DE7815825U1

DE7815825U1 - Haltevorrichtung fur eine Abgasronr-MeBsonde

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Publication number: DE7815825U1
Application number: DE7815825U
Authority: DE
Original assignee: HAGEMANN UWE 3220 ALFELD
Current assignee: HAGEMANN UWE 3220 ALFELD
Priority date: 1978-05-26
Publication date: 1979-06-07

Description

DIPL-ING. HORST ROSE D,iRL.-;iNG..FE.TER; KOSEL PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandershelm, 23. März 1979

Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

' Telegramm-Aclfesso: Siedpatent Badganderehelm

Unsere Akten-Nr. 2917/ 2

G 78 15 825.5
Uwe HAGEMANN

Uwe HAGEMANN
Gustav-Stoltze-Straße 2

3220 AIfeld (Leine)

Haltevorrichtung für eine Abgasrohr-Meßsonde

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine durch eine Meßbohrung in ein Abgasrohr einführbare Meßsonde.

Gemäß gesetzlichen Bestimmungen sind periodisch im Rauchgasstrom von bestimmten Feuerungsanlagen z.B. die Temperatur der Rauchgase, der Kohlendioxidgehalt und die Rußzahl zu messen. Diese Messungen sind im Verbindungsstück bzw. in dem Abgasrohr zwischen der Feuerstätte und dem Schornstein hinter dem wärmeaustauscher im Kern des Rauchgasstromes durchzuführen. Dazu muß zunächst innerhalb des Rauchgasstromes die Kernströmung aufgefunden werden. Das Zentrum dieser Kernströmung weist die höchste Temperatur in der Querschnittsfläche des Gasrohres auf. Rauchgasproben zur Bestimmung des Kohlendioxid- _; gehalts und der Rußzahl der Rauchgase sind rechtwinklig zum | Rauchgasstrom und vorzugsweise aus dem Zentrum der Kernströmung " zu entnehmen. Für jede dieser Messungen muß eine spezielle Meßsonde durch die Meßbohrung in das Abgasrohr eingeführt werden. Als Haltevorrichtung für diese Meßsonden dient bisher ein verhältnismäßig kurzes Rohrstüok, das an einem Ende mit einem leicht konischen Außengewinde versehen ist. Die Be

Bankkonto : Norddeutsche LandesDBiaR, Fflfela&ad äandershetn^ Klo.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover 66715

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dienungsperson schraubt dieses Rohrstück mit dem Gewinde von Hand in die Meßbohrung des Abgasrohres ein. Dabei schneidet sich das Rohrstück sein Haltegewinde in der Meßbohrung selbst. Anschließend wird die jeweilige Meßsonde durch das Rohrstück hindurch in den Innenraum des Abgasrohres eingeführt und mittels einer Stellschraube festgelegt. Nachreilig ist hierbei, daß eine genaue Positionierung des Rohrstückes relativ zu dem Abgasrohr entweder überhaupt nicht oder nur sehr schwer zu erreichen ist. Es kommt nämlich darauf an, daß die jeweilige Sonde möglichst genau rechtwinklig zur Längsachse des Abgasrohres verläuft. Selbst wenn dies mit verhältnismäßig großer Mühe der Bedienungsperson anfänglich gelingen sollte, so stellt doch jede Meßsonde einen verhältnismäßig langen Hebelarm dar, über den im Meßbetrieb Drehmomente in das Rohrstück und seine Verschraubung mit dem Abgasrohr eingeleitet werden. Diese Drehmomente führen in der Praxis häufig zu Lockerungen des Rohrstücks in dem Abgasrohr. Dadurch ändert die Meßsonde ihre Lage in äußerst ungünstiger _: Weise, wodurch die Meßwerte verfälscht werden. Besonders erschwerend wirkt hierbei, daß die Meßstelle an dem Abgasrohr in ; vielen Fällen nur schwer erreichbar ist, weil sie z.B. verhältnismäßig hoch angeordnet ist. Hinzu kommen die Verbindungsschläuche oder Verbindungskabel von der jeweiligen Meßsonde zum Meßgerät, die ebenfalls Kräfte und Bewegungen in das als Haltevorrichtung dienende Rohrstück und seine konische Verschraubung mit dem Abgasrohr einleiten. Besonders nachteilig wirken sich diese Schwierigkeiten dann aus, wenn das Abgasrohr z.B. bei Gasfeuerstätten aus Aluminiumblech besteht. Aluminiumblech ist verhältnismäßig weich und umso weniger in der Lage, dem Gewinderohrstück zur Halterung der Meßsonde einen ausreichend festen Sitz zu bieten. In der Praxis reißen gerade bei Abgasrohren aus Aluminiumblech diese als Halterung dienenden Rohrstücke ver- ; hältnismäßig häufig aus. Dadurch leiden in allen Fällen die J Qualität und die Geschwindigkeit des Meßvorgangs.· '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte : ί Haltevorrichtung für die Meßsonde zu schaffen und insbesondere

