DE3820405C2

DE3820405C2 - Messwertgebervorrichtung

Info

Publication number: DE3820405C2
Application number: DE19883820405
Authority: DE
Inventors: Ulrich Theodor Schaad; Heinz-Juergen Brinkmann
Original assignee: Mettler Toledo AG
Current assignee: Mettler Toledo GmbH Switzerland
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-06-15
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2008-06-16
Also published as: CH673783A5; JP2840598B2; JPH01311263A; DE3820405A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßwertgebervorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Meßwertgebervorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt, so beispielsweise aus der EP-PS 0 106 858. Bei die ser Meßwertgebervorrichtung weist der mit einem Reaktions gefäß zu verbindende Gehäusestutzen des Gehäuses am unteren Teil einen durchbrochenen Käfig auf, in den die Meßwertge bersonde mit ihrem Meßkopf in Meßstellung eintritt. In dem Käfig ist ein Verschlußglied verschiebbar gelagert, welches mittels einer Vorspannfeder, die sich am Fuße des Käfigs abstützt, in Schließstellung vorgespannt ist. Befindet sich die Sonde mit ihrem Halter in der eingefahrenen Ruhestellung, so wird die zum Käfig gerichtete Öffnung des Gehäuses mit tels des unter Federvorspannung stehenden Schließgliedes verschlossen. Abgesehen davon, daß diese Ausbildung relativ kompliziert ist, hat sie den Nachteil, daß der Käfig weit in das Reaktionsgefäß hineinragt, was für gewisse Reaktions typen nachteilig oder sogar nicht tolerierbar ist. Außerdem ist die Feder der Verschmutzung ausgesetzt und nur schwer zu reinigen. Ferner ist es nachteilig, daß das Öffnen des Schließgliedes mittels der Sonde bzw. deren Halter zu erfol gen hat, wenn die Sonde aus der Ruhestellung in die Meßstel lung ausgefahren wird, wobei dann das vordere Ende der Sonde bzw. des Halters das Schließglied entgegen der Kraft der Vorspannfeder aufdrückt. Dies führt dazu, daß entweder die Sonde am vorderen Ende besonders widerstandsfähig ausgebildet sein muß, was bei einer Glaselektrode erfahrungsgemäß nicht der Fall ist, bzw. der Halter mit einem vorderen Stößel ver sehen werden muß, der das Schließglied aufdrückt. Ein sol cher Stößel ist einerseits ein zusätzlicher Bauteil und be hindert andererseits den Meßvorgang der Sonde. Der Meßkopf der Sonde befindet sich in Ruhestellung in einer Spülkammer, die mit einem Zulauf und einem Ablauf für ein Spülmedium ver sehen ist. In dieser Spülkammer kann der Meßkopf der Sonde auch sterilisiert werden. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß beim Vorfahren der Sonde aus der Ruhestellung in die Meßstellung nicht gespülte und sterilisierte Teile des Hal ters und der Sonde in die Spülkammer gelangen, in der sie mit dem Kammerinhalt, beispielsweise einer Kulturbrühe in Berüh rung kommen können, wodurch letztere mit Verunreinigungen infiziert und unbrauchbar werden kann.

Eine zum Einsetzen in die Wand eines Reaktions gefäßes oder Leitungsrohres bestimmte Elektrodenhalte rung mit einer auswechselbaren Elektrode ist aus der CH 548 601 bekannt. Diese bekannte Elektrodenhalterung weist ein teilweise doppelwandiges, gegen Verdrehung gesichertes Rohr auf, das durch Drehen einer Gewinde spindel in zwei Endstellungen, einer Meßstellung und einer Sterilisationsstellung, in welcher ein Austausch der Elektrode erfolgt, verschiebbar ist.

In der Sterilisationsstellung ist der Gefäßinnen raum durch einen Dichtungszapfen und einen Rohrab schnitt des verschiebbaren Rohres in vorgeschobener Stellung, welche eine Kammer bilden, in der sich die Elektrodenspitze befindet, von dem Innenraum der Kammer getrennt, während die Elektrodenspitze in der Meßstel lung bei zurückgeschobenem Rohrabschnitt im Gefäßinnen raum freiliegt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßwertgebervorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die genann ten Nachteile vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Dadurch, daß der vordere Teil des Halters als durchbroche ner Käfig ausgebildet ist und an seinem vorderen Ende das Schließglied fest angeordnet enthält, kann durch die Bewe gung des Halters direkt das Schließen und Öffnen des Ge häusestutzens erfolgen. Damit vereinfacht sich die Ausbildung erheblich, da der Gehäusestutzen keinen in das Reaktionsge fäß ragenden Käfig und kein separates Schließglied mit ei ner Federvorspannvorrichtung aufweist. Außerdem liegt der Meßkopf der Sonde optimal geschützt in dem Käfig des Hal ters. Es ergibt sich somit eine besonders einfache und wir kungsvolle Ausbildung der Meßwertgebervorrichtung, die auch besonders einfach gereinigt und sterilisiert werden kann.

