DE9200214U1 - Wechselarmatur für das Einführen von Meßsonden in das in einem unter Druck stehenden Behälter befindliche Medium - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Wechselarmatur für das Einführen von Meßsonden in das in einem unter Druck stehenden Behälter befindliche Medium nach dem Oberbegriff des-nspruches 1.

In der industriellen Meßtechnik für die Meßgrößen Druck, Temperatur, Füllstand, Durchfluß, Brechungsindex, Trübung, Leitfähigkeit und chemische Größen wie die Konzentration an Inhaltsstoffen, Redoxpotential und pH-Wert ist es häufig notwendig, die Meßfühler zu reinigen, zu kalibrieren oder zu erneuern. Dabei war es früher und ist es je nach Einbauart der Meßfühler auch heute noch erforderlich, allein nur für diese Wartungsarbeiten das System, in das der betreffende Meßfühler von außen eingeführt ist, drucklos zu machen oder sogar zu entleeren. Im Zuge der zunehmenden Automatisierung von Prozessen sind solche Unterbrechungen äußerst unerwünscht.

Es wird daher seit einiger Zeit nach Möglichkeiten gesucht, die Wartungsarbeiten durchführen zu können, ohne dabei den laufenden Prozeß zu unterbrechen oder sogar die Anlage stillzulegen.

Meßfühler können in unterschiedlichster Art mit dem Prozeß verbunden sein. Es gibt

- Eintaucharmaturen, die von oben in einen Kessel eingebaut sind und die Meßfühler mit in das durchmischte Meßgut führen,

- Durchflußarmaturen, bei denen die Meßfühler in einer Bypaßleitung oder im Hauptstrom mit dem Medium in Kontakt stehen, oder

- Armaturen, die meist seitlich an einen Kessel oder an einer Rohrleitung angebracht sind und die

Meßfühler mehr am Rand mit dem Meßmedium in Kontakt bringen. Eine derartige Meßposition am Rand eines Behälters führt oft zu nicht repräsentativen Meßwerten im Medium.

Es sind zwar bereits einige Einbaulösungen für Meßfühler bekanntgeworden, bei denen die Meßsonde auch unter Behälterdruck ausgebaut werden kann, dies sind jedoch im allgemeinen Lösungen für oben an dritter Stelle genannte Einbauarten, nämlich für Meßsonden, die dicht an einer Behälterwand positioniert sind. Die Problematik, die Einbaustelle druckdicht zu verschließen, bevor ein Meßfühler herausgenommen wird, schien konstruktive Anforderungen zu stellen, die nur für Einbauarmaturen erfüllbar sind, die sich nicht sehr tief in einen Behälter hineinerstrecken. Aus einer Firmenschrift der Firma DeDietrich ist eine längere Einbauarmatur bekannt, welche ein Aufnahmerohr für die Meßarmatur aufweist, welches an seinem offenen distalen Ende durch einen pilzartigen Deckel verschließbar ist, welcher an einem zentralen, sich in das Aufnahmerohr hinein erstreckenden Stiel befestigt ist, mit dessen Hilfe er durch Betätigung von außen in axialer Richtung bewegt werden kann. Damit das Medium beim vom Aufnahmerohrende wegbewegten Deckel in dem dadurch erzeugten Zwischenraum die Meßfühler umströmen kann, müssen diese bei Schließstellung des pilzartigen Deckels entweder in diesen hineinführbar oder selbst in axialr Richtung aus dem Aufnahmerohr hinausbewegbar sein.

Insgesamt ist jedoch noch keine Wechselarmatur für Meßsonden bekannt, die es während des laufenden Prozesses ermöglicht, die Meßfühler durch vorübergehendes Abtrennen vom Behältermedium zu

reinigen, zu kalibrieren oder zu konditionieren und durch Ausbau zu warten oder zu erneuern.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wechselarmatur für das Einführen von Meßsonden in das in einem unter Druck stehenden Behälter befindliche Medium zu schaffen, welche Einbautiefen von meist mehr als 0,5 m erlaubt, bei der die Meßsonden während des Betriebes ein- und ausgebaut werden können, und bei der der die Meßsonden umgebende Raum vorübergehend vom Meßmedium abgetrennt bzw. drucklos gemacht werden kann, um die Sonden zu reinigen, zu kalibrieren und zu konditionieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des <fnsp ruches I gelöst. &ngr;

Wenn im Zusammenhang dieser Beschreibung vom Einbau in Behälter die Rede ist, so soll unter dem Begriff "Behälter" jede Art eines ein Medium führenden bzw. enthaltenden Systems verstanden sein. Die erfindungsgemäße Wechselarmatur ist daher für den Einbau in eigentliche Behälter und zwar von oben wie auch von der Seite, als auch für den Einbau in Medium führende Rohrleitungen und andere geschlossene, in der Regel unter Druck befindliche Systeme geeignet.

Dadurch, daß das Verschlußorgan der erfindungsgemäßen Wechselarmatur mit allen seinen Teilen vollständig am Meßort im distalen Ende der Einbauarmatur angeordnet ist und keinerlei eigene Bauteile besitzt, mit denen es selbst zwecks seiner Betätigung aus dem Behälter nach außen herausragt, läßt sich die Armatur durch entsprechend lang

gewählte Aufnahmerohre in fast jeder gewünschten und praktisch vorkommenden Einbaulänge ausführen. Als Fernbetätigungsmittel für das Verschlußorgan dient die Sondenaufnahme selbst. Sie wird mit dem Verschlußorgan nach dessen Einführen in die Aufnahmevorrichtung in drehfesten Eingriff gebracht, um das Verschlußorgan von einer Öffnungs- in eine Schließstellung und umgekehrt zu überführen. Sämtliche hierfür erforderlichen Öffnungs- und Schließfunktionen werden dabei vor Ort am Verschlußorgan selbst ausgeführt, wodurch eine Sicherheit in dessen Funktionsablauf gewährleistet wird. Die Sondenaufnahme dient dabei nur als von außen bedienbares Betätigungselement für das Verschlußorgan.

