Wechselarmatur mit Pfiff Retractable fitting reinvented

Normalerweise gelangt der Sensor über eine O-Ring-Schleuse in den Prozess. Dabei gleiten die Sensorfenster im Tauchrohr durch die O-Ringe in den Prozess und zurück. Die daraus entstehende mechanische Belastung wird häufig noch verstärkt von thermischen und/oder chemischen Beanspruchungen. Ein Aufquellen der O-Ringe kann die Folge sein. Zudem belegt sich das Tauchrohr bzw. der Sensorhalter häufig mit klebrigen Schichten. Bei der Entwicklung der Sensogate hat Knick das Prinzip von innen liegenden O-Ringen mit einem patentierten Schleusenprinzip verbunden. Die O-Ringe sind im Verhältnis zur Länge der Spülkammer so angeordnet, dass man tatsächlich von einer Schleuse sprechen kann. Das System besticht durch eine Vielzahl von Vorteilen. So verfügt Sensogate beispielsweise über eine Sperrwasser- und eine Vorwasserspülfunktion sowie über eine Schutzbespülung des Sensors. Beim Ein- und Ausfahren wird mittels Spülwasser verhindert, dass vom Prozessmedium mitgeführte Fasern oder Partikel zwischen O-Ringe und Tauchrohr gelangen. Die O-Ringe werden damit weitaus weniger belastet als bei üblichen Wechselarmaturen und die Verfügbarkeit der Messstelle wird deutlich erhöht.

Sensogate ist aus wenigen Teilen modular aufgebaut. Auf diese Weise können medienberührte Elemente aus unterschiedlichen Materialien problemlos zum Einsatz kommen (1.4571, 1.4435, PVDF, PEEK). Der Antrieb mit Edelstahlzylinder bleibt immer gleich und sorgt für konstante, mechanisch hohe Qualität. Unterschiedlichste Prozessanschlüsse sind realisierbar. Die Sensorschleuse ist sowohl für den Betrieb mit Gel- als auch mit nachfüllbaren Flüssigelektrolyt-Sensoren ausgelegt. Die kompakte Konstruktion bietet echtes Plug & Play ohne „fummelige“ Schlauchanschlüsse und unübersichtliches Schlauchwirrwarr. Dafür sorgt eine einzige Zentralverbindung – der bereits bei der Ceramat bewährte Multistecker. Die Zuführung sämtlicher Medien über den zentralen Stecker sorgt für Übersichtlichkeit und minimiert gleichzeitig Medienverschleppung.

Gerade die Wartung ist bei O-Ring-Schleusen häufig ein zentrales Problem, da es bei vielen Prozessen unmöglich ist, die Armatur zu einem beliebigen Zeitpunkt auszubauen. Der Anwender kann deshalb nicht einfach auf „Verschleiß fahren“, sondern muss die O-Ringe oft schon vorbeugend wechseln. Bei mittelschweren Prozessen kann dabei von einer Haltbarkeit der O-Ringe für ca. 20 bis 30 Fahrbewegungen ausgegangen werden. Zu den Kosten für einen neuen Dichtungssatz (bis zu 700 Euro) kommt der Ausbau der Armatur, Werkstattzeit und der Austausch weiterer Verschleißteile hinzu. Der durchdachte Aufbau von Sensogate hingegen garantiert, dass der Techniker möglichst schnell an alle relevanten Teile herankommt – und dies gleich vor Ort, ohne mit der Sensorschleuse in die Werkstatt zu müssen. Bei einem Elektrodenbruch wird oft der vordere Elektrodendichtring durch das gebrochene Glas zerschnitten. Ein Wechsel der Dichtung sowie die Entfernung der Bruchstücke aus der Kalibrierkammer erforderte bislang ebenfalls eine umfangreiche Demontage der Armatur. Auch hier überzeugt Sensogate mit seiner Konstruktion.

Durch die Anordnung der O-Ringe besteht zu keiner Zeit eine Verbindung zwischen der Ablauföffnung der Spülkammer und dem Prozess, auch nicht während der Hubbewegung. Das Prozessmedium kann weder in den Antrieb noch nach außen gelangen, was nicht nur grundsätzlich unhygienisch wäre, sondern auch die Funktionssicherheit beeinträchtigt. Die Trennstelle zwischen Hubzylinder und Kalibrierkammer ist doppelt gedichtet und belüftet. Dadurch wird verhindert, dass Medien aus der Kalibrierkammer in den Hubzylinder gelangen – und dort als Nährboden für Mikroorganismen dienen – und umgekehrt Druckluft in die Kalibrierkammer eindringt und damit die Kalibrierung verfälscht.

Für zusätzliche Sicherheit sorgt Sensolock. Der Sensor lässt sich nur in der Servicestellung demontieren. Sensolock blockiert die Fahrbewegung der Armatur zuverlässig und verhindert das Einfahren in die Prozessstellung ohne Sensor. Der Hubzylinder und das Tauchrohr sind zudem gegen Verdrehung gesichert, wodurch konstante Anströmverhältnisse für den Sensor im Prozess gewährleistet sind.

