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Vorrichtung zum Nachweis von organischen Dämpfen bei der Überprüfung von mehrmals verwendbaren offenen Behältern
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dgl.,- ein Druck ausgeübt wird, wird das Steuerventil --26-- so gestellt, dass von der Versorgungsleitung --28-- in das obere Ende des Zylinders --14-- Druckluft eingelassen wird.
Dies bewirkt eine Abwärtsbewegung der Kolbenstange --15-- gegenüber der Kammer-13-, wodurch das Rohr --11-- in die Flasche-9-eingeführt wird.
Die Abwärtsbewegung der Stange-15-verläuft so lange, bis ein unteres Ventil --35-- in der Kammer --13-- betätigt wird. Das Ventil --35-- kann durch eine verstellbare Schraube-40-, die an einem an der Zelle --10-- befestigten seitlichen Vorsprung --38-- befestigt ist, betätigt werden. Die in Fig. l punktiert angegebene Stellung zeigt, wie die Schraube --40-- das Ventil - berührt. Das Ventil --35-- ist über die Leitung --36-- mit dem oberen Einlass des Steuerventils --26-- verbunden und bewirkt eine Umkehrung der Stellung des Ventils --26--, so
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Stellung zurückbewegt wird, die in Fig. l voll ausgezogen gezeigt ist.
Ebenfalls in der Kammer --13-- ist ein oberes Steuerventil --41-- montiert, welchs durch eine aufwärts gerichtete Schraube --4-- am Vorsprung --38-- betätigt werden kann. Das Ventil - ist mit dem oberen Einlass des Steuerventils --27-- über die Leitung --42-- verbunden. Wenn das Ventil --41-- durch die Schraube --44-- betätigt wird, bewirkt es über das Steuerventil - -27--, dass über die Versorgungsleitung --43-- Druckluft in den Zylinder --20-- strömt. Die Expansion des Zylinders --42-- schwenkt die Anhaltevorrichtung --16-- wieder in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, wodurch die Flasche --9-- die Anhaltevorrcihtung --16-- passieren kann.
Wenn die Anhaltevorrichtung --16-- voll zurückgeschwenkt ist, betätigt sie ein weiteres Steuerventil-45--, das auf der Basis --17-- montiert ist und über die Rohrleitung --46-- mit dem Unterteil des Steuerventils --27-- in Verbindung steht. Diese Betätigung des Ventils-45-kehrt die Orientierung des Steuerventils --27-- um ; dadurch wird die Druckluft durch die Versorgungsleitung --47-- zum andern Ende des Zylinders--20--geleitet, wodurch die Kolbenstange --22- zurückgezogen wird und die Anhaltevorrcihtung --16-- auf die vorher beschriebene Weise in ihre ursprüngliche in der Fig. 2 gezeigten Stellung zurückkehrt.
Prüfzelle
Die Einzelheiten der Prüfzelle --10-- sind in den Fig. 5 bis 8 gezeigt. Die Zelle enthält eine untere hohle zylindrische Kammer --48-- aus Messing. Die Kammer --48-- hat einen schmalen unteren Einlss --49-- in Verbindung mit dem abwärts reichenden Einlassrohr Der Einlass-49der Kammer --48-- ist mit einem Verteilergitter --50-- versehen. Die untere Kammer-48- ist mit einer Deckplatte --51-- bedeckt, welche durch drei Schrauben --54-- festgehalten wird.
Die Platte --51-- besitzt einen grösseren Durchmesser als die Kammer --48-- und ist an ihrem Oberteil von einem Zylinderteil--52--, der daran befestigt ist, umgeben ; dieser ist oben durch eine obere Platte --53-- verschlossen. Um den Oberteil des Zylinderteils --52-- bzw. um die Platte --53-- ist ein Ring --59-- angeordnet, an welchem das untere Ende der Kolbenstange-15und der vorher beschriebene Vorsprung-38- (Fig. 6) befestigt sind.
