WO2010121893A1

WO2010121893A1 - ARMATUREINRICHTUNG FÜR EINE MESSSONDE ZUR MESSUNG VON PROZESSGRÖßEN IN EINEM PROZESS

Info

Publication number: WO2010121893A1
Application number: PCT/EP2010/054209
Authority: WO
Inventors: Hans-Joachim Oppermann; Rainer Schlereth
Original assignee: Endress+Hauser Conducta Gesellschaft Für Mess- Und Regeltechnik Mbh+Co. Kg
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-10-28
Also published as: DE102009002545A1; US20120036948A1; US8621947B2

Abstract

Eine Armatureinrichtung (1), insbesondere eine Wechselarmatur, für eine Messsonde zur Messung von Prozessgrößen in einem Prozess umfasst: ein Armaturengehäuse (3) mit einer Anschlusseinrichtung (9) zum Anbinden der Armatureinrichtung (1) an einen Prozessbehälter, einer in dem Armaturengehäuse (3) axial verschieblich zwischen einer in den Prozessbehälter eingefahrenen Messstellung und einer daraus ausgefahrenen Wartungsstellung geführten rohrförmigen Halterung (11) für eine Messsonde, und eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung einer axialen Verschiebung der rohrförmigen Halterung (11), wobei die Dämpfungseinrichtung einen innerhalb des Armaturengehäuses (3) gebildeten, fluidgefüllten Dämpfungszylinder (15) und einen mit der rohrförmigen Halterung (11) in Wirkverbindung stehenden, innerhalb des Dämpfungszylinders (15) geführten Dämpfungskolben (17) umfasst.

Description

Armatureinrichtung für eine Messsonde zur Messung von Prozessgrößen in einem Prozess

Die Erfindung betrifft eine Armatureinrichtung für eine Messsonde zur Messung von Prozessgrößen in einem Prozess, insbesondere eine Wechselarmatur.

Armatureinrichtungen, insbesondere Wechselarmaturen, die auch als Schubstangenarmaturen bezeichnet werden, sind in der Analysemesstechnik weit verbreitet. Sie dienen dazu, Messsonden, z.B. Sensoren in einen Prozess einzuführen oder zu entnehmen, ohne den Prozess zu unterbrechen. Hierzu ist die Messsonde üblicherweise in einer rohrförmigen Halterung aufgenommen, die innerhalb eines Armaturgehäuses der Armatureinrichtung zwischen einer Mess- und einer Wartungsstellung verschiebbar aufgenommen und geführt ist. Die Verschiebung der rohrförmigen Halterung mit der Messsonde kann manuell oder automatisch, beispielsweise mit Hilfe einer pneumatischen Antriebseinrichtung, erfolgen. Eine pneumatische Antriebseinrichtung zum Verschieben der Halterung für die Messsonde kann einen Pneumatikzylinder und einen darin beweglichen, druckluftbeaufschlagten Kolben umfassen, mit dem die rohrförmige Halterung für die Messsonde direkt oder über ein oder mehrere Verbindungsteile verbunden ist.

Das Armaturengehäuse weist eine Anschlusseinrichtung zum Anbinden der Armatureinrichtung an einen Prozessbehälter, beispielsweise einen Flansch, auf. Innerhalb des Armaturgehäuses kann eine Kalibrier- und/oder Reinigungskammer vorgesehen sein, in die die Messsonde in Wartungsstellung eingezogen werden kann, um dort gereinigt und/oder kalibriert zu werden. Um die Kalibrier- und/oder Reinigungskammer gegenüber dem zu überwachenden Prozess abzudichten, sind im Bereich der Kalibrierkammer häufig im Armaturgehäuse innenliegende Dichtringe an der Führung der rohrförmigen Halterung angeordnet, die gegen glatte Dichtflächen am prozessseitigen Ende der rohrförmigen Halterung abschließen.

Hier und im Folgenden wird die Seite der Armatureinrichtung, an der die Anschlusseinrichtung zum Anbinden an einen Prozessbehälter angebracht ist, als „Prozessseite" bezeichnet. Entsprechend wird die Richtung entlang der zentralen Längsachse der Armatureinrichtung zur Anschlusseinrichtung hin als „prozessseitig" bezeichnet. Die der prozessseitigen Richtung entgegen gesetzte Richtung wird als „prozessabgewandt" bezeichnet.

