-
Die Erfindung betrifft Probenfluidnehmer als Geräte zum Erzeugen und Bereitstellen von in installierten Behältern abgefüllten Flüssigkeits- oder Gas-Proben für die spätere Analyse und/oder Grenzwert-Überwachung, z. B. von Grundwasser, Abwasser oder Abluft.
-
Bekannt sind stationäre und mobile Probennehmer-Geräte für Flüssigkeiten mit mehreren gleichartigen, offenen, installierten Behältern in einer maschinell drehbarer Behälteraufnahme in Form eines elektrisch antreibbaren Drehtellers. Der jeweils aktuell zu befüllende Behälter des installierten Behältersatzes wird mittels einer Steuerung der Behälteraufnahme durch ihren elektrischen Antrieb (Motor) maschinell so positioniert, dass der Behälter mit seiner Behälteröffnung unter der Probefluid-Austrittsöffnung des darüberstehenden stationären Abfüllarmes steht. Anschließend erfolgt der Befüllvorgang. Gleich danach oder zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt die Entfernung dieses befüllten Behälters vom Abfüllarm, d. h. aus der Abfüllposition, durch Steuerung der Bewegung der Behälteraufnahme. Dadurch ist ein anderer Behälter des Drehtellers in die Abfüllposition gelangt und kann dann gleich oder später befüllt werden.
-
Ein anderer Typ von Probennehmer-Geräten mit sequentieller Bereitstellung und Befüllung der Behälter eines Behältersatzes ist so konstruiert, dass die in einer Reihe angeordneten installierten Behälter (Behältersatz) des Probennehmers fest positioniert sind. Ein in einer Aufnahme fixierter Schlauch dient als zentraler Abfüllarm. Die Aufnahme wird maschinell und gesteuert zu dem jeweils abzufüllenden Behälter geführt, so dass das Schlauchende über dessen Öffnung steht. Dies stellt also eine alternative Art des sequentiellen Befüllens dar. Die befüllten Behälter werden dann irgendwann aus der Behälteraufnahme herausgenommen, d. h. deinstalliert, und z. B. in ein Labor gebracht, um Analysen und/oder Grenzwert-Überwachungen der Probenflüssigkeiten durchzuführen, z. B. die Bestimmung der Verschmutzung bzw. Reinheit von Grundwasser oder Abwasser oder Ähnlichem.
-
Nachteilig ist, dass solche elektrisch-maschinellen Behälteraufnahme-Abfüllarm-Positionierungen verschleißanfällig und je nach Ausführung auch aufwendig sind. Außerdem sind solche Probennehmer nicht oder vielleicht nur bedingt geeignet, andere Behältergrößen und/oder -formen aufzunehmen und korrekt zu befüllen. Bei Vibrations- oder Stoßbelastungen oder unebener Aufstellung des Gerätes kann ein Teil oder die gesamte Probefluidflüssigkeit verloren gehen, die der Abfüllarm abgibt. Dies kann auch bei kleineren bzw. kleinen Behältern auftreten. Hier spielt die Positioniergenauigkeit eine größere Rolle, die nur mit Mehraufwand zu erreichen ist.
-
Nachteilig ist auch, dass die abgefüllten Probeflüssigkeiten sich je nach Typ in den offenen Behältern durch Umgebungsluftzutritt oder in der Umgebungsluft enthaltene Schadstoffe mehr oder weniger chemisch und/oder physikalisch verändern können, so dass die Analysewerte der bzgl. des Probenfluidnehmers deinstallierten Behälter nur bedingt oder gar nicht aussagefähig sind oder auch Fehlinterpretationen auftreten können.
-
Aufgabe der Erfindung ist, die Verschleißanfälligkeit bekannter Einrichtungen zu verringern, die mit elektrischem Motorantrieb im Bereich der Positionierung und Behälter-Abfüllung arbeiten (Positionierung von Abfüllarm und/oder Behälter).
-
Aufgabe der Erfindung ist auch, den Probenfluidnehmer so auszubilden, dass auch Probegase abgefüllt werden können.
-
Aufgabe der Erfindung ist auch, unerwünschte und/oder unzulässige Veränderungen der Probefluide (Gas oder Flüssigkeit) in den Probefluidbehältern, die mittels eines Probenfluidnehmer-Gerätes sequentiell und maschinell befüllt wurden, so weit als möglich zu verringern.
-
Die Haupt-Aufgabe wird durch die Erfindung im Wesentlichen dadurch gelöst, dass mittels eines Probenfluidnehmer-Gerätes ein rein Druckdifferenz-basiertes maschinelles und Schaltventile- und Elektronik-gesteuertes einkanaliges Luft- bzw. Gas-Entleeren (Unterdruck-Erzeugen) stattfindet. Anschließend erfolgt über den gleichen Fluidkanal ein Druckdifferenz-basiertes Befüllen jedes Behälters eines installierten Behälter-Satzes mit dem von seiner Bereitstellung-Einrichtung geförderten und bereitgestelltem Probefluid in flüssiger oder Gas-Form. Damit ist der Probenfluidnehmer auch gut zum Abfüllen von kleinen Mengen von Probefluid (auch in Gasform) und/oder dem Befüllen von vielen kleinen Behältern geeignet. Außerdem kann auf eine aufwändige Zweikanaligkeit mit getrennten Kanälen für das Entleeren und Befüllen verzichtet werden.
-
Das Entleeren und Befüllen jedes dieser in diesen beiden Phasen umgebungsluftdichten Behälter eines installierten Behälter-Satzes erfolgt ausschließlich über genau einen, nur ihm zugeordneten Abfüllarm. Nach diesem Entleeren und Befüllen eines dieser Behälter eines installierten Behältersatzes wird dessen Abfüllarm-basierte Fluidverbindung zerstörungsfrei getrennt, ggf. auch eine parallele, rein mechanische Verbindung zur Halterung der Grundkörpers des Behälters. Dann geschieht vzw. durch Lösen einer Schnellkupplung, vzw. durch Herausziehen einer umgebungsluftdicht eingestochenen Hohlnadel oder Kanüle aus einem bzw. dem elastischen Bereich (Septum, Durchstichsbereich) eines abgefüllten Behälters. Eine weitere bevorzugte Variante bzw. Kupplungs-Variante ist das zerstörungsfreie Lösen einer entsprechenden Press-, Bajonett- oder Schraub-Kupplung Auch hier ist die Ausbildung als Schnellkupplung, insbesondere als handelsübliche und/oder preiswerte Schnellkupplung, bevorzugt.
-
Diese Entleerungs- und Abfüll-Arme sind somit die Behälter-seitigen Enden des Fluidnetzes des elektronischen Probenfluidnehmer-Gerätes. Dieses Schaltventile- und Elektronik-gesteuerte Fluidnetz geht andererseits bis zur Bereitstellungseinrichtung mit ihrer Förderpumpe für das abzufüllende Probefluid und bis zur Unterdruck-Einrichtung mit einer Unterdruckkammer. Mittels ihres Unterdruckes wird der Unterdruck im Behälter vor dem rein Druckdifferenz-basierten Befüllvorgang erzeugt. Beide Vorgänge werden durch Steuerung entsprechender Schaltventile begonnen und beendet. Diese Lösung arbeitet also im Bereich der Abfülleinrichtung, besser gesagt des Abfüllarmes und der Behälter, ohne Elektromotor und ohne motorisch bewegte Teile. Die einzige Ausnahme sind hier die vergleichsweise langlebigen Schaltventile, die die Fluidkanäle zur Unterdruckkammer und Probefluid-Bereitstellungseinrichtung bzw. dessen Vorratskammer freigeben oder sperren.
-
Das Gas-Entleeren (Unterdruck-Erzeugen) und das Befüllen der installierten Behälter mit Probeflüssigkeit oder Probegas wird also nur über Schaltventile gesteuert, wobei dies durch die Elektronik des Probenfluidnehmers gemäß einem vorgegebenen Programm geschieht. So kann auf verschleißanfällige und/oder aufwändige bzw. teure elektromechanische Positionier- oder Abfüll-Anlagen mit Motorantrieb verzichtet werden.
-
Vzw. wird nicht nur vor und während des Entleerens und Befüllens für Umgebungsluftdichtigkeit des Behälters bzw. Grundkörpers gesorgt, sondern auch unmittelbar nach dessen Befüllung oder dem Trennen der fluidischen oder mechanischen Kupplung, spätestens mit der Deinstallation aus der Behälteraufnahme bzw. dem Entfernen des Behälters vom Probenfluidnehmer. Vzw. geschieht die Beibehaltung der Umgebungsluftdichtigkeit ohne Unterbrechung bzw. praktisch unterbrechungsfrei, z. B. durch automatisches Schließen einer evtl. vorhandenen Öffnung durch und mit Entfernen des Befüllungsarmes bzw. des Trennens der Fluidverbindung zwischen Befüllungsarm und zugeordnetem Behälter. Dies geschieht vzw. dadurch, dass der Fluidkanal des Behälter- oder Behälterdeckel-seitigen Teils der Kupplung bzw. Schnellkupplung sich automatisch schließt, wenn die beiden Hauptteile der Fluid-Kupplung getrennt werden.
-
Bei der vorteilhaften Hohlnadel-Variante wird die dem zu entleerenden und abzufüllenden, installierten Behälter zugeordnete Hohlnadel in den oder einen gummielastischen Bereich (Membran) oder Deckel des aktuell zu befüllenden, installierten Behälters umgebungsluftdicht bzgl. dieser Stelle eingestochen. Die Gesamt-Umgebungsluftdichtigkeit des Behälters wird vor oder nach dem Einstich hergestellt, zumindest spätestens vor Beginn des Gas-Entleerungsvorganges bzw. dem Unterdruck-Erzeugen des zu befüllenden Behälters.
-
Diese lokale Umgebungsluftdichtigkeit im Durchstichs-Bereich dieser gummielastischen Membran wird erreicht allein durch die Auswahl geeigneter Materialien und Materialkombinationen, ggf. unter Einbeziehung bzw. Berücksichtigung der Größen- und Formverhältnisse, also ohne weitere Dichtungs-Hilfsmittel. Auf diese Weise ist das abgefüllte Probefluid gegen unerwünschte bzw. unzulässige Veränderungen oder Verunreinigungen weitgehend geschützt, insbesondere Probefluide, die empfindlich auf Umgebungsluft-Zutritt oder dessen Schadstoffe oder Zusätze reagieren. Diese Umgebungsluftdichtigkeit ist vzw. auch erreichbar bzw. sichergestellt, wenn die Hohlnadel aus dem gummielastischen Bereich entfernt wird, was idR. spätestens bei und mit der Deinstallation des Probefluidbehälters geschieht (Abtransport zur Untersuchungsstelle bzw. zum Labor). So ist auch ein langfristiger Verdunstungs- und Entgasungsschutz für Flüssigkeiten erreichbar, insbesondere bzgl. Isotopen-Analysen und volatiler Stoffe. Die Erfindung ist somit vor allem für Feldgeräte und mobile Geräte sowie bei kritischen Umgebungsverhältnissen (Luftverschmutzung usw.) vorteilhaft einsetzbar.
