DE19654683A1 - Vorrichtung zur Überwachung einer Strömung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung einer Strömung auf mitgeführte Gegenstände und/oder Fremdkörper in einem Strömungskanal.

Bei der Überwachung von gasförmigen oder flüssigen Strömungen in Rohrsystemen ist oftmals darauf zu achten, daß die Mitführung von Fremdkörpern angezeigt wird. Derartige Fremdkörper können z. B. Bearbeitungsreste in einer Luftströmung einer Rauchgasabsauganlage oder Schmutz und Papierstücke in der Luftströmung einer Staubabsaugvorrichtung sein. So wird bei Abfüllanlagen für Flaschen in auf Flaschen aufgeklebte Etiketten das Datum mit Hilfe eines Lasers eingeschrieben bzw. eingebrannt. Dabei entstehen Rauchgase und Aschereste, die zum Teil gesundheitsschädlich sind und daher mit einer Absaugvorrichtung abgesaugt werden. Ab und zu löst sich ein Etikett jedoch vollständig und wird mit in die Absaugvorrichtung eingesaugt. Dieses Etikett kann an kritischen Stellen hängen bleiben und die Absaugvorrichtung verstopfen.

Eine Vorrichtung zum Melden des Passierens von Rohrleitungsmolchen oder ähnlichen Objekten ist in der DE-A-34 29 782 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ragt eine mechanische Auslösevorrichtung in die Rohrleitung hinein. Das Passieren eines Rohrleitungsmolches wird über diese Auslösevorrichtung und eine daran gekoppelte Zeigereinrichtung angezeigt. Ein Papierstück oder Etikett ist jedoch nicht starr genug, um einen derartigen Mechanismus auszulösen. Zudem verhindert eine bloße Anzeige nicht das Passieren kleinerer Teilchen oder das weitere Mitführen eines Etiketts und somit die Gefahr einer Betriebsstörung durch dieses.

Eine andere Durchflußmeldevorrichtung offenbart die DE-A-32 09 744. Diese Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse, das in eine Rohrleitung eingesetzt wird. In dem Gehäuse ist ein Schwimmer über einer waagerechten Querwand mit einer Öffnung so angeordnet, daß er beim Durchströmen eines entsprechenden Mediums aus einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung gebracht wird. In dieser Arbeitsstellung wird durch den Schwimmer ein elektrischer Schalter betätigt. Derartige Vorrichtungen sind jedoch hauptsächlich für flüssige Strömungen entwickelt. Diese Vorrichtung ist daher nicht geeignet, in einem Absaugrohr mitgeführte flexible Fremdkörper wie Etiketten anzuzeigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung einer Strömung und zum Abfangen von Fremdkörpern zu schaffen.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B eine Etiketten-Fangvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in zwei Betriebsstellungen;

Fig. 2 eine Etiketten-Fangvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer teilweise geschnittenen Darstellung; und

Fig. 3 eine Gitteraufhängung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Eine Fang- und Überwachungsvorrichtung zum Abfangen von Gegenständen, die in einer Strömung in einem Strömungskanal 3 oder Rohr mitgeführt werden, wird in eine Verrohrung beispielsweise einer Absauganlage eingesetzt, durch die Rauchgas abgesaugt wird. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Fang- und Überwachungsvorrichtung für in einer Strömung mitgeführte Etiketten gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ein erstes Gehäuseteil 1 und ein zweites Gehäuseteil 2 auf, die vorzugsweise beide rohrförmig und aus Kunststoff ausgebildet sind. Jeweils ein Rohrende 1a bzw. 2a des ersten und des zweiten Gehäuseteils 1 bzw. 2 sind einander zugewandt. Ein durchsichtiges Glasrohr als Strömungskanal 3 verbindet die einander zugewandten Rohrenden 1a bzw. 2a so, daß das erste und das zweite Gehäuseteil 1 bzw. 2 voneinander beabstandet sind und zwischen diesen ein rohrförmiges Sichtfenster ausgebildet ist. Die Verbindung erfolgt dabei dadurch, daß das Glasrohr 3 in die Enden 1a bzw. 2a des ersten und des zweiten Gehäuseteils 1 bzw. 2 eingeschoben und mit diesen verklebt wird. Diese Vorrichtung wird dabei vorzugsweise vertikal angeordnet in ein Rohrsystem eingesetzt. Die zu überwachende und zu filternde Strömung tritt durch das erste Gehäuseteil 1 von unten her in das Glasrohr 3 ein.

