DE7935470U1 - Vorrichtung zum Entnehmen einer heißen Gasprobe aus einer Kammer und zum Zuführen der Probe zu einem Analysenmeßgerät - Google Patents

Description

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Beschreibung}

Vorrichtung zum Entnehmen einer heiosen Oasprobe aus einer Kammer rind zum Zufuhren der Probe zu einem Analysenmessgerät«

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entnehmen einer heissen Gasprobe aus einer Kammer und zum Zuführen der Probe zu einem Analysenmessgerät; Insbesondere zur Überwachung des in der Kammerluft vorhandenen Gehalts an organischen Lösungsmitteln oder dergleichen Stoffen, die bei Erreichen einer bestimmten Konzentration explosionsgefährlich oder sonstwie schädlich sind, mit einer Entnahme sonde, die durch eine Kamme rwandöffnung in die Kammer einführbar ist und ausserhalb der Kammer mit dem Analysenmessgerät verbunden ist, das einer Gasfilter und einen Detektor aufweist, wobei eine Saugpumpe zum Ansaugen der Probe durch die Sonde zum Analysenmess^erät und in Strömungsrichtung vor dem Analysenmessgerät ein Heizmantel vorgesehen sind.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits bekannt. Dabei ist das ausserhalb der Kammer befindliche hintere Sondenende über eir flexible Leitung mit dem Analysenmessgerät verbunden, das miE destens 5 bis zu 30 m entfernt von der Stelle angeordnet ist,

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an der die Entnahmesonde durch die Kammerwand geführt 1st. Gabel umgibt der Heizmantel den Verblndungssehlaueh zwischen der Sonde und dem Analyeenaefisgerät«

Sei dieser bekannten Ausbildung ist es van Nachteil, dass trotz des Helziaantels eine Abkühlung der öasprobe auf dem Wege von der Kammer zum Analysenmessgerät nicht verhindert werden kann, so dass aus der Probe solche Stoffe kondensieren, mit denen die Luft in der Kammer gesättigt oder nahezu gesättigt ist« Diese vor dem Erreichen des Analysenmessgerätε erfolgende Kondensation führt dazu, dass die Messergebnisse nicht mit den tatsächlichen Verhältnissen in der Kammer übereinstimmen, so dass gegebenenfalls eine bestehende Explosionsgefahr nicht registriert und damit berücksichtigt wird« Ferner kann die Kondensatabscheidung sogar zu einem Verstopfen des Strömungsquerschnitts für die Gasprobe führen, so dass die Messungen ganz ausfallen. Diesen Gefahren kann der Heizmantel, mit dem die Verbindungsleitung versehen ist, nur in begrenztem Maße entgegenwirken. Bereits im Bereich der Kammerwanddurchführung findet eine erste Temperatursenkung der Gasprobe statt. Insbesondere aber bilden die Verschraubungen zum Anschluss der Verbindungsleitung einerseits an die Entnahmesonde und andererseits an das Analysenmessgerät kalte Stellen, an denen eine erhöhte Kondensationsgefahr besteht. Das gilt insbesondere, wenn die Temperatur in der Kammer und damit der Gasprobe hoch ist und 250 ⁰C oder mehr beträgt, wobei ein Temperaturabfall an den kalten Stellen um etwa 80 ⁰C festgestellt wurde. Unter solchen Verhältnissen ist mit einer starken Kondensation von hochsiedenden Komponenten aus der Probe zu rechnen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Ausbildung liegt in der zeitlichen Verzögerung, mit der das Analysenmessgerät in der Kammer auftretende Konzentrationsänderungen registriert. Bei einem üblichen Durchsatz der Saugpumpe von 3 l/min und einem Innendurchmesser der Verbindungsleitung zwischen der Entnahme-

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sonde und dem Analysenmessgerät von 4 ma ergibt sich eine Retentlonsaeit von etwa 2,4 see/m Verbindungsleitung.· 1st die Verbindungeleitung beispielsweise 15 a lang, so ergibt sieh daraus bereits eine Messverzögerung von % see, was Im Rahmen der überwachung eines explosionsgefährdeten Prozesses, der sieh innerhalb der Kammer abspielt, nicht akzeptiert werden kann«

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe augrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass auch unter ungünstigen Bedingungen zuverlässig unverfälschte und aktuelle Messergebnisse erzielt werden, so dass die Vorrichtung allen aus Sicherheitsgründen zu stellenden Anforderungen entspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Analysenmessgerät direkt an die Entnahmesonde angeschlossen ist, dass der Heizmantel die Entnahmesonde umgibt und sich über den Bereich der Kammerwand bis zum Analysenmessgerät erstreckt, dass dem Analysenmessgerät eine vom Heizmantel der Entnahmesonde getrennte Heizeinrichtung zugeordnet ist und dass der Heizmantel und die Heizeinrichtung jeweils einen eigenen Temperaturfühler zur getrennten Beheizung bzw. Temperaturregelung aufweisen.

