DE4420246C1

DE4420246C1 - Probenahmeventil

Info

Publication number: DE4420246C1
Application number: DE19944420246
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Strang; Peter Dipl Ing Schwarzmaier; Helmut Dipl Ing Stadler
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Vinnolit Monomer GmbH and Co KG
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2014-06-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es erlaubt, aus einem aggressiven und/oder toxischen, flüssigen oder vorzugsweise gasförmigen Medium Proben zu entnehmen. Solche Vorrichtungen eignen sich für die Verfolgung von chemischen Reaktionen in Apparaturen, die wegen der Art der Ausgangsmaterialien, der Zwischen- oder Endprodukte hermetisch abgeschlossen sein müssen. An die Dichtigkeit dieser Apparaturen werden somit hohe Anforderungen gestellt, vor allem dann, wenn Bestandteile des Mediums, von dem Proben zu ziehen sind, die Apparatur mechanisch und/oder chemisch angreifen können.

Aus dem DE-GM 76 27 309 ist ein Probenahmeventil für Behälter oder Rohrleitungen bekannt, bestehend aus einem Ventilkörper mit einer zentralen Bohrung, die mit einem Austragsstutzen in Verbindung steht, einer in der zentralen Bohrung axial bewegbaren Spindel, die produktseitig eine kegelige Sitzfläche besitzt, sowie aus Mitteln zur Befestigung an einem Stutzen des Behälters oder der Rohrleitung und einem Betätigungsorgan für die Spindel, wobei in der Wand des Ventilkörpers ein oder mehrere Hohlräume gebildet sind, die einerseits nahe der kegeligen Sitzfläche der Spindel in die zentrale Bohrung des Ventilkörpers münden und andererseits mit einer Zuleitung zum Anschluß an eine Spülleitung verbunden sind. Ein solches Probenahmeventil ist jedoch für die obengenannten aggressiven und/oder toxischen Medien nicht geeignet, vor allem nicht für solche Medien, die Feststoffe wie Koks abscheiden können.

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Probenahmeventil zur Verfügung zu stellen, mit dem auch aus einem aggressiven und/oder toxischen fluiden Medium, das Bestandteile enthalten kann, die die Apparatur mechanisch und/oder chemisch angreifen können, Proben zu entnehmen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Probenahmeventil mit einem rohrförmigen Ventilgehäuse 1, in das jeweils seitlich ein Probeentnahmestutzen 2, eine Gaszuführung 3 mit einem Einlaßventil 4 und eine Gasabführung 5 mit einem Auslaßventil 6 einmündet und das an eine in einer Behälter- oder Rohrwand angeordnete Probeentnahmeöffnung abdeckend mit einer Stirnseite an diesem Behälter 14 oder Rohr 14 dicht angebracht werden kann und eine zentrale Bohrung umfaßt, in der ein axial verschiebbarer Kolben 7 dichtend geführt ist, der an dem dem Behälter oder Rohr 14 zugewandten Ende einen Kolbenkopf 10 aufweist, der an seiner dem Ventilgehäuse 1 zugewandten Seite über eine konisch ausgestaltete Dichtfläche verfügt, die in Schließstellung des Probenahmeventils so gegen eine Kante 11 der den Kolben führenden zentralen Bohrung des Ventilgehäuses 1 drückt, daß eine Liniendichtung entsteht, wobei der Kolben 7 in dem Bereich zwischen der ihn umgebenden Abdichtung 28 und dem Kolbenkopf 10 eine Querbohrung 9 aufweist, die mit einer Längsbohrung 8 in dem Kolben in Verbindung steht, die den Abfluß des zu entnehmenden Mediums in den auf der anderen Seite der Abdichtung 28 liegenden Probenahmestutzen 2 erlaubt und die über die Querbohrung 9 und die Verbindung 12 mit der in dem Bereich zwischen der Probeentnahmeöffnung und der Abdichtung 28 angeordneten Gaszuführung 3 verbunden ist, so daß letztere stets mit der auf der anderen Seite der Abdichtung 28 ins Ventilgehäuse 1 einmündenden Gasabführung 5 und dem Probenahmestutzen 2 in Verbindung steht.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden näher erläutert.