In der Mitte des Glasrohrs 3 ist als wesentlicher Bestandteil der Fangeinrichtung 4 ein erstes Fanggitter durch den Rohrquerschnitt hindurchgehend fest eingesetzt, z. B. eingeklebt. Dieses erste Fanggitter 4 siebt Gegenstände aus der Strömung heraus, die durch das Glasrohr 3 geführt wird. Durch das Fanggitter 4 wird das Glasrohr 3 in einen ersten Rohrabschnitt 3a, auf der Seite zum ersten Gehäuseteil 1 hin, und einen zweiten Rohrabschnitt 3b, auf der Seite zum zweiten Gehäuseteil 2 hin, geteilt. Die Strömung wird somit durch das erste Gehäuseteil 1 und den ersten Rohrabschnitt 3a geleitet und dann durch das Fanggitter 4 gefiltert bzw. gesiebt.

Die Maschenweite des Fanggitters 4 wird dabei unter Berücksichtigung des Strömungswiderstands entsprechend der Größe der aus dem Rohrsystem herauszufilternden Gegenstände gewählt. Soll die Absaugvorrichtung mit der Fangeinrichtung 4 für verschiedene Einsatzzwecke verwendet werden, bei denen die herauszusiebenden Gegenstände jeweils unterschiedlich dimensioniert sind, so kann alternativ auch eine Gitterhalterung vorgesehen werden, die das Fanggitter 4 austauschbar hält. So kann ein Fanggitter 4 mit einer jeweils erforderlichen Maschenweite eingesetzt werden.

In der Wandung des Glasrohrs 3 ist im Bereich von dessen erstem Rohrabschnitt 3a eine Öffnung 5 vorgesehen, durch die aus der Fangeinrichtung 4 ein z. B. herausgesiebtes bzw. aufgefangenes Etikett per Hand entnommen werden kann.

Ein Verschlußrohr 6 ist verschiebbar über das Glasrohr 3 geschoben. Das Verschlußrohr 6 ist hierbei so lang, daß es die Öffnung 5 in einer ersten Stellung dicht verschließt und kein Strömungsleck entsteht. Dabei verdeckt das Verschlußrohr 6 jedoch nicht den zweiten Rohrabschnitt 3b. In einer zweiten Stellung, die in Fig. 1B dargestellt ist, gibt das Verschlußrohr 6 die Öffnung 5 für die Entnahme eines Gegenstands frei, z. B. zum Herausziehen eines Etiketts. Das Verschlußrohr 6 kann alternativ auch aus einem längs aufgeschnittenen Rohrstück bestehen.

Ein erster Anschlag 7 ist im Übergangsbereich des Glasrohrs 3 zum ersten Gehäuseteil 1 hin vorgesehen. Der erste Anschlag 7 ist so breit ausgebildet, daß das Verschlußrohr 6 nicht über das erste Gehäuseteil 1 rutschen kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen das rohrförmig ausgebildete erste Gehäuseteil 1 und das Verschlußrohr 6 den gleichen Durchmesser auf. Das Glasrohr 3, das in das Ende 1a des ersten Gehäuseteils 1 eingeschoben ist, weist einen geringeren Durchmesser als dieses auf. Dadurch bildet die Stirnkante des ersten Gehäuseteils 1 den Anschlag 7 aus, über den das Verschlußrohr 6 nicht geschoben werden kann.

Analog zum ersten Anschlag 7 ist ein zweiter Anschlag 8 im Übergangsbereich des Glasrohrs 3 zum zweiten Gehäuseteil 2 hin ausgebildet. Dieser Anschlag 8 verhindert ein Heruntergleiten des Verschlußrohrs 6 vom Glasrohr 3 in Richtung des zweiten Gehäuseteils 2. Alternativ kann anstelle des Verschlußrohrs 6 beispielsweise eine Tür oder Schwenkklappe zum Verschließen der Öffnung 5 vorgesehen werden.

