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Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für mindestens eine Analysemembran, bestehend aus mindestens zwei Gehäuseteilen, zwischen denen die jeweils zuordenbare Analysemembran aufnehmbar ist, und mit einem Gehäusemantel, der zumindest teilweise die beiden Gehäuseteile umfasst.
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Bei Einrichtungen, bei denen strömende Fluide als Arbeitsmedien benutzt werden, liefert die Überwachung des Zustands des Fluids dem Betreiber der Anlage eine Anzeige über eine mögliche Gefährdung der Betriebssicherheit durch von der Norm abweichenden Zustand des Fluids. Diesbezüglich zeigt beispielsweise das Dokument
DE 10 2009 020 311 A1 eine Überwachungsvorrichtung, die zwischen Gehäuseteilen eines vom zu analysierenden Fluid durchströmbaren Gehäuses fluiddurchlässige, elektrisch voneinander isolierte Platten aufweist, die es ermöglichen, eine schädliche elektrostatische Aufladung des Fluids durch kapazitive Messung nachzuweisen. Eine derartige Messung des elektrostatischen Ladungszustandes des Fluids kann in fortlaufendem Messbetrieb durchgeführt werden, oder es können mehrere Messvorgänge ausgeführt werden, ohne dass die Vorrichtung geöffnet werden müsste. Sofern man andererseits mit der bekannten Vorrichtung außer der Potentialmessung eine Analyse weiterer Eigenschaften des Fluids durchführen möchte, indem in das Gehäuse eine Analysemembran in Form eines vom Fluid durchströmbaren Filtermediums eingebracht wird, dann muss das Gehäuse sowohl zum Einlegen der Membran als auch für das Herausnehmen der Membran geöffnet werden, um die Membran auf Anlagerungen labormäßig zu untersuchen. Diese Einlege- und Entnahmevorgänge gestalten sich bei der genannten, bekannten Vorrichtung schwierig und zeitaufwendig, weil zum Öffnen und Schließen des Gehäuses mehrere Verschraubungen betätigt werden müssen.
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Die
US 3 658 183 A beschreibt eine Vorrichtung zur Aufnahme und Festlegung eines Analysenfilters, bestehend aus zwei Gehäuseteilen, zwischen denen der Analysenfilter angeordnet ist. Ein Gehäuseunterteil weist hierzu eine durch Rippen oder Ringe, die zueinander beabstandet sind, gebildete Auflagefläche für den Analysenfilter auf. Die Auflagefläche ist von dem zu analysierenden Fluid durchströmbar. Die jeweiligen Umfangsränder der beiden Gehäuseteile sind so gestaltet, dass ein Rand eines Gehäuseteils den Rand des jeweils anderen Gehäuseteils eine lösbare Schnappverbindung bildend, überfahren kann.
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Die
US 5 628 964 A zeigt eine Aufnahmevorrichtung für ein kreisscheibenförmiges Filterelement auf, welches zum Nachweis von Mastitis bei Milchkühen dient wobei folglich die Aufnahmevorrichtung in einer Milchleitung einer Melkanlage, insbesondere an jedem Melkgeschirr, angeordnet ist. Das Filterelement besteht aus einem Polyestermaterial und weist eine Filterfeinheit auf, die normale Milch ohne weiteres durchströmen lässt. Milch von an Mastitis erkrankten Kühen führt jedoch zu einem raschen Verblocken des Filterelements. Die Aufnahmevorrichtung ist im Wesentlichen aus zwei, vorzugsweise aus Edelstahl gebildeten Gehäusehälften bestehend, die unter Zwischenlage des Filterelements und eines ringförmigen Dichtelements mittels einer den Umfangsrand der Gehäusehälften übergreifenden Klammer zusammengehalten sind.
