Fluidführendes System mit kathodischem Korrosionsschutz

Die Erfindung betrifft ein Fiuidführendes System mit kathodischem Korrosionsschutz mit wenigstens einer einen Förderstrom fördernden und/oder beeinflussenden Vorrichtung, insbesondere Pumpe und/oder Armatur mit wenigstens einer Anschlussvorrichtung, und mit wenigstens einer einen Förderstrom führenden Vorrichtung, insbesondere Rohrelement, mit Anschlussmittel.

Derartige fluidführende Systeme mit Pumpen oder Armaturen sind weit verbreitet und werden oftmals zum Fördern und Beeinflussen korrosiver Fluide oder Medien einge- setzt, wodurch die dem Fluid oder Medium ausgesetzten Innenwände Schaden nehmen und nach einer bestimmten Zeit Teile des Systems bzw. der Vorrichtungen ersetzt werden müssen.

Um Pumpen oder Armaturen gegen Korrosion zu schützen, ist beispielsweise aus der KR 100540390 B1 bekannt, einen das Gehäuse einer Armatur mit einem Wasserrohr verbindenden Bolzen an eine Opferanode anzuschließen.

Ferner sind Pumpen bekannt, die im Inneren des Gehäuses angeordnete Opferanoden aufweisen. Beispiele hierfür sind die JP 2002295389 A, JP 2002295390 A oder JP 2002242874 A. Der Nachteil bei beiden Varianten liegt darin begründet, dass immer wiederkehrende Wartungsarbeiten vorzunehmen sind und, insbesondere bei innenliegenden Opferanoden, die gesamte Anlage ausgeschaltet werden muss. Aus der DE 7603732 U ist ein Wasserbehälter bekannt, in dessen unterem Bereich ein elektrisches Heizelement angeordnet ist. An der Innenwand des Behälters ist eine passive Korrosionsschutzschicht aus Emaille ausgebildet. Ferner sind einen kathodischen Korrosionsschutz bewirkende fremdstrombeaufschlagte Elektroden vorgesehen, wobei die Elektroden mittels eines Polentiostaten und einer Bezugselektrode auf ein optimales Potential einsteuerbar sind und mindestens eine Fremdstromanode in der Nähe des Heizelementes angeordnet ist. Eine derartige Anordnung erweist sich jedoch für Anlagen mit einer relativ hohen Strömung als ungeeignet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein fiuidführendes System bzw. eine Förder- ström fördernde oder beeinflussende Vorrichtung mit einem kathodischen Korrosionsschutzsystem zu versehen, bei dem die vorstehend genannten Nachteile überwunden werden und dabei der Förderstrom in der Vorrichtung oder einem daran angeschlossenen Rohrsystem nicht gestört wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das fiuidführendes System ringförmige Anoden umfasst, wobei zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlussvorrichtung und/oder zwischen einer ersten Anschlussvorrichtung und einem Anschlussmittel und/oder zwischen einer zweiten Anschfussvorrichtung und einem Anschlussmittel jeweils eine Anode angeordnet ist, die Anoden mittels einen oder mehrere Leiter aufweisenden Leitungen mit einer Überwachungseinrichtung elektrisch verbunden sind und der Innendurchmesser der Anoden gleich dem Innendurchmesser der an der jeweiligen Anode angeordneten Förderstrom führenden Vorrichtung ist.

Der Erfindung weiter folgend, entspricht bei einer weiteren Ausgestaltung der Innen- durchmesser der Anoden dem Innendurchmesser der der jeweiligen Anode zugeordneten Ein- oder Ausströmöffnung der Förderstrom fördernden oder beeinflussenden Vor- richtung. Dadurch werden Turbulenzen und/oder Strömungswirbel im fluidführenden System verhindert.

In weiterer Ausgestaltung sind in dem Gehäuse eine oder mehrere Gewindebohrungen vorgesehen, in welche mit dem Gehäuse elektrisch leitend verbundene Referenzelektroden eingeschraubt sind. Dadurch ist es möglich, die Referenzelektroden mit dem Fluid bzw. dem Förderstrom im Inneren des Gehäuses in Kontakt zu bringen, ohne dass diese in das Innere des Gehäuses hineinragen oder einen Totraum, d. h. eine sacklochartige Vertiefung, bilden. Gleichzeitig lässt sich diese Öffnung im Gehäuse gut abdichten.

