DE1264110B - Werkzeug zum Auswechseln einer flexiblen Hohlnadel, welche aufrollbar und zur Entnahme von Proben aus insbesondere radioaktiven Fluessigkeiten bestimmt ist - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIn

Deutsche KL: 421-18

Nummer: 1264110

Aktenzeichen: C 35662IX b/421

Anmeldetag: 23. April 1965

Auslegetag: 21. März 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Auswechseln einer flexiblen Hohlnadel, welche aufrollbar und zur Entnahme von Proben aus insbesondere radioaktiven Flüssigkeiten bestimmt ist. Die flexible Hohlnadel kann z. B. mehrere Meter lang sein, und in einen Behälter eintauchen, der unter der Arbeitsebene einer Probenentnahmeeinrichtung oder Probeentnahmebank angeordnet ist, wobei die Entnahme mit Hilfe eines Fläschchens erfolgt, das vorher evakuiert worden ist und anschließend von der Nadel durchstochen wird.

Aus verschiedenen Gründen, insbesondere nach Beschädigung oder Abnutzung der Nadel sowie zur Kontrolle der letzteren, ist es häufig erforderlich, eine Nadel zu entfernen und durch eine andere zu ersetzen.

Hierzu wird gemäß der Erfindung, ausgehend von dem eingangs genannten Werkzeug, vorgeschlagen, daß in einem rohrförmigen Gehäuse, das von einem in Achsrichtung des Gehäuses bewegbaren Träger von außen gehalten wird, eine von einem Ende her verschiebbare Stange angeordnet ist, an deren anderem Ende eine Zange befestigt ist, deren am Bund des Halters der Nadel angreifbare Klemmbacken über das untere Ende des rohrförmigen Gehäuses vortreten können, und daß zwischen den Abschnitten des rohrförmigen Gehäuses ein abnehmbares Gehäuse angeordnet ist, in das eine seitlich zurücknehmbare Aufwickelvorrichtung eingreift.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Körper der Aufwickelvorrichtung, der zwischen zwei Abschnitten des rohrförmigen Gehäuses angeordnet ist, ein seitlich herausschiebbares, abnehmbares Gehäuse sitzt, und daß der Mechanismus zum Aufrollen des Drahtes in diesem Gehäuse während des Hochziehens der Nadel mittels der Zange seitlich zurückgenommen werden kann, wobei das Gehäuse einerseits, um einen Durchlaß für die Zange und ihr Betätigungsorgan zu schaffen, an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen seiner zylindrischen Wand und andererseits, um dem Aufrollmechanismus das Eintreten in das Gehäuse zu gestatten, an einer seiner Seitenwände mit Durchbrechungen versehen ist.

In den Zeichnungen stellt dar

F i g. 1 eine schematische Ansicht im kleinen Maßstab und teilweise im Schnitt einer Werkzeuganordnung zum Auswechseln einer flexiblen Hohlnadel,

F i g. 2 einen Längsschnitt, der unter anderem das obere Ende der Nadel mit ihrem Halter in einem Werkzeug zum Auswechseln einer flexiblen
Hohlnadel, welche aufrollbar und zur Entnahme von Proben aus insbesondere radioaktiven
Flüssigkeiten bestimmt ist

Anmelder:

Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. D. Jander und Dr.-Ing. M. Böning,

Patentanwälte, 1000 Berlin 33, Hüttenweg 15

Als Erfinder benannt:
Francois Conche, Massy, Seine-et-Oise;
Jacques Duboz, Meudon, Seine-et-Oise;
Rene Guilloteau, Cachan, Seine;
Jean Pillerault, Paris (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 23. April 1964 (972 003)

rohrförmigen Haltestück zeigt, in dem sie sich in ihrer Gebrauchslage befindet,

F i g. 3, 4 und 5 Längsschnitte durch den unteren Teil des Werkzeugs, welche die aufeinanderfolgenden Stellungen der Nadel während des Herausziehens zeigen,

F i g. 6, 7 und 8 Schnitte durch den oberen Teil des Werkzeugs längs der Linie 6-6 der Fig. 2, welche die Aufwickelvorrichtung am Anfang des Aufwickeins der Nadel zeigen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient die Werkzeuganordnung zum Entfernen und Wiedereinsetzen einer rohrförmigen Nadelet, die hinreichend flexibel ist, um zu einer Spule aufgerollt werden zu können. Diese Nadel trägt kurz hinter ihrem oberen Ende α einen Halter B mit einem Bund b. Der Halter ruht in der Gebrauchslage der Nadel in einem rohrförmigen Teil C, welches von einem Träger D gehalten wird, der beispielsweise im Boden eines Gehäuses einer Einrichtung zur Entnahme von Proben angeordnet ist. Bei einer derartigen Einrichtung kann das hier erläuterte Werkzeug an die Stelle eines der von der Werkzeughaltesäule E gehaltenen Werkzeuge treten, und zwar insbesondere an die Stelle des

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Werkzeugs zum Spülen der Nadel, durch die eine Probe entnommen worden ist.

