Böhm, Alfred (Waldfrieden 12, Viechtach, 94234, DE)
Völkl, Franz (Lackerbauerstrasse 14, Viechtach, 94234, DE)
Böhm, Alfred (Waldfrieden 12, Viechtach, 94234, DE)
| 1. | Vorrichtung (1) zum Austausch einer in einer Strömung oder in einem unter Druck stehenden Betriebsmedium vorge¬ sehenen Messsonde (3) im laufenden Betrieb, mit einer Aufnahmeeinrichtung (8) für die Messsonde (3) , wobei die Aufnahmeeinrichtung (8) für die Messsonde (3) mindestens teilweise mit dem zu messenden Betriebsmedium in Verbindung steht, wobei das Betriebsmedium in einer Leitung (11) oder einem Behältnis vorgesehen ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung (8) der Messsonde (3) eine Schließeinrichtung (12) aufweist und die Schließeinrichtung (12) vor oder beim Austausch der Messsonde (3) betätigbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmeeinrichtung (8) in einen Teilbereich der Leitung (11) oder des Behältnisses hineinragend vorgese¬ hen ist. |
| 2. | Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmeeinrichtung (8) eine Außeneinheit (9) und eine die Messsonde (3) aufnehmende Inneneinheit (10) aufweist. |
| 3. | Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schließeinrichtung (12) durch Drehen und/oder Schieben relativ zur Messsonde (3) oder durch Drehen und/oder Verschieben der Inneneinheit (10) relativ zur Außeneinheit (9) betätigbar ist. |
| 4. | Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Außeneinheit (9) in Art einer Buchse ausgestal¬ tet ist und eine erste Durchflussöffnung (14) für das Betriebsmedium aufweist, dass die Inneneinheit (10) in Art einer Welle ausgestal¬ tet ist und eine zweite DurchflussÖffnung (15) für das Betriebsmedium aufweist, in die die Messsonde (3) hin¬ einragt, und dass die Durchflussöffnungen (14, 15) relativ zueinander ausrichtbar sind, wobei bei einer weitgehend fluchtenden Ausrichtung ein Durchströmen des Betriebsmediums durch die Außeneinheit (9) und die Inneneinheit (10) reali¬ sierbar ist. |
| 5. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Außeneinheit (9) und die Inneneinheit (10) min¬ destens partiell in das Betriebsmedium hineinragen. |
| 6. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmeeinrichtung (8) durch eine oder in ei¬ ner Wandung (11) einer Leitung des Betriebsmediums ge¬ bildet ist. |
| 7. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmeeinrichtung (8) druck und/oder gas¬ dicht ausgebildet ist. |
| 8. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schließeinrichtung (12) in Form eines Hahnes, eines Kugel, Zylinder oder Kegelhahnes oder ventils ausgebildet ist. |
| 9. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schließeinrichtung (12) in Form eines Klappen¬ ventils ausgelegt ist, welches beim Herausziehen der Messsonde (3) aus der Leitung fließt. |
| 10. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Druckausgleichseinrichtung (18) zum Druckaus¬ gleich vor dem Austausch der Messsonde (3) vorgesehen ist. |
| 11. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmeeinrichtung (8) eine Dreh oder Schub¬ einrichtung (20) zur Bewegung von Inneneinheit (10) und Außeneinheit (9) relativ zueinander aufweist. |
| 12. | Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Dreheinrichtung (20) ein an der Inneneinheit (10) oder Außeneinheit (9) vorgesehener Drehhebel ist. |
| 13. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Betriebsmedium, welches in einem Behältnis vor¬ gesehen ist, in Bezug auf die Umgebung, unter höherem oder geringerem Druck steht. |
| 14. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass das Behältnis als Druckkessel vorgesehen ist. |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austausch einer Messsonde im laufenden Betrieb.
Bei einer Vielzahl von technischen Prozessen und Verfahren, insbesondere auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik oder beim Transport von Brennstoffen, wie Erdöl oder Erdgas durch Lei¬ tungen, ist es erforderlich, eine Reihe von physikalischen Pa¬ rametern wie Temperatur, Druck, Feuchtigkeitsgehalt, Konzen¬ tration, Dichte usw. der Betriebsmedien zu ermitteln, um einen ordnungsgemäßen Ablauf des Verfahrens zu gewährleisten.