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mit der Meßsonde das Zentrum der Kernströmimg des Rauchgasstromes aufzufinden.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an dem Abgasrohr eine Sockelplatte festlegbar ist, daß an der Sockelplatte ein die Meßsonde in einer Durchgangsbohrung aufnehmendes Führungsstück axial bewegbar und über einen Dichtkörper gasdicht an den Rand der Meßbohrung anpreßbar gelagert ist, und daß das Führungsstück mit einem an der Sockelplatte angelenkten Gelenkstück verbunden ist. Bei für alle Messungen an dem Abgasrohr festgelegter Sockelplatte gestattet das Gelenkstück eine gelenkige Bewegung der ein geeignetes Temperaturmeßgerät enthaltenden Meßsonde durch den Innenraum des Abgasrohres. Zweckmäßigerweise wird ein Temperaturmeßgerät verwendet, das eine punktförmige Temperaturmessung gestattet. Dies ermöglichen z.B. Thermoelemente. Zum Aufsuchen des Zentrums der Kernströmung mit seiner Höchsttemperatur läßt sich die Meßsonde einerseits in axialer Richtung relativ zu dem Führungsstück und andererseits dank des Gelenkstücks universell bewegen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Gelenkstück um eine parallel zu einer Längsachse des Abgasrohres verlaufende Achse schwenkbar. Damit ist die Meßsonde in einer Querebene des Abgasrohres schwenkbar, so daß während des Meßvorgangs nicht mehr darauf geachtet zu werden braucht, daß sich die Längsachse der Meßsonde in der erforderlichen Weise in einer zu der Längsachse des Abgasrohres rechtwinkligen Ebene befindet. Dies ist automatisch gewährleistet.

Nach einer weiteren Aus führungs form der Erfindung sind gegen-! überliegende Schwenkzapfen des Gelenkstücks jeweils in einem Langloch der Sockelplatte geführt. So ergibt sich !

eine sichere Führung und Abstützung des Gelenkstücks an der Sockelplatte.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Langlöcher zumindest annähernd in einer zu der Längsachse des Abgasrohres parallelen Ebene. Die Langlöcher sind dann besonders einfach herzustellen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ragt einer der Schwenkzapfen aus dem zugeordneten Langloch mit einem eine Feststellmutter tragenden Gewindeende aus. Dies gestattet die Festlegung der Meßsonde in derjenigen Schwenkstellung, in der das Zentrum der Kernströmung aufgefunden wurde. So können nach der Temperaturmessung auch alle sonstigen, Messungen in dieser vorgeschriebenen günstigsten Stellung durchgeführt werden, ohne daß die Bedienungsperson vor jedem weiteren Meßvorgang erneut das Zentrum der Kernströmung bestimmen muß.

Der Funktionssicherheit dient es, wenn erfindungsgemäß das Gelenkstück in einer Durchbrechung der Sockelplatte geführt ist.

Zur Vermeidung einer Beschädigung der Meßsonde durch den Rand der Meßbohrung ist erfindungsgemäß das Gelenkstück mit Anschlagflächen zur Begrenzung seiner Schwenkbewegung versehen. Erfindungsgemäß können die Anschlagflächen mit Stützflächen an der Sockelplatte zusammenwirken. Diese Konstruktion ist besonders einfach und funktionssicher.

Eine besonders gute Dichtung zwischen dem Dichtkörper und dem Rand der Meßbohrung ergibt sich, wenn erfindungsgemäß ein mit dem Rand der MeßbOhrung in Dicht berührung tretender Bereich des Dichtkörpers kugelförmig ausgebildet ist.

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Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungebeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Abgasrohr mit Haltevorrichtung und Meßsonde,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein Abgasrohr mit Kernströmung,

Flg. 3 einen Teil der Haltevorrichtung gemäß Fig. 1 In perspektivischer Darstellung,

Fig. 4, 5 und 6 Ansichten einer Sockelplatte der Haltevorrichtung,

Fig. 7, 8 und 9 Ansichten eines Gelenkstücks der Haltevorrichtung und

Fig. 10 einen teilweisen Querschnitt durch ein Abgasrohr mit einer anderen Haltevorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Abgasrohr 10 mit einer zylindrischen Meßbohrung 11 versehen, mit deren Rand 13 ein hohlkegelstumpfförmig ausgebildeter Dichtkörper 15 eines Fünrungsstücks 17 in Dichtberührung steht. Das Führungsstück 17 weist eine Durchgangsbohrung 19 (Fig. 10) auf, in der mit Schiebesitz eine Meßsonde 20 angeordnet ist.

