüfröhrchen und gelangt anschließend zur Atmosphäre.
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Bei der bekannten Detektionsvorrichtung besteht der Nachteil, dass der Druck des zu überprüfenden Druckgases bei zu hohem Nenndruck mittels eines Druckreduzierventils abgesenkt werden muss, wobei in dem Druckreduzierventil aufgrund der darin stattfindenden Gasumlenkungen bereits Abscheidevorgänge auftreten können, so dass das zur Überprüfung am Gasprüfröhrchen ankommende Druckgas weniger Ölpartikel mit sich führt als tatsächlich im Druckgas enthalten sind. Dies kann zu Fehlmessungen des Ölgehaltes führen.
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Aus der
DE 10 2006 023 714 A1 ist ein sogenannter Impaktor bekannt, der zur Bestimmung des Ölgehaltes von Druckgasen einsetzbar ist und als Einwegteil konzipiert ist. Der Impaktor enthält einen Anschluss für das zu untersuchende Druckgas und verfügt im Innern über eine Kanalführung, die das hindurchströmende Druckgas zu einer Richtungsänderung zwingt, der die enthaltenen Ölpartikel nicht folgen können, so dass sie an einem saugfähigen Detektionssubstrat abgeschieden werden. Anhand der Größe des sich hierbei an dem Detektionssubstrat einstellenden Ölflecks kann die Menge des abgeschiedenen Ölaerosols beziehungsweise der Ölgehalt des Druckgases ermittelt werden. Der Impaktor entspricht hinsichtlich der Art seiner Anwendung dem im Falle der Detektionsvorrichtung gemäß
DE 29621962 U1 zum Einsatz kommenden Gasprüfröhrchen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute, leicht zu bedienende und dennoch präzise arbeitende Detektionsvorrichtung zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der Haupteinlass über einen das Vorrichtungsgehäuse durchsetzenden Hauptströmungskanal mit einem zusätzlich zu dem Detektionsauslass vorhandenen Hauptauslass verbunden ist, wobei von dem Hauptströmungskanal mit einer stromauf in Richtung zum Haupteinlass orientierten Abgriffsöffnung ein zu dem Detektionsauslass führender Detektionskanal abzweigt, in dessen Verlauf ein zum wahlweisen Absperren oder Freigeben des Detektionskanals geeignetes Absperrventil eingeschaltet ist, und wobei die Detektionseinheit von einem Impaktor gebildet ist.
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Diese erfindungsgemäße Detektionsvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass nur ein geringer Teil des am Haupteinlass zuströmenden Druckgases für die Detektion des Ölgehaltes verwendet wird. Der Hauptstrom der Druckluft kann vom Haupteinlass zum Hauptauslass strömen und das Vorrichtungsgehäuse an diesem Hauptauslass wieder verlassen. Dadurch ist eine Ausgestaltung der Detektionsvorrichtung möglich, die einen In-line-Betrieb im Verlauf einer Druckgasleitung ermöglicht, mithin der Ölgehalt sogar während der betrieblichen Nutzung des Druckgases überprüft werden kann und dadurch Stillstandszeiten angeschlossener Verbraucher minimiert werden. Darüber hinaus erübrigt sich im Regelfall die Vorschaltung eines Druckreduzierventils, weil über den Querschnitt der Abgriffsöffnung eine derartige Einflussnahme auf den zur Detektion des Ölgehaltes abgezweigten Druckgasanteil möglich ist, dass eine für die Detektionseinheit unkritische Gasströmung vorliegt. Der Detektionsvorgang selbst ist mittels des Absperrventils der Detektionsvorrichtung steuerbar, indem das Absperrventil zur Freigabe des Detektionskanals nur dann geöffnet wird, wenn auch tatsächlich eine Messung gewünscht ist. Ist die Detektionsvorrichtung in den Verlauf einer Druckgasleitung eingeschaltet, kann das Absperrventil zwischen den Detektionsphasen abgesperrt bleiben, um nur während festgelegten Zeiträumen zu Detektionszwecken geöffnet zu werden. Der Ölgehalt selbst ist einfach und kostengünstig mittels eines Impaktors ermittelbar, der als Wegwerfartikel in vielfacher Anzahl bereitgestellt werden kann und zu Detektionszwecken an der an dem Vorrichtungsgehäuse angeordneten Anschlusseinrichtung fixierbar ist. Der Umstand, dass der Detektionskanal mittels des Absperrventils bei Bedarf absperrbar ist, macht es möglich, die Anschlusseinrichtung außerhalb der Detektionszeiten unbestückt zu lassen und einen Impaktor nur dann anzuschließen, wenn auch tatsächlich eine Prüfung gewünscht ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Der Querschnitt der Abgriffsöffnung ist zweckmäßigerweise derart auf den Querschnitt des Hauptströmungskanals abgestimmt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des abgezweigten Druckgasanteils im Detektionskanal zumindest im Wesentlichen der Strömungsgeschwindigkeit des Druckgases im Hauptströmungskanal entspricht. Man kann hier von einer isokinetischen Strömung sprechen. Auf diese Weise sind für die Detektion des Ölgehaltes gleiche Strömungsverhältnisse wie im Hauptströmungskanal gewährleistet. Dies ermöglicht eine besonders genaue repräsentative Messung.