Dass die Referenzelektroden derart zueinander angeordnet sind, dass die größtmögliche Innenfläche des Gehäuses hinsichtlich des Potentials abgleichbar ist, ermöglicht ein betriebssicheres betreiben der Anlage. Eine Zustandsüberwachung aller durch ein Medium oder Fluid berührte Oberflächen innerhalb des Gehäuses wird somit zuverlässig gewährleistet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zur Optimierung des Betriebs vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung eine Steuer- oder Regeleinheit, einen ersten Gleichrich- ter, einen zweiten Gleichrichter und ein Messmodul aufweist.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass eine ringförmige und elektrisch isolierend wirkende erste isolierschiebe zwischen der Anode und der ersten bzw. der zweiten Anschlussvorrichtung sowie eine elektrisch isolierend wirkende zweite isolierschiebe zwi- sehen der Anode und dem Anschlussmittel angeordnet ist. Dadurch ist es möglich variierende Abstände zwischen dem Gehäuse der Pumpe oder der Armatur mit Isolierscheiben unterschiedlicher Stärke oder durch die Verwendung mehrerer Isolierscheiben auszugleichen. Um einen sicheren Isolierungsschutz zu gewährleisten sind erfindungsgemäß in der ersten bzw. zweiten Anschlussvorrichtung und in der Anschlussvorrichtung der Rohrelemente Bohrungen vorgesehen, in welche elektrisch isolierend wirkende Isolierhülsen angeordnet sind. Diese werden für eine einfache Montage vorzugsweise in die Bohrungen eingeschoben.

Zur Erhöhung des isolierungsschutzes weisen die isolierhülsen an ihrem freien Ende einen Kragen auf.

Die Erfindung wird ferner durch eine Förderstrom fördernde oder beeinflussende Vorrichtung, insbesondere Pumpenanordnung oder Armaturenanordnung für ein fluidfüh- rendes System mit kathodischem Korrosionsschutz gelöst.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht einer an ein Rohrsystem angeschlossenen und mit einer Steuer- und Überwachungsvorrichtung verbundenen, horizontal geteilten Spiralgehäusepumpe,

Fig. 2 die Prinzipskizze einer Überwachungseinrichtung,

Fig. 3 eine an ein Rohrsystem angeschlossenen Armatur im Schnitt und

Fig. 4 die Detailansicht des Anschlussbereichs der Spiralgehäusepumpe und des Rohrsystems im Schnitt.

In der Fig. 1 ist eine Förderstrom fördernde Vorrichtung 1 in Form einer horizontal geteilten Spiralgehäusepumpe für ein fluidführendes System dargestellt, wobei die Förderstrom fördernde Vorrichtung 1 ein Gehäuse 2 mit einem Einlassstutzen 3 und einer Einströmöffnung 4 und einen Auslassstutzen 5 mit einer Ausströmöffnung 6 aufweist. An der Einströmöffnung 4 ist eine erste Anschlussvorrichtung 7 und an der

