DE1925035C3 - Gerät zur Herstellung eines Reagens - Google Patents

Description

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zweite Reagensbestandteil in konzentrierter Form Mineralien — aus der durch die Patrone fließenden

nur sehr wenig Raum einnimmt. Weiterhin kann das Flüssigkeit und/oder zur Hinzufügung bestimmter

Verhältnis der Reagensbestandteile sehr genau einge- Bestandteile zu der Flüssigkeit geeignet sein,

stellt werden, so daß das an die Reaktionskammer Die Patrone 18 wird — wie in Fig. 3 gezeigt —

gelieferte Reagens immer «he gleiche Qualität auf- 5 durch eine Klammer 19 an der Seitenwand des noch

weist. Eine Zufuhr eines Reagensbestandteils von zu beschreibenden Behälters 32 für den zweiten Rea-

außen an das Gerät ist nicht erforderlich. gensbestandteil gehalten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Er- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel soll

findung ist vorgesehen, daß die Aufbereitungsein- der erste Reagensbestandteil entionisiertes und ent-

richtung eine Patrone ist, daß die Patrone ein Mate- io mineraiisiertes Wasser sein, welches später mit dem

rial zur Veränderung der Eigenschaften des ersten konzentrierten zweiten Reagensbestandteil gemischt

Reagensbestandteils, auf das in der Reaktionskam- werden soll, um dieses zu verdünnen. Jede übliche

mer eingewirkt wurde und das durch die Patrone ge- Entionisierungsvorichtung zur Entfernung sowohl

leitet wurde, aufweist, so daß es in den ersten Rea- der Kationen als auch der Anionen kann Verwen-

gensbestandteil zur Verdünnung des konzentrierten 15 dung finden. Ein in der Patrone 18 verwendbarer

zweiten Reagensbestandteils umgebildet werden Ionenentfemer ist ein Harz, welches aus einem Styrol-

kanr Divinylbenzol-Mischpolymerträger mit einem Kat-

Die Patrone kann ein Material sowohl zur Deioni- ionenentferner aus einer starken Schwefelsäure und

sierung als auch zur Demineralisierung des ersten einem Anionenentferaer aus einem stark basischen

Reagensbestandteils, auf das in der Reaktionskam- 20 quartemären Anunoniumrest besteht Die De-

mer eingewirkt wurde, und das durch die Patrone ge- ionisierungsvorrichtung entfernt auch ionenförmige

leitet wird, enthalten, um so deionisiertes und de- Mineralien. Andere Verunreinigungen können durch

mineraiisiertes Wasser als ersten Reagensbestandteil Adsorption durch ein typisches Adsorptionsmittel wie

zu bilden. _z. ß. Kohle entfernt werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht 25 Der erste Reagensbestandteil aus der Patrone 18

der zweite flüssige Reagensbestandteil aus konzen- läuft unter dem Einfluß der Schwerkraft durch eine

triertem Wasserstoffsuperoxid und verdünnter Leitung 20 in vinen bitweisen Vorratsbehälter 22.

Schwefelsäure. Eine in Fig. 3 nicht dargestellte Leitung26 ver-

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in läßt den Vorratsbehälter 22 über ein Anschluß-

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels 30 stück 27. Die Leitung 26 führt die auf der Oberfläche

noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt der Flüssigkeit im Behälter 22 schwimmenden Ab-

F i g. 1 schematisch eine Ausführungsform des Ge- lagerungen weg und ebenso auch einen Überschuß

rätes zur Herstellung eines Reagens, oder einen Überfluß des Reagensbestandteiles in dem

Fig 2 eine Seitenansicht des Gerätes nach Behälter.

