BR112012032729B1 - Dispositivo de amostragem - Google Patents

Abstract

dispositivo de amostragem. um dispositivo d eamostragem in situ para capturar uma amostra de material de um recipiente. as modalidades da presente invenção podem ser dispostas como sondas alongadas possuindo elementos de captura de amostra extensíveis. um elemento de captura de amostra de tal dispositivo pode incluir um bolso de captura de amostra côncavo localizado perto de uma extremidade distal. o bolso de captura de amostra é adaptado para capturar um volume conhecido de material quando o elemento de captura de amostra é estendido para dentro do dito material. a amostra de material permanece aprisionada no bolso de captura de amostra depois da retração de elemento de captura de amostra. o bolso de captura de amostra pode ser fornecido com uma porta para receber material e uma porta para expelir o material. essas portas podem ser colocadas em comunicação com os canais de transferência de material correspondentes se estendendo através do elemento de captura de amostra. um dispositivo da presente invenção fornece a captura de amostra e o processamento de amostra substancialmente simultâneos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE AMOSTRAGEM.

[0001] A presente invenção é direcionada para um dispositivo de amostragem para aquisição de uma amostra de material. Mais particularmente, a presente invenção é direcionada a um dispositivo de amostragem possuindo um elemento de captura de amostra extensível para extração de amostras tal como, sem limitação, amostras de reação/reagente, dos recipientes tal como recipientes de reator.

[0002] Como seria óbvio para os versados na técnica, existe um número de situações e/ou processos para os quais seria desejável se extrair uma amostra de um material de um recipiente no qual o material está contido. Tal extração seria geralmente desejável para fins de exame ou teste, mas poderia ser realizada por outros motivos, também.

[0003] Com relação ao monitoramento de processo, tal extração de amostra pode ser desejável em vários processos, incluindo sem limitação, aplicações de síntese paralela (química combinatória), síntese orgânica, desenvolvimento de processo químico, e scale-up de processos laboratoriais em produção. Várias outras aplicações onde a extração de amostra seria de interesse também existem e seriam conhecidas dos versados na técnica.

[0004] Dispositivos de amostragem conhecidos podem ser operados manualmente, ou podem ser empregados um dispositivo à base de vácuo montado remotamente ou em um recipiente contendo um material de interesse, ou uma porta de ultrapassagem ou mecanismo similar através da qual uma quantidade de um material de interesse possa ser sifonada. Em qualquer caso, no entanto, dispositivos e métodos conhecidos exigem geralmente que uma amostra extraída seja removida do recipiente e então transferida para outro recipiente antes de a amostra poder ser resfriada ou operada de forma similar.

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2/34 [0005] Dispositivos operados manualmente conhecidos sofrem comumente de uma falta de precisão com relação à temporização da captura de amostra e manipulação de amostra subsequente e, obviamente, são tipicamente não susceptíveis para a automação de processo. Adicionalmente, dispositivos operados manualmente conhecidos só podem ser operados para criar amostras que estão em pressão atmosférica. Reações que ocorrem sob pressão não podem ser amostradas com tais dispositivos operados manualmente. Um tipo de ultrapassagem do dispositivo de amostragem, onde a reação flui através de um circuito para um ponto onde pode ser amostrada, pode ser utilizado para amostrar as reações sob pressão - no entanto, um grande volume de reação é necessário para se utilizar tal dispositivo.

[0006] Dispositivos automatizados conhecidos não permitem que o resfriamento, diluição, etc. ocorram substancialmente de forma simultânea com a captura de amostra, mas, ao invés disso, exige que uma amostra seja primeiramente transferida para outro recipiente. Consequentemente, o estado de uma determinada amostra pode realmente mudar do momento da extração da amostra até o momento de resfriamento, etc.

[0007] Portanto, com base nesses problemas acima com os dispositivos de amostragem conhecidos, deve ser aparente que um dispositivo de amostragem in situ capaz de capturar com precisão e repetidamente uma amostra de material de volume conhecido e de resfriar ou de outra forma processar uma amostra substancialmente simultaneamente com a captura da amostra seria desejável. Um dispositivo de captura de amostra da presente invenção é tal dispositivo.

[0008] As modalidades da presente invenção podem ser dispostas como sondas alongadas possuindo elementos de captura de amostra extensíveis. Dentre outras coisas, um dispositivo de amostragem da presente invenção pode ser utilizada para amostrar pequenos volumes

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3/34 de reação (por exemplo, de 5 a 100 μΙ), e extrair uma amostra de dentro de um volume de reação. Visto que um dispositivo de amostragem da presente invenção é uma unidade vedada, a mesma também pode ser colocada através de uma porta dentro de uma câmara de reação pressurizada ou evacuada para amostrar um volume de reação pressurizado. Um dispositivo de amostragem da presente invenção também pode ser utilizado por toda uma ampla faixa de temperatura (por exemplo, -40 C a 150 C).

[0009] Diferentemente de dispositivos conhecidos, um dispositivo de amostragem da presente invenção permite a captura de amostra substancialmente contemporânea e processamento de amostra (por exemplo, resfriamento, diluição, mistura, etc.). Portanto, o uso de um dispositivo de amostragem da presente invenção minimiza ou elimina qualquer mudança nas condições da amostra entre o momento da captura de amostra e o processamento de amostra. Isso não é possível com dispositivos atualmente conhecidos pelos inventores.

[00010] Em uma modalidade ilustrativa, um dispositivo de amostragem da presente invenção pode incluir um tubo externo oco e substancialmente cilíndrico de algum comprimento. Uma extremidade proximal do tubo externo, pode ser presa ou de outra forma afixada a uma parte de corpo de um conjunto de acionador de sonda. Concentricamente disposto dentro do tubo externo em uma extremidade distal do mesmo encontra-se um conjunto incluindo um a manga externa, uma manga interna e um elemento de captura de amostra extensível. Um adaptador substancialmente frustocônico é fixado à extremidade distal do tubo externo e afunila para um diâmetro reduzido que aproxima do diâmetro da manga externa.

[00011] A manga externa é recebida no adaptador e retida aí pelo engate entre um colar da manga externa e um ombro no adaptador. Uma parte distal da manga externa se estende através da abertura de

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4/34 diâmetro reduzido no adaptador e se projeta a partir daí.

[00012] A manga interna inclui uma parte proximal possuindo um diâmetro externo e interno que é maior do que o diâmetro externo e interno de uma parte distal. As partes distal e proximal da manga interna são separadas por um colar que forma um ombro ao longo de ambos o interior e o exterior da manga. A parte distal da manga interna reside dentro da manga externa, com um ombro inferior do colar em contato de apoio com o colar da manga externa. A parte proximal do diâmetro maior da manga interna se estende para dentro da extremidade distal do tubo externo.

[00013] Ambas a manga externa e a manga interna são mantidas em posição pelo adaptador, que pressiona um ombro superior do colar de manga interna de forma justa contra a face distal do tubo externo quando fixado. Consequentemente, quando o adaptador é totalmente montado no tubo externo, a manga interna e a manga externa são mantidas de forma justa juntas e também são impedidas de mover com relação ao tubo externo e adaptador.

[00014] O elemento de captura de amostra é localizado para alternar dentro da manga interna. O diâmetro externo do elemento de captura de amostra é fornecido para estar perto em dimensão ao diâmetro interno da manga interna, de modo que um encaixe justo, porém deslizante, seja produzido entre os mesmos. Quando o elemento de captura de amostra está em uma posição retraída (fechada), a extremidade distal pode ser posicionada substancialmente mesmo com as extremidades distais da manga interna e manga externa. Quando o elemento de captura de amostra está em uma posição estendida (amostragem), a extremidade distal da mesma pode se projetar a partir da extremidade distal da manga externa. O elemento de captura de amostra é fornecido com um bolso de captura de amostra côncavo que, durante a extensão do elemento de captura da amostra, é exposto a e captura

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5/34 uma quantidade de uma amostra de interesse.

[00015] Uma parte proximal do elemento de captura de amostra se estende para dentro do diâmetro interno aumentado da parte proximal da manga interna. A extremidade proximal do elemento de captura de amostra é recebida dentro da extremidade distal de um tubo interno substancialmente oco que é concentricamente disposto dentro do tubo externo. O diâmetro externo do tubo interno aproxima o diâmetro interno da parte proximal da manga de porta interna de modo que um encaixe justo, porém deslizante, seja produzido entre os mesmos. O elemento de captura de amostra é retido no tubo interno, tal como por um pino.