Durch die Platten-51 und 53-erstreckt sich eine Wasserstoffzuleitung --55-- mit einem Brennermundstück--56--in das Innere der unteren Kammer-48--. Das Mundstück --56-- ist mit einer aufwärtsgerichteten kleinen Öffnung--57--versehen, durch welche Wasserstoffgas in das Innere der Kammer --48-- strömen kann.
In Abstand von dem Brennermundstück-56-und koaxial über der Öffnung --57-- befinde't sich ein horizontaler Kollektorring --58-- aus elektrisch leitendem Material mit einer Abschirmung,
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durch Leitungen-59 bzw. 61-mit einem im folgenden beschriebenen elektrischen Steuergerät verbunden.
Der Zweck der öffnung --57-- besteht darin, einen schwachen Wasserstoffstrom zwecks Verbrennung einzuführen. Zur Zündung des Wasserstoffes ist eine Zündschlange --63-- direkt neben der Öffnung --57-- vorgesehen. Die Widerstandsschlange --63-- ist mit Leitungen-64versehen, die an das Steuergerät --62-- angeschlossen sind, welches auch eine Stromquelle niederer Spannung zum Aufheizen der Schlange --63-- aufweist.
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Zur geeigneten Überwachung der Flamme bei der Öffnung--57--ist neben dieser Öffnung ein Thermoelement --65-- angeordnet. Die Leitungen --66-- vom Thermoelement --65-- führen zu einem Milli-voltmeter --67--, welches die im Thermoelement--65--durch die Flamme von der Öffnung --57-- verursachte Spannung anzeigt.
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über eine Rohrleitung--70--mit einer in Fig. 4 dargestellten Kombination von Wasserstofferzeuger und Pumpe --71-- verbunden ist.
Das Steuergerät-62-und die Pumpen-und Wasserstofferzeugereinheit-71-sind mit einer Wechselstromquelle --72-- und mit einer Gleichstromquelle --73-- zur Lieferung des notwendigen
Gleichstroms zur Betätigung der durch das Steuergerät--62--kontrollierten Relais verbunden.
Zwischen dem Steuergerät --62-- und einem Niederspannungsrelais--75--befindet sich ein Hauptkontrollschalter-74--. Das Steuergerät-62-dient zur Kontrolle des Relais-75-, das wieder ein stärkeres Relais --76-- zur Betätigung eines nicht gezeigten Auswurfmechanismus über die Leitung-77-betätigt. Der jeweilige Auswurfmechanismus kann ein hörbares oder sichtbares Signal geben oder es kann eine Vorrichtung zur Betätigung eines Stromunterbrecherschalters für den Motor des Förderbandes sein. Es kann auch eine Vorrichtung zur Durchlöcherung von Plastikflaschen sein, die als verunreinigt befunden wurden, so dass die Flaschen dann nach den üblichen Vakuumfüllmethoden automatisch nicht gefüllt werden.
Die Grundlage des Prüfsystems ist ein Wasserstoffflammendetektor, ähnlich denen, die bei den üblichen gaschromatographischen Methoden verwendet werden. Der besondere in den Zeichnungen gezeigte Detektor hat sich zum Prüfen der Flaschen als besonders geeignet erwiesen. Mit ihm kann Luft aus dem Inneren einer Flasche durch die Zelle--10--zwecks Feststellung von organischen Dämpfen herausgesaugt werden.
Das Innenvolumen der Kammer--48--ist vorzugsweise so gering als möglich, um die Zeit, die zum Ansaugen einer Luftprobe von einer Flasche und zu ihrem Ausstossen vor dem Ansaugen der nächsten Luftprobe benötigt wird, so gering als möglich zu halten. Das Rohr--55-- (Ableitung 61) ist die negative Elektrode der Apparatur und der Kollektorring --58-- (Zuleitung 59) die positive Elektrode. Beide sind isoliert vom geerdeten Körper der Kammer --48-- und von den Platten-51 und 53--. Die Zünddrahtleitung-64-und das Thermoelement --65-- werden innerhalb der Kammer --48-- ebenfalls durch geeignete Isoliermaterialien, wie Epoxyharzen, festgehalten.
