DD261430A1 - Gasentnahmesonde mit geringer tozzeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasentnahmesonde fuer heisse, staubbeladene Gase. Ziel der Erfindung ist eine Sonde die unempfindlich gegenueber hohen Staubgehalten ist, eine geringe Totzeit besitzt, nahezu wartungsfrei arbeitet und ohne Kuehlung auch bei relativ hohen Temperaturen einsetzbar ist. Aufgabe der Erfindung ist eine Sonde in die kein Staub gelangt, eine hohe Stabilitaet bei einem Minimum an gasdurchstroemtem Volumen besitzt und aus robusten, verschleissarmen, einfachen Bauelementen besteht. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe geloest, indem zwei gegeneinander verspannte Tragrohre mit ihren Halterungen form- und kraftschluessig eine Filterkerze tragen, die frei im Gasstrom angeordnet ist und aus der ueber ein duennes Gasentnahmerohr das gefilterte Messgas abgesaugt wird.

Description

mit ihren Halterungen form-und kraftschlüssig eine keramische Filterkerze tragen, die frei im Gasstrom angeordnet ist und aus der über ein dünnes Rohr das gefilterte Meßgas abgesaugt wird. Die frei im Gasstrom ohne weitere Umhüllungen angeordnete Filterkerze garantiert, daß der sich anlagernde Staub durch die vorhandene Gasströmung kontinuierlich abgetragen wird bzw. ungehindert abfallen kann. Die Filterkerze besitzt dadurch eine gut funktionierende Selbstreinigung. Durch die erfindungsgemäße Formgebung der Filterkerze kann diese über einen formschlüssigen Haltering mittels eines Bajonettverschlusses mit Raste am äußeren Tragrohr befestigt werden. Durch die Verspannung beiderTragrohre gegeneinander wird erreicht, daß das innere Tragrohr die Filterkerze in den Haltering drückt, den Haltering in der Raste des Bajonettverschlusses arretiert und so die gesamte Halterung der Filterkerze am äußeren Trag rohr sichert. Ferner wird erreicht, daß durch diesen Druck und eine zwischen dem Druckfuß des inneren Tragrohres und der Filterkerze eingelegte Dichtung ein nach außen zuverlässig abgedichteter Saugraum für das Gasentnahmerohr entsteht. Weiterhin gewinnt durch die Verspannung die Sonde konstruktiv an Stabilität gegen Biegung, wodurch die Sonde sowohl leichter gestaltet werden kann, als auch empfindliche Keramik- und Glasrohre als innenliegende Gasentnahmerohre für hohe Temperaturen spannungsfrei eingebaut werden können. Der einfache, mit großem Spiel gefertigte Bajonettverschluß gewährleistet ein problemloses Lösen der Filterkerzenhalterung trotz starker Staubanlagerungen und Hitzeeinwirkungen. Die erfindungsgemäße Gasentnahmesonde hat dadurch den Vorteil, daß die Filterkerze durch Lockern der Verspannung beiderTragrohre leicht gewechselt werden kann, ohne daß die Sonde weitgehend demontiert werden muß oder aufwendige Verkittungen vorgenommen werden müssen. Die Sonde kann dadurch schnell vor Ort instandgesetzt werden. Die hohe Stabilität der Sonde und die günstige Einsatzmöglichkeit von Gasentnahmerohren aus Glas und Keramik waren die Voraussetzungen in einem weiteren Temperaturbereich auf eine Kühlung der Sonde und dem damit verbundenen Aufwand verzichten zu können, da das Meßgas durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Sonde nicht mit heißen Metallteilen in Berührung kommt. Durch das separate dünne Gasentnahmerohr ist das vom Meßgas durchströmte Volumen der Sonde minimal und damit deren Totzeit sehr klein, wodurch die erfindungsgemäße Gasentnahmesonde besonders für schnelle Kontroll-und Regelfälle einsetzbar ist.