-
Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Fluidprobennehmers mit einer Abfülleinrichtung ohne bewegliche Teile (bis auf die Schaltventile) sind also:
- – Durch die Abfüllung über Vakuum können auch problemlos kleine Fluidproben abgefüllt werden, z. B.: 20-5 ml, insbesondere wenn das Hohlnadel-Durchstichmembran/Septum-Verfahren verwendet wird.
- – Kein bzw. geringer Verschleiß, da in der Abfülleinrichtung bis auf die Schaltventile keine maschinell bzw. motorisch bewegten Teile verbaut werden. Der übliche elektro-motorische Antrieb entfällt. Dadurch kann das Gerät preisgünstig hergestellt und verkauft werden. Außerdem bewirkt dies einen geringeren Stromverbrauch, der günstig ist für mobile, netzunabhängige Geräte.
- – Sehr kompakte Bauweise erreichbar, da ein Abfüllarm nicht zu mehreren Behältern bewegt werden muss bzw. mehrere Behälter zu einem stationären Abfüllarm, was Platz erfordert
- – Dadurch und durch die möglichen kleinen Behälter und Abfüllvolumina kann eine hohe Anzahl von Probeflaschen abgefüllt werden.
- – Es können trotz des sequentiellen Abfüllverfahrens mehrere Flaschen gleichzeitig befüllt werden, z. B. zwei oder drei, z. B. um sicherzustellen, dass wenigstens ein Probebehälter ein weitgehend unverfälschtes Probefluid beinhaltet oder dass wenigstens ein Probefluidbehälter unzerstört das Labor erreicht, was bei zerbrechliche Behältern, z. B. Glasflaschen, ein Problem sein kann.
- – Schaltventile sind in kleinen, energiesparenden und auch anreihbaren Ausführungen erhältlich. Dadurch können leistungsfähige erfindungsgemäße Fluidprobennehmer mit vielen installierbaren Behältern und somit mobile Geräte mit noch akzeptablem Gewicht hegestellt werden.
-
Nachfolgend wird die Erfindung und ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele und Varianten anhand mehrerer Figuren und der Bezugszeichenliste und ihren Erläuterungen näher erläutert und vorgestellt.
-
Es zeigen:
-
Fig. 1:
-
Eine bevorzugte schematische Fluidprobennehmer-1-Variante der Erfindung, wobei jedem Behälter 2 eines installierten Behältersatzes genau ein Schaltventile-5-gesteuerter Abfüllarm 3am in Form einer Septum-2vg-durchstechenden Hohlnadel 3an als zerstörungsfrei lösbare Fluidverbindung (fluidische Kupplung 3k aus Injektionsnadel 3n mit/in Durchstichmembran/Septum 2vg/2e) zugeordnet ist, vzw. als standardisierte fluidische Schnellkupplung 3k (medizinische Injektionsnadel 3n mit Septum 2vg als Teil des Deckels 2v einer Durchstichflasche 2) und mit einer zweiten, rein mechanischen Kupplung 3k in Form einer Presspassung zwischen Behälteraufnahme 3ab und dem Deckels 2v bei senkrecht angeordnetem Behälter 2/2p gemäß 2;
-
Fig. 2:
-
Einen für das erfindungsgemäße Verfahren und den erfindungsgemäßen Probenfluidnehmer 1 gemäß 1 geeigneten Gas-/Luft-entleerungsbereiten (oder Probefluid-befüllten), umgebungsluftdichten (bis auf den Kanal 6sn, 6snv) und senkrecht über Kopf installierten/installierbaren Behälters 2/2p in Form einer Durchstichflasche 2.
-
Bei dieser Flasche 2 erfolgt die Anbindung an das Fluidnetz 6 mittels einer speziellen Hohlnadel-3n-Septum-2vg-Verbindung in Form einer zerstörungsfrei lösbaren Fluidverbindung 6, die zugleich eine standardisierte fluido-mechanische Schnellkupplung 3k ist. Vzw. ist diese mechanische Kupplung 3k nicht die meisttragende bzw. auftretender Kräfte, sonder eine hier nicht dargestellte, zusätzliche und separate, rein mechanische Kupplung 3k, vzw. im Bereich des Außenrandes des Deckels 3v mit der zugehörigen Behälteraufnahme 3ab, die dann größere Kräfte aufnehmen kann, was bei größeren bzw. schwereren Behältern (ab ca. 50–200 ml) wichtig ist, allein um die Umgebungsluftdichtigkeit des Behälters 2/2p auch vor und nach dem Befüllen nicht zu gefährden oder zu zerstören.
-
Nachfolgend wird 1 näher erläutert:
Sie zeigt ein Schema eines erfindungsgemäßen Fluidprobennehmer 1 mit mehreren wichtigen Komponenten und dient auch zur Erläuterung vorteilhafter Varianten und Untervarianten der Erfindung in Verbindung mit den Erläuterungen und Definitionen in der Bezugszeichenliste:
Der Probenfluidnehmer 1 ist vzw. ein mobiles Gerät 1, das für den Feldeinsatz oder verschiedene Vor-Ort-Einsätze geeignet ist, d. h., es wird in unmittelbarer Nähe der Quelle des zu entnehmenden bzw. zu fördernden Probefluids aufgestellt; Es ist ausgebildet als elektro-mechanisches (Schaltventile 5) und elektronisches Gerät 1, dass mindestens aufweist:
- a) eine elektronische Steuerungseinheit 4 (Elektronik 4), die die einzige zentrale Mikroprozessor-basierte Steuerungseinheit 4 (Elektronik 4) ist;
- b) eine einzige Probefluid-Bereitstellungseinrichtung 7; Sie hat eine einzige Fördereinrichtung 7f zur Förderung des Probefluids 9. Ihr wichtigster Teil ist eine elektrisch betreibbare Förderpumpe 7fp, die von der zentralen Steuer-Elektronik-4 steuerbar, vzw. regelbar ist; Vzw. wird das Probefluid 9 in einer Kammer 7v außerhalb der Pumpe 7fp zwischengespeichert, bevor es vzw. dosiert über das Behälter-2-Endkanalstück 6sn in die installierten Unterdruck-Behälter/Flaschen 2 maschinell und vzw. vollautomatisch abgefüllt wird;
- c) mehrere Elektronik-4-steuerbare Schaltventile 5 zum Schalten der Entleerung und Befüllung der drei gezeigten installierten Behälter 2 (Behältersatz), d. h. zum Schalten von bestimmten Fluidleitungen 6, 6s des Fluidkanalnetzes 6n und zum Herstellen oder Verändern von Fluidkanalstücken 6s, insbesondere des Ventil-Behälter-Kanalstückes 6snv (VB-Kanalstückes 6snv); Letzteres ist ein Fluidkanalstück 6s, das vom Behälter 2 bzw. Abfüllarm 3m bzw. Hohlnadel 3n zum zugeordneten ein- oder mehrkanaligen Fluid-Schaltventil 5 geht, das die Entleerung und/oder Befüllung steuert;
- d) eine Unterdruck-Einrichtung 8 zur Erzeugung von Unterdruck in den installierten Behältern 2; Danach erfolgt die Befüllung (Behälter 2p), die praktisch nach Freigabe des entsprechenden Schaltventils 5 von selbst erfolgt, da in der Vorratskammer 7v für das Probefluid 9 relativ gesehen Überdruck herrscht (vzw. normaler Luftdruck);
- e) ein Fluidkanalnetz 6n, das zumindest teilweise für die Durch- und Weiterleitung von abzufüllendem Probefluid 9 geeignet ist; Sinnvoll ist auch die Benutzung von Spülfluid in flüssiger und/oder Gas-Form, um Verunreinigungen oder nichtaktuelles Probefluid 9 zu entfernen;
- f) Eine Stromversorgungseinrichtung 10;
Diese sorgt dafür, dass alle Komponenten mit der richtigen Spannung bzw. dem richtigen Strom versorgt werden;
Hier gibt es im Wesentlichen drei Varianten:
f1) Eine interne Quelle in Form einer Batterie oder eines Akkumulators
f2) Eine externe Quelle in Form einer Batterie oder eines Akkumulators oder einer üblichen Netzspannungsquelle (230 V, 50 Hz-Quelle)
f3) Eine alternative Quelle, z. B. integrierte Solarmodule, die optimalerweise einen Puffer in Form eines üblichen elektrischen Akkumulators aufweisen;
- g) eine Abfülleinrichtung bzw. -station 3 als Teil des Fluidnetzes 6n;
-
Diese hat hier drei Abfüllarme 3m in Form von drei Hohlnadeln 3n als Probefluidkanäle 6. Es sind nur drei Injektionsnadeln 3n für drei zugeordnete Behälter 2/2p gezeigt, um das Prinzip zu zeigen. In der Praxis sind mindestens 5 bis über 100–300 Behälter realisierbar und sinnvoll, insbesondere, wenn kleine Behälter/Flaschen 2 und das dafür sehr gut geeignete Hohlnadel-3n-Prinzip mit vzw. schrägen und/oder geschliffenen Spitzen und einem separaten Septum 2vg im Deckel 2v verwendet werden/wird. Dieses erfindungsgemäße Verfahren und Gerät 1 ermöglicht auch genaue Dosierungen. Die Aufnahme 3a hat hier drei getrennte Aufnahmen 3an für die drei Abfüllarme 3m bzw. Hohlnadeln 3n. Sie hat eine einzige Deckel-2v- bzw. Behälter-2/2p-Aufnahme 3ab für die drei Behälter 2/2p. Sie kann natürlich auch eine einzige Grundkörper-2g-Aufnahme 3ab für die drei Behälter 2/2p haben, wie es auch bei mindestens einer bekannten Lösung üblich ist, z. B. mit motorischem Drehteller.
-
Natürlich kann es u. U. auch vorteilhaft sein, nur eine gemeinsame Aufnahme 3an für alle Abfüllarme 3m zu gestalten und/oder mehrere Aufnahmen 3ab für die Behälter 2, z. B. so, dass jeder Behälter 2 seine eigene Behälter-Aufnahme 3ab hat oder jede Behältergruppe ihre eigene spezifische Behälter-Aufnahme 3ab hat.