[00016] Em uma modalidade automatizada ilustrativa (amostragem automática) de um dispositivo da presente invenção, uma extremidade proximal do tubo interno se estende através da extremidade proximal do tubo externo e é conectada a um acionador (por exemplo, cilindro pneumático) que fornece a extensão e retração desejadas do elemento de captura de amostra. Em uma modalidade manual ilustrativa (manual) de um dispositivo da presente invenção, o tubo interno pode ser conectado de forma similar a um mecanismo de alavanca operado manualmente ou êmbolo acionado de forma linear que fornece a extensão e retração desejadas do elemento de captura de amostra quando manualmente acionado por um usuário do dispositivo.

[00017] Durante a extensão e retração do elemento de captura de amostra, o elemento de captura de amostra é orientado pelo contato entre seu exterior e interior da parte distal da manga de porta interna, além de por contato entre o exterior do tubo interno e o interior da parte proximal da manga de porta interna. O movimento linear adequado do elemento de captura de amostra é, dessa forma, garantido. A rotação do elemento de captura de amostra durante a alternância pode ser impedida se desejado.

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6/34 [00018] O elemento de captura de amostra é aberto para permitir a purga/ventilação e para permitir o processamento in situ (mistura, diluição, resfriamento, etc.), das amostras de material enquanto localizado no bolso de captura de amostra. Particularmente, o bolso de captura de amostra é fornecido com uma porta de suprimento e uma porta de purga/ventilação, cada uma das quais é associada com um canal correspondente que corre através do elemento de captura de amostra e sai através da extremidade proximal. As linhas de amostra (por exemplo, tubulação) podem ser conectadas a cada um dos canais de suprimento e purga/ventilação para levar os materiais de processamento para o bolso de captura de amostra e para permitir a ventilação e para que o material seja purgado do bolso de captura de amostra. Tal tubulação pode ser direcionada através do tubo interno. A parte distal da manga interna é fornecida com partições que permitem que as portas no bolso de captura de amostra se comuniquem com os canais correspondentes no elemento de captura de amostra durante o processamento (por exemplo, mistura, diluição e resfriamento) ou ciclo de purga/ventilação.

[00019] Em outra modalidade ilustrativa, o desenho descrito acima pode ser alterado para ter menos número de componentes individuais. Particularmente, nessa modalidade alternativa, as mangas interna e externa e o adaptador da modalidade previamente descrita são combinados em um único elemento. Esse elemento forma uma tampa de extremidade que enrosca na extremidade distal de um tubo externo e age como um guia de alternância e cobertura protetora para o elemento de captura de amostra. A tampa de extremidade contém canais internos ou sulcos que conectam as portas do bolso de captura de amostra do elemento de captura de amostra aos canais do elemento de captura de amostra.

[00020] Durante o uso de qualquer dessas modalidades, a extremiPetição 870190118492, de 14/11/2019, pág. 9/48

7/34 dade distal da sonda é tipicamente submersa em ou mantida perto da superfície de um material a partir do qual uma amostra deve ser extraída. No momento desejado, o elemento de captura de amostra é estendido para dentro do material, onde uma quantidade de material preenche o bolso de captura de amostra e permanece aí à medida que o elemento de captura de amostra é subsequentemente retraído de volta para dentro da posição fechada. Com a amostra de material aprisionada no bolso de captura de amostra, a amostra pode ser processada, tal como pelo contato da amostra com uma substância de resfriamento ou diluição de modo a interromper uma reação em andamento ou diluir a amostra antes de transferir a amostra do material para outro dispositivo ou recipiente.

[00021] Quando um elemento de captura de amostra de um dispositivo de amostra da presente invenção é estendido para dentro de um volume de reação para capturar uma amostra, as linhas de amostra são tipicamente vazias, tendo sido purgadas, por exemplo, com um gás ou com um líquido que é neutro para a reação sendo amostrada. Como seria aparente, quando o elemento de captura de amostra estende para dentro do volume de reação, qualquer material dentro do bolso de captura de amostra entrará em contato com os materiais de reação.

[00022] A escolha do material de purga pode variar dependendo da reação sendo amostrada. Por exemplo, um material de purga gasoso pode não ser ideal se o volume de reação for pequeno e a reação estiver sob pressão, visto que o gás de purga pode causar uma flutuação na pressão de reação. De forma similar, qualquer fluido presente no bolso de captura de amostra quando o elemento de captura de amostra se estende misturará rapidamente com os materiais de reação. Deve ser considerado também que o restante de qualquer meio de resfriamento pode comprometer uma reação.

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8/34 [00023] Enquanto o elemento de captura de amostra é estendido, as linhas de amostra que estavam previamente vazias, podem ser preenchidas com meio de resfriamento. O percurso de fluido através do dispositivo de amostragem pode incluir portas de transferência e um sulco de ultrapassagem no elemento de captura de amostra para permitir que o fluxo no circuito de fluido quando o elemento de captura de amostra está em uma posição estendida.

[00024] No caso das modalidades ilustrativas mencionadas acima, as partições de entrada da manga interna (ou elemento combinado) alinham com as portas de transferência de elemento de captura de amostra à medida que o elemento de captura de amostra alcança a extensão total, permitindo o fluxo através do sulco de ultrapassagem e canais e dentro do circuito de linha de amostragem. O meio de resfriamento pode, portanto, ser introduzido para o elemento de captura de amostra e possivelmente localizado sob pressão enquanto o elemento de captura de amostra ainda está estendido. Dessa forma, o meio de resfriamento está disponível para fluxo imediato para dentro do bolso de captura de amostra e mistura com a amostra de material capturado mediante a retração do elemento de captura de amostra e alinhamento das portas de bolso de captura de amostra com as partições da manga interna.

[00025] Portanto, diferentemente dos dispositivos e métodos conhecidos, um dispositivo de amostragem da presente invenção permite o processamento adicional enquanto a amostra capturada ainda está no dispositivo de amostragem. Adicionalmente, pelo fornecimento de um suprimento de espera de meio de resfriamento ou outro material, o processamento de amostra pode ser iniciado imediatamente mediante a retração do elemento de captura de amostra. Isso garante que a amostra capturada seja preservada em uma condição que é o mais perto possível da condição do volume de amostra a partir do que foi

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9/34 extraído.

[00026] Em adição às características mencionadas acima, outros aspectos da presente invenção serão prontamente aparentes a partir das descrições a seguir dos desenhos e exemplar [00027] Adicionalmente, às características mencionadas acima, outros aspectos da presente invenção serão prontamente aparentes a partir das descrições a seguir dos desenhos e modalidades ilustrativas, onde as referencias numéricas através de várias vistas se referem a características idênticas ou equivalentes, e onde:

A figura 1 é uma vista explodida de uma parte de uma modalidade ilustrativa de um dispositivo de amostragem automática da presente invenção;

A figura 2a é uma vista ampliada em transparência parcial de uma parte distal do dispositivo de amostragem automática da figura 1 com um elemento de captura de amostra em uma posição retraída (fechada);

A figura 2b ilustra a parte distal do dispositivo de amostragem automática da figura 2a com o elemento de captura de amostra em uma posição estendida (amostragem);

A figura 3 é uma vista ampliada de uma extremidade distal de um elemento de captura de amostra ilustrativo da presente invenção, onde um bolso de captura de amostra com abertura é visível;

A figura 4a é uma vista transversal ampliada da parte distal do dispositivo de amostragem automática da figura 1 onde o elemento de captura de amostra está em uma posição retraída (fechada) e um primeiro percurso de fluxo de líquido (modo de coleta) é ilustrado;

A figura 4b ilustra a parte distal do dispositivo de amostragem automática da figura 4a com o elemento de captura de amostra em uma posição estendida (amostragem) e um segundo percurso de fluxo de líquido (modo de ultrapassagem) é ilustrado;

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A figura 5 apresenta o dispositivo de captura de amostra das figuras de 1 a 4b em uma condição totalmente montada;

A figura 6a é uma parte distal montada de uma modalidade ilustrativa alternativa de um dispositivo de amostragem automática da presente invenção, com um elemento de captura de amostra associada em uma posição retraída (fechada);

A figura 6b ilustra o dispositivo de amostragem automática da figura 6a com o elemento de captura de amostra em uma posição estendida (amostragem);

A figura 7 é uma vista transversal da parte distal do dispositivo de amostragem automática ilustrado nas figuras 6a e 6b;

A figura 8 é uma vista em perspectiva ampliada de um elemento de captura de amostra ilustrativo que pode ser utilizado com o dispositivo de amostragem automática das figuras 6a e 6b e figura 7;

A figura 9a é uma vista transparente apresentando uma modalidade alternativa de um elemento de captura de amostra e manga associada da presente invenção, com o elemento de captura de amostra em uma posição estendida;

A figura 9b é uma vista ampliada de uma parte do elemento de captura de amostra e manga da figura 9a;

A figura 10a é uma vista transparente ilustrando o elemento de captura de amostra e manga associada da figura 9a em uma posição retraída;

A figura 10b é uma vista ampliada de uma parte do elemento de captura de amostra e manga da figura 10a;

A figura 11 é uma vista isométrica de uma modalidade ilustrativa de um dispositivo de amostragem acionado manualmente (manual) da presente invenção; e

A figura 12 é uma vista dianteira do dispositivo de amostragem manual da figura 11 com conexões a partir do mesmo para um

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11/34 dispositivo de introdução de material e um recipiente de coleta de amostra representado esquematicamente.