Die erfindungsgemäße Ausführung sieht ferner eine Zwangsführung zwischen der Sondenaufnahme und der Aufnahmevorrichtung'vor, die derart ausgebildet ist, daß sich die Sondenaufnahme nur bei in Schließstellung befindlichem Verschlußorgan aus der Aufnahmevorrichtung entnehmen und wieder in sie einsetzen läßt. Sowie die Sondenaufnahme aus ihrer Einführstellung nur ein Stück gedreht ist, um das Verschlußorgan in Richtung zu seiner Öffnungsstellung zu bewegen, ist die Sondenaufnahme an einer Axialbewegung aus der Aufnahmevorrichtung heraus gehindert. Selbst wenn die Sondenaufnahme nach Drehen und somit Überführung des Verschlußorganes von seiner Öffnungs- in seine Schließstellung überführt worden ist, aber nicht ausgebaut wird, ist der die Meßsonden umgebende Raum vom Behältermedium abgetrennt, so daß durch vorgesehene Spülschläuche, die von außen durch die Sondenaufnahme geführt sind, der Meßraum gespült und die Meßfühler beispielsweise durch Einleiten einer Standardlösung kalibriert werden können. In

.*\ 6&Lgr;

bevorzugter Ausführungsform ist außerhalb des Behälters an der Wechselarmatur noch eine Sperre vorgesehen, die gelöst werden muß, wenn die Sondenaufnahme tatsächlich aus ihrer Aufnahmerichtung herausgenommen werden soll.

Die erfindungsgemäße Ausführung verhindert, daß das Verschlußorgan geöffnet werden kann, wenn die Sondenaufnahme nicht eingebaut ist, da allein die Sondenaufnahme selbst das Betätigungsmittel für das Verschlußorgan bildet. Ferner ist sichergestellt, daß die Sondenaufnahme nur dann ausgebaut werden kann, wenn sich das Verschlußorgan in seiner geschlossenen Position befindet, weil die Sondenaufnahme durch ihre speziellen Führungsmittel nur dann für eine Axialbewegung aus der Aufnahmevorrichtung heraus freigegeben wird, wenn sie sich in derjenigen Drehposition befindet, in der das Verschlußorgan geschlossen ist. Schließlich kann das Verschlußorgan endgültig nur dann geöffnet werden, wenn die Sondenaufnahme sich in einer Drehposition befindet, in der sie nicht mehr aus der Aufnahmevorrichtung entfernbar ist. Da die eingeführte Sondenaufnahme gleichzeitig den Meßraum um die Meßfühler herum gegenüber dem Behälteräußeren abdichtet, kann bei eingeführter Sondenaufnahme und geöffnetem Verschlußorgan kein unter Druck befindliches Medium aus dem Behälter hinaustreten.

Es kann nun vorkommen, daß nach Verschließen des Verschlußorganes und Überführen der Sondenaufnahme in ihre ausbaufähige Position noch Behälterdruck in dem jedoch inzwischen abgetrennten Meßraum um die Meßfühler herum herrscht. Die in bevorzugter Ausführungsform zusätzlich außerhalb des Behälters angeordnete Sperre gegen das Herausnehmen der Sondenaufnahme verhindert, daß diese unter dem

eventuell herrschenden Restdruck im Meßraum von alleine und ungewollt aus ihrer Aufnahmevorrichtung herausgedrückt wird.

In bevorzugter Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselarmatur ist das als Drehküken ausgebildete Verschlußorgan in seiner Öffnungs- und Schließstellung jeweils mit einer Einrastung ausgestattet, aus der es nur durch axialen Druck mittels der Sondenaufnahme gelöst und dann in die jeweils andere Position gedreht werden kann. Hierdurch wird eine zusätzliche Sicherheit erreicht, indem das Verschlußorgan, auch wenn es nicht mit der Sondenaufnahme in Eingriff ist, daran gehindert ist, sich selbsttätig in eine andere Position zu verdrehen. In weiter bevorzugter Ausführungsform wird das Erfordernis eines axialen Druckes zum Lösen des Verschlußorganes aus einer seiner Arretierungsstellungen zusätzlich dazu ausgenutzt, auch die Sondenaufnahme erst dann für ein Verdrehen aus ihrer Einbauposition bei geöffnetem Verschlußorgan freizugeben, wenn sie ihrerseits durch diesen Druck aus einer drehgesicherten Arretierungsstellung gelöst wird.