Fig. 1, ₃₅ Von einem Anschlußstück25 aus führt aus dem

F i g. 3 eine Draufsicht des Gerätes gemäß F i g. 2 Vorratsbehälter 22 eine Leitung 24 heraus, die in

in Richtung der Pfeile3 nach Fig. 2, Fig. 3 jedoch nicht dargestellt ist. Diese Leitung

Fig. 4 eine Vorderansicht des Gerätes gemäß läuft durch ein in Fig. 2 gezeigtes Anschluß-

Fi g. 2 aus der Richtung der Pfeile4 nach Fig. 2. stück25a. Der in dem Vorratsbehälter22 enthaltene

Die mit dem Bezugszeichen 12 versehene Reak- _4O Reagensbestandteil wird durch die Pumpe 30 über tionskammer stellt keinen Teil der Erfindung dar. die Leitung 24 zur Pumpe hin abgezogen.
Diese Reaktionskammer 12 kann beispielsweise eine Ferner ist ein weiterer Behälter 32 für den konzen-Materiallage aufweisen, welche einen Bestandteil ent- trierten Reagensbestandteil vorgesehen. Dieser Behält, der mit dem Reagens reagieren soll. Das Rea- halter kann ein ersetzbarer Behälter sein, der dann gens fließt dabei über diese Lage und reagiert mit ₄₅ ersetzt wird, wenn der darin enthaltene Reagensbedem Material in der Lage, wird verändert und bildet standteil verbraucht ist. Alternativ kann der Behäleine Lösung, welche verschiedene Kationen und ter 32 beständig in dem Gerät befestigt sein und mit Anionen enthält. Das Reagens kann dabei auch Ver- dem konzentrierten Reagensbestandteil durch die unreinigungen und Mineralien aus der Lage aufneh- Füllkappe 34 gefüllt werden. Der Werkstoff, aus welmen. Alternativ kann die Reaktionskammer 12 zur ₅₀ ehern der Behälter 32 besteht, kann irgendein geeig-Bestimmung der Menge eines in einer gasförmigen neter Werkstoff sein, der den konzentrierten Rea-Probe vorhandenen Bestandteils verwendet werden. gensbestandteil in entsprechender Weise schützt und Das Reagens reagiert dabei mit dem Bestandteil, nicht mit diesem reagiert.

wird verändert und bildet eine Lösung verschiedener Schließlich ist auch ein Reagens-Volumen-Meßge-Ionen und Mineralien, wobei die Reaktion gemessen rät 36 — vgl. F i g. 4 — für den Behälter 32 vorgesewird. Das nunmehr verbrauchte Reagens aus der ⁵ hen; dieses Meßgerät 36 besteht aus einem länglichen Reaktionskammer 12 bewegt sich unter dem Einfluß durchsichtigen Rohr, welches seinerseits aus einem der Schwerkraft durch eine Leitung 14 in das allge- Werkstoff hergestellt ist, der nicht mit dem konzenmein mit 16 bezeichnete Gerät zur Herstellung eines trierten Reagensbestandteil reagiert und auch nicht Reagens. Die erste Stufe in dem Gerät ist eine Auf- ₆ verschlechtert; dieses Rohr steht oben über eine Leibereitungseinrichtung in Form einer Patrone 18, die ° tung 38 und unten über eine Leitung 40 mit dem Inein Material enthält, welches auf die durch sie flie- neren des Behälters 32 in Verbindung. Der flüssige ßende Flüssigkeit einwirkt, um einen ersten flüssigen konzentrierte Reagensbestandteil innerhalb des Be-Reagensbestandteil zu bilden, der später mit dem hälters 32 erlangt sein eigenes Niveau innerhalb des zweiten konzentrierten Reagensbestandteil gemischt Meßgerätes 36, wodurch das Niveau des konzentrierwird, um — wie unten beschrieben — das Reagens ⁵ ten Reagensbestandteiles innerhalb de« Behalten 32 für die Reaktionskammer 12 zu bilden. Die aktiven beobachtbar ist.

Materialien in der Patrone 18 können zur Entfernung Der Behälter 32 besitzt ein Auslaßanschlußbestimmter Bestandteile — beispielsweise Ionen oder stück 42, welches eine Auslaßleitung 44 aufweist, die

hindurchläuft und sich in den Behälter 32 hineinerstreckt, wodurch der konzentrierte Reagensbestandteil aus dem Behälter entnehmbar ist. Die Leitung 46 läuft von dem Anschlußstück 42 zur Pumpe 30; die Leitung 46 ist in den F i g. 2 bis 4 nicht dargestellt. Die Leitung 46 verläuft dabei jedoch durch ein in Fig. 2 dargestelltes Auslaßstück und Verbindungsstück 48.