[00028] Uma modalidade ilustrativa de um dispositivo de amostragem 5 da presente invenção é ilustrada nas figuras de 1 a 5. Nesse caso, o dispositivo é um dispositivo de amostragem automática 5, como explicado em maiores detalhes abaixo. No entanto, tal desenho também pode ser substancialmente utilizado em uma versão acionada manualmente (manual) de um dispositivo de amostragem de acordo [00029] Como ilustrado, esse dispositivo de amostragem automática 5 inclui um tubo externo oco e substancialmente cilíndrico 10 de algum comprimento desejado. Uma extremidade proximal 10a do tubo externo 10 pode ser presa ou de outra forma afixada a uma parte do corpo 255 de um conjunto acionador de sonda 250, como ilustrado na figura 5. Uma extremidade distal 10b do tubo externo 10 é enroscada como ilustrado. Nesse caso, as roscas 15 são dispostas externamente no tubo externo 10, apesar de o enroscamento interno poder ser fornecido em outras modalidades. O tubo externo 10 pode ser construído a partir de vários materiais dependendo das substâncias á quais pode ser exposto. Descobriu-se que, no entanto, uma liga HASTELLOY, tal como HASTELLOY C-22 ou C-276, é particularmente bem adequada para essa finalidade. Ligas HASTELLOY estão disponíveis a partir de Haynes International, Inc.

[00030] Disposto concentricamente dentro de uma parte distal do tubo externo 10 encontra-se um conjunto de captura de amostra 20 que inclui uma manga externa 30, uma manga interna 40, um elemento de captura de amostra extensível 60, e um adaptador de fixação 25. [00031] O adaptador de fixação 25 desse dispositivo de amostragem automática particular 5 é substancialmente frustocônico em formato, com uma parte proximal 25a de diâmetro maior do que uma parte distal 25b. A extremidade proximal do adaptador 25 é enroscada

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12/34 internamente para engatar a extremidade distal enroscada 10b do tubo externo 10. A rosca externa pode ser fornecida em outras modalidades possuindo um tubo externo enroscado internamente. Preferivelmente, mas não essencialmente, o adaptador 25 desse dispositivo de amostragem automática 5 é construído a partir do mesmo material que o tubo externo 10.

[00032] A manga externa 30 é construída como um tubo oco alongado de algum comprimento, com um colar 35 de diâmetro aumentado circundando sua extremidade proximal externa 30a. A manga externa 30 é recebida no adaptador 25 e posicionada por contato de um ombro inferior formado pelo colar 35 da manga externa 30 e um ombro correspondente 27 formado no adaptador (ver figuras 4a e 4b). Nessa modalidade do dispositivo de amostragem automática 5, uma parte distal 30b da manga externa 30 se estende através da abertura de diâmetro reduzido no adaptador e se projeta a partir daí por alguma distância predeterminada. Preferivelmente, o diâmetro interno da parte distal 25b do adaptador 25 e o diâmetro externo da parte de manga externa 30 que passa através têm dimensões que produzem um encaixe por deslizamento entre os mesmos.

[00033] A manga externa 30 pode ser construída a partir de vários materiais dependendo dos materiais aos quais pode ser exposta. Nessa modalidade em particular, a manga externa 30 é construída de aço inoxidável.

[00034] A manga interna 40 também é construída como um tubo oco alongado de algum comprimento. A manga interna 40 inclui uma parte proximal 40a possuindo um diâmetro interno e um diâmetro externo que é maior do que o diâmetro interno e externo de uma parte distal 40b do mesmo. As partes distal e proximal 40a, 40b da manga interna 40 são separadas por um colar 45 que forma um ombro externo inferior 50 e ombros interno e externo superiores 55, 57. A parte

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13/34 distal 40b da manga interna 40 é recebida e reside dentro do interior da manga externa 30. O diâmetro externo da parte distal 40b da manga interna 40 e o diâmetro interno da manga externa 30 são, cada um, de uma dimensão que resulta em um encaixe de vedação.

[00035] Como ilustrado nas figuras 4a e 4b, a posição longitudinal da manga interna 40 dentro da manga externa 30 é configurada por contato entre o ombro inferior 50 e o colar de manga interna 45 e a extremidade proximal 30a e o colar 35 da manga externa 30. Preferivelmente, o comprimento da parte distal 40b da manga interna 40 é tal que as extremidades distais da manga interna e da manga externa 30 são alinhadas quando a manga interna é instalada na manga externa. [00036] A manga interna 40 pode ser construída a partir de vários materiais dependendo das substâncias ás quais pode ser exposta. Nessa modalidade em particular, a manga interna 40 é construída de um material de politetrafluoroetileno (PTFE); tal como um material de TEFLON disponível na DuPont. Uma vantagem da utilização de um material tal como TEFLON é que o mesmo é inerte à maior parte dos produtos químicos e possui um baixo coeficiente de fricção.

[00037] Descobriu-se também que a elasticidade natural do PTFE permite que o mesmo crie uma boa vedação entre a manga externa 30 e um elemento de captura de amostra 60 do dispositivo de amostragem automática 5. Mais particularmente, o comportamento elásticoplástico de tal material permite que tolerâncias de fabricação justas normais sejam aplicadas. Nesse caso, o orifício da manga interna 40 pode ser reduzido e tornado menor do que o diâmetro externo de um elemento de captura de amostra 60 descrito em maiores detalhes abaixo que alterna, porém quando dois componentes são encaixados juntos o TEFLON deforma no orifício interno e lustra (isso é, a deformação local poli a superfície interna da manga interna) durante a instalação. Preferivelmente, o diâmetro interno da manga 40 é selecionado

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14/34 par manter as fibras externas no estado elástico (até que temperaturas mais altas sejam alcançadas) de modo que a manga forneça uma força de vedação compressiva contra o elemento de captura de amostra, vedando, assim, as passagens e transfira as passagens da comunicação com as passagens adjacentes.

[00038] Quando o adaptador 25 e as mangas interna e externa 30, 40 são instalados na extremidade distal 10b do tubo externo 10, a parte proximal de diâmetro maior 40a da manga interna 40 se estende para dentro da extremidade distal do tubo externo 10. O diâmetro externo da parte proximal 40a da manga interna 40 e o diâmetro interno do tubo externo 10 são, cada um, de uma dimensão que resulta preferivelmente em um encaixe de vedação entre os mesmos.

[00039] Ambas a manga externa 30 e a manga interna 40 são mantidas em posição pelo adaptador 25, que pressiona o ombro externo superior 57 do colar de manga interna 45 de forma justa contra a face distal do tubo externo 10 quando o adaptador é enroscado no tubo externo. O adaptador 25 age como um dispositivo de fixação para reter a manga externa 30 e a manga interna 40 e para vedar o tubo externo 10 com o colar 45 do colar de manga interna 40. Simultaneamente, a manga interna 40 e a manga externa 30 também são mantidas de forma justa e são impedidas de realizar o movimento longitudinal (linear) com relação ao tubo externo 10 e o adaptador 25.

[00040] Como mencionado acima, o conjunto de captura de amostra 20 também inclui um elemento de captura de amostra 60. O elemento de captura de amostra 60 está localizado para alternar dentro da manga interna 40, como pode ser mais bem compreendido por referência às figuras 2a e 2b e 4a e 4b. Para esse fim, o diâmetro externo do elemento de captura de amostra 60 e o diâmetro interno da parte distal 40b da manga interna 40 têm uma dimensão que produz um encaixe de vedação, porém deslizantemente orientado.