Für die Messung dieser physikalischen Größen werden Messsonden eingesetzt, die mit dem zu messenden Betriebsmedium in Kontakt stehen. In gewissen Zeitabständen ist es notwendig, aufgrund von Wartungsarbeiten, Austausch durch eine neue Messsonde oder vergleichbaren Maßnahmen die Messsonde aus dem Medium zu ent¬ nehmen. Ein Unterbrechen des Verfahrens zu diesem Zweck ist nicht vorteilhaft, da durch den entstehenden Produktionsaus¬ fall Kosten verursacht werden. Eine einfache Entnahme der Son¬ de im laufenden Betrieb ist jedoch in den Fällen problema¬ tisch, in denen das zu messende Medium unter einem hohen Druck steht, eine hohe Temperatur aufweist oder darin_toxische oder andere chemisch aggressive Verbindungen enthalten sind. Bei einem gegebenenfalls notwendigen Sondenaustausch kann dabei das Betriebsmedium austreten und eine Gefährdung für die Umge¬ bung und das Bedienungspersonal darstellen.
Vorrichtungen zur Aufnahme von Messsonden in Leitungen, die das Auswechseln der Messsonde ermöglichen, sind beispielsweise aus DE 35 08 570 D2, DE 84 09 349 Ul und DE 83 11 891 Ul be¬ kannt. Diese Vorrichtungen weisen ein kugelartiges Absperrven¬ til oder ähnliche Ventile auf, mit denen die Leitung, in der das zu messende Medium transportiert wird, komplett verschlos¬ sen werden kann. Im Inneren dieser Ventile befinden sich die jeweiligen Messsonden. Nach dem Absperren der Leitung durch das Kugelventil ist es möglich, die Messsonde zu entnehmen, zu reinigen oder sie auszutauschen. Nachteilig an diesen Verfah¬ ren ist, dass zur Wartung der Messsonde die komplette Leitung abgeschlossen werden muss und so der Mediumsfluss unterbrochen wird.
Die Möglichkeit des kompletten Absperrens einer Leitung ist aber nicht überall gegeben bzw. wirtschaftlich nicht durch¬ führbar. So ist es beispielsweise kein Problem in einer Hei¬ zungsleitung in einem Haus, diese Leitung für kurze Zeit kom¬ plett zu sperren, um einen Sensor auszutauschen. Befindet sich der Sensor in einer großen Gas- oder Ölpipeline, so ist ein Sperren und Unterbrechen der kompletten Pipeline für den Aus¬ tausch ökonomisch nicht akzeptierbar. Auch deshalb, da Senso¬ ren auf der Strecke einer Pipeline vielfach vorhanden sein können. Ein Sperren der gesamten Pipeline zum Austausch eines oder mehrerer Sensoren würde zu enormen Verlusten in der För¬ derleistung bzw. Transportleistung führen, was inakzeptabel ist.
Die Feuchtigkeitsmessung mittels Messsonden von in Pipelines transportierten und unter hohem Druck stehendem Erdgas ist hierfür ein typisches Beispiel. In diesem Fall ist es unum¬ gänglich, die Messsonden in bestimmten Zeitabständen zu über¬ prüfen und zu warten.
Denkbar ist, bei derartigen Problemstellungen einen Teil des Betriebsmediums in eine Nebenleitung abzuzweigen und das Be¬ triebsmedium in dieser Nebenleitung zu vermessen. Derartige Anordnungen sind jedoch relativ aufwändig und es ist auch in diesem Fall nicht auszuschließen, dass der Verfahrensablauf in einem gewissen Maß gestört wird, da ein bestimmter Anteil des zu messenden Betriebsmediums durch diese Nebenleitung geführt werden muss und dieser Volumenstrom der Hauptleitung entzogen wird.
Die bislang kommerziell erhältlichen Entnahmesonden sind je¬ doch schwierig in der Handhabung, kostenintensiv oder weisen aufgrund der Komplexität der Konstruktion Mängel in der Zuver¬ lässigkeit auf.