-
Im entleerungsbereiten bzw. unterdruckbereiten Zustand sind die (nun) umgebungsluftdichten Behälter 2 umgebungsluftdicht an ihre korrespondierenden Abfüllarme 3m gekoppelt, z. B. in dem manuell oder maschinell die Hohlnadel 3n zu den fest installierten Behältern 2 geführt wird und möglichst rechtwinklig durch deren elastisches Teil 2vg, 2e (vzw. im Deckel 2v) gestochen wird. Dies ist eine besondere Art der Probefluidkanal-Kopplung 3k, die etliche Vorteile bringt wie einfache, preiswerte und umgebungsluftdichte Kopplung und Entkopplung, die sehr gut mit Standard-Bauteilen und Standard-Behältern 2 realisiert werden kann, z. B. mit in der Medizin bekannten und idR. preiswerten Septum-Schraubverschluss-Kunststoffflaschen 2 und dementsprechend angepassten Injektions- bzw. Hohlnadeln 3n.
-
Alternativ können erfindungsgemäß im Installationsprozess auch die Behälter 2 zu den stationären Befüllungsarmen 3m bzw. Hohlnadeln 3n geführt werden, vzw. manuell, was für mobile Probenfluidnehmer 1 Gewichts- und Kostenvorteile bringt. So kann man z. B. gerade bei dieser Variante vorteilhaft auf eine rückseitige Behälteraufnahme 3ab verzichten, d. h. auf eine Behälter-2-Fixierung im Bereich des Behälter-2-Bodens des Grundkörpers 2g. Statt dessen erfolgt die Behälter-2-Fixierung entweder im Öffnungsbereich des Grundkörpers 2g (Flaschenhals, vzw. mit Gewinde und Fixierung mithilfe dieses Gewindes) oder im Bereich des Behälter-2-verbundenen Verschlusses/Deckels 2v, vzw. an seiner Außenseite, vzw. durch Presspassung und in senkrechter Stellung.
-
Nachfolgend wird 2 näher erläutert:
Die Installation bzw. die Behälter-Aufnahme 3ab und die anderen Behälter 2/2p des installierten Behältersatzes sind nicht gezeigt, jedoch die bevorzugte senkrechte Überkopfstellung der Flasche 2. Diese kann leicht erreicht werden durch manuelle Installation, in dem der Behälter 2 per Hand mit seinem Deckelteil 2v in eine senkrecht Öffnung der nicht gezeigten Behälteraufnahme 3a (1) gedrückt wird, so dass die Halterung ausschließlich durch Presspassung am Außenrand des vzw. geriffelten oder profilierten Deckel 3v erfolgt, was maximale Einfachheit und minimale Kosten bedeutet. Die Behälteraufnahme 3a (1) ist vzw. eine Mehrfach-Behälter-Aufnahme 3ab für vzw. alle installierbaren Behälter 2.
-
Dieser Behälter 2/2p hat vzw. die Form, den Aufbau und die Funktion einer vzw. üblichen Durchstich- bzw. Septum-Flasche 2, vzw. aus Kunststoff, mit Gewindehals-Grundkörper 2g und einem korrespondierenden umgebungsluftdichten Gewinde-Deckel 2v. Dieser hat einen gummielastischen Durchstich-Bereich 2e, hier als separates Teil in Form eines Septums 2vg und innenliegendes Teil 2vg des Schraubdeckels 2v ausgeführt, das durch umgebungsluftdichte Verschraubung auf den Öffnungsrand der einzigen Öffnung der Durchstichflasche 2 gedrückt ist. Das Septum 2vg ist erfindungsgemäß von einem Abfüllarm 3m in Form einer Hohlnadel 3an bzw. Kanüle 3an bzw. Injektionsnadel 3an mit umgebungsluftdicht und vzw. rechtwinklig durchstochen. Diese Hohlnadel 3n ist gehaltert in/an einer Aufnahme 3an, als Teil der größeren bzw. umfassenderen Einheit/Aufnahme 3.
-
Der Deckel ist in dieser Variante nicht Teil der Aufnahme 3an. Der Abfüllarm 3m und dessen Aufnahme 3an haben einen durchgehenden Fluidkanal 6. Sie bilden ein besonderes, von mindestens einem Schaltventil 5 steuerbares Kanalstück 6s (bzw. zwei) des Fluidkanalnetzes 6n in Form eines Behälter-Endkanalstückes 6sn für die erfindungsgemäße Gas-Entleerung (Unterdruck) und Befüllung des Behälters 2/2p mit dem von der Fördereinrichtung 7 bzw. dessen Vorratskammer 7v bereitgestellten Fluid 9;
Die gesamte Konstruktion ist vzw. so ausgeführt, dass nach der Befüllung und der Trennung von Abfüllarm 3m und Behälter 2p bzw. Septum 3vg (fluidische Kupplung 3k) durch selbständiges Schließen des direkten oder indirekten fluidischen Kanales 6, 6sn, 6snv (z. B. der Durchstichmembran 2vg mit einem indirekten Kanal 6 bzw. Kanalstück 6s) die Umgebungsluftdichtigkeit hergestellt ist.
-
Die Erfindung wird ergänzend zu den Figurenbeschreibungen noch weiter erläutert:
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Erzeugen von Behältern 2p mit Fluidproben für die Analytik und/oder Grenzwert-Überwachung mittels eines einzigen elektro-mechanischen Gerätes (1) in Form eines Probenfluidnehmers (1) mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Wie bei bekannten Lösungen erfolgt ein sequentielles Befüllen von mehreren im oder am Probenfluidnehmer 1 installierten, deinstallierbaren, transportablen Behältern 2. Dies geschieht mittels dessen gesteuerter maschineller Abfülleinrichtung 3 mit einer Aufnahme 3, 3ab für die Behälter 2, einem Abfüllarm 3m und einer Aufnahme 3, 3an für diesen Abfüllarm 3m. Ein installierter Behälter 2 eines installierten Behälter-2-Satzes wird mittels eines Abfüllarmes 3m befüllt mit einem von einer Förderpumpe 7p der Fördereinrichtung 7f der Probefluid-Bereitstellungseinrichtung 7 des Probenfluidnehmers 1 gefördertem Probenfluid von einem zu untersuchenden oder zu überwachendem Fluid 9. Dies kann z. B. Abwasser oder Grundwasser oder Abluft sein, das/die sich außerhalb des Probenfluidnehmers 1 befindet bzw. befand.
-
Hinzu kommen folgende weitere und/oder konkretisierte erfindungsgemäße Verfahrensschritte:
- b) maschinelles (5, 7, 8), vollautomatisiertes und einkanaliges (6sn)
b1) Luft- bzw. Gas-Entleeren (Unterdruck-Erzeugen, 8, 8k) eines zu befüllenden installierten Behälters 2 und anschließendes
b2) rein Druckdifferenz-basiertes Befüllen (7, 4, 5) jedes dieser so erzeugten Unterdruck-Behälter 2, 2p mit diesem Probefluid 9 mit höherem Druck aus der Vorratskammer 7k der Fluidproben-Bereitstellungseinrichtung 7 über den gleichen Fluidkanal 6, 6sn, 6snv gemäß a).
-
Hierbei ist zu beachten, dass
- c) dieses Entleeren und Befüllen jedes zumindest in diesen beiden Phasen umgebungsluftdicht gemachten Behälters 2, 2p ausschließlich über genau einen, nur ihm (2, 2p) zugeordneten Abfüllarm 3m/3n geschieht. Dieser ist Teil einer fluidischen Kupplung 3k zum Behälter 2, 2p oder dessen Grundkörper 2g. Der Fluidkanal 6, 6sn, 6snv zum Behälter 2 ist gesteuert durch Schaltventile 5 und eine Elektronik 4;
- d) zumindest während dieses Entleerens und Befüllens keine weiteren Fluidverbindungen 6 zwischen diesen Behältern 2, 2p und dem Fluidnetz 6n des Probenfluidnehmers 1 bestehen;
- e) vor diesem Entleeren und Befüllen dieses Behälters 2, 2p dessen einzige besagte Abfüllarm-3m-basierte Fluidverbindung 6 zum Fluidnetz 6n, zur Unterdruckkammer 8k und zur Vorratskammer 7k in Form einer zerstörungsfrei trennbaren fluidischen Kupplung 3k hergestellt wird. Dies geschieht vzw. durch Lösen einer Press-, Bajonett- und/oder Schraub- und/oder Durchstich-3n-2vg-Kupplung 3k und/oder einer Schnellkupplung 3k.
-
Eine bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen in folgenden Varianten:
- 1) Entweder wird
- a) nur die fluido-mechanische Kupplung 3k zerstörungsfrei getrennt. Dies geschieht vzw. manuell, da keine rein mechanische Behälter-2/2p-Kupplung 3k im Sinne einer separaten zweiten Kupplung 3k vorhanden ist. Oder es werden
- b) zwei Kupplungen 3k zerstörungsfrei getrennt, nämlich
b1) die fluidische Kupplung 3k und
b2) die nichtfluidische, d. h. rein mechanische Kupplung 3k;
- c) Vzw. ist für beide Varianten b1, b2 der Behälter-2/2p-seitige Teil der Kupplung 3k ausschließlich Decke-2v-basiert ist (z. B. Hohlnadel 3n und Durchstichmembran/Septum 2vg). Sie ist somit nicht teilweise oder vollständig Grundkörper-2g-basiert;
- d) Bzgl. b2) entlastet vzw. die nichtfluidische, d. h. rein mechanische Kupplung 3k die fluidische Kupplung 3k gemäß b1). Dadurch lässt sich insbesondere eine bessere oder stabilere Umgebungsluftdichtigkeit der fluidischen Kupplung 3k gewährleisten;
- e) Vzw. liegt eine Schnellkupplung 3k vor in Form einer Press- und/oder Schraub- und/oder Hohlnadel-3n-Septum-2vg-Schnellkupplung 3k.
- 2) Vzw. erfolgt bis zur Rückversetzung in den Ausgangszustand (Behälter-2-Satz mit lauter leeren, d. h. befüllbaren bzw. zu befüllenden Behältern 2, die mindestens zweimalige, Zeit- und/oder Ereignis-gesteuerte vollautomatische Wiederholung der Schritte b) bis e) nach Anspruch 1 (jeweils ein Zyklus) für weitere zu entleerende und zu befüllende installierte Behälter 2 gemäß den Vorgaben der programmierbaren Steuerung 4. So werden mindestens 5–20 Behälter 2 eines installierten Behälter-2/2p-Satzes aus Probefluid-9-freien Behältern 2 erfindungsgemäß entleert und befüllt werden ohne dass der installierte Behälter-2-2p-Satz zwischen oder während dieser Zyklen durch Wegnahme, Hinzufügung oder Austausch von leeren oder befüllten Behältern 2, 2p geändert wird. Dies bedeutet auch, dass während eines solchen Zyklusses mehrere Behälter 2 parallel entleert und befüllt werden bzw. werden können mit dem gleichen Probefluid 9 aus der Vorratskammer 7v, wobei die Anzahl der Behälter 2, die in jedem Zyklus befüllt werden, differieren kann.