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15/34 [00041] O comprimento do elemento de captura de amostra 60 pode variar dependendo do comprimento do tubo externo 10 e/ou outros componentes do dispositivo de amostragem automática 5. Preferivelmente, o comprimento do elemento de captura de amostra 60 é pelo menos suficiente de modo que a extremidade proximal resida no interior da parte proximal 40a da manga interna 40, onde o elemento de captura de amostra 60 está em uma posição estendida ou retraída.

[00042] Quando o elemento de captura de amostra 60 está em uma posição retraída (fechada), como ilustrado nas figuras 2a e 4a, a extremidade distal 60b é preferivelmente posicionada substancialmente de forma igual com as extremidades distais da manga interna 40 e manga externa 30. Quando o elemento de captura de amostra 60 está em uma posição estendida (amostragem), como ilustrado nas figuras 2b e 4b, a extremidade distal 60b projeta a partir das extremidades distais da manga interna 40 e manga externa 30 por alguma distância predeterminada.

[00043] Como ilustrado mais claramente na figura 3, o elemento de captura de amostra 60 é fornecido com um bolso de captura de amostra côncavo 65 que, durante a extensão do elemento de captura de amostra, é exposto a e captura uma quantidade de uma amostra na qual a extremidade distal do dispositivo de amostragem automática 5 é submersa. O bolso de captura de amostra 65 pode ser fornecido em diferentes tamanhos para capturar os volumes de amostra diferentes (alíquotas).

[00044] O elemento de captura de amostra 60 pode ser construído a partir de vários materiais dependendo das substâncias às quais pode ser exposto. Nessa modalidade em particular, o elemento de captura de amostra 60 é construído de um material cerâmico. Os elementos de captura de amostra das modalidades da presente invenção podem ser resistentes a ácidos fortes e cáusticos fortes.

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16/34 [00045] O elemento de captura de amostra 60 é aberto para permitir a purga/ventilação e para permitir o resfriamento das amostras de material localizadas no bolso de captura de amostra 65. Particularmente, o bolso de captura de amostra 65 é fornecido com uma porta de resfriamento 70 e uma porta de purga/ventilação 75, cada uma das quais é associada com um canal correspondente 80, 85 que roda através do elemento de captura de amostra 60 e sai através da extremidade proximal 60a. A parte distal 40b da manga interna 40 é fornecida com partições 90 que permitem que as portas 70, 75 no bolso de captura de amostra 65 se comuniquem com os canais correspondentes 80, 85 no elemento de captura de amostra 60 durante um ciclo de resfriamento e/ou purga/ventilação.

[00046] O elemento de captura de amostra 60 também pode ser fornecido com um sulco de ultrapassagem 240 que é localizado em comunicação por fluido com portas de transferência 80b, 85b dos canais 80, 85 no elemento de captura de amostra pelas partições 90 na manga interna 40 para permitir a circulação de um meio de resfriamento enquanto o elemento de captura de amostra está em uma posição estendida. Isso permite que as linhas de amostra e os canais 80, 85 no elemento de captura de amostra 60 sejam preenchidos com o meio de resfriamento recirculante como ilustrado na figura 4b. O meio de resfriamento pode, portanto, ser introduzido no elemento de captura de amostra 60 e possivelmente localizado sob pressão enquanto o elemento de captura de amostra está em uma posição estendida. Dessa forma, o meio de resfriamento está disponível para fluxo imediato para dentro do bolso de captura de amostra 65 e mistura com uma amostra capturada mediante retração do elemento de captura de amostra e alinhamento das portas de bolsa de captura de amostra 70, 75 com as partições 90 da manga interna.

[00047] Como ilustrado na figura 5, a tubulação 95 ou conduto simi

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17/34 lar pode ser conectada a cada um dos canais de resfriamento e purga/ventilação 80, 85 para levar os materiais de resfriamento para o bolso de captura de amostra 65, e para permitir a ventilação e que o material seja purgado a partir do bolso de captura de amostra. Quando a tubulação plástica flexível é utilizada para essa finalidade, as extremidades da tubulação 95 podem ser pré-formadas com roscas por técnicas conhecidas pelos versados na técnica, as extremidades enroscadas podendo ser subsequentemente aparadas para fornecer uma face uniforme para a extremidade de tubo enroscado, e as extremidades enroscadas da tubulação podem engatar seções enroscadas similares fornecidas nas extremidades proximais dos canais 80, 85. Mediante o enroscamento da tubulação nos canais associados no elemento de captura de amostra, as extremidades enroscadas da tubulação nivelam por baixo no diâmetro piloto dos canais, produzindo, assim, uma vedação. Tal tubulação 95 pode ser direcionada através de um tubo interno 100 (descrito em maiores detalhes abaixo) do dispositivo de amostragem automática 5.

[00048] A extremidade proximal 60a do elemento de captura de amostra 60 se estendendo para dentro do interior da parte proximal 40a da manga interna 40 é recebida dentro da extremidade distal 100b de um tubo interno substancialmente oco 100 que é disposto concentricamente dentro do tubo externo 10. Como mais bem ilustrado nas figuras 4a e 4b, o diâmetro externo do tubo interno 100 se aproxima do diâmetro interno da parte proximal 40a da manga interna 40, de modo que um encaixe de vedação, porém deslizante, seja produzido entre os mesmos.

[00049] Nessa modalidade, a extremidade proximal 60a do elemento de captura de amostra 60 é retida na extremidade distal 100b do tubo interno 100 por um pino 105 que passa através dos furos correspondentes em ambos os componentes. Como ilustrado na figura 5, a

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18/34 extremidade proximal 100a do tubo interno 100 se estende através da extremidade proximal 10a do tubo externo 10 e é conectada a um acionador 260 que fornece a extensão e retração desejadas do elemento de captura de amostra 60.

[00050] Com referência à figura 4a, pode ser observado que quando o elemento de captura de amostra 60 está em uma posição retraída, um espaço 110 existe entre a extremidade distal 100b do tubo interno 100 e o ombro interno superior 55 da manga interna 40. O comprimento desse espaço 110 representa o comprimento máximo possível da extensão do elemento de captura de amostra 60 visto que, como ilustrado na figura 4b, o contado entre a extremidade distal 100b do tubo interno 100 e o ombro interno superior 55 da manga interna 40 funcionará como um batente duro com relação à extensão do elemento de captura de amostra 60. Obviamente, o acionador 260 também pode ter um passo que é inferior ao comprimento do espaço 110, caso no qual o contato entre a extremidade distal 100b do tubo interno 100 e o ombro interno superior 55 da manga interna 40 pode não ocorrer.

[00051] Durante a extensão e retração do elemento de captura de amostra 60, o elemento de captura de amostra é orientado por contato entre a superfície externa e a superfície interna da parte distal 40a da manga interna 40, além de pelo contato entre a superfície externa do tubo interno 10 e a superfície interna da parte proximal 40a da manga interna 40. O movimento linear axial adequado do elemento de captura de amostra 60 é então garantido.

[00052] Pode ser desejável se impedir a rotação do elemento de captura de amostra 60 de modo que a orientação repetida do bolso de captura de amostra 65 durante a extensão do elemento de captura de amostra pode ser garantida. Como ilustrado nas figuras 4a e 4b, a rotação do elemento de captura de amostra 60 dessa modalidade do dispositivo de amostragem automática 5 é impedida fazendo-se com

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19/34 que as extremidades do pino do elemento de captura de amostra/tubo interno 105 se estenda para dentro de partições dispostas de forma linear 115 na parte proximal 40a da manga interna 40 (ver figura 1). Consequentemente, o elemento de captura de amostra 60 pode alternar ao longo do eixo geométrico longitudinal do dispositivo de amostragem automática 5, mas é impedido de girar com relação ao mesmo. [00053] Durante o uso do dispositivo de amostragem automática 5, pelo menos a extremidade distal da manga externa projetada 30 é tipicamente imersa em um material do qual uma amostra deve ser extraída. A profundidade do material só precisa ser suficiente para cobrir a parte estendida do elemento de captura de amostra. No momento desejado, o acionador 260 é ativado para estender o elemento de captura de amostra 60 como descrito acima. Isso faz com que o elemento de captura de amostra 60 entre no material a ser amostrado, onde uma quantidade de material preenche o bolso de captura de amostra 65 e permanece aí à medida que o acionador 260 é subsequentemente ativado para retrair o elemento de captura de amostra de volta para dentro de sua posição fechada.