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Die Abgriffsöffnung des Detektionskanals befindet sich zweckmäßigerweise stirnseitig an einem in den Hauptströmungskanal hineinragenden Rohrkörper. Dieser Rohrkörper ist so platziert, dass die Abgriffsöffnung stromauf, also der vom Haupteinlass herankommenden Gasströmung entgegengerichtet ist. Die Abgriffsöffnung ist zweckmäßigerweise im Querschnittszentrum des Hauptströmungskanals platziert.
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Für den Rohrkörper empfiehlt sich insbesondere eine abgebogene oder abgewinkelte Längserstreckung. Er kann insbesondere L-förmig gestaltet sein, mit einem in der Längsrichtung des Hauptströmungskanals ausgerichteten Längenabschnitt und einem hierzu quer und insbesondere rechtwinkelig verlaufenden weiteren Längenabschnitt.
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Das Absperrventil ist vorzugsweise von manuell betätigbarer Bauart. Es verfügt insbesondere über ein Betätigungsglied, das sich mit den Fingern einer Hand aktivieren lässt, um das Absperrventil zu betätigen. Vorzugsweise ist das Betätigungsglied als Tastelement ausgeführt. Andere Bauformen, beispielsweise als verschwenkbares oder verdrehbares Betätigungsglied, sind jedoch ebenfalls möglich.
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Zu Gunsten kompakter Abmessungen ist es von Vorteil, wenn das Absperrventil im Innern des Vorrichtungsgehäuses untergebracht ist. Es erfährt auf diese Weise auch einen zuverlässigen Schutz vor Beschädigung. Ein eventuell vorhandenes Betätigungsglied ist zweckmäßigerweise von außen her gut zugänglich und kann auch aus dem Vorrichtungsgehäuse herausragen.
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Bevorzugt ist das Absperrventil durch Federmittel in eine Grundstellung vorgespannt, bei der es sich insbesondere um eine den Detektionskanal absperrende Absperrstellung handelt. Durch insbesondere manuelle Betätigung kann das Absperrventil unter Überwindung der Federkraft der Federmittel in eine den Durchfluss durch den Detektionskanal freigebende Freigabestellung umgeschaltet werden. Das Absperrventil ist beispielsweise so ausgebildet, dass es so lange in der Freigabestellung verbleibt, wie an einem Betätigungsglied des Absperrventils eine Haltekraft aufgebracht wird. Eine alternative Realisierungsform sieht eine lösbare Fixierung des Absperrventils in der Freigabestellung mittels Rastmitteln oder Verriegelungsmitteln vor, um die manuelle Zugriffsdauer zu verringern. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, ein mit elektrischen Antriebsmitteln versehenes Absperrventil einzusetzen, wobei mindestens eine Schaltstellung durch elektrische Kräfte vorgegeben und/oder gehalten wird.
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Als besonders zweckmäßig erweist sich ein Absperrventil, das als 2/2-Wegeventil konzipiert ist.
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Bei einer besonders komfortablen Ausstattung verfügt die Detektionsvorrichtung über Steuermittel, die es ermöglichen, eine bestimmte Freigabezeitspanne für das Absperrventil vorzugeben, während der das Absperrventil den Detektionskanal freigibt. Diese Steuermittel werden beispielsweise zum Zeitpunkt des Umschaltens des Absperrventils in die Freigabestellung aktiviert und bewirken selbsttätig ein Zurückschalten in die Absperrstellung, erst nachdem eine vorgegebene Freigabezeitspanne verstrichen ist. Die Freigabezeitspanne lässt sich beispielsweise mittels eines Zeitgliedes realisieren. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Freigabezeitspanne in Abhängigkeit vom Druck des zu überprüfenden Druckgases gewählt wird, wobei die Steuermittel insbesondere in der Lage sind, aufgrund programmierter Vorgaben die jeweils passende Freigabezeitspanne anhand der Höhe dess momentan gemessenen Druckes selbst auszuwählen. Die Steuermittel verfügen in diesem Zusammenhang vorzugsweise über mindestens einen den Druck des Druckgases erfassenden Drucksensor, wobei die Druckerfassung im Hauptströmungskanal oder im Detektionskanal stattfinden kann.
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Das Absperrventil kann so ausgebildet und angeordnet sein, dass es unabhängig davon arbeitet, ob ein Impaktor angeschlossen ist oder nicht. Alternativ hierzu kann das Absperrventil aber auch so ausgebildet sein, dass es durch den Impaktor selbst mechanisch betätigbar ist. Solange der Impaktor nicht angeschlossen ist, verschließt das Absperrventil den Detektionskanal und verhindert eine Leckage aus dem Hauptströmungskanal. Beim Anschließen des Impaktors wirkt der Impaktor auf das Absperrventil ein und öffnet es, so dass der Fluiddurchtritt durch den Detektionskanal zum Impaktor freigegeben ist. Hier beläuft sich dann die zur Detektion des Ölgehaltes nutzbare Detektionszeitspanne auf den Zeitraum zwischen dem Anschließen und dem Entfernen des Impaktors. Das Absperrventil ist in diesem Fall bevorzugt als durch den Impaktor mechanisch entsperrbares Rückschlagventil ausgebildet.