Das Ventilgehäuse 1 besteht vorteilhaft aus mehreren Teilen:

Ein vorderes Rohr 13 ist mit dem Behälter (Rohr) 14, in dem das zu entnehmende Medium sich befindet, fest, also beispielsweise verschweißt, oder lösbar verbunden, also beispielsweise durch ein Gewinde. Der dem Behälter 14 oder Rohr 14 abgewandte Teil des Rohrs 13 ist als Flansch 15 ausgestaltet. Dieser Flansch 15 ist zweckmäßig so ausgestaltet, daß die Gaszuführung 3 als daran angepaßter Zwischenflansch 16 geformt ist, der seinerseits an einen weiteren Flansch 17 angepaßt ist, der mit dem hinteren Teil 18 des Ventilgehäuses 1 verbunden ist, welcher den Probenahmestutzen 2 und die Gasabführung 5 trägt. Die Flanschverbindungen 15, 16 und 17 sind durch geeignete Dichtelemente 19 abzudichten.

Der die Dichtkante 11 ausbildende Teil des Ventilgehäuses 1 ist zweckmäßig als Ventilsitzbuchse 20 ausgestaltet. Diese Ausführungsform der Erfindung erlaubt eine Demontage und gegebenenfalls Reparatur dieses Werkstücks.

Die Verbindung 12 zwischen Gaszuführung 3 und Querbohrung 9 ist zweckmäßig so ausgestaltet, daß zwischen Kolben 7 und Ventilsitzbuchse 20 ein Ringspalt bleibt.

Diese vordere Querbohrung 9 erlaubt in der Arbeitsstellung, in der das zu bestimmende Medium entnommen wird, einen leichten Übertritt des Mediums aus dem Behälter 14 über eine hintere Querbohrung 21 in den Probenahmestutzen 2. In dieser Arbeitsstellung sind die beiden Ventile 4 und 6 geschlossen und der Kolben 7 gegen die Atmosphäre mit einer hinteren Dichtung abgedichtet.

Auf der dem Kolbenkopf 10 gegenüberliegenden Seite des Behälters 14 kann eine Wartungsöffnung 23, gegebenenfalls mit einem Stutzen 24, vorgesehen sein, um die Wartung und Demontage der Vorrichtung zu erleichtern.

Der Kolben 7 wird durch an sich bekannte Mittel zwischen seiner Arbeits- und Ruhestellung bewegt. Diese Bewegung kann mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch erfolgen, im einfachsten Fall durch ein Handrad 25 über ein Gestänge 26 mit einem Gewinde, wobei in dem Falle, wenn der Behälter 14 einen runden Querschnitt hat und der Kolbenkopf 10 daran angepaßt ist, als Verdrehsicherung eine Radialführung 27 vorgesehen sein kann.

Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit ihren bevorzugten Ausgestaltungen, wobei der Kolben 7 in Ruhestellung ist. Der Kolbenkopf 10 ist in Ruhestellung 10a gezeichnet und in Arbeitsstellung 10b angedeutet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich beispielsweise zur Entnahme von Proben aus dem Reaktionsgemisch bei der thermischen Spaltung von 1,2-Dichlorethan zu Vinylchlorid. Dieses Gasgemisch besteht im wesentlichen aus den Spaltprodukten Vinylchlorid und Chlorwasserstoff, nicht umgesetztem 1,2-Dichlorethan und Nebenprodukten, darunter elementarer Kohlenstoff, der sich in Form von Koks am Kolbenkopf 10 absetzen und in die erfindungsgemäße Vorrichtung eindringen kann. Dieses Reaktionsgemisch hat eine Temperatur in der Größenordnung von 450°C. Vinylchlorid ist bekanntermaßen toxisch und Chlorwasserstoff in Gegenwart von nie auszuschließenden Feuchtigkeitsspuren korrosiv. Von diesem aggressiven Medium können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zuverlässig Gasproben entnommen werden, beispielsweise beim Anfahren der Reaktion oder im laufenden Betrieb.