- 3) Die besagte Abfüllarm-3m-basierte Fluidverbindung in Form einer Kupplung 3k benutzt bzw. stellt dar ein Behälter-Endkanalstück 6sn. Diese (3k) wird/ist bzw. gebildet wird/ist auf Basis
- a) einer Schnellkupplung zwischen dem Abfüllarm (3m) oder seiner Aufnahme (3am) und dem Verschlussstück (2v) oder dem Grundkörper (2g) des Behälters (2),
a1) vzw. auf Basis und in Form einer Hohlnadel-3n-Elast-2e/2vg-Verbindung, d. h., einer Hohlnadel 3n, die vor dem besagten Entleeren in den oder einen gummielastischen Bereich 2e, 2vg des zu befüllenden Behälters 2 umgebungsluftdicht so eingestochen wird. So befindet sich ein Teil der Hohlnadel 3n dann im Behälter 2, 2p bzw. in dessen Grundkörper 2g. Nach der Trennung dieser Fluidverbindung, d. h. durch Herausziehen der Hohlnadel 3n, schließt sich dieses Verbindungsloch im gummi-elastischen Bereich 2e bzw. teil 2vg selbsttätig. Die Materialpaarung und -eigenschaften sind so gewählt, das der Durchstechungsbereich sofort von selbst umgebungsluftdicht verschließt, d. h., allein durch seine gummielastischen und materialtechnischen Eigenschaften. D. h. nicht nur beim Einstechen ist automatisch Umgebungsluftdichtigkeit gegeben, sondern vzw. auch, wenn die Hohlnadel 3n und der Behälter 2, 2p nach dem Befüllen voneinander entfernt und getrennt werden, vzw. ungefähr in entgegengesetzter Richtung, z. B. wenn dieser Probefluid-Behälter 2p deinstalliert wird aus der Behälteraufnahme 3ab oder enstprechende Vorbereitungen dazu anlaufen;
- b) des Herstellens einer umgebungsluftdichten Schraubkupplung 3k als fluidische und/oder rein mechanische oder fluidomechanische Kupplung (3k), z. B. Schlauch-basierte oder Hohlnadel-3n-basierte Schraubkupplung 3k. Bei dieser existiert z. B. passend zum Gewinde des Grundkörpers 2g oder des Deckels 2v des Behälters 2, 2p im Bereich seines Öffnungsloches ein korrespondierendes Gegengewinde am Abfüllarm-3m-Ende. Dies alles ist also möglich
b1) durch einen fest und dauerhaft mit dem Abfüllarm (3m) verbundenen Deckel (2v) mit Durchgangsloch bzw. Durchgangsfluidkanalstück (6s, 6sn) für die Fluidverbindung. Dieser Deckel 2v verbleibt demzufolge nach dem Trennen der zugehörigen Fluidverbindung im Gegensatz zum Behälter (2, 2p) am Abfüllarm. Er kann so weitere zu befüllende Behälter 2, 2p aufnehmen kann;
b2) durch einen nicht fest und dauerhaft mit dem Abfüllarm (3m) verbundenen Deckel (3v) mit Durchgangsloch bzw. Durchgangsfluidkanalstück 6s, 6sn, 6snv für die Fluidverbindung gebildet ist, der demzufolge nach dem Trennen der zugehörigen Fluidverbindung nicht am Abfüllarm verbleibt, sondern am Behälter 2, 2p, oder
- c) durch eine umgebungsluftdichte Presskupplung 3k.
Diese wird dadurch bewirkt wird, dass ein installierter Behälter 2 zumindest für die Phase des Unterdruckerzeugens und Befüllens mit Druck gegen den zugehörigen Abfüllarm 3m (Gegenstück) und/oder gegen die zugehörige Abfüllarm-3m-Aufnahme 3an (Gegenstück) gedrückt wird;
- d) durch eine umgebungsluftdichte Bajonettkupplung 3k als Schnellkupplung 3k.
Vzw. hat der Grundkörper 2g des installierten Behälters 2 nur eine einzige Öffnung hat, z. B. Gewindeöffnung, die mit einem korrespondierende Deckel (3v), z. B. mit entsprechendem Gewinde, nach der Befüllung, spätestens aber mit oder unmittelbar nach der Deinstallation des Behälters 2 verschlossen wird. Dies ermöglich den Einsatz standardisierter bzw. üblicher preiswerter Behälter.
- 4) Allein über die Zustände (offen/geschlossen) der Elektronik-4-gesteuerten Schaltventile 5, und somit nur durch die Elektronik 4, z. B. eine Anwenderprogrammierbare, wird bestimmt, welcher der installierten Behälter 2 gasentleert und/oder abgefüllt wird. In der Elektronik-4-gesteuerten Abfülleinrichtung 3 zur Erfüllung des Behälter-2- und/oder Abfüllarms-3m/3n-Positionierens und des Abfüllens findet nur eine gesteuerte 4 Bewegung in Form der Mechanik der Schaltventile 5 bzgl. ihres Öffnens und Schließens statt, aber keine Bewegung/Positionierung eines Abfüllarmes 3m (auf mehrere Behälter 2 bezogen) oder Rondells als Motor-drehbare Behälteraufnahme 3ab o. Ä. wie bei bekannten Lösungen. Dadurch entfallen die üblichen motor-getriebenen Bewegungs- und Positionierungs-Mechaniken völlig.
- 5) Der Unterdruck der Unterdruckeinrichtung 8 wird mittels einer elektrischen Vakuumpumpe 8p erzeugt. Für die Unterdruckerzeugung in den Behältern 2 wird eine separate Unterdruckkammer 8k außerhalb der Vakuumpumpe 8p benutzt wird. Ihr Volumen ist mindestens doppelt bis 15-mal so groß ist wie das eines einzigen, zu befüllenden installierten Behälters 2, 2p.
-
Der erfindungsgemäße Probefluidnehmer 1 ist vzw. so gestaltet, dass er zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Verfahrensansprüchen geeignet ist.
-
Der Probefluidnehmer 1 ist vzw. als mobiles, tragbares Gerät 1 ausgebildet. Er hat eine eigene Strom- bzw. Spannungsversorgung 10 in Form mindestens einer elektrischen Batterie und/oder mindestens eines Akkumulators. Somit ist er durch eine eigene Strom- bzw. Spannungsversorgung mit Kleinspannung in Höhe von 6–36 V versorgbar. Alternativ oder gleichzeitig kann er bei entsprechender Auslegung über entsprechende Anschlüsse und Wandler mit externer elektrischer Fremdenergie versorgbar sein, z. B. 230 Volt Wechselspannung.
-
Allein mittels der Elektronik-4-steuerbaren Fluidkanal-6-Schaltventile 5 wird durch deren Schaltstellung (offen oder geschlossen) bestimmt, welcher der installierten Behälter 2 eines im oder am Probefluidnehmer 1 installierten Behälter-2-Satzes wann entleert und wann befällt wird.
-
Hinsichtlich Kompaktheit und Kosten des Gerätes 1 ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Elektronik-4-steuerbaren Schaltventile 5, die für die Steuerung des Gas-Entleerens und/oder Befüllens der installierten Behälter 2 vorgesehen sind, als Schaltventil-5-Block mit einem Trägerkörper ausgebildet sind. Sie bestehen vzw. aus Schaltventilen 5 derselben Art und sind alle nebeneinander in einer Ebene installiert, z. B. in einem Kunststoffblock. Erfindungsgemäß vorteilhaft wegen der Kosten ist es, wenn alle installierten und zu befüllenden Behälter 2 ausschließlich über die Fluidleitungen 6 dieses Schaltventil-5-Blocks mit den Fluidleitungen 6 der Unterdruck-Einrichtung 8 bzw. dessen Unterdruckkammer 8k, 8ks und der Vakuum-Bereitstellungseinrichtung 7 bzw. seinem Vorratsbehälter 7v verbunden sind.
-
Die Erfindung wird ergänzend noch weiter erläutert:
Bezüglich des Deckels 2v bzw. Verschlussstückes 2v beim Entleeren/Befüllen, des Befüllungsarmes 3m, der Aufnahme 3an für den Befüllungsarm 3m und der Aufnahme 3ab für den Behälter 2 bzw. seines Grundkörper 2g gibt es mehrere erfindungsgemäße und bevorzugte Varianten, die im wesentlichen mit der Art und Ausgestaltung der Kupplung 3k des Behälters 2 bzw. Grundkörpers 2g im Bereich der Abfülleinrichtung 3 zusammenhängen.
-
Diese Kupplung 3k ist erfindungsgemäß eine zerstörungsfrei lösbare Kupplung. Einerseits, um den Behälter 2 leicht installierbar und deinstallierbar an das Fluidkanalnetz 6n anzubinden in Form einer Fluidkupplung 3k. Andererseits, um ihn mechanisch ausreichend stabil bzw. positionssichernd mit dem Probenfluidnehmer 1 bzw. dem entsprechenden Teil oder Teilen der Abfülleinrichtung 3 zu verbinden in Form einer Behälter-2- oder Grundkörper-3g-Kupplung 3k. Die zerstörungsfreie Kupplung 3k hat außerdem den Vorteil, dass bei Behälter-2-eigenem Deckel während des Entleerens und Befüllens mit Probefluid 9 der Deckel 2v Beide Kupplungsarten können getrennt realisiert sein, z. B. durch besagte Hohnnadel-3n-Septum-2e/2vg-Verbindung als Fluidkupplung 3k. Dies ist Aufbau-bedingt eine mechanisch schwache Behälterkupplung 3k. Als eigentliche bzw. wirksame Behälterkupplung 3k (ohne Fluidkupplung 3k) dient eine mechanisch stabile bzw. positionssichernde Halterung des Behälter-2-Grundkörpers 2g im Bereich des Behälter-2-Bodens. Dadurch kann der Behälter 2 seine Position oder seinen tolerierten Aufenthaltsbereich nicht verlassen, zumindestest nicht unter normalen Betriebsbedingungen.
-
Generell sind zerstörungsfreie Schnellkupplungen für beide Kupplungsarten bevorzugt. Dies ist natürlich besonders vorteilhaft, wenn viele, vzw. gleichartige Behälter 2 zu installieren und deinstallieren sind, z. B. ca. mindestens 20–250. Das Behälter-2-Volumen liegt dann vorrangig bei 10–300 ml, was z. B. mit üblichen Durchstich- bzw. Septumflaschen preisgünstig und einfach realisierbar ist.