Beispiele für derartige EntnahmeVorrichtungen sind aus US- 4,537,071 und US 5,844,152 bekannt. Die hier verwendeten Vor¬ richtungen weisen äußerst komplexe Mechanismen auf, um die Sonde auch während des Betriebes der Leitung auswechseln zu können. Durch die hohe Komplexität dieser Vorrichtungen sind sie zumeist störanfällig und ihre Wartung äußerst kosteninten¬ siv.
In der US 4,537,071 wird eine Vorrichtung beschrieben, bei der eine Sonde in eine Leitung eingefahren und wieder aus dieser herausgefahren werden kann. Hierzu wird die Sonde in ein zwei¬ tes, senkrecht zur eigentlichen Leitung stehendes Rohr einge¬ setzt. Mit Hilfe eines Aus- und Einfahr-Mechanismus ist es möglich, die Sonde aus der zweiten Röhre in die eigentliche Leitung zu schieben_bzw. wieder herauszuholen. - Zum Austausch wird dieses Rohr dann bei eingefahrener Sonde, beispielsweise durch ein Kugelventil, verschlossen. Danach kann die Sonde in dem zweiten Rohr entnommen werden. Neben der Komplexität des Einfahr-Mechanismus der Sonde in die Leitung ist hierbei auch die Bauhöhe der Entnahmevorrichtung nachteilig, da die kom¬ plette Sonde in das zweite, von der eigentlichen Leitung ab¬ stehende Rohr eingefahren werden muss. Zusätzlich ist hierbei noch ein Absperrventil vorzusehen, wodurch sich die Größe der Entnahmevorrichtung weiter erhöht. Eine ähnliche Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungsge¬ schwindigkeit ist aus TJS 5,844,152 bekannt. Hierbei ergeben sich vergleichbare Probleme wie in der zuvor beschriebenen Druckschrift.
Der Erfindung liegt die daher A u f g a b e zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die es erlaubt, eine Messsonde bei kostengünstigem Aufbau im laufenden Betrieb einfach aus¬ tauschen zu können, so dass der laufende Betrieb nicht zeit- und kostenaufwändig unterbrochen werden muss und auch nicht die Gefahr besteht, dass das Betriebsmedium in die Umgebung freigesetzt wird und einen Risikofaktor für die Umwelt dar¬ stellt.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 ge¬ löst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Ein wesentlicher Kerngedanke der Erfindung ist es, die mit dem zu messenden Betriebsmedium in Verbindung stehende Messsonde zunächst von diesem Medium abzutrennen und nachfolgend den Austausch der Messsonde durchzuführen. Dadurch muss der lau¬ fende Betrieb nicht unterbrochen werden, so dass keine Kosten durch Ausfallzeiten entstehen und die Umgebung nicht durch die _Möglichkeit austretenden Betriebsmedium gefährdet- wird. Dies wird dadurch realisiert, dass die Messsonde in einer Auf¬ nahmeeinriehttmg angeordnet ist. Diese Aufnahmeeinrichtung ragt in einen Teilbereich der Leitung oder des Behältnisses hinein, in dem sich das zu messende Betriebsmedium befindet. Dadurch, dass die Aufnahmeeinrichtung nur in die Leitung oder das Behältnis hineinragt, diese bzw. dieses aber nicht voll¬ ständig durchdringt, wird beim Schließen der Aufnahmeeinrich¬ tung die Leitung bzw. das Behältnis nicht abgeschlossen oder gesperrt, so dass der laufende Betrieb aufrechterhalten werden kann.
Eine Leitung im Sinne der Erfindung kann beispielsweise eine Pipeline sein, wobei das Betriebsmedium Öl oder unter Druck stehendes Gas, oder ähnliche Fluide sein können. In diesem Fall ist es besonders wichtig, dass die Pipeline beim Austau¬ schen der Messsonde nicht komplett gesperrt wird. Die Erfin¬ dung kann aber auch bei unter Druck stehenden Behältnissen an¬ gewandt werden, bei denen das zu messende Betriebsmedium kei¬ ner Strömung unterliegt. So kann die Erfindung beispielsweise eingesetzt werden, um in Druckkesseln den aktuellen Druck oder die Temperatur zu bestimmen. Durch die Möglichkeit des Austau¬ sches der Messsonde mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dies beispielsweise bei Druckkesseln vorgenommen werden, ohne dass der Druck innerhalb dieses Kessels zuerst reduziert werden müsste. Es ist somit ein wirtschaftlicher und unterbrechungsfreier Be¬ trieb in einfacher Weise möglich.