Im zweiten, oberen Rohrabschnitt 3b des Glasrohrs bzw. Strömungskanals 3 sind leichte Kugeln oder Bälle 10 aufgenommen. Die Bälle 10 sind so schwer, daß sie bei einer normalen, ungestörten Strömung noch auf dem Fanggitter 4 liegen bleiben. Wird von der Strömung ein Gegenstand mitgerissen, so legt sich dieser vor einen Teil des Gitters 4 und verhindert dort einen Durchtritt der Strömung. Durch die für die Strömung verringerte Querschnittsfläche erhöht sich im Bereich des Fanggitters 4 in Art einer Düse die Strömungsgeschwindigkeit und die auf dem Gitter 4 liegenden Bälle 10 werden mitgerissen. Damit die Bälle 10 im zweiten Rohrabschnitt 3b verbleiben, ist durch den Querschnitt des Glasrohrs 3 in dessen Endbereich zum zweiten Gehäuseteil 2 hin ein zweites Gitter 9 eingesetzt.

Da die Bälle durch den zweiten Abschnitt 3b des Glasrohrs 3 beobachtet werden können, kann das Bedienungspersonal aus deren Verhalten jederzeit deutlich erkennen, ob von dem Fanggitter 4 ein Gegenstand oder Fremdkörper abgefangen wurde, während ohne derartige Bälle 10 ein Etikett oder Kunststoffstreifen am Fanggitter 4 häufig schlecht zu sehen sind. Hingegen sind entsprechend groß gewählte Bälle, die zudem weiß oder leuchtend farbig sein können, deutlich zu erkennen, so daß sie gut als Anzeigemittel dienen können.

Erkennt das Bedienungspersonal an der Bewegung der Bälle 10 oder daran, daß sie ganz aus dem sichtbaren Bereich des zweiten Rohrabschnitts 3b heraus vor das zweite Gitter 9 mitgerissen wurden, daß z. B. ein Etikett vor dem Fanggitter 4 liegt, so kann es das Verschlußrohr 6 in Richtung des zweiten Anschlags 8 verschieben und das Etikett durch die Öffnung 5 herausnehmen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind bei einem zweiten Ausführungsbeispiel für den Einbau in ein Rohrsystem mit einem engen Rohrdurchmesser an den äußeren Enden des ersten und des zweiten Gehäuseteils 1 bzw. 2 jeweils Reduzierstücke 11 und 12 angesetzt. Beispielsweise können bei einem 150er-Rohr als Verschlußrohr 6 und 150er-Doppelmuffen als erstem und zweitem Gehäuseteil 1 und 2 150/100-Reduzierstücke 11 bzw. 100/50-Re­ duzierstücke 12 angesetzt werden.

Während beim ersten Ausführungsbeispiel eine ständige Überwachung durch das Bedienungspersonal erforderlich ist, ist hier eine elektrische Schaltung zur Überwachung vorgesehen. Auf einer Seite des zweiten Rohrabschnitts 3b ist eine Lichtquelle 20 und auf der gegenüberliegenden Seite ein Fotowiderstand 21 angeordnet. Die Lichtquelle 20 und der Fotowiderstand 21 bilden eine Lichtschranke aus und sind mit einer nicht dargestellten Auswerte-/Überwachungsschaltung verbunden. Bei einer ungestörten Strömung versperren die Bälle 10 den Lichtweg der Lichtschranke.

Wenn die Bälle 10 bei einer Störung der Strömung durch ein vor dem Fanggitter 4 liegendes Etikett von der Strömung mitgerissen werden, ändert sich die Lichtmenge, die von der Lampe aus zum Fotowiderstand 21 gelangt. Die Überwachungsschaltung registriert eine entsprechende Änderung des Widerstandswerts des Fotowiderstands 21 und löst ein Alarm-/Reinigungssignal aus, wenn die Änderung einen einstellbaren Referenzwert erreicht. Um die Vorrichtung herum ist ein nicht dargestelltes lichtdichtes Gehäuse angeordnet, um zu verhindern, daß Licht von anderen Lichtquellen den Widerstandswert des Fotowiderstands 21 beeinflußt. Anstelle des Fotowiderstands 21 kann auch ein anderes auf Licht ansprechendes Sensorelement wie ein Fototransistor oder eine Fotozelle mit einer entsprechenden Auswerteschaltung verwendet werden.

