DE1863011U - Probeentnahme-vorrichtung, insbesondere fuer radioaktive fluessigkeiten. - Google Patents

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Abs.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, Siegen i. Westf., Bankkonten·

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2. August 1962

lür diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 29342/61 vom 14. August 1961 beansprucht.

Probeentnahme-Vorrichtung, insbesondere für radioaktive Flüssigkeiten

Die Heuerung bezieht sich auf eine Probeentnahme-Vorrichtung, insbesondere auf eine Vorrichtung zum Entnehmen von typischen oder charakteristischen /representative/ Proben aus einem Hauptstrom eines bei einem Verfahren oder Prozess beteiligten Mediums /main process stream/, im Nachfolgenden "Prozess-Hauptstrom" genannt.

Beim Betrieb von chemischen Anlagen ist es oft erforderlich, charakteristische Proben zur Analyse einem Prozess-Hauptstrom zu entnehmen; aber wenn der Strom von radioaktiver Art ist, wird der Zugang bzw. die Zugänglichkeit durch die notwendige Abschirmung beschränkt, so dass eine fernbetätigte Probeentnahme-Vorrichtung erforderlich wird. Vorzugsweise vermag eine derartige Vorrichtung Proben zu entnehmen, welche die in dem Strom fliessende Flüssigkeit genau repräsentieren, und ausserdem soll sie mit einem Minimum an Wartung infolge des begrenzten Zugangs wegen der Bestrahlungsgefahr und der Schutzabschirmung auskommen«

Bekannte Probeentnahme-Vorrichtungen, bei welchen eine Mikro-Pumpe angewandt wird, sind, wenn sie sich auch zum Abgeben von kleinen Flüssigkeitsmengen, wie sie beim Handhaben von radioaktiven Stoffen erforderlich sind, eignen, ausserordentlich starker Abnutzung durch Abreiben von festen leuchen ausgesetzt, die in dem Flüssigkeitsstrom suspendiert sein können, und erfordern daher eine häufige Wartung oder Überprüfung.

Zweck der . !Teuerung ist die Schaffung einer fernbetätigten Probeentnahme-Vorrichtung, die charakteristische Proben aus einem Prozess-Hauptstrom entnehmen kann und ein Minimum an Wartung erfordert.

G-emäss der 'Feuerung weist eine Probeentnahme-Vorrichtung zum Entnehmen von charakteristischen Proben aus einem Prozess-Haupt strom eine Entnahme-Vorrichtung für durch Luftpulse

zusammengeballte Proben /air pulse bulked sample taking device/, einen Sammelbehälter für die zusammengeballte Probe, eine Siphon-Einrichtung zum Entleeren dieses Sammelbehälters, biologische Abschirmmittel für die Kombination von Probeentnahme-Torrichtung und Sammelbehälter, sowie Mittel zum leiten eines Teils der zusammengeballten Probe nach ausserhalb der Abschirmung auf.

Unter dem Ausdruck "zusammengeballte bzw. angesammelte Probe" /'bulked sample'/ soll hierin eine Probe verstanden werden, welche über einen relativ langen Zeitabschnitt (z.B. 150 ml in 12 Stunden) gesammelt worden ist.

Die . !Teuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Anordnung einer Probeentnahmevorrichtung,
Pig. 2 ein Einzelteil von I¹Ig. 1,

während
Pig. 3 eine geschnittene Seitenansicht einer praktischen Ausführungsform der schematisch in Pig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung darstellt.

G-emäss den Pign. 1 und 2 hat eine Probe en tnahme-Yorrichtung 1 für durch luftpulse zusammengeballte Proben eine Impulskammer 2, welche durch eine Rohr-Leitung 4 mit einer Aus- oder Abgabekammer 3 und durch eine Rohrleitung 6 mit einer Impulssteuereinheit 5 verbunden ist. Die Impulskammer 2 hat eine Einlassöffnung 7 und ist so angeordnet bzw. eingerichtet, dass sie in einen Prozess-Hauptstrom 8 eingetauscht werden kann, von

welchem sie Proben entnehmen soll-r Die Kammer 3 hat ein Abgaberohr 9j das in ein Sammelgefäss 10 führt, und ausserdem eine Rohrleitung 11 zum liefern von Spülflüssigkeit /supplying flushing out liquid/. Das Abgaberohr 9 hat drei rechtwinklige Schlitze 12 (Fig. 2) in seiner Wand. Das Sammelgefäss 10 hat ein Überflussrohr 13 zum Rückführen von überströmender Flüssigkeit nach dem Prozesstrom 8 und ist mit einem Rührgerät 14 versehen. Eine Siphon-Einrichtung 15 weist eine Kammer 16 mit einer sich nach unten erstreckenden Rohrleitung 17 auf, deren unteres Ende in den Strom 8 eingetaucht ist, sowie zwei nach oben sich erstreckende Rohrleitungen 18 und 19. Die Rohrleitung 18 steht in Verbindung mit einem Vakuum-Steuergefäss 20, und die Rohrleitung 19 hat die Form eines umgekehrten U, dessen freier Schenkel in flüssigkeit 10a eintaucht, welche im Behälter 10 enthalten ist. Das Vakuumsteuergefäss 20 steht in Verbindung mit einer handbetätigten Saugpumpe 21 der Tauchkolben- bzw. Plunger-Bauart. Eine Pegelsonde /level probe/ 22, die mit einem Indikator 23 verbunden ist, ist vorgesehen, um den Pegel der Flüssigkeit im G-efäss 10 anzuzeigen.