Diese Abtrennung wird durch eine im Bereich der Messsonde vor¬ gesehene Schließeinrichtung ermöglicht.
Es ist vorteilhaft, wenn die Aufnahmeeinrichtung eine Außen¬ einheit und eine die Messsonde aufnehmende Inneneinheit auf- weist. Diese Anordnung ist einfach und preiswert zu realisie¬ ren und erlaubt es, die Messsonde mit hoher Zuverlässigkeit vom Betriebsmedium abzutrennen. Dieser unkomplizierte Aufbau erleichtert ferner die Wartung der Aufnahmeeinrichtung und re¬ duziert das Risiko kostenintensiver Ausfallzeiten.
Zweckmäßigerweise ist die Schließeinrichtung durch Drehen und/ oder Verschieben relativ zur Messsonde oder durch Drehen und/ oder Verschieben der Inneneinheit relativ zur Außeneinheit be¬ tätigbar. Drehen und/oder Verschieben sind verhältnismäßig simple mechanische Vorgänge, die sowohl manuell als auch ma¬ schinell leicht durchzuführen sind und keine aufwändige Kon¬ struktion erfordern, so dass eine hohe Zuverlässigkeit gegeben ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Außeneinheit in Art einer Buchse ausge¬ staltet und weist eine erste Durchflussöffnung für das Be¬ triebsmedium auf. Ferner ist die Inneneinheit in Art einer Welle ausgestaltet und weist eine zweite Durchflussöffnung für das Betriebsmedium auf, in die die Messsonde hineinragt, wobei die Durchflussöffnungen relativ zueinander ausrichtbar sind, so dass bei einer weitgehend fluchtenden Ausrichtung ein Durchströmen des Betriebsmediums durch die Außeneinheit und die Inneneinheit ermöglicht wird.
Ein Aufbau in Art einer Buchse ist sowohl in der Herstellung als auch in der späteren Wartung unkompliziert. Durch die bei¬ den Durchflussöffnungen kann je nach Ausrichtung ein Öffnen oder Schließen der Schließeinrichtung durchgeführt werden. Bei einer weitgehend fluchtenden Ausrichtung bilden die beiden Durchflussöffnungen einen Kanal, der ein Durchströmen des Be¬ triebsmediums durch die Außeneinheit und die Inneneinheit er¬ laubt..Da die Messsonde in-die- zweite DurchflussÖffnung hin- einragt, kann sie das Betriebsmedium kontaktieren und die er¬ forderlichen Messwerte ermitteln.
Geeigneterweise ragen die Außeneinheit und die Inneneinheit mindestens partiell in das Betriebsmedium hinein. Diese Anord¬ nung erlaubt ein Durchströmen des Betriebsmediums und ein in Kontaktbringen der Messsonde mit dem Medium zur Bestimmung der Messwerte.
Es ist weiter anzustreben, dass die Aufnahmeeinrichtung durch eine Leitung oder in einer Wandung einer Leitung des Betriebs¬ mediums gebildet ist. Mit Hilfe dieser Konstruktion kann die Einführung zusätzlicher Bauteile vermieden und die Zuverläs¬ sigkeit der Vorrichtung erhöht werden. Vorteilhafterweise ist die Aufnahmeeinrichtung druck- und/oder gasdicht ausgebildet. Damit ist gewährleistet, dass auch unter hohem Druck stehende Medien mit der Messsonde untersucht wer¬ den können und keine Umweltbelastung oder andere Gefährdungen durch Austreten des Betriebsmediums zu befürchten sind.