Die Anmelderin bietet unter der Bezeichnung „CleanFit" derartige Armatureinrichtungen beispielsweise unter den Bezeichnungen CleanFit S, CPA 471 , CPA 472 und 472D, CPA 473, CPA 474 und CPA 475 an. Die Bewegung der Halterung für die Messsonde erfolgt in diesen Armatureinrichtungen in axialer Richtung, d.h. entlang einer zentralen Achse der Armatureinrichtung. Die Bewegung erfolgt automatisch über einen pneumatischen Antrieb oder mittels manueller Betätigung. Um ein sanftes Anfahren der Armatur in die jeweilige Stellung zu erreichen und um insbesondere eine Beschädigung der Messsonde, durch zu festen Anschlag in der Mess- bzw. Wartungsstellung zu verhindern, wird bei Armaturen mit pneumatischen Antriebseinrichtungen die axiale Bewegung der Messsondenhalterung mit Hilfe eines zusätzlichen Drosselelementes gedämpft, das in der Luftversorgung des pneumatischen Antriebs der jeweilig gewünschten Bewegungsrichtung, nämlich in die Mess- oder der Wartungsstellung, montiert ist. Ein solches Drosselelement ist als zusätzliches Bauteil jedoch zum einen relativ kostspielig, insbesondere weil für jede Bewegungsrichtung ein Drosselelement benötigt wird, und weist zum anderen den Nachteil auf, dass es nur in Verbindung mit dem pneumatischen Antrieb zur Dämpfung der Bewegung der Messsonde bzw. der Messsondenhalterung geeignet ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Armatureinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll die Verschiebungsbewegung der Halterung für die Messsonde bei möglichst einfachem Aufbau der Armatureinrichtung und der Dämpfungsmittel wirkungsvoll gedämpft werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Armatureinrichtung, insbesondere eine Wechselarmatur, für eine Messsonde zur Messung von Prozessgrößen in einem Prozess mit einem Armaturengehäuse mit einer Anschlusseinrichtung zum Anbinden der Armatureinrichtung an einen Prozessbehälter, einer in dem Armaturengehäuse axial verschieblich zwischen einer in den Prozessbehälter eingefahrenen Messstellung und einer daraus ausgefahrenen Wartungsstellung geführten rohrförmigen Halterung für eine Messsonde, und einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung einer axialen Verschiebung der rohrförmigen Halterung, wobei die Dämpfungseinrichtung einen innerhalb des Armaturengehäuses gebildeten, fluidgefüllten Dämpfungszylinder und einen mit der rohrförmigen Halterung in Wirkverbindung stehenden, innerhalb des Dämpfungszylinders geführten Dämpfungskolben umfasst. Unter einer Wirkverbindung zwischen Dämpfungskolben und Halterung wird hier verstanden, dass Dämpfungskolben und Halterung derart mechanisch gekoppelt sind, dass sich bei einer Bewegung, insbesondere Verschiebung, der rohrförmigen Halterung der Dämpfungskolben zwangsläufig ebenfalls bewegt, insbesondere innerhalb des Dämpfungszylinders verschoben wird. Die Wirkverbindung kann insbesondere in einer starren Verbindung zwischen Dämpfungskolben und Halterung, insbesondere über ein oder mehrere Verbindungsteile, bestehen.