Das Verschlußorgan ist vorteilhafterweise als ein hohlzylindrisches Drehküken ausgebildet, welches in seiner Zylinderwand mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Durchströmungsöffnungen versehen ist, welche durch Drehen des Kükens in der Aufnahmevorrichtung mit zwei entsprechenden Öffnungen in der Außenwand der Aufnahmevorrichtung in Deckung bringbar sind. Die Sondenaufnahme ist an ihrem Ende zweckmäßigerweise mit einem im wesentlichen massiv ausgebildeten Sondenträger versehen, der mit einem zylindrischen Fortsatz in das obere offene Ende des Drehkükens abdichtend

einführbar ist, so daß sich im Inneren des Drehkükens ein Meßraum ergibt, der auch bei geöffnetem Drehküken gegen den übrigen Innenraum der Aufnahmevorrichtung abgedichtet ist. In dem Sondenträger können ein oder mehrere axiale Bohrungen vorgesehen sein, in die Meßsonden derart abdichtend einsetzbar sind, daß sie über das Ende des Sondenträgers vorstehen und mit ihren Meßfühlern bei eingesetztem Sondenträger in den Meßraum des Drehkükens hineinragen. Weitere Bohrungen im Sondenträger können auch für den Anschluß von Spülleitungen oder Leitungen zum Zuführen von Kalibriermedium versehen sein.

Die Sondenaufnahme ist zweckmäßigerweise zweiteilig ausgeführt, wobei der eigentliche Sondenträger durch ein angesetztes Rohr verlängert ist, welches gleichzeitig der Aufnahme der Zuleitungskabel und der eventuellen Spülleitungen dient, die am Ende durch einen Deckel geführt sind, mit dem das Rohr außerhalb des Behälters verschlossen ist. Dieses Verlängerungsrohr für den Sondenträger läßt sich in seiner Länge entsprechend der erforderlichen Einbautiefe in Übereinstimmung mit der Länge der Sondenaufnahme wählen. Die Zweiteiligkeit der Sondenaufnahme bietet ferner den Vorteil, daß nach Abnehmen des Verlängerungsrohres der eigentiche Sondenträger auch an seiner Oberseite für den Einbau der Meßsonden zugänglich ist, deren meist handelsübliche Länge von der Einbautiefe der Wechselarmatur somit unabhängig ist.

Weitere vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Wechselarmatur werden in der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles noch näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Wechselarmatur;

Fig. 2 eine Umfangsabwicklung der Mittel für den gegenseitigen Eingriff zwischen Verschlußorgan, Sondenträger und Aufnahmevorrichtung; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den unteren Bereich der Wechselarmatur nach Fig. 1 in einem Zustand, in dem das Verschlußorgan in Öffnungsstellung gegen Federdruck aus seiner Arretierung gelöst ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Wechselarmatur ist der Länge nach in einen geeigneten (nicht dargestellten) Anschlußstutzen, beispielsweise eines Behälters einführbar und weist einen Flansch 2 auf, mit dem sie fest und abdichtend mit einem (nicht dargestellten) entsprechenden Flansch des Anschlußstutzens des Behälters verschraubbar ist. In den Figuren ist die Wechselarmatur in einer Lage dargestellt, in der sie von oben in den (nicht dargestellten) Behälter hineinragt. Ihre Einbaulage ist jedoch beliebig. Allein zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung wird das behälterwandseitige Ende der Armatur mit "oben" und das in den Behälter hineinragende, distale Ende der Armatur mit "unten" bezeichnet. Auch wenn im folgenden die Begriffe "links" und "rechts" verwendet werden, beziehen sich diese auf die zeichnerische Darstellung.

Mit dem Flansch 2 fest verbunden ist eine in den Behälter hineinragende rohrförmige Aufnahmevorrichtung 4, 6, welche stets im Behälter verbleibt und den eigentlichen, austauschbaren Meßsondenträger in ihrem Inneren aufnimmt. Im Ausführungsbeispiel ist die Aufnahmevorrichtung

abgesehen vom Befestigungsflansch 2 in ihrem rohrförmigen Abschnitt zweiteilig ausgeführt und weist ein Aufnahmerohr 4 und einen Aufnahmezylinder 6 mit einer zylindrischen Außenwand 8 auf, der an seinem unteren Ende durch eine Bodenwand 10 verschlossen ist. Der Aufnahmezylinder 6 ist mit seinem oberen Ende unter Zwischenfügung eines Dichtringes 80 auf das untere Ende des Aufnahmerohres 4 aufgeschraubt und mit einer Madenschraube 78 gesichert. Je nach erforderlicher Einbautiefe für die Meßsonden lassen sich mit einem Befestigungsflansch 2 versehene Aufnahmerohre 4 unterschiedlicher Länge verwenden, die dann lediglich mit einem Aufnahmezylinder 6 in standardisierter Ausführung versehen zu werden brauchen.

Nahe der Bodenwand 10 weist die Außenwand 8 des Aufnahmezylinders 6 zwei einander diametral gegenüberliegende Öffnungen 12 auf, welche eine Verbindung zwischen dem Behälterinneren und dem von der Aufnahmevorrichtung im übrigen dicht umschlossenen Hohlraum 14 herstellen.

Als Verschlußorgan für diese Öffnungen 12 ist in den Aufnahmezylinder 6 ein Drehküken 16 eingesetzt.

Das Drehküken 16 ist hohlzylindrisch mit einer formschlüssig in den Aufnahmezylinder 6 passenden Wand 18 und einer geschlossenen Bodenfläche 20 ausgebildet, so daß das Küken einen nach oben offenen Innenraum 22 umschließt.

Die Wand 18 des Drehkükens ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Bohrungen 24 versehen, die als Korrespondenzöffnungen mit den Öffnungen durch Drehen des Kükens im Aufnahmerohr in Deckung gebracht werden können (siehe auch Fig. 3).

,"'.,lit

Der obere Rand 26 des Kükens 16 ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Ausnehmungen 28 versehen, die einen Eingriff in das Küken für dessen Drehen ermöglichen und von denen in den Figuren nur jeweils eine sichtbar ist.