Es sei nunmehr zu einer Betrachtung der F i g. 1 zurückgekehrt und zunächst darauf verwiesen, daß die Pumpe 30 eine peristaltische Pumpe ist. Wie bereits oben erwähnt, pumpt eine peristaltische Pumpe die Flüssigkeit (ein Strömungsmittel) durch ein biegsames tohr durch Versperrung des Rohres, worauf der On der Okklusion fortlaufend strömungsabwärts bewegt wird, wobei sich das vor der Okklusion befindliche Strömungsmittel strömungsabwärts bewegt. Die Pumpe 30 weist — wie in den F i g. 1 und 3 dargestellt — ein Pumpengehäuse auf, welches einen Pumpenmotor enthält, der ein üblicher Elektromotor ist, um die Pumpenwelle 52 in Drehung zu versetzen. An der Pumpenwelle 52 ist eine Scheibe 54 befestigt, welche durch die Welle gedreht wird. Von der Scheibe aus erstreckt sich mindestens ein starrer Stummel oder vorzugsweise mehrere starre Stummel 56 nach außen.

Die Leitung 46 verläuft — wie in F i g. 1 gezeigt — bei 58 um die Stummel 56 herum. Nach dem Herumlaufen um die Stummel führt die Leitung bei 60 von der Pumpe 30 weg. In gleicher Weise läuft die Leitung 24 um die Stummel 56 bei 62 herum, und nach dem Herumlaufen um die Stummel führt die Leitung von der Pumpe bei 64 weg.

F i ι». 2 zeigt schematisch die gleichen Flüssigkeitswege (lurch die Pumpe 30 — wie F i g. 1 —, und zwar durch Verwendung von gerichteten unterbrochenen Linien.

Die Pumpe 30 veranlaßt die Reagensbestandteile innerhalb der Leitungen 46,58 und 60 und innerhalb der Leitungen 24. 62,64 zu einer Bewegung über die Pumpe hinaus, indem die Scheibe (in Fig. 1 und 2) entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird, und indem die Leitungen hinreichend dicht an die Stummel 56 herangezogen werden, so daß die Stummel die Leitungen verschließen. Wenn sich die Stummel bewegen, so bewegt sich jeder längs einer Leitung stromabwärts, wodurch die Flüssigkeit in der Leitung fortlaufend stromabwärts gegenüber der durch den Stummel bewirkten Okklusion gedrückt wird.

Damit die Leitungen dicht an den Stummeln 56 gehalten werden, sind — vgl. dazu F i g. 2 — Greifblöcke 66 und 68 vorgesehen, welche Aufnahmeschlitze 70 enthalten, um die Leitungen aufzunehmen und fest zu ergreifen. Die Leitungen werden dicht um die Stummel 56 herumgezogen und sodann in ihrer Stellung in den Schlitzen 70 befestigt.

Mit der Pumpe 30 ist ferner eine Drehzahlsteuervorrichtung 74 verbunden, welche einen Drehzahlregelknopf 76 und ein Meßgerät 78 aufweist, wobei letzteres die Pumpendrehzahl und somit die Geschwindigkeit der Reagenserzeugung anzeigt. Die Pumpe ist eine elektrische Pumpe und die Drehzahl kann durch Veränderung der Leistung verändert werden, die der Pumpe durch irgendeine übliche Änderungsvorrichtung für elektrische Leistung — wie beispielsweise ein veränderbarer Widerstand — zugeführt wird.

Der zweite konzentrierte Reagensbestandteil im Behälter 32 muß mit dem ersten Reagensbestandteil im Vorratsbehälter 22 verdünnt werden. Die Mengen der Reagensbestandteile müssen genau zugemessen werden, damit die Konzentration und andere Eigenschäften des sich ergebenden Reagens voraussagbar sind.