Durch die Wirkverbindung zwischen dem Dämpfungskolben und der im Armaturgehäuse axial verschieblichen rohrförmigen Halterung ist die Bewegung des Dämpfungskolbens innerhalb des fluidgefüllten Dämpfungszylinders also unmittelbar an die axiale Bewegung der Halterung für die Messsonde beim Verschieben der Messsonde zwischen Mess- und Wartungsstellung gekoppelt. Indem der Dämpfungskolben innerhalb eines fluidgefüllten Dämpfungszylinders geführt wird, ergibt sich aufgrund des der Bewegung des Dämpfungskolbens entgegenwirkenden Strömungswiderstandes des Fluids eine Dämpfungswirkung, die sich, wiederum durch die Wirkverbindung zwischen Dämpfungskolben und Messsondenhalterung, unmittelbar auf die Bewegung der Halterung auswirkt. Auf diese Weise wird eine effektive Dämpfung der axialen Verschiebungsbewegung der rohrförmigen Halterung erreicht. Somit werden keine zusätzlichen Bauteile zum Dämpfen der Verschiebungsbewegung, wie beispielsweise eine oder mehrere auf einen Pneumatik-Antrieb der Armatureinrichtung wirkende Drosseln, benötigt werden. Da die Dämpfungswirkung nicht wie im Stand der Technik mittels einer derartigen Drosselung einer pneumatischen Steuerung erreicht wird, ist die hier beschriebene Dämpfungseinrichtung sowohl für automatisch, insbesondere pneumatisch, betriebene Armatureinrichtungen als auch für von Hand bedienbare Armatureinrichtungen geeignet. Weiterhin wird nur diese eine Dämpfungseinrichtung für die Verschiebungsbewegung in beide Richtungen benötigt, da die aufgrund des Strömungswiderstandes des Fluids entstehende Dämpfungswirkung bei der Bewegung des Dämpfungskolbens in beiden Richtungen auftritt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Dämpfungskolben eine Fluidpassage auf, welche einen ersten Volumenbereich des Dämpfungszylinders mit einem zweiten Volumenbereich des Dämpfungszylinders verbindet. Bei der Bewegung des Dämpfungskolbens durch den Dämpfungszylinder kann auf diese Weise Fluid vom ersten in den zweiten Volumenbereich bzw. in umgekehrte Richtung strömen. Die Fluidpassage weist vorzugsweise zumindest abschnittsweise einen erheblich geringeren Querschnitt auf als der Dämpfungszylinder, so dass durch die Bremswirkung des durch diese Querschnittsverengung strömenden Fluids eine merkliche Dämpfung einer Hubbewegung des Dämpfungskolbens erreicht wird. Das Querschnittsverhältnis kann je nach Viskosität des im Dämpfungszylinder vorliegenden Fluids eingestellt werden, um die gewünschte Dämpfungswirkung zu erreichen.

In einer alternativen Ausgestaltung kann auf eine innerhalb des Dämpfungskolbens verlaufende Fluidpassage verzichtet werden, indem der Dämpfungskolben an seinem Umfang nur teilweise fluiddicht mit der

Innenwand des Dämpfungszylinders abschließt, so dass Fluid aus dem ersten Volumenbereich zwischen dem Dämpfungskolben und der

Innenwand am Dämpfungskolben vorbei in den zweiten Volumenbereich gelangen kann.

Der Querschnitt der Fluidpassage kann mittels eines Ventilelements einstellbar sein, um den Strömungswiderstand einzustellen, den das Fluid beim Übergang von dem ersten in den zweiten Volumenbereich bzw. beim Übergang von dem zweiten in den ersten Volumenbereich der Bewegung des Dämpfungskolbens entgegensetzt. Auf diese Weise kann die Dämpfungswirkung auf die Bewegung des Dämpfungskolbens innerhalb des Dämpfungszylinders variiert und nach Belieben eingestellt werden.

Der Dämpfungskolben kann einen Dämpfungskolbenschaft mit einem ersten Durchmesser und einen an einem prozessseitigen Ende des

Dämpfungskolbenschaftes anschließenden Stempel mit einem zweiten

Durchmesser aufweisen, wobei der erste Durchmesser kleiner ist als der zweite Durchmesser, und wobei der erste Volumenbereich an die prozessseitige Stirnfläche des Stempels angrenzt und der zweite Volumenbereich an die prozessabgewandte Rückseite des Stempels angrenzt.

Das besagte Ventilelement kann durch einen, insbesondere verjüngten, Bohrungsabschnitt einer axial innerhalb des Dämpfungskolbens verlaufenden, insbesondere zylindrischen Bohrung, und eine in den Bohrungsabschnitt hineinragende, mindestens abschnittsweise sich kontinuierlich verjüngende, insbesondere mindestens abschnittsweise kegel- oder kegelstumpfförmige Spindel gebildet sein, wobei die Spindel den Bohrungsabschnitt bis auf eine ringförmige Öffnung, im Folgenden auch als Ringspalt bezeichnet, verschließt, wobei der Querschnitt der ringförmigen Öffnung durch Verschieben der Spindel in den Bohrungsabschnitt hinein oder aus dem Bohrungsabschnitt heraus einstellbar ist.

