ES2222213T3 - Disposicion para medir una propiedad de un fluido presente en un tubo. - Google Patents
Disposicion para medir una propiedad de un fluido presente en un tubo.Info
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Abstract
Disposición para medir una propiedad de un fluido (17) presente en un tubo (3), con un sensor (13) para medir la propiedad, sensor (13) que está dispuesto sobre el tubo (3) y que está en contacto directo con el fluido (17) a través de un acceso lateral (11), caracterizada porque el tubo (3) comprende una porción (7) de pared en forma de cúpula, esta porción (7) de pared en forma de cúpula tiene una superficie de sellado (9) en su lado exterior, el acceso lateral (11) está dispuesto en la superficie de sellado (9) y el sensor (13) está dispuesto de manera sellada en la superficie de sellado (9) sobre el acceso lateral (11).
Description
Disposición para medir una propiedad de un fluido
presente en un tubo.
La presente invención concierne a una disposición
para medir una propiedad de un fluido presente en un tubo, con un
sensor para medir la propiedad deseada, sensor que está dispuesto
sobre el tubo y que está en contacto directo con el fluido a través
de un acceso lateral.
Se conocen diversas implementaciones de
disposiciones para medir una propiedad de un fluido presente en un
tubo. Se utilizan en los aparatos más diversos, por ejemplo,
también, en monitores de diálisis, para medir cualquier propiedad
del fluido. Con este propósito, comprenden generalmente un sensor,
que es adecuado para medir la propiedad deseada. Las propiedades
medidas del fluido son, por ejemplo, la temperatura, la velocidad
de flujo, la presión, la conductividad, etc.
Sin embargo, la medición de estas propiedades del
fluido requiere que el sensor esté en contacto directo con el
fluido, por lo que generalmente se establece a través de un acceso
lateral, es decir, una abertura lateral en el tubo. Para ello, el
sensor se dispone sobre el tubo de tal modo que sobresale al menos
parcialmente hacia dentro del mismo a través del acceso lateral y,
así, está en contacto directo con el fluido que circula de manera
sustancialmente completa alrededor de él. Esto es necesario para
sensores de temperatura, por ejemplo, que deben estar rodeados
sustancialmente del todo por el fluido o que tienen el flujo de
fluido sustancialmente del todo alrededor de ellos, a fin de grabar
una temperatura exacta.
El sensor se puede disponer, también, sobre el
tubo de manera que sobresale sólo hacia dentro del acceso lateral,
pero no hacia dentro del propio tubo, de manera que está en
contacto con el fluido, pero éste no circula de manera
sustancialmente completa alrededor de él o no está rodeado,
respectivamente, del todo por fluido. Esto es adecuado, por ejemplo,
para sensores con electrodos que miden la inductancia del
fluido.
Sin embargo, debido a la geometría del tubo, es
difícil proporcionar un acceso lateral que, por un lado, permita el
contacto directo del sensor con el fluido y, por otro lado, esté
sellado de manera fiable respecto a los alrededores. Aparte del
requisito de contacto directo con el fluido, el sensor dispuesto
sobre el tubo necesita, también, una conexión a una unidad de
evaluación o similar, a fin de transmitir los valores medidos a
ésta.
Para resolver los problemas de sellado, el
documento DE 35 08 570 sugiere, por ejemplo, insertar una válvula
de cierre con tapón en un tubo, en el que el tapón comprende un
orificio en el eje de rotación. Un sensor está insertado en el
orificio y obturado con un anillo de obturación. Entonces, cuando
por ejemplo, como consecuencia de la composición del fluido, se
forman depósitos con el tiempo sobre el sensor que está en contacto
directo con el fluido e impiden la medición exacta del valor medido
requerido, es posible remplazar el sensor sin problemas. Con este
propósito, la válvula de cierre se fija en su posición de bloqueo
de manera que se interrumpa el flujo de fluido y el sensor se pueda
remplazar sin pérdida de fluido.
