DE1990069U - Vorrichtung zum automatischen Auffangen von flüssigen Fraktionen - Google Patents

Description

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Commissariat ä I¹Energie Ätomiquej Paris (Frankreich)

Vorrichtung zum automatischen Auffangen von flüssigen Fraktionen

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum auto« matischen und kontinuierlichen Auffangen von flüssigen Fraktionen mit einem Verteiler^ der diese Fraktionen insbesondere tröpfchenweise abgibt. Die Neuerung bezieht sich dabei insbesondere auf den Fallj, claß die Fraktionen aus radioaktiven* toxischen oder sonst gefährlichen Flüssigkeiten bestehen, die eine ständige Überwachung des Betriebes der Vorrichtung verlangen^ damit jeder Fehler und insbesondere jedes Austreten von Flüssigkeit sofort erkannt wird«,

Es sind bereits Auffangvorrichtungen bekannt ₃ die einen oder mehrere Kränze aufweisen, die konzentrische Reihen von Auffangröhrohen für die Aufnahme der flüssigen Fraktionen enthalten., wobei diese Vorrichtungen mit Mitteln ausgestattet sind,, die eine Drehung der Kränze um ihre gemeinsame Achse und deren seitliche Verschiebung in der Weise bewirken, daß die Auffang« -. röhrchen aller Kreise der Reihe nach vor dem Verteiler vorbeilaufen., wobei sich der Übergang von einem Röhrchen zu dem nächsten automatisch vollzieht _$ sobald ein vorgebbares Flüssigkeit^volumen,, d.h. insbesondere eine vorgebbare Anzahl von

Tröpfchen in das vor dem Verteiler stehende Auffangröhrchen gelangt ist. Dabei sind weiter Ausführungsvarianten bekannt _s bei denen als Träger für die Auffangröhrchen statt eines Kranzes eine kontinuierlich vor dem Verteiler umlaufende Kette vorge« sehen ist»

Bei Vorrichtungen dieser Art beruht die Steuerung für den Vorbeilauf der verschiedenen Auffangröhrchen vor dem Verteiler entweder auf dem Ansprechen einer den Verteiler nach Abgabe eines vorgegebenen Flüssigkeitsvolumens absperrenden Klappe oder dem einer die abgegebenen Tröpfchen zählenden und. die Drehbewegung des die Auffangröhrchen tragenden Kranzes steuern*- den Vorrichtung oder auf dem Betrieb eines Steuermotors für die Drehung des Kranzes in fest vorgegebenen Zeitintervallen. Außerdem vollzieht sich in dem Falle* daß der Kranz die Auffange röhrchen auf - mehreren konzentrischen Kreisen enthält., der Über~ gang von einem Kranz zu dem nächsten nach einer vollen Drehung des Kranzes in der Weise,, daß entweder ein mit der Grundplatte des Verteilers verbundenes Bauteil gegenüber dem Kranz entlang von dessen Radien verschoben wird oder daß im Gegensatz dazu eine Transversalverschiebung des Kranzes selbst vorgenommen wird,, während der Verteiler fest stehen bleibt. Auch sind schon andere Varianten vorgesehen worden, bei denen die Auffangröhrchen für die flüssigen Fraktionen entlang einer oder mehreren Schraubenlinien angeordnet sind.

Hun läßt sich eine befriedigende Betriebssicherheit einer solchen Vorrichtung nur dann gewährleisten, wenn eine ständige

Überwachung ihres Betriebs möglich ist. Dies ist jedoch dann, wenn ein Dauerbetrieb verlangt wird, der sich über mehrere Tage oder gar über mehrere Wochen erstrecken soll, nicht mehr gegeben. In der Praxis ergeben sich die hauptsächlichen Schwierigkeiten beim Betriebe dieser Vorrichtungen aus Pannen.,, die in der Funktion der Steuerelemente auftreten können, welche die Drehung des die Auffangröhrchen tragenden Kranzes oder seine seitliche Verschiebung steuern, sowie aus Abnutzungserseheinungen, die an bestimmten Teilen der elektronischen oder elektromechanischen Einrichtungen auftreten können, die für die synchronisierte Steuerung der verschiedenen Bewegungen benutzt werden.

Ziel der Neuerung ist es daher, einer Vorrichtung, der oben beschriebenen Art eine Sicherheitseinrichtung beizufügen, die eine laufende Betriebskontrolle ermöglicht, welche Kontrolle , insbesondere dann vmn Bedeutung ist, wenn die Natur der aufzufangenden Flüssigkeit die Folge irgendeiner Panne oder eines Zwischenfalles sehr schwerwiegend werden, läßt, wie das insbesondere für den Fall von radioaktiven Flüssigkeiten gegeben ist, bei denen jedes Überlaufen von Flüssigkeit an einem der Auffangröhrchen zu einer gefahrbringenden Verseuchung der Um« gebung und als Folge davon zu erheblichen Gefahren für das Bedienungspersonal führen kann. . .

