DE9202350U1 - Gas probe for use in liquids - Google Patents
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Description
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LEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFTLEYBOLD AKTIENGESELLSCHAFT
Die Erfindung bezieht sich auf eine in Flüssigkeiten einsetzbare Gassonde mit einem gasdurchlässigen, flüssigkeitsdichten Wandungsbereich .The invention relates to a gas probe that can be used in liquids and has a gas-permeable, liquid-tight wall area.
Eine Gassonde dieser Art ist aus der europäischen Patentanmeldung 285864 bekannt, in der sie als Membranseparator bezeichnet wird. Sie ist mit einem Wandungsbereich ausgerüstet, der mindestens für ein bestimmtes Gas durchlässig ist, für die im Flüssigkeitssystem strömende Flüssigkeit jedoch nicht. Bei der in der genannten europäischen Patentanmeldung beschriebenen Applikation dient die Sonde dazu, ein Testgas aufzunehmen, das durch ein möglicherweise vorhandenes Leck in die Flüssigkeit eingetreten ist. Das durch den gasdurchlässigen, flüssigkeitsdichten Wandungsbereich in den Innenraum der Sonde eintretende Gas wird einem Gasdetektor zugeführt. Wird mit Hilfe des Gasdetektors Testgas registriert, dann ist ein Leck im System vorhanden.A gas probe of this type is known from European patent application 285864, in which it is referred to as a membrane separator. It is equipped with a wall area that is permeable to at least one specific gas, but not to the liquid flowing in the liquid system. In the application described in the European patent application mentioned, the probe is used to collect a test gas that has entered the liquid through a possible leak. The gas entering the interior of the probe through the gas-permeable, liquid-tight wall area is fed to a gas detector. If test gas is registered with the help of the gas detector, then there is a leak in the system.
Um eine effektive Gasströmung durch den gasdurchlässigen, jedoch flüssigkeitsdichten Wandungsbereich zu bewirken, ist eine relativ hohe Druckdifferenz erforderlich. Der Innenraum des Membranseparators bzw. der Sonde steht unter Vakuum, u.a. auch deshalb, um ein Massenspektrometer als Gasdetektor verwenden zu können. Sonden dieser Art müssen deshalb stabil und robust aufgebaut sein, zumal sie üblicherweise in strömender Flüssigkeit eingesetzt werden. Außerdem müssen sie schnell und leicht demontierbar und montierbar sein, da sie den im Flüssigkeitsstrom befindlichenIn order to achieve an effective gas flow through the gas-permeable but liquid-tight wall area, a relatively high pressure difference is required. The interior of the membrane separator or the probe is under vacuum, among other reasons so that a mass spectrometer can be used as a gas detector. Probes of this type must therefore be stable and robust, especially since they are usually used in flowing liquid. They must also be quick and easy to disassemble and assemble, since they can detect the gas in the liquid flow.
Verunreinigungen unmittelbar ausgesetzt sind und deshalb häufig gereinigt werden müssen.are directly exposed to contamination and therefore need to be cleaned frequently.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sonde der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist und die insbesondere für den Einsatz in einem Schleusensystem geeignet ist.The present invention is based on the object of creating a probe of the type mentioned at the outset, which is simple and robust in construction and which is particularly suitable for use in a lock system.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der gasdurchlässige, flüssigkeitsdichte Wandungsbereich von einem hohlzylindrischen, gas- und flüssigkeitsdurchlässigen Rohrabschnitt gebildet wird, der gemeinsam mit weiteren, seinen Stirnseiten zugeordneten Bauteilen eine Stütze für einen gasdurchlässigen, flüssigkeitsdichten Schlauchabschnitt bildet. Bei einer Sonde dieser Art ist der Wandungsbereich, der die gewünschten Eigenschaften - gasdurchlässig, flüssigkeitsdicht - hat, relativ großflächig. Die zylindrische Stütze kann äußerst stabil ausgeführt werden, indem sie beispielsweise aus Edelstahl besteht. Der Schlauchabschnitt hat nicht nur die Aufgabe, die Flüssigkeit zurückzuhalten; er verhindert auch, daß sich die Poren des gasdurchlässigen Wandungsbereiches mit Schmutz aus der Flüssigkeit zusetzen. Schließlich ist die