Ausströmöffnung 6 eine zweite Anschlussvorrichtung 8, jeweils in Form eines Flansches ausgebildet. Während die erste Anschlussvorrichtung 7 an ein Anschlussmittel 9, beispielsweise ein Anschlussflansch, eines Rohrelements 10 angeschlossen ist, ist die zweite Anschlussvorrichtung 8 der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1 an eine Anschlussvorrichtung 11 eines Rohrelements 12 angeschlossen. Zwischen der ersten Anschlussvorrichtung 7 der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1 und dem Anschlussmittel 9 des Rohrelements 10 Ist eine gegenüber der Anschlussvorrichtung 7 und dem Anschlussmittel 9 isolierte und ringförmig ausgebildete als Fremdstromanode ausgeführte erste Anode 13 angeordnet. Zwischen der zweiten Anschluss- Vorrichtung 8 der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1 und dem Anschlussmittel 11 des Rohrelements 12 ist eine gegenüber den Anschlussvorrichtungen 8 und dem Anschlussmittel 11 isolierte und ringförmig ausgebildete als Fremdstromanode ausgeführte zweite Anode 14 angeordnet. Der Innendurchmesser d _A der Anoden 13 und 14 entspricht, wie detailliert in Fig. 4 gezeigt, dem Innendurchmesser d _R der den Anoden 13 und 14 zugeordneten Rohrelemente 10 bzw. 12 sowie den Innendurchmessern dv der an den Anoden 13 und 14 angeordneten Ein- oder Ausströmöffnung der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1. Damit ragen die Anoden 13 und 14 nicht in den Strömungsweg des Förderstroms und bilden auch keine sogenannten Toträume, d. h. Vertiefungen, beispielsweise ringnutartige Vertiefungen, in der Verwirbelungen auftreten können. Die im Wesentlichen aus einer Titanlegierung hergestellten Anoden 13 und 14 sind an dem das Fluid bzw. den Förderstrom berührenden Bereich mit einem Substrat 15, wie in der Fig. 4 dargestellt, aus einer Mischung verschiedener Metalloxide, beispielsweise Iridium, Tantal und/oder Ruthenium beschichtet. Am Einlassstutzen 3 ist eine nicht dargestellte Gewindebohrung vorgesehen, in die eine erste Referenzelektrode 16 eingeschraubt ist. Der Auslassstutzen 5 weist ebenfalls eine nicht dargestellte Gewindebohrung auf, in die eine zweite Referenzelektrode 17 eingeschraubt ist. Auf der Oberseite des Gehäuses 2 ist eine dritte Referenzelektrode 18 in eine weitere, nicht gezeigte Gewindebohrung eingeschraubt. Erste, zweite und dritte Referenzelektrode sind, mit dem Gehäuse 2 elektrisch leitend verbunden, in die Bohrungen eingeschraubt. Die vorzugsweise aus Reinzink, Silber oder einer Silberlegierung hergestellten Referenzelektroden kommen unmittelbar mit dem Fluid bzw. Förderstrom im Inneren des Gehäuses 2 in Kontakt, ohne in das Gehäuseinnere hineinzuragen oder einen Totraum, d. h. eine sacklochartige Vertiefung, zu bilden. Bei der in der Fig. 1 ge- zeigten Spiralgehäusepumpe 1 werden vorzugsweise drei Referenzelektroden eingesetzt, bei Bedarf, insbesondere bei anderen Gehäuseformen, kann die Anzahl der Referenzelektroden erhöht oder vermindert werden. Die Referenzelektroden 16, 17 und 18 sind vorzugsweise so zueinander angeordnet, dass sie die größtmögliche Innenfläche des Gehäuses hinsichtlich des Potentials abgleichen können. In Fig. 1 ist ferner eine Überwachungseinrichtung 19 gezeigt, die beispielsweise in einem Schaltschrank untergebracht ist. Die Überwachungseinrichtung 19 weist eine detaillierter in Fig. 2 gezeigte Steuer- oder Regeleinheit 20, einen ersten Gleichrichter 21 , einen zweiten Gleichrichter 22 und ein Messmodul 23 auf. Von dem ersten Gleichrichter 21 führt eine einen oder mehrere Leiter umfassende Leitung 24 zur ersten Anode 13. Der zweite Gleichrichter 22 ist über eine einen oder mehrere Leiter umfassende Leitung 25 mit der zweiten Anode 14 verbunden. Über eine einen oder mehrere Leiter umfassende Leitung 26 ist das Gehäuse 2 sowohl an den ersten Gleichrichter 21 als auch den zweiten Gleichrichter 22 angeschlossen. Das Messmodul 23 ist mit einer einen oder mehrere Leiter aufweisende Leitung 27 an die erste Referenzelektrode 16 angeschlossen und über eine einen oder mehrere Leiter aufweisende Leitung 28 mit der dritten Referenzelektrode 18 verbunden. Eine einen oder mehrere Leiter aufweisende Leitung 29 führt zur zweiten Referenzelektrode 17. Eine einen oder mehrere Leiter aufweisende Leitung 30 ist zu weiteren, nicht dargestellten, externen Ein- /Ausgabevorrichtungen, Mess- und/oder Überwachungseinrichtungen oder Rechnern führbar. Die Überwachungseinrichtung 19 wird im Übrigen von einer üblichen Wechselspannungsquelle über eine Versorgungsleitung 31 mit elektrischer Energie versorgt. Vorzugsweise ist die Überwachungseinrichtung 19 zudem an eine Afarmsammelleitung 32 angeschlossen. Die Fig. 3 zeigt eine Förderstrom beeinflussende Vorrichtung 101 in Form einer Armatur, insbesondere Sperrschieber, für ein fluidführendes System. Die Förderstrom beeinflussende Vorrichtung 101 weist ein Gehäuse 102 mit einem Einlassstutzen 103 und einer Einströmöffnung 104 und einen Auslassstutzen 105 mit einer Ausströmöffnung 106 auf. An der Einströmöffnung 104 ist eine erste Anschlussvorrichtung 107 und an der Ausströmöffnung 106 eine zweite Anschlussvorrichtung 108, jeweils in Form eines Flansches ausgebildet. Die erste Anschlussvorrichtung 107 ist an ein Anschlussmittel 109 eines Rohrelements 110 und die zweite Anschlussvorrichtung 108 der Förderstrom beeinflussenden Vorrichtung 101 an ein Anschlussmittel 111 eines Rohrelements 112 angeschlossen.