Der Bohrungsabschnitt kann beispielsweise ein verjüngter Abschnitt der innerhalb des Dämpfungskolbens verlaufenden axialen Bohrung sein. Verjüngt sich die axiale Bohrung beispielsweise stufenartig, d.h. abrupt von einem ersten zu einem zweiten, kleineren, Querschnitt, kann die kegelförmige Spindel so angeordnet werden, dass ihr sich kontinuierlich verjüngender Abschnitt von dem Bohrungsabschnitt mit dem ersten Querschnitt in den verjüngten Bohrungsabschnitt mit dem kleineren Querschnitt hineinragt. Zwischen der Randfläche der Spindel, die beispielsweise als Kegelmantelfläche oder als Kegelstumpfmantelfläche ausgestaltet sein kann, und der durch die Verjüngung der Bohrung gebildeten Stufe, im Folgenden der Einfachheit halber als „stufenförmige Verjüngung" bezeichnet, entsteht auf diese Weise ein Ringspalt.

Die Spindel kann an einem prozessseitigen Ende eines innerhalb des Dämpfungskolbenschaftes, beispielsweise in der erwähnten innerhalb des Dämpfungskolbens verlaufenden axialen Bohrung, geführten Stifts angebracht sein, wobei der Stift oder eine Stiftverlängerung über ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde des Dämpfungskolbenschafts zusammenwirkt, am Dämpfungskolbenschaft befestigt ist. Die Gewindeverbindung zwischen dem Stift oder der Stiftverlängerung und dem Dämpfungskolbenschaft erlaubt eine Verschiebung der Spindel in axialer Richtung. Durch Eindrehen des Stiftes in prozessseitiger Richtung, wird die Spindel beispielsweise in den verjüngten Bohrungsabschnitt innerhalb des Dämpfungskolbens hinein verschoben, was zu einer Verkleinerung der ringförmigen Öffnung und damit zu einer Verringerung des Fluidpassagenquerschnitts führt. Ein Herausdrehen des Stiftes in prozessabgewandte Richtung führt entsprechend zu einer Verschiebung der Spindel aus dem verjüngten Bohrungsabschnitt heraus, was zu einer Vergrößerung der ringförmigen Öffnung und entsprechend einer Vergrößerung des Querschnitts der Fluidpassage führt.

Der erste Volumenbereich des Dämpfungszylinders kann mit dem zweiten Volumenbereich des Dämpfungszylinders über die axiale Bohrung innerhalb des Dämpfungskolbens und über eine radiale Bohrung verbunden sein, welche einen ersten Austritt in die axiale Bohrung und einen zweiten Austritt in den zweiten Volumenbereich des Dämpfungszylinders aufweist. Eine Wirkverbindung zwischen dem Dämpfungskolben und der rohrförmigen Halterung für die Messsonde kann beispielsweise erzielt werden, indem die rohrförmige Halterung oder eine mit der rohrförmigen Halterung verbundene Halterungsverlängerung in einem Endbereich ein Verbindungsstück, z.B. eine Platte mit einer ersten Durchgangsöffnung aufweist, in der die rohrförmige Halterung befestigt ist, und die eine gegenüber der ersten in radialer Richtung bezogen auf die zentrale Achse der Armatureinrichtung, die mit der Längsachse der rohrförmigen Halterung zusammenfällt, verschobene zweite Durchgangsöffnung aufweist, in der der Dämpfungskolbenschaft oder eine Verlängerung des Dämpfungskolbensschaftes befestigt ist. Durch den radialen Versatz des Dämpfungskolbens gegenüber der rohrförmigen Halterung für die Messsonde wirkt der Dämpfungskolben gleichzeitig als Verdrehsicherung für die Messsonde. Da der Dämpfungskolben in einem Endbereich in der besagten Platte und in seinem anderen Endbereich im Dämpfungszylinder festgehalten wird, ist eine Verdrehung der rohrförmigen Halterung um ihre Rotationsachse unterbunden. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn die in der Armatureinrichtung gehaltene Messsonde nicht rotationssymetrisch aufgebaut ist, wenn also ihre Orientierung bezüglich der Rotationsachse der Sondenhalterung für die Qualität des Messergebnisses eine Rolle spielt. Dies ist beispielsweise der Fall bei ISFET-pH-Sensoren bzw. bei anderen Halbleiter-Sensoren, sowie bei nicht rotationssymetrischen optischen Sonden, wie beispielsweise Trübungs-Sonden oder photometrischen Messsonden. Insbesondere für den Fall, dass eine dieser Messsonden in einem strömenden Medium anzuordnen ist, spielt deren Orientierung bezüglich der Strömungsrichtung eine wichtige Rolle für die Qualität des Messergebnisses.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Armatureinrichtung mit einer Messsondenhalterung in