[00054] Com a amostra de material aprisionada no bolso de captura de amostra, a amostra pode ser resfriada com um meio de resfriamento, como representado na figura 4a, de modo a interromper uma reação em andamento antes da transferência da amostra de material para outro dispositivo ou recipiente. A amostra também pode ser diluída antes da remoção subsequente do bolso de captura de amostra. Tais variações operacionais são descritas em maiores detalhes abaixo.

[00055] Partes de outra modalidade ilustrativa de um dispositivo de amostragem 150 da presente invenção são apresentadas nas figuras de 6a a 8. Essa modalidade de dispositivo de amostragem 150 é similar ao dispositivo de amostragem automática 5 descrito acima, mas possui um número menor de componentes individuais. Particularmen

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20/34 te, nessa modalidade alternativa, as mangas interna e externa 40, 30 e o adaptador 25 da modalidade descrita previamente são combinadas em um único elemento de tampa de extremidade/manga 155 (doravante tampa de extremidade).

[00056] Nessa modalidade, uma parte proximal 155a da tampa de extremidade 155 é fornecida com roscas externas 160 que engatam as roscas internas 225 de um tubo externo 220. A parte proximal 155a da tampa de extremidade 155 tem um diâmetro menor do que uma parte distal 155b da mesma, que resulta na formação de um ombro 165 ligeiramente de forma distal das roscas de tampa de extremidade 160. Quando a tampa de extremidade 155 é enroscada no tubo externo 220, o ombro 160 é colocado em contato com a extremidade distal do tubo externo 220 e a tampa de extremidade é, dessa forma, presa ao mesmo. A parte proximal 155a da tampa de extremidade 155 também se estende para dentro do tubo externo 220 e pode produzir um contato de vedação com o mesmo.

[00057] O tubo externo 220 pode ser construído a partir de vários materiais dependendo das substâncias às quais pode ser exposto. Nessa modalidade em particular, o tubo externo 220 é novamente construído de um material de HASTELLOY de forma similar ao tubo externo 10 do dispositivo de amostragem automática 5 das figuras de 1 a 5.

[00058] A parte distal 155b da tampa de extremidade 155 é fornecida com um orifício axial 170, o diâmetro do qual pode aproximar o diâmetro externo de um elemento de captura de amostra 175 que passará através do mesmo. Consequentemente, o orifício 170 age como um guia de alternância para o elemento de captura de amostra 175. A superfície interna do orifício 170 também veda contra a superfície externa do elemento de captura de amostra 175.

[00059] Para esse fim, enquanto a tampa de extremidade 155 pode

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21/34 ser construída a partir de vários materiais dependendo dos materiais aos quais pode ser exposta, foi determinado que a elasticidade natural do PTFE cria uma boa vedação quando utilizado para construir a tampa de extremidade. Particularmente, descobriu-se que a elasticidade natural do PTFE permite que se crie uma boa vedação com o interior do tubo externo 220, além de uma boa vedação com a superfície externa do elemento de captura de amostra 175 enquanto ainda se permite uma alternância de baixa fricção do elemento de captura de amostra no orifício 170 da tampa de extremidade 155.

[00060] Quando a tampa de extremidade 155 é constituída de

PTFE ou um material similar, o orifício no mesmo pode ser feito menor do que o diâmetro externo de um elemento de captura de amostra 175 de modo que quando dois componentes são encaixados juntos o TEFLON deforme no orifício interno e lustra durante a instalação. Preferivelmente, o tamanho do orifício na tampa de extremidade 155 é selecionado para fornecer uma força de vedação por compressão contra o elemento de captura de amostra 175.

[00061] Para operações em temperaturas mais altas, a tampa de extremidade 155 pode ser encaixada dentro de uma manga de metal fino (por exemplo, HASTELLOY). A manga opera para conter a expansão da tampa de extremidade 155 que resulta de temperaturas mais altas, mantendo, assim, as capacidades de vedação da tampa de extremidade pelo equilíbrio das forças de expansão com a elasticidade aumentada do PTFE. Isso permite que o dispositivo de amostragem 150 seja utilizado e reciclado em temperaturas elevadas enquanto ainda se mantém a função adequada.

[00062] Como com o dispositivo de amostragem automática descrito anteriormente 5, esse dispositivo de amostragem 150 também inclui um elemento de captura de amostra 175. Como descrito, e como mais bem ilustrado na figura 7, o elemento de captura de amostra 175

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22/34 é localizado para alternar dentro do orifício 170 da tampa de extremidade 155. Para esse fim, o diâmetro externo do elemento de captura de amostra 175 é fechado na dimensão para o diâmetro interno do orifício 170 na tampa de extremidade 155, de modo que um encaixe justo, porém deslizantemente orientado seja produzido entre os mesmos (como descrito acima).

[00063] O comprimento do elemento de captura de amostra 175 pode variar dependendo do comprimento do tubo externo 220 e/ou outros componentes do dispositivo de amostragem 150. O comprimento do elemento de captura de amostra 175 é pelo menos suficiente para estender além da extremidade proximal 155a da tampa de extremidade 155 por uma distância que é minimamente equivalente ao comprimento de extensão do elemento de captura de amostra desejado.

[00064] Como mais claramente ilustrado nas figuras 7 e 8, o elemento de captura de amostra 175 dessa modalidade inclui um corpo cilíndrico alongado com uma extremidade proximal externamente enroscada 175a. Como pode ser observado na figura 7, a extremidade proximal enroscada 175a do elemento de captura de amostra 175 é recebida dentro de uma extremidade distal enroscada similar 230b de um tubo interno substancialmente oco 230 que é concentricamente disposta dentro do tubo externo 220. Um colar 180 de diâmetro aumentado pode circundar o exterior do elemento de captura de amostra 175 de forma distal das roscas de modo a apoiar o tubo interno 230 e permitir a instalação enroscada segura do elemento de captura de amostra 175. Como com o dispositivo de amostragem automática descrito anteriormente 5, a extremidade proximal 230a do tubo interno 230 se estende através da extremidade proximal 220a do tubo externo 220 e pode ser conectado de forma similar a um acionador (não ilustrado) que fornece a extensão e retração desejada do elemento de captura de amostra 175.

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23/34 [00065] O elemento de captura de amostra 175 dessa modalidade pode ser construído de um material HASTELLOY, como descrito acima, mas também pode ser construído a partir de vários outros materiais dependendo das substancias às quais pode ser exposto e desde que o encaixe desejado entre os elementos de cooperação seja preservado. Por exemplo, o elemento de captura de amostra 175 também pode ser construído a partir de determinados materiais cerâmicos.

[00066] Com referência à figura 7, pode ser observado que quando o elemento de captura de amostra 175 está em uma posição retraída, um espaço 235 existe entre o colar 180 do elemento de captura de amostra 175 e a extremidade proximal 155a da tampa de extremidade 155. O comprimento desse espaço 235 novamente representa o comprimento máximo possível de extensão do elemento de captura de amostra 175 visto que, como ilustrado na figura 7, o contato entre o colar 180 e a extremidade proximal 155a da tampa de extremidade 155 funcionará como um batente duro com relação à extensão de elemento de captura de amostra 175. Um acionador associado pode ter também um passo que é inferior ao espaço 235, no qual o contato de caso entre o colar 180 e a extremidade proximal 155a da tampa de extremidade 155 pode não ocorrer.

[00067] Durante a extensão e retração do elemento de captura de amostra 175, o elemento de captura de amostra é orientado pelo contato entre sua superfície externa e a superfície interna do orifício 170 na tampa de extremidade 155. O movimento linear axial adequado do elemento de captura de amostra 60 é dessa forma garantido. Devido ao engate enroscado seguro do elemento de captura de amostra 175 e do tubo interno 230, a rotação do elemento de captura de amostra 175 é impedida sem interferir com a capacidade de o elemento de captura de amostra alternar ao longo do eixo geométrico longitudinal do dispositivo de amostragem 150.

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24/34 [00068] Quando o elemento de captura de amostra 175 está em uma posição retraída (fechada), como ilustrado nas figuras 6a e 7, a extremidade distal 175b é preferivelmente posicionada substancialmente de forma igual com a extremidade distal 155b da tampa de extremidade 155. Quando o elemento de captura de amostra 175 está em uma posição estendida (amostragem), como ilustrado na figura 6b, a extremidade distal 175b se projeta a partir da extremidade distal 155b da tampa de extremidade 155 por uma distância predeterminada. [00069] Como ilustrado nas figuras 6a, 8 e 8, o elemento de captura de amostra 175 é novamente fornecido com um bolso de captura de amostra côncavo 185 que opera como descrito acima para captura uma quantidade de uma amostra na qual a extremidade distal do dispositivo de amostragem 150 é imersa. O bolso de captura de amostra 185 pode ser fornecido em diferentes tamanhos para capturar diferentes volumes de amostra.