Weiterhin sind im oberen Rand 26 des Drehkükens 16 jeweils um 90° versetzt zwei Paare von Aussparungen 30 und 32 eingearbeitet. In den Figuren ist jeweils nur eine der sich diametral gegenüberliegenden Aussparungen 30 bzw. 32 sichtbar.

Je nach Drehstellung des Kükens 16 greifen aus der Wand 18 des Aufnahmezylinders 6 nach innen vorstehende Rastfortsätze 64 entweder in die Aussparungen 30 oder die Aussparungen 32 ein. In der Darstellung der Fig. 1 befinden sich die Rastfortsätze 64 in Eingriff mit den dort nicht sichtbaren Aussparungen 30, die gegenüber der sichtbaren Aussparung 32 um 90° versetzt sind (siehe auch Fig. 2).

Das Drehküken 16 ist, durch Ringdichtungen 34a und 34d abgedichtet, in den Hohlraum 14 eingefügt und ruht mit seiner Bodenfläche 20 auf einer Schraubenfeder 36, die auf der Bodenwand 10 des Aufnahmezylinders 6 abgestützt ist. Das Drehküken 16 ist somit gegen den Federdruck der Feder 36 axial nach unten verschiebbar, um es aus dem Eingriff mit den Rastfortsätzen 64 für eine Drehbewegung lösen zu können. Gleichzeitig verhindern die Rastfortsätze 64 ein Verschieben des Kükens unter dem Druck der Feder 36 in axialer Richtung nach oben und legen das Küken so in seiner axialen Position fest.

Oberhalb des Kükens 16 ist eine Sondenaufnahme in den Hohlraum 14 eingesetzt, die aus einem

Hohlzylinder 40 und einem massiven, zylindrischen Sondenträger 42 besteht, der mittels Madenschrauben 44 mit dem Hohlzylinder 40 verbunden ist. Der Hohlzylinder 40 kann entsprechend dem Aufnahmerohr gegen einen solchen unterschiedlicher Länge getauscht werden.

Der Hohlzylinder 40 ragt über den Flansch 2 hinaus aus der Aufnahmevorrichtung heraus und ist durch einen Schraubdeckel 46 an seinem oberen Ende verschlossen. In den Schraubdeckel 46 sind seitlich Handgriffe 82 eingeschraubt.

Der Sondenträger 42 ruht mit einer äußeren, ringförmigen Auflagefläche 48 auf dem oberen Rand des Drehkükens 16. Die Auflagefläche 48 weist Mitnehmer 50 auf, die beim Aufliegen der Fläche 48 auf dem Rand 26 in dessen Ausnehmungen 28 eingreifen, und so eine drehfeste Verbindung zwischen Sondenträger 42 und Drehküken 16 zum Drehen des Drehkükens durch den Sondenträger 42 herstellen.

Die Auflagefläche 48 umschließt ein Endstück 52 des massiven Sondenträgers 42, das, abgedichtet durch eine Ringdichtung 54, in den Innenraum 22 des Drehkükens 16 durch dessen offene Oberseite hineinragt, und das so den Innenraum 22 des Drehkükens gegenüber dem Hohlraum 14 abdichtet, wobei das Endstück 52 oberhalb der Bohrungen 24 endet, so daß diese nicht verdeckt werden.

Der Sondenträger 42 weist drei axiale Bohrungen 56 auf, von denen nur eine in der Zeichnung sichtbar ist und in deren eine eine mit dem Sondenträger 42 fest und abdichtend verbundene Meßsonde 58 eingesetzt ist, die über das Endstück 52 hinaus in den Innenraum 22 des Drehkükens 16 ragt. Die

Anschlußleitung 60 der Meßsonde ist durch den Hohlzylinder 40 und den Deckel 46 hindurchgeführt. Die anderen Bohrungen 56 können ebenfalls mit Meßsonden bestückt oder mit Spülleitungen verbunden sein, die fest mit dem Sondenträger 42 verschraubt sind. Eine solche Spülleitung ist mit 61 bezeichnet.

Die Umfangsflache des Sondenträgers 42 weist an der Unterkante, angrenzend an die ringförmige Auflagefläche 48, zwei waagerechte, tangential über ein Bogensegment von 90° verlaufende Umfangsnuten 62 auf, von denen jeweils nur eine in den Figuren sichtbar ist.

Vorausgesetzt, daß die Mitnehmer 50 der Auflagefläche 48 mit den Ausnehmungen 28 in der Oberkante 26 des Kükens im Eingriff sind, erstrecken sich die Nuten 62 jeweils zwischen den Aussparungen 30 und 32 und verbinden diese.

In den Nuten 62 werden beim Drehen des Kükens 16 die Rastfortsätze 64 aufgenommen, die in der offenen bzw. geschlossenen Position des Kükens vor bzw. nach der Drehung in den Aussparungen 30 bzw. 32 liegen.

In die Umfangsflache des Sondenträgers 42 sind weiterhin zwei Führungsnuten 66 eingearbeitet, die je einen Umfangsabschnitt 67 aufweisen, der im Abstand nach oben parallel zu einer der Umfangsnuten 62 verläuft und sich über den gleichen Umfangswinkel erstreckt. Am rechten Ende des Umfangsabschnittes 67 setzt sich die Führungsnut 66 als eine Axialnut 68 nach unten fort, welche bis in die Umfangsnut 62 hinein verläuft und somit zum unteren Ende des Sondenträgers 42 hin offen ist. An ihren linken Enden sind die Umfangsabschnitte 67 der Führungsnut 66 jeweils mit einer nach unten gerichteten axialen Erweiterung in Form einer Rasttasche 69 versehen.