In Fig. 3 strömt Flüssigkeit aus dem Prozess-Hauptstrom durch ein Rohr 24 in einen Absetzraum /sump/ 25 eines Aufnahmebehälters 26, welcher auf Konsolen 27 hinter einer biologischen Abschirmung 28 ruht. Ein Abschirmungsstopfen 29 führt durch eine Öffnung 30 in der Abschirmung 28 und hat eine zylindrische Verlängerung 31, welche nach unten verläuft, um mit einem Deekel 32 des Behälters 26 in Eingriff zu kommen und durch diese hindurchzuführen. Die Verlängerung 31 erstreckt sich in den Raum 25 und

nimmt die Kammer 16 -und die damit in Verbindung stehenden Rohrleitungen 17, 18, 19, sowie die Kammer 3 und die damit in Verbindung stehenden Rohrleitungen 4, 11 und 9 auf. Die Rohrleitungen 11, 18 und 6 führen quer über die Verlängerung 31 und erstrecken sich nach ausserhalb der Abschirmung 28, indem sie durch den Abschirmstopfen 29 hindurchführen. Die Rohrleitung 4 führt von der Impulskammer 2 in die Abgabekammer 3, und das Abgaberohr 9 führt durch die Verlängerung 31 und steht mit dem Probeentnahmebehälter 10 in Verbindung, welcher in den Behälter 26 durch den Deckel 32 abgestützt wird, wobei sein Überflussrohr 13 mit dem Raum 25 in Verbindung steht.

Eine rohrförmige Nadel 33_} die in einer Hülse 34 untergebracht ist, erstreckt sich in den Behälter 10 von einem Probeentnahmepunkt 35 auf der oberen Oberfläche des Abschirmstopfens 29 aus. Die Rührvorrichtung 14 wird durch eine Welle 26 betätigt, die in abgedichteter Weise durch die Abschirmung 28 hindurchführt und eine Kupplung 37 trägt; eine Welle 38 und Kegelräder 39 vervollständigen die Antriebsvorrichtung. Die Pumpe 21 ist an der Aussenseite der Abschirmung 28 angebracht, und steht mit der Rohrleitung 18 über das Vakuum-Steuergefäss 20 in Verbindung, welches in Pig. 3 nicht gezeigt ist.

Der Probeentnahmepunkt 25 weist eine Muffe 40 auf, die das obere Ende der rohrförmigen Nadel 33 umschließt, wobei die Muffe durjbh eine Verlängerung 41 gehalten wird, welche vom Abschirmungsstopfen 29 aus nach oben steht, line Hülse 42 umhüllt die Verlängerung 41 und ist an einen Deckel 43 geschweißt, welcher dazu dient, zu vermeiden, dass verspritzte Plüssigkeits-

tropfen in -unzugänglichen Hohlräumen abgesondert werden. Die oberen Enden der Rohrleitungen 6, 11, 18 werden durch den Deckel 43 geschützt und stehen mit entsprechenden äusseren Rohrleitungen (nicht in 3?ig. 3 gezeigt) mittels einer Anpassvorrichtung /adaptor/ 44 in Verbindung. Eine Auslassrohrleitung 45 im Behälter 26 regelt den Pegel der Flüssigkeit in dem Raum 25, und eine Rohrleitung 46, die mit einem Dampfauswerfer oder -ejektor (nicht gezeigt) verbunden ist, ist vorgesehen, um zu ermöglichen, dass der Behälter 26, -wenn erforderlich, entleert wird. Eine Rohrleitung 47 leitet und verteilt Spülflüssigkeit in den Behälter 26, und ein Belüftungs- bzw. Ausgleichsrohrzweig ist mit dem Bezugszeichen 48 versehen. Der Betrieb der Vorrichtung soll nunmehr anhand von Jig. 1 beschrieben werden.