Bei dem Werkzeug zum Auswechseln einer flexiblen Hohlnadel trägt der Träger E, der mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die es gestattet, ihn längs der Achse X-X (F i g. 1 und 2) zu verlagern,. die durch die Achse des Klemmhalters B und der Nadel A in der Arbeitslage verläuft, ein rohrförmiges Gehäuse. Dieses Gehäuse besteht aus drei Teilen 1, 2 und 3, die durch Gewinde miteinander verbunden sind.

In diesem Gehäuse kann eine Stange 4 längsverlagert werden, die das Betätigungsorgan für eine Zange P bildet, welche am unteren Ende der Stange 4 angeordnet ist. An ihrem oberen Ende sitzt ein Betätigungsknopf 5.

Die Zange weist einen Zangenkörper 6 auf, der bei 7 in das untere Ende der Stange 4 eingeschraubt ist. Am Zangenkörper 6 sind um zwei senkrecht zur Achse X-X verlaufende Achsen 8 schwenkbar zwei Klemmbacken 9 angeordnet, welche an ihren Enden zwei nach innen ragende Vorsprünge 10 aufweisen. Diese Vorsprünge dienen dazu, unter den Bund b des Klemmhalters B der Nadel zu fassen. Eine Feder 11 ist bestrebt, die beiden Klemmbacken auseinanderzuhalten. Diese Feder wird von einem mittig angeordneten Teil 12 des Zangenkörpers 6 getragen, welcher mit einem axialen Sackloch 12^e versehen ist, in das das obere Ende α der Nadel A ungestört eintreten kann (Fig. 3).

Außen trägt jede Klemmbacke einen Wulst 13. Die Anordnung ist so gewählt, daß bei aus dem Rohr 1 gezogenem Wulst (F i g. 2) einerseits die beiden Haken 10 der Zange hinreichend weit auseinandergespreizt sind, um an dem Bund b des Klemmhalters B vorbeigeführt werden zu können, und daß andererseits die Klemmbacken 9 hinreichend nahe beieinanderbleiben, wobei ihre Außenflächen nahezu parallel verlaufen, um in das Innere der zylindrischen Kammer c des Teils C eingeschoben werden zu können (vgl. Fig. 3).

Greifen dagegen die Wülste 13 in das Rohr 1 (F i g. 5 und 6), sind die Klemmbacken einander genähert und können den Klemmhalter B mit Hilfe seines Bundes b zurückziehen.

Die Stange 4 weist in der Nähe ihres oberen Endes zwei Kerben 14 und 15 auf, die der unteren Lage und der Stellung beim Greifen des Halters B entsprechen. In der Nähe ihres' unteren Endes ist sie dagegen mit zwei Kerben 16 und 17 versehen, mit denen sie beim Arbeiten der Dorne der Aufwickelvorrichtung in der oberen Lage gehalten wird. Diese Kerben gestatten es, die Stange 4 der Zange in vier verschiedenen Höhenlagen zu verriegeln, indem in jeweils eine der Kerben eine Klinke 18 eingreift, die bei 19 an einem Stück 20 schwenkbar gelagert ist, welches das Rohr 3 abdeckt. Die Klinke wird durch eine Feder 21 in die Verriegelungslage gedrückt. Die den Kerben entsprechenden Stellungen des Werkzeugs sind in den Zeichnungen dargestellt, und zwar befindet sich in Fi g. 2 die Klinke 18 in der Kerbe 14 für die untere Lage, in F i g. 3 greift sie in die Kerbe 15, in dieser Lage wird der Klemmhalter erfaßt, in F i g. 6 befindet sie sich in der Kerbe 16, in dieser Lage werden die Dorne der Wickelvorrichtung in ihre Arbeitsstellung gebracht, in Fig. 7 schließlich greift die Klinke in die Kerbe 17, die zur oberen Stellung gehört.

Zwischen den Teilen 2 und 3 des rohrförmigen Körpers des Werkzeugs ist ein hohler Körper 22 einer Wickelmaschine mit der senkrecht zur Achse X-X verlaufenden Achse Y-Y angeordnet. Dieser Körper wird von drei stufenartig angeordneten Teilen 23, 24 und 25 gebildet (Fig. 2).