Zu diesem Zwecke ist eine Vorrichtung zum automatischen Auffangen von flüssigen Fraktionen mit einem vorgebbare Volumina dieser Fraktionen abgebenden Verteiler und mindestens einem Auffangröhrchen tragenden, um eine insbesondere vertikale Achse

drehbaren Kranz, der die Auffangröhrchen unter gesteuerter dis*- kontinuierlicher Drehung um seine Achse vor dem Verteiler vorbei"-= führt, gemäß der Heuerung dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz mit einer koaxial und parallel zu ihm unter den Auffangröhrchen angeordneten Platte gekoppelt ist, die mindestens ein hohles Teilstück für die Aufnahme an einem Röhrchen überlaufender Flüssigkeit aufweist, das mit einem flüssigkeitsempfindlichen elektrischen Detektor ausgerüstet ist, der bei seinem Ansprechen den Verteiler stillsetzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform für eine Vorrichtung gemäß der Neuerung ist als hohles Teilstück der Platte für die Aufnahme überlaufender Flüssigkeit in die Platte eine Reihe transversaler Rinnen eingearbeitet, von denen jede mindestens einem der von dem Kranz getragenen Auffangröhrohen zugeordnet ist und an ihren beiden Enden.jeweils an einen von zwei konzen« trischen elektrischen Leitern anstößt, die zusammen mit einer-SpannungsqUielle und einem Relais einen Stromkreis bilden, der über Flüssigkeit in den Rinnen geschlossen wird, worauf das Relais kippt und den Verteiler stillsetzt-. .

Von Vorteil ist es weiter, wenn der Kranz die Auffangröhrchen in mehreren konzentrischen Kreisen enthält und mit einer Steuerung versehen ist, die jeweils nach dem Vorbeilauf aller Auffangröhrchen eines Kreises vor dem Verteiler eine radiale Verschiebung des Kranzes bewirkt, worauf dann die Auffang* röhrchen des nächsten Kreises an dem Verteiler vorbeilaufen.

Alle diese und weitere Merkmale der Neuerung lassen sich in aller Deutlichkeit der nachstehenden Beschreibung entnehmen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine als die Neuerung lediglich erläuterndes, nicht aber einschränkendes Ausführungsbeispiel zu verstehende Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der Neuerung behandelt, In der Zeichnung zeigen?

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Neuerung und

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Teil der in Fig« I veranschaulichten Vorrichtung»

Wie man aus den Figuren sieht, besitzt die Vorrichtung vor allem einen Träger für Auffangrohrchen 7 für die flüssigen ■Fraktionen, der aus zwei zueinander parallelen Kränzen 1 und 2 bestehtj, die um ein Zapfenlager 5 mit vertikaler Achse drehbar sind und auf einer zu ihnen parallelen Platte 4 ruhen. Unter« einander und mit der Platte 4 sind die Kränze 1 und 2 mittels Zwischensäulen 5 starr verbunden, und außerdem weisen sie auf ihrem Umfange öffnungen 6".auf, die zur Aufnahme der Auffangrohrchen 7. für die mit der Vorrichtung zu sammelnden flüssigen Fraktionen und zu deren Halterung in vertikaler Lage bestimmt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Auffang* röhrchen 7 in gleicher Weise auf drei konzentrische Kreise teilt, die in der Fig. 2 mit den Bezugszahlen A," B und C bezeichnet sind. Dabei sind die Auffangrohrchen ¹J In jedem der Kreise symmetrisch zu dem zentralen Zapfenlager 5 angeordnet-

und so aufgestellt., daß sie jeweils zu dreien auf äquidistanten Radien der Kränze 1 und 2 liegen. Entlang ihrer Achse ist die Platte 4 mit einer Hülse 8 versehen, die auf Kugellagern 9 und drehbar in einem auf einem Träger 12 befestigten Lager 11 sitzt. Auf der Oberseite des Trägers 12 sind weiter die Antriebs» elemente für die Drehung der aus den Kränzen 1 und 2 und der Platte 4 bestehenden Montageeinheit angeordnet, welche Antriebs« organe, von denen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel drei vorhanden sind., jeweils aus Elektromotoren bestehen, von denen in der Schnittebane der Pig. 1 nur ein einziger zu sehen ist, während die beiden anderen Motoren symmetrisch dazu in bezug auf die Drehachse der Vorrichtung' um jeweils 120° versetzt angeordnet sind. Auf der Welle l4 des eingezeichneten Motors IjJ sitzt ein. Reibrad 15* das an der Unterseite der Platte 4 zur Anlage kommt und diese in Drehung um das Lager 11 versetzen kann. ■--..."■