Die Verspannvorrichtung der beiden Tragrohre und die Abdichtung des Gasentnahmerohres gegenüber dem inneren Tragrohr sind im Inneren des am äußeren Tragrohr angeschweißten Sondenkopfes angeordnet, der sich außerhalb des Gaskanals befindet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Verspannvorrichtung, der Abdichtung und Arretierung des Gasentnahmerohres im Inneren des Sondenkopfes werden zusätzliche Abdichtungsprobleme gegenüber der Umgebung vermieden. Da sich die gesamte Abdichtung der Sonde gegenüber der Luft auf das Verschlußteil des Sondenkopfes beschränkt, ist die Gefahr von Fehlanalysen durch eindringende Luft sehr gering und problemlos kontrollierbar.

Ausführungsbeispiel

Hierzu Figur 1

Die erfindungsgemäße Gasentnahmesonde besteht aus den beiden konzentrischen Tragrohren 3 und 4 an denen auf der Seite der Filterkerze 1 am inneren Tragrohr 4 ein Druckfuß 7 und am äußeren Tragrohr 3 ein Ring mit Haltezungen 6 angeschweißt sind. Die keramische Filterkerze 1 besitzt einen im Außendurchmesser, vorzugsweise absatzartig, erweiterten Kerzenfuß 15 mit dem die Filterkerze 1 in einem formschlüssig zum Kerzenfuß 15 ausgebildeten Haltering 2 sitzt. Der Haltering 2 besitzt zwei für einen Bajonettverschluß eingefräste L-förmige Schlitze mit Raste mittels derer der Haltering 2 in die Haltezungen 6 eingehangen wird. Der am äußeren Tragrohr 3 angesetzte Sondenkopf 9 ist ein innen mit Feingewinde versehenes Rohrstück in dem durch Einschrauben des Spannringes 10 eine Druckkraft auf das innere Tragrohr 4 erzeugt wird. Diese Druckkraft wirkt über den Druckfuß 7 des inneren Tragrohres 4 und der Filterdichtung 8 auf die Filterkerze 1 und arretiert diese und den Haltering 2 durch eine Kombination von Form- und Kraftschluß. Mit dem eingeschraubten Druckring 11 wird über die auf dem Spannring 10 liegende Quetschdichtung 12 das zentrale Gasentnahmerohr 5 arretiert und dabei gleichzeitig gegen die äußerenSondenräume abgedichtet. Ein mit einem Schlauchanschluß versehener Verschluß 13 schließt den Sondenkopf 9 mit einer Dichtung 14.

Claims (1)

1. Gasentnahmesonde mit geringer Totzeit für heiße, staubbeladene Gase, gekennzeichnet dadurch, daß sich eine freistehende Filterkerze (1) mit einem im Außendurchmesser vorzugsweise absatzartig erweitertem Kerzenfuß (15) in einem formschlüssig zum Kerzenfuß (15) ausgebildeten Haltering (2) befindet, der vorzugsweise über einen Bajonettverschluß mit Raste mit dem äußeren Tragrohr (3) formschlüssig und lösbar verbunden und durch eine Druckkraft vom inneren Tragrohr (4) über dessen Druckfuß (7) mit Filterdichtung (8) im Haltering (2) fest arretiert ist, wobei zum Erzeugen der Druckkraft im Inneren des Sondenkopfes (9), dereinen Verschluß (13) aufweist, ein Druckring zum Verspannen der Tragrohre (3) und (4) einschraubbar angeordnet ist und zum Absaugen des Meßgases aus der Filterkerze (1) ein zentrales gegenüber den Tragrohren (3) und (4) abgedichtetes Gasentnahmerohr angebracht ist. .

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von heißen und staubbeladenen Rauchgasen. Die erfindungsgemäße Gasentnahmesonde ist für Einsatzfälle geeignet, wo mit hoher Zuverlässigkeit, geringem Wartungsaufwand und geringer Totzeit Meßgas für eine kontinuierliche Gasanalyse bereitgestellt werden muß.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Für die Entnahme industrieller Gase sind vielfältige Lösungen bekannt. Das trifft besonders für den Bereich höherer Gastemperaturen zu bei gleichzeitiger Anwesenheit von hohen Gehalten an Staub, Asche, Ruß und dergleichen. Einfache Entnahmerohre führen hier nicht mehr zum Erfolg, denn sie setzen sich schnell zu und besitzen keine ausreichende mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen. Die wegen des Staubes groß gehaltenen Durchmesser der Entnahmerohre verursachen große Totzeiten und sind damit für schnelle Gasanalysen ungeeignet. Wenn Sonden an Meßstellen mit hohen Temperaturen und Staubbeladungen das Meßgas mit einer möglichst geringen Totzeit liefern sollen, so müssen an die Konstruktion der. Sonden besondere Anforderungen gestellt werden. Zur Realisierung geringer Totzeiten muß die Gasentnahmesonde ein minimales gasdurchströmtes Volumen besitzen und muß trotzdem unempfindlich gegenüber Staub sein. Gasentnahmesonden mit einfachen Entnahmerohren (DE-OS 1598533; DE-OS 1813877;
   DE-OS 1815045; DE-OS 1934028; DE-OS 1945976;