Una desventaja de esto es que el tubo se debe
cortar completamente durante la instalación de la válvula de
cierre. Así, después de la instalación exitosa de la válvula de
cierre, se crean superficies de sellado adicionales con posibles
áreas adicionales sin sellar. Además, una válvula de cierre conlleva
un gasto adicional de material además del gasto de instalación
suplementario y, así, ocasiona costes adicionales.
Se conoce un aparato a partir del documento DE
4101549 para medir temperaturas en tubos, en el que un casquillo
está soldado lateralmente a un tubo y forma un acceso lateral. Un
tapón que tiene un orificio central se inserta en el casquillo.
Además, un sensor de temperatura se atornilla al casquillo y se
empuja a través del orificio del tapón hasta el fluido, y sobresale
hacia dentro del mismo. El tapón, que obtura el sensor de
temperatura del fluido, está trabajado especialmente en el lado
dirigido hacia el fluido. Esto está destinado a impedir la
formación de espacios entre el tapón y la pared del tubo que son
caldo de cultivo para bacterias y otros gérmenes.
Aunque esto hace posible una obturación fiable
del sensor de temperatura respecto del fluido, esta obturación
requiere, sin embargo, una mayor cantidad de mano de obra.
Específicamente, se debe proporcionar un acceso lateral al tubo, se
debe soldar un casquillo al acceso lateral o al tubo,
respectivamente, y al tapón trabajado especialmente en el lado
dirigido hacia el fluido, antes de que el sensor de temperatura
pueda ser atornillado al casquillo. Esto ocasiona costes
suplementarios además del material requerido adicionalmente.
Una disposición para medir la temperatura de un
fluido presente en un tubo se conoce a partir del documento EP 0
413 198, en el que un casquillo está lateralmente soldado de modo
similar a un tubo y forma un acceso lateral al fluido. Una válvula
esférica extensamente trabajada se atornilla al casquillo. Un
sensor de temperatura se empuja a través de la válvula esférica en
la posición abierta de esta última hasta el fluido en el tubo, y se
obtura contra el fluido por obturaciones de anillo antes de la
válvula esférica y después de la válvula esférica. De este modo, es
posible remplazar el sensor de temperatura sin cortar el fluido.
Sin embargo, son necesarias numerosas superficies de sellado, lo que
aumenta el riesgo de fugas. Además, esta disposición conocida es
cara, también, en términos de material y de mano de obra y es, por
lo tanto, costosa.
Una disposición similar para supervisar actividad
iónica en fluidos biológicos se conoce a partir del documento WO
95/25953.
En vista de estos antecedentes, un objeto de la
presente invención es, por lo tanto, proporcionar una disposición
para medir una propiedad de un fluido presente en un tubo, con un
sensor para medir la propiedad, sensor que está dispuesto sobre el
tubo y en contacto directo con el fluido a través de un acceso
lateral, que es sencilla y económica de fabricar y en la que el
acceso lateral está sellado de manera fiable, simple y
económica.
Este objeto se consigue con una disposición del
tipo descrito, en la que el tubo incluye una porción de pared en
forma de cúpula, la cual contiene una superficie de sellado en su
lado exterior, el acceso lateral está formado en la superficie de
sellado y el sensor está dispuesto de manera sellada en la
superficie de sellado sobre el acceso lateral.
De este modo, se prevé una disposición sencilla
que, por ejemplo, se puede usar en monitores de diálisis y que
permite un sellado sencillo y, al mismo tiempo, fiable del acceso
lateral sobre el tubo. Con la formación de la porción de pared en
forma de cúpula en el tubo y la disposición de una superficie de
sellado en el lado exterior de esta porción de pared en forma de
cúpula, se proporciona una gran superficie de sellado que está
formada sustancialmente sin bordes ni esquinas, en la que el sensor
se puede disponer simplemente de manera sellada y fiable. El sensor
está dispuesto sobre el acceso lateral, que está dispuesto de tal
modo en la superficie de sellado, o que, respectivamente, termina
de tal modo en la superficie de sellado, que está rodeado por la
misma. De esta manera, por un lado, el acceso lateral es sellado de
manera simple y fiable por el propio sensor y, por otro lado, el
sensor está fácilmente puesto en contacto directo con el fluido. El
sensor, así, asienta en la superficie de sellado y está
simultáneamente en contacto directo con el fluido.