Daher müssen Mittel vorgesehen sein, um die Strömungsgeschwindigkeit des konzentrierten Reagensbestandes bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit

ίο des ersten Reagensbestandteiles richtig zuzumessen. Wenn beispielsweise der erste Reagensbestandteil, der mit dem konzentrierten Reagensbestandteil gemicht wird, ein Verdünnungsmittel — wie beispielsweise Wasser — ist, um den konzentrierten Reagensbestandteil zu verdünnen und wenn beispielsweise der Reagensbestandteil im Behälter 32 zehnfach stärker ist als die gewünschte Konzentration, so müssen die Strömungsgeschwindigkeiten durch die Leitungen 46 und 24 derart gewählt werden, daß die zehn-

ao fache Menge des ersten Reagensbestandteils durch die Leitung 24 und aus der Leitung 64 herausgepumpt wird, als diejenige Menge des konzentrierten Reagensbestandteils beträgt, welche durch das Rohr 46 aus der Leitung 60 gepumpt wird.

"5 Ein Weg zur Erreichung der relativen Strömungsgeschwindigkeitseinstellung besteht darin, daß man den Durchmesser der öffnung durch die Leitung 46 gegenüber dem Durchmesser der öffnung durch die leitung 24 einstellt.

Ein anderer Weg zur Einstellung der relativen Strömungsgeschwindigkeiten besteht darin, daß man im Strömungsweg durch jede der Leitungen 24 und 46 Strömungsbegrenzungsmittel 82 vorsieht. Diese Strömungsbegrenzungsmittel könnten lediglich verengte Bohrungs-Verbindungsstücke sein, wobei der Durchmesser der Bohrung so gewählt ist, daß

eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird.

Der sich nunmehr in Leitung 60 befindende konzentrierte Reagensbestandteil muß mit dem ersten Reagensbestandteil in Leitung 64 zur Bildung des Reagens gemischt werden. Demgemäß ist eine Mischvorrichtung 84 vorgesehen, die als ein einfaches Y-Verbindungsslück dargestellt ist, welches die Strömungen durch die Leitungen 60 und 64 in einzige Strömung durch eine einzige Auslaßleitung 86 vereinigt.

In der Zeichnung ist die Mischvorrichtung 84 stromabwärts gegenüber der Pumpe 30 angeordnet;

es sei darauf hingewiesen, daß die Mischvorrichtung jedoch auch stromaufwärts gegenüber der Pumpe angeordnet werden könnte. Die Mischvorrichtung muß jedoch stromabwärts gegenüber der Stxömungsgeschwindigkeits-Zumeßvorrichtung angeordnet sein,

so daß die Menge des ersten Reagensbestandteils und des zweiten Reagensbestandteils vor der Mischung festgelegt sind.

Die Auslaßleitung 86 führt zur Reaktionskammer 12 und vervollständigt daher den Kreislauf.

Die beschriebene Ausführungsform des Gerätes kann — wie in den F i g. 2 bis 4 gezeigt — innerhalb eines verhältnismäßig kleinen Gehäuses untergebracht werden, wobei das Gerät ein geringes Gewicht aufweist und in einfacher Weise auch zu solchen entfernten Stellen gebracht werden kann, wo das Gerät benötigt wird.

Bei einer Anwendung des Gerätes wird das neu gebildete Reagens in dem Gerät 12 verwendet, um

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eine gasförmige Probe auf das Vorhandensein von Schwefeldioxid zu analysieren. Der konzentrierte Reagensbestandteil im Behälter 32 besteht aus konzentriertem Wasserstoffsuperoxid und verdünnter Schwefelsäure. Die Patrone 18 enthält ein vollständiges Entionisierungsmittel und Entmineralisierungsmittel, so daß der in der Patrone 18 gebildete und in den Vorratsbehälter 22 gelangende erste Reagensbestandteil aus entionisiertem und entmineralisiertem Wasser besteht. Bei der Mischung des konzentrierten Reagensbestandteils und des Wassers in genauen Anteilen wird das Reagens neu gebildet.