Es ist zweckmäßig, wenn die Schließeinrichtung in Form eines Hahnes, eines Kugel-, Zylinder- oder Kegelhahnes oder -ventils ausgebildet ist. Derartige Anordnungen zeichnen sich durch ei¬ nen einfachen Aufbau aus, sind konstruktiv gut handhabbar und haben sich durch ihre hohe Zuverlässigkeit bewährt. Insbeson¬ dere die Hahnarchitektur erlaubt es, auf elegante Art und Wei¬ se anhand der beiden Durchflussöffnungen die Schließeinrich¬ tung zu verwirklichen, welche je nach Ausrichtung ein Durch¬ strömen des Mediums erlauben. So bildet bei einer fluchtenden Ausrichtung der Durchflussöffnungen die Hahnanordnung einen für das Betriebsmedium offenen Kanal, während bei einer ver¬ setzten Ausrichtung der Hahn das Betriebsmedium von der Mess¬ sonde abtrennt. Es kann auch bevorzugt sein, wenn die Schließeinrichtung in Form eines Klappenventils ausgelegt ist, welches beim Heraus¬ ziehen der Messsonde aus der Leitung schließt. Eine derartige Einrichtung ist einfach und preiswert zu realisieren und ins¬ besondere bei Medien, die nicht unter hohem Druck stehen, zu¬ verlässig und wenig störanfällig.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung ist zum Druckausgleich nach dem Separieren der Messsonde vom Betriebsmedium eine Druckausgleichsvorrich¬ tung vorgesehen. Insbesondere bei unter hohem Druck stehenden Medien wird dadurch der nach dem Separieren der Messsonde vom Betriebsmedium in der Inneneinheit verbleibende Restdruck ab¬ gebaut. Der Druckausgleich bewirkt ein Ablassen des Restvolu¬ mens in die Umgebung.
Zweckmäßigerweise weist die Aufnahmeeinrichtung eine Dreh- der Schubeinrichtung zur Bewegung von Inneneinheit und Außen¬ einheit relativ zueinander auf. Dadurch wird es einer Person erleichtert, die zur Betätigung der Schließeinrichtung erfor¬ derliche Dreh- oder Schiebbewegung manuell auszuführen.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, einen an der Innenein¬ heit oder Außeneinheit vorgesehenen Drehhebel als Dreheinrich¬ tung zu verwenden. Durch eine Drehbewegung erfolgt lediglich eine minimale Änderung der Anordnung von Inneneinheit zur Au¬ ßeneinheit und damit eine sehr geringe mechanische Belastung der Aufnahmeeinrichtung, ohne die Zuverlässigkeit der Betäti¬ gung der Schließeinrichtung zu beeinträchtigen.
Die Erfindung kann auch verfahrensgemäß realisiert werden. Bei diesem Verfahren zum Austausch einer Messsonde im laufenden Betrieb wird die mit dem zu messenden Betriebsmedium in Ver¬ bindung stehende Sonde nach einem Separieren- vom- Betriebsmedi— um ausgetauscht. Dadurch kann ein kostenintensives und risiko¬ behaftetes Unterbrechen des laufenden Verfahrens vermieden werden. Zudem wird verhindert, dass beim Austausch der Sonde das Betriebsmedium in die Umgebung abgegeben wird.
Geeigneterweise erfolgt das Separieren durch Drehen und/oder Verschieben der Messsonde. Diese einfachen mechanischen Bewe¬ gungen können rasch und ohne hohen Aufwand durchgeführt wer¬ den. Es entfallen damit aufwändige Anordnungen und die Zuver¬ lässigkeit des Verfahrens wird erhöht.
Es ist vorteilhaft, wenn das Separieren der Sonde vom Be¬ triebsmedium mit einer Schließeinrichtung durchgeführt wird. Eine Schließeinrichtung gewährleistet eine sichere mechanische Abtrennung der Sonde vom Betriebsmedium und erhöht die Sicher¬ heit des Verfahrens.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Schließeinrichtung aus zu¬ mindest zwei Einheiten aufgebaut ist, wobei das Separieren durch Drehen und/oder Verschieben der Einheiten gegeneinander durchgeführt wird. Eine Anordnung aus zumindest zwei Einheiten ist hinreichend einfach aufgebaut, um eine zuverlässige Funk¬ tionsweise zu gewährleisten. Insbesondere können durch die me¬ chanischen Bewegungen Drehen und/oder Verschieben der Einhei¬ ten gegeneinander zumindest elementare Öffnungs- und Schlie߬ funktionen ohne großen Aufwand umgesetzt werden.