Diese Reinigung und Sterilisation wird weiter verbessert durch eine weitere im Gehäuse zurückliegende Spülkammer, so daß auch jene Teile des Halters und/oder der Sonde gereinigt und sterilisiert werden können, die beim Ausfahren der Sonde in die Meßstellung in die erste Spülkammer gelangen, in die allenfalls noch das Medium des Reaktionsgefäßes eindringen kann. Damit ergibt sich eine optimale Reinigung und Sterili sation der Sonde und des zugehörigen Halters.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprü chen 2 bis 7 beschrieben.

Das Schließglied kann verschiedene Formen aufweisen, so bei spielsweise einen flanschartigen Teil, welcher die Öffnung des Zylinderstutzens übergreift und am Rand der Öffnung an liegt. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Ausgestaltung nach Anspruch 2, da hierdurch Winkel und Kanten vermieden werden, in denen sich das Medium des Reaktionsgefäßes und/oder Verunreinigungen ansetzen können. Die vorteilhaften Eigenschaften werden durch die Ausbildung nach Anspruch 3 weiter gefördert.

Durch Anordnung der zweiten Spülkammer kann die Länge der Spülkammern an sich kürzer sein als die Länge des Verfahr weges des Halters. Vorteilhafter ist jedoch eine Ausgestal tung nach Anspruch 4, da dann optimale Eigenschaften bezüg lich Spülung und Sterilisation erhalten werden.

Eine besonders rationelle Ausgestaltung der Spül- bzw. Ste rilisiereinrichtung beschreibt Anspruch 5, da für beide Spül kammern ein und dasselbe Medium verwendet werden kann.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 6, wodurch das Spülmedium, beispielsweise eine Spülflüssig keit oder auch Dampf, abgeleitet werden kann und für das Durchleiten des Heizdampfes eine getrennte Kondensatablei tung mit einem Kondensatabscheider zur Verfügung steht, der nicht durch das Spülmedium und mitgeführte Verunreinigungen beeinträchtigt werden kann.

Der Begriff Meßwertgebervorrichtung soll hier in der allge meinsten Form verstanden werden und zur Ermittlung der ver schiedensten Größen in einem Reaktionsgefäß dienen, wie beispielsweise der Bestimmung des pH-Wertes, des Sauerstoff gehaltes, von Drücken, von Temperaturen, als Füllstandsanzei ger wie auch zur Probeentnahme zur Bestimmung des Inhaltes des Reaktionsgefäßes. Der hier weiter verwendete Begriff Reaktionsgefäß soll ebenfalls in allgemeinster Form verstan den werden und nicht nur Behälter beliebigster Art, sondern auch Leitungen, Kanäle usw. einschließen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßwertgeber vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher be schrieben, in der eine Meßwertgebervorrichtung in Ansicht auf die Längsseite und teilweise geschnitten dargestellt ist.

Die dargestellte Meßwertgebervorrichtung enthält ein Gehäuse 2 mit einem Gehäusestutzen 4, mit dem die Meßwertgebervor richtung an einem nicht näher dargestellten Stutzen eines Reaktionsgefäßes anschließbar ist. Eine Überwurfmutter 6 dient zur Befestigung des Gehäusestutzens und damit der Meß wertgebervorrichtung an dem Stutzen eines Reaktionsgefäßes.

Im Gehäuse 2 ist ein Halter 8 verfahrbar gelagert, der zur Aufnahme einer Meßwertgebersonde 10 dient, die im vorliegen den Fall eine Glaselektrode ist. Der Halter 8 enthält einen Schaft 12, an dessen vorderem Ende ein durchbrochener Käfig 14 zur Aufnahme eines Meßkopfes 16 der Sonde 10 angeordnet ist. Das vordere Ende des Käfigs 14 bildet ein Schließglied 18, das als Zylinderpfropfen ausgestaltet ist. In der darge stellten Ruhestellung R verschließt das Schließglied 18 die Öffnung 20 des Gehäusestutzens 4 bündig. Ein in der Öffnung 20 angeordneter Dichtungsring 22 verhindert ein Eindringen des Mediums in die Öffnung 20 des Gehäusestutzens. Mit M ist der Käfig in ausgefahrener Stellung, d. h. in der Meßstel lung angedeutet, in der der Meßkopf 16 in das Medium eines Reaktionsgefäßes eintaucht.