An der Innenseite der Wand 18 des Sondenträgers 42 sind ferner Führungsfortsätze 70 angeordnet, die vorgesehen sind, mit den Führungsnuten 66 in Eingriff zu treten. Die Führungsfortsätze 70 fluchten in axialer Richtung mit den Rastfortsätzen 64 und sind im Abstand der Nuten 62, 67 oberhalb der Rastfortsätze 64 angeordnet.

Die Rastfortsätze 64 und die Führungsfortsätze 70 sind identisch als Schrauben ausgebildet, welche von außen in die Wand 18 des Sondenträgers 42 eingeschraubt und in etwa in Länge der Nutentiefe in den Innenraum des Sondenträgers vorstehen. Diese Schrauben können erst nach Einsetzen des Kükens 16 in den Aufnahmezylinder 6 positioniert werden.

Auf dem Flansch 2 ist oben eine Arretiervorrichtung angebracht, die aus einem Auflagering 72, einem Federbolzen 74 und einer Halterung 76 für den Federbolzen 74 besteht.

Der aus zwei Rändelmuttern bestehende Ring 72 ist auf den Hohlzylinder 40 aufgeschraubt. Der Federbolzen 74 hintergreift im nicht zurückgezogenen Zustand den Ring 72 an dessen Oberseite.

Im folgenden wird die Funktionsweise der vorstehend in ihren Einzelteilen beschriebenen Wechselarmatur erläutert.

Wie bereits weiter oben erwähnt, bleibt die Aufnahmeeinrichtung für die Meßsonden, bestehend aus dem Flansch 2, der darauf angeordneten Federbolzenanordnung 74, 76, dem mit dem Flansch verbundenen Aufnahmerohr 4 und dem sich unten daran anschließenden Aufnahmezylinder 6 bei Wechsel der Meßeinrichtung ständig im Behälter eingebaut. Auch

das Drehküken 16, welches als zeitweiliges Verschlußorgan für die Öffnungen 12 in der Außenwand 8 des Aufnahmezylinders 6 dient, verbleibt im Aufnahmezylinder 6.

In Fig. 1 ist die Wechselarmatur in einem Zustand dargestellt, in welchem die Bohrungen 24 in der Wand 18 des Drehkükens 16 gegenüber den Öffnungen 12 in der Außenwand 8 des Aufnahmezylinders 6 um 90° gedreht sind und die Wand 18 des Drehkükens die Öffnungen 12 im Aufnahmezylinder verschließt, so daß sowohl der Innenraum 22 des Drehkükens wie auch der gesamte Innenraum 14 der Aufnahmeeinrichtung von dem die Aufnahmeeinrichtung umgebenden Medium im Behälter abgetrennt ist. Die Rastfortsätze 64 in der Außenwand 8 greifen in die Aussparungen 30 im oberen Rand 26 des Drehkükens ein, so daß dieses an einer Drehung und somit einem ungewollten Freigeben der Öffnungen 12 im Aufnahmezylinder gehindert ist. Die Schraubenfeder 36 drückt das Drehküken 14 nach oben gegen die Rastfortsätze 64, so daß sie in sicherem Eingriff mit dem oberen Rand des Kükens verharren.

In diesem Zustand läßt sich die Sondenaufnahme, im wesentlichen bestehend aus dem Sondenträger 42 und dem Hohlzylinder 40 ungehindert in die Aufnahmevorrichtung einführen oder aus ihr herausziehen. Dies wird dadurch gewährleistet, daß sich in dieser Stellung die Führungsfortsätze 70 in den axialen Abschnitten 68 der Führungsnuten 66 befinden (siehe hierzu auch die Umfangsabwicklung der Fig. 2). Es sei davon ausgegangen, daß die Sondenaufnahme in der Darstellung der Fig. 1 gerade in die Aufnahmevorrichtung eingeschoben wurde, wobei sie mit den axialen Abschnitten 68 ihrer Führungsnuten 66 soweit auf die Führungsfortsätze 70 aufgeschoben worden ist, bis sie in Berührung mit

dem oberen Rand 26 des Drehkükens 16 gerät, wobei die Mitnehmer 50 an der Auflage 48 des Sondenträgers 42 in die Ausnehmungen 28 am oberen Rand 26 des Drehkükens eingreifen. Dieser Eingriff ist zwangsläufig, weil, wie bei in Fig. 1 positioniertem und arretiertem Drehküken der Sondenträger 42 nur in derjenigen Drehstellung bis zum Anschlag mit dem Küken vorgeschoben werden kann, in der die Führungsfortsätze 70 in die axialen Nuten 69 hineingleiten können.