Zweckmäßigerweise wird nach dem Separieren und vor dem Aus¬ tausch der Sonde ein Drucksausgleich durchgeführt. Hierbei wird das unter hohem Druck stehende Restvolumen an Betriebsme¬ dium in die Umgebung abgegeben. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Aus¬ führungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung einschließlich einer eingeführten Messsonde mit ei¬ ner rotativen Schließfunktion,.
Fig. 2 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung einschließlich einer eingeführten Messsonde mit ei¬ ner durch vertikales Verschieben betätigbaren Schließfunktion (identische Bezugszeichen bezeichnen identische Baugruppen) und
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Pipeline mit einer er¬ findungsgemäßen Vorrichtung mit einer rotativen Schließfunktion.
Es sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 denkbar. Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
Bei einer wie in Fig. 1 gezeigten rotativen Schließfunktion weist die Messsonde 3 einen Sondenanschlusskopf 4 und einen Sondenschaft 5 auf, an deren Ende sich die Sondenspitze 6 in Form eines Messelementes befindet. Die Messsonde 3 wird von einer Aufnahmeeinrichtung 8 aufgenommen. Der Sondenschaft 5 lagert drehbar in einer Inneneinheit, die als Welle 10 ausge¬ legt ist, wobei der Sondenschaft 5 und die Welle 10 durch eine druckfeste Verschraubung 22 von der Umgebung abgetrennt sind. Die Welle 10 ist von einer Lagerdichthülse 32 umschlossen und ermöglicht ein-druckdichtes Drehen der Welle 10 in einer Au- ßeneinheit, die als Gegenflansch 9 ausgelegt ist. Das in die Außeneinheit ragende Ende der Welle 10 ist in der Form eines Ventiles 12 ausgestaltet. Der Gegenflansch 9 ist über einen Anschweißflansch 28 fest mit einer Rohrwandung 11, z.B. eines Gas-Flüssigkeitsrohres, verbunden. Die Welle 10, Lagerdicht¬ hülse 32 und Gegenflansch 9 sind über eine Lagerscheibe 30 miteinander verbunden. Mittels einer an der Welle 10 ange¬ brachten Dreh- oder Schubeinrichtung in Form eines Handhebels 20 kann die Welle 10 um mindestens 90° gedreht werden. Die je¬ weiligen Endpunkte der Drehbewegung sind durch zwei mechani¬ sche Anschläge 24 festgelegt. Durch eine 90°-Drehung wird eine Schließeinrichtung, die als Ventil 12 in Form eines Kugel¬ oder eines Zylinderventils ausgelegt ist, geöffnet oder ge¬ schlossen. Das Ventil 12 wird von einem Lager 36 aufgenommen, das durch eine Dichtung 34 abgedichtet ist.
Der Gegenflansch 9 ragt durch die Rohrwandung 11 hindurch in das Betriebsmedium hinein und weist eine erste Durchflussöff¬ nung 14 auf, die mit einer zweiten DurchflussÖffnung 15, wel¬ che an der Welle 10 vorgesehen ist, ,-die Eintritts-Austritts- öffnung 16 bilden. Bei geöffnetem Ventil 12 kann das Betriebs¬ medium mit der Sondenspitze 6 in Verbindung treten. Für einen möglichen Druckausgleich befindet sich an der Welle 10 eine Druckausgleichseinrichtung in Form einer Druckausgleichschrau¬ be 18 in einem Bereich, der von außen zugänglich ist. Um ein versehentliches Betätigen der Druckausgleichschraube 18 zu vermeiden, ist diese durch eine Abdeckung 26 verdeckt. Zum Be¬ tätigen der Druckausgleichschraube 18 ist es erforderlich, zu¬ nächst die Abdeckung 26 zu entfernen.