-
Bevorzugt sind hinsichtlich der Ausgestaltung und des Verhältnisses der beiden Kupplungs-3k-Arten mehrere Hauptlösungen, insbesondere für kleine und/oder leichte Behälter 2, vzw. mit einer einzigen Öffnung und/oder Schraubverschluss und/oder aus Kunststoff:
- a) Ohne eigenen Deckel 3v während des Entleerens und Befüllens; Dieser nicht Behälter-2-eigene Deckel/Verschluss 3v ist dann Bestandteil der Aufnahme 3. Er ist für die Fluidkanal-6-Anbindung und somit für die Herstellung einer mechanischen und fluidischen Kupplung 3k geeignet bzw. ausgebildet. Spätestens vor dem Beginn des besagten Entleerens wird er mit dem zugeordneten Grundkörper 2g (bzw. umgekehrt) umgebungsluftdicht verbunden. Vzw. geschieht dies durch Verschrauben oder Verpressen und/oder durch vzw. handels-übliche Schnellspann-Kupplungen 3k. Dieser Deckel/Verschluss 3v bzw. diese fluidische und mechanische Kupplung 3k (getrennte Einheiten) bzw. fluido-mechanische Kupplung 3k (integrierte bzw. gekopppelte Einheit) wird spätestens mit der Deinstallation des befüllten Grundkörpers 2g (Behälter 2p) entfernt bzw. getrennt. Dieser wird sinnvollerweise möglichst sofort mit einem Behälter-2p-eigenen Deckel/Verschluss 3v versehen, um unnötige Veränderungen oder Verunreinigungen des Probefluids zu vermeiden. Dieser Deckel/Verschluss 3v verbleibt dann idealerweise am Grundkörper 2g mindestens bis zur Probenfluid-Untersuchung im Labor. Selbst hier ist ein Entfernen des Deckels nicht nötig, wenn wieder das Hohlnadel-3n-Septum-2vg-Verfahren angewandt wird.
a1) Gleicher oder ähnlicher Aufnahme-3a-Deckel 3vg oder Aufnahme-3a-Verschluss 3vg;
Gemäß einer ersten Untervariante bildet ein gleicher oder ähnlicher Deckel/Verschluss wie der eigentliche Deckel/Verschluss 2vg einen festen Bestandteil der Aufnahme 3a. Vzw. so, dass durch Herstellen der mechanischen Verbindung 3k, z. B. durch Aufschrauben des Behälters 2 auf diesen Deckel/Verschluss zugleich (oder fast gleichzeitig) auch die Fluidkupplung 3k hergestellt ist, z. B. durch die Hohlnadel-3n-Septum-2vg-Verbindung. Hier ist eine konzentrische Anordnung bevorzugt.
- b) Mit eigenem Deckel 3v während des Entleerens und Befüllens;
Dieser Behälter-2-eigene Deckel 3v ist zumindest für die Fluidkanal-6-Anbindung und die Herstellung einer Fluid-Kupplung 3k geeignet bzw. ausgebildet. Er wird spätestens vor dem Beginn des besagten Entleerens mit dem zugeordneten Grundkörper 2g umgebungsluftdicht verbunden, idealerweise so früh als möglich. Verschraubung ist hier besonders zuverlässig und günstig. Der Deckel 3v verbleibt nach dem Befüllen am Grundkörper 2g, vzw. auch nach der Deinstallation. Der Deckel 3v wird z. B. unmittelbar nach der Herstellung des Behälters 2 mit diesem verbunden, wie dies auch von Septumflaschen 2 bzw. Durchstichflaschen 2 bekannt ist, die für das erfindungsgemäße Hohlnadel-3n-Durchstichverfahren sehr gut geeignet sind.
- c) Die mechanisch stabile Halterung des Behälters 2 oder des Behälter-2-Grundkörpers 2g im Bereich seines Halses oder Deckels 2v als eigentliche bzw. mechanisch wirksame und stabile Behälterkupplung 3k im Bereich dieses Halses oder Deckels 2v.
c1) Gemäß einer ersten Untervariante erfolgt die Halterung des Behälters 2 oder des Behälter-2-Grundkörpers 2g ausschließlich in dessen Hals- oder Deckel-2v-Bereich (vzw. Schraubgewindedeckel mit korrespondierendem Schraubgewindehals). Dies führt idR. zu einer Verringerung des Aufwandes hinsichtlich Material und Zeit für die Installation und Deinstallation der Behälter 2/2p. Besonders effektiv ist es, wenn mit der Herstellung der mechanischen Kupplung 3k de facto (fast) zeitgleich auch die Fluid-Kopplung 3k herstellbar ist bzw. hergestellt wird, vzw. in einem Arbeitsgang.
c1a) Gemäß einer ersten Variante dieser ersten Untervariante wird bei Behälter-2/2p-eigenen Deckel/Verschluss 3v der Behälter 2 vzw. im Außerbereich des Deckels 2v geklemmt oder gepresst (siehe auch Variante b). Dies geschieht z. B., in dem er einfach in eine passende kreisrunde Öffnung einer Behälter-2-Aufnahme 3ab gesteckt wird, vzw. manuell bei mobilen Probenfluidnehmern. So kann ausreichende Presspassung erreicht werden. In dieser Öffnung ist vzw. zugleich die Aufnahme 3an für den innenliegenden oder konzentrisch positionierten Abfüllarm 3m, vzw. in Form einer Hohlnadel 3n mit Schrägschliff für eine zerstörungsfreie Septum-2vg-Durchstechung.
c1b) Gemäß einer zweiten Variante dieser ersten Untervariante wird gemäß Variante a) und a1) ohne eigenen Deckel 3v während des Entleerens und Befüllens gearbeitet.
-
Bezugszeichenliste (mit Definitionen und Erläuterungen)
-
- 1 Elektronischer Probenfluidnehmer bzw. Probefluidnehmer;
Der Probenfluidnehmer 1 ist ein Gerät 1, vzw. mobiles Gerät 1, das vorrangig für den Feldeinsatz oder verschiedene Vor-Ort-Einsätze ausgebildet und geeignet ist, um Fluidproben 9 in flüssiger oder Gas-Form halb- oder vollautomatisch in mehrere installierte Behälter 2 abzufüllen (2p); Es ist ein elektronisches Gerät 1, dass unter anderem aufweist: mindestens
a) eine elektronische Steuerungseinheit 4 (Elektronik 4), vzw. eine einzige zentrale elektronische Steuerungseinheit 4 (Elektronik 4), die vzw. Mikroprozessor-basiert ist;
b) eine Probefluid-Bereitstellungseinrichtung 7, vzw. genau eine, mit einer Fördereinrichtung 7f zur Förderung des Probefluids 9, vzw. einer einzigen Fördereinrichtung 7f, mit einer vzw. elektrisch betreibbaren Förderpumpe 7fp zur Förderung und/oder Weiterleitung von Probefluid 9;
c) ein steuerbares Schaltventil 5 zum Schalten einer Fluidleitung 6, 6s, 6sn, 6snv des Fluidkanalnetzes 6n,
d) eine Unterdruck-Einrichtung 8 zur Erzeugung von Unterdruck in den installierten Behältern 2 vor der Differenzdruck-basierten Befüllung (Behälter 2p), die auf dieser Erzeugung von Unterdruck basiert und somit nur eine Fluidleitung 6, 6s zum Behälter 2 benötigt;
e) ein Fluidkanalnetz 6n, das zumindest teilweise für die Durch- und Weiterleitung von abzufüllendem Probefluid geeignet ist;
f) eine Abfüllstation 3 mit mindestens zwei Abfüllarmen 3m (mit je einer zugeordneten Aufnahme 3am oder einer gemeinsamen Aufnahme) und mindestens einer Behälter-Aufnahme 3ab zur Aufnahme von mehreren abzufüllenden Behältern 2, 2p
- 2 Behälter
für eine abzufüllende Portion Probefluid 9 in gas- oder flüssiger Form; vzw. Grund-, Oberflächen-, Roh-, Regen- oder Abwasser oder Abluft für Analyse- und/oder Überwachungszwecke;
Vzw. ist es Durchstichflasche 2 mit zu durchstechendem Gummiverschluss 2e/2vg, z. B. eine medizinische Septumflasche 2 für Injektionsnadeln 3n
Der Behälter 2 ist als Teil eines Behältersatzes im oder am elektronischen Probenfluidnehmer 1 (an der Aufnahme 3a bzw. Befüllstation 3) installierbar und deinstallierbar (zumindest sein Grundkörper 2g und nicht unbedingt als vollständiger Behälter 2p mit Deckel 2v), vzw. manuell;
Vzw. umgebungsluftdicht verschließbarer Behälter 2;
Vzw. Glas- oder Kunststoff-Flasche 2, insbesondere Plastflasche 2;
Vzw. mit nur einer einzigen Öffnung, die so gestaltet ist, dass sie mit bekannten bzw. üblichen Mitteln und Verfahren möglichst leicht umgebungsluftdicht verschlossen werden kann;
Vzw. einteilig in Form einer Flasche 2 mit einer einzigen Öffnung zum Befüllen mit Probefluid 9;
Vzw. ein oder zweiteilig, letztere Variante bezieht sich auf ein ein- oder mehrteiliges Verschlussstück 2v, vor allem für eine Durchstichflasche 2 (mit zu durchstechendem Gummiverschluss 2e/2vg bzw. Septum 2e/2vg);
Vzw. mit schraubbarem und/oder mehrteiligem Verschlussstück 2v, z. B. Kunststoffdeckel 2v mit Innengewinde, der ein innenliegendes gummielastisches Teil 2e, vzw. Septum einer in der Medizin üblichen Durchstichflasche 2, durch den Verschraubungsdruck auf den Rand der vzw. einzigen vzw. kreisrunden Öffnung einer Flasche 2 drückt;
Vzw. sind die zu befüllenden Behälter 2 gleichartige Behälter 2 sind und/oder die zu befüllenden Behälter 2 werden manuell in die stationäre Behälteraufnahme 3ab installiert und bilden einen stationären Behälter-2-Satz bilden, der gegenüber dem Gehäuse des Probefluidnehmer 1 unbeweglich ist.