[00070] O elemento de captura de amostra 175 é novamente aberto para permitir a purga/ventilação e para permitir o resfriamento das amostras de material localizadas no bolso de captura de amostra 185. Para essa finalidade, o bolso de captura de amostra 185 é fornecido com uma porta de resfriamento 190 e uma porta de purga/ventilação 195, cada uma das quais é associada com um canal correspondente 200, 205 que corre através do elemento de captura de amostra 175 e sai através da extremidade proximal 175a do mesmo. Os sulcos de abertura 210, 215 são fornecidos na tampa de extremidade 155 para permitir que as portas 190, 195 no bolso de captura de amostra 185 se comuniquem com os canais correspondentes 200, 205 no elemento de captura de amostra 175 durante um ciclo de resfriamento ou purga/ventilação.

[00071] Como com o dispositivo de amostragem automática 5 descrito acima, um sulco de ultrapassagem 240 pode ser fornecido para

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25/34 permitir a circulação de um meio de resfriamento enquanto o elemento de captura de amostra 175 esteja em uma posição estendida. Também de forma similar ao dispositivo de amostragem automática 5 descrito acima, a tubulação ou conduto similar pode ser conectado a cada um dos canais de resfriamento e purga/ventilação 200, 205 para levar os materiais de resfriamento para o bolso de captura de amostra 185, e para permitir a ventilação e para que o material seja purgado do bolso de captura de amostra. Tal tubulação pode novamente ser direcionada através do tubo interno 230 e pode ser conectada ao elemento de captura de amostra 175 como descrito previamente.

[00072] O uso do dispositivo de amostragem 150 ocorre geralmente da mesma forma descrita acima com relação ao dispositivo de amostragem automática 5 das figuras de 1 a 5. Isso é, pelo menos a extremidade distal da tampa de extremidade 155 é tipicamente imersa em ou suspensa sobre um material do qual uma amostra seja extraída. No momento desejado, o acionador (energizado ou acionado manualmente) é ativado para estender o elemento de captura de amostra 175. Isso faz com que o elemento de captura de amostra 175 entre no material a ser amostrado, onde uma quantidade de material preenche o bolso de captura de amostra 185 e permanece aí à medida que o acionador é subsequentemente ativado para retrair o elemento de captura de amostra de volta para sua posição fechada.

[00073] Com a amostra do material aprisionada no bolso de captura de amostra 185, a amostra pode ser processada, tal como, por exemplo, pela mistura, diluição ou contato com uma substância de resfriamento de modo a interromper uma reação em andamento antes de transferir a amostra de material para outro dispositivo ou recipiente. Tais variações operacionais são descritas em maiores detalhes abaixo.

[00074] Uma modalidade ilustrativa alternativa de um elemento de

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26/34 captura de amostra 300 e um elemento de manga associado 345 são apresentados nas figuras 9a e 9b e 10a e 10b. Tal modalidade pode ser eficiente quando é desejado ou necessário se construir um elemento de captura de amostra a partir de um material duro tal como um vidro ou uma cerâmica. Ao passo que furos, canais e outros acessórios pequenos de um elemento de captura de amostra metálico podem ser criados por várias técnicas, incluindo por técnicas EDM (usinagem de descarga elétrica), a criação de tais acessórios pequenos em um elemento de captura de amostra de vidro, cerâmica, etc. pode ser substancialmente mais difícil, se não impossível. Portanto, foi descoberto que com um elemento de captura de amostra feito de tais materiais duros, o movimento de várias passagens (condutos) para a superfície externa permite que a mesma função seja alcançada enquanto simplifica ou permite a usinagem necessária (ou formação). Adicionalmente, a fixação da tubulação ou conduto similar também pode ser movida para fora do elemento de captura de amostra, onde existe mais espaço.

[00075] A modalidade ilustrativa do elemento de captura de amostra 300 é ilustrada em uma posição estendida nas figuras 9a e 9b e em uma posição retraída nas figuras 10a e 10b. Tais posições do elemento de captura de amostra serão bem compreendidas em virtude das modalidades ilustrativas descritas previamente da presente invenção. [00076] Como ilustrado, o elemento de captura de amostra 300 novamente inclui um bolso de captura de amostra côncavo 305 que, durante a extensão do elemento de captura de amostra, é exposto a e captura uma quantidade de uma amostra na qual a extremidade distal do elemento de captura de amostra 300 é imersa. O bolso de captura de amostra 305 pode novamente ser fornecido em diferentes tamanhos para capturar diferentes volumes de amostra (alíquotas).

[00077] O bolso de captura de amostra 305 é fornecido com uma

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27/34 porta de resfriamento 310 e uma porta de purga/ventilação 315 que, quando o elemento de captura de amostra 300 está em uma posição retraída, são colocados em comunicação por fluido com os condutos correspondentes 320, 325 que correm longitudinalmente ao longo da superfície externa do elemento de captura de amostra 300 e saem para dentro das portas de entrada/saída 330, 335 perto da extremidade proximal 300a. Essa comunicação por fluido é descrita em maiores detalhes abaixo.

[00078] O elemento de captura de amostra 300 também pode ser fornecido com uma porta de ultrapassagem 340 que permite o suprimento e possível circulação de um meio de resfriamento através dos condutos 320, 325 enquanto o elemento de captura de amostra está em uma posição estendida. Esse suprimento de meio de resfriamento e/ou recirculação é descrito em maiores detalhes abaixo.

[00079] O elemento de captura de amostra 300 é ilustrado para residir e alternar dentro de uma manga 345. Como descrito acima com relação às modalidades ilustrativas descritas previamente, a manga 345 pode novamente ser fabricada a partir de um material de PTFE, tal como TEFLON. O uso de outros materiais de manga também pode ser possível dependendo do material particular a partir do qual o elemento de captura de amostra 300 é construído. O diâmetro externo do elemento de captura de amostra 300 e o diâmetro interno da manga 345 tem uma dimensão que produz um encaixe vedado, porém deslizantemente orientado entre os mesmos, de modo que não haja vazamento de fluido dos condutos de elemento de captura de amostra 320, 325.

[00080] Como pode ser mais bem observado nas figuras 9b e 10b, a manga 345 é fornecida com um par de portas de transferência alongadas e direcionadas axialmente 350 que passa através da parede da manga. Como descrito em maiores detalhes abaixo, as portas de

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28/34 transferência 350 permitem a comunicação de fluido entre os condutos de elemento de captura de amostra 300, a porta de ultrapassagem de elemento de captura de amostra 340 ou a porta de resfriamento 310 e a porta de purga/ventilação 315 no bolso de captura de amostra 305.

[00081] O elemento de captura de amostra 300 é ilustrado em uma posição estendida nas figuras 9a e b, onde o bolso de captura de amostra 305 é exposto para coleta de uma amostra a partir de um volume de material dentro do qual o bolso de captura de amostra será imerso. Como pode ser mais claramente observado na figura 9b, nessa posição, uma seção arqueada de cada conduto de elemento de captura de amostra 320, 325 é localizada em comunicação por fluido com uma primeira extremidade das portas de transferência 350 da manga 345. Simultaneamente com isso, a segunda extremidade de cada porta de transferência 350 é colocada em comunicação por fluido com a porta de ultrapassagem 340 no elemento de captura de amostra 300. Consequentemente, quando o elemento de captura de amostra 300 está em uma posição estendida, um meio de resfriamento pode ser suprido e armazenado ou permitido recircular através de um percurso de fluido definido pelas portas de entrada//saída 330, 335, os condutos 320, 325, as portas de transferência 350 e a porta de ultrapassagem 340. O suprimento de meio de resfriamento para um elemento de captura de amostra dessa forma já foi explicado acima e, portanto, não precisa ser mencionado novamente.

[00082] O elemento de captura de amostra 300 é ilustrado em uma posição retraída nas figuras 10a e 10b, onde o bolso de captura de amostra 305 é retirado para dentro da manga 345 para permiti a ação em uma amostra de material aprisionada aí. Como pode ser mais claramente observado na figura 10b, quando o elemento de captura de amostra 300 está na posição retraída, a seção arqueada de cada conduto de elemento de captura de amostra 320, 325 é colocada em co

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29/34 municação por fluido com a segunda extremidade das portas de transferência de manga 350. Simultaneamente com isso, as primeiras extremidades das portas de transferência 350 são colocadas respectivamente em comunicação por fluido com a porta de resfriamento 310 e a porta de purga/ventilação 315 no bolso de captura de amostra 305. Consequentemente, quando o elemento de captura de amostra 300 está em uma posição retraída, uma amostra no bolso de captura de amostra 305 pode ser resfriada, diluída e removida para outro recipiente ou dispositivo, e o bolso de captura de amostra pode ser purgado com um gás ou outro fluido, através de um percurso de fluido definido pelas portas de entrada/saída 330, 335, os condutos 230, 325, as portas de transferência 350, e a porta de resfriamento 310 e porta de purga/ventilação 315. As variações operacionais são descritas em maiores detalhes abaixo.