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Ein mechanisch durch den Impaktor betätigbares Absperrventil, insbesondere ein Rückschlagventil, ist zweckmäßigerweise in die Anschlusseinrichtung integriert.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Impaktor durch einen Steckvorgang anschließbar ist und die Anschlusseinrichtung als zur Steckverbindung geeignete Steckanschlussarmatur konzipiert ist.
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Der Impaktor verfügt zweckmäßigerweise über einen rohrförmigen Anschlussstutzen, mit dem er zur Einnahme seiner die Detektion des Ölgehaltes ermöglichenden Gebrauchsstellung in die Anschlusseinrichtung lösbar einsteckbar ist. Die Anschlusseinrichtung verfügt zweckmäßigerweise über Haltemittel zum lösbaren Fixieren des Impaktors, beispielsweise eine Spannzange oder einen Klemmring.
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Für den Impaktor selbst empfiehlt sich insbesondere ein Aufbau, wie er in der eingangs schon erwähnten
DE 10 2006 023 714 A1 beschrieben ist, wobei der Impaktor zweckmäßigerweise über einen rohrförmigen Anschlussstutzen verfügt, der zur Steckmontage an der Anschlusseinrichtung geeignet ist.
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Um unabhängig von im Hauptströmungskanal auftretenden unterschiedlichen Strömungsraten des Druckgases isokinetische Verhältnisse zwischen dem Hauptströmungskanal und dem Detektionskanal bereitzustellen, kann der Hauptströmungskanal in vorteilhafter Weise mit einem einstellbaren Drosselventil ausgestattet sein. Dieses Drosselventil ist zweckmäßigerweise stromab der Abgriffsöffnung im Hauptströmungskanal platziert. Mit ihr lässt sich durch Veränderung der Drosselungsintensität die Strömungsrate der Gasströmung im Hauptströmungskanal so an den Strömungsquerschnitt der Abgriffsöffnung des Detektionskanals anpassen, dass die angestrebte gleich hohe Geschwindigkeit vorliegt. Selbstverständlich besteht hiervon abweichend auch die Möglichkeit, anstelle eines variabel einstellbaren Drosselventils auf in den Hauptströmungskanal alternativ einsetzbare Drosselblenden zurückzugreifen.
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Die Detektionsvorrichtung ist in einer vorteilhaften Konzeption als zur Druckluftaufbereitung dienendes Wartungsgerät ausgebildet, das in ein Druckgasnetz und insbesondere in ein Druckluftnetz einbaubar ist, welches von einer Druckgasquelle stammendes Druckgas, insbesondere Druckluft, zu einer oder mehreren Gasverbrauchsstellen führt. Ein solches Wartungsgerät kann als Detektions-Wartungsgerät bezeichnet werden. In diesem Zusammenhang verfügt das Vorrichtungsgehäuse vorzugsweise über zwei einander entgegengesetzt orientierte Schnittstellenflächen, die eine Kombination mit anderen Wartungsgeräten ermöglichen, um Wartungsgeräte-Baugruppen modular zusammenzusetzen, die in Reihe geschaltet von dem Druckgas durchströmt werden. Als weitere Typen von Wartungsgeräten sind hierbei insbesondere Druckreglergeräte oder Filtergeräte oder Trocknergeräte zu nennen. Der Nutzer des Detektions-Wartungsgerätes hat den Vorteil, dass er die Druckgasanlage während der Zeiten der Detektion des Ölgehaltes nicht stilllegen muss und im laufenden Betrieb die gewünschte Messung durchführen kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur (1) zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Detektionsvorrichtung, wobei separat in strichpunktiert umrahmter Weise eine alternative Bauform einer mit einem integrierten Rückschlagventil ausgestatteten Anschlusseinrichtung illustriert ist.
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Die 1 zeigt in einem Ausschnitt eine zur Aufbereitung von Druckluft verwendbare Wartungseinheit 1, die über einen modularen Aufbau verfügt und sich aus mehreren aneinandergereihten und lösbar miteinander verbundenen individuellen Wartungsgeräten 2 zusammensetzt. Die Wartungseinheit 1 ist von einem Fluidkanal 3 durchsetzt, der sich aus miteinander kommunizierenden Kanalabschnitten eines jeden Wartungsgerätes 2 zusammensetzt. Im Betrieb der Wartungseinheit 1 strömt durch den Fluidkanal 3 Druckluft, die durch eine nicht näher gezeigte Druckluftquelle zur Verfügung gestellt wird und einem oder mehreren der Wartungseinheit 1 nachgeordneten Verbrauchern zugeführt werden soll.
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Die Anzahl der in der Wartungseinheit 1 integrierten Wartungsgeräte 2 ist prinzipiell beliebig und orientiert sich an den an die Aufbereitung der Druckluft gestellten Anforderungen. In der Regel sind die in einer Wartungseinheit 1 zusammengefassten Wartungsgeräte 2 von unterschiedlichem Typ beziehungsweise von unterschiedlicher Funktionalität. Zweckmäßige Bauformen von Wartungsgeräten sind beispielsweise Absperrventile, Druckregelventile, Druckluftöler oder Drucklufttrockner. Bei mindestens einem der Wartungsgeräte 2 handelt es sich um eine Detektionsvorrichtung 2a, die zur Detektion des Ölgehaltes der den Fluidkanal 3 durchströmenden Druckluft einsetzbar ist. In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer solchen Detektionsvorrichtung 2a illustriert, während ein mit dieser Detektionsvorrichtung 2a zu einer Wartungseinheit 1 zusammengesetztes weiteres Wartungsgeräte 2b nur strichpunktiert angedeutet ist. Das als Detektionsvorrichtung 2a konzipierte Wartungsgerät 2 ist als Detektions-Wartungsgerät bezeichenbar.
