FI93582B - Sovitelma prosessissa olevan optisen ikkunan puhdistamiseksi - Google Patents

Description

93582

Sovitelma prosessissa olevan optisen ikkunan puhdistamiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma prosessissa olevan 5 optisen ikkunan puhdistamiseksi, joka sovitelma käsittää välineet puhdistusväliaineen johtamiseksi prosessiin kuuluvan virtauksen tai vastaavan yhteyteen sovitettavalle optiselle ikkunalle, jotka välineet käsittävät suuttimen, joka on sovitettu kohdistamaan väliainesuihkun optisen ikkunan 10 pinnalle.

Prosessissa olevia optisia ikkunoita käytetään nykyään hyvin monilla eri teollisuuden aloilla, esimerkkinä voidaan mainita elintarviketeollisuus, paperiteollisuus, kemiallinen teollisuus ja erilaiset tutkimukset. Optinen 15 ikkuna voi kuulua osana erilaisiin mittalaitteisiin, esimerkkinä voidaan mainita prosessirefraktometri, jolla mitataan liuoksen pitoisuutta. Prosessirefraktometrissä optinen ikkuna voi muodostua esimerkiksi prismasta. Esimerkkinä tällaisista prosessirefraktometreistä voidaan mainita K-20 Patents Oy:n valmistama Process Refractometer PR-01.

Prosessiin sovitettujen optisten ikkunoiden ongelmana on ollut niiden likaantuminen, jolloin mittauksen lopputulos muodostuu epätarkaksi ja jopa virheelliseksi. Esimerkkinä alalla aiemmin käytetyistä ratkaisuista voidaan 25 mainita suutin, joka on sovitettu kohdistamaan esimerkiksi höyry- tai vesisuihkun optisen ikkunan pinnalle. Toisena esimerkkinä voidaan mainita mekaanisten puhdistusvälineiden, esimerkiksi pyyhkijöiden käyttö. Em. ratkaisut eivät kuitenkaan toimi riittävän hyvin vaikeissa olosuhteissa.

30 Suutinratkaisujen huonona puolena on ollut mm. niiden huono suunnattavuus ja herkkyys mitattavan virtauksen vaikutuksille. Mekaanisten puhdistuslaitteiden heikkoutena on ollut niiden herkkyys epäpuhtauksille, jolloin toiminta on ollut epäluotettavaa.

35 Em. syistä johtuen alalla on kehitetty uudenlaisia 2 93582 ratkaisuja, joiden tarkoituksena on optisen ikkunan luotettava puhdistus myös vaikeissa olosuhteissa. Esimerkkinä tällaisista laitteista voidaan mainita laitteisto, joka sovitetaan prosessiputken seinämään mittapäähän nähden 5 vastakkaiselle puolelle, jolloin puhdistuslaitteisto sijaitsee samalla kohdalla kuin mittapäässä oleva optinen ikkuna, mutta prosessiputken vastakkaisella seinällä. Puhdistuslaite siirretään paineilman avulla prosessiputken poikki kosketuksiin mittapään optisen ikkunan kanssa niin, 10 että puhdistuslaitteen kuppimainen elin ympäröi optista ikkunaa. Seuraavassa vaiheessa kuppimaiseen elimeen syötetään suolahappoa ennaltamäärätyn ajan. Ajatuksena on siis, että suolahappo puhdistaa optisen ikkunan. Puhdistusvaiheen päätyttyä kuppimainen elin siirretään takaisin alkuasen-15 toonsa. Edellä esitetty laitteisto on tarkoitettu toimimaan erityisesti viherlipeän yhteydessä tapahtuvissa mittauksissa.

Edellä esitetyn ratkaisun huonona puolena on ennen kaikkea sen monimutkaisuus ja liikkuvat mekanismit, jotka 20 jumittuvat helposti mekanismin likaantumisen seurauksena. Hapon käyttö ei myöskään ainakaan helpota laitteen käyttöä, sillä hapon käyttö on työturvallisuuden ja ympäristön kannalta ongelmallista. Huonona puolena on edelleen laitteiston hinta, joka monimutkaisuudesta johtuen nousee korkeak-25 si. Edellä mainitun tunnetun laitteiston käyttökustannukset muodostuvat myös korkeiksi lähinnä suuren huoltotar-peen takia.

Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sovitelma, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan 30 eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen sovitelman avulla, joka on tunnettu siitä, että suutin on sovitettu optisen ikkunan välittömään läheisyyteen sovittamalla se runko-osaan ja sovittamalla runko-osa tukevasti pienillä toleransseilla optisen ikkunan kiinnityskappaleeseen, jol-35 loin väliainesuihku saadaan suunnattua tarkasti optisen ikkunan pinnalle.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että keksinnön 3 93582 avulla pystytään aikaansaamaan tehokas optisen ikkunan puhdistus ilman hankaluuksia aiheuttavia liikkuvia mekanismeja ja voimakkaita liuottimia. Etuna on laitteiston yksinkertaisuus, josta johtuen valmistuskustannukset ja käyttökus-5 tannukset muodostuvat edullisiksi. Yksinkertaisesta rakenteesta johtuen keksinnön mukaisen sovitelman toimintavarmuus on hyvä. Etuna on edelleen sovitelman pieni koko, jolloin sovitelman sijoituksessa ei ole käytännön ongelmia. Sovitelman sijotettavuutta prosessiin helpottaa myös se, 10 että väliaine on täysin vaaratonta.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa esitetyn erään edullisen sovellutusesimerkin avulla, jolloin kuvio 1 esittää perspektiivikuvantona keksinnön mu-15 kaista sovitelmaa prosessirefraktometrin yhteydessä, kuviot 2-4 esittävät keksinnön mukaisen sovitelman runko-osaa eri suunnista nähtyinä kuvantoina ja kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen sovitelman suu-tinta sivulta nähtynä kuvantona.

20 Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen sovitelma prosessirefraktometrin yhteyteen sovitettuna. Kuvion esimerkissä prosessirefraktometri on K-Patents Oy:n valmistama Process Refractometer PR-01. Optinen ikkuna, kuvion 1 esimerkissä prisma, on esitetty viitenumerolla 1.

25 Kuviossa 1 näkyvän prosessirefraktometrin rakenne ja toiminta on alan ammattimiehelle täysin normaalia tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei esitetä tässä yhteydessä tarkemmin. Prosessirefraktometrin rakenteesta ja toiminnasta todetaan tässä yhteydessä ainoastaan yleisesti, että laite 30 sovitetaan esimerkiksi prosessiputken seinämään niin, että laitteen se pää, jossa optinen ikkuna 1 on, tulee kosketuksiin putkessa virtaavan aineen, esimerkiksi viherlipeän kanssa. Laitteen sisällä on valonlähde, josta valo johdetaan optiselle ikkunalle 1 niin, että optisen ikkunan 1 ku-35 viossa 1 näkyvässä pinnassa, joka on kosketuksissa putkessa 93582 4 virtaavaan aineeseen, tapahtuu valonsäteiden taipumista ja kokonaisheijastusta riippuen putkessa virtaavan aineen kon-sentraatiosta. Tieto siitä kulmasta, jossa kokonaisheijastus tapahtuu, muunnetaan sähköiseen muotoon laitteen elekt-5 roniikan avulla ja johdetaan edelleen laitteen ulkopuolelle esimerkiksi säätötoimenpiteitä tai taltiontia varten.

Kuvioihin on viitenumeron 2 avulla merkitty sovitel-man runko-osa. Runko-osa 2 on esitetty eri suunnista nähtyinä kuvantoina kuvioissa 2-4. Viitenumeron 3 avulla ku-10 vioihin on merkitty suutin ja viitenumeron 4 avulla vastaavasti putki väliaineen johtamista varten. Suutin 3 on kiinnitetty runko-osaan 2 ja putken 4 toinen pää vastaavasti myös runko-osaan 2. Putken 4 toinen pää yhdistetään väli-ainelähteeseen, jota ei ole esitetty kuvioissa.

15 Keksinnön perusidean mukaisesti optinen ikkuna 1 puhdistetaan suuttimesta 3, runko-osasta 2 ja putkesta 4 muodostuvan laitteiston avulla sijoittamalla suutin 3 optisen ikkunan 1 välittömään läheisyyteen ja kohdistamalla suuttimella 3 korkeapaineinen väliainesuihku optisen ikku-20 nan 1 pinnalle. Väliaineena voidaan käyttää esimerkiksi painevettä. Paineväliainesuihku puhdistaa optisen ikkunan 1 pinnan mekaanisesti iskeytyessään ko. pintaan. Aiemmin tunnetussa tekniikassa optinen ikkuna on puhdistettu esimerkiksi kemiallisesti. Suihku ohjataan optisen ikkunan 1 25 pintaan sopivassa kulmassa, kulma voi vaihdella kulloisenkin tilanteen mukaan. Esimerkkinä sopivista kulmista voidaan mainita 25°.