[00083] Em qualquer uma das modalidades ilustrativas descritas acima de um dispositivo de amostragem da presente invenção, o dispositivo de amostragem pode ser lido para amostragem, tal como primeiro pela limpeza das linhas de amostragem (tubulação) por purga com fluidos neutros, gases ou um gás inerte. É possível também se retirar o vácuo antes da purga das linhas de amostragem. Tal limpeza pode ser realizada de forma cíclica para garantir que quaisquer impurezas sejam removidas. Dependendo do desenho do dispositivo de amostragem, as linhas de resfriamento/diluição podem ser préabastecidas com os fluidos respectivos.

[00084] Em um momento adequado, o elemento de captura de amostra é estendido e uma alíquota da mistura de reação é capturada pelo bolso de captura de amostra. Dependendo do material (por exemplo, mistura de reação) sendo amostrado, a amostragem real pode ocorrer imediatamente depois de o elemento de captura de amostra ser estendido ou com um determinado período de tempo depois disso,

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30/34 de modo que o bolso de captura de amostra possa ser purgado com a mistura de reação antes de se retirar a amostra.

[00085] Com uma amostra do material no bolso de captura de amostra, o elemento de captura de amostra é então retraído, aprisionando a amostra de material no bolso de captura de amostra e disponibilizando para processamento imediato. Dependendo do esquema desejado por um usuário do dispositivo de amostragem, várias ações podem ser subsequentemente realizadas. Primeiro, a amostra de material pode ser contatada com um fluido de resfriamento, depois do que a ração é interrompida muito rapidamente, se não imediatamente. Nesse caso, a amostra de material representa uma mistura de reação substancialmente como se existisse no momento de amostragem. A amostra resfriada pode então ser diluída e descarregada para um analisador respectivo, tal como, por exemplo, um cromatógrafo a gás, um HPLC, uma combinação de ambos, ou um ou mais outros analisadores adequados. Sob um esquema alternativo, a amostra pode ser diluída apenas, e descarregada (por exemplo, enviada para um analisador) como está sem primeiro ser resfriada. Sob outro esquema adicional, a amostra é diluída antes de ser resfriada. Enquanto essa técnica pode ser menos eficiente, pode ser necessária, por exemplo, em casos onde o material de resfriamento não pode ser dissolvido no solvente utilizado para a reação. Como um exemplo específico, seria possível se retirar uma amostra de uma reação biológica e utilizar um material de resfriamento que é apenas solúvel em um solvente tóxico. As etapas de resfriamento e diluição também podem ser combinadas de outras formas não especificamente descritas aqui.

[00086] As etapas de diluição e descarga de uma amostra de material podem ser realizadas de várias formas. Por exemplo, uma corrente de fluido contínua (por exemplo, um solvente ou gás adequado) pode ser utilizada, corrente essa que distribui a amostra de material para o

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31/34 analisador. Alternativamente, uma quantidade especificada de fluido de diluição pode ser ciclicamente bombeada através de uma amostra concentrada e então utilizada para descarregar as amostras. Nessa técnica, a amostra será misturada com o fluido de diluição. Tal técnica pode ser desejável ou necessária, por exemplo, quando da amostragem de misturas de reação de pasta. Pode ser possível também se utilizar uma bomba de vácuo para causar a descarga de uma amostra de material resfriada, diluída ou não alterada.

[00087] Um dispositivo de amostragem acionado manualmente ilustrativo (manual) 400 da presente invenção é ilustrado nas figuras 11 e

12. De forma similar à dos dispositivos de amostragem descritos previamente 5, 150, esse dispositivo de amostragem manual 400 também inclui um conjunto de captura de amostra 405 que inclui um tubo externo 410 dentro do qual é disposto o elemento de captura de amostra alternado 415. Enquanto o conjunto de captura de amostra 405 é ilustrado aqui como sendo similar em construção ao conjunto de captura de amostra 20 da modalidade ilustrativa ilustrada na figura 1, deve-se compreender que um dispositivo de amostragem de manual da presente invenção também pode empregar um conjunto de captura de amostra do desenho descrito com relação ao dispositivo de amostragem 150, ou de um desenho não especificamente ilustrado e descrito aqui.

[00088] Esse dispositivo de amostragem manual 400 também inclui uma parte de corpo 420 que aloja um conjunto de acionador de sonda, do qual apenas uma alavanca 425 é visível. Como indicado pelas setas, a alavanca 425 é rotativa entre uma posição estendida (como ilustrado) e uma posição na qual a alavanca é substancialmente prensada contra a parte de corpo 420 do dispositivo 400. Nesse exemplo em particular, um movimento interno da alavanca 425 produz uma extensão do elemento de captura de formato 415. Mediante a liberação da

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32/34 alavanca 425, uma mola ou mecanismo similar retrai o elemento de captura de formato 415 de volta para dentro do tubo externo 410 e retorna a alavanca 425 para sua posição estendida ilustrada. Tal mecanismo deve ser bem conhecido dos versados na técnica e, portanto, não será descrito em maiores detalhes aqui.

[00089] Em uma modalidade alternativa de um dispositivo de amostragem manual (não ilustrado), a alternância do elemento de captura de amostra pode ser realizada pelo acionamento por parte do usuário de um conjunto de êmbolo linear, tal como um ou mais conjuntos de êmbolo comumente encontrados em pipetas comercialmente disponíveis que seriam familiares aos versados na técnica.

[00090] A parte de corpo 420 dessa modalidade, além de partes de corpo de outras modalidades de um dispositivo de amostragem manual da presente invenção, podem ser fornecidos com uma alça 430 ou outros acessórios que facilitem o agarre e/ou manipulação por um usuário. A parte de corpo de um dispositivo de amostragem manual da presente invenção também pode ser formatada ou contornada para facilitar o agarre e/ou manipulação por um usuário.

[00091] Como ilustrado, as linhas de amostragem 435 se projetam a partir do dispositivo de amostragem manual 400. Como pode ser compreendido a partir das descrições acima de outras modalidades de dispositivo de amostragem 5, 150, tais linhas de amostragem 435 são fornecidas para suprir materiais de processamento (por exemplo, meio de resfriamento ou diluição) para o bolso de captura de amostra do elemento de captura de amostra 415, e para transportar os materiais purgados a partir do bolso de captura de amostra.

[00092] Para essa finalidade, uma linha de amostra de suprimento 435a é apresentada na figura 12 como sendo conectada a um dispositivo de suprimento de material de processamento 440. Nesse exemplo em particular, o dispositivo de suprimento de material de processa

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33/34 mento 440 é ilustrado como sendo uma seringa manualmente operável que pode ser utilizada para transferir materiais de amostra de resfriamento, diluição ou outros materiais de amostra para o bolso de captura de amostra do dispositivo 400 para processar uma amostra de material aprisionada aí. Em outras modalidades, a seringa pode ser substituída por outro dispositivo operado manualmente ou com um dispositivo elétrico ou possivelmente automatizado, tal como uma bomba.

[00093] Uma linha de amostra de purga 435b é apresentada na figura 12 como sendo conectada a um recipiente 445 para recebimento de material purgado a partir do bolso de captura de amostra do dispositivo de amostragem 400. O recipiente pode simplesmente ser um recipiente, ou pode ser um receptáculo ou outro elemento de recebimento de um analisador, tal como um dos analisadores descritos acima.

[00094] Enquanto a estrutura desse dispositivo de amostragem manual 400 difere de alguma forma da estrutura do dispositivo de amostragem automática 5 ilustrado na figura 5, a função ainda é substancialmente igual. Isso é, o elemento de captura de amostra ainda é estendido para dentro de uma amostra de interesse em um momento adequado e uma alíquota da amostra é capturada pelo bolso de captura de amostra. Com uma amostra de material no bolso de captura de amostra, o elemento de captura de amostra é então retraído, aprisionando a amostra de material no bolso de captura de amostra e disponibilizando o processamento imediato, como descrito acima. Dessa forma, a diferença primária entre um dispositivo de amostragem automática e um dispositivo de amostragem manual da presente invenção é simplesmente o fato de o elemento de captura de amostra de uma modalidade de amostragem automática ser estendido/retraído por um acionador energizado (por exemplo, um cilindro pneumático), enquanto o elemento de captura de amostra de uma modalidade de amostragem manual é estendido/retraído pelo acionamento do operador de um

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34/34 acionador manual (por exemplo, um mecanismo de alavanca ou conjunto de êmbolo linear).