Alternativ kann bei einem dritten, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eine automatische Überwachung auch durch den Einsatz eines Akustikwandlers oder eines Mikrophons erfolgen, das Geräusche aus dem Strömungskanal 3 aufnimmt. Wenn der Luftdurchtritt durch das Fanggitter 4 durch einen Gegenstand teilweise oder ganz versperrt wird, so ändert sich der Geräuschpegel, der durch die Strömung entsteht. Eine solche Änderung des Schallpegels kann von der Überwachungsschaltung registriert werden. Bei dieser Anordnung sind die Bälle 10 entbehrlich. Jedoch wird die Änderung des Geräuschpegels durch die Bälle 10 verstärkt, wenn diese von einer Strömungsstörung mitgerissen werden und an das zweite Gitter 9 oder die Wandung des Strömungskanals 3 oder zurück auf das erste Gitter 4 stoßen. Bei der akustischen Messung kann anstelle eines durchsichtigen Strömungskanals 3 auch ein undurchsichtiges Rohr, z. B. aus Metall oder Kunststoff verwendet werden.

Alternativ oder ergänzend können auch magnetisierte Bälle 10 verwendet werden. Mit einem Meßelement, das Änderungen des Magnetfelds mißt, kann ein Signal für die Auswerte- bzw. Überwachungsschaltung erzeugt werden. Weiterhin kann auch ein Drucksensor als Sensorelement verwendet werden, der bei einem anliegenden Etikett oder ähnlichen Fremdkörper im Bereich des Fanggitters 4 eine plötzliche Druckänderung in der Strömung registriert.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel ist, wie in Fig. 3 dargestellt, das erste Fanggitter 4 mit dem Strömungskanal 3 nicht fest verbunden, sondern in einem ersten ringförmigen Rahmen 31 eingespannt. Ein zweiter ringförmiger Rahmen 32 ist an der Innenwandung des Rohrs 3 bündig befestigt. Der erste Rahmen 31 mit dem Fanggitter 4 ist über Piezoelemente 33 in dem zweiten Rahmen 32 befestigt bzw. aufgehängt. Die Piezoelemente 33 sind mit einer Auswerte-/Überwachungsschaltung verbunden. Wenn ein Gegenstand vom Gitter 4 aufgefangen wird, wirkt darauf ein Stoß oder Impuls. Die Stoßkraft wird auf die Piezoelemente 33 übertragen, die wiederum einen elektrischen Strom erzeugen, der von der Überwachungsschaltung ausgewertet wird.

Alternativ können auch Wegstrecken-, Druck- oder Kraftaufnehmer anstelle der Piezoelemente 33 verwendet werden. Auf einen Gegenstand, der von dem Fanggitter 4 festgehalten wird, übt die Strömung einen statischen Druck aus, der über den Gegenstand auf das Gitter 4 übertragen wird und ebenfalls gemessen und ausgewertet werden kann.

Bei Fangeinrichtungen mit Elementen zum Messen von Druck- oder Wegänderungen können die Bälle 10 und das zweite Gitter 9 zur Verstärkung der Effekte und zur zusätzlichen Beobachtung durch das Bedienungspersonal verwendet werden. Auch das zweite Gitter 9 kann über eine analoge Aufhängung über Rahmen und Meßelemente für eine automatische Überwachung der Strömung verwendet werden. Bei automatischen Überwachungseinrichtungen, die ohne die Bälle 10 betrieben werden, kann die Fangeinrichtung auch horizontal oder kopfüber mit einer von oben nach unten geführten Strömung eingesetzt werden.

Anstelle einer gasförmigen Strömung kann auch eine flüssige Strömung durch die Vorrichtung überwacht und von mitgeführten Gegenständen (oder Fremdkörpern) gereinigt werden. Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen sind vorzugsweise Rohre zum Führen der Strömung eingesetzt. Es können aber auch Luftkanäle mit einem rechteckigen Querschnitt verwendet werden.