Die Speisung der Auffangröhrchen 7 mit den flüssigen Frak=- tionen vollzieht sich mit Hilfe eines Verteilers 16,- der in den Figuren nur schematisch angedeutet ist und mit irgendeiner in der Zeichnung dargestellten Anlage in Verbindung 'steht, aus der man konstante und vollkommen "festgelegte Volumina einer Flüssig« keit entnehmen will, die in den verschiedenen Auffangröhrchen der Vorrichtung aufgenommen werden sollen. Am besten fließt diese Flüssigkeit tröpfchenweise aus dem Verteiler l6 in der Weise aus, daß man die einzelnen Tröpfchen durch irgendein*-.." übliches System zählen und unabhängig von der Neuerung das entsprechende Flüssigkeit svolumen genau bestimmen kann. Ein solches System besteht

vorzugsweise aus einer Lichtquelle 17, die eine Fotozelle 13 beleuchtet, deren elektrischer Widerstand sich beim Durchgang äiies Flüssigkeitströpfchens durch den von der Lichtquelle 17 ausgesandten Lichtstrahl ändert«. Ausgangsseitig ist die Fotozelle 18 mit einem Zähler 19 verbunden, der es gestattet, eine Zahlung der Tröpfchen und daraus eine Bestimmung des an das unter dem Verteiler 16 befindliche Äuffangröhrchen 7 abgegebenen Flüssig« keitsvolumens vorzunehmen, und es außerdem ermöglicht, sobald dieses Volumen einem vorgegebenen Bezugsvolumen gleich wird, gegebenenfalls die Speisung des Auffangröhrchens 7 zu unterbrechen, eine Drehung der Kränze 1 und 2 zum Heranführen eines neuen Auffangröhrchens 7 unter den Verteiler 16 zu veranlassen und schließlich einen neuen Zählvorgang für dieses neue Auf fang-röhrchen auszulösen. Zu diesem Zwecke ist der Zähler 19 über eine Leitung 20 unmittelbar mit den Motoren 13 für die Drehung der Platte 4 und gegebenenfalls über eine weitere Leitung mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Slektroventil oder einer ähnlichen Einrichtung verbunden, die den Verteiler 16 während der Drehung der Kränze 1 und 2 verschließt, bis äas neue Äuffangröhrchen 7 genau unter dem Verteiler ΐβ steht.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verteiler ■ΐβ von einem Tragarm 21 in einer festen Lage gehalten, der . seinerseits auf einer Säule 22 sitzt, die ihrerseits fest mit einem Rahmen 23 verbunden ist. Unter diesen Umständen ist es erforderlich, zur Erzielung eines Überganges von den Äuffangröhrchen eines Kreises zu denen eines anderen Kreises, sobald die

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Äuffangröhrchen des ersten Kreises sämtlich gefüllt sind,, d.h. nach einem vollen Umlauf der Kränze 1 und 2, Mittel vorzusehen, c.ie eine horizontale Verschiebung der Kränze 1 und 2 parallel zu einem ihrer Radien in der durch das Zapfenlager 3 und den Verteiler l6 bestimmten Vertikalebene ermöglichen« Zu. diesem Zwecke ist der Träger 12 auf seiner Unterseite mit einem Plansch 2h versehen,, der eine Gewinde bohrung 25 aufweist ₃ durch die eine Schraube 26 hindurchgeht _s deren eines Ende in gegen Translationsbewegungen gesicherter Weise in einem Anschlag 27 sitzte der seinerseits mit dem Rahmen 22 fest verbunden ist., während das andere Ende der Schraube 26 in ein Kegelritzel 28 ausläuft _s das mit einem Zahnkranz 29 kämmt,, der auf die Welle 30 eines Motors 31 aufgekeilt ist» Durch diese Anordnung führt eine Drehung der Schraube 26,, die parallel zu den Ebenen der Kränze 1 und 2 und der Platte 4 angeordnet und auf die Richtung der angestrebten Verschiebung ausgerichtet ist., zu einer horizont talen Verschiebung des als Mutter für die Schraube 26 ausgebildeten Flansches 24 und damit des Trägers 12, der während dieser Bewegung in an dem "Rahmen J->3>--vergeseheneη Gleitschienen 32 geführt wird« Diese Verschiebung kann selbstverständlich in Fig. 1 der Zeichnung von links nach rechts oder umgekehrt erfolgen, je" nachdem,,, ob ein Übergang von dem äußeren Kreis A-zu dem inneren Kreis C oder umgekehrt erfolgen soll. .Das Ausmaß der Bewegung wird dabei durch ein übliches,, in der Zeichnung nicht dargestelltes elektromeehanisehes System bestimmt/ das die Drehung des Motors 3I in der Weise steuert, daß das Ausmaß