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Mit der Detektionsvorrichtung 2a bzw. dem Detektions-Wartungsgerät lässt sich der Ölgehalt jeglicher Art von Druckgas bestimmen, wobei ein Einsatz in Verbindung mit Druckluft besonders vorteilhaft ist. Die nachstehenden Erläuterungen orientieren sich an einem sich auf Druckluft beziehenden Ausführungsbeispiel, wobei die diesbezüglichen Ausführungen als Bezugnahmen auf jegliche Art von Druckgas zu verstehen sind.
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Die Detektionsvorrichtung 2a verfügt über ein Vorrichtungsgehäuse 4, das beispielsweise blockförmig ausgebildet ist und durch das hindurch sich – bevorzugt geradlinig – ein Hauptströmungskanal 5 erstreckt. Der Hauptströmungskanal 5 ist einer der oben erwähnten Längenabschnitte des die Wartungseinheit 1 durchsetzenden Fluidkanals 3.
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Zum modularen Zusammenbau mit einem oder zwei weiteren Wartungsgeräten 2 verfügt das Vorrichtungsgehäuse 4 an einander entgegengesetzt orientierten und voneinander wegweisenden Seiten über jeweils eine von zwei Schnittstellenflächen 6a, 6b. An jeder Schnittstellenfläche 6a, 6b befinden sich mechanische Verbindungsmittel 7, die nutzbar sind, um ein an der betreffenden Schnittstellenfläche 6a oder 6b angeordnetes weiteres Wartungsgerät 2 lösbar zu fixieren und dadurch die baugruppenartige Wartungseinheit 1 modular zusammenzustellen.
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Der Hauptströmungskanal 5 mündet mit einem Haupteinlass 8 zu der einen, ersten Schnittstellenfläche 6a aus und ist andernends mit einem Hauptauslass 9 zu der anderen, zweiten Schnittstellenfläche 6b hin offen. Im Betrieb der Detektionsvorrichtung 2a wird der Hauptströmungskanal 5 von der hinsichtlich ihres Ölgehaltes zu untersuchenden Druckluft gemäß Strömungspfeilen 10 durchströmt, wobei die Druckluft an dem Haupteinlass 8 in den Hauptströmungskanal 5 eintritt und an dem Hauptauslass 9 wieder verlässt. Die Strömungspfeile 10 verdeutlichen die Strömungsrichtung der Druckluft beim Durchtritt durch den Hauptströmungskanal 5.
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Die Längsachse des bevorzugt eine lineare Erstreckung aufweisenden Hauptströmungskanals 5 ist in der Zeichnung bei 11 strichpunktiert eingezeichnet.
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Der Ölgehalt der Druckluft wird bei der Detektionsvorrichtung 2a nicht anhand des gesamten, den Hauptströmungskanal 5 durchströmenden Luftvolumens bestimmt, sondern lediglich unter Heranziehung eines aus dem Hauptströmungskanal 5 abgezweigten Druckluftanteils. Im Innern des Hauptströmungskanals 5 befindet sich eine stromauf, also entgegengesetzt zur Strömungsrichtung 10, orientierte Abgriffsöffnung 12, die das offene Ende eines von dem Hauptströmungskanal 5 abzweigenden Detektionskanals 13 markiert, welcher das Vorrichtungsgehäuse 4 durchsetzt und zu einem Detektionsauslass 14 führt, an den eine Detektionseinheit in Gestalt eines sogenannten Impaktors 15 lösbar anschließbar oder angeschlossen ist.
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Ein gewisser Anteil der den Hauptströmungskanal 5 durchströmenden Druckluft tritt durch die Abgriffsöffnung 12 hindurch in den Detektionskanal 13 ein und wird zu dem Impaktor 15 geleitet, der über Ölgehalt-Detektionsmittel 16 verfügt, mit denen sich der Ölgehalt der Druckluft bestimmen lässt. Bei diesem Ölgehalt handelt es sich genauer gesagt um den Anteil an Ölaerosolen, die in feinster Verteilung der im Hauptströmungskanal 5 strömenden Druckluft beigemengt sind, sei es unbeabsichtigt aufgrund von Verunreinigungen oder beabsichtigt zum Zwecke der Schmierung von an das Wartungsgerät 2 angeschlossenen Verbrauchern wie zum Beispiel fluidbetätigten Antrieben.
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Durch die Abgriffsöffnung 12 tritt nur ein kleiner Prozentsatz der den Hauptströmungskanal 5 durchströmenden Druckluft in den Detektionskanal 13 ein. Aufgrund des bekannten Querschnittsverhältnisses zwischen der Abgriffsöffnung 12 und dem Hauptströmungskanal 5 ist es jedoch problemlos möglich, den detektierten Ölgehalt auf die Strömungsrate der den Hauptströmungskanal 5 durchströmenden Druckluft zu beziehen. Ein Vorteil dieser Messmethode besteht darin, dass die Detektion im laufenden Betrieb einer Anlage möglich ist, die durch den Hauptströmungskanal 5 hindurch mit für ihren Betrieb erforderlicher Druckluft versorgt wird. Der Prüfvorgang erfordert daher keinen Betriebsstillstand. Es ist außerdem nicht erforderlich, die Strömungsrate während des Messvorganges durch Vorschalten eines Druckreduzierventils zu verringern, weil die Abgriffsöffnung 12 beziehungsweise der Detektionskanal 13 eine Drosselungsfunktion übernimmt.