Für die Elektrodenisolierung wurde an Stelle von Epoxyharzen infolge der hohen notwendigen Impedanz (etwa 1 X 1010 Ohm) Tetrafluoräthylen verwendet. Alle Elektroden und Drähte sind an der Platte-53befestigt, und alle verschiedenen Drähte sind innerhalb eines Schlauches --78-- geführt (Fig.1).
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Wasserstofferzeugereinheit--71-inEinheit --71-- steht mit dem Rohr-70-in Verbindung, um Probe- und Verbrennungsprodukte durch die Prüfzelle--10--zu saugen. Die in die Kammer --48-- gesaugte Luft vermischt sich mit dem Wasserstoff und verbrennt, wobei auch Dämpfe von organischen Verunreinigungen in der Flamme verbrannt werden.
Die Kohlenstoffatome der organischen Substanzen werden dabei in Ionen verwandelt, die zwischen den Elektroden (Flammrohr 57 und Ring 58) wandern. Dadurch entsteht zwischen ihnen ein schwacher elektrischer Strom, der über die Leitungen--59, 61-- dem Verstärker innerhalb des Elektromotors --62-- zugeführt und gemessen wird. Der gemessene Strom ist innerhalb eines Konzentrationsbereiches mit einem Umfang von mehr als 1 : 106 proportional der Konzentration der organischen Substanzen. Durch die beschriebenen Instrumente können schon zag Substanz festgestellt werden.
Die Zündschlange--63--besteht vorzugsweise aus Widerstandsdraht, wie "Nichrome", und ist mit einer Niederspannungsquelle (3 bis 4 V), die im Steuergerät --62-- enthalten ist, verbunden. Beim Einschalten des Stromes wird die Schlange zu Rotglut erhitzt und zündet die Wasserstoffflamme bei der
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Die Einheit von Pumpe und Wasserstofferzeuger --71-- ist von handelsüblicher Art. Sie wird durch Wechselstrom aus dem Netz betätigt und produziert Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser in einer Menge von 15 bis 30 ml/min. Sie enthält eine kleine Membranpumpe, die verwendet wird, um das
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Probegas in einer Menge von etwa 300 ml/min durch die Prüfzelle-10-zu saugen. Die Pumpe muss in der handelsüblichen Apparatur so umgeschaltet werden, dass sie die Luft saugt und nicht presst.
Der Verstärker des Steuergerätes-62-ist ebenfalls handelsüblich. Das Steuergerät liefert das Polarisationspotential für die Elektroden in der Prüfzelle-10-und verstärkt das in der Zelle erzeugte Signal auf etwa 1 mV bei 100 bis 1000 pA. Innerhalb des Steuergerätes befindet sich auch die Stromquelle für die Zündschlange-63--.
Wenn auch als Prüfzelle --10-- eine bestimmte handelsübliche Einheit beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, dass ähnliche Vorrichtungen an deren Stelle verwendet werden können und dass die besonderen Ausführungsformen, die vorhin beschrieben worden sind, den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken sollen. Die Erfindung bezieht sich in erster Linie auf die Prüfmethode zur Prüfung der Flaschen auf organische Verunreinigungen und auf die physikalische Apparatur, durch welche Proben aus den einzelnen Flaschen entnommen werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Nachweis von organischen Dämpfen bei der überprüfung von mehrmals verwendbaren offenen Behältern, wie Flaschen, Kanister u. dgl., mit einem Förderband zum Transportieren der Behälter, gekennzeichnet durch eine Prüfzelle (10) für organische Dämpfe, eine Einrichtung (11) zur Entnahme einer Gasprobe mit einer bis in die Nähe des Förderbandes (8) reichenden Rohrleitung zur Verbindung des Innern eines auf dem Förderband bewegten Behälters (9) mit der Prüfzelle, eine über Leitungen (70, 68) mit der Prüfzelle verbundene Vakuumpumpe (71) zur Probenentnahme aus den Behältern und zum Hindurchführen der Proben durch die Prüfzelle, und einen Auswurfmechanismus (77, Fig.
4), der mit der Prüfzelle elektrisch verbunden (59, 61, 64, 62, 74, 75, 76) ist und bei Feststellung organischer Dämpfe den betreffenden Behälter aussondert.
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