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"Vorrichtung zur isokinetischen Entnahme von C-asproben aus einer
Kanal strömung, insbesondere aus einer Reduktionsgas3 bei der Kohledruckvergasung
führenden Rohrleitung3? Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur isokinetischen
Entnahme von Gasproben aus einer Kanalströmung, insbesondere aus einer Reduktionsgase
bei der Kohledruckvergasung führenden Rohrleitung, bei der die Proben mit Hilfe
einer Lanze entnommen werden, welche eine parallel zur Kanal strömung angeordnete
Sonde an einem Ende eines zur Abführung der von der Sonde aufgenommenen Gasproben
dienenden Halterohres aufweist, das-mit seinem anderen Ende durch eine Entnalimeöffnung
in der Rohrleitung, einen an der Rohrleitung angebrachten Rohrstutzen und eine an
dem Rohrstutzen anbringbare Schließplatte geführt ist.
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Mit derartigen Vorrichtungen lassen sich u. a. die Gaszusammensetzung
einschließlich der Gasfeuchte, gegebenenfalls auch einschließlich des Gaszustandes
und der (Tasdichte,
der Gastemperatur des Gasdruckes und ähnliche
Kenngrößen ermitteln. Bei der Kohledruckvergasung kommt es außerdem auf den Staubgehalt,
den Wassergehalt, den Teergehalt und die chemische Zusammensetzung, insbesondere
den Gehalt an S02 an. Der Teergehalt interessiert in hohem Maße, weil er für viele
Störungen in den der Gaserzeugung nachgeschalteten Maschinen verantwortlich ist.
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Allgemein muß eine hinreichend genaue Bestimmung der interessierenden
Gasgrdßen und eine ausreichende Häufigkeit der Messungen erzielbar span, um eine
laufende fiberwachung der Gase zu ermöglichen.
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Es ist bekannt, daß die Genauigkeit der Messungen eine Aufteilung
der Meßebene in der Kanalströmung in gleich große Teilflächen erfordert, um die
Gasproben jeweils in den Schwerpunkten der Teilflächen zu entnehmen (VI)I-Richtlinien
VDI 2006 vom Mai 1966). Die Meßpunkte liegen dann in der Regel auf den Achsen eines
orthogonalen in der Meßebene enthaltenen Achsenkreuzes.
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Bei der Uberwachung von Reduktionsgas der Kohledruckvergasung führenden
Rohrleitungen entstehen außer durch den hohen Staub- und den Teergehalt beträchtliche
Schwierigkeiten durch den relativ hohen Gasdruck. Er liegt in der Größenordnung
von 20 atü. Bisher hat man aus diesen Gründen die Messungen in einer By-pass-Leitung
durchgeführt. Der Haupt kanal und Anfang und Ende der By-pass-Leitung sind durch
Absperrvorrichtungen bedarfsweise verschließbar. Die By-pass-Leitung trägt den Rohrstutzen,
und auf dem Rohrstutzen ist die Schließplatte befestigt.
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Wegen der in der By-pass-Leitung herrschenden und in der bei der Messung
abgesperrten Kanalströmung abweichenden Verhältnisse treten bei der vorbekannten
Vorrichtung leicht nicht ausschließbare Meßfehler auf. Bs hat sich außerdem gezeigt,
daß der in den Gasen enthaltene Teer die Meßsonde schnell vorstopft. Die Meßsonde
muß daher laufend gereinigt werden. Das ist jedoch nur mit einer Unterbrechung des
Betriebes in der By-pass-Leitung möglich. Eine hinreichende häufigkeit der Messungen
ist dadurch nicht erzielbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung auswechselbar
und so zu gestalten, daß bei ausgebauter Vorrichtung die Gasströmung in der Meßebene
nicht unterbrochen zu werden braucht, wobei die Messung in der Kanalstömung selbst,
also nicht wie bisher notwendig in einer By-y)ass-Jueitung, ermdgliciit werden soll.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Entnahmeöffnung
eine axial auf dem Entnahme rohr verschiebliche Abdeckplatte vorgesehen ist, die
mit einer auf der Schließplatte abgestützten Druckfeder belastet ist, und daß die
Schließplatte einen Anschluß zur Verbindung mit einem Ende eines Gehäuses einer
Absperrvorrichtung aufweist, durch das bei geöffnetem Absperrorgan das Entnahmerohr
geführt ist, das mit seinem anderen Ende an den Rohrstutzen anschließbar ist, der
den Sitz der Abdeckplatte umgibt.