Wie aus der Fig. 1 leicht zu erkennen ist, können sowohl der Sondenträger 42 wie auch das Drehküken 16 in der gezeigten Stellung noch nicht gedreht werden, weil einerseits das Drehküken 16 noch durch die Rastfortsätze 64 und andererseits der Sondenträger 42 durch die Führungsfortsätze 70 an einer Drehung gehindert wird, welche sich, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, noch im axialen Teil 68 der Führungsnut 66 befinden und daher eine Umfangsbewegung des Sondenträgers 42 nicht zulassen. Um eine Drehbewegung des Kükens 16 und des Sondenträgers 42 zuzulassen, muß die gesamte Sondenaufnahme, beispielsweise durch Angreifen an den Handgriffen 82, gegen die Rückstellkraft der Feder 36 ein Stück nach unten gedrückt werden. Dabei werden die Rastfortsätze 64 aus den Aussparungen 30 des Drehkükens 16 frei und die Führungsfortsätze 70 bewegen sich in den axialen Abschnitten 80 der Führungsnuten 66 ganz nach oben. In diesem gedrückten Zustand kann die Sondenaufnahme dann durch Betätigung an den Handgriffen 82 um 90° gedreht werden, wobei sich die Rastfortsätze 64 entlang der Umfangsnuten 62 und die Führungsfortsätze 70 sich entlang der Umfangsabschnitte 67 der Führungsnuten 66 bewegen. Sowie bei der Drehbewegung die Führungsfortsätze 70

in die Umfangsabschnitte 67 der Führungsnuten 66 eingetreten sind, wird eine axiale Bewegung des Sondenträgers 42 durch die Umfangsabschnitte der Führungsnuten 66 verhindert, so daß der Sondenträger bei Druckaufbau im Innenraum 22 des Kükens 16 nicht mehr aus der Aufnahmevorrichtung hinausgedrückt werden kann.

Fig. 3 zeigt den Zustand kurz vor der Vollendung der 90°-Drehung. Die Öffnungen 12 im Aufnahmezylinder 6 und die Bohrungen 22 im Drehküken 16 befinden sich fast in Deckung, wobei das Drehküken aber noch seinen nach unten gedrückten Zustand einnimmt und sich die Rastfortsätze 64 noch in der Umfangsnut 62 und die Führungsfortsätze 70 noch in dem Umfangsteil 67 der Führungsnut 66 befinden. Bei Vollendung der 90°-Drehung werden Drehküken 16 und Sondenträger 42 unter dem Druck der Feder 36 wieder ein Stück nach oben gedrückt, wobei die Führungsfortsätze 70 in die Rasttaschen 69 der Führungsnuten 66 und die Rastfortsätze 64 in die Aussparungen 32 im oberen Rand des Drehkükens eintreten. In dieser Endposition, in der sich die Öffnungen 12 im Aufnahmezylinder und die Bohrungen 24 im Drehküken in voller Deckung befinden und den Zustrom für das Medium aus dem Behälter zu der Meßsonde 58 freigeben, sind sowohl das Drehküken 16 wie auch der Sondenträger 42 gegen ungewolltes Drehen gesperrt, wenn sie nicht bewußt gegen den Druck der Schraubenfeder 36 nach unten gedrückt und aus der Arretierung gelöst werden.

Durch die Zwangsführung des Sondenträgers 42 mittels der Führungsnuten 66 und den Druck der Schraubenfeder 36 ist es auch nicht möglich, daß die Mitnehmer 50 des Sondenträgers 42 außer Eingriff mit den Ausnehmungen 28 am oberen Rand 26 des Drehkükens geraten.

XS

Bei Ausbau der Sonde läuft dieser Vorgang in umgekehrter Richtung ab. Ist der Sondenträger 42 zum Ausbau wieder in seine in Fig. 1 dargestellte Position zurückgedreht worden, in der das Drehküken 16 die Öffnungen 12 im Aufnahmezylinder verschlossen hat, so ist zwar das Medium im Behälter vom Innenraum der Wechselarmatur abgetrennt, es besteht jedoch die Möglichkeit, daß im abgedichteten Innenraum 22 des Drehkükens 16 noch ein Restdruck ansteht. Um zu verhindern, daß die Sondenaufnahme unter diesem Restdruck ungewollt aus der Aufnahmevorrichtung hinausgedrückt wird, ist als Sperrung außerhalb des Behälters der Federbolzen vorgesehen, der den Ring 72 am Hohlzylinder 40 der Sondenaufnahme von außen hintergreift. Erst durch bewußtes Zurückziehen des Federbolzens 74 kann dann die Sondenaufnahme der Aufnahmevorrichtung entnommen werden. Der Federbolzen 74 verhindert eine Drehbewegung der Sondenaufnahme jedoch nicht, da der Ring 72 einen entsprechenden Abstand vom Flansch aufweist, so daß die Sondenaufnahme gegen den Druck der Feder 36 zum Lösen des Kükens 16 um ein Stück nach unten gedrückt werden kann.

Die beschriebene Anordnung gewährleistet, daß der Sondenträger nur bei geschlossenem Drehküken aus der Aufnahmevorrichtung herausgenommen und wieder in sie eingesetzt wird. Bei geöffnetem Drehküken dagegen ist der Sondenträger sicher gegen eine Drehbewegung und eine Axialbewegung nach außen gesperrt. Diese Sperrung gegen eine Axialbewegung setzt schon bei beginnender Drehbewegung zum Öffnen des Kükens ein, so daß ein Höchstmaß an Sicherheit vorliegt.

Ein besonderer Vorzug der beschriebenen Anordnung liegt darin, daß praktisch sämtliche Führungs-, Sperr- und Verriegelungsfunktionen im unteren

Bereich der Wechselarmatur ablaufen, in dem sich die Meßsonde befindet, und in dem auch die Anforderung besteht, die Öffnungen 12 in der Aufnahmevorrichtung sicher zu verschließen. Der Hohlzylinder 40 der Sondenaufnahme dient lediglich als ein von außen zugängliches Betätigungselement für die Funktionen, die im unteren Bereich der Anordnung ablaufen.

Im übrigen dient der Hohlzylinder 40, mit dem der Sondenträger 42 verlängert ist, als Führung für die Zuleitungen zum Sondenträger. Dadurch, daß der Hohlzylinder 40 vom Sondenträger 42 nach Ausbau abgenommen werden kann, wird der Sondenträger für den Einbau und die Wartung der Meßsonden leicht zugänglich.