Zwischen der ersten Anschlussvorrichtung 107 der einen Förderstrom beeinflussenden Vorrichtung 101 und dem Anschlussmittel 109 des Rohrelements 110 ist eine gegenüber der Anschlussvorrichtung 107 und dem Anschlussmittel 109 isolierte und ringförmig ausgebildete erste Anode 113 angeordnet. Zwischen der zweiten Anschlussvorrichtung 108 der Armatur 101 und dem Anschlussmittel 111 des Rohrelements 112 ist eine gegenüber der Anschlussvorrichtung 108 und dem Anschlussmittel 111 isolierte und ringförmig ausgebildete zweite Anode 114 angeordnet. Der Innendurchmesser d _A der Anoden 113 und 114 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser d _R der Rohrelemente 110 bzw. 112 und dem Innendurchmesser dv der Ein- bzw. Ausströmöffnung 104 bzw. 106. Der Aufbau der Anoden entspricht dem zu Fig. 1 beschriebenen Aufbau. Am Einlassstutzen 103 ist eine erste Referenzelektrode 116 in eine Gewindebohrung eingeschraubt. Eine zweite Referenzelektrode 117 ist in eine Gewindebohrung im Auslassstutzen 105 eingeschraubt. Im Bedarfsfall kann im oberen Teil des Gehäuses 102 eine dritte Referenzelektrode 118 in eine weitere Gewindebohrung eingeschraubt sein. Erste, zweite und dritte Referenzelektrode sind in die Bohrungen eingeschraubt und dabei elektrisch leitend mit dem Gehäuse 102 verbunden. Die Referenzelektroden kommen unmittelbar mit dem Fluid im Inneren des Gehäuses 2 in Kontakt, ohne in das Amatureninnere hineinzuragen oder einen Totraum zu bilden.

Der Anschluss des Gehäuses 102, der Referenzelektroden 116, 117 und 118 sowie der Anoden 113 und 114 an eine hier nicht dargestellte Überwachungseinheit erfolgt gemäß den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Schaltungsbeispielen.