Auf ein Außengewinde am oberen Ende des FtihrungsStücks 17 ist ein Anschlagring 21 aufgeschraubt. Durch den Anschlagring 21 und den oberen Hals des Ftihrungs Stücks 17 hindurch ist eine Klemmschraube 23 zur Festlegung der Meßsonde 20 relativ zu dem Führungsstück 17 geschraubt.

Im Bereich der Meßbohrung 11 ist außen auf das Abgasrohr 10 mittels Stützkufen 25 und 26 eine Sockelplatte 27 aufgesetzt. An gegenüberliegenden Seitenflächen 29 und 30 der Sockelplatte 27 sind mittels Schrauben 31 Enden eines mit einem SchnellverSchluß 35 versehenen Spannbandes 37 befestigt.

Eine Lagerbuchse 40 weist ein Gewindeende 41 auf. In einer Bohrung 45 der Lagerbuchse 40 ist unten ein zylindrischer Fortsatz 47 des Dichtkörpers 15 in radialer Richtung geführt. Am oberen Ende der Lagerbuchse 40 befindet sich eine nach innen gerichtete Schulter 49, die das Führungsstück 17 in radialer Richtung führt.

In dem Raum zwischen dem Führungsstück 17 und der Bohrung 45 ist eine unter Vorspannung stehende Druckfeder 50 angeordnet, die sich einerseits an der Schulter 49 und andererseits an dem zylindrischen Fortsatz 47 abstützt. Die Druckfeder 50 preßt auf diese Weise den Dichtkörper 15 in Dichtberührung mit dem Rand 13 der Meßbohrung 11.

Das Gewindeende 41 ist in eine Gewindebohrung 65 (Fig. 3) eines Gelenkstücks 66 eingeschraubt. Das Gelenkstück 66 ist mi'; seitlichen Schwenkzapfen 67 und 68 (Fig. 9) in Langlöchern 69 und 70 (Fig.,6) der Sockelplatte 27 geführt. Das Gelenkstück 66 ist ferner in einer Ausnehmung 71 der Sockelplatte 27 seitlich geführt. Das Gelenkstück 66 weist Anschlagflächen 72 und 73 zur Begrenzung seiner Schwenkbewegung auf. Die Anschlagflächen 72, 73 wirken dabei mit Stützflächen 74 und an der Sockelplatte 27 zusammen und gestatten der Meßsonde einen in Fig. 1 eingetragenen Schwenkwinkel 76. Dadurch wird verhindert, daß der aus dem Dichtkörper 15 herausragende Teil der Meßsonde 20 an dem Rand 13 der Meßbohrung 11 beschädigt wird.

Dennoch ist der Schwenkwinkel 76 ausreichend, um in jedem Fall - ggf. mit überlagerter Axialbewegung der Sonde 20 ·· ein Zentrum 77 einer Kernströmung 78 der Rauchgase in dem Abgasrohr 10 aufzufinden.

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Aus Pig. 2 geht hervor, daß das Zentrum 77 der Kernströmung 78 keineswegs stets mit einer Längsachse 79 den Abgasrohres 10 zusammenfällt. Vielmehr bildet sich in der Regel die Kernströmung gemäß Fig. 2 wellig aus, so daß die Bedienungsperson in dem die Meßbohrung 11 enthaltenden Querschnitt des Abgasrohres 10 das Zentrum 77 suchen muß. Dies geht wie folgt vor sich:

Zunächst wird der Dichtkörper 15 in die Meßbohrung 11 eingesetzt, das Spannband 37 mittels des Schnellverschlusses 35 geschlossen und auf diese Weise die Sockelplatte 27 gegenüber dem Abgasrohr 10 festgelegt. Dabei verschiebt sich das FUhrungsstück 17 gegen die Kraft der Druckfeder 50 relativ zu der Lagerbuchse 40. Danach wird die Meßsonde 20 durch die Durchgangsbohrung 19 hindurch in den Innenraum des Abgasrohres 10 eingeführt. In diesem Stadium ist die Meßsonde 20 mit einem Thermoelement versehen, das eine punktförmige Temperaturmessung gestattet. Die Meßsonde 20 wird in axialer Richtung relativ zu dem Führungsstück 17 so lange bewegt und ggf. zusätzlich so lange durch Schwenkung des Gelenkstücks 66 relativ zu der Sockelplatte 27 so lange geschwenkt, bis die heißeste Stelle, nämlich das Zentrum 77 der Kernströmung 78, gefunden ist.