Vor einer Probeentnahme wird zweckmäßig die ganze Apparatur inklusive Probeentnahmestutzen 2 mit Inertgas, beispielsweise Stickstoff, gespült. Dieses Inertgas tritt über das Einlaßventil 4, die Gaszuführung 3, den Ringspalt 12 und die vordere Querbohrung 9 in die Längsbohrung 8 und über die hintere Querbohrung 21 in den Probeentnahmestutzen 2 und in die Gasauslaßvorrichtung 5. Um diese Zwangsführung des Gases zu erreichen, ist der Kolben 7 mit der Führung 1 durch eine Dichtung 28 abgedichtet. Zur Entnahme der Probe wird dann der Kolben 7 in die Arbeitsstellung gebracht und das zu messende Medium entnommen, wobei dieses über die vordere Querbohrung 9 und die Längsbohrung 8 in den Probeentnahmestutzen 2 gelangt. Nach Abschluß der Messung wird der Kolben 7 wieder in die Ruhestellung gebracht, worauf erneut eine Spülung mit Inertgas erfolgen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt eine robuste und wartungsfreundliche Einrichtung dar, mit der einfach und zuverlässig aus schwierig zu beherrschenden Medien Proben gezogen werden können.

Claims

1. Probenahmeventil mit einem rohrförmigen Ventilgehäuse (1), in das jeweils seitlich ein Probeentnahmestutzen (2), eine Gaszuführung (3) mit einem Einlaßventil (4) und eine Gasabführung (5) mit einem Auslaßventil (6) einmündet und das an eine in einer Behälter- oder Rohrwand angeordnete Probeentnahmeöffnung abdeckend mit einer Stirnseite an diesem Behälter (14) oder Rohr (14) dicht angebracht werden kann und eine zentrale Bohrung umfaßt, in der ein axial verschiebbarer Kolben (7) dichtend geführt ist, der an dem dem Behälter oder Rohr (14) zugewandten Ende einen Kolbenkopf (10) aufweist, der an seiner dem Ventilgehäuse (1) zugewandten Seite über eine konisch ausgestaltete Dichtfläche verfügt, die in Schließstellung des Probenahmeventils so gegen eine Kante (11) der den Kolben führenden zentralen Bohrung des Ventilgehäuses (1) drückt, daß eine Liniendichtung entsteht, wobei der Kolben (7) in dem Bereich zwischen der ihn umgebenden Abdichtung (28) und dem Kolbenkopf (10) eine Querbohrung (9) aufweist, die mit einer Längsbohrung (8) in dem Kolben in Verbindung steht, die den Abfluß des zu entnehmenden Mediums in den auf der anderen Seite der Abdichtung (28) liegenden Probenahmestutzen (2) erlaubt und die über die Querbohrung (9) und die Verbindung (12) mit der in dem Bereich zwischen der Probeentnahmeöffnung und der Abdichtung (28) angeordneten Gaszuführung (3) verbunden ist, so daß letztere stets mit der auf der anderen Seite der Abdichtung (28) ins Ventilgehäuse (1) einmündenden Gasabführung (5) und dem Probenahmestutzen (2) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) aus mehreren Teilen besteht, wobei ein vorderes Rohr (13) mit dem Behälter oder Rohr (14), in dem das zu entnehmende Medium sich befindet, fest oder lösbar verbunden ist, der dem Behälter (14) abgewandte Teil des Rohrs (13) als Flansch (15) so ausgestaltet ist, daß die Gaszuführung (3) als daran angepaßter Zwischenflansch (16) geformt ist, der seinerseits an einen weiteren Flansch (17) angepaßt ist, der mit dem hinteren Teil (18) des Ventilgehäuses (1) verbunden ist, welcher den Probenahmestutzen (2) und die Gasabführung (5) trägt, wobei die Flanschverbindungen (15, 16, 17) durch geeignete Dichtelemente (19) abzudichten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dichtkante (11) ausbildende Teil des Ventilgehäuses (1) als Ventilsitzbuchse (20) ausgestaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (12) zwischen Gaszuführung (3) und Querbohrung (9) so ausgestaltet ist, daß zwischen Kolben (7) und Ventilsitzbuchse (20) ein Ringspalt bleibt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem Kolbenkopf (10) gegenüberliegenden Seite des Behälters oder Rohres (14) eine Wartungsöffnung (23), gegebenenfalls mit einem Stutzen (24), vorgesehen ist.

6. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Entnahme von flüssigen oder gasförmigen Proben.

7. Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Entnahme von flüssigen oder gasförmigen Proben aggressiver und/oder toxischer Medien.