Formando una porción de pared en forma de cúpula
y disponiendo una superficie de sellado en el lado exterior de la
misma, se ha proporcionado, en particular, una superficie de
sellado mayor que no comprende ningún borde o esquina y en la que
el sensor puede asentar. Las disposiciones conocidas de la técnica
anterior que tienen un acceso lateral en el tubo incluyen,
generalmente, superficies de sellado laterales que tienen bordes,
esquinas o espacios. El sensor se encuentra lateralmente situado
contra estas superficies de sellado, lo que hace difícil un sellado
fiable. Se elimina este problema con la presente invención.
En particular, cuando, de acuerdo con una
realización preferida, la superficie de sellado es una superficie a
nivel, se hace posible un sellado mejorado del acceso lateral. Se
puede obtener más fácilmente un sellado fiable sobre una superficie
a nivel, y el sensor se puede colocar simplemente en la superficie
de sellado, de manera que cubre el acceso lateral. Cuando se
proporciona un sellado apropiado entre sensor y superficie de
sellado, por ejemplo, un anillo de obturación o incluso la
adherencia entre sensor y superficie de sellado, como está previsto
de acuerdo con otra realización preferida, el acceso lateral es
sellado entonces de manera fiable por el propio sensor.
La porción de pared en forma de cúpula del tubo
se puede formar de cualquier manera. Por ejemplo, todo el tubo se
puede curvar para formar la superficie de pared en forma de cúpula,
como está previsto según una realización preferida. De modo
similar, la pared del tubo se puede distender con un abultamiento
en un lado para formar la porción de pared en forma de cúpula, que
está previsto según otra realización preferida.
En ambos casos, se deberá tener cuidado de que
una porción de pared en forma de cúpula adecuadamente grande esté
disponible para proporcionar una superficie de sellado
adecuadamente grande en su lado exterior. Ventajosamente, en este
caso, la pared del tubo forma la superficie de sellado, lo que
facilita además la fabricación.
El acceso lateral al interior del tubo dispuesto
en la superficie de sellado se puede formar de cualquier manera.
Sin embargo, es ventajoso, y está previsto según una realización
preferida, cuando el acceso lateral se forma nivelando la pared del
tubo en el lado exterior de la porción de pared en forma de cúpula
a lo largo de una superficie plana. Hacer esto es ventajoso cuando
la porción de pared en forma de cúpula está rectificada en su lado
exterior para formar el acceso lateral. De este modo, la superficie
de sellado se formará simultáneamente con el acceso lateral de
manera que la fabricación está aún más simplificada y la
disposición llega a ser en total menos cara. Además, de este modo,
se proporciona una transición entre el acceso lateral y el interior
del tubo que es favorable para el flujo, y de particular ventaja
cuando circula el fluido presente en el tubo.
El acceso lateral se puede formar del modo
descrito tanto con un tubo elástico y/o flexible, como también con
un tubo rígido. Esta disposición es, sin embargo, particularmente
ventajosa con un tubo rígido que, por ejemplo, puede consistir en
metal, material sintético o incluso vidrio. Particularmente, en el
caso de este último material, el sellado de un acceso lateral fue
previamente difícil y asociado con problemas, que son ahora
eliminados por la presente invención.
Se puede usar cualquier sensor en la disposición,
tal como, por ejemplo, sensores de temperatura, sensores de
presión, caudalímetros o incluso sensores de conductividad. Además,
la disposición se puede emplear en aparatos diversos, tales como en
monitores de diálisis.
La invención se describirá ahora con más detalle
con referencia a los dibujos adjuntos, que representan
realizaciones preferidas. Éstos muestran en
la figura 1 un corte longitudinal a través de una
primera realización;
la figura 2 un corte transversal por la línea
B-B en la figura 1;
la figura 3 un corte longitudinal a través de una
segunda realización;
la figura 4 un corte transversal a través de una
tercera realización;
la figura 5 un corte transversal a través de una
cuarta realización; y
la figura 6 un corte por la línea
A-A en la figura 1 y en la figura 3.