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Insgesamt ist der Querschnitt der Abgriffsöffnung 12 vorzugsweise derart auf den Querschnitt des Hauptströmungskanals 5 abgestimmt, dass die Strömungsgeschwindigkeit des durch die Abgriffsöffnung abgezweigten Druckluftanteils im Detektionskanal 13 zumindest im Wesentlichen gleich ist wie die Strömungsgeschwindigkeit der Druckluft im Hauptströmungskanal 5. Man kann hier von isokinetischen Verhältnissen sprechen.
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Zum Anschließen des Impaktors 15 ist das Vorrichtungsgehäuse 4 mit einer mechanischen Anschlusseinrichtung 17 versehen. Selbige befindet sich an dem der Abgriffsöffnung 12 entgegengesetzten Ende des Detektionskanals 13. Die Anschlusseinrichtung 17 ist so ausgebildet, dass ein daran angeschlossener Impaktor 15 von der durch den Detektionskanal 13 hindurchströmenden Druckluft angeströmt wird. Der Detektionsauslass 14, an dem die Anschlusseinrichtung 17 angeordnet ist, ist bezüglich des Hauptauslasses 9 des Hauptströmungskanals 5 gesondert ausgebildet. Somit verfügt das Vorrichtungsgehäuse 4 bevorzugt über insgesamt drei von außen her zugängliche Fluidkanalöffnungen, als da sind der Haupteinlass 8, der Hauptauslass 9 und der Detektionsauslass 14.
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In den Verlauf des Detektionskanals 13 ist ein Absperrventil 18 eingeschaltet, das zwei Schaltstellungen einnehmen kann. Bei der einen Schaltstellung handelt es sich um eine Absperrstellung, in der der Detektionskanal 13 abgesperrt ist, so dass keine Gasströmung durch den Detektionskanal 13 hindurch möglich ist. Die andere Schaltstellung ist eine Freigabestellung, in der der Detektionskanal 13 für den Durchtritt der Gasströmung freigegeben ist.
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Das Absperrventil 18 ist zur Ausführung eines Detektionsvorganges in die Freigabestellung schaltbar. Es verbleibt dann während einer für den Detektionsvorgang charakteristischen Freigabezeitspanne in der Freigabestellung. Außerhalb der Detektionszeiten befindet sich das Absperrventil 18 in der Absperrstellung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Absperrventil 18 als Schaltventil 18a konzipiert, das die Funktionalität eines 2/2-Wegeventils hat und dessen Schaltstellung durch den Umstand, ob der Impaktor 15 angeschlossen ist oder nicht, nicht beeinflusst wird.
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Eine andere Ausführungsform des Absperrventils 18, die in 1 innerhalb einer strichpunktierten Umrahmung 19 illustriert ist, ist als mechanisch durch den Impaktor 15 betätigbares Ventil ausgebildet und bevorzugt in Gestalt eines durch den Impaktor 15 entsperrbaren Rückschlagventils 18b ausgeführt. Im nicht angeschlossenen Zustand des Impaktors 15 nimmt das Rückschlagventil 18b die Absperrstellung ein. Beim Anschließen des Impaktors 15 wird das Rückschlagventil 18b in die Freigabestellung umgeschaltet. Exemplarisch ist dies dadurch realisiert, dass ein Rückschlagventilglied 20 des Rückschlagventils 18b bei nicht angeschlossenem Impaktor 15 durch Federmittel 21 in der Absperrstellung gehalten wird und der Impaktor 15 beim Anschließen an die Anschlusseinrichtung 17 mechanisch auf das Rückschlagventilglied 20 einwirkt und dieses unter Überwindung der Federkraft der Federmittel 21 in die Freigabestellung auslenkt.
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Das Rückschlagventil 18b ist vorzugsweise als unmittelbarer Bestandteil der Anschlusseinrichtung 17 ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Realisierung.
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Bei nicht angeschlossenem Impaktor 15 wirkt der im Detektionskanal 13 herrschende Fluiddruck zusätzlich zu den Federmitteln 21 auf das Rückschlagventilglied 20 in der Absperrrichtung ein. Kommt ein Rükkschlagventil 18b zur Anwendung, wird vorzugsweise auf das Schaltventil 18a verzichtet.
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In 1 ist der Impaktor 15 in Verbindung mit beiden Varianten des Absperrventils 18 bei Einnahme seiner Gebrauchsstellung gezeigt, bei der es sich um die an die Anschlusseinrichtung 17 angeschlossene Stellung handelt. Die Anschlusseinrichtung 17 ist zur lösbaren Befestigung des Impaktors 15 ausgebildet, wobei sie über Haltemittel 22 zum lösbaren Fixieren des angeschlossenen Impaktors 15 verfügt und außerdem mit Dichtungsmitteln 23 ausgestattet ist, die ein derartiges fluiddichtes Anschließen des Impaktors 15 ermöglichen, dass die über den Detektionskanal 13 abgegriffene Druckluft in ihrer Gesamtheit gezwungen ist, in den Impaktor 15 einzutreten und mithin keine Leckageströmung am Impaktor 15 vorbei stattfinden kann.