der Bewegung genau dem Abstand entspricht, der die Achsen zweier in benachbarten Kreisen angeordneter Au£fangy*öhrchen 7 voneinander trennt. Außerdem kann bei Normalbetrieb der Motor 31 nur dann unter Spannung gesetzt werden., wenn alle Äuffangröhrchen 7 eines Kreises durch den Verteiler 16 gefüllt worden sind. Zu diesem Zwecke besitzt die Vorrichtung einen Kontakt 33.? dei/mit einem unterhalb der Platte 4 angeordneten Nocken 3^· zusammen arbeitet, welcher Kontakt über eine Leitung 35 den Motor 31 an seine Stromversorgung anschließt und diese unterbricht, sobald eine neue Drehbewegung der Kränze 1 und 2 anläuft·

Gemäß der Neuerung ist die Auffangvorrichtung mit einer Sicherheitseinrichtung gekoppelt., die es ermöglicht, gleichgültig, welches Äuffangröhrchen welches Kreises unter dem "Verteiler 16 steht, jede Unregelmäßigkeit im Betrieb, wie beispielsweise einen Stillstand der Motore 13 oder ~j>l oder eine Beschädigung der. Fotozelle 18 oder des Zählers 19 usw. festzustellen, welcher-Pehler unvermeidlich zu einem Überlaufen von Flüssigkeit aus einem der Äuffangröhrchen oder zu einer fehlerhaften Lage.dieses Röhrchens führt. Zu diesem Zwecke weist die Platte 4 in dem unterhalb der Äuffangröhrchen 7 gelegenen Bereich eine.Reihe von Rinnen 36 auf, von denen jede in der in Fig. 2 veranschaulichten Weise einer Dreiergruppe von Auffangröhrchen 7 zugeordnet ist, die getrennt voneinander auf den Kreisen A, B und © angeordnet sind und auf dem gleichen Radius liegen. Am Grunde der Rinne 36 und in der Nähe ihrer Enden sind zwei kreisförmige und zueinander konzentrische elektrische Leiter 37 und 38 angeordnet, die durch

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alle Rinnen 36 hindurchlaufen und außen über in der Zeichnung nicht dargestellte Schleifkontakte an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, Durch diese Anordnung führt die Anwesenheit von Flüssigkeit in irgendeiner der Rinnen 36, die entweder von einem Überlaufen eines Auffangröhrchens 7 oder von einem Vertropfen durch eine Fehllage eines Auffangröhrchens 7 gegenüber dem Verteiler l6 herrührt, zu einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Leitern 37 und 38, die ihrerseits ein Relais zum Ansprechen kommen läßt, das ein Alarmsignal auslöst, die Motoren I3 und Jl stillsetzt und außerdem den Verteiler· l6 übersein Elektroventil verschließt.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus den vorstehenden Darlegungen? Als Ausgangslage sei angenommen, daß alle Auffangrohrchen 7 der drei Kreise A-, B und C leer sind und das erste Auffangrohrchen des ersten Kreises A unter dem Verteiler 16 steht, worauf dieser geöffnet wird. Dann veranlaßt der Zähler 19 in einem vorgegebenen Zeitpunkt, der dem Austritt einer bestimmten vorgegebenen Anzahl von Tröpfchen und deran Aufnahme in dem unter dem Verteiler l6 stehen« cfen Auffangrohrchen 7 entspricht, die Erregung der Motore 13* die ihrerseits eine Drehung der Kränze 1 und 2 in der Weise auslöst, daß das bisher unter dem Verteiler l6 stehende Auffangrohrchen 7 durch das in dem gleichen Kreis A nächstfolgende Auffangrohrchen 7 ersetzt wird. Ein genau in der Achse dieses Auffangröhrchens. angeordneter mechanischer Anschlag veranlaßt . das Schließen eines Mikrosehalters, der die Stromversorgung für

die Motore I3 unterbricht. Sobald das neue Auffangröhrchen 7 die gleiche Anzahl von Tröpfchen wie das vorige aufgenommen hat, veranlaßt der Zähler 19 eine neuerliche Drehbewegung der Kränze 1 und 2 und so fort für alle Auffangröhrchen 7 des gleichen Kreises.