In der dargestellten Ruhestellung R befinden sich der Käfig 14 des Halters 8 sowie der Meßkopf 16 in einer ersten Spül kammer 24 des Gehäuses 2, die mit einem Zulauf 26 und einem Ablauf 28 versehen ist. Weiter zurückliegend ist im Gehäuse 2 eine zweite Spülkammer 30 angeordnet, die ebenfalls einen Zulauf 32 und einen Ablauf 34 aufweist. Die Länge der Spül kammern 24, 30 ist jeweils größer als der Verschiebeweg der Sonde von der Ruhestellung R in die Meßstellung M. An dem Zulauf 34 ist eine Zuleitung 36 mit einem Absperrventil 38 angeordnet, durch die ein Spülmedium bzw. ein Sterilisierme dium zugeführt werden kann. Das Spülmedium bzw. das Sterili siermedium können verschiedene Medien sein, wobei das Spül medium auch eine Spülflüssigkeit sein kann. In beiden Fällen kann es sich aber auch um das gleiche Medium handeln, wie beispielsweise Heißdampf. Dabei kann der Heißdampf in ei ner ersten Phase als Spülmittel und in einer zweiten Phase als Sterilisiermittel dienen. Der Ablauf 28 der ersten Spül kammer 24 ist über eine Verbindungsleitung 40 und ein Absperr ventil 42 mit dem Zulauf 32 der zweiten Spülkammer 30 verbun den. Am Ablauf 28 der ersten Spülkammer 24 ist einerseits eine Spülableitung 44 angeschlossen, die ein Absperrventil 46 enthält. Andererseits ist an dem Ablauf 28 eine Kondensatab leitung 48 angeschlossen, die ein Absperrventil 50 und einen nachgeschalteten Kondensatabscheider 52 aufweist. Letzterer ist beispielsweise ein thermodynamischer Kondensatabscheider (Firma Sarco, Konstanz), der bei Erreichen eines bestimmten Druckes von beispielsweise 1,1 bar Überdruck den Kondensat abfluß ermöglicht. Nach Ablauf des Kondensates schließt das Ventil des Kondensatabscheiders wieder automatisch.

Zum Spülen wird die Sonde 10 zunächst in die Ruhestellung R zurückgefahren und dann nach Öffnen des Absperrventils 38 in der Zuleitung 36, des Absperrventils 42 in der Verbindungs leitung 40 und des Absperrventils 46 in der Spülableitung Spülmedium durch die erste und die zweite Spülkammer 24, 30 geschickt. Das Absperrventil 50 in der Kondensatableitung 48 ist in dieser Phase geschlossen. Als Spülmedium kann eine Spülflüssigkeit aber auch Heißdampf verwendet werden. Zum Sterilisieren wird durch die Zuleitung 36 Heißdampf zuge führt, wobei dann das Absperrventil 46 in der Spülableitung geschlossen und das Absperrventil 50 in der Kondensatablei tung geöffnet wird. Durch den zunächst geschlossenen Konden satabscheider baut sich ein Überdruck bei erhöhter Tempe ratur auf. Bei Überschreiten von 1,1 bar Überdruck und ei ner Temperatur von 121°C und/oder bei Ansammlung von Konden sat im Kondensatabscheider öffnet sich dieser, bis das Kon densat abgelaufen ist bzw. der gewünschte Überdruck bei der gewünschten Temperatur erreicht ist. Die Bedampfung wird so lange aufrecht erhalten, bis auch das Innere der Meßwert gebervorrichtung steril ist. Dann werden sämtliche Ventile 38, 42, 46, 50 geschlossen und die Heißdampfzufuhr abge stellt und die Meßwertgebervorrichtung ist steril und kann aus der Ruhestellung R in die Meßstellung M im Reaktionsge fäß eingefahren werden.