Im Fall einer durch vertikales Verschieben betätigbaren Schließfunktion, wie in Fig. 2 gezeigt, wird die Messsonde 3 von einer Aufnahmeeinrichtung 8 aufgenommen. Der Sondenschaft 5 lagert_ in_einer Jnneneinheit, -die-als Welle 10 ausgelegt ist, wobei der Sondenschaft 5 und die Welle 10 durch eine druckfeste Verschraubung 22 von der Umgebung abgetrennt sind. Die Welle 10 lagert verschiebbar in einer Außeneinheit, die als Anschweißflansch 28 ausgelegt ist. Das in die Außeneinheit ragende Ende der Welle weist eine zweite Durchflussöffnung 15 auf und ist in Form eines Ventiles 12 ausgestaltet. Der An¬ schweißflansch 28 ist fest mit einer Rohrwandung 11, z.B. ei¬ nes Gas-Flüssigkeitsrohres, verbunden. Im oberen Bereich ist die Welle 10 über eine Lagerscheibe 30 mit einem Gegenflansch 9 verbunden, an dem ein Handhebel 20 vorgesehen ist. Mit dem Handhebel 20 kann die Welle 10 mit der Sonde 3 in dem An¬ schweißflansch 28 vertikal verschoben werden. Der Anschwei߬ flansch 28 ragt durch die Rohrwandung 11 hindurch in das Be¬ triebsmedium hinein und weist eine erste Durchflussöffnung 14 auf, die mit der zweiten Durchflussöffnung 15, welche an der Welle 10 vorgesehen ist, die Eintritts-Austrittsöffnung 16 bildet. Bei geöffnetem Ventil 12 kann das Betriebsmedium mit der Sondenspitze 6 in Verbindung treten. Für einen möglichen Druckausgleich befindet sich an dem Gegenflansch 9 eine Druck¬ ausgleichseinrichtung in Form einer Druckausgleichschraube 18, die mit der Welle 10 in Verbindung steht und von außen zugäng¬ lich ist.
Anhand der Fig. 1 werden im Folgenden Verfahrensschritte zum Austausch einer Sonde im laufenden Betrieb beschrieben, wobei die Schließfunktion rotativ betätigbar ist. Die Sonde 3 befin¬ det sich dabei zunächst im eingebauten Zustand und das Ventil 12 ist auf Durchfluss geschaltet. Zur Entnahme der Sonde 3 wird der Handhebel 20 um 90° bis zum Erreichen des mechanischen Anschlags 24 verstellt. Dadurch bewegt sich die Druckaus¬ gleichschraube 18 ebenfalls um 90° und tritt hinter der Abde¬ ckung 26 hervor und wird für eine Betätigung zugänglich. Durch die 90°-Drehung wird das Ventil 12 in Sperrrichtung geschaltet, so dass sich_ nur noch- ein geringes Restvolumen unter Druck be- findet. Dieser Druck wird durch Betätigen der Druckausgleich¬ schraube 18 abgelassen bis kein Restdruck vorhanden ist. Nun wird die druckfeste Verschraubung 22 geöffnet und die Sonde 3 aus der Welle 10 herausgezogen. Zum Einbau der Sonde 3 werden die oben genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge durch¬ laufen, wobei die Druckausgleichschraube 18 vorher geschlossen wird.
Anhand der Fig. 2 werden im Folgenden Verfahrensschritte zum Austausch einer Sonde im laufenden Betrieb beschrieben, wobei die Schließfunktion durch vertikales Verschieben betätigbar ist.
Die Sonde 3 befindet sich zunächst im eingebauten Zustand und das Ventil 12 ist auf Durchfluss geschaltet. Zur Entnahme der Sonde 3 wird mit dem Handhebel 20 die Sonde 3 mit der Welle 10 vertikal nach oben geschoben, bis die zweite Durchflussöffnung 15 vollständig von dem Anschweißflansch 28 verschlossen wird, und somit das Ventil 12 in Sperrrichtung geschaltet ist. Es befindet sich nun nur noch ein geringes Restvolumen unter Druck, der durch Betätigen der Druckausgleichschraube 18 abge¬ lassen wird, bis kein Restdruck vorhanden ist. Schließlich wird die druckfeste Verschraubung 22 geöffnet und die Sonde 3 aus der Welle 10 herausgezogen. Zum Einbau der Sonde 3 werden die oben genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge durch¬ laufen, wobei die Druckausgleichschraube 18 vorher geschlossen wird.