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Wenn die Absperrvorrichtung geöffnet ist, liegt die Abdeckplatte auf
ihrem Sitz und verschließt daher die die Kanalströmung führende Rohrleitung, iii
der die Meßebene liegt.
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Dadurch werden Verschmutzungen der Teile außerhalb der Kanalströmung
verhindert und außerdem werden die Strömungs
verhältnisse im Kanal
beibehalten.
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Infolge der Axialbeweglichkeit des Entnahmerohres können die eingangs
erläuterten Schwerpunktmessungen durchgeführt werden, wobei man zweckmäßig zwei
der erfindungsgemäßen Vorrichtungen um jeweils 900 versetzt in der die Kanal strömung
führenden Rohrleitung anordnet. Sobald die Sonde gereinigt werden muß, wird das
Entnahmerohr axial durch die Schließplatte gezogen. Dadurch wird die Abdeckplatte
abgehoben und zusammen mit der Sonde aus dem Gehäuse der Absperrvorrichtung zurückgezogen.
Das Absperrorgan dieser Vorrichtung kann deshalb nunmehr geschlossen werden. Nach
einer dem Druckausgleich dienenden Entlüftung wird die Schließplatte gelöst und
zusammen mit den übrigen Teilen der Vorrichtung entfernt, die nunmehr gereinigt
werden können. Während des Ein- und Ausbaus der Vorrichtung und bei eingebauter
Vorrichtung braucht die Kanalströmung nicht unterbrochen zu werden.
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Die Erfindung ergibt deshalb den Vorteil, daß der Betrieb ungeachtet
der an der Meßvorrichtung erforderlichen Reinigungsarbeiten fortgesetzt werden kann,
auch wenn die Meßvorrichtung in die Hauptleitung eingebaut ist. Da der Ein- und
Ausbau der Vorrichtung ohne Schwierigkeiten durchführbar ist und einen nur sehr
geringen Zeitaufwand voraussetzt, lassen sich die Messungen hinreichend häufig und
gegebenenfalls unter Austausch der auf dem Entnahmerohr sitzenden Düse auch genau
genug durchführen. Die letztgenannte Nöglichkeit hat den Vorteil, daß man die dem
Entnahmerohr nachgeschaltete Meßgeräte ausrüstung für eine relativ kleine Leistung
auslegen und dadurch vereinheitlichen kann.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kennzeichnet sich vorzugsweise
durch eine Stopfbuchse zur abdichtung der
Durchführung des Entnahmerohres
durch die Schließplatte.
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Außerdem wird die Schließplatte zweckmäßig an einem Rohrstutzen angebracht,
der einen Anschlußflansch für die Absperrvorrichtung aufweist. Dieser Flansch kann
die erforderlichen hohen Drücke übertragen und läßt doch ein verhältnismäßig einfaches
Lösen der Vorrichtung zu, wenn die Reinigungsarbeiten durchgeführt werden müssen.
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Vorzugsweise ist der Sitz für die Dichtplatte unmittelbar um die Entnahmeöffnung
der Rohrleitung herum angeordnet.
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Er könnte aber auch in dem an die Rohrleitung angebrachten Rohrstutzen
untergebracht werden.
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Zweckmäßig sieht man hinter der Sonde und vor der Dichtplatte einen
Anschlag zur Begrenzung der Axialverschieblichkeit des Entnahmerohres vor, um die
Sonde beim Herausnehmen der Vorrichtung, bei dem sich die Druckfeder spannt, nicht
zu beschädigen.
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Die Einzelheiten und weiteren Merkmale der Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt eine die Kanalströmung führende Rohrleitung
und die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Stellung ihrer Teile, in der sie zur
Probenahme bereit ist.
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Die Kanalströmung bildet sich an einem Rohr 1 aus. In das Rohr ist
ein kurzer Rohrabschnitt 2 eingeschweißt.
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Orthogonal zum Rohr 2 verläuft ein Rohrstutzen 3 mit einem Flanschteil
4. Der Rohrflansch 5 ist mit dem
Flansch 6 eines Gehäuses 7 einer
Absperrvorrichtung verbunden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen
Schieber, dessen Dichtsitze bei 8 bzw. 9 wiedergegeben sind und-dessen Handrad mit
10 bezeichnet ist.
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Diese Absperrvorrichtung 11 ist eine bekannte Konstruktion und braucht
daher nicht näher beschrieben zu werden.