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Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Aufnahmevorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die die Durchführung von Überwachungsvorgängen mit von Fluid durchströmten Analysemembranen auf besonders einfache und sichere Weise ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Aufnahmevorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass zumindest eines der beiden Gehäuseteile seitlich in den Gehäusemantel einschiebbar ist und dass durch eine Drehbewegung dieses Gehäuseteils relativ zum Gehäusemantel dieses eine Gehäuseteil in seiner Funktionsstellung verriegelt und über eine Vorspanneinrichtung in dieser Funktionsstellung gehalten ist. Dadurch, dass dergestalt die die Analysemembran zwischen sich aufnehmenden Gehäuseteile nach Einschieben eines Gehäuseteils in den Gehäusemantel durch Verdrehen miteinander unter Vorspannung verriegelbar sind, ist die Aufnahmevorrichtung besonders einfach betätigbar, so dass durch die erzielte Zeitersparnis beim Einlegen oder Entnehmen der Membran die Gesamtanalyse des Fluids schnell und rationell durchführbar ist. Hierfür kann, wenn eine Analysemembran, wie ein Filterpapierblatt, benutzt wird, auf dem sich aus dem durchströmenden Fluid Ablagerungen gebildet haben, so vorgegangen werden, dass die Ablagerungen physikalisch/chemisch analysiert werden und dadurch die Aussage über den Fluidzustand getroffen wird.
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In besonders vorteilhafter Weise kann der Gehäusemantel einen Aufnahmeraum für das seitliche Einschieben des einen Gehäuseteils freilassen, der seitlich von Führungsschienen begrenzt ist, die von Anlageschienen des einen Gehäuseteils überfahrbar sind, die, in Querstellung zu den Führungsschienen gebracht, ein Verriegeln des einen Gehäuseteils gegenüber dem Gehäusemantel ermöglichen.
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Dabei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass das andere Gehäuseteil, das dem zur Verriegelung drehbaren Gehäuseteil gegenüberliegt, als feststehendes Gehäuseteil eine stirnseitige Ausnehmung im Gehäusemantel durchgreift und durch eine Halteeinrichtung ortsfest an Drittbauteilen festlegbar ist. Bei einem solchen Drittbauteil kann es sich beispielsweise um einen Leitungsanschluss für den Zustrom des zu analysierenden Fluids handeln.
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Der Gehäusemantel ist vorzugsweise um mindestens 360° drehbar an dem anderen festgelegten Gehäuseteil geführt.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Gehäusemantel zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Gehäusemantelteile mittels einer Längsführung nebst einzelnen Rasten in der Baulänge einstellbar und in der eingestellten Baulänge miteinander verrastbar sind.
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Die so zur Verfügung gestellte Längenverstellung des Gehäusemantels eröffnet die besonders vorteilhafte Möglichkeit, ringförmige Aufnahmen für weitere Analysemembranen als weitere Gehäuseteile vorzusehen, die zwischen die beiden Ursprungsgehäuseteile einsetzbar sind. Dadurch können mehrere, nacheinander vom Fluidstrom durchströmbare Analysemembranen benutzt werden, beispielsweise mit unterschiedlicher Filterfeinheit, auf denen sich vom Fluid mitgeführte Stoffe unterschiedlicher Partikelgröße und/oder -art ablagern und gesondert ausgewertet werden können.
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Dabei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die seitlich in den Aufnahmeraum des Gehäusemantels einschiebbaren Gehäuseteile einen Stapel ausbilden und jeweils ein fluiddurchlässiges Stützteil aufweisen, auf das die jeweils zuordenbare Analysemembran, vorzugsweise in Form eines Filterpapiers, auflegbar ist.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist die jeweilige Analysemembran über einen an einem Gehäuseteil angeordneten Dichtring auf das im Stapel nachfolgende Gehäuseteil mit seinem Stützteil dichtend festgelegt. Da bei der Erfindung die Drehbewegung für die Verriegelung der die betreffende Analysemembran zwischen sich aufnehmenden Gehäuseteile durch Relativdrehung zwischen einem Gehäuseteil und dem Gehäusemantel erfolgt und die Gehäuseteile dabei gegeneinander unverdreht bleiben, besteht keine Gefahr eines mechanischen Zerreißens der Membran durch Verdrehen des an dieser anliegenden Dichtringes.