Der unmittelbare Anschluss des Analysengerätes an das hintere Ende der Entnahmesonde führt zu einer wesentlichen Verkürzung des Strömungswegs der Gasprobe vom Entnahmepunkt in der Kammer bis zum Analysenmessgerät, so dass ein schnelles Ansprechen des Gerätes im Sinne aktueller Messdaten gewährleistet ist. Ferner durchströmt die Gasprobe auf ihrem Weg zum Analysenmessgerät keine kalten Stellen, an denen eine erhöhte Kondensationsgefahr bestehen würde. Darüber hinaus wird durch eine lückenlose Beheizung bzw. Temperaturregelung entlang dem Strömungsweg der Gasprobe einschliesslich der Kammerwanddurchführung auch der geringsten noch schädlichen Temperatursenkung wirksam begegnet, wobei die getrennte

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Beheizung der Entnähmesonde einerseits und des Analysenmee§- geräts andererseits optimale Verhältnisse zur Konstanthaltung der Temperatur der Oasprobe von der Entnähme bis zur Analyse gehafit·

Zweckmässigerweise ist die Heizeinrichtung des Analyeenmeeegerats mit einem Isoliermantel versehen, der das benachbarte Snde eines den Heizmantel der Entnahmesonde umgebenden Sondenisoliermantels aufnimmt. Auf diese Weise wird unter Ausnutzung der unmittelbaren Verbindung zwischen der Sonde und dem Analysenmessgerät eine lückenlose isolierung geschaffen, ohne dass eine den Zusammenbau und insbesondere die spätere Zugänglichkeit behindernde einteilige Gesamtisolierung vorge·* sehen werden muss.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Heizmantel der Entnahmesonde und die Heizeinrichtung des Analysenmessgeräts jeweils von einer Metallhülse mit axialen Bohrungen gebildet, in die elektrische Heizstäbe und die Temperaturfühler eingesetzt sind. Dadurch werden nicht nur der Zusammenbau, die Überprüfung sowie der Austausch der betreffenden Bauteile erleichtert, insbesondere ergibt sich eine das Analysenmessgerät umfassende kompakte Vorrichtung, deren durch den Wegfall der Verbindungsleitung bedingte Anordnung an der Aussenseite der Kammerwand auch bei ungünstigen Bedingungen problemlos ist.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Heizmantel der Entnahmesonde an seiner dem Analysenmessgerät benachbarten Stirnseite eine radiale Befestigungsplatte aufweist, die lösbar mit dem Analysenmessgerät verbunden ist. Auf diese Weise sind die Entnahmesonde mit ihrer Ummantelung und das Analysenmessgerät im Interesse der nachträglichen Überprüfung bzw. des Austausches von Bauteilen leicht voneinander lösbar, andererseits aber soch starr miteinander verbunden, was die Anordnung und Abstützung der Vorrichtung auf der Aussenseite der Kammerwand begünstigt.

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Bei einer zweckmässigen Weiterbildung ist ein becherförmiges Gehäuse zur Aufnahme des Analysenmessgeräts vorgesehen, dessen Boden eine zentrale Öffnung zur Durchführung der Entnahmesonde mit ihrer Ummantelung beim axialen Einführen des Analysenmessgerätes in das Gehäuse und einen vorspringenden Rand zum Anflanschen an die Kammerwand aufweist. Mit einem derartigen Gehäuse lässt sich die Vorrichtung schnell und sicher an einer geeigneten Stelle der Kammerwand anordnen, wobei die Vorrichtung bei guter Zugänglichkeit vor äusseren Einwirkungen geschützt ist, so dass auch insoweit darauf vertraut werden kann, dass die Vorrichtung störungsfrei arbeitet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert, welches die in Betriebsstellung befindliche Vorrichtung im we- . sentlichen in einem Axialschnitt zeigt.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Sondenkopf 1, einem Analysenmessgerät 2 und einem Gehäuse 3. Sie ist mit dem Sondenkopf 1 in-einer Öffnung 4 einer Wand 5 mit einer Isolierung 6 angeordnet, die eine Kammer 7 umgrenzt. Bei dieser Kammer 7 kann es sich beispielsweise um eine Trocknerofenkammer einer Industrielackiererei handeln. Während des Betriebs des Trocknerofens befindet sich in der Kammer 7 heisse Luft, die mit organischen Lösungsmitteldämpfen angereichert ist. Der Gehalt an Lösungsmitteldämpfen bzw. Gesamtkohlenwasserstoffen wird mittels des Analysenmessgeräts 2 fortlaufend festgestellt bzw. überwacht, um die Anlage bei einem unzulässigen Anstieg der Konzentration sofort abzuschalten.