Der Teil 23 besitzt zwei Flansche 26 und 27, zwischen denen ein Gehäuse auswechselbar angeordnet werden kann; es besteht aus Blech oder anderem

ίο Material und bildet eine Aufnahme 2? für die zum Zwecke des Herausnehmens aufgerollte Nadelt. Dieses Gehäuse bzw. die Aufnahme- ist mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Öffnungen m und η in seiner Zylinderwand versehen (F i g. 2 und 6 bis 8).

Jede dieser Öffnungen hat einen Durchmesser, der mindestens dem Durchmesser χ des Teiles 1 des rohrförmigen Werkzeugkörpers entspricht.

Das herausnehmbare Gehäuse ist zwischen zwei Flanschen angeordnet. Der eine Flansch 26 ist ab-

ao nehmbar, er läßt sich transversal verschieben und ist mit einer Dichtung 26^a versehen. Der andere Flansch ist entweder ebenfalls abnehmbar und beispielsweise durch einen Bajonettverschluß verriegelbar, falls der Körper 22, in dem er sitzt, zylindrisch ist, oder aber er ist seitlich zurückziehbar, falls dieser Teil des Körpers transversal verbreitert ist und die Form eines Rechtecks aufweist.

Das Gehäuse R kann folglich durch eine transversale Relativbewegung gegenüber dem Körper 22 nach links in Fig. 2 aus diesem entfernt werden.

Die Nadel läßt sich in dem Gehäuse aufrollen, während es feststeht, und zwar mit Hilfe von vier Dornen 28, die in eine Platte 29 der Aufrollvorrichtung eingeschrumpft sind. Diese Platte 29 ist im Teil 24 des Gehäuses mit Hilfe einer Schubstange 30 verschiebbar. Die Schubstange oder Schieberwelle trägt einen Knauf 31 und ist im Teil 25 des Gehäuses 22 drehbar und längsverschieblich zur Achse Y-Y gelagert. Sie kann zwei Längsstellungen einnehmen, von denen die eine dargestellt ist, während die andere einer Verlagerung der die Dorne 28 tragenden Platte

29 nach links entspricht. Die beiden Stellungen werden durch den einen oder den anderen von zwei Riegeln 32 und 33 mit Kugeln bestimmt. Diese Kugeln stehen unter der Einwirkung von Federn 34 und 35 und greifen entweder in die Nut 36 oder 37 der Welle 30 ein.

Die Dorne 28 gleiten während der Verlagerung der Platte 29 nach links, und zwar in Öffnungen 38, die in den Flansch 26 eingearbeitet sind. Das herausnehmbare Gehäuse R weist an seiner Vorderfläche eine Öffnung 38^a auf, weiche die freie Drehung der Dorne um die Achse Y-Y erlaubt. Während der Längsverschiebung wird die Platte 29 von einem feststehenden Dorn 39 geführt, der von der Zwischenwand 40 des Gehäuses 22 getragen wird. Dieser Dorn 39 greift in eine Nut 41 der Platte 29.

Wie man den Figuren entnehmen kann, ist die Platte 29 am Ende der Welle 30 durch Schweißen befestigt. Eine Schraube 42 ist in einen Teil 43 der Welle 30 eingeschraubt; sie trägt am einen Ende einen Betätigungsknopf 44 und am anderen Ende ein Organ45 (Fig. 2). Von dem äußeren Teil der Welle

30 wird eine Feststellsehraube 46 getragen.

Der Abstand zwischen den beiden Innenflächen des AufnahmegehäusesR (Fig. 2) entspricht dem Durchmesser χ der Rohre 1 und 2 des rohrförmigen Werkzeugkörpers. Dagegen ist der Durchmesser y

des oberen Teils 3 des rohrförmigen Körpers größer als der Durchmesser x, um das Öffnen der Zange zu erlauben.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Angenommen, die Nadel Λ sei zum Auswechseln zurückzuziehen. Die Aufwickelvorrichtung möge sich in der Stellung gemäß Fig. 2 und 6 befinden. Der Aufnahmebehälter R ist an seinem Platz, und die Dorne 28 befinden sich auf der rechten Seite des Flansches 26. Das gesamte Werkzeug ist mit dem Träger längs der Achse X-X über den Halter B gesenkt. Die Zange P ist, wie in F i g. 2 dargestellt, offen, da die beiden Wülste 13 ihrer Klemmbacken unten aus dem Rohr 1 hervorragen und die Klemmbacken durch die Feder 11 gespreizt werden.