Wartungsstellung;

Fig. 2 die Armatureinrichtung aus Fig. 1 mit Messsondenhalterung in Messstellung;

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus Fig. 1 , in der der prozessseitige Endbereich des Dämpfungskolbens in Anschlagstellung im prozessabgewandten Endbereich des

Dämpfungszylinders zu sehen ist;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus Fig. 2, in der der prozessseitige Endbereich des Dämpfungskolbens in einer Anschlagstellung im prozessseitigen Endbereich des

Dämpfungskolbens zu sehen ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts C aus Fig. 1 , in der der prozessabgewandte Endbereich des Dämpfungskolbens zu sehen ist.

In Fig. 1 ist eine Armatureinrichtung 1 mit einem Armaturgehäuse 3 dargestellt, bei der die Messsonde (nicht dargestellt) sich in der Wartungsstellung innerhalb einer Reinigungs- und Kalibrierkammer innerhalb des Armaturgehäuses 3 befindet. In Fig. 1 ist dieselbe Armatureinrichtung 1 in Messstellung mit ausgefahrener Halterung 1 1 für die (nicht dargestellte) Messsonde gezeigt. Kalibrier- bzw. Reinigungsflüssigkeit kann durch die Zu- und Ableitungen 5 in die Kalibrier- bzw. Reinigungskammer ein- und wieder ausgeleitet werden. Die Armatureinrichtung 1 weist als Anschlusseinrichtung 9 einen Flansch auf, über den die Armatureinrichtung 1 an ein (nicht dargestelltes) Prozessgefäß, beispielsweise ein Rohr, festgelegt werden kann. Die Halterung 1 1 für die Messsonde ist an einer Halterungsverlängerung 13 befestigt, beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder einen Bajonett-Verschluss (in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt). Die Halterung 1 1 sowie die Halterungsverlängerung 13 sind axial, d.h. in Richtung der zentralen Achse Z der Armatureinrichtung 1 , verschieblich im Armaturgehäuse 3 geführt. Die zentrale Achse Z fällt mit der Längsachse der Halterung 1 1 bzw. der Halterungsverlängerung 13 zusammen. Armaturgehäuse 3, Sondenhalterung 1 1 und Halterungsverlängerung 13 können in an sich bekannter Weise aufgebaut sein, beispielsweise wie in DE 102006010810 A1 , DE 102007035918 B3 oder DE 102006022981 A1 beschrieben.

Innerhalb des Armaturgehäuses 3 ist ein Dämpfungszylinder 15 angeordnet, der beispielsweise als Sackbohrung in der Wand des Armaturgehäuses 3 ausgestaltet sein kann. Ein Dämpfungskolben 17 ist in dem Dämpfungszylinder 15 derart geführt, dass er Hubbewegungen entlang der Mittelachse M des Dämpfungszylinders 15 ausführen kann. Die Halterungsverlängerung 13 ist in einer ersten Durchgangsöffnung 21 der Platte 19 aufgenommen. Die Platte 19 weist eine zweite Durchgangsöffnung 23 auf, die gegenüber der ersten Durchgangsöffnung 21 in radialer Richtung, d.h. in senkrechter Richtung zur zentralen Achse Z, verschoben ist. In dieser zweiten Durchgangsöffnung 23 ist der Dämpfungskolben 17 befestigt. Auf dieser Weise ergibt sich eine Wirkverbindung in Gestalt einer starren mechanischen Kopplung zwischen der Halterung 1 1 für die Messsonde über die Halterungsverlängerung 13 und dem Dämpfungskolben 17. Wird die Halterungsverlängerung 13 zusammen mit der Halterung 1 1 in Richtung der zentralen Achse Z der Armatureinrichtung 1 innerhalb des Armaturgehäuses 3 verschoben, erfolgt somit zwangsläufig eine gleichzeitige Bewegung des Dämpfungskolbens 17 entlang seiner parallel zur zentralen Achse Z verlaufenden Mittelachse M in dieselbe Richtung, in der sich die Halterungsverlängerung 13, und somit die Halterung 1 1 für die Messsonde bewegt.