Der Sondenkopf 1 umfasst eine zentral verlaufende Entnahme» sonde 8, deren vorderes Ende im Abstand von der Wand 5 in der Kammer 7 mündet« Sin Heizmantel 9 in Form einer MetallhUleo umschließet die Entnahmesonde 8 in einem mittleren Bereich, wobei der Heizmantel eich ebenfalls durch die öffnung

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4 erstreckt und mit seinen Ende jeweils etwas gegenüber der isolierten Wand 5 vorspringt. Der Heizmantel 9 weist mit Um-

fangsabständen angeordnete Axialbohrungen 10 auf, in die jeweils ein elektrischer Heizstab 11 eingesetzt ist, dessen elektrische Anschlussleitungen 12 radial nach aussen aus dem Heizmantel 9 herausgeführt sind.

Ferner ist über der Sonde eine axiale Sackbohrung im Heizmantel 9 ausgebildet, die einen Temperaturfühler 1*t aufnimmt, dessen Anschlussleitungen 15 ebenfalls radial nach aussen in die Gehäusekammer 16 geführt sind. Der Heizmantel 9 ist von einem Sondenisoliermantel 17 umgeben, dessen Aussendurchmesser wie dargestellt etwas kleiner als der Durchmesser der Öffnung 4 ist. Ferner ist mit dem hinteren Ende des H_ezmantels 9 eine radiale Befestigungsplatte 18 fest verbunden, durch die sich das hintere Ende der Entnahmesonde 8 erstreckt.

Das Analysenmessgerät 2 weist einen Gasfilter 20, an den das hintere Ende der Entnahmesonde 8 angeschlossen ist, sowie einen zentral angeordneten Detektor 21 auf, der über eine kurze Verbindungsleitung 22 mit dem Gasfilter 20 verbunden ist. In Strömungsrichtung der aus der Kammer 7 entnommenen Gasprobe hinter dem Detektor 21 ist eine Kondensation unschädlich, so dass die nachfolgenden Teile nicht mehr beheizt werden müssen und im Rahmen der Erfindung keine besondere Bedeutung haben. Daher sind ein Sammelgefäss 23 für Kondensat, ein Vakuumdurchflussregler 24 zur Sicherung einer konstranten Gasprobenströmung und eine Saugpumpe 25 in Form einer Membranpumpe, die gleichfalls von der entnommenen Gasprobe durchströmt werden und innerhalb einer gemeinsamen Umhüllung 26 dee Analysenmessgeräts angeordnet sind, nur schematisch angedeutet .

Der Oasfilter 20 und der Detektor 21 sind von einer Heizeinrichtung 27 umgeben, die gleichfalls von einer MetallhUlee mit Axialbohrungen 28 gebildet ist, in die jeweils ein elek-

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trischer Heizstab 29 mit elektrischen Anschlussleitungen 30 eingeschoben ist, die wie dargestellt radial nach aussen in die Gehäusekammer 16 geführt sind. Zwar ist ein Heizstab 29 unterhalb des Gasfilters 20 und des Detektors 21 eingezeichnet, jedoch hat sich eine Ausführung bewährt, bei der zwei Heizstäbe 29 vorgesehen sind, die sich seitlich vom Gasfilter 20 und vom Detektor 21 auf gleicher Höhe diamteral gegenüberliegen.

Vom hinteren Ende der Metallhülse bzw. Heizeinrichtung 27 her ist oberhalb des Detektors 21 eine axiale Sackbohrung 31 angebracht, die einen Temperaturfühler 32 aufnimmt, dessen Anschlussleitungen 33 wie die elektrischen Anschlussleitungen 30 am hinteren Ende der Heizeinrichtung 27 radial nach aussen in die Gehäusekammer 16 geführt sind. Die Heizeinrichtung 27 ist von einem Isoliermantel 34 mit einem Aussenmantel 35 umgeben, wobei diese beiden Mantel über das vordere Ende der Heizeinrichtung 27 axial vorspringen. Die vordere Stirnseite der aus der Heizeinrichtung 27 und dem Isoliermantel 34 gebildeten Anordnung ist durch eine entsprechend geformte Abdeckplatte 36 abgedeckt. DiB-Befestxgungsplatte 18 des Heizmantels 9 ist mittels Schrauben 37 durch die Abdeckplatte 36 hindurch lösbar mit der Heizeinrichtung 27 verbunden. Ein Isolierring 38 schliesst den Ringspalt zwischen dem Sondenisoliermantel 17 und dem Isoliermantel 34.

Ein Isolierdeckel 40, durch den sich das hintere Ende des Detektors 21 erstreckt und der auch einen Radialstutzen 41 des Detektors aufnimmt, schliesst den Isoliermantel 34 an seinem hinteren Ende ab. Die Signalleitungen 42 des Detektors 21 treten aus dem Radialstutzen 41.