Das Sensogate-Prinzip ermöglicht eine relativ hohe Sensor-Eintauchtiefe. Bereits in der kurzen Ausführung mit einer Eintauchtiefe des Tauchrohres von 88 mm beträgt die effektive Eintauchtiefe des Sensors 65 mm, gemessen von der Unterkante des Armaturflansches bis zur Elektrodenspitze. Dadurch ist gewährleistet, dass der Sensor über den Strömungstotraum des Flanschstutzens auch sicher in das Prozessmedium eintaucht. Häufig wird die Eintauchtiefe von der prozessabgewandten Seite des Armaturenflansches gemessen; die effektive Eintauchtiefe des Sensors wird somit abermals reduziert. Für noch größere Eintauchtiefen – z. B. zum Einsatz in beschichteten und wärmeisolierten Kesseln – ist eine Version mit 125 mm Eintauchtiefe in Vorbereitung. Eine weitere Besonderheit: Alle Eintauchtiefen werden mit nur einer kurzen Sensorlänge von 225 mm erzielt. Der Einsatz von teuren und bruchempfindlichen 425 mm langen Glaselektroden erübrigt sich damit.

Normally, the sensor moves through an O-ring lock-gate into the process; the sensor windows in the immersion tube slide through the O-rings into the process and back. The resulting mechanical load is frequently reinforced by thermal and/or chemical stress, which frequently leads, for example, to the O-rings swelling up. The immersion tube and/or the sensor holder is also frequently coated with sticky layers etc. Knick has now combined the principle of internal O-rings with a patented lock-gate principle. The position of the O-rings in relation to the length of the rinsing chamber has been practically arranged thus that in fact it can be described as a lock. Sensogate excels thanks to a large number of advantages. Unlike conventional methods, the system also has a sealing water and a primary water rinsing function as well as a protective rinsing function for the sensor. The latter prevents any of the process medium (e.g. fibres or particles) from getting between the O-rings and the immersion tube when the sensor is moved in and out by means of rinse water. Thanks to this function, the O-rings are subjected to much less load than with conventional retractable fittings, and the availability of the measuring point is increased significantly.

Sensogate’s entire design is modular and consists of only a few parts. In this way, process-wetted elements of different materials can easily be used (1.4571, 1.4435, PVDF, PEEK). The drive unit with stainless steel cylinder always remains the same and guarantees constant, mechanically high quality. Many different process connections can easily be implemented with Sensogate. The innovative sensor lock-gate is designed for use with gel as well as with refillable liquid electrolyte sensors. The neat, compact and smooth design offers genuine plug-and-play without “fiddly“ hose connections and a confused tangle of hoses. This was implemented by one single central connection – the multiplug, which has already proved its worth in the Ceramat and which also fits the new sensor lock-gate. Furthermore the infeed of all media through the central plug reduces medium entrainment to a minimum.

In particular the maintenance of the O-ring process gate has frequently been a great problem up to now, since in many processes it is impos-sible to remove the fitting at any point in time – for example when the boiler in which the measurement is to be carried out just happens to be full. The user therefore cannot simply operate the unit until wear takes place, but often has to change the O-rings with the conventional lock principle as a precautionary measure. In medium processes, it can be assumed that the durability of the O-rings will be sufficient for approximately 20 to 30 movements. The removal of the fitting, workshop time and the replacement of further parts subject to wear and tear have to be added to the immense costs for a new set of seals (up to 700 Euro). On the other hand, the advanced design of Sensogate guarantees that the technician can reach all relevant parts as quickly as possible, directly on site. In the case of a broken electrode, the front electrode sealing ring is frequently cut by the broken glass. Previously, replacing the seal and removing the splinters from the calibration chamber also called for comprehensive dismantling of the fitting. This is where the innovative design of Sensogate shows its strength.

Through the arrangement of the O-rings, there is at no time any connection between the drain opening of the rinsing chamber and the process, not even during the stroke movement. The process medium cannot escape, either into the drive unit or outwards; if this were the case, it would not only be basically unhygienic, but would also impair functional safety. The point of separation between the stroke cylinder and the calibrating chamber is double sealed and ventilated. This prevents media from escaping from the calibrating chamber into the stroke cylinder, and conversely prevents compressed air from entering the calibration chamber and falsifying the calibration.

With Servicelock the sensor can only be dismantled in the service position. It reliably blocks the movement of the fitting and prevents it from moving into the process position without the sensor. Furthermore, the stroke cylinder and the immersion tube are secured against twisting, which guarantees constant flow conditions for the sensor in the process.

The lock-gate principle of Sensogate allows a greater sensor immersion depth by comparison with existing retractable fittings. Even in the short version with an immersion depth of 88 mm for the immersion tube, the effective immersion depth of the sensor is 65 mm measured from the lower edge of the fitting flange to the tip of the electrode and not to the lower edge of the lantern of the immersion tube (see drawing). This guarantees that the sensor is also reliably immersed in the process medium beyond the dead flow volume of the single-ended flanged nipple. In existing retractable fittings, the immersion depth is often measured from the side of the fitting flange facing away from the process; the effective immersion depth of the sensor is thus reduced once more. For even greater immersion depths – e.g. for use in coated and thermally insulated boilers – a version with an immersion depth of 125 mm is in the pipeline. All immersion depths are achieved with only a short sensor length of 225 mm. Expensive 425 mm long glass electrodes are superfluous and handling becomes easier.

Hall 10.1, Booth F11

Achema Guide 504