La figura 1 muestra una primera realización de la
disposición 1 de medición en corte longitudinal. La disposición 1
de medición incluye un sensor 13 que está dispuesto sobre un tubo 3
para medir las propiedades de un fluido 17 presente en el tubo 3.
El fluido 17 puede ser estacionario en el tubo o circular a través
de él.
El tubo 3 comprende una porción 7 de pared en
forma de cúpula que, en esta realización, se forma mediante curvado
de todo el tubo 3. En su lado exterior, la porción 7 de pared en
forma de cúpula tiene una superficie de sellado 9, en la que está
dispuesto un acceso lateral 11. En esta realización, la superficie
de sellado 9 se forma, junto con el acceso lateral 11, mediante
rectificado del lado exterior de la porción 7 de pared en forma de
cúpula a lo largo de una superficie plana. Esta superficie está
indicada por la línea de trazos y puntos A-A. La
superficie de sellado está formada, así, por la porción rectificada
de la pared 5 del tubo 3. La forma de la transición entre el acceso
lateral 11 y el interior del tubo 3, que es muy favorable en
términos de mecánica de fluidos, se puede ver fácilmente aquí, y es
particularmente ventajosa cuando circula el fluido.
El sensor 13 está dispuesto en la superficie de
sellado 9 de tal manera que cubre completamente y sella, así, el
acceso lateral 11. Simultáneamente, está en contacto directo con el
fluido 17. El sellado requerido entre el sensor 13 y la superficie
de sellado 9 se puede conseguir de cualquier manera deseada. En la
realización ilustrada aquí, el sensor 13 está pegado en la
superficie de sellado 9 por medio de un adhesivo 19 adecuado. Sin
embargo, es posible también proporcionar, por ejemplo, un anillo de
obturación o cualquier otro sellado entre el sensor 13 y la
superficie de sellado 9, por lo que el sensor se puede fijar
entonces al tubo 3 con cualquier otro medio ade-
cuado.
cuado.
El tubo 3 consiste, en esta memoria, en vidrio,
pero puede consistir en cualquier otro material tal como plástico,
metal o en un material elástico.
En la primera realización de la disposición 1 de
medición mostrada en esta memoria, el sensor 13 está en contacto
directo con el fluido 17 presente en el tubo 3 a través del acceso
lateral 11 del mismo. De este modo, el sensor 13 puede determinar o
medir directamente la propiedad deseada del fluido 17 y transmitir
los valores medidos por medio de las conexiones eléctricas 15 a una
unidad de evaluación o similar, que no está ilustrada, en la que
pueden ser procesados entonces.
En la figura 2, se muestra un corte por la línea
B-B de la figura 1. Como se puede ver fácilmente,
la superficie de sellado 9 está formada por la pared 5 del tubo 3
que ha sido nivelada a lo largo de una superficie plana en el lado
exterior de la porción 7 de pared en forma de cúpula. Como se ha
mencionado anteriormente, de este modo, el acceso lateral 11 al
interior del tubo 3 se forma al mismo tiempo que la superficie de
sellado 9, y se obtiene una transición entre el acceso lateral 11 y
el interior del tubo 3 de forma fluido-mecánicamente
favorable. El sensor 13 está dispuesto en la superficie de sellado
9 encima del acceso lateral 11 de tal manera que cubre completamente
y, por lo tanto, sella el acceso lateral 11.
En la figura 3, se muestra una segunda
realización de la disposición de medición en corte longitudinal. Se
indican partes semejantes con números de referencia semejantes. El
tubo 3' de esta realización no se curva en su conjunto para formar
la porción 7 de pared en forma de cúpula. En vez de eso, sólo una
región de la pared del tubo 3' abulta hacia fuera para formar la
porción 7 de pared en forma de cúpula.