Der übrige Aufbau der Meßwertgebervorrichtung entspricht bekannten Ausbildungen, so weist die Meßwertgebervorrichtung beispielsweise einen Zylinder 54 auf, in dem ein als Kolben 56 ausgestalteter Teil des Halters zwischen zwei Endstellun gen verschiebbar ist, die der Ruhestellung R bzw. der Meß stellung M der Sonde entsprechen. Am Zylinder sind zwei An schlußstutzen 58, 60 für die Zuleitung bzw. Ableitung von Druckmedium wie beispielsweise Druckluft oder Hydrauliköl zum Betätigen des Kolbens 56 angeordnet. Das Druckmedium hält den Kolben und damit den Halter in den jeweiligen Stellungen fest. Anstelle der Betätigung des Halters mittels Druckmittel kann dieser auch mechanisch von Hand betätigt werden, wobei entsprechende bekannte Rastvorrichtungen vorgesehen sein kön nen, um den Halter in der jeweiligen Meß- bzw. Ruhestellung festzuhalten.

Bezugszeichenliste

2 Gehäuse
4 Gehäusestutzen
6 Überwurfmutter
8 Halter
10 Meßwertgebersonde
12 Schaft
14 Käfig
16 Meßkopf
18 Schließglied
20 Öffnung
22 Dichtungsring
24 erste Spülkammer
26 Zulauf von 24
28 Ablauf von 24
30 zweite Spülkammer
32 Zulauf von 30
34 Ablauf von 30
36 Zuleitung
38 Absperrventil
40 Verbindungsleitung
42 Absperrventil
44 Spülableitung
46 Absperrventil
48 Kondensatableitung
50 Absperrventil
52 Kondensatabscheider
54 Zylinder
56 Kolben
58 Anschlußstutzen
60 Anschlußstutzen

Claims

1. Meßwertgebervorrichtung, mit einem Gehhäuse (2) mit einem an einem Stutzen eines ein Medium enthaltenden Reaktionsgefäßes anschließbaren Gehäusestutzen (4), wobei im Gehäuse (2) ein Halter (8) mit einer Meßwertgebersonde (10) von einer über den Ge häusestutzen (4) vorstehenden Meßstellung (M), in der der Meßkopf (16) der Sonde (10) von einem durchbrochenen Kä fig (14) umgeben und vom Medium beaufschlagbar ist, in eine zurückliegende Ruhestellung (R) im Gehäuse (2) axial ein- und ausfahrbar und verrrie gelbar ist, wobei in der Ruhestellung (R) die Öffnung (20) des Gehäusestutzens (4) mittels eines Schließgliedes (18) nach außen verschlossen ist, und in der sich der vordere, dem Reaktionsgefäß zugewandte Teil des Halters (8) mit dem Meßkopf (16) der Sonde (10) in einer ersten Spülkammer (24) des Gehäuses (2) be findet, die einen ersten Zulauf (26) und einen ersten Ablauf (28) auf weist, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil des Halters (8) als durchbrochener Käfig (14) ausgebildet ist und an seinem vorderen Ende das Schließglied (18) fest angeordnet enthält, und daß der Spülkammer (24) im Ge häuse (2) eine zweite, vom Reaktionsgefäß weiter entfernte Spülkammer (30) mit einem zweiten Zulauf (32) und einem zweiten Ablauf (34) zugeordnet ist.

2. Meßwertgebervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schließglied (18) zylindrisch ausge bildet ist und in Ruhestellung (R) der Sonde (10) in die zylindrisch ausgebildete und mit einem Dichtungsring (22) ausgestattete Öffnung (20) des Gehäusestutzens (4) ein greift.

3. Meßwertgebervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schließglied (18) in Ruhestellung (R) der Sonde (10) bündig mit der vorderen Stirnseite des Ge häusestutzens (4) ist.

4. Meßwertgebervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jeder Spülkam mer (24, 30) größer ist als die Länge des Verfahrweges des Halters (8) zwischen der Ruhestellung (R) und der Meß stellung (M).

5. Meßwertgebervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ablauf (34) der zwei ten Spülkammer (30) mittels einer Verbindungsleitung (40) mit dem ersten Zulauf (26) der ersten Spülkammer (24) verbunden ist.

6. Meßwertgebervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (40) ein Absperrventil (42) enthält.

7. Meßwertgebervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Ablauf (28) der ersten Spülkammer (24) einerseits eine ein Absperrventil (46) ent haltende Spülableitung (44) und andererseits eine ein Ab sperrventil (46) sowie einen nachgeschalteten Kondensat abscheider (52) enthaltende Kondensatableitung (48) ange schlossen sind.