Am Ende eines vollständigen Umlaufes der Kränze 1 und 2 kommt der Nocken ~*>k zur Einwirkung auf den Kontakt 33 und veranlaßt eine Drehung des Motors 31 mit einem Drehsinn, durch den das entsprechende Auffangröhrchen 7 des zweiten Kreises B unter den Verteiler l6. geführt wird. Von da an läuft der gleiche Kreislauf wie oben für die Zählung aller Auffangröhrchen des zweiten Kreises ab, bis auch dieser eine vollständige Umdrehung durchlaufen hat, und daran schließen sich die gleichen Vorgänge für die Auffangröhrchen 7 cles dritten Kreises an. Man hat also eine vollkommen automatisch arbeitende Vorrichtung von hoher Betriebssicherheit und Arbeitsgenauigkeit ₃ bei der jegliche Betriebsanomalie und jegliche Beschädigung sofort angezeigt wird»

Selbstverständlich ist die Neuerung nicht auf die lediglich als die Neuerung erläuterndes Ausführungsbeispiel, zu verstehende beschriebene und in der Zeichnung veranschaulichte Ausführungs« form beschränkt! insbesondere versteht es sich von selbst, daß die Anzahl der in der Vorrichtung vorgesehenen Kreise mit Auf* . nahmeröhrchen so groß gemacht werden kann, wie dies die Ab~ messungenund der Platzbedarf der Vorrichtung jeweils zulassen.

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Daneben können auch zahlreiche andere Abwandlungen vorgenommen werden? So lassen sich die elektromechanischen Steuerkreise für die verschiedenen Antriebsmotore abwandeln., um unterschiedliche Abläufe für die verschiedenen Auffangvorgänge bei automatischem, oder Handbetrieb zu erzielen«, Außerdem kann man eine kontinu« ierliche Stromversorgung für die Motore für die Drehung der Kränze durch einen in einem Steuerpult liegenden Nebenschluß vorsehen., um die Kränze um einen vorgegebenen und variablen Winkel zu verschieben,, ohne sie beim Durchgang jedes Auffang« röhrchens unter dem Verteiler anhalten zu müssen. ^Außerdem kann man eine automatische Rückführung aller Teile der Vorrichtung in ihre Ausg. ngsstellung nach dem Abschluß eines vollständigen Füllzyklus für alle Auffangröhreheη mit Hilfe eines automatischen Umschalters vorsehen«

Claims (4)

München 22, Stelnsdoffstr. 10 41 0«1 3«373&»DfWo (β) 31.5.1968 G 17 285/42 1 GTan ¥eue Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum automatischen Auffangen von flüssigen Fraktionen mit einem vorgehbare Volumina dieser Pranktionen abgebenden Verteiler und mindestens einem Auffangröhrchen tragenden, um eine insbesondere vertikale Achse drehbaren Kranz, der die Auffangröhrchen unter gesteuerter diskontinuierlicher Drehung um seine Achse vor dem Verteiler vorbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (1,2) mit einer koaxial und parallel zu ihm und den Auffang« röhrchen (7) angeordneten Platte (4) gekoppelt ist, die mindestens eine Höhlung (36) für die Aufnahme an einem Auf« fangröhrchen (7) überlaufender Flüssigkeit mit einem bei

. Berührung mit flüssigkeit den Verteiler (16) stillsetzenden Detektor (37,38) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Platte (4) für die Aufnahme überlaufender Flüssigkeit eine Reihe transversaler Rinnen (36) eingearbeitet ist, von denen jede mindestens einem der von dem Kranz (1,2). getragenen Auffangröhrchen (7) zugeordnet ist und an ihren beiden Enden jeweils an einen γοη zwei zueinander konzentrischen und an eine Spannungsquelle und ein den Verteiler (16) betätigendes Relais angeschlossenen elektrischen leitern (37,38) anstößt.

3. Yorriclitung nach Ansprutcli 1 oder 2, dadurcli gekennzeichnet, daß der Kranz (1,2) die Auffangröhrchen (7) in mehreren konzentrischen Kreisen (A,B,C) enthält und relativ zu dem Verteiler (16) in radialer Richtung verschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

en gekennzeichnet, daß der Verteiler (16) auf eine tropf/weise [Flüssigkeitsabgabe eingerichtet ist und der Kranz (1,2) mit den Auffangröhrchen (7) sich jedesmal nach Abgabe einer bestimmten Tropfenanzahl an ein unter dem Verteiler (16) ste« hendes Auffangröhrchen (7) so weit um seine Achse weiterdreht, daß ein neues Auffangsröhrchen (7) unter den Verteiler (16) gelangt·

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