In dieser Meßstellung wird die Meßsonde zum einen durch Anziehen der Klemmschraube 23 und zum anderen durch Anziehen einer Feststellmutter 80 (Fig. 3) festgelegt. Die Feststellmutter 80 sitzt auf einem Gewindefortsatz 81 (Fig. 9) des Schwenkzapfens 68 und wirkt mit einer Außenfläche 82 der Sockelplatte 27 zusammen.

Wenn in der vorbeschriebenen Meßstellung die Temperatur der Rauchgase im Zentrum 77 der Kernströmung 78 gemessen worden ist, wird die Klemmschraube 23 gelöst und die Sonde 20 aus der Haltevorrichtung entfernt. Stattdessen wird eine andere, in der Zeichnung nicht dargestellte Meßsonde 1 schnell und leicht bis zu dem Zentrum 77 durch die Haltevorrichtung hindurch eingeführt. Dies kann z.B. durch eine. Skala auf der · Meßsonde erleichtert werden, die oberhalb des Anschlagringes

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21 abgelesen wird. Mit dieser weiteren Meßsonde kann z.B. eine Rauchgasprobe aus dem Zentrum 77 entnommen werden.

In Fig. 3 ist zur Verdeutlichung der Darstellung die Lagerbuchse 40 samt FührungsstUck 17 und Meßsonde 20 fortgelassen.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen die Sockelplatte 27 in ihren verschiedenen Ansichten.

> Die Fig. 7| 8 und 9 stellen verschiedene Ansichten des Gelenkstückes 66 dar. In Fig. 7 ist ein Winkel 83 eingetragen, den die Anschlagflächen 72 und 73 jeweils mit der Waagerechten einschließen.

Fig. 9 verdeutlicht, daß Längsachsen der Schwenkzapfen und 68 eine Achse 84 definieren, um die das Gelenkstück schwenkbar ist.

In Fig» 10 ist zur Verdeutlichung nur ein Teil der Haltevorrichtung dargestellt. Das Führungsstück 17 weist am wrteren Ende des zylindrischen Fortsatzes 47 einen kugelförmig ausgebildeten Dichtkörper 85 auf, der mit dem Rand der Meßbohrung 11 in jeder Schwenkstellung des Führungsstückes 17 gut dichtend zusammenwirkt.

Entsprechend der Hauptanmeldung P 28 05 355.6 kann in die Gewindebohrung 65 anstelle der Lagerbuchse 40 auch eine in den Zeichnungen nicht weiter dargestellte Bohrbuchse oder unmittelbar ein Führungsstück eingeschraubt werden.

Patentanwälte Dlpl.-Ing. Horst Rose DipUng. Peter Kose!

Claims

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1. Haltevorrichtung für eine durch eine Meßbohrung in ein Abgasrohr einführbare Meßsonde, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Abgasrohr (10) eine Sockelplatte (27) festlegbar ist, daß an der Sockelplatte (27) ein die Meßsonde (20) in einer Durchgangsbohrung (19) aufnehmendes Führungsstück (17) axial bewegbar und über einen Dichtkörper (15) gasdicht an den Rand (13) der Meßbohrung (11) anpreßbar gelagert ist, und daß das Führungsstück (17) mit einem an der Sockelplatte (27) angelenkten Gelenkstück (66) verbunden ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkstück (66) um eine parallel zu einer Längsachse (79) des Abgasrohres (10) verlaufende Achse (84) schwenkbar ist.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegende Schwenkzapfen (67,68) des Gelenkstücks (66) jeweils in einem Langloch (69,70) der Sockelplatte (27) geführt sind.

4. Haltevorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß sich die Langlöcher (69,70) zumindest annähernd in einer zu der Längsachse (79) des Abgasrohres (10) parallelen Ebene erstrecken.

Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filrale-Bad Garidershelrrr.-Ktp.-Nr. 22.118.970 · Postscheckkonto: Hannover66715 PK/HU

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5. Haltevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schwenkzapfen (68) aus dem zugeordneten Langloch (70) mit einem eine Feststellungsmutter (80) tragenden Gewindefortsatz (81) herausragt.

6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkstück (66) in einer Ausnehmung (71) der Sockelplatte (27) geführt ist.

7· Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkstück (66) mit Anschlagflächen (72,73) zur Begrenzung seiner Schwenkbewegung versehen ist.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (72,73) mit Stützflächen (74,75) an der Sockelplatte (27) zusammenwirken.

9. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Rand (13) der Meßbohrung (11) in Dichtberührung tretender Bereich des Dichtkörpers (85) kugelförmig ausgebildet ist.

Patentanwälte Dlpl.-Ing. Horst Rose DipUng. Peter Kosel