Strömungswächter - Sensoren-Montage
Sensoren
In der Messspitze des Sensors befinden sich die temperaturabhängigen Messelemente. Der Messstift und der sich daran anschließende Gewinde-/Befestigungsteil sind einteilig aus Edelstahl gefertigt. Hierdurch wird eine absolute Dichtheit und hohe Druckfestigkeit erreicht. In korrosiven, insbesondere oxidierenden Medien, kommen Sonderwerkstoffe zum Einsatz, da Edelstahl dort nur bedingt korrosionsbeständig ist.
Die Montage kann unabhängig von der Strömungsrichtung des strömenden Mediums erfolgen. Grundsätzlich ist zu beachten, dass der Sensorstift bei Ruhe sowie bei Strömung vollständig von dem zu überwachenden Medium umgeben sein muss. Bei kleineren Querschnitten ist darauf zu achten, dass die Fühlerspitze den Rohrquerschnitt nicht wesentlich verengt.
Um Fehlfunktionen, verursacht durch instabile Strömungsformen, zu vermeiden, sollten direkt vor bzw. hinter einem Sensor keine den Strömungsquerschnitt oder die Strömungsrichtung beeinflussenden Installationsteile angebracht werden. Der Richtwert für die Ein-/ Auslaufstrecke beträgt das ca. 4…8-fache des Rohrleitungsdurchmessers.
LED-Zeile
Alle Strömungswächter verfügen über eine multicolor-LED-Zeile, die die Strömungstendenz visuell anzeigt. Leuchtet die rote LED, ist der voreingestellte Grenzwert unterschritten und der Schaltausgang nicht aktiv. Die gelbe LED signalisiert, dass der Grenzwert erreicht und der Ausgang geschaltet ist. Zusätzlich zur gelben LED können weitere 4 grüne LEDs leuchten, die ein relatives Maß für die Überschreitung des Grenzwertes darstellen.Anschluss
Anschluss
Strömungswächtersensoren können mit einem M12-Steckverbinder oder Festkabel geliefert werden. Das Verbindungskabel zwischen Sensor und Auswertegerät darf bis zu 100 m lang sein. Bei Entfernungen über 30m ist ein abgeschirmtes Kabel zu bevorzugen. In jedem Fall ist zu prüfen, ob der gewählte Aderquerschnitt den Anforderungen entspricht.
Montage
Sensoren mit kurzem Gewinde in der Ausführung STK… sind insbesondere für die Montage in T-Stücken vorgesehen. Die Baulänge ist so dimensioniert, dass die Fühlerspitze vollständig in das Medium eintaucht, jedoch nicht die Gegenwandung berührt.
Sensoren mit langem Gewinde in der Ausführung ST… werden bei größeren Rohrdurchmessern oder bei längeren Einschraubstutzen eingesetzt. Die Gewinde der Sensoren sind als G-Rohrgewinde nach DIN ISO 228 ausgeführt und entsprechen auch der BSP-Norm. Zur Abdichtung der Sensoren können Flachdichtungen, PTFE-Gewindedichtband oder flüssige Hilfsstoffe verwendet werden. Bei Drücken ab 30 bar oder zu hohen Anzugsdrehmomenten kann eine flach aufliegende nichtmetallische Dichtung beschädigt werden. In diesen Fällen sollte eine Kammerung vorgenommen werden, die ein seitliches Ausweichen der Dichtung bei hoher Belastung verhindert. Dichtungen aus PTFE müssen immer mit dieser Technik eingesetzt werden. Für Hochdruckanwendungen sind Metalldichtungen zu verwenden. Standardwerkstoff der jedem Sensor beigefügten Dichtungen ist AFM 34. Besondere Ausführungen aus anderen Werkstoffen, wie z.B. Weicheisen, Kupfer oder PTFE sind auf Anfrage lieferbar.
In offenen Systemen und bei Lufteinschlüssen ist der Sensor in einer Steigleitung zu montieren. Bei seitlichem Einbau können Ablagerungen und Luftpolster kaum zu einer Beeinträchtigung der Funktion führen, wenn der Sensor vollständig vom Medium umströmt wird. Der Einbau von unten gewährleistet auch die Funktion des Strömungswächters, wenn sich im Rohr ein Luftpolster befindet. Der Pegel des zu überwachenden Mediums darf jedoch nicht unter die Oberkante des Messstiftes absinken. Der Einbau von oben ist nur möglich, wenn die Rohrleitung frei von Gas- oder Lufteinschlüssen ist.