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Die Anschlusseinrichtung 17 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass eine abgedichtete Schraubbefestigung des Impaktors 15 möglich ist. Der Impaktor 15 weist in diesem Fall einen Gewindeanschluss auf.
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Als besonders vorteilhaft wird allerdings eine Ausführung der Anschlusseinrichtung 17 als Steckanschlussarmatur 17a angesehen, die auch bei beiden Ausführungsbeispielen zur Anwendung kommt. Hier kann der entsprechend angepasste Impaktor 15 durch einen einfachen linearen Steckvorgang zur Einnahme seiner Gebrauchsstellung angeschlossen werden. Nach Beendigung eines Detektionsvorganges kann der Impaktor 15 in der entgegengesetzten Richtung problemlos wieder aus der Steckanschlussarmatur 17a herausgezogen werden.
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Der Impaktor 15 verfügt zur Ermöglichung der Steckverbindung zweckmäßigerweise über einen rohrförmigen Anschlussstutzen 24, mit dem er in die Steckanschlussarmatur 17a einsteckbar ist. Beim Einstecken treten die Haltemittel 22 in Aktion, die an einem Grundkörper 25 der Steckanschlussarmatur 17a fixiert sind und die den Außenumfang des Anschlussstutzens 24 mit einer Haltekraft beaufschlagen. Bei den Haltemitteln 22 handelt es sich beispielsweise um einen federelastisch biegbaren Haltering oder Klemmring. Die Dichtungsmittel 23 sind ebenfalls an dem Grundkörper 25 angeordnet, so dass sie den eingesteckten Anschlussstutzen 24 am Außenumfang unter Abdichtung umschließen.
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Die Steckanschlussarmatur 17a weist zweckmäßigerweise ein an dem Grundkörper 25 beweglich gelagertes Löseelement 26 auf, das zur Entnahme des Impaktors 15 manuell derart an die Haltemittel 22 angedrückt werden kann, dass Selbige vom Außenumfang des Anschlussstutzens 24 abheben und der Impaktor 15 daraufhin problemlos herausgezogen werden kann.
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Die Steckanschlussarmatur 17a ist zweckmäßigerweise über den Grundkörper 25 am oder im Vorrichtungsgehäuse 4 befestigt. Der Grundkörper 25 kann in eine Aufnahmeöffnung 27 des Vorrichtungsgehäuses 4 eingepresst oder eingeschraubt sein. Diese Aufnahmeöffnung 27 schließt sich an den Detektionsauslass 14 an oder bildet selbigen.
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Der Anschlussstutzen 24 des Impaktors 15 hat eine stirnseitige Eintrittsöffnung 30, die bei angeschlossenem Impaktor 15 dem Detektionsauslass 14 zugeordnet ist, so dass durch sie hindurch die durch den Detektionskanal 13 herangeführte Druckluft in den Impaktor 15 eintreten kann.
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Die Eintrittsöffnung 30 definiert ein Ende eines in dem Impaktor 15 verlaufenden Impaktorkanals 31. Der Impaktorkanal 31 durchsetzt das als Impaktorgehäuse 32 bezeichnete Gehäuse des Impaktors 15 und führt zu mindestens einer und vorzugsweise zu mehreren Austrittsöffnungen 33 des Impaktorgehäuses 32, die bei in der Gebrauchsstellung installiertem Impaktor 15 außerhalb des Vorrichtungsgehäuses 4 liegen und mit der Atmosphäre kommunizieren.
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Im Bereich einer zu den Ölgehalt-Detektionsmitteln 16 gehörenden Detektionszone 35 weist der Impaktorkanal 31 eine schroffe Richtungsänderung auf, die vorzugsweise im Bereich von 90° liegt. Dieser Detektionszone 35 ist ein ebenfalls zu den Ölgehalt-Detektionsmitteln 16 gehörendes Detektionssubstrat 36 zugeordnet, an dem sich Ölaerosole anlagern können. Bevorzugt handelt es sich bei dem Detektionssubstrat 36 um eine Kombination aus einer transparenten Prallplatte und einem dem Impaktorkanal 31 zugewandten saugfähigen Material.
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Das Wirkprinzip des Impaktors 15 beruht darauf, dass der zu untersuchende Gasstrom, der an der Eintrittsöffnung 30 in den Impaktorkanal 31 eintritt und an den Austrittsöffnungen 33 aus dem Impaktor 15 austritt, beim Hindurchströmen durch den Impaktorkanal 31 im Bereich der Detektionszone 35 eine starke Änderung seiner Strömungsrichtung erfährt, so dass die in dem Gasstrom enthaltenen Ölaerosole trägheitsbedingt nicht in der Lage sind, der Gasströmung zu folgen, und sich an dem saugfähigen Material des Detektionssubstrates 36 abscheiden. Auf diesem saugfähigen Material bildet sich in der Folge ein Ölfleck, der durch die transparente Prallplatte hindurch von außen her sichtbar ist und dessen Größe ein Maß für die abgeschiedene Ölaerosolmenge und mithin den Ölgehalt des Druckgases beziehungsweise der Druckluft darstellt. Die durch den Impaktor 15 während eines Detektionsvorganges hindurchtretende Gasströmung ist durch gepunktete Strömungspfeile bei 38 angedeutet.