Sonde aufgrund ihrer Fingerform besonders geeignet für den Einsatz in einer Schleuse. According to the invention, this object is achieved in that the gas-permeable, liquid-tight wall area is formed by a hollow cylindrical, gas- and liquid-permeable pipe section, which together with other components assigned to its end faces forms a support for a gas-permeable, liquid-tight hose section. In a probe of this type, the wall area that has the desired properties - gas-permeable, liquid-tight - is relatively large. The cylindrical support can be made extremely stable, for example by being made of stainless steel. The hose section not only has the task of holding back the liquid; it also prevents the pores of the gas-permeable wall area from becoming clogged with dirt from the liquid. Finally, the probe is particularly suitable for use in a lock due to its finger shape.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert werden. Es zeigenFurther advantages and details of the invention will be explained with reference to Figures 1 to 3. They show
Figur 1: ein Ausführungsbeispiel für eine Sonde nach derFigure 1: an embodiment of a probe according to the
Erfindung,
Figur 2: eine Alternative für den Anschluß der Sonde nachInvention,
Figure 2: an alternative for connecting the probe to
Figur 1 an eine weiterführende Leitung und Figur 3: eine mit einer Sonde nach der ErfindungFigure 1 to a further line and Figure 3: one with a probe according to the invention
ausgerüstete Schleuse.equipped lock.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Sonde 1 nach der Erfindung. Sie umfaßt einen mittleren, hohlzylindrischen Abschnitt 2, der aus gesintertem Werkstoff besteht, also gas- und flüssigkeitsdurchlässig ist. Eine Stirnseite desFigure 1 shows an embodiment of a probe 1 according to the invention. It comprises a central, hollow cylindrical section 2, which consists of sintered material and is therefore permeable to gases and liquids. One end face of the
hohlzylindrischen Abschnittes 2 ist mit einer Kappe 3 abgedeckt, so daß der Innenraum 4 des Abschnittes 2 auf dieser Stirnseite gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist. Die andere Stirnseite des hohlzylindrischen Abschnittes 2 ist mit einem gas- und flüssigkeitsdichtem Rohrabschnitt 5 ausgerüstet. Sämtliche Bauteile 2, 3 und 5 weisen den gleichen Durchmesser auf. Sie bestehen zweckmäßig aus Edelstahl. Ihre stirnseitige Verbindung (Verbindungsstellen 7, 8) untereinander erfolgt zweckmäßig durch Schweißen.The hollow cylindrical section 2 is covered with a cap 3 so that the interior 4 of section 2 is sealed gas- and liquid-tight on this end face. The other end face of the hollow cylindrical section 2 is equipped with a gas- and liquid-tight pipe section 5. All components 2, 3 and 5 have the same diameter. They are preferably made of stainless steel. Their end face connection (connection points 7, 8) is preferably made by welding.
Die zylindrischen Bauteile 2, 3 und 5 bilden eine Stütze für einen Schlauchabschnitt (Schrumpfschlauch) 6. Dieser besteht aus einem Werkstoff, der die gewünschten Eigenschaften - flüssigkeitsdicht, gasdurchlässig - hat. Beispiele für einen derartigen Werkstoff sind FEP-Tetrafluorkohlenstoff, Silikon oder dergleichen. Insbesondere dann, wenn Helium aus der Flüssigkeit in den Sondeninnenraum 4 eintreten soll, sind diese Werkstoffe geeignet.The cylindrical components 2, 3 and 5 form a support for a hose section (shrink tubing) 6. This consists of a material that has the desired properties - liquid-tight, gas-permeable. Examples of such a material are FEP tetrafluorocarbon, silicone or the like. These materials are particularly suitable when helium from the liquid is to enter the probe interior 4.
Die Kappe 3 und der Rohrabschnitt 5 sind relativ lang ausgebildet, so daß sich der Schlauch 6 beträchtlich über die Verbindungsstellen 7, 8 zwischen dem hohlzylindrischen Abschnitt 2 und den beiden Endstücken 3 und 5 hinaus erstrecken kann. Die notwendige Dichtheit gegenüber der im Sondeninnenraum 4 unerwünschten Flüssigkeit ist dadurch sichergestellt.The cap 3 and the pipe section 5 are relatively long, so that the hose 6 can extend considerably beyond the connection points 7, 8 between the hollow cylindrical section 2 and the two end pieces 3 and 5. The necessary tightness against the undesirable liquid in the probe interior 4 is thereby ensured.