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Die Vorspanneinrichtung, die die Gehäuseteile in der verriegelten Funktionsstellung gegeneinander spannt, kann in vorteilhafter Weise über einzelne federbelastete Anlagekörper verfügen, die im Stapelverbund, ausgehend von mindestens einem Mantelteil, vorzugsweise von beiden Mantelteilen ausgehend, auf die jeweils benachbart angeordneten Gehäuseteile stirnseitig festlegend einwirken, jedoch eine Relativbewegung zwischen dem Gehäusemantel und dem jeweils einen Gehäuseteil mit der Analysemembran zulassen. Dadurch ist für den Verriegelungsvorgang ein Drehmoment aufzubringen, das die von der Vorspannung erzeugte Hemmung überwindet. Während des Analysebetriebs verhindert diese Verdrehhemmung jedoch ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung, wobei die Vorrichtung in geöffnetem Zustand, vor Einlegen einer Analysemembran, gezeigt ist;
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2 eine der 1 entsprechende Darstellung, wobei die Vorrichtung im Zustand vor Verriegelung der Gehäuseteile gezeigt ist;
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3 eine der 1 entsprechende Darstellung, wobei der verriegelte Zustand der Gehäuseteile gezeigt ist;
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4 eine perspektivische und in Längsrichtung aufgeschnitten gezeichnete Darstellung des Ausführungsbeispiels bei verriegeltem Zustand der Gehäuseteile;
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5 eine in der Art einer Explosionszeichnung auseinandergezogen gezeichnete perspektivische Schrägansicht eines drehbaren Gehäuseteils, einer ringförmigen Aufnahme für eine weitere Analysemembran sowie zugehöriger fluiddurchlässiger Stützteile; und
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6 eine der 4 entsprechende Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Vorrichtung für den Analysebetrieb mit drei Analysemembranen eingerichtet ist.
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Die 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Aufnahmevorrichtung in einem Zustand, in dem sie für einen Analysevorgang mit nur einer im Vorrichtungsgehäuse, das als Ganzes mit 1 bezeichnet ist, aufgenommenen Analysemembran eingerichtet ist, während die 6 ein Beispiel zeigt, bei dem die Vorrichtung für einen Analysevorgang mit drei im Vorrichtungsgehäuse 1 befindlichen Analysemembranen eingerichtet ist. Das Gesamtgehäuse 1 weist als erstes Gehäuseteil 3, das in den Figuren obenliegend ist, einen Rotationskörper auf, der, wie am deutlichsten den 4 und 6 entnehmbar ist, die Form eines nach unten offenen Trichters besitzt, der an der größeren Trichteröffnung 30 einen umfänglichen, radial vorspringenden Ringflansch 5 besitzt. An der kleineren, oberen Trichteröffnung befindet sich ein eine radiale Erweiterung bildender Bund 7, der eine Anlagefläche 9 für einen Anschlussstutzen 11 bildet, der mittels einer Schraubklemme 13, die zwei bewegliche Klemmbacken 15 aufweist, an der Anlagefläche 9 festlegbar ist, wobei die Verbindung durch eine Dichtung 17 abgedichtet ist.
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Der Anschlussstutzen 11 weist einen durchgehenden inneren Einströmkanal 23 auf und ist mit einer ortsfesten Zuführleitung (nicht dargestellt) für zu analysierendes Fluid verschraubbar, so dass bei geschlossener Schraubklemme 13 das obere, erste Gehäuseteil 3 als feststehendes Teil den Träger für die Vorrichtung bildet. An einer am Bund 7 innenseitig gebildeten Stufe 19 ist ein Einströmdiffusor 21 abgestützt, der das Austrittsende des Einströmkanals 23 bildet und durch die kleinere Trichteröffnung in den Trichter ragt. Wie die 4 und 6 zeigen, ist der Diffusor 21 am Stirnende 25 geschlossen, weist jedoch seitliche Ausströmöffnungen 27 auf, die von der Strömungslängsachse aus nach außen divergieren und am Diffusor 21 in einer Radialebene ausmünden. Diese Gestaltung des Diffusors 21 führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung des über den Kanal 23 einströmenden Fluids auf der im Strömungsweg befindlichen Analysemembran 29 (4) und damit zu einer gleichmäßig verteilten Anlagerung von Partikeln, die das Fluid mit sich führt.