   DE-OS 2116452; DD-WP 105063; DE-OS 2301264) sind gegen Verstopfungen zu anfällig und für größere Staubbelastungen ungeeignet. Das Entnahmerohr innen mit einem Schraubengewinde großer Steigung zu versehen und durch Rotation den Staub herauszufordern (DE-OS 1815063) stellt dazu keine befriedigende Lösung dar. Ebensowenig sind die technischen Lösungen nach DE-OS 1813381, DE-AS 1813518, DE-PS 1187398 und DD-WP 41420 geeignet, bei denen auf mechanischem Wege durch Förderschnecken, Profilstäbe, Schubstangen usw. die Entnahmerohre von Ablagerungen freigehalten werden sollen. Nicht in allen Fällen sind Sonden einsetzbar, bei denen das Entnahmerohr mit Wasser bespült wird und so eine Entstaubung des Meßgases bei gleichzeitiger guter Kühlung erreicht wird (DE-AS 1808886). Nachteilig ist der durch das Wasser bedingte hohe Aufwand zur Installation und zum Betreiben der Sonden, besonders im Winter. Eine bessere Lösung stellen Gasentnahmesonden dar, bei denen durch einen keramischen Filter das Meßgas unmittelbar bei Eintritt in die Sonde entstaubt wird und so alle folgenden Gaskanäle vor Staubablagerungen und Verstopfungen geschützt werden. Durch den Einsatz derartiger Filter können die Gaskanäle kleingehalten und geringe Sondentotzeiten realisiert werden. Diese vorteilhafte Konzeption wird in DE-AS 2117796 und DD-WP 2382095 verfolgt. Der Nachteil beider Lösungen ist, daß die Filter innenliegend angeordnet sind und so die Ansaugkanäle durch sich auf den Filter ablagernden Staub verstopft werden. Beim DD-WP 2382095 mußte aus diesem Grunde eine aufwendige Saugvorrichtung vorgesehen werden, um mit einer starken Gasströmung diesen Staub abzufordern. Hohe Staubkonzentrationen können damit allerdings nicht beherrscht werden. Das lange keramische Schutzrohr und der ebenso lange Filter sind sehr bruchempfindlich und durch die Einkittung beider Bauteile in die Sonde nur mit Aufwand zu wechseln. Auch beim DE-AS 2117796 mußte zur Beherrschung der Staubablagerungen eine aufwendige mechanische Reinigungsvorrichtung eingebaut werden. Diese mechanische Staubabreinigung bedingt eine ständige Wartung der Sonde und kann durch Undichtheiten die Gasanalyseverfälschen. Auch ist hier der Wechsel des Filters nur mit großem Aufwand möglich.

   Ziel der Erfindung

   Ziel der Erfindung ist eine Gasentnahmesonde, die unempfindlich gegenüber hohen Staubgehalten ist, bei der keine Verstopfungsgefahr besteht, die eine geringe Totzeit besitzt, nahezu wartungsfrei arbeitet, leicht vor Ort instandgesetzt werden ' kann und ohne Kühlung auch bei relativ hohen Temperaturen einsetzbar ist.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasentnahmesonde zu schaffen, bei der kein Staub in das Sondeninnere gelangt, die eine hohe Stabilität bei einem Minimum an gasdurchströmtem Volumen besitzt und aus robusten, verschleißarmen, einfachen Bauelementen besteht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem zwei gegeneinander verspannte Tragrohre