[00095] Apesar de a invenção ter sido descrita pela apresentação de modalidades ilustrativas específicas, é evidente que inúmeras variantes adicionais podem ser criadas com base em um conhecimento da presente invenção, por exemplo, pela combinação de acessórios dos exemplos individuais das modalidades um com o outro e/ou pelo intercâmbio de unidades funcionais individuais entre as modalidades.

Claims (18)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Dispositivo de amostragem (5, 150, 400) para captura de uma amostra de um material de interesse, o dito dispositivo compreendendo:

   um tubo externo oco (10, 220, 410) possuindo uma extremidade proximal (104, 220a) presa a um conjunto acionador;

   um elemento de captura de amostra alternado (60, 175,

   300, 415) localizado dentro do dito tubo externo e em comunicação com um acionador (260, 430) do dito conjunto acionador, o dito acionador para causar uma extensão e retração do dito elemento de captura de amostra; e um bolso de captura de amostra (65, 305) localizado perto de uma extremidade distal do dito elemento de captura de amostra (603, 175b), o dito bolso de captura de amostra adaptado para capturar um volume de material, o dito bolso de captura de amostra possuindo uma porta para receber o material (70, 130, 315) e uma porta para expelir o material (75, 195, 315) a partir daí, as ditas portas em comunicação com canais correspondentes (200, 205, 320, 325) quando o dito elemento de captura de amostra está em uma posição retraída;

   em que a ativação do dito acionador faz com que uma parte do dito elemento de captura de amostra se estenda a partir do dito tubo externo, expondo, assim, o dito bolso de captura de amostra e permitindo que uma amostra de material seja capturada, a dita amostra de material aprisionada no dito bolso de captura de amostra mediante a retração do dito elemento de captura de amostra pelo dito acionador, caracterizado pelo fato de que os ditos canais estão no dito elemento de captura de amostra.
2. 2. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um adapta

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   2/6 dor de fixação oco (25) afixada de forma firme a uma extremidade distal do dito tubo externo (10b).
3. 3. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma manga externa oca (30) possuindo uma extremidade proximal (30a) residente no dito adaptador de fixação e uma parte distal (30b) que passa através de uma abertura distal no dito adaptador para se projetar a partir daí.
4. 4. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma manga interna oca (40), uma parte distal da dita manga interna (40b) residindo na dita parte distal da dita manga externa e possuindo um orifício para receber o dito elemento de captura de amostra alternado, uma parte proximal da dita manga interna (40a) se estendendo para dentro da dita extremidade distal do dito tubo externo.
5. 5. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita parte distal da dita manga interna inclui partições (90) que colocam as ditas portas no dito bolso de captura de amostra em comunicação com os ditos canais no dito elemento de captura de amostra quando o dito elemento de captura de amostra está em uma posição retraída.
6. 6. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um tubo interno (100, 230) disposto dentro do dito tubo externo, uma extremidade proximal do dito tubo interno (100a) se estendendo a partir da dita extremidade proximal do dito tubo externo e conectado ao dito acionador do dito conjunto acionador, uma extremidade distal do dito tubo interno (100b) conectada à dita extremidade proximal do dito elemento de captura de amostra.

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7. 7. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os ditos canais no dito elemento de captura de amostra são internos ao mesmo ou em que os ditos canais no dito elemento de captura de amostra se estendem ao longo da superfície externa do mesmo.
8. 8. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um conduto (320, 325) conectado a uma extremidade proximal de cada canal no dito elemento de captura de amostra, os ditos condutos para proporcionar material para o dito bolso de captura de amostra que é diferente do dito material capturado, e para transmitir o material a partir do dito bolso de captura de amostra.
9. 9. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é um dispositivo de amostragem automática e o dito acionador é um acionador linear energizado.
10. 10. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que é para capturar uma amostra de volume conhecido de um material de interesse, em que:

    o dito tubo externo oco é cilíndrico para conter pelo menos partes de vários componentes do dito dispositivo; a dita manga externa oca é cilíndrica;

    a dita manga interna oca é cilíndrica;

    o dito elemento de captura de amostra é cilíndrico e localizado parcialmente dentro da dita parte distal da dita manga interna, a dita extremidade proximal do dito elemento de captura de amostra se estendendo para dentro da dita parte proximal da dita manga interna;

    o dito bolso de captura de amostra é côncavo e adaptado para capturar um volume conhecido de material, as ditas portas do

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    4/6 bolso de captura de amostra estão em comunicação com canais correspondentes através do dito elemento de captura de amostra quando o dito elemento de captura de amostra está em uma posição retraída;

    o dito tubo interno é cilíndrico e concentricamente disposto dentro do dito tubo externo, a dita extremidade proximal do dito tubo interno se estende a partir da dita extremidade proximal do dito tubo externo e é conectado a um acionador linear do dito conjunto acionador;

    o dito conjunto de acionador localizado em uma extremidade proximal do dito tubo externo, o dito conjunto acionador incluindo o dito acionador linear conectado à dita extremidade proximal do dito tubo interno;

    em que a ativação do dito acionador faz com que uma parte do dito elemento de captura de amostra se estenda a partir da dita manga interna, expondo dessa forma o dito bolso de captura de amostra e permitindo que uma amostra de material seja capturada, a dita amostra de material aprisionada no dito bolso de captura de amostra mediante a retração do dito elemento de captura de amostra pelo dito acionador.
11. 11. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita manga externa inclui um colar (35, 45, 180) em uma extremidade proximal, o dito colar engatando um ombro no dito adaptador quando a dita manga externa é instalada.
12. 12. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a dita parte proximal da dita manga interna possui um diâmetro interno e externo que é maior do que o diâmetro interno e externo da dita parte distal, uma superfície de parede externa da dita parte proximal formando um encaixe de vedação com uma superfície de parede interna do dito tubo exter-

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    5/6 no.
13. 13. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que o aparelho de captura de amostra é conectado ao dito tubo interno por um pino (105) que passa através dos furos em cada um dos ditos componentes.
14. 14. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dito pino se estende para dentro das partições axiais na dita parte proximal da dita manga interna, a interação do dito pino e das ditas partições impedindo a rotação do dito elemento de captura de amostra.
15. 15. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que é para capturar uma amostra de volume conhecido de um material líquido de interesse, o dito dispositivo compreendendo:

    uma tampa de extremidade (155) afixada com firmeza a uma extremidade distal do dito tubo externo, a dita tampa de extremidade possuindo uma parte distal (155b) que se estende axialmente a partir da dita extremidade distal do dito tubo externo, a dita tampa de extremidade contendo um orifício axial (170) proporcionado para receber uma parte de um elemento de captura de amostra alternado, uma parte proximal da dita tampa de extremidade (155b) se estendendo dentro de uma extremidade distal do dito tubo externo;

    o dito elemento de captura de amostra sendo cilíndrico e localizado parcialmente dentro do dito orifício na dita tampa de extremidade, uma extremidade proximal do dito elemento de captura de amostra se estendendo a partir da dita tampa de extremidade para dentro do dito tubo externo;

    em que as mangas internas e externas e o adaptador são combinados em um único elemento formando a dita tampa de extremiPetição 870190118492, de 14/11/2019, pág. 42/48

    6/6 dade.
16. 16. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a dita tampa de extremidade é engatada de forma enroscada com o dito tubo externo ou em que a dita extremidade proximal do dito elemento de captura de amostra é engatada de forma enroscada com a dita extremidade distal do dito tubo interno.
17. 17. Dispositivo de amostragem, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que a dita tampa de extremidade inclui sulcos de porta (210, 215) que colocam as ditas portas no dito bolso de captura de amostra em comunicação com os ditos canais no dito elemento de captura de amostra quando o dito elemento de captura de amostra está em uma posição retraída.
18. 18. Dispositivo de amostragem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo é um dispositivo de amostragem manual e o dito acionador linear é operado manualmente e selecionado a partir do grupo que consiste de um mecanismo de alavanca e um conjunto de êmbolo.