Es sei noch erwähnt, daß die Bohrungen 24 im Küken 16 jeweils durch einen zusätzlichen Dichtring 34b umgeben sind (siehe Fig. 3). Um 90° versetzt am Umfang des Drehkükens sind entsprechende Dichtringe 34c vorgesehen, die die Öffnungen 12 im Aufnahmezylinder 6 zusätzlich abdichten sollen, auch wenn das Drehküken sich in Schließstellung befindet (Fig. 1).

Claims (18)

1. Schutzansprüche

   Wechselarmatur für das Einführen von Meßsonden in das in einem unter Druck stehenden Behälter befindliche Medium mit

   einer in den Behälter durch einen an diesem vorzusehenden Anschlußstutzen einführbaren
   Aufnahmevorrichtung (4, 6), welche,
   beispielsweise mittels einer
   Flanschverbindung (2) am Anschlußstutzen,
   fest und abdichtend mit dem Behälter
   verbindbar ist,

   einer in die Aufnahmevorrichtung (4, 6) von außerhalb des Behälters einführbaren und an der Aufnahmevorrichtung (4, 6) befestigbaren Sondenaufnahme (40, 42),

   mindestens einer in der ansonsten gegenüber dem Behälterinnenraum geschlossenen
   Aufnahmevorrichtung (4, 6) angeordneten
   Öffnung (12) für den Zutritt des Mediums zu den Meßsonden (58) und

   einem an der Aufnahmevorrichtung (4, 6)
   vorgesehenen und von außerhalb des Behälters betätigbaren Verschlußorgan (16) zum
   Verschließen der mindestens einen Öffnung
   (12),

   dadurch gekennzeichnet, daß

   Verschlußorgan (16) und Sondenaufnahme (40, 42) durch komplementäre Eingriffsmittel (50, 28) bei in die Aufnahmevorrichtung (4, 6)
   eingeführter Sondenaufnahme (40, 42)
   miteinander in Eingriff bringbar und das
   Verschlußorgan (16) in diesem
   Eingriffszustand durch eine Drehung der
   Sondenaufnahme (40, 42) betätigbar ist, und Mittel (66, 70,) zur formschlüssigen Führung zwischen Aufnahmevorrichtung (4, 6)

   und Sondenaufnahme (40, 42) vorgesehen sind, die ein Herausziehen der Sondenaufnahme (40, 42) aus der Aufnahmevorrichtung (4, 6) &mgr;&eegr;&aacgr; ein Wiedereinführen in die
   Aufnahmevorrichtung (4, 6) allein in Schließstellung des Verschlußorganes (16) erlauben.
2. 2. Wechselarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   die mindestens eine Öffnung (12) in der Seitenwand (8) der am Ende durch eine Bodenwand (10) verschlossenen Aufnahmevorrichtung (4, 6) angeordnet ist, das Verschlußorgan als ein im wesentlichen hohlzylindrisches und in die Aufnahmevorrichtung (4, 6) eingepaßtes Drehküken (16) ausgebildet, und dieses Qrehküken (16) in seiner Zylinderwand (18) mit mindestens einer mit der mindestens einen Öffnung (12) in der Aufnahmevorrichtung (4, 6) durch Drehen des Kükens (16) in der Aufnahmevorrichtung (4, 6) in Deckung bringbaren Korrespondenzöffnung (24) versehen und an seiner Oberseite (26) mit diesen Eingriffsmitteln (28, 30) versehen ist.
3. 3. Wechselarmatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehküken (16) an seiner Oberseite (26) mit mindestens zwei radial verlaufenden Ausnehmungen (30, 32) versehen ist, von denen sich die eine in Schließstellung des Drehkükens und die andere in Offenstellung des Drehkükens mit einem aus der Wand (8) der Aufnahmevorrichtung nach innen vorstehenden Rastfortsatz (64) in Eingriff

   befindet, wodurch das Küken in diesen Positionen

   gegen Drehen gesperrt ist, und daß das Drehküken an seiner Bodenfläche (20) mittels eines Federelementes (36) elastisch abgestützt ist, gegen dessen Rückstellkraft das Drehküken begrenzt axial verschiebbar ist, um den Rastfortsatz (64) für eine Drehbewegung des Kükens außer Eingriff mit einer der Ausnehmungen (30, 32) zu bringen.
4. 4. Wechselarmatur nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Drehkükens (16) durch eine Bodenfläche (20) verschlossen und das Drehküken an seinem Umfang mittels Dichtungsringen (34a+d) in der Aufnahmevorrichtung (4, 6) geführt und gegen diese abgedichtet ist.
5. 5. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmevorrichtung (4, 6) und Drehküken (16) mit jeweils zwei diametral gegenüberliegenden Öffnungen (12) bzw. Korrespondenzöffnungen (24) versehen sind.
6. 6. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Eingriffsmittel (50) in der Sondenaufnahme (40, 42) an einer dem Drehküken (16) zugewandten Auflagefläche (48) angeordnet sind.
7. 7. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (66, 70) zur formschlüssigen Führung zwischen Aufnahmevorrichtung (4, 6) und Sondenaufnahme (40, 42) einen an der Aufnahmevorrichtung (4, 6) vorgesehenen und im