In dieser Stellung können, wie weiter oben bereits erwähnt, die beiden Klemmbacken, deren Außenflächen praktisch parallel verlaufen, in die Axialbohrung c des Sitzes C des Klemmhalters B eintreten.

Das gesamte Werkzeug wird anschließend bis in die Stellung gemäß F i g. 3 gesenkt, so daß sich die hakenförmigen Enden 10 der Klemmbacken 9 der Zange unterhalb des Bundes b des Halters B befinden. In dieser Stellung befindet sich die Klinke 18 in der oberen Kerbe 14 der Haltestange 4 für die Zange.

Nachdem die in F i g. 3 dargestellte Lage erreicht ist, zieht man ohne Veränderung der Lage des Trägers E des Werkzeugs und folglich auch ohne Veränderung der Lage des rohrförmigen Werkzeugkörpers den Knauf 5 nach Entriegelung der Stange 4 im Sinne des Pfeils f¹ nach oben (F i g. 2), bis die Klinke 18 in die Kerbe 15 eingreift, in der man sie vorübergehend läßt.

Die Zange P befindet sich dann in der in F i g. 4 dargestellten Lage. Ihre zwei Klemmbacken 9 sind durch die Stange 4 nach oben gezogen und ihre Wülste 13 in das Innere des Rohres 1 eingetreten. Dies hat ein Zusammenziehen der Klemmbacken entgegen der Wirkung der Spreizfeder 11 zur Folge, und die beiden Haken 10 fassen unter den Bund b des Klemmhalters B.

Von dieser Stellung aus genügt es, die Stange 4 erneut zu entriegeln, um auf einmal die Stange, die Zange P, den in die Klemmbacken 9 der Zange eingehakten Halter B und die mit dem Halter in Verbindung stehende Nadelt nach oben zu ziehen.

Die Aufwärtsbewegung wird fortgesetzt, bis die in F i g. 6 dargestellte Lage erreicht worden ist. In dieser Stellung befindet sich der Halter B der Nadel A bereits im Innern des Gehäuses R, und zwar oberhalb des Niveaus der beiden Löcher 38, durch das die unteren Dorne 28 eintreten können.

Die Zange P ist nach wie vor geschlossen, da die beiden Wülste 13 ihrer Klemmbacken 9 gegen die Flächen des Gehäuses R anliegen, und da der Abstand zwischen diesen Flächen dem Durchmesser χ (F i g. 2) des Rohrs 1 entspricht.

Ist die in F i g. 6 dargestellte Lage erreicht, schiebt man mit dem Knauf 31 die Welle 30 und die Platte 29, deren Dorne 28 durch die seitliche Öffnung 38" des Gehäuses R eindringen, im Sinne des Pfeils f² (F i g. 2) nach links. Hierbei passieren die unteren Dorne28 die Nadel A auf beiden Seiten (Fig. 6).

Anschließend werden die Stange 4 und die mit ihr durch die Zange verbundenen Elemente weiter nach oben gezogen, bis die Wülste 13 der Zange aufhören, gegen die Flächen des Gehäuses R anzuliegen, um in den oberen Abschnitt 3 des rohrförmigen Werkzeugkörpers einzutreten. Da dieser Abschnitt einen Durchmesser y hat, der größer ist als der Durchmesser χ des Rohrs 1 und ausreicht, um die Wülste 13 freizugeben, kann die Zange sich öffnen; sie gibt den Halter B und die Nadel A folglich frei. Letztere fällt um ein kleines Stück zurück, das dadurch begrenzt wird, daß der Halter B schnell auf den beiden unteren Dornen 28 zur Ruhe kommt (vgl. F i g. 7, in der die Zange? geöffnet und nach oben aus dem Gehäuse R herausgezogen ist).

Nach Erreichen dieser Stellung genügt es, mit Hilfe des Knaufs 31 die Halteplatte 29 um die Achse Y-Y zu drehen. Da die Platte 29 sich in F i g, 2 in ihrer linken Stellung befindet und der Verriegelungsdorn 39 sie freigibt, läßt sie sich ohne weiteres drehen.

Die Drehung erfolgt im Sinne des Pfeils /³ (F i g. 7 und 8). Wie man erkennen kann, nehmen die beiden Dorne 28, wenn sie um die Achse Y-Y angetrieben werden, den Halter B und die Nadel mit. Die Nadel beginnt, sich um den Dorn 28^α zu rollen. Beim weiteren Aufrollen wickelt sich die ganze Länge der Nadel nicht nur um diesen Dorn, sondern auch um andere Dorne.