In Fig. 3 ist der vergrößerte Ausschnitt A aus Fig. 1 und in Fig. 4 der vergrößerte Ausschnitt B aus Fig. 2 gezeigt. Zu sehen ist in Fig. 3 das prozessabgewandte Ende des Dämpfungszylinders 15 sowie der bei Wartungsstellung der Messsonde zurückgezogene prozessseitige Bereich des Dämpfungskolbens 17. In Fig. 4 ist das prozessseitige Ende des Dämpfungszylinders 15 sowie der bei Messstellung der Messsonde am prozessseitigen Ende des Dämpfungszylinders 15 anschlagende prozessseitige Bereich des Dämpfungskolbens 17 zu sehen. Der Dämpfungszylinder 15 umfasst einen fluidgefüllten Hohlraum, der mittels der Dichtringe 25, 27 und 29 fluiddicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist. Das im Dämpfungszylinder 15 enthaltene Fluid kann also nicht in die Umgebung entweichen. Der Dämpfungskolben 17 umfasst einen Dämpfungskolbenschaft 38, der an seinem prozessseitigen Endbereich einen Stempel 36 aufweist. Der Stempel 36 ist mit einer Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings 25 versehen. Der Dichtring 25 liegt gegen die glatte Innenwand des Dämpfungszylinders 15 fluiddicht an. Der Stempel 36 des Dämpfungskolbens 17 unterteilt somit das Innenvolumen des Dämpfungszylinders 15 in einen ersten Volumenbereich 33 zwischen der prozessseitigen Zylindergrundfläche des Dämpfungszylinders 15 und der prozessseitigen Stirnfläche des Stempels 36 und in einen zweiten Volumenbereich 35 auf der gegenüberliegenden Seite des Stempels 36, der durch das prozessabgewandte Ende des Dämpfungszylinders 15 mit der Dichtung 29, die Innenwand des Dämpfungszylinders 15, die Zylindermantelfläche des Dämpfungskolbenschaftes 38, und die radial um den Dämpfungskolbenschaft 38 verlaufenden Rückseite des Stempels 36 begrenzt wird.

Der Dämpfungskolben 17 weist eine durchgehende axiale, d.h. entlang der Mittelachse M des Dämpfungskolbens 17 verlaufende, Bohrung 37 auf, innerhalb derer ein Stift 41 geführt ist, der in seinem prozessseitigen Endbereich in eine Spindel 43 von kegelstumpfartiger Geometrie übergeht. Die axiale Bohrung 37 weist im Bereich des Stempels 36 des Dämpfungskolbens 17 eine stufenartige Verjüngung 39 auf, d.h. die axiale Bohrung 37 geht abrupt von einem Bohrungsabschnitt mit einem ersten Querschnitt in einen zweiten Bohrungsabschnitt 40 mit kleinerem Querschnitt über. Die kegelstumpfförmige Spindel 39 ragt derart in den verjüngten Bohrungsabschnitt 40 der axialen Bohrung 37 hinein, dass zwischen der Stufe 39 und der Kegelwand der Spindel 43 nur ein schmaler Ringspalt verbleibt. Auf der prozessabgewandten Seite des Stempels ist die axiale Bohrung 37 durch eine radial, d. h. senkrecht zur Mittelachse M verlaufende Bohrung 45 mit dem zweiten Volumenbereich 35 des Dämpfungszylinders 15 verbunden. Oberhalb der radialen Bohrung 45 weist der Stift 41 eine Ringnut auf, in der der Dichtring 31 aufgenommen ist. Der Dichtring 31 liegt an der glatten Innenwand der axialen Bohrung 37 an und dichtet so den Bohrungsinnenraum gegenüber der Umgebung fluiddicht ab.