Wenn das Reagens in die Reaktionskammer 12 gelangt, die eine Analysiervorrichtung ist, und mit dem Schwefeldioxid in Berührung kommt, so tritt »5 eine Reaktion auf, durch welche das Reagens saurer gemacht wird. Das Säureniveau wird elektrisch abgefühlt und gemessen. Die Größe des elektrischen Signals kann in Größen des Ausmaßes des vorhandenen Schwefeldioxids ausgedrückt werden. ao

Wenn unerwünschte Ionen, Mineralien oder Verunreinigungen in dem ersten Reagensbestandteil vorhanden sind, der mit dem konzentrierten Reagensbestandteil gemischt wird oder den konzentrierten Reagensbeslandteil verunreinigt hätten, so würde dies die durch das Gerät 12 gemachten Messungen nachteilig beeinflussen. Das beschriebene Gerät bildet jedoch ein Wasserlösungsmedium, welches stets in seiner Qualität identisch ist. Das Wasser wird fast unmittelbar verwendet, so daß keine Zeit für eine Beeinträchtigung vorhanden ist. Daher sind bei Verwendung des Gerätes keine Null-Prüfungen des Wassers im Vorratsbehälter 22 erforderlich, um die Änderungen in der Wasserqualität zu kompensieren. Darüber hinaus ist der verwendete zweite Reagensbestandteil konzentriert und verschlechtert sich stofflich vor Verwendung nicht. Weiterhin wird das zur Reaktionskammer laufende Reagens durch das Gerät genau verdünnt und es ist sichergestellt, daß durch das Gerät 12 genaue Messungen gemacht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen «9 643/90

Claims (4)

1 2 einer Aufbereitungseinrichtung für das verbrauchte Patentansprüche: Reagens, mit einem mit dem Ausgang der Aufberei tungseinrichtung verbundenen Vorratsbehälter, mit

1. Gerät zur Herstellung eines Reagens und einer Pumpenanordnung zur Entnahme des Inhaltes zur Regenerierung des in einer Reaktionskammer 5 an eine Reaktionskammer, die einen Ausgang zur verbrauchten Reagens mit einer Aufbereitungs- Entnahme des verbrauchten Reagens und rur Zufuhr einrichtung für das verbrauchte Reagens, mit an die Aufbereitungseinrichtung aufweist

einem mit dem Ausgang der Aufbereitungsein- Bei einem bekannten Gerät dieser Art (britische

richtung verbundenen Vorratsbehälter, mit einer Patentschrift 1084 079) wird ein Reagens mit Hilfe Pumpenanordnung zur Entnahme des Inhaltes io einer Pumpe zu einer Meßeinrichtung geführt, und des Vorratsbehälters und zur Zuführung dieses das in dieser Meßeinrichtung verbrauchte Reagens Inhaltes an eine Reaktionskammer, die einen wird durch eine die Aufbereitungseinrichtung dar-Ausgang zur Entnahme des verbrauchten Rea- stellende Belüftungsvorrichtung geleitet, an deren gens und zur Zufuhr an die Aufbereitungseinrich- Ausgang das aufbereitete Reagens zur Verfügung tung aufweist, dadurch gekennzeich- 15 steht und dem Vorratsbehälter zugeführt wird. Mit net, daß das aufbereitste verbrauchte Reagens einem derartigen Gerät kann jedoch nur ein veram Ausgang der Aufbereitungseinrichtung (18) brauchtes Reagens aufbereitet werden, bei dem ein ein flüssiger erster Reagensbestandteil ist, dem dem verbrauchten Reagens zur Wiedergewinnung zuein konzentrierter zweiter Reagensbestandteil aus zuführender Reagensbestandteil in beliebiger Menge einem weiteren Behälter (32) zumischbar ist, daß ao am Betriebsort des Gerätes zur Verfügung steht, wie der Ausgang des Vorratsbehälters (22) und der z. B. die Luft bei der bekannten Vorrichtung. Dieses Ausgang des weiteren Behälters (32) über erste bekannte Gerät ist jedoch nicht brauchbar, wenn das bzw. zweite StrömungsbegrenzungsmiUel (82) mit Reagens aus zwei Reagensbestandteilen besteht, die der Pumpenanordnung (30) verbunden ist, daß im Gerät selbst in Vorratsbehältern aufbewahrt werdie Ausgänge (64,60) der Pumpenanord- as den müssen, da sie nicht in der Betriebsumgebung nung(30) über ein Verbindungsglied (84) zur Mi- des Gerätes zur Verfügung stehen, und das genaue schung der getrennten Strömungen des ersten Verhältnis der Anteile der beiden Reagensbestand-Reagensbestandteils und des konzentrierten zwei- teile von wesentlicher Bedeutung ist
ten Reagensbestandteils miteinander verbunden Weiterhin ist ein Gerät bekannt' (USA.-Patent-