In Fig. 3 ist ein Rohr 11 einer Pipeline gezeigt, die mit ei¬ ner erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Austausch einer Mess¬ sonde 3 im laufenden Betrieb ausgerüstet ist. Die Vorrichtung 1 ist an der Rohrwandung 11 der Pipeline angebracht. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich die Aus¬ tauschvorrichtung 1 im oberen Bereich der Pipeline. Eine Be- festigung an dieser Position ist dann möglich, wenn das von der Pipeline transportierte Medium unter Druck steht und über den gesamten Querschnitt der Pipeline im Wesentlichen diesel¬ ben Eigenschaften aufweist. Soll die erfindungsgemäße Vorrich¬ tung 1 dazu verwendet werden, einen Sensor in einer Pipeline zu platzieren, welche nicht oder nur unter geringem Druck steht, so ist es zweckmäßig, die Vorrichtung 1 im unteren Be¬ reich der Rohrwandung 11 anzubringen, so dass mit der Messson¬ de 3 die gewünschten Messwerte ermittelt werden können.
In dem hier gezeigten Beispiel ragt die Aufnahmeeinrichtung 8 etwa über ein Drittel des Durchmessers der Pipeline in diese hinein. Die Vorrichtung 1 zum Austausch einer Messsonde 3 ist in dieser Zeichnung mit einer geöffneten Eintritts - Aus¬ trittsöffnung 16 dargestellt. In dieser Stellung kann das Me¬ dium, welches sich in der Pipeline befindet, ungehindert durch die beiden Durchflussöffnungen 14 und 15 fließen. Somit wird z.B. das Gas auch ungehindert an der Sondenspitze 6 vorbeige¬ führt, wodurch mithilfe der Messsonde 3 die gewünschten Werte ermittelt werden können. j. Zum Austausch der Messsonde 3 wird die Eintritts-Austritts- Öffnung 16 durch eine Drehbewegung, wie mit Bezug auf Fig. 1 bereits beschrieben, verschlossen. Die Messsonde 3 ist somit von dem in der Pipeline befindlichen Medium getrennt und kann entnommen und ausgetauscht oder gewartet werden. Da sich durch das Schließen der Eintritts-Austrittsöffnung 16 die für das Medium zur Verfügung stehende lichte Weite der Pipeline nicht wesentlich ändert, kann der Austausch einer Messsonde 3 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ohne Beeinflussung des laufenden Betriebes ausgeführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kann aber nicht nur zum Austausch von Messsonden 3 eines einer Strömung unterliegenden Betriebsmediums verwendet werden. Es ist ebenfalls möglich, die Vorrichtung 1 zum Austausch einer Messsonde 3 in einem un¬ ter Druck stehenden Betriebsmedium zu nutzen. Beispiele hier¬ für sind unter hohem Druck stehende Kessel in Industrieanlagen oder Kraftwerken. Hierbei ist es vorteilhaft, dass zum Aus¬ tausch der Messsonde 3 der Betrieb nicht unterbrochen werden muss.
Mit der beschriebenen Vorrichtung zum Austausch einer Messson¬ de ist es daher möglich, Messsonden, die zum Ermitteln von Ei¬ genschaften von Medien in Rohren bzw. Pipelines eingesetzt werden, auszutauschen, ohne dass die Pipeline zum Zwecke des Austausches komplett gesperrt werden muss. Somit wird ein wirtschaftlicher Betrieb ermöglicht und ein kontinuierlicher Mediumtransport innerhalb der Pipeline kann auch während des Sensoraustausches aufrechterhalten werden. Bezugszeichenliste
I Vorrichtung 3 Messsonde 4 Sondenanschlusskopf 5 Sondenschaft 6 Sondenspitze 8 Aufnahmeeinrichtung 9 Gegenflansch 10 Welle II Rohrwandung 12 Ventil 14 erste Durchflussöffnung 15 zweite Durchflussöffnung 16 Eintritts-Austrittsöffnung 18 Druckausgleichschraube 20 Handhebel zum Öffnen/Schließen 22 Druckfeste Verschraubung 24 Anschlag mechanisch 26 Abdeckung für Druckausgleichschraube 28 Anschweißflansch 30 Lagerscheibe 32 Lagerdichthülse 34 Dichtung 36 Lager