Um in den Innenraum 4 der Sonde 1 eintretendes Gas einem Detektor zuführen zu können, muß der Innenraum 4 der Sonde 1 an weiterführende Leitungen angeschlossen werden. Dieses geschieht beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 mit Hilfe eines konischen Abschnittes 11, der mit der freien Stirnseite des Rohrabschnittes 5 verschweißt ist. Auf seiner Außenseite weist er ein Gewinde 12 auf, mit dem er in ein in Figur 1 nicht dargestelltes Bauteil einsetzbar ist. Anstelle der Konusverbindung kann auch eine Flanschverbindung verwendet werden. Ein mit dem Rohrabschnitt 5 verbundener Flansch 13 ist in Figur 2 dargestellt.In order to be able to feed gas entering the interior 4 of the probe 1 to a detector, the interior 4 of the probe 1 must be connected to further lines. In the embodiment according to Figure 1, this is done with the help of a conical section 11 which is welded to the free end face of the pipe section 5. On its outside it has a thread 12 with which it can be inserted into a component not shown in Figure 1. Instead of the conical connection, a flange connection can also be used. A flange 13 connected to the pipe section 5 is shown in Figure 2.
Figur 3 zeigt eine Schleuse 15, mit der die in ihrer Betriebsposition dargestellte Sonde 1 in ein flüssigkeitsführendes SystemFigure 3 shows a lock 15 with which the probe 1 shown in its operating position can be introduced into a liquid-carrying system
eingesetzt werden kann. Die Schleuse weist zwei Gehäuseabschnitte 16, 17 auf, die der Schleusenstab 18 durchsetzt. Der Schleusenstab 18 trägt auf seiner einen Stirnseite die Sonde 1. An seiner außerhalb der Schleuse 15 befindlichen Stirnseite ist er über die Flanschverbindung 21 mit der Leitung 22 verbunden. Ein zentraler Kanal 23 im Schleusenstab 18 stellt die Verbindung zwischen dem Innenraum 4 der Sonde 1 und der Leitung 22 her.can be used. The lock has two housing sections 16, 17 through which the lock rod 18 passes. The lock rod 18 carries the probe 1 on one end face. On its end face located outside the lock 15, it is connected to the line 22 via the flange connection 21. A central channel 23 in the lock rod 18 establishes the connection between the interior 4 of the probe 1 and the line 22.
Durch die vordere Öffnung 24 im Gehäuseabschnitt 16 ragt die Sonde 1 in die zu untersuchende Flüssigkeit hinein. In der Öffnung 24 befindet sich ein die Sonde 1 umgebender O-Ring 25. Dieser hat im wesentlichen die Aufgabe, Verunreinigungen, die sich auf der Sonde 1 abgesetzt haben, abzustreifen. Im Gehäuseabschnitt 16 ist der Probenstab 18 im O-Ring 26 dicht geführt. Schließlich trägt der Gehäuseabschnitt 16 noch den Flansch 27, mit dem die Schleuse 15 am nicht dargestellten, flüssigkeitsführenden System befestigt wird.The probe 1 extends through the front opening 24 in the housing section 16 into the liquid to be examined. In the opening 24 there is an O-ring 25 surrounding the probe 1. This essentially has the task of stripping off impurities that have settled on the probe 1. In the housing section 16 the sample rod 18 is tightly guided in the O-ring 26. Finally, the housing section 16 also carries the flange 27 with which the lock 15 is attached to the liquid-carrying system (not shown).
Zwischen den Gehäuseabschnitten 16 und 17 der Schleuse 15 befindet sich ein Kugelventil 28, dessen kugelförmiges Dichtelement 29 eine zentrale Öffnung 31 aufweist. In der dargestellten Betriebsstellung durchsetzt der Probenstab 18 diese zentrale Öffnung 31. Between the housing sections 16 and 17 of the lock 15 there is a ball valve 28, the spherical sealing element 29 of which has a central opening 31. In the operating position shown, the sample rod 18 passes through this central opening 31.
Um die Sonde 1 aus dem flüssigkeitsführenden System herauszunehmen, wird zunächst der Schleusenstab 18 so weit zurückgezogen, daß die zentrale Öffnung 31 im Kugelventil 28 frei ist. In dieser Stellung ist die Dichtheit der Schleuse noch durch die Dichtringe 32 und 33 im Gehäuseabschnitt 17 sichergestellt. Nach dem Schließen des Kugelventils 28 kann der Sondenstab mit der Sonde 1 vollständig aus der Schleuse 15 herausgenommen werden.In order to remove the probe 1 from the liquid-carrying system, the lock rod 18 is first pulled back so far that the central opening 31 in the ball valve 28 is free. In this position, the tightness of the lock is still ensured by the sealing rings 32 and 33 in the housing section 17. After closing the ball valve 28, the probe rod with the probe 1 can be completely removed from the lock 15.
Claims (9)
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