Bei einer Bewegung des Dämpfungskolbens 17 in prozessseitige Richtung, d.h. in den Dämpfungszylinder 15 hinein, wird Fluid aus dem ersten Volumenbereich 33 verdrängt und strömt durch die axiale Bohrung

37, durch den zwischen der stufenartige Verjüngung 39 und der

Kegelmantelfläche der Spindel 43 gebildeten Ringspalt und durch die radiale Bohrung 45 in den zweiten Volumenbereich 35 des Dämpfungszylinders 15 auf der prozessabgewandten Seite des Stempels

36. Aufgrund des geringen Querschnitts des Ringspalts zwischen der Spindel 43 und der stufenartigen Verjüngung 39 setzt das Fluid der Bewegung des Dämpfungskolbens 17 einen hohen Strömungswiderstand entgegen, der die Bewegung des Dämpfungskolbens 17 abbremst. Bei einer Bewegung des Dämpfungskolbens in entgegengesetzter Richtung wird entsprechend Fluid aus dem zweiten Volumenbereich 35 des Dämpfungszylinders 15 durch die radiale Bohrung 45, den Ringspalt zwischen Spindel 43 und stufenartiger Verjüngung 39 und durch die axiale Bohrung 37 in den ersten Volumenbereich 33 des Dämpfungszylinders 15 verdrängt. Wiederum ergibt sich eine Dämpfung der Hubbewegung des Dämpfungskolbens 17 aufgrund des hohen Strömungswiderstandes, den das Fluid aufgrund des Ringspalts der Kolbenbewegung entgegensetzt.

Der Querschnitt des Ringspalts kann im hier gezeigten Ausführungsbeispiel variiert und je nach Viskosität des Fluids und gewünschter Dämpfungsintensität gewählt werden.

Fig. 5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt C der Fig. 1 , in dem ein Ausschnitt der Platte 19 und des darin befestigten Dämpfungskolbens 17 dargestellt ist. Der innerhalb des Dämpfungskolbenschaftes 38 geführte Stift 41 ist an seinem prozessabgewandten Ende in einer Stiftverlängerung 47 aufgenommen. Die Stiftverlängerung 47 ist an ihrem prozessabgewandten Ende mit einer Rändelmutter 49 versehen. Die Stiftverlängerung 47 weist überdies ein Außengewinde 51 auf, das mit einem Innengewinde 53 des Dämpfungskolbenschafts 38 zusammenwirkt. Durch Drehen der Rändelmutter 49 kann entsprechend die Stiftverlängerung 43 aus dem Dämpfungskolbenschaft 38 heraus- oder in den Dämpfungskolbenschaft 38 hineingedreht werden. Dies bewirkt eine axiale Bewegung des Stiftes 41 in die axiale Bohrung 37 hinein, d.h. eine Bewegung in prozessseitige Richtung, oder aus der axialen Bohrung 37 heraus, d.h. eine Bewegung in prozessabgewandte Richtung. Entsprechend wird der Abstand zwischen dem Kegelmantel der Spindel 43 und der stufenartigen Verjüngung 39 bei einer Bewegung des Stiftes 41 in die axiale Bohrung hinein kleiner bzw. bei einer Bewegung aus der axialen Bohrung heraus größer. Mit kleiner werdendem Abstand verringert sich entsprechend der Querschnitt des Ringspalts zwischen Spindel 43 und stufenartiger Verjüngung 39, bei Vergrößerung des Abstandes vergrößert sich der Querschnitt des Ringspalts entsprechend. Auf diese Weise kann die Stärke des Strömungswiderstandes, der einer Bewegung des Dämpfungskolbens 17 innerhalb des Dämpfungszylinders 15 entgegenwirkt, eingestellt werden.

Als Fluid eignen sich prinzipiell vielerlei Flüssigkeiten und Gase. Im einfachsten Fall wird bei der Montage des Dämpfungszylinders und des Dämpfungskolbens Luft aus der Umgebung unter atmosphärischen Bedingungen eingeschlossen. Bei der Montage kann jedoch gleichermaßen eine dämpfende Flüssigkeit im Dämpfungszylinder eingeschlossen werden.