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Der andere Gehäuseflansch 12 ist mit dem Flansch 73 eines Rohrstutzens
14 verbunden. Der Rohrstutzen 14 trägt an seiner dem Flansch 13 abgewandten Seite
eine Schließplatte 15. Die Schließplatte 15 wird von einem zylindrischen Gehäuse
16 einer Stopfbuchse durchdrungen, deren Packung bei 17 dargestellt ist. Die Brille
der Stopfbuchse ist mit 18 bezeichnet. Die Stopfbuchse 19 dient zur gasdichten Durchführung
einer Lanze 20. Die Lanze 20 hat ein Halterohr 21, das von einer Druckfeder 22 umgeben
ist. Die Druckfeder ist eine Spiralfeder und stützt sich auf der inneren Stirnseite
23 der Büchse 16 ab. Sie liegt dort in einer Nut 24. Das entgegengesetzte Ende der
Spiralfeder 22 drückt auf eine Abdeckplatte 25, deren Ränder 26 konisch verlaufen.
Dem konischen Verlauf der Ränder 26 entspricht ein konischer Verlauf 27 in der Wandung
des Rohres 2 bzw.
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am Ende des Rohrabschnittes 3, wodurch ein Dichtsitz 28 gebildet wird.
Diese Platte 25 hat eine orthogonale Bohrung 29, durch die das innere Ende des Halterohres
21 hindurchgeführt ist. Auf das Halterohres ist ein ringförmiger Anschlag 30 aufgeschweißt,
der einen Anschlag zur Begrenzung der Axialbeweglichkeit des Halterohres 21 in der
Platte 25 bildet. Jenseits des Anschlages 30 ist auf das Halterohr ein Krümmer 31
aufgesetzt. Der Krümmer ist mit
einer Sonde 32 verbunden. Der Dichtsitz
28 der Schließplatte 25 umgibt eine im Rohr 2 ausgebildete Entnahmeöffnung, durch
die die im Rohr 2 liegenden Teile des Halterohres und der Sonde entfernt werden
können.
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Auf der Außenseite 33 der Schließplatte ist eine Halte strebe 34 befestigt,
welche eine Büchse 35 zur Aufnahme einer Gewindebuchse 37 trägt. Die Buchse 37 ist
mit Innengewinde für einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt 36 des Halterohres
21 versehen. Die Buchse 37 läßt sich mit einem Handrad 39 drehen. Bei Drehung des
Handrades bewegt sich das Rohr 21 je nach Drehrichtung in Richtung des Doppelpfeiles
A. Dadurch ist es möglich, die Sonde 32 in der Meßebene, die rechtwinklig zur Längsachse
des Rohres 2 verläuft, zu bewegen. Eine mögliche Stellung der Meßsonde 32 ist bei
40 gestrichelt wiedergegeben.
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Das mit Gewinde versehene Ende 36 des Halterohres 21 endet an einem
Rohrabschnitt 41, der mit einer nicht dargestellten Absperrvorrichtung verbunden
sein kann. Beispielsweise handelt es sich um einen Kugelhahn.
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Ist die Sonde 32 verstopft, oder soll aus anderen Gründen die Meßvorrichtungaisgebaut
werden, wird wie folgt vorgegangen: Zunächst wird das Handrad verdreht. Dabei hebt
der Anschlag 30 die Dichtplatte 25 von ihrem Sitz 28 ab. Bei weiterem Drehen des
Handrades wird die Sonde 32 aus dem Rohr 2 heraus und. durch das Gehäuse 7 der Absperrvorrichtung
11 zurückgezogen, bis sie in dem Raum 43 steht, der mit Hilfe
des
Absperrorgans der Absperrvorrichtung ii gegen den Innenraum der Rohre 1, 2 abgeschlossen
werdenkann. Die Stellung der Sonde für diesen Fall ist bei 44 gestrichelt wiedergegeben.
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Sobald die Sonde 32 ihre Stellung 44 eingenommen hat, wird die Absperrvorrichtung
il geschlossen. Nach Betätigung der Entlüftung 50 können die Flansche 12 und 13
voneinander gelöst werden. Die abgenommene Vorrichtung läßt sich gefahrlos reinigen.
Während der Reinigung braucht die Kanalströmung in den Rohren 1, 2 nicht unterbrochen
zu werden. Beim Widereinbau der Meßvorrichtung wird in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen.
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Zur Sicherung der Düse gegen Verdrehen ist im Mantel des Entnahmerohres
eine Nut angeordnet, die mit einer Führung in der Buchse 35 zusammenwirkt.
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Die Länge des Gewindeteiles wird so gewählt, daß sich verschiedene
Nennweiten von Rohrleitungen mit der Vorrichtung vermessen lassen.
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Patentansprüche