- 2e Elast oder Elastisches bzw. elastischer Teil des Behälters 2 mit speziellen Eigenschaften;
Dieses Elast 2e ist vzw. ein separates Teil 2vg und befindet sich im umgebungsluftdichten Zustand des Behälters 2 zwischen dem vzw. einzigen Verschlussstück 2v des Behälters 2 und dessen vzw. einziger Öffnung, z. B. zwischen dem Schraubdeckel/Verschlussteil 2v und dem Ende des Gewindehalses einer Flasche 2, es ist dann ein gummielastisches Verschlussteil 2vg;
Dieser/Dieses Teil 2e bzw. gummielastisches Verschlussteil 2vg ist für einen umgebungsluftdichten Durchstich mittels einer Hohlnadel/Kanüle 3n als Abfüllarm 3m der zugehörigen Aufnahme 3an geeignet bzw. ausgebildet;
Es dichtet dann umgebungsluftdicht ab bei entsprechender Materialauswahl, Gestaltung und Anpassung von Hohlnadel 3n und elastischem Teil 2e/2vg, zumindest vom Beginn des Durchstechens und vzw. auch beim und nach dem Herausziehen der Hohlnadel 3n, z. B. während des vzw. manuellen Verbindungs- bzw. Bestückungs-Vorganges des Behälters 2 mit dem Abfüllarm 3m in Form der Hohlnadel 3n;
- 2g Grundkörper des Behälters 2 bzw. Probebehälters 2p;
Vzw. aus Glas oder Kunststoff, insbesondere Plast;
Vzw. mit einer einzigen Behälteröffnung für das vzw. schraubbare ein- oder mehrteilige Verschlussstück 2v (vzw. Kunststoffdeckel 2v), vzw. zwei- oder mehrteilig mit in dieses Verschlussstück 2v integrierten gummielastischen Teil 2e bzw. 2vg für eine erfindungsgemäße Hohlnadel-3n-Durchstechung
- 2p Behälter mit Probefluid 9 bzw. Fluidprobe 9
(Probebehälter 2p bzw. Probefluidbehälter 2p);
Dies ist ein Behälter 2 mit vzw. dosiert abgefüllter Fluidprobe 9; Die Dosierung lässt sich über die Elektronik-4-steuerbaren Fluid-Schaltventile 5 gut einstellen. Es ist eine Variante der Erfindung, dass der Deckel 2v ein dem Deckel ähnliche Variante ein lösbarer oder unlösbarer Teil des Probenfluidnehmers 1 ist und nach Befüllung der Behälter 2 nur deren Grundkörper 2g deinstalliert wird und diese dann unmittelbar danach einen entsprechenden Deckel/Verschluss 2v erhalten, um Verunreinigungen und Änderungen des Probefluids 9 möglichst gut zu unterbinden.
- 2v Verschluss bzw. Verschlussstück bzw. Deckel des Behälters 2 bzw. 2p
Es/er dient zum Verschließen der vzw. einzigen Öffnung des Probebehälters 2p,
Vzw. ist es ein Schraub- und/oder Kunststoff-Deckel 2v und vzw. mehrteilig ausgebildet, z. B. mit Septum/Durchstichmembran 2vg; Dies kann vorteilhafterweise ein Schraubdeckel 2v sein, der ein innenliegendes gummielastisches Teil 2vg durch den Verschraubungsdruck auf den Rand der einzigen Öffnung einer Flasche 2 drückt;
Grundsätzlich gibt es zwei erfindungsgemäße Varianten:
a) Behälter-2-eigener bzw. Grundkörper-2g-eigener Deckel 3v während des Entleerens und Befüllens
b) Ohne eigenen Deckel 3v während des Entleerens und Befüllens; Weiteres siehe bei 3k (Kupplung).
- 2vg Gummielastisches Verschlussteil oder gummiartiger Verschluss-Elast;
Es ist Teil des Behälters 2 bzw. 2p und/oder eines gummielastischen Bereiches 2e des Behälters 2 bzw. 2p, vzw. als Teil eines mehrteiligen Deckels 2v und/oder ausgebildet als in anderer Weise am Grundkörper 2g befestigtes Septum 2vg oder Durchstichmembran 2vg bzw. spezielles Elast 2vg wie es bei Injektions- und Durchstichflaschen 2 üblich ist; Dieses gummielastische Teil 2vg ist vzw. so ausgebildet, dass ein Abfüllarm 3m, vzw. eine Hohlnadel 3n, in einer Aufnahme 3an als Teil einer Abfülleinrichtung 3 vor dem besagten Entleeren in den oder einen gummielastischen Bereich 2e/2vg des zu befüllenden Behälters 2 umgebungsluftdicht so eingebracht wird, vzw. eingestochen wird, so dass ein Teil des Abfüllarm 3m bzw. der Hohlnadel 3n sich im Behälter 2/2p befindet und sich nach der Trennung dieser Fluidverbindung durch Herausziehen des Abfüllarmes 3m bzw. der Hohlnadel 3n das Verbindungsloch in diesem Gummi-elastischen Bereich 2e aufgrund der Materialpaarung und der Gummi-elastischen Materialeigenschaften selbsttätig schließt, Dies geschieht nicht nur nicht nur beim Einstechen, sondern vzw. auch, wenn der Abfüllarm 3m bzw. die Hohlnadel 3n und der Behälter 2, 2p nach dem Befüllen voneinander entfernt und getrennt werden, vzw. ungefähr in entgegengesetzter Richtung, z. B. wenn dieser Probefluid-Behälter 2p deinstalliert wird aus der Behälteraufnahme 3ab.
- 3 Abfüllstation bzw. Befüllstation bzw. -einrichtung;
Diese dient zum Abfüllen mehrerer Behälter 2 eines installierten Behältersatzes mit dem Probefluid 9, so dass der Behältersatz dann zu einem bestimmten Zeitpunkt mindestens einen, vzw. mehrere deinstallierbare Probefluidbehälter 2p aufweist; Die Abfüllstation 3 hat mindestens eine Aufnahmen 3a in Form einer Behälter-2-Aufnahme 3ab und einer Abfüllarm-3m-Aufnahme 3an;
Die Behälteraufnahme 3ab kann entweder eine Ein-Behälter-2-Aufnahme 3ab für nur jeweils einen Behälter 2/2p sein oder eine Mehrbehälteraufnahme 3ab für mehrere, vzw. gleichartige Behälter 2/2p;
Die Abfüllstation 3 ist also der Bereich des Abfüllarmes, der Abfüllarm-3m-Aufnahme 3an, der Behälter-2-Aufnahme 3ab (oder mehrerer) und der Fluid-Schaltventile 5 für die Zu- und Abschaltung der Verbindung zur Unterdruckkammer 8k der Unterdruckeinrichtung 8 und zur Probefluid-Bereitstellungseinrichtung 7;
Vzw. hat die Abfüllstation 3 nur eine einzige Behälter-2/2p-Aufnahme 3ab in Kombination mit einer einzigen Aufnahmen 3an für den einzigen Abfüllarm 3m, z. B. Hohlnadel 3n, der dann alle installierbaren/installierten Behälter 2 maschinell füllen kann, wobei die Behälter-2-Aufnahme 3ab zugleich die Abfüllarm-Aufnahme 3an sein kann (iS. einer gemeinsamen Plattform),
- 3a Aufnahme für einen Behälter 2 (Probebehälter 2p) und/oder einen Abfüllarm 3m;
Die Aufnahme ist Teil der Abfüllstation 3, die zum Abfüllen mehrerer Behälter 2 eines installierten Behältersatzes (mit mehreren installierten Behältern 2) eines Fluidprobennehmers 1 mit dem Probefluid 9 dient;
- 3ab Behälter-2-Aufnahme;
Sie ist Teil der Abfüllstation 3 und dient zur Aufnahme eines abzufüllenden Behälters 2 bzw. eines abgefüllten Probefluidbehälters 2p
Jeder installierte Behälter 2 ist in Arbeitsposition (Unterdruckerzeugungs- oder Abfüllposition) mit genau einem Abfüllarm 3m fluidisch verbunden, vzw. in seinem elastischen Teil 2e bzw. 2vg von genau einer Hohlnadel 3n durchstochen;
- 3an Aufnahme für einen Abfüllarm 3m oder mehrere Abfüllarme 3m;
So ist zumindest die Fluidkanal-6-mäßige Anbindung mindestens eines zu befüllenden Behälters 2 an die Unterdruckkammer 8 erreichbar; Vzw. ist der aufgenommene Abfüllarm 3m, z. B. eine Hohlnadel 3n, und/oder die Aufnahme 3an mechanisch stabil gehalten und/oder durch eine Komponente des Probenfluidnehmers 1 maschinell und Elektronik-4-steuerbar bewegbar bzw. positionierbar, im Falle einer Hohlnadel 3n so, dass bei Relativbewegung zwischen Hohlnadel 3n und elastischem Teil bzw. Septum 2e/2vg problemlos und zuverlässig die (optimale) umgebungsluftdichte Durchstechhaltung und das (optimale) Verlassen dieser Unterdruck-Erzeugungs- und Befüllungs-Position in entgegengesetzter Richtung erreichbar ist
- 3k Kupplung des Behälters 2 bzw. Grundkörpers 2g im Bereich der Abfülleinrichtung 3;
Dies ist erfindungsgemäß eine zerstörungsfrei lösbare Kupplung 3k, vzw. eine Press- und/oder Schraub- und/oder Bajonett- und/oder Durchstich-3n-2vg/2e-Verbindung und/oder einer Schnellkupplung 3k, um
a) einerseits den Behälter 2 an das Fluidkanalnetz 6n anzubinden (Fluidkupplung 3k), auch, um ihn mechanisch ausreichend stabil bzw. Grundkörper-2g- oder Deckel-3v-positionssichernd mit dem Probenfluidnehmer 1 bzw. dem entsprechenden Teil oder Teilen der Abfülleinrichtung 3 zu verbinden (Behälter-2- oder Grundkörper-3g- oder Deckel-3v-Kupplung 3k).
Beide Kupplungsarten, d. h. die fluidische (3k, 6s, 6sn, 6snv) und die rein mechanische (3k), können getrennt realisiert sein, vzw. durch
a) besagte Hohlnadel-3n-Septum-2e/2vg-Verbindung als Fluidkupplung 3k (und mechanisch eher schwache Behälter-2/2p-Kupplung 3k) und
b) eine nichtfluidische, rein mechanisch, stabile (stabilere) bzw. positionssichernde direkte oder indirekte (über den Deckel 2v) Halterung des Behälter-Grundkörpers 2g im Bereich
b1) des Behälter2-Bodens und/oder
b2) des Halses/Öffnung der Flasche 2
b3) des umgebungsluftdicht verbundenen Deckels/Verschlusses 2v (2vg) (befestigt am Grundkörper 2g, vzw. aufgeschraubt) als eigentliche bzw. wirksame rein mechanische Behälterkupplung 3k (ohne bzw. mit getrennter Fluidkupplung 3k), so dass der Behälter 2 seine Position oder seinen tolerierten Aufenthaltsbereich nicht verlassen kann.
Beide Kupplungsarten 3k, d. h. die fluidische (3k, 6s, 6sn, 6snv) und die rein mechanische (3k), können auch in einer vereint sein, d. h. es ist keine separate, rein mechanische Kupplung 3k vorhanden. Um die Umgebungsluftdichtigkeit nicht zu gefährden, ist es bei einer Hohlnadel-3n-Elast/Septum-3e/3vg-Verbindung sinnvoll, zumindest bei den kleineren Ausführungen, doch eine zweite Kupplung 3k in Form der rein mechanischen Kupplung 3k vorzusehen. Eine Kombination von beiden Kupplungsarten ist als fluidomechanische Kupplung 3k dann möglich, wenn der mechanische Teil an einem mechanisch festen Teil des Grundkörpers 2g oder Deckels 2v angreifen kann wie es von bekannte Schnellkupplungen der Fall ist.
