DE2410300C3 - Vorrichtung zur isokinetischen Entnahme von Gasproben aus einer Kanalströmung, insbesondere aus einer Reduktionsgase bei der Kohledruckvergasung führenden Rohrleitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches I.

Derartige Vorrichtungen dienen u.a. zur Feststellung der Gaszusammensetzung, der Gasfeuchte, gegebenenfalls auch des Gaszustandes und der Gasdichte, der Gastemperatur, des Gasdruckes und ähnlicher Kenngrößen. Bei der Kohledruckvergasung kommt es außerdem auf den Staubgehalt, den Wassergehalt, den Teergehalt und die chemische Zusammensetzung der Gase, insbesondere auf den Gehalt an SO^ an. Der Teergehalt interessiert besonders, weil er für viele Störungen in den der Gaserzeugung nachgeschalteten Maschinen verantwortlich ist. Die Vorrichtung muß eine hinreichend genaue Bestimmung der interessierenden Gasgrößen und eine ausreichende Häufigkeit der Messungen gestatten, damit eine laufende Überwachung der Gase möglich wird.

Es ist bekannt, daß die Genauigkeit solcher Messungen eine Aufteilung der Meßebene in der Kanalströmung in gleich große Teilflächen erfortert, wobei die Gasproben jeweils den Schwerpunkten der Teilfläehen zu entnehmen sind (VDI-Richtlinien VDI 2006 vom Mai 1966). Die Meßpunkle liegen dann in der Regel auf den Achsen eines orthogonalen Achsenkreuzes in der Meßebene.

Bei der Überwachung von Reduktionsgas der Kohlcdruckvergasung entstehen durch den hohen Staub- und Teergehalt beträchtliche Schwierigkeiten infolge des relativ hohen Gasdinckes. Dieser liegt in der Größenordnung von 20 atu. Bisher hat man aus diesen Gründen die Messung in einer liy-p.iss-l.eitung durchgeführt. Die in die Kanalslrömimg führende leitung sowie Anfang und Ende tier li\-pass-l.ellung sind durch Absperrvorrichtungen bedarfsweise verschließbar. Die By-pass-Leitung trägt einen Rohrstutzen. Auf dem ' Rohrstutzen ist eine Schließplatte befestigt.

In der By-pass-Leitung herrschen allgemein von der Kanaiströmung abweichende Verhältnisse, insbesondere wenn die Absperrung für die Messung vorgenommen worden ist. Deswegen treten bei der vorbekannlen Vorrichtung leicht nicht ausschließbare Meßfehler auf.

Es hat sich außerdem gezeigt, daß der in den Gasen enthaltene Teer das als Meßsonde dienende Ende der Entnahmeleitung schnell verstopft. Die Sonde 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 unter diesen Umständen nicht erzielbar.

Bekannt ist eine Vorrichtung mit den eingangs als bekannt vorausgesetzten Merkmalen (GB-PS 11 22 885). Das Entnahmerohr besitzt mehrere über seinen Umfang verteilte Axialschlitze, durch die die betreffende Gasprobe in das Entnahmerohr eindringen kann. Eine Entnahme von Gasproben gemäß den eingangs bezeichneten Richtlinien aus den Schwerpunkten von Teilfläehen ist mit dieser Vorrichtung nicht durchführbar. Die gasdichte Durchführung wird bei der bekannten Vorrichtung durch eine Stopfbuchse erreicht, deren Brille unmittelbar an das Gehäuse dci Absperrvorrichtung angeschlossen ist. Deswegen steht zwischen dem eigentlichen Absperrorgan und der Gasdichtung ein nur geringer Raum zur Verfügung. Dieser ist jedoch ausreichend, um das leitungsseitige Ende des Entnahmerohres aufzunehmen und die Abdichtung herbeizuführen, solange das Absperrorgan geöffnet ist. Nachteilig wirkt sich jedoch aus, daß durch den leitungsseitigen Rohrstutzen während der Messung unmittelbarer Zugang zum Gehäuse des Absperrorgans besteht. Dadurch werden Verschmutzungen der außerhalb der Kanaiströmung angeordneten Teile der Vorrichtung herbeigeführt. Außerdem werden die Strömungsverhältnisse im Kanal geändert. Das wirkt sich in einer Verfälschung des Meßergebnisses aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs bezeichnete Vorrichtung so auszubilden, daß bei ihrer Anwendung auf die Kohledruckvergasung die Messung in der Kanalströmung selbst, also nicht wie bisher notwendig in einer By-pass-Leitung möglich wird, wobei Verschmutzungen der Teile außerhalb der Kanaiströmung verhindert und außerdem Verfälschungen der Strömungsverhältnisse vermieden werden sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Wenn die Absperrvorrichtung geöffnet ist, liegt die Dichtplatte auf ihrem Sitz und verschließt daher die die Kanalströmung führende Leitung, in der die erwähnte Meßebene angeordnet ist. Hierdurch werden Verschmutzungen der Teile außerhalb der Kanaiströmung verhindert. Außerdem werden die Strömungsverhältnisse im Kanal beibehalten. Infolge der leitungsseilig auf dem Entnahmerohr vorgesehenen Sonde und der axialen Verschieblichkeit der Dichtplatte können die eingangs erläuterten Schwcrpunklmessungen durchgeführt worden. Hierbei wird man zweckmäßig zwei der orfiiuliingsgemäßen Vorrichtungen um jeweils 90

f'5 vorsel/t in der die Kanaiströmung führenden I.eiimig anordnen. Sobald die Sonde gereinigt werden muß, und das l'ninahmerohr ;i\i;il durch die Schließpla'te gezogen. Dadurch uird die Abdeckplatte abgehoben

und zusammen mit der Sonde hinter die Absperrvorrichtung zurückgezogen. Der dazu erforderliche Platz ist in dem Gehäuse der Absperrvorrichtung und in dem Anschlußstutzen vorhanden. Nach Zustellen des Absperrorgans kann ein Druckausgleich vorgenommen werden, worauf sich die zurückgezogenen Teile ausbauen und reinigen lassen.