   Abstand von dem Verschlußorgan (16) in den Innenraum (14) der Aufnahmevorrichtung (4, 6) vorstehenden Führungsfortsatz (70) und eine in der Außenfläche der Sondenaufnahme (40, 42) angeordnete Führungsnut (66) für den Führungsfortsatz (70) aufweisen, wobei die Führungsnut (66) sich von der Auflagefläche (48) der Sondenaufnahme (40, 42) zuerst in axialer Richtung der Sondenaufnahme (40, 42) erstreckt und dann um 90° abgewinkelt in Umfangsrichtung weiter verläuft, und wobei der axiale Abschnitt (68) der Führungsnut (66) in seiner Länge zumindest derart bemessen ist, daß ein Ineingriffbringen der Sondenaufnahme (40, 42) mit dem Verschlußorgan (16)

   ungehindert möglich ist und erst nach dieser Ineingriffnähme eine Drehung der Sondenaufnahme (40, 42) durch Eintreten des Führungsfortsatzes (70) in den und Weiterbewegen im Umfangsabschnitt der Führungsnut (66) möglich ist.
8. 8. Wechselarmatur nach Anspruch 7 in Verbindung mit mindestens einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsteil (67) der Führungsnut (66) in einem solchen Abstand vom Ende der Sondenaufnahme (40, 42) verläuft, daß eine Drehung der Sondenaufnahme (40, 42) erst möglich ist, wenn nach ihrem Ineingriffbringen mit dem Drehküken (16) und axialer Verschiebung des Drehkükens gegen den Druck des Federelementes (36) das Drehküken aus seiner Drehsperrung gelöst ist.
9. 9. Wechselarmatur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsteil (67) der Führungsnut (66) an seinem dem axialen Teil

   abgewandten Ende mit einer zum Drehküken (16) weisenden, axialen Erweiterung (69) versehen ist, für den Eintritt des Führungsfortsatzes (70) bei Druckentlastung der Sondenaufnahme (40, 42) und Rückführung des Drehkükens (16) in seine drehgesicherte Position in Öffnungsstellung oder Schließstellung, und zum Sichern der Sondenaufnahme (40, 42) selbst gegen Verdrehen.
10. 10. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auflagefläche (48) der Sondenaufnahme (40, 42) eine weitere Umfangsnut (62) mit zur Auflagefläche (48) der Sondenaufnahme (40, 42) hin zumindest offenen Endbereichen vorgesehen ist, zum Aufnehmen des Rastfortsatzes (64) bei Drehen des Drehkükens (16) in dessen gegen den Druck dieses Federelementes (36) drehentsicherter Stellung.
11. 11. Wechselarmatur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsteil (67) der Führungsnut (66) und die weitere Umfangsnut (62) parallel zueinander und mit gleicher Umfangserstreckung verlaufen, und daß der Rastfortsatz (64) und der Führungsfortsatz (70) an der Aufnahmevorrichtung (4, 6) auf der gleichen axialen Mantellinie liegen und im Abstand des Umfangsteiles der Führungsnut (66) von der weiteren Umfangsnut (62) angeordnet sind
12. 12. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 3-11, dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Kräfteverteilung alle Rast- (62, 64) und Führungselemente (66, 70) jeweils in doppelter Ausführung in diametral gegenüberliegender Anordnung vorgesehen sind.
13. 13. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 2-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenaufnahme (40, 42) an ihrem dem Drehküken (16) zugewandten unteren Ende im wesentlichen als massiv zylindrischer Körper (42) mit axialen Durchtrittsbohrungen (56) für die Meßsonden (58) ausgebildet ist, wobei die Meßsonden (58) abdichtend in diese axialen Bohrungen (56) derart einsetzbar sind, daß sie sich mit ihren Meßfühlerenden bei eingesetzter Sondenaufnahme (40, 42) in den Hohlraum (22) des Drehkükens (16) erstrecken.
14. 14. Wechselarmatur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der massiv-zylindrische Teil (42) der Sondenaufnahme (40, 42) an seinem Ende mit einem Abschnitt (52) geringeren Durchmessers versehen ist, mit welchem er teilweise in die obere Öffnung des Drehkükens (16) passend einführbar ist.
15. 15. Wechselarmatur nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenmantelfläche der Sondenaufnahme (40, 42) und der Aufnahmevorrichtung (4, 6) und ggf. zwischen dem Abschnitt (52) geringeren Durchmessers der Sondenaufnahme (40, 42) und der Innenwand des Drehkükens (16) Dichtringe (54, 80) vorgesehen sind.
16. 16. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenaufnahme (46, 42) mindestens zweiteilig ausgebildet ist und an ihrem unteren Ende den eigentlichen Sondenträger (42) aufweist, welcher mit einem oder mehreren Rohrabschnitten (40) verbindbar ist, die je nach Einbautiefe in

    unterschiedlicher Länge wählbar sind und die Versorgungsleitungen (60) für den Sondenträger (42) enthalten.
17. 17. Wechselarmatur nach mindestens einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß eine von außerhalb des Behälters betätigbare Sicherungseinrichtung (72, 74) vorgesehen ist, mit der die Sondenaufnahme (40, 42) gegen selbsttätiges Bewegen aus der
    Aufnahmevorrichtung (4, 6) unter Druckbedingungen arretierbar ist.
18. 18. Wechselarmatur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungseinrichtung (72, 74) ein am äußeren Ende der Sondenaufnahme (40, 42) befestigtes, radial vorschiebbares Arretierungselement (74), beispielsweise in Form einer Schraube oder eines Federbolzens aufweist, welches eine Anschlagfläche (72) an der Sondenaufnahme (40, 42) übergreift.