Generell sind Schnellkupplungen 3k für beide Kupplungsarten 3k bevorzugt, z. B. Press-, Bajonett- oder Schraub- oder Durchstich-Kupplung 3k (letztere meistens nur als mechanisch schwache fluidische Kupplung 3k). Dies ist natürlich besonders vorteilhaft, wenn viele Behälter 2 zu installieren und deinstallieren sind, z. B. ca. mindestens 20–250.
Bevorzugt sind hinsichtlich der Ausgestaltung und des Verhältnisses der beiden Kupplungsarten 3k mehrere Haupt-Lösungen, insbesondere für kleine und/oder leichte Behälter 2, vzw. mit Schraubverschluss, insbesondere in seinem Öffnungs- bzw. Deckel-2v-Bereich:
a) Ohne eigenen Deckel 2v während des Entleerens und Befüllens;
Dieser nicht Behälter-2-eigene Deckel/Verschluss 2v, der Bestandteil der Aufnahme 3a ist, und der für die Fluidkanal-6-Anbindung und somit für die Herstellung einer mechanischen und fluidischen Kupplung 3k geeignet bzw. ausgebildet ist, wird spätestens vor dem Beginn des besagten Entleerens mit dem zugeordneten Grundkörper 2g umgebungsluftdicht verbunden, vzw. durch Verschrauben oder Verpressen oder übliche Schnellspann-Kupplungen 3k. Dieser Deckel/Verschluss 3v bzw. diese Kupplung 3k wird spätestens mit der Deinstallation des Grundkörpers 2g entfernt bzw. getrennt und sinnvollerweise möglichst sofort mit einem Behälter-2p-eigenen Deckel/Verschluss 3v versehen, um unnötige Veränderungen oder Verunreinigungen des Probefluids 9 zu vermeiden.
a1) Vzw. bildet ein gleicher oder ähnlicher Deckel/Verschluss 2v einen festen Bestandteil der Aufnahme 3a, vzw. so, dass durch Herstellen der mechanischen Verbindung 3k, z. B. Aufschrauben des Behälters 2, zugleich auch die Fluidkupplung 3k hergestellt ist, z. B. durch die Hohlnadel-3n-Septum-2vg-Verbindung.
b) Mit eigenem Deckel 2v während des Entleerens und Befüllens; Dieser Behälter-2-eigene Deckel 2v, der zumindest für die Fluidkanal-6-Anbindung und die Herstellung einer Fluid-Kupplung 3k geeignet bzw. ausgebildet ist, wird spätestens vor dem Beginn des besagten Entleerens mit dem zugeordneten Grundkörper 2g umgebungsluftdicht verbunden, vzw. durch Verschraubung, und verbleibt nach dem Befüllen am Grundkörper 2g, vzw. auch nach der Deinstallation.
c) Die mechanisch stabile Halterung des Behälter-Grundkörpers 2g im Bereich seines Halses oder Deckels 2v als eigentliche bzw. mechanisch wirksame und stabile Behälterkupplung 3k im Bereich dieses Halses oder Deckels 2v.
c1) Vzw. erfolgt die Halterung ausschließlich in diesem Hals- oder Deckel-2v-Bereich, was idR. zu einer Verringerung des Aufwandes hinsichtlich Material und Zeit für die Installation und Deinstallation der Behälter 2/2p führt.
c1a) Bei Behälter-2/2p-eigenen Deckel/Verschluss 2v wird der Behälter 2 vzw. im Außerbereich des Deckels 2v geklemmt oder gepresst, in dem er einfach in eine kreisrunde Öffnung einer Behälter-2-Aufnahme 3ab gesteckt wird (Presspassung), die vzw. zugleich die Aufnahme 3an für den innenliegenden oder konzentrisch positionierten Abfüllarm 3m ist.
c1b) Ohne eigenen Deckel/Verschluss 2v während des Entleerens und Befüllens: Siehe Variante a)
- 3m Abfüllarm als Behälter-verbundener Teil der Abfüllvorrichtung 3;
Der Abfüllarm ist das Behälter-2-seitige Ende des Fluidkanalnetzes 6n des Probenehmers 1; Durch den Abfüllarm 3m fließt das abzufüllende Probefluid durch den Differenzdruck in den installierten und mit ihm umgebungsluftdicht verbundenen Behälter 2; Um eine umgebungsluftdichte Fluidverbindung 6, 6s, 6sn, 6snv zwischen dem Innenraum des Behälters 2 bzw. seinem Grundkörpers 2g und dem Abfüllarm 3m 3n herstellen zu können, ist zumindest ein Teil des Abfüllarmes 3m (evtl. inklusive der zugehörigen Aufnahme 3am) Teil einer Schraub-, Bajonett- oder Pressverbindung oder eine Schnellkupplung oder einer Hohlnadel-3n-Elast-2e/2vg-Verbindung.
Im Falle einer Hohlnadel 3n befindet sich zumindest ein Teil des Behälter-2-seitigen Endes dieses Abfüllarmes 3m (Hohlnadel 3n) zumindest bei der Unterdruckerzeugung und beim Abfüllvorgang nicht über der Abfüllöffnung des offenen Behälters 2 wie bei bekannten Lösungen, sondern im Inneren des geschlossenen, umgebungsluftdichten Behälters 2;
- 3n Hohlnadel, vzw. Kanüle oder Injektionsnadel;
Sie ist der Behälter-2-seitige Teil des Abfüllarmes 3m oder der ganze Abfüllarm 3m, der in der entsprechenden Aufnahme 3an fixiert ist oder ein Teil dieser Aufnahme 3an bildet; Sie ist somit ein Teil einer Probefluidkanal-Kupplung 3k, vzw. -Schnellkupplung 3k; Diese Hohlnadel 3n ist somit auch das Endkanalstück 6sn als spezielles Fluidkanalstück 6s für Probefluide 9, das im entleerungs- und befüllungsbereiten Zustand teilweise in den Behälter 2 hineinragt.
Von der in der Aufnahme 3an fixierten Hohlnadel 3n befindet sich somit zumindest ein Teil des Behälter-2-seitigen Endes dieses Abfüllarmes 3m (Hohlnadel 3n) zumindest bei der Unterdruckerzeugung und beim Abfüllvorgang nicht über der Abfüllöffnung eines offenen Behälters 2 wie bei bekannten Lösungen, sondern im Inneren des geschlossenen umgebungsluftdichten Behälters 2, vzw. Septum-2vg-Schraubverschluss-Kunststoffflasche 2 und dementsprechend angepasste Injektionsnadel 3n, wie sie in der Medizintechnik üblich sind; Dadurch ist es besonders leicht und sicher möglich, den elastischen Bereich 2e bzw. das elastische Verschlussstück 2vg des Behälters 2 bzw. Grundkörpers 2g bzw. Deckels 2v zerstörungsfrei und umgebungsluftdicht zu durchstechen, wobei vzw. durch entsprechende Form- und Material-Auswahl diese Umgebungsluftdichtigkeit auch erhalten bleibt, wenn nach der Befüllung die Hohlnadel 3n herausgezogen wird, d. h., das Durchstichloch schließt sich von selbst.
Geeignete Injektionsnadeln haben Längen von ca. 6–90 mm und Außendurchmesser von 0,15–5 mm. Zur Produktion der geeigneten und relativ preiswerten Hohlnadeln wird üblicherweise Stahlblech um einen Metalldorn gewickelt und verschweißt. Das entstandene Stahlrohr wird dann mehrfach hintereinander in die Länge gezogen, wobei Durchmesser und Wandstärke stetig abnehmen bis schließlich die gewünschten Werte erreicht sind. Dann wird das entstandene feine Stahlrohr in einzelne Kanülen zerschnitten. Nun erfolgt das Anspitzen. Anschließend werden die Spitzen sorgfältig entgratet, abgeschrägt und sterilisiert.
Geeignet sind hier vor allem: Lanzettenschliff, Facettenschliff, Einfachschliff, V-Bevel-Schliff;
Eine Kanüle 3n als Abfüllarm 3m, auch Hohlnadel 3n oder Injektionsnadel 3n genannt, ist eine hohle Nadel 3n, die vor allem in der Medizin dazu benutzt wird, in menschliches oder tierisches Gewebe einzudringen (zu punktieren), um mit Hilfe einer Spritze Flüssigkeiten einzubringen (zu injizieren) oder zu entnehmen (z. B. Blutentnahme). Das Ende der Kanüle 3n ist meist mit einem schrägen Schliff geschärft, um beim Eindringen in das Gewebe einen kleinen Schnitt zu setzen. Würde das Gewebe nicht zerschnitten, sondern wie bei einer einfachen Nadel 3n nur verdrängt, wäre die Punktion schmerzhafter.
Beide Nadeltypen 3n sind für die Erfindung gut geeignet. Manche Produkte sind zusätzlich beschichtet, um eine möglichst schmerzarme Injektion zu ermöglichen. Solche Beschichtungen können in Abhängigkeit von der Durchstichmembran 2e/2vg und den Größen- und Materialverhältnissen für die erfindungsgemäßen Lösungen Vorteile bringen, besonders wegen der geforderten Umgebungsluftdichtigkeit.