Die Impulskammer 2 füllt sich mit flüssigkeit aus dem Prozesstrom 8 über die Öffnung 7» und ein luftimpuls wird von der Einheit 5j welche eine Pumpe (nicht gezeigt) aufweist, der Kammer übermittelt. Ein Teil der flüssigkeit wird durch die Öffnung 7 ausgestossen, und der Rest wird über die Rohrleitung 4 über die Kammer 3 und von dort über das Rohr in den Sammelbehälter 10 gehoben. Durch wiederholt zeitgeregelte Impulsfolge kann eine zusammengeballte Probe gesammelt werden, welcher nach gründlichem Mischen mit der Rührvorrichtung 14 punktweise bzw. an verschiedenen Punkten Proben entnommen werden können /can be spot sampled/, und zwar unter Verwendung der rohrförmigen !Tadel, zusammen mit der in der britischen Patentschrift 776 617 beschriebenen Technik unter Verwendung einer evakuierten flasche mit einer Elastomerkappe. Die genannte

lechnik besteht darin, dass eine evakuierte, mit einer Elastomer-Kappe versehene Hasche umgedreht und die Kaippe mit der ÜTadel durchstochen wird, woraufhin Flüssigkeit von dem S amme ITd ehält er in die Flasche angesaugt wird. Beim Wegnehmen der Flasche von der ladel schließt sich der kleine Einschnitt in der selbstdichtenden Kappe, um die Flüssigkeit zurückzuhalten, und wischt das Ende der ladel wieder trocken» Die Flüssigkeitsmenge, die an den Behälter 10 abgegeben wird, hängt von der Grosse des Luftimpulses ab, welcher durch die Betätigung eines Belüftungsventils /air vent valve/ (nicht gezeigt) reguliert werden kann. Die Pulsierungsfrequenz, und somit die Abgabefrequenz, wird durch die Impuls-Steuereinheit 5 geregelt, welche ein zeitlich abgestimmtes elektrisches Relais aufweist, das über ein magnetisches Ventil in einer Druckluftleitung arbeitet, um die im Vorstehenden erwähnte Pumpe zu betätigen. Die Pumpe erzeugt scharfe Luftimpulse auf die Oberfläche der Flüssigkeit in der Impulskammer 2. Nachdem eine Lokalprobe /spot sample/ entnommen worden ist, wird die übrige Flüssigkeit in dem Behälter 10 wieder zum Prozessstrom zurückgeführt, und zwar durch die Siphoneinrichtung 15, welche durch Evakuieren der Kammer 16 mit der Pumpe 21 über den Behälter 20, um die Rohrleitung 19 in Betrieb zu setzen, in Betrieb gesetzt wird. Wenn der Plunger der Pumpe 21 das Ende seines Hubs erreicht hat, wird das System über eine Öffnung (nicht gezeigt) in dem Pumpengehäuse auf Atmosphärendurck gebracht /vented to atmosphere/, und die Flüssigkeit im Behälter 10 wird herausgehoben, bis der Behälter leer ist, wie es durch den Pegelindikator 25 angezeigt ist. Um ein Ver-

stopfen durch das Bilden von Kristallen zu vermeiden, ist das Auslassende des Rohrs 9 so eingerichtet, dass es in Flüssigkeit im G-efäss 10 untertaucht, und die Schlitze 12 sind vorgesehen, um eine Stauung oder Stagnation der Flüssigkeitssäule in der Bohrung des Rohrs 9 zu vermeiden.

Schutzansprüche

Claims (3)

1. Probeentnahmevorriehtung zum Entnehmen von charakteristischen Proben aus einem Prozess-Hauptstrom, gekennzeichnet durch eine Entnahmevorrichtung für durch Luftimpulse zusammengeballte Proben, einen Sammelbehälter für die zusammengeballte Probe, eine Siphoneinrichtung zum Entleeren dieses Sammelbehälters, biologische Abschirmmittel für die Kombination von Probeentnahmevorrichtung und Sammelbehälter, sowie Mittel zum Leiten eines Teils der zusammengeballten Probe nach ausserhalb der Abschirmung.

2. Probeentnahmevorrichtung zum Entnehmen von charakteristischen Proben aus dem Hauptstrom eines bei einem (chemischen) Prozess beteiligten Mediums, insbesondere einer radioaktiven flüssigkeit aus einem Prozess-Hauptstrom, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) zum Entnehmen von mittels Luftimpulsen angesammelten Proben, eine Siphoneinrichtung (15) zum Entleeren dieses Sammelbehälters, biologischer Abschirmmittel (28) für die an

Probeentnahmevorrichtung (1) und Sammelbehälter (10) bestehende Bauteilgruppe, sowie eine Einrichtung zum Leiten eines Teils der zusammengeballten Probe nach einer Stelle ausserhalb der Abschirmung.

3. Probeentnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Entnehmen eines Teils der zusammengeballten Probe nach ausserhalb der Abschirmung eine rohrförmige Nadel aufweisen, die sich vom Sammelbehälter aus nach einer Probeentnahmestation zur Zusammenwirkung einer evakuierten, mit einer Elastomer-Kappe versehenen Flasche erstreckt.