NPT-Gewinde
Alternativ zum G-Rohrgewinde können bei allen Bauformen, die ein G1/2 oder ein G3/4-Gewinde besitzen, NPT-Gewinde gefertigt werden. Diese sind konisch ausgeführt und müssen in ein ebenfalls konisches Gegenstück eingeschraubt werden. Es sind zwei NPT-Gewindetypen zu unterscheiden:
NPT-Gewinde nach ANSI B 1.20.1
Dieses ist nicht selbstdichtend und muss mit einem Dichtmittel, wie zum Beispiel PTFE-Dichtband, eingeschraubt werden. Die Anwendung von Flachdichtungen ist nicht möglich.
NPTF-Gewinde nach ANSI B 1.20.3
Dieses Gewinde ist selbstdichtend und benötigt keine Dichtmittel. Bei der Anwendung dieses Gewindetyps muss auf die Metallpaarung geachtet werden, damit beim festen Anschrauben das Metall nicht frisst.
Werden keine besonderen Vorgaben gemacht, wird das NPT-Gewinde als nicht selbstdichtendes Gewinde nach ANSI B 1.20.1 geliefert.
Medien
Die Empfindlichkeit thermodynamischer Strömungswächter hängt von den wärmetechnischen Eigenschaften eines Mediums ab. So ist der Erfassungsbereich eines Standardsensors, aufgrund der geringeren Wärmeleitfähigkeit, für Öl etwa dreimal größer und für Luft ca. 30 mal größer als der für Wasser. Sofern nicht anders vermerkt, sind die technischen Daten eines Sensors für Wasser spezifiziert.
Flansch
Speziell in den Branchen Chemie, Pharma und Lebensmittel werden standardisierte Rohranschlüsse gefordert. Sensoren für den Einsatz in diesen Bereichen werden mit Flanschanschlüssen nach DIN oder ASME geliefert. Sensor und Flansch werden korrosionsstabil mittels Laser- oder Schutzgasschweißung miteinander verbunden.
Lebensmitteltaugliche Verschraubungen
Im Bereich der Lebensmittel- und Pharmaindustrie werden aus hygienischen Gründen besondere Anforderungen an die Mechanik und Elektronik von Sensoren gestellt. Strömungswächter mit lebensmitteltauglichen Anschlüssen, wie z.B. Triclamp oder Milchrohrverschraubung (DIN 11851) entsprechen dem 3-A Sanitärstandard 28-03. Die üblichen Reinigungszyklen CIP und SIP sind durch Ihre Temperaturwechsel eine besondere Belastung für die Sensorelektronik, daher werden spezielle Schutzmaßnahmen ergriffen. Sensorwerkstoffe für diese Anwendungen sind hauptsächlich die Spezialstähle 1.4404 und 1.4435. Kundenspezifische Anschlüsse wie z.B. GEA-Varivent oder APV-Flansche sind ebenso lieferbar wie andere metallische Spezialwerkstoffe.
Abmessungen, lange Bauformen
Strömungswächtersensoren sind in Einschraublängen von 25 mm bis 300 mm lieferbar. Sensoren für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen werden ab einer Baulänge von 110 mm aus zwei Teilen gefertigt, die mit einer Laserschweißnaht korrosionsstabil zusammengefügt werden. Die Länge des Sensors soll so bemessen werden, dass sich die Messspitze in einem Bereich befindet, der stabile Strömungsverhältnisse aufweist.
Lange Bauformen werden beispielweise bei folgenden Anwendungen benötigt:
- Erfassung kleiner Strömungsgeschwindigkeiten in großen Rohrquerschnitten
- Montage der Sensoren zusammen mit einem Schraub-Normflansch
- Verwendung von überlangen Schweißmuffen, wenn die Rohrleitung zusätzlich mit einem Isoliermantel umgeben ist.
Das Maß für die Eintauchtiefe "L" ist vom Ansatz der Dichtfläche bis zur Sensorspitze definiert. Normlängen für Standardgeräte sind die Abmessungen L = 80 und 120 mm; für Ex-Ausführungen 80, 110 und 140 mm.
Zulassungen für Sicherheitsanwendungen
Sensoren, die dem Personenschutz dienen, müssen eine Bauartzulassung nach EN 954-1 aufweisen und entsprechend gekennzeichnet sein. Nicht gekennzeichnete Sensoren dürfen bei solchen Anwendungen nicht eingesetzt werden.
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