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Bei dem Impaktor 15 handelt es sich vorzugsweise um ein Einwegprodukt, das nur ein einziges Mal für eine Messung beziehungsweise einen Detektionsvorgang eingesetzt wird. Dementsprechend umfasst die Detektionsvorrichtung 2a zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von Impaktoren 15, die jeweils für einen Detektionsvorgang an die Anschlusseinrichtung 17 angeschlossen werden. Dadurch, dass das Absperrventil 18 in eine Absperrstellung schaltbar ist, kann die Anschlusseinrichtung 17 in den Zeitintervallen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Detektionsvorgängen unbestückt bleiben, das heißt, während dieses Zeitraumes muss kein Impaktor 15 an der Anschlusseinrichtung 17 fixiert sein. Dies ermöglicht eine verliersichere und geschützte Aufbewahrung der Impaktoren 15 bis zum tatsächlichen Gebrauch.
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Das Absperrventil 18 ist vorzugsweise von manuell betätigbarer Bauart. Bei der illustrierten Ausgestaltung als Rückschlagventil 18b wird es manuell dadurch betätigt, dass der Impaktor 15 in die Anschlusseinrichtung 17 eingesteckt wird und auf das Rückschlagventilglied 20 einwirkt. Bei der in der Zeichnung ebenfalls illustrierten Ausführungsform als Schaltventil 18a erfolgt die manuelle Betätigung mittels eines von außerhalb des Vorrichtungsgehäuses 4 her zugänglichen Betätigungsgliedes 39 des Absperrventils 18. Selbiges ist beim Ausführungsbeispiel als Tastelement ausgeführt, insbesondere in der Form eines Druckknopfes. Durch drückende Beaufschlagung des Betätigungsgliedes 39 kann das Schaltventil 18a aus einer durch Federmittel 42 vorgegebenen Grundstellung, die hier der Absperrstellung entspricht, in die Freigabestellung umgeschaltet werden. Die mögliche Umschaltbewegung des Schaltventils 18a ist bei 43 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Das Absperrventil 18 verbleibt hier so lange in der Freigabestellung, wie an dem Betätigungsglied 39 manuell eine drückende Haltekraft beziehungsweise Betätigungskraft eingeleitet wird. Die Zeitdauer eines Ölgehalt-Detektionsvorganges wird hier also durch die Zeitdauer der manuellen Beaufschlagung des Betätigungsgliedes 39 bestimmt.
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Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das Absperrventil 18 in der Freigabestellung während der Zeitdauer des Detektionsvorganges lösbar verriegelt werden, beispielsweise durch Rastmittel.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Detektionsvorrichtung 2a über in der Zeichnung strichpunktiert angedeutete Steuermittel 44 verfügen, durch die eine bestimmte Freigabezeitspanne für das Absperrventil 18 vorgebbar ist, während der das Absperrventil 18 die Freigabestellung einnimmt. Diese Steuermittel 44 enthalten vorzugsweise ein Zeitglied 45, das bei Betätigung eines Betätigungsgliedes 39a aktiviert wird und dafür sorgt, dass das Absperrventil 18 erst wieder aus der Freigabestellung in die Absperrstellung zurückschaltet, nachdem die vorgegebene Freigabezeitspanne verstrichen ist.
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Die Länge der Freigabezeitspanne hängt insbesondere von der Höhe des Druckes der zu prüfenden Druckluft ab. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Steuermittel 44 eine Drucksensoreinrichtung 46 enthalten, mit der sich der Druck der Druckluft erfassen lässt, beispielsweise – wie abgebildet – im Hauptströmungskanal 5 oder aber auch im Detektionskanal 13.
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Allen Ausführungsbeispielen des Absperrventils 18 ist gemeinsam, dass das Absperrventil 18 – abgesehen von dem Betätigungsglied 39, 39a – vollständig im Innern des Vorrichtungsgehäuses 4 untergebracht ist, was kompakte Abmessungen der Detektionsvorrichtung 2a ermöglicht.