Además, aquí, se forma, también, en el lado
exterior de la porción 7 de pared en forma de cúpula una superficie
de sellado 9 que se crea nivelando el lado exterior de la
superficie de pared en forma de cúpula por la línea recta
A-A. Como se ha mencionado, de este modo, el acceso
lateral 11 se forma al mismo tiempo. El sensor 13 se dispone
entonces, a su vez, en la superficie de sellado 9 de manera que
cubre completamente y, en consecuencia, sella el acceso lateral 11,
al tiempo que está simultáneamente en contacto directo con el fluido
17. Se consigue en esta realización un sellado entre el sensor 13 y
la superficie de sellado 9, también, pegando el sensor 13 a la
superficie de sellado 9 por medio de un adhesivo 19 adecuado. El
tubo 3' es de metal, sin embargo, la realización mostrada aquí se
puede utilizar, también, con tubos de cualquier otro material, tal
como, por ejemplo, vidrio o plástico, o incluso materiales
elásticos.
elásticos.
De nuevo aquí, el sensor 13 está acoplado por
conexiones eléctricas 15 a una unidad de evaluación no representada
o similar, a fin de transmitir y procesar los valores determinados
por el sensor 13 con relación a la propiedad del fluido 17 presente
en el tubo
3'.
3'.
En la realización mostrada en la figura 3, la
sección transversal del tubo 3' se expande en la región de la
disposición, mientras que la sección transversal del tubo 3 de la
primera realización mostrada en la figura 1 se estrecha en la
región de la disposición. Así, aumenta la velocidad de flujo de un
fluido 17 que circula en la disposición según la primera
realización, mientras que disminuye la velocidad de flujo de un
fluido 17 que circula en la disposición según la segunda
realización. Esto puede influir en la propiedad del fluido 17 a
medir de manera que se ha de seleccionar, dependiendo de la
propiedad del fluido 17 a medir, la realización que no influye, o lo
hace mínimamente, en la propiedad a medir. Alternativamente, sin
embargo, es posible también formar la porción 7 de pared en forma de
cúpula sobre el tubo 3 ó 3', de manera que no resulta ningún cambio
o sólo uno extremadamente pequeño e insignificante en la sección
longitudinal del tubo 3 ó 3'.
Un ejemplo de esto se muestra en la figura 4, que
ilustra un corte transversal por el tubo 3'' de forma similar a la
figura 2. Se indican partes semejantes con números de referencia
semejantes. El tubo 3'' es rectangular y está curvado en su
conjunto para formar la porción 7 en forma de cúpula de forma
similar a la mostrada en la figura 1. El lado exterior de la porción
7 en forma de cúpula está completamente nivelado hasta las paredes
laterales para formar el acceso lateral 11, de manera que el sensor
13 colocado sobre él ocupa el lugar del lado exterior original. De
este modo, se conserva la sección transversal
original.
original.
Un ejemplo adicional se muestra en la figura 5,
que muestra, igualmente, un corte transversal por un tubo 3''' de
forma similar a la figura 2. De nuevo aquí, se indican partes
semejantes con números de referencia semejantes. El tubo 3'''
comprende una sección transversal circular, y está curvado en su
conjunto para formar la porción 7 en forma de cúpula, de forma
similar a la mostrada en la figura 1. Para formar el acceso lateral
11, el lado exterior de la porción 7 en forma de cúpula se nivela
justamente hasta tal grado que se forma una pequeña abertura en la
pared 5. Ésta está cubierta por el sensor 13 colocado sobre ella,
sobresaliendo el sensor 13 sólo un poco hacia dentro del tubo 3'''.
Esto tiene el efecto de que la sección transversal del tubo en la
región de la disposición de medición está sólo ligeramente, y sobre
su totalidad de modo insignificante, reducida.
Contrariamente a las realizaciones previas, el
sensor 13 está aquí fijado a la superficie de sellado 9 con una
banda de sujeción 23. El sellado entre el sensor 13 y el tubo 3, o
la superficie de sellado 9, respectivamente, se obtiene con un
anillo de obturación 21 en esta realización.