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Wie bereits erwähnt, ist das Ausführungsbeispiel von 1 bis 4 für den Betrieb mit einer Analysemembran 29 eingerichtet. Diese ist in Form eines kreisrunden Filterpapierblattes zusammen mit einem fluiddurchlässigen Stützkörper 31, der die Form einer kreisrunden Lochscheibe (1 und 5) besitzt, zwischen dem Gehäuseteil 3 und einem zweiten Gehäuseteil 33 eingespannt. Dieses ist, wie das erste Gehäuseteil 3, ein Rotationskörper, der, wie das erste Gehäuseteil 3, einen inneren Trichter bildet, dessen obere, große Trichteröffnung 35 bei der Funktionsposition auf die zugewandte große Trichteröffnung 30 des ersten Gehäuseteils 3 ausgerichtet ist. Von der unteren, kleineren Trichteröffnung 37 des Gehäuseteils 33 setzt sich der Fluidweg über einen Ausströmkanal 39 zu einem Austrittsstutzen 41 des Gehäuseteils 33 fort.
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Die große Trichteröffnung 35 des Gehäuseteils 33 ist, wie den 1 und 5 entnehmbar ist, von einer Anlagefläche 43 umgeben, die am Außenumfang durch eine geringfügig vorstehende Randrippe 45 begrenzt ist und den Sitz für die Auflage des durch eine Lochscheibe gebildeten Stützkörpers 31 und der daraufliegenden Membran 29 bildet. Zwischen der Randrippe 45 und dem kreiszylinderförmigen Außenumfang 47 befindet sich eine vertiefte Ringnut 49, in die, wenn oberes Gehäuseteil 3 und unteres Gehäuseteil 33 aneinander anliegen, ein vom Ringflansch 5 des Gehäuseteils 3 axial vorspringender Ringkörper 51 eingreift, s. 4. Wie dieser Figur ebenfalls entnehmbar ist, ist an der Innenseite des Ringkörpers 51 ein Sprengring 53 eingesetzt, der den Halter für eine die große Trichteröffnung 30 des Gehäuseteils 3 umgebende Formdichtung 55 bildet, die beim Verriegelungszustand (4) an die Membran 29 angedrückt ist, so dass diese, zusammen mit dem Stützkörper 31, zwischen den Gehäuseteilen 3 und 33 verspannt und abgedichtet ist.
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Das Gehäuseteil 33 weist an seiner Außenseite einen den Austrittsstutzen 41 aufweisenden, kreiszylindrischen Endabschnitt 59 auf, dessen Durchmesser geringer ist als der mit 47 bezeichnete Außenumfang des sich anschließenden oberen Abschnitts 61, an dem sich die obere Trichteröffnung 35 befindet. Am Übergang zwischen dem Endabschnitt 59 und dem oberen Abschnitt 61 sind zwei Anlageschienen 63 und 64 gebildet, die sich, an den zylindrischen Endabschnitt 59 anschließend, zueinander parallel in einer Radialebene erstrecken. Der Außendurchmesser des Endabschnitts 59 und damit der Abstand zwischen den Anlageschienen 63 und 64 ist so gewählt, dass das Gehäuseteil 33 entlang einer Einschiebeführung 65 in einer seitlichen Gehäuseöffnung 69 eines Gehäusemantels einschiebbar ist. Dieser weist zwei Gehäusemantelteile, nämlich einen unteren, die Einschiebeführung 65 bildenden Gehäusemantelteil 67, und einen oberen Gehäusemantelteil 68 auf. Am unteren Gehäusemantelteil 67 verlaufen entlang der Einschiebeführung 65 zwei in einer Radialebene liegende Führungsschienen 71, die von den Anlageflächen 63, 64 des eingeschobenen Gehäuseteils 33 übergreifbar sind.