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Weiter oben wurde bereits erwähnt, dass es zweckmäßig ist, die Detektionsvorrichtung 2a so auszulegen, dass isokinetische Verhältnisse zwischen der Strömung im Hauptströmungskanal 5 und im Detektionskanal 13 herrschen. Um dies auch bei wechselnden Strömungsgeschwindigkeiten der durch den Hauptströmungskanal 5 hindurchströmenden Druckluft zu gewährleisten – in Abhängigkeit vom Nutzungsverhalten der angeschlossenen Verbraucher kann die Strömungsgeschwindigkeit variieren –, ist in den Verlauf des Hauptströmungskanals 5 vorzugsweise ein strichpunktiert angedeutetes Drosselventil 47 eingeschaltet, das hinsichtlich der von ihm vorgebbaren Drosselungsintensität einstellbar ausgebildet ist. Das Drosselventil 47 ist bevorzugt stromab der Abgriffsöffnung 12 und insbesondere im Bereich des Hauptauslasses 9 angeordnet. Das Drosselventil 47 verfügt zweckmäßigerweise über ein nur schematisch angedeutetes Einstellglied 48, mit dem sich der Drosselungsquerschnitt variabel vorgeben lässt und das von außerhalb des Vorrichtungsgehäuses 4 her auch dann zugänglich ist, wenn die Detektionsvorrichtung 2a gebrauchsfertig installiert ist.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Betätigungsglieder 39, 39a in der Zeichnung nur der besseren Übersichtlichkeit wegen im Bereich der zweiten Schnittstellenfläche 6b gezeigt sind. Tatsächlich befinden sich diese Betätigungsglieder 39, 39a im Bereich einer Außenfläche des Vorrichtungsgehäuses 4, bei der es sich nicht um eine der beiden Schnittstellenflächen 6a, 6b handelt. Die Betätigungsglieder 39, 39a können beispielsweise an der gleichen Außenfläche des Vorrichtungsgehäuses 4 angeordnet sein, an der sich auch die Anschlusseinrichtung 17 befindet. Ebenso ist es möglich, die Betätigungsglieder 39, 39a an einer Außenfläche des Vorrichtungsgehäuses 4 vorzusehen, bei der es sich weder um eine Schnittstellenfläche 6a, 6b noch um die die Anschlusseinrichtung 17 aufweisende Außenfläche handelt.
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Die Abgriffsöffnung 12 ist zweckmäßigerweise mit allseitigem Abstand zur peripheren Kanalwand 49 des Hauptströmungskanals 5 in dem Hauptströmungskanal 5 platziert. Besonders zweckmäßig ist hierbei eine Anordnung im Querschnittszentrum des Hauptströmungskanals 5. Die Abgriffsöffnung 12 ist bevorzugt in Achsrichtung der Längsachse 11 ausgerichtet und weist zum Haupteinlass 8 hin. Sie ist zweckmäßigerweise sowohl zum Haupteinlass 8 als auch zum Hauptauslass 9 mit Abstand angeordnet.
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Bevorzugt befindet sich die Abgriffsöffnung 12 an der Stirnseite eines Rohrkörpers 52, der ausgehend von der peripheren Kanalwand 49 in den Hauptströmungskanal 5 hineinragt. In dem Rohrkörper 52 erstreckt sich ein sich an die Abgriffsöffnung 12 anschließender Eingangs-Kanalabschnitt 13a des Detektionskanals 13, an den sich ein einen Wandabschnitt 53 des Vorrichtungsgehäuses 4 durchsetzender Folge-Kanalabschnitt 13b des Detektionskanals 13 anschließt, dem zweckmäßigerweise das Absperrventil 18 zugeordnet ist. Das als Schaltventil 18a ausgebildete Absperrventil 18 ist zweckmäßigerweise in dem vorgenannten Wandabschnitt 53 angeordnet und dabei in den Verlauf des Folge-Kanalabschnittes 13b eingeschaltet.
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Der Rohrkörper 52 hat zweckmäßigerweise eine abgebogene oder abgewinkelte Längserstreckung. Er verfügt exemplarisch über einen ausgehend von der Kanalwand 49 quer und insbesondere rechtwinkelig zu der Längsachse 11 in den Hauptströmungskanal 5 hineinragenden zweiten Längenabschnitt 52b, der im Rahmen einer Abwinkelung oder Biegung in einen ersten Längenabschnitt 52a übergeht, welcher sich in Achsrichtung der Längsachse 11 in Richtung zum Haupteinlass 8 erstreckt und an dessen Stirnseite sich die Abgriffsöffnung 12 befindet. Der Rohrkörper 52 hat insbesondere eine L-förmige Gestalt.
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Nach alledem ermöglicht die Detektionsvorrichtung 2a auf einfache und kostengünstige Weise eine Bestimmung des Ölgehalts beziehungsweise Ölaerosolgehalts eines Druckgases, wobei die Detektion unter Verwendung eines repräsentativen Teil-Gasstromes stattfindet, der aus dem Haupt-Gasstrom des Hauptströmungskanals 5 entnommen wird. Der Aufbau der Detektionsvorrichtung 2a ist insbesondere so gestaltet, dass prinzipiell nicht nur der Ölgehalt des Druckgases ermittelt werden kann, sondern auch noch weitere Analysevorgänge möglich sind, indem anstelle eines Impaktors andere Detektionseinheiten an der Angriffseinrichtung 17 angeschlossen werden. Somit kann die Qualität des Druckgases hinsichtlich des Ölgehaltes überwacht werden, bei Bedarf aber auch beispielsweise hinsichtlich des Feuchtegehaltes oder hinsichtlich des Partikelgehaltes an anderen Fremdpartikeln als Ölpartikel. Die Detektionsvorrichtung 2a ermöglicht insbesondere eine zyklische Detektion und Überwachung des Ölgehaltes, wobei der Überwachungszyklus, also die Zeitdauer zwischen den einzelnen Detektionsvorgängen und vorzugsweise auch die Zeitdauer jedes Detektionsvorganges, je nach Ausstattung der Detektionsvorrichtung 2a rein manuell oder auch fremdgesteuert und hierbei insbesondere elektronisch gesteuert stattfinden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 29621962 U1 [0002, 0005]
- DE 102006023714 A1 [0005, 0022]