Am Ende des Aufrollvorganges der Nadel werden die Dorne 28 aus dem Gehäuse R nach rechts zurückgezogen (F i g. 2). Die eingerollte Nadel wird von ihnen gelöst und bleibt gegen die zylindrische Wand des Gehäuses R gedrückt in diesem.

Um das Gehäuse mit der eingerollten Nadel A zu entnehmen, entfernt man den Flansch 27 und dreht anschließend die Schraube 42 mit Hilfe des Griffes 44. Das Ende 45 der Schraube 42 drückt gegen das Gehäuse R und treibt dieses heraus.

Die Indexschraube 45 dient dazu, die Lage der Dorne 28 während des ersten Vorganges zu bestimmen.

Eine neue Nadel muß an die Stelle der herausgenommenen gebracht werden. Um dies durchzuführen, wird die Zange P mit ihrer Stange 4 zum oberen Ende des rohrförmigen Körpers gezogen 1-2-3, und eine neue Nadel wird vertikal von oben nach unten längs der Achse X-X eingefädelt, und zwar zuerst in den rohrförmigen Körper und dann durch den Teil C, wobei das untere Nadelende in den Bottich geführt wird, aus dem man eine Probe entnehmen will. Ist der Halter B der neuen Nadel hinreichend weit nach unten in den rohrförmigen Körper des Werkzeugs gesenkt, betätigt man von neuem die Zange P mit ihrer Stange 4 von oben nach unten. Hierbei kommt die geschlossene Zange mit dem Ende ihrer Klemmbacken am Halter B der neuen Nadel zur Anlage. Sie schiebt den Halter so lange nach unten, bis die Zange sich öffnet: dies ist dann der Fall, wenn eine Stellung erreicht wird, in der die Wülste 13 nach unten aus dem Rohr 1 heraustreten.

Der Halter befindet sich mehr oder weniger in seiner Sollage. Es genügt anschließend, die Zange weiter nach unten zu bewegen, damit der mittig angeordnete Ansatz 12 gegen den Halter B um die Verlängerung α der Nadel A herum drückt. Mit Hilfe dieses Ansatzes 12 wird der Halter in seine genaue Lage im Teil C überführt. Das Ende α der Nadelt befindet sich während dieses Vorganges ungestört in der zentralen Bohrung 12^a des Ansatzes 12.

Die Stange 4 und der Körper 6 der Zange können durchbrochen sein, und zwar derart, daß es möglich ist, vor dem Herausziehen der Stange 4 und der Zange eine beliebige Druckflüssigkeit auszusprühen und so eine Reinigung der Nadel A des Halters B und seines Sitzes C zu erzielen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Werkzeug zum Auswechseln einer flexiblen Hohlnadel, welche aufrollbar und zur Entnahme von Proben aus inbesondere radioaktiven Flüssigkeiten bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem rohrförmigen Gehäuse (1, 2, 3), das von einem in Achsrichtung (Z-Z) des Gehäuses (1, 2, 3) bewegbaren Träger (E) von außen gehalten wird, eine von einem Ende her verschiebbare Stange (4) angeordnet ist, an deren anderem Ende eine Zange (P) befestigt ist, deren am Bund (b) des Halters (B) der Nadel (/4) angreifbare Klemmbacken (9) über das untere Ende des rohrförmigen Gehäuses (1,2, 3) vortreten können, und daß zwischen den Abschnitten (2 und 3) des rohrförmigen Gehäuses (1,2, 3) ein abnehmbares Gehäuse (R) angeordnet ist, in das eine seitlich zurücknehmbare Aufwickelvorrichtung eingreift.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (9) der Zange (P) zwei Außenwülste (13) aufweisen, die mit der zylindrischen Wand des rohrförmigen Gehäuses (1) des Werkzeugs zusammenwirken, um die Zange entgegen der Wirkung einer Feder (11) geschlossen zu halten.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (P) einen zentralen Ansatz (12) aufweist, der auf den Halter (B) der anzubringenden Nadel (A) drückt, und der mit einem Sackloch (12°) zur Aufnahme des über den Halter (B) hinausragenden Nadelendes (a) versehen ist.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (R) an zwei sich diametral gegenüberliegenden Stellen (m und n)· seiner zylindrischen Wand und an einer seiner ' Seitenwände (38°) mit Durchbrechungen versehen ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt (3) des rohrförmigen Gehäuses (1, 2, 3) einen hinreichend großen Durchmesser hat, um das Öffnen der Zange (P) unter der Einwirkung ihrer Feder zu gestatten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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