Suutin 3 on kiinnitetty optisen ikkunan 1 välittömään läheisyyteen kiinnittämällä se tukevasti pienillä 30 toleransseilla optisen ikkunan 1 kiinnityskappaleeseen. Väliainesuihku saadaan tällöin suunnattua tarkasti optisen ikkunan pinnalle. Tukeva kiinnitys ja pienet toleranssit, esimerkiksi työstökonetarkkuus, saavat aikaan sen että suihkun tarkkuus saadaan riitävän hyväksi ja tarkkuuden 35 pysyvyys myös riittäväksi myös vaikeissa tilanteissa.

tl- 5 93582

Kuvioiden esimerkissä suutin 3 on sovitettu kiinteästi refraktometriin, ts. samaan kappaleeseen kuin optinen ikkuna 1. Em. seikka on erittäin tärkeä, kuten edellä on todettu, sillä tällöin paineväliainesuihku saadaan suunnat-5 tua hyvin pienillä toleransseilla oikein ja puhdistustapah-tuma saadaan optimaaliseksi. Kuvioiden esimerkissä suutin 3 on kiinnitetty runko-osaan 2 ja runko-osa 2 vastaavasti refraktometriin optisen ikkunan välittömään läheisyyteen. Suutin 3 voidaan kiinnittää runko-osaan 2 esimerkiksi kier-10 rekiinnityksellä ja runko-osa vastaavasti ruuveilla 5.

Erityisen edulliseksi on havaittu sovittaa suutin 3 syvennykseen 6 niin, että syvennyksen 6 reunat suojaavat suutinta 3 prosessiin kuuluvalta virtaukselta. Em. seikka on olennainen, koska tällöin paineväliainesuihku pääsee 15 kehittymään suojassa mitattavan prosessiaineen virtaukselta optisen ikkunan kokoiseksi ja optinen ikkuna 1 saadaan peitettyä kokonaan tehokkaasti paineväliainesuihkulla. Em. seikalla on selvä vaikutus puhdistustulokseen. On huomattava, että prosessiin kuuluvalla aineella voi olla korkea 20 viskositetti ja virtaus voi olla suuri, jolloin virtaus voi ilman erityisjärjestelyjä häiritä paineväliainesuihkua olennaisesti. Kuvioiden esimerkissä syvennys 6 on muodostettu porauksesta. Suutin 3 sijoitetaan tässä sovellutus-muodossa porauksen pohjalle.

25 Kuvioiden esimerkkiä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovitelman tai sen osien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa 30 on esitetty, vaan muunlaisiakin ratkaisuja voidaan käyttää. Suutinta ja runko-osaa ei tarvitse välttämättä muodostaa erillisiksi osiksi, vaan suutin voidaan muodostaa, esimerkiksi työstää runko-osaan, runko-osa muodostaa refraktomet-rin tai muun vastaavan laitteen kiinteäksi osaksi jne. Pai-35 neväliaineen paine voi vaihdella tarpeen mukaan, olennaista 6 93582 on ainoastaan se, että puhdistavan väliaineen paine on korkea kuten edellä on todettu. Esimerkkinä voidaan mainita 50 - 100 barin paine, jolloin suihkun mekaaninen efekti ja samalla puhdistusteho on hyvä. Väliaineen korkea paine 5 voidaan kehittää millä tahansa sinänsä tunnetulla tavalla.

Il:

Claims (4)

7 93582

1. Sovitelma prosessissa olevan optisen ikkunan puhdistamiseksi, joka sovitelma käsittää välineet puhdistusvä-5 liaineen johtamiseksi prosessiin kuuluvan virtauksen tai vastaavan yhteyteen sovitettavalle optiselle ikkunalle (1), jotka välineet käsittävät suuttimen, joka on sovitettu kohdistamaan väliainesuihku optisen ikkunan pinnalle, tunnettu siitä, että suutin (3) on sovitettu optisen ik-10 kunan (1) välittömään läheisyyteen sovittamalla se runko-osaan (2) ja sovittamalla runko-osa (2) tukevasti pienillä toleransseilla optisen ikkunan (1) kiinnityskappaleeseen, jolloin väliainesuihku saadaan suunnattua tarkasti optisen ikkunan (1) pinnalle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tun nettu siitä, että suuttimen (3) avulla optisen ikkunan (1) pinnalle suunnattava väliainesuihku on korkeapainesuih-ku.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sovitelma, 20 tunnettu siitä, että suutin (3) on sovitettu runko- osaan (2) muodostettuun syvennykseen (6) niin, että syvennyksen (6) reunat suojaavat sitä prosessiin kuuluvalta virtaukselta.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, t u n -25 n e t t u siitä, että syvennys (6) on muodostettu porauksesta ja että suutin (3) on sovitettu porauksen pohjalle. 8 93582