sind, daß der Ausgang des Verbindungsgliedes 30 schrift 3 114 609), bei dem ein geschlossenes System (84) mit einem Eingang der Reaktionskammer vorgesehen ist, in dem ein Reagens verwendet wird, (12) verbunden ist und daß die ersten und zwei- das nach dem Verbrauch gereinigt und dann emeut ten Strömungsbegrenzungsmittel (82) so einstell- verwendet werden kann. Auch dieses bekannte Gerät bar sind, daß das am Ausgang des Verbindungs- ist nicht verwendbar, wenn das Reagens aus zwei gliedes (84) gebildete Reagens gewünschte Kon- 35 Reagensbestandteilen besteht und nicht durch einzentrationen der einzelnen Reagensbestandteile fache Reinigung wiederverwendbar gemacht werden aufweist. kann.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gezeichnet, daß die Aufbereitungseinrichtung (18) rat der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei eine Patrone ist, daß die Patrone (18) ein Mate- ₄₀ geringem Raumbedarf alle zur Bildung des Reagens rial zur Veränderung der Eigenschaften des er- erforderlichen Bestandteile entweder selbst in Vorsten Reagensbestandteils, auf das in der Reak- ratsbehältern enthält oder diese aus dem verbrauchtionskammer (12) eingewirkt wurde und das ten Reagens wieder selbst bildet.

durch die Patrone geleitet wurde, aufweist, so Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

daß es in den ersten Reagensbestandteil zur Ver- ₄₅ löst, daß das aufbereitete verbrauchte Reagens am dünnung des konzentrierten zweiten Reagensbe- Ausgang der Aufbereitungseinrichtung ein flüssiger Standteils umgebildet werden kann. erster Reagensbestandteil ist, dem ein konzentrierter

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- zweiter Reagensbestandteil aus einem weiteren zeichnet, daß die Patrone (18) ein Material so- Behälter zumischbar ist, daß der Ausgang des Vorwohl zur Deionisierung als auch zur Deminerali- 50 ratsbehälters und der Ausgang des weiteren Behälsierung des ersten Reagensbestandteils, auf das in ters über erste bzw. zweite Strömungsbegrenzungsder Reaktionskammer (12) eingewirkt wurde und mittel mit der Pumpenanordnung verbunden ist, daß das durch die Patrone (18) geleitet wird, enthält, die Ausgänge der Pumpenanordnung über ein Verum so deionisiertes und demineralisiertes Wasser bindungsglied zur Mischung der getrennten Strömunals ersten Reagensbestandteil zu bilden. 55 gen des ersten Reagensbestandteils und des konzen-

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn- trierten zweiten Reagensbestandteils miteinander verzeichnet, daß der zweite flüssige Reagensbestand- bunden sind, daß der Ausgang des Verbindungsglieteil aus konzentriertem Wasserstoffsuperoxid des mit einem Eingang der Reaktionskammer ver- und verdünnter Schwefelsäure besteht. * bunden ist und daß die ersten und zweiten Strö-

60 mungsbegrenzungsmittel so einstellbar sind, daß das am Ausgang des Verbindungsgliedes gebildete Reagens gewünschte Konzentrationen der einzelnen Rea-

gensbestandteile aufweist.

Durch die Verwendung eines weiteren Behälters 65 für einen konzentrierten zweiten Reagensbestandteil

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Her- und die Wiedergewinnung des ersten Reagensbestellung eines Reagens und zur Regenerierung des in Standteils aus dem verbrauchten Reagens ergibt sict einer Reaktionskammer verbrauchten Reagens mit ein Gerät mit sehr geringem Raumbedarf, da dei