Claims

Patentansprüche

1 . Armatureinrichtung (1 ), insbesondere Wechselarmatur, für eine Messsonde zur Messung von Prozessgrößen in einem Prozess mit einem Armaturengehäuse (3) mit einer Anschlusseinrichtung (9) zum

Anbinden der Armatureinrichtung (1 ) an einen Prozessbehälter, einer in dem Armaturengehäuse (3) axial verschieblich zwischen einer in den Prozessbehälter eingefahrenen Messstellung und einer daraus ausgefahrenen Wartungsstellung geführten rohrförmigen Halterung (1 1 ) für eine Messsonde, und einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung einer axialen Verschiebung der rohrförmigen Halterung (1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung einen innerhalb des Armaturengehäuses (3) gebildeten, fluidgefüllten Dämpfungszylinder (15) und einen mit der rohrförmigen Halterung (1 1 ) in Wirkverbindung stehenden, innerhalb des Dämpfungszylinders (15) geführten Dämpfungskolben (17) umfasst.

2. Armatureinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , wobei durch die Wirkverbindung zwischen der rohrförmigen Halterung (1 1 ) und dem Dämpfungskolben (17) mit einer Verschiebung der rohrförmigen Halterung (1 1 ) gleichzeitig eine Verschiebung des Dämpfungskolbens (17) innerhalb des Dämpfungszylinders (15) bewirkt wird.

3. Armatureinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dämpfungskolben (17) eine Fluidpassage aufweist, welche einen ersten Volumenbereich (33) des Dämpfungszylinders (15) mit einem zweiten Volumenbereich (35) des Dämpfungszylinders (15) verbindet.

4. Armatureinrichtung (1 ) nach Anspruch 3, wobei der Querschnitt der Fluidpassage mittels eines Ventilelements einstellbar ist, um das Ausmaß der Fluidströmung von dem ersten (33) in den zweiten Volumenbereich (35) einzustellen.

5. Armatureinrichtung (1 ) nach Anspruch 4, wobei das Ventilelement gebildet ist durch eine sich mindestens abschnittsweise kontinuierlich verjüngende, insbesondere mindestens abschnittsweise kegel- oder kegelstumpfförmige Spindel (41 ), und einen Bohrungsabschnitt (40) einer axial innerhalb des Dämpfungskolbens (15) verlaufenden Bohrung (37), wobei die Spindel (43) in den Bohrungsabschnitt (40) hineinragt und diesen bis auf eine ringförmige Öffnung verschließt, wobei der Querschnitt der ringförmigen Öffnung durch Verschiebung der Spindel in den Bohrungsabschnitt (40) hinein oder aus der Bohrungsabschnitt (40) heraus einstellbar ist.

6. Armatureinrichtung (1 ) nach Anspruch 5, wobei der Dämpfungskolben (17) einen Dämpfungskolbenschaft (38) aufweist, und wobei die Spindel (43) an einem Ende eines in der axialen Bohrung (37) innerhalb des Dämpfungskolbenschaftes (38) geführten Stifts (41 ) angebracht ist, und wobei der Stift (41 ) oder eine Stiftverlängerung (47) ein erstes Gewinde, insbesondere ein Außengewinde (51 ), aufweist, das mit einem zu dem ersten Gewinde komplementären zweiten Gewinde, insbesondere einem Innengewinde (53), des Dämpfungskolbenschafts (38) zusammenwirkt.

7. Armatureinrichtung (1 ) nach Anspruch 6, wobei der erste Volumenbereich (33) des Dämpfungszylinders (15) mit dem zweiten Volumenbereich (35) des Dämpfungszylinders (15) über die axiale Bohrung (37) innerhalb des Dämpfungskolbenschaftes (38) und über eine radiale Bohrung (45) verbunden ist, welche einen ersten Austritt in die axiale Bohrung (37) und einen zweiten Austritt in den zweiten Volumenbereich (35) des Dämpfungszylinders (15) aufweist.

8. Armatureinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die rohrförmige Halterung (1 1 ) oder eine mit der rohrförmigen Halterung verbundene Halterungsverlängerung (13) in einer ersten Durchgangsöffnung (21 ) eines Verbindungsstückes, insbesondere einer Platte (19), befestigt ist, und wobei das Verbindungsstück eine gegenüber der ersten in radialer Richtung bezüglich der Längsachse der rohrförmigen Halterung (1 1 ) verschobene zweite Durchgangsöffnung (23) aufweist, in der der Dämpfungskolbenschaft (38) oder eine Verlängerung des Dämpfungskolbenschaftes (38) befestigt ist.