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Für den Zusammenbau der Vorrichtung wird das obere Gehäuseteil 3 ohne Klemme 13 und Anschlussstutzen 11 vor dem Einschieben des unteren Gehäuseteils 33 von der Gehäuseöffnung 69 her im Gehäusemantel so positioniert, dass das Gehäuseteil 3 mit seinem oberen Trichterteil eine koaxiale stirnseitige Aussparung 73 im oberen Gehäusemantelteil 68 durchgreift. In dieser Position kann das eingeschobene untere Gehäuseteil 33 mit dem oberen Gehäuseteil 3 in fluchtende Anlage gebracht werden. Die 1 und 2 zeigen die aufeinanderfolgenden Zustände bei diesen Montageschritten, wobei 1 einen Anfangszustand zeigt, bei dem noch keine Membran 29 auf den Stützkörper 31 aufgelegt ist, das Gehäuseteil 33 noch nicht eingeschoben ist, jedoch das obere Gehäuseteil 3 sich bereits innerhalb des Gehäusemantels befindet. Die 2 zeigt den Zustand nach Einschieben, jedoch noch ohne gegenseitige Verriegelung der Gehäuseteile 33 und 3.
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Um die Vorrichtung aus dem in 2 gezeigten nicht verriegelten Zustand in den in 4 gezeigten Verriegelungszustand überzuführen, wird zunächst die axiale Länge des Gehäusemantels eingestellt, dessen Gehäusemantelteile 67 und 68 teleskopartig zueinander axial beweglich sind, weil das obere Gehäusemantelteil 68 in Form einer nach unten offenen Schale mit der Außenseite seiner Seitenwand 74 an der Innenseite des unteren Gehäusemantelteils 67 geführt ist, das ebenfalls eine Schalenform besitzt, die nach oben offen ist. Für die axiale Längeneinstellung sind, diametral einander gegenüberliegend, in der Wand der Schale des unteren Gehäusemantelteils 67 Rasteinrichtungen ausgebildet, die jeweils ein Fenster 75 aufweisen, in dem Rasthaken 76, 77 und 78 ausgebildet sind, die axial zueinander versetzt sind und in die jeweils ein Rastbolzen 79 einhängbar ist, die von der Seitenwand 74 des oberen Gehäusemantelteils 68 radial vorstehen. Wie 4 zeigt, sind die Rastbolzen 79 in die untersten Rasthaken 78 eingehängt, so dass der Gehäusemantel bei dem Ausführungsbeispiel von 1 bis 4 die geringste axiale Länge besitzt.
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Von dem in 2 gezeigten Zustand ausgehend werden nunmehr die beiden Gehäuseteile 33 und 3 fluchtend aneinandergedrückt und sodann, wie in 3 gezeigt und mit Bogenpfeil 81 angedeutet, gedreht. Für manuelles Verdrehen bildet der Endabschnitt 59 des Gehäuseteils 33 eine Handhabe, die mit einer das Verdrehen erleichternden Riffelung 82 versehen ist. Bei dieser Drehbewegung des Gehäuseteils 33 wird das obere Gehäuseteil 3 mitgedreht, da zwischen dem Ringkörper 51 am Flanschteil 5 des Gehäuseteils 3 und dem Grund der Ringnut 49 im unteren Gehäuseteil 33 ein Mitnehmerstift 83 eingesetzt ist. Bei dieser Drehbewegung werden, wie 3 zeigt, die Anlageschienen 63 und 64 des unteren Gehäuseteils 33 zu den Führungsschienen 71 des unteren Gehäusemantelteils 67 quergestellt, so dass, nach entsprechender Drehbewegung, vorzugsweise um 90°, der in 4 gezeigte Zustand erreicht ist, bei dem sich die Führungsschienen 71 des oberen Gehäusemantelteils 68 in vollflächiger Anlage mit den Anlageschienen 63 und 64 des unteren Gehäuseteils 33 befinden. Gleichzeitig ist dabei die Oberseite des Ringflansches 5 des oberen Gehäuseteils 3 in Anlage mit dem die Ausnehmung 73 umgebenden Schalenboden 85 des oberen Gehäusemantelteils 68, so dass die Gehäuseteile 3 und 33 zwischen den beiden Gehäusemantelteilen 68 und 67 eingespannt sind. Zur Erzeugung der Spannkraft sind sowohl an der Unterseite des unteren Gehäusemantelteils 67 als auch an der Oberseite des oberen Gehäusemantelteils 68 entlang des Umfangsbereichs verteilt angeordnete Andrückeinrichtungen 87 vorgesehen, die federbelastete Druckkörper in Form von Kugeln 89 aufweisen. Die dadurch erzeugte Vorspannung wirkt als Drehhemmung, so dass für den Verriegelungsvorgang ein entsprechendes Drehmoment vom Bediener aufzubringen ist. Diese Hemmung verhindert jedoch ein unbeabsichtigtes Lösen der Verriegelung.