Das Gehäuse 3 ist becherförmig aus einer Zylinderwand 43 und einem Boden 44 mit einer zentralen öffnung 45 ausgebildet, durch die der Sondenkopf 1 hlndurchgefUhrt ist. Der Boden 44 weist einen radial nach aussen über die Zylinderwand 43 vor springenden Rand 46 auf, der zur festen Verbindung des

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Gehäuses 3 mit der Kammerwand Ü dient, wozu Befestigungsschrauben 47 vorgesehen sind.

Wie dargestellt, ist die Zylinderwand 43 des Gehäuses 3 so bemessen, dass sie das als Bauelement innerhalb der Umhüllung 26 ausgebildete Analysenmessgerät 2 vollständig aufnehmen und in der Betriebsstellung abstützen kann.

Die elektrischen Anschlussleitungen 12 und 15 gehören zu einem ersten Temperaturregelkreis, die Anschlussleitungen 30 und 33 zu einem zweiten Temperaturregelkreis. Sie sind ebenso wie die Signalleitungen 42 für die Messwerte zu einem nicht dargestellten Mikroprozessor für die Gesamtsteuerung geführt.

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Claims (5)

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   DIPL.-CHEH. DR. E. VREIHERR VON FECHUANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THS EDKOPEAN PATENT OPfICE DR.-ING. DIETER BEHRENS

   MANDATAlRES AGRE§S PKES l'oPFICE EUROPEEN DES BKEVBTS OIPL.-ING.; DIFL.-VIRTSCH.-ING. XUPERT GOETZ

   D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

   telefon: (089) 66 20 Ji Telegramm: protectpatent telex: j 24 070

   Schutzansprüche :

   I 1. Vorrichtung zum Entnehmen einer heissen Gasprobe aus ei-

   I ner Kammer und zum Zuführen der Probe zu einem Analysenmess-

   \ gerät, insbesondere zur Überwachung des in der Kammerluft

   \ vorhandenen Gehalts an organischen Lösungsmitteln oder der-

   f gleichen Stoffen, die bei Erreichen einer bestimmten Konzen-

   \ tration explosionsgefährlich oder sonstwie schädlich sind,

   ξ mit einer Entnahme sonde, d:. durch eine Kammerwandöffnung

   \ in die Kammer einführbar ist und ausserhalb der Kammer mit

   \ dem Analysenmessgerät verbunden ist, das einen Gasfilter und

   X einen Detektor aufweist, wobei eine Saugpumpe zum Ansaugen

   >. der Probe durch die Sonde zum Analysenmessgerät, und in Strö-

   ]-, mungsrichtung vor dem Analysenmessgerät ein Heizmantel vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet ,

   dass das Analysenmessgerät (2) direkt an die Entnahmesonde (8) angeschlossen ist, dass der Heizmantel (9) die Entnahmesonde (8) umgibt und sich über den Bereich der Kammerwand (5, 6) bis zum Analysenmessgerät (2) erstreckt, dass dem Analysenmessgerät (2) eine vom Heizmantel (9) der Entnahmesonde (8) getrennte Heizeinrichtung (27) zugeordnet ist und dass der Heizmantel (9) und die Heizeinrichtung (27) jeweils einen eigenen Temperaturfühler (14 bzw. 32) zur gebrennten Beheizung bzw« Temperaturregelung aufweisen.

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2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Heizeinrichtung (27) des Analysenmessgeräts (2) mit einem Isoliermantel (34) versehen ist, der das benachbarte Ende eines den Heizmantel (9) der Entnahmesonde (8) umgebenden Sondenisoliermantels (17) aufnimmt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Heizmantel (9) der Entnahmesonde (8) und die Heizeinrichtung (27) des Analysenmessgeräts (2) jeweils von einer Metallhülse mit axialen Bohrungen (10,13 bzw. 28,31) gebildet sind, in die elektrische Heizstäbe (11 bzw. 29) und die Temperaturfühler (14 bzw, 32) eingesetzt sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , dass der Heizmantel (9) der Entnahmesonde (8) an seiner dem Analysenmessgerät (2) benachbarten Stirnseite eine radiale Befestigungsplatte (18) aufweist, die lösbar mit dem Analysenmessgerät (2) verbunden ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass ein becherförmiges Gehäuse (3) zur Aufnahme des Analysenmessgeräts (2) vorgesehen ist, dessen Boden (44) eine zentrale Öffnung (45) zur Durchführung der Entnahmesonde (8) mit ihrer Ummantelung (9,17) beim axialen Einführen des Analysenmessgeräts (2) in das Gehäuse (3) und einen vorspringenden Rand (46) zum Anflanschen an die Kammerwand (5»6) aufweist.

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