Weiterhin kann der Signalausgang der Auswerteschaltung der Überwachungsvorrichtung (z. B. des Sensorelementes 21) auch mit einer automatischen Abreinigungsvorrichtung verbunden sein, z. B. Hochdruckdüsen oder Bürsten, die nach Einschalten durch das Reinigungssignal bei Bedeckung oder übermäßiger Verschmutzung des Fanggitters 4 aktiviert werden. Wird ein anliegendes Etikett am Fangitter 4 auf die vorstehend beschriebene Weise erfaßt, so können in den Strömungskanal 3 einfahrbare Bürsten oder Schaber das Etikett zerkleinern oder bei kurzzeitiger Abschaltung der Absauganlage in einen Bypass-Sammelbehälter überführen. Häufig genügt jedoch bereits ein Luftstoß aus einer seitlich am Strömungskanal 3 angeordneten Düse, die auf das Fanggitter 4 ausgerichtet ist, um das Etikett an den weniger störenden Randbereich oder in einen Bypassbehälter zu blasen. Diese Abreinigung des Fanggitters 4 kann durch Ansprechen auf das oben erwähnte Reinigungssignal erfolgen, jedoch auch zeitgesteuert in regelmäßigen Zeitintervallen oder in Arbeitspausen.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Überwachung einer Strömung auf mitgeführte Gegenstände und/oder Fremdkörper in einem Strömungskanal, gekennzeichnet durch eine Fangeinrichtung (4) quer zum Strömungskanal (3) und eine daran angeordnete Überwachungseinrichtung (9, 10; 20, 21; 33) zum Erfassen von in der Strömung mitgeführten Gegenständen und/oder Fremdkörpern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangeinrichtung (4) den Strömungskanal (3) in einen ersten Kanalabschnitt (3a), durch den die Strömung einströmt, und einen zweiten Kanalabschnitt (3b), durch den die Strömung nach dem Passieren der Fangeinrichtung (4) ausströmt, unterteilt und in der Wandung des ersten Kanalabschnitts (3a) eine Öffnung (5) zum Entnehmen eines aufgefangenen Gegenstands vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Öffnung (5) eine Verschlußeinrichtung (6) zum Verschließen bzw. Öffnen der Öffnung (5) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (6) die gleiche Form wie der Strömungskanal (3) aufweist und abdichtend sowie verschiebbar über dem Strömungskanal (3) angeordnet ist, wobei die Verschlußeinrichtung (6) in eine erste Stellung über der Öffnung (5) zum Verschließen von dieser und eine zweite Stellung zum Freigeben der Öffnung (5) verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Enden des Strömungskanals (3) jeweils ein Anschlag (7, 8) zum Begrenzen der verschiebbaren Verschlußeinrichtung (6) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Strömungskanals (3) an einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (1 bzw. 2) befestigt sind, insbesondere in diese eingeschoben sind, und die Gehäuseteile (1 bzw. 2) die Anschläge (7 bzw. 8) ausbilden.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Strömungskanals (3) an einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (1 bzw. 2) befestigt sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung im zweiten Kanalabschnitt (3b) von unten nach oben gerichtet ist und die Überwachungseinrichtung (10) aus im zweiten Kanalabschnitt (3b) befindlichen Bällen besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (10) aus Bällen besteht, die im zweiten Kanalabschnitt bei einer ungestörten Strömung auf der Fangeinrichtung (4) liegen und mit der Strömung mitgerissen werden, wenn ein Gegenstand von der Fangeinrichtung (4) gefangen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des zweiten Kanalabschnitts (3b) eine zweite Fangvorrichtung (9) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (3) aus einem durchsichtigen Material gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (6) aus einem durchsichtigen Material gebildet ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (3) als Rohr ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Gehäuseteil (1 bzw. 2) rohrförmige Elemente sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmedium eine Absaugluft-Strömung ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergang zu einem Rohrsystem Reduzierstücke (11, 12) vorgesehen sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung eine Lichtquelle (20), die neben dem Kanalabschnitt (3b) angeordnet ist und Licht durch diesen strahlt, ein lichtempfindliches Sensorelement (21), das auf der gegenüberliegenden Seite neben dem Kanalabschnitt (3b) zum Empfangen des Lichtes angeordnet ist, und eine Überwachungsschaltung aufweist, an die das lichtempfindliche Sensorelement (21) angeschlossen ist und die bei einer Lichtintensitätsänderung ein Warn-/Reinigungssignal abgibt, wenn sich Bälle (10) zwischen der Lichtquelle (20) und dem lichtempfindlichen Sensorelement (21) befinden.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung zumindest ein Meßelement (33), das die Fangeinrichtung (4) mit dem Strömungskanal (3) verbindet und das bei einer Krafteinwirkung auf die Fangeinrichtung (4) oder eine Lageveränderung von dieser ein Signal erzeugt, und eine Überwachungsschaltung aufweist, an die das zumindest eine Meßelement (33) angeschlossen ist und die ein Warn-/Reinigungssignal erzeugt, wenn ein Gegenstand an der Fangeinrichtung (4) anliegt.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fangeinrichtung (4) als Gitter ausgebildet ist.