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Wie den 5 und 6 zu entnehmen ist, ermöglichen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen Analysebetrieb mit mehr als einer Analysemembran 29. Für jede weitere in der Vorrichtung aufzunehmende Membran 29 ist als weiteres Gehäuseteil jeweils ein ringförmiger Aufnahmekörper 90 vorgesehen, die jeweils zwischen die Gehäuseteile 3 und 33 einsetzbar sind. Wie der 5 am deutlichsten zu entnehmen ist, bildet der jeweilige Aufnahmekörper 90 an seiner Oberseite die Oberseite des unteren Gehäuseteils 33 ab, wobei in Entsprechung zum unteren Gehäuseteil 33 innerhalb des kreiszylindrischen Außenumfangs 47 eine Ringnut 49 gebildet ist, an die sich radial nach innen die von der Randrippe 45 umgebene Anlagefläche 43 als Sitz für einen gelochten Stützkörper 31 anschließt und die Anlagefläche 43 eine der Trichteröffnung 35 entsprechende Öffnung 91 umgibt. Die Unterseite des jeweiligen Aufnahmekörpers 90 entspricht in der Formgebung dem unteren Ende des oberen Gehäuseteils 3, bildet daher einen radial vorspringenden Ringkörper 92 für den passenden Eingriff in die Ringnut 49 des im Stapel der Gehäuseteile jeweils folgenden Gehäuseteils, bei dem Beispiel von 5, dem unteren Gehäuseteil 33.
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Die 6 zeigt die Stapelbildung für ein Beispiel, bei dem für drei aufzunehmende Membranen 29 zwei zusätzliche Aufnahmekörper 90 vorgesehen sind. Wie gezeigt, sind die Gehäusemantelteile 67 und 68 auf die größte Länge des Gesamtgehäuses eingestellt, wobei die Rastbolzen 79 in die obersten Rasthaken 76 eingehängt sind. Für den Fall, dass, wie in 5 gezeigt, lediglich ein zusätzlicher Aufnahmekörper 90 für lediglich eine weitere Membran 29 vorgesehen ist, sind bei der Einstellung der Gehäuselänge die Rastbolzen 79 in die mittleren Rasthaken 77 eingehängt. Wie die 4 und 6 zeigen, ist die größere Trichteröffnung 30 des oberen Gehäuseteils 3 von einer spitz zulaufenden, axial vorstehenden Rippe 93 umgeben. Bei Zufuhr einer Probemenge des Fluids über den Diffusor 21 bildet die Rippe 93 eine Abtropfkante, an der die Analyseflüssigkeit in radialem Abstand von der Formdichtung 55 abfließen kann. Dadurch ergibt sich eine definierte Abgrenzung der Analysefläche auf der Membran 29. Gleichzeitig führt die Gestaltung des Diffusors 21 zu einer gleichmäßigen Verteilung von Partikeln auf der Membran 29.