Die Fig. 4 zeigt die detailierte Darstellung des Auslassstutzens 5 der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1 mit dem Rohrelement 12. Zwischen der zweiten Anschlussvor- richtung 8 der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1 und der Anschlussvorrichtung 11 des Rohrelements 12 ist die zweite Anode 14 angeordnet. Eine ringförmige und elektrisch isolierend wirkende erste Isolierschiebe 33 ist zwischen der zweiten Anode 14 und der zweiten Anschlussvorrichtung 8 der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1 angeordnet. Zwischen der zweiten Anode 14 und der Anschlussvorrichtung 11 des Rohrelements 12 ist eine ringförmige und elektrisch isolierend wirkende zweite Isolierschiebe 34 angeordnet. Der in den Figuren nicht näher bezeichnete Innendurchmesser der Iso- lierscheiben entspricht den Innendurchmessern d _A der Anoden und den Innendurchmessern der Ein- oder Ausströmöffnungen der Förderstrom fördernden Vorrichtung 1. In der zweiten Anschlussvorrichtung 8 sind Bohrungen 35 und in der Anschlussvorrichtung 11 sind Bohrungen 36 vorgesehen. In den Bohrungen 35 bzw. 36 sind elektrisch isolierend wirkende Isolierhülsen 37 eingeschoben. Die Isolierhülsen können ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und gegebenenfalls an ihrem freien Ende einen Kragen 38 aufweisen, auf dem ein nicht dargestellter Schraubenkopf bzw. eine Schraubenmutter in Anlage kommen. Optional können auch elektrisch isolierend wirkende separate Ringscheiben verwendet werden. Diese Anordnung von Fremdstomanode, Isolierscheiben und Isolierhülsen ist ebenso für den Einlassstutzen der Förderstrom fördernden Vorrich- tung 1 als auch für Ein- und Auslassstutzen der Förderstrom beeinflussenden Vorrichtung 101 vorgesehen.

In der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Überwachungseinrichtung 19 wird der für den kathodischen Schutz benötigte Gleichstrom erzeugt, welcher über die Leitung 24 vom ersten Gleichrichter 21 zur Anode 13 und vom zweiten Gleichrichter 22 über die Leitung 25 zur zweiten Anode 14 geführt wird. Die Aufgabe der Überwachungseinrichtung 19 besteht vornehmlich darin, die über die Referenzelektroden 16, 17 und 18 gesendeten Signale hinsichtlich des Potentials innerhalb des Pumpengehäuses mit den voreingestellten Grenzwerten abzugleichen und gegebenenfalls über den an die Anoden 13 und 14 geführten Gleichstrom anzupassen. Dies gilt im gleichen Maß ebenso für die in der Fig. 3 dargestellten Förderstrom beeinflussenden Vorrichtung 101 mit den Anoden 113 und 114 sowie den Referenzelektroden 116, 117 und 118. Bezuqszeichenliste

1 Förderstrom fördernde Vorrichtung 29 Leitung

2 Pumpengehäuse 30 Leitung

3 Einlassstutzen 31 Versorgungsleitung

4 Einströmöffnung 32 Alarmsammelleitung

5 Auslassstutzen 33 erste isolierscheibe

6 Ausströmöffnung 34 zweite Isolierscheibe

7 erste Anschlussvorrichtung 35 Bohrung

8 zweite Anschlussvorrichtung 36 Bohrung

9 Anschlussmittel 37 Isolierhülse

10 Rohrelement 38 Kragen

11 Anschlussmittel 101 Förderstrom beeinflussende

Vorrichtung

12 Rohrelement 102 Gehäuse

13 erste Anode 103 Einlassstutzen

14 zweite Anode 104 Einströmöffnung

15 Substrat 105 Auslassstutzen

16 erste Referenzelektrode 106 Ausströmöffnung

17 zweite Referenzelektrode 107 erste Anschlussvorrichtung

18 dritte Referenzelektrode 108 zweite Anschlussvorrichtung

19 Überwachungseinrichtung 109 Anschlussvorrichtung

20 Steuer- oder Regeleinheit 110 Rohrelement

21 erster Gleichrichter 111 Anschlussvorrichtung

22 zweiter Gleichrichter 112 Rohrelement

23 Messmodul 113 erste Anode

24 Leitung 114 zweite Anode

25 Leitung 115 Substrat

26 Leitung 116 erste Referenzelektrode

27 Leitung 117 zweite Referenzelektrode

28 Leitung 118 dritte Referenzelektrode