Die Erfindung gibt deshalb den Vorteil, daß der Ein- und Ausbau der Vorrichtung ohne Schwierigkeiten durchführbar ist und einen sehr geringen Zeitaufwand voraussetz! Deswegen lassen sich die Messungen hinreichend häufig und gegebenenfalls unter Austausch der auf dem Entnahmerohr sitzenden Düse auch genau genug durchführen. Dadurch erhält man die Möglichkeit die dem Entnahmorohr nachgeschalteten Meßgeräte für eine relativ kleine Leistung auszulegen und dadurch zu vereinheitlichen.

Zweckmäßig ist die im Kennzeichen des Anspruches 2 wiedergegebene Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Vorzugsweise sorgt man für eine Begrenzung der Axialverschieblichkeit der Dichtplatte auf dem Entnahmerohr, um die Sonde beim Herausziehen der Vorrichtung nicht zu beschädigen, wenn sich die Druckfeder spannt. Das geschieht mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 3.

Nachfolgend wii\l »lie Erfindung durch die Beschreibung einer Ausführungsform an Hand der Zc liming näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt eine die Kanalströrnung führende Rohrleitung und die erfindungsgemäße Vorrichtung, deren Teile in der Stellung wiedergegeben sind, die sie zur Probenahme einnehmen.

Die Kanalströmung bildet sich in einem Rohr 1 aus. In das Rohr ist ein kurzer Rohrabschnitt 2 angeschweißt. 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 Dichtsit/.e bei 8 bzw. 9 wiedergegeben sind und dessen Handrad mit 10 bezeichnet ist. Diese Absperrvorrichtung 11 ist eine bekannte Konstruktion und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden.

Der andere Gehäuseflansch 12 ist mit dem Flansch 13 eines Rohrstutzens 14 verbunden. Der Rohrstutzen 14 trägt an seiner dem Flansch 13 abgewandten Seite eine Schließplatte 5. 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 Entnahmerohr 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 Dichtplatte 25, deren Ränder 26 konisch verlaufen. Dem konischen Verlauf der Ränder 26 einspricht ein konischer Verlauf 27 in der Wandung des Rohres 2 bzw. am Ende des Rohrabschnittes 3, wodurch ein Dichtsitz 28 gebildet wird. Diese Dichtplatte 25 hat eine orthogonale Bohrung 29, durch die das innere Ende des Entnahmerohres 21 hindurchgeführt ist. Auf das Entnahmerohr 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 Entnahmerohr ein Krümmer 31 aufgesetzt. Der

ίο Krümmer ist mit einer Sonde 32 verbunden. Der Dichtsitz 28 der Dichtplatte 25 umgibt eine im Rohr 2 ausgebildete Entnahmeöffnung, durch die die im Rohr 2 liegenden Teile des Entnahmerohres und der Sonde entfernt werden können.

Auf der Außenseite 33 der Schließplatte 15 ist eine Hallestrebe 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 Entnahmerohres 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.

Das mit Gewinde versehene Ende 36 des Entnahmerohres 21 endet an einem Rohrabschnitt 41, der nut einer nicht dargestellten Absperrvorrichtung verbunden sein kann. Beispielsweise handelt es sich um einen Kugelhahn.

Ist die Sonde 32 verstopft, oder soll aus anderen Gründen die Meßvorrichtung ausgebaut 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 eier Absperrvorrichtung 11 gegen den Innenraum des Rohres 1, 2 abgeschlossen werden kann. Die Stellung der Sonde für diesen Fall ist bei 44 gestrichelt wiedergegeben.

Sobald die Sonde 32 ihre Stellung 44 eingenommen hat, wird die Absperrvorrichtung 11 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 Wiedereinbau der Meßvorrichtung wird in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen.

Zur Sicherung der Düse gegen Verdrehen ist im Mantel des Entnahmerohres eine Nut angeordnet, die mit einer Führung in der Buchse 35 zusammenwirkt.

Die Länge des Gewindeteiles wird so gewählt, daß sich verschiedene Nennweiten von Rohrleitungen mit der Vorrichtung vermessen lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur isokinetischen Entnahme von Gasproben aus einer Kanalströmung, insbesondere aus einer Reduktionsgas bei der Kohledruckvergasung führenden Rohrleitung mit Hilfe eines durch eine Öffnung in der Leitung eingebrauchten Entnahmerohres, welches aus einem Ende eines Gehäuses einer Absperrvorrichtung gasdicht herausgeführt ist, deren Gehäuse an einen Stutzen der Leitung angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß axial auf dem leitungsseitig mit einer parallel zur Kanalströmung angeordneten Sonde (32) versehenen Entnahmerohr (21) eine Dichtplatte (25) für die Entnahmeöffnung axial verschieblich vorgesehen ist, die mit einer auf einer Schließplatic (15) abgestützten Feder (22) beiastet ist, und daß die Schließplatte (15) einen Rohrstutzen (14) verschließt, der mit einem Ende des Gehäuses (7) der Absperrvorrichtung (Ii) verbunden ist und die gasdichte Durchführung (19) aufweist, wobei für die Dichtplatte (25) ein vom Leitungsstutzen (3, 4) umgebener Sitz (28) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitz für die Dichtplatte (25) die Entnahmeöffnung der Rohrleitung (2) umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Sonde (32) und vor der Dichtplatte (25) ein Anschlag (30) zur Begrenzung der Axialverschieblichkeit des Entnahmerohres (21) angeordnet ist.