- 4 Elektronik bzw. Elektroniksteuerung des Probenfluidnehmers 1
Sie dient vor allem und zumindest zur Steuerung/Regelung der Entleerungs- und Befüllungs-relevanten Schaltventile 5, der Vakuumeinrichtung 8 (vzw. mit elektrischer Vakuumpumpe 8p) und der Fluidprobenfördereinrichtung 7; Vzw. ist die Elektronik die zentrale Steuerungseinheit 4, vzw. ASIC, SPS, Laptop, Kleinrechner, PC o. Ä. bzw. auf der Basis einer dieser Komponenten, die vzw. in den Probenfluidnehmer 1 integriert ist (stationär) oder nur bei Bedarf bzw. für den Betrieb angeschlossen wird (z. B. Laptop)
- 5 Steuerbares Schaltventil des Probennehmers 1;
Es ist für Fluide bzw. für das Schalten einer Fluidleitung des Probenfluidnehmers, Dieses Schaltventil, das vzw. von der Elektronik 4 oder deren Untergruppe direkt angesteuert werden kann, ist vzw. mit elektrischen Steueranschlüssen versehen und/oder einkanalig ausgebildet (ein Fluid-Eingang mit einem zugehörigen Fluid-Ausgang)
- 6 Fluidkanal oder Probefluidkanal des Probennehmers 1;
Dieser Kanal 6 ist Flüssigkeits- und/oder Gas-gefüllt; Zumindest einige dieser Fluidkanäle 6 sind für ein abzufüllendes Probe-Fluid 9 und/oder ein Unterdruck-Fluid (Gas bzw. Luft der Unterdruckkammer 8k), ggf. auch für ein Spülfluid zur Reinigung des Kanals 6 bzw. Kanalstückes 6s, 6sn, 6snv von einem unerwünschten Probefluid 9 oder von Fluiden und Substanzen, die die Qualität des abzufüllenden Probefluids 9 beeinträchtigen könnten; Ein wichtiges Ende eines dieser Kanäle 6 bzw. des Netzes 6n ist das Behälter-2/2p-seitige Ende 6sn, 6snv in Form des Aufnahme-3an gehalterten Abfüllarmes 3m bzw. der Hohlnadel 3an;
- 6n Fluidkanalnetz des Probenehmers 1;
Es dient vorrangig zur Leitung von abzufüllenden Probefluiden 9;
Es hat mehrere Fluidkanäle 6 und Fluidkanalstücken 6s und mehrere Behälter-2/2p-Endkanalstücken 6sn, 6snv, wobei dann das sich selbsttätig schließende Durchgangsloch (für die Hohlnadel 3n) in der Durchstichmembran 3vg/3e ein indirektes Endkanalstück 6sn, 6snv ist, weil es keinen direkten Probefluid-9-Kontakt hat;
- 6s Fluidkanalstück oder Probefluidkanalstück;
Zumindest einige Fluidkanalstücke sind zur Leitung von Probefluiden 9 und/oder von Unterdruck bestimmt (Unterdruckkanäle 6); vzw. sind zur einige auch zur Leitung von Spülfluid bestimmt;
- 6sn Behälter-Endkanalstück als spezielles Fluidkanalstück 6s für Probefluide;
Es ist ein Befüllungs- und Unterdruckkanalstück 6s im Bereich des Abfüllarmes 3m, vor allem im Behälter-2-seitigen Teil. Es ist zumindest im Unterdruck-Erzeugungs- und Befüllungs-bereiten Zustand und während des Befüllens fluidisch mit dem Behälter 2 verbunden; Durch dieses Fluidkanalstück 6sn ist also eine zeitweilige Fluid- und Mechanik-Verbindung des Behälters 2 bzw. 2p mit dem Behälter-2/2p-seitigen Ende (Abfüllarm 3) des Fluidkanalnetzes 6n des Probenehmers 1 gebildet;
Über dieses einzige Kanalstück 6sn jedes installierten und an das Fluidkanalnetz 6n angeschlossenen Behälters 2 läuft sowohl dessen Gas-, vzw. Luft-Entleerung, (Unterdruckerzeugung mittels der Unterdruckerzeugungseinrichtung 8 bzw. deren Vakuumpumpe 8p) als auch die Probefluid-Befüllung, letztere allein aufgrund des erzeugten Differenzdruckes; dieses Fluidkanalstück 6sn ist somit Befüllungs- und Unterdruck-Kanalstück in Form des Fluidkanales 6, 6sn, 6snv einer Hohlnadel 3n o. Ä.;
- 6snv VB-Kanalstück (Ventil-5-Behälter-2-Fluidkanalstück);
Dieses spezielle Kanalstück 6s umfasst das Behälter-Endkanalstück 6sn; Es geht zumindest im Probefluid-befüllungsbereiten bzw. Unterdruck-Zustand des Behälter 2 vom Behälter 2 selbst bzw. vom Behälter-2-seitigen Ende des Abfüllarmes 3m (z. B. eingestochene Hohlnadel 3n) bis zum nächsten Schaltventil 5, das vzw. die Unterdruckerzeugung oder die Befüllung des Behälters 2 steuert, vzw. allein und direkt;
- 7 Probefluid-Bereitstellungseinrichtung;
Sie hat mit mindestens eine Fördereinrichtung 7f zur Förderung und Bereitstellung des in die Behälter 2 bzw. den Satz von Behältern 2 abzufüllenden Probefluids 9 (bzw. mehrerer Probefluide 9) in flüssiger oder Gas-Form, z. B. Abwasser oder Umgebungsluft als zu untersuchendes Fluid 9 außerhalb des Probenfluidnehmers 1; Vzw. ist die Bereitstellungseinrichtung 7 zentral bzw. die einzige des Probefluidnehmers 1; Sie hat vzw. eine separate Vorratskammer 7v außerhalb der Fördereinrichtung 7f und wird von der (vzw. zentralen) Elektronik 4 gesteuert und/oder geregelt;
- 7f Fördereinrichtung des elektronischen Probenehmers 1;
Sie ist Teil der vzw. zentralen Bereitstellungseinrichtung 7 zur Förderung von Fluid 9 als Probenfluid (als Flüssigkeit oder Gas, z. B. Grundwasser oder Abluft); Von diesem geförderten Probenfluid 9 wird zumindest ein Teil mittels der mindestens einen Abfüllstation 3 in die im/am Probefluidnehmer 1 installierten vzw. gleichartigen Behälter 2 abgefüllt; Die vzw. zentrale und einzige Fördereinrichtung 7f, vzw. mit elektrisch betreibbarer steuer- oder regelbarer Förderpumpe 7fp, wird vzw. von einer zentralen Elektronik 4 gesteuert oder geregelt;
- 7fp Förderpumpe;
Sie ist Teil der Fördereinrichtung 7f zur Förderung von Probefluid 9 als Flüssigkeit oder Gas; Vzw. ist es eine elektrische und von der Steuerung 4 steuerbare oder regelbare Förderpumpe 7fp;
- 7v Gehälterter Vorrat bzw. Vorratskammer;
Die Kammer 7v ist Teil der Fluidproben-9-Bereitstellungseinrichtung 7; Von der Fördereinrichtung 7f gefördertes Probenfluid 9 mit charakteristischen Eigenschaften wird hier vor dem Abfüllen in einer solchen Kammer 7v (oder mehreren, vzw. nur einer) zwischengelagert bzw. bereitgestellt;
- 8 Unterdruck- bzw. Vakuum-Einrichtung des Probefluidnehmers 1;
Sie hat mindestens eine, vzw. genau eine Elektronik-4-steuerbarer Vakuum- bzw. Unterdruckerzeugungs-Pumpe 8p und mindestens eine, vzw. genau eine Unterdruckkammer 8k; Diese vzw. zentrale und einzige Einrichtung 8 des vzw. mobilen Probefluidnehmers 1 dient zur Erzeugung eines Gas- bzw. Luft-Unterdruckes in dem Behälter 2 vor dessen Probefluid-9-Befüllung; Diese Behälter 2 werden durch anschließende Sperrung bzw. -Freigabe von mindestens einem Schaltventil 5 (d. h. von mindestens zwei einkanaligen Schaltventilen 5 oder mindestens einem zweikanaligen Schaltventil 5) rein Unterdruck- bzw. Differenzdruck-basiert über das zugehörige Befüllungs- und Unterdruckkanalstück 6sn, 6snv an dem jeweils zugehörigen Abfüllarm 3m, z. B. der in das Septum 2vg/2e (Durchstichmembran) des Deckels 2v eingestochenen Hohlnadel 3n, mit einem Probefluid 9 gefüllt, das mit der Elektronik-4-steuerbaren Fördereinrichtung 7f und der Probefluid-Bereitstellungseinrichtung 7 des Probennehmers 1 gefördert und bereitgestellt wurde bzw. wird;
- 8p Elektronik-4-steuerbare Vakuum- bzw. Unterdruckerzeugungs-Pumpe, vzw. elektrische Vakuumpumpe; vzw. Niederspannungspumpe für ca. 3–36 V, die für den mobilen Einsatz geeignet sind
- 8k Unterdruckkammer für das Entleeren von Behältern 2;
Sie ist die Quelle für die Entleerung (Unterdruckerzeugung) für mehrere oder alle zu befüllenden und/oder installierten Behälter 2 eines Behälter-2-Satzes;
vzw. die einzige ihrer Art im Probenfluidnehmer 1; Mit Ihrer Hilfe wird vor dem vzw. dosierten Befüllen des Behälters 2 mit dem Probefluid 9 in diesem über das Befüllungs- und Unterdruckkanalstück 6sn, 6snv Schaltventil-5- und Elektronik-4-gesteuert ein Unterdruck erzeugt, damit der Behälter 2 nachfolgend problemlos (dosiert) mit Probefluid 9 befüllt werden kann; Vzw. ist diese Unterdruckkammer 8k außerhalb der Vakuumpumpe 8p vorhanden, vzw. als separate Speicher-Unterdruckkammer 8ks;
- 8ks Speicher-Unterdruckkammer als spezielle Unterdruckkammer 8k;
Sie hat ein größeres Volumen als das des zu befüllenden Behälters 2, vzw. mindestens doppelt bis zwölfmal so groß, so dass ein relativ großes Unterdruck-Volumen mit geringen Unterdruckschwankungen in dieser Kammer 8k, 8ks und im Druck-entleerten Behälter 2 zur Verfügung steht, was relativ konstante Ausgangs-Unterdrücke unmittelbar vor dem Befüllen, relativ konstante End-Unterdrücke vor dem Befüllen und relativ hohe Befüllungsgrade und/oder relativ konstante Befüllungsmengen im Behälter 2 bzw. Probefluidbehälter 2p ermöglicht;
- 8p Elektronik-4-steuerbare Vakuum- bzw. Unterdruckerzeugungs-Pumpe, vzw. elektrisch betreibbare und steuerbare Vakuumpumpe
- 9 Fluid, (Flüssigkeit oder Gas) bzw. Probefluid
Von diesem Fluid 9 soll mindestens eine Probe 9 mittels der Probenfluidnehmers 1 genommen werden, die dann zur Befüllung von mindestens zwei deinstallierbaren Probefluidbehältern 2 (2p) mit einem oder vzw. mehreren genommenen Fluidproben 9 verwendet wird;
- 10 Stromversorgungseinheit,
Diese ermöglicht es, dass der Probenfluidnehmer 1 und seine Einheiten mit geeignetem Strom bzw. geeigneter Spannung aus einer externen und/oder internen Quelle versorgt werden, z. B. über ein externes Stromkabel; Vzw. ist es eine Stromversorgungseinheit, die autarken Betrieb ermöglicht bzw. als Selbstversorgungseinheit 10 ausgebildet ist, insb. mit einem elektrischen Akkumulator oder einer elektrischen Batterie, ggf. mit integrierter oder separat anschließbarer Solarzellenenergie-Unterstützung; Vorteilhaft ist ein mobiler und relativ leichter Probefluidnehmer 1, vzw. im Bereich von 5–40 kg, mit einer derartigen Selbstversorgungseinheit, da er durch 1–2 Personen als Feldgerät leicht an oder in unmittelbarer Nähe der Stelle zu positionieren ist, an der Probefluide 9 (Flüssigkeiten oder Gase) entnommen werden sollen;