La figura 6 muestra una vista en planta de un
corte por la línea A-A en la figura 1 y en la
figura 3. Se puede distinguir evidentemente aquí que el acceso
lateral 11 está dispuesto en la superficie de sellado 9, de manera
que está completamente rodeado por la superficie de sellado 9. Esto
permite el sellado sencillo, seguro y fiable entre el acceso
lateral 11 y el sensor 13, que no se muestra aquí, como se ha
descrito con detalle anteriormente. La superficie de sellado 9 se
forma por el nivelado de la pared 5 del tubo 3, 3' a lo largo de
una superficie plana, lo que permite su formación sencilla y
económica. Además, de este modo, se proporciona una gran superficie
de sellado que no comprende ninguna esquina, borde o espacio, y que
permite, así, un sellado sencillo y fiable.
Por consiguiente, incluyendo todo, se prevé una
disposición para medir una propiedad de un fluido presente en un
tubo que es sencilla y económica de fabricar y que permite simple y
económicamente un sellado fiable del sensor utilizado en la
disposición. La disposición se puede emplear para cualquier
aplicación y para cualquier aparato, por ejemplo, también en
monitores de diálisis. En estos últimos, la disposición podría
estar equipada, por ejemplo, con un sensor de conductividad para
determinar la conductividad del fluido de diálisis. Sin embargo,
esto no limita la disposición a este fin.
- 1
- Disposición de medición
- 3
- Tubo
- 5
- Pared
- 7
- Porción de pared en forma de cúpula
- 9
- Superficie de sellado
- 11
- Acceso lateral
- 13
- Sensor
- 15
- Conexión eléctrica
- 17
- Fluido
- 19
- Adhesivo
- 21
- Anillo de obturación
- 23
- Banda de sujeción
Claims (13)
1. Disposición para medir una propiedad de un
fluido (17) presente en un tubo (3), con un sensor (13) para medir
la propiedad, sensor (13) que está dispuesto sobre el tubo (3) y
que está en contacto directo con el fluido (17) a través de un
acceso lateral (11), caracterizada porque el tubo (3)
comprende una porción (7) de pared en forma de cúpula, esta porción
(7) de pared en forma de cúpula tiene una superficie de sellado (9)
en su lado exterior, el acceso lateral (11) está dispuesto en la
superficie de sellado (9) y el sensor (13) está dispuesto de manera
sellada en la superficie de sellado (9) sobre el acceso lateral
(11).
2. Disposición según la reivindicación 1,
caracterizada porque la superficie de sellado (9) es una
superficie a nivel.
3. Disposición según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque todo el tubo (3) está curvado para
formar la porción (7) de pared en forma de cúpula.
4. Disposición según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la pared (5) del tubo (3) está abultada
hacia fuera en un lado del tubo (3) para formar la porción (7) de
pared en forma de cúpula.
5. Disposición según una cualquiera de las
reivindicaciones previas, caracterizada porque la pared (5)
del tubo (3) forma la superficie de sellado.
6. Disposición según una cualquiera de las
reivindicaciones previas, caracterizada porque el sensor
(13) está adherido en la superficie de sellado (9).
7. Disposición según una cualquiera de las
reivindicaciones previas, caracterizada porque el sensor es
un sensor de temperatura, un sensor de presión, un caudalímetro o
un sensor (13) de conductividad.
8. Disposición según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 7, caracterizada porque el acceso
lateral (11) se forma nivelando la pared (5) del tubo (3) en el
lado exterior de la porción (7) de pared en forma de cúpula a lo
largo de una superficie plana.
9. Disposición según la reivindicación 8,
caracterizada porque el acceso lateral (11) se forma
mediante rectificado.
10. Disposición según una cualquiera de las
reivindicaciones previas, caracterizada porque el tubo (3)
es elástico y/o flexible.
11. Disposición según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el tubo (3) es
rígido.
12. Disposición según la reivindicación 11,
caracterizada porque el tubo (3) es de metal, de plástico o
de vidrio.
13. Monitor de diálisis con una disposición según
una cualquiera de las reivindicaciones previas.
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