DE2327427A1

DE2327427A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen automatischen probeentnahme

Info

Publication number: DE2327427A1
Application number: DE2327427A
Authority: DE
Inventors: Bernard Audouze; Guy Bonometti
Original assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Current assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Priority date: 1972-05-29
Filing date: 1973-05-29
Publication date: 1973-12-13
Also published as: NL7307505A; CH580276A5; BE800114A; US3896673A; GB1380544A; JPS4951997A; JPS5627819B2; ES415318A1; CA994127A; FR2187115A5; LU67680A1; IT987892B

Description

Priorität: 29. Mai 1972, Frankreich Nr. 72 19128 ' Vorrichtung zur kontinuierlichen automatischen Probeentnahme

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die Entnahme einer durchschnittlichen Probe aus einer strömenden Flüssigkeit gestattet. " i .

Bekannt sind Vorrichtungen zur Probeentnahme, die generell diskontinuierlich arbeiten und bei denen die abgezapfte Menge regelbar jedoch nicht an den Durchsatz des Abflusses gebunden ist, aus dem die Probe entnommen wird. Die kontinuierlichen Vorrichtungen arbeiten mit Probeentnahme-Einrichtungen, die in direktem Kontakt mit dem Abfluß angeordnet sind und daher durch den Abfluß verunreinigt werden, was die Treue oder Representativität der Probenentnahme beeinträchtigt. Die mechanischen Entnahmevorrichtungen, die mit Schöpfern, Schaufelrädern oder archimedischen Schrauben arbeiten, sind insofern nachteilig, als sie in der Probe ein Aufrühren bewirken, was mögliche Absonderungen begünstigt.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, diese Nachteile zu beseitigen oder mindestens zu verringern, indem

eine durchschnittliche Probe entnommen wird, die für das gesamte während einer gegebenen Zeit eine bestimmte

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Stelle durchströmende Fluidum representativ ist, die Fluidumprobe entnommen wird, ohne daß sie einem Umrühren unterworfen wird,

jeglicher Kontakt des Fluidums mit den Entnahme-Organen vermieden wird,

dadurch jede Möglichkeit einer Verunreinigung dieser Entnahme-Organe und infolgedessen ein mögliches Zurückbleiben dieser Verunreinigungen vermieden wird,

eine Wahl unter verschiedensten Betriebsbedingungen hinsichtlich des Ehtnahmevolumens, der Entnahmezeit, der Aufrechterhältung einer bestimmten Temperatur für die Proben möglich ist,

und schließlich jegliche Änderung der Probe durch Vermehrung oder Verminderung infolge einer Saugwirkung vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur ununterbrochenen Entnahme einer durchschnittlichen Probe aus einem strömenden Fluidum umfaßt mehrere Flaschen, die anfänglich mit einem Hilfsfluidum gefüllt sind, dessen spezifisches Gewicht geringer ist als das des entnommenen Fluidums und das mit dem letzteren nicht mischbar und ihm gegenüber inert ist, wobei jede der Flaschen während der Füllung das Hilfsfluidum in ihrem oberen Teil enthält, einerseits über ein von einem programmierten Zeitgeberinechanismus gesteuertes Elektromagnetventil durch ein Rohr, das oberhalb der maximalen Füllhöhe der Flasche einmündet, an eine Saugpumpe mit konstantem und regelbarem Durchsatz sowie andererseits über ein Saugrohr, das nahe bis zum Boden der Flasche eintaucht, an einen das entnommene Fluidum aufnehmenden Behälter angeschlossen sind, wobei der Behälter durch eine Pumpe mit konstantem Durchsatz mit aus dem betreffenden Kanal entnommenem Fluidum gespeist wird und sich durch ständige Strömung über einen Überlauf in den Kanal unterhalb der Entnahmestelle entleert,

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sowie ferner eine Servoeinrichtung für den Antriebsmotor für die Pumpe mit konstantem Durchsatz zur^: Regelung gemäß den Meßwerten eines in dem Kanal angeordneten Durchflußmessers.

In bevorzugter Ausgestaltung ist jeweils das Rohr zur Zuführung der entnommenen Probe aus dem Umlaufbehälter zu den einzelnen Flaschen mit einer. Öffnung in einer Höhe versehen, die von dem obersten Niveau des entnommenen Fluidums keinesfalls erreicht wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist jede Flasche getrennt über ein Elektromagnetventil an die Säugpumpe sovie über ein Saugrohr an den Behälter mit dem entnommenen Fluidum angeschlossen» . " .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften "Ausgestaltung erfolgt die Verteilung der Proben auf die verschiedenett Flaschen durch gleichzeitige programmierte Steuerung der den Flaschen zugeordneten Elektromagnetventile.

Hauptanwendungsgebiete für die Erfindung liegen in der Kontrolle von Fabrik-Abwässern und.in der Überwachung der Verunreinigung von Kanälen und Flüssen.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Flaschenanordnung und des Umlaufbehälters _r wobei die verschiedenen Leitungs- und Steuereinrichtungen • schematisch dargestellt sind;; und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Flaschenanordnm?: und den Umlauf behälter.

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Aus den Zeichnungen Ist eine Anordnung von Flaschen 1 und 2 ersichtlich, die der Einfachheit halber in einem oder mehreren konzentrischen Kreisen auf einer (nicht gezeigten) Platte angeordnet sind, wobei in der Mitte der Platte ein Umlaufbehälter angeordnet ist; der Behältex' 3 wird mit kon stat ein Durchsatz über eine Pumpe 4 mit einer Flüssigkeit gespeist, die an einer· Stelle 5 aus dem Kanal 6 gezapft v/ird,aus dem die Proben entnommen werden sollen. Der Behälter 3 ist ferner mit einem Überlauf -Abfluß 7 versehen, der die Flüssigkeit stromabwärts von der Zapfstelle in den Kanal zurückleitet.

Jede Flasche ist mit einem Stopfen 8 versehen, der sie hermetisch verschließt, jedoch einen Durchlaß für eine Zuleitung aufweist, die von einem umgekehrt-U-formigen Rohr gebildet wird. Das eine Ende des Rohrs taucht in den Behälter 3 ein, während das andere in die Flasche 1 bis zu einer Stelle 10 eingeführt ist, die ein oder zwei Zentimeter vom Boden der Flasche entfernt; ist. Dieses Rohr ist· mit einer Öffnung 11 versehen, die sich unter dem Stopfen 8 und über dem höchsten Niveau befindet, das die Flüssigkeit am Ende der Probenentnahme erreichen kann. Der Stopfen 8 weist ferner-einen Durchlaß für eine Lei-■bung 12 zum. Absaugen der Hilfsflüssigkeit auf, mit der die Flasche anfänglich gefüllt ist. Die Entleerung erfolgt über eine Pumpe 13 mit konstantem und regelbaren Durchsatz, wobei es sich um eine Pumpe vom peristaltischen Typ handelt, die_; beispielsweise mit Druck auf elastische Schläuche arbeite^? wobei die Pumpe 13 jeweils über ein elektromagnetisch betätigtes Dreiwegeventil 14 angeschlossen ist, von dem ein Ausgang mit der Pumpe verbunden- ist, der zweite Ausgang an die Probenflasche angeschlossen ist und der dritte Ausgang dazu dient, die Flasche mit demjenigen Druck zu beaufschlagen, der über der entnommenen Flüssigkeit herrscht, wobei es sich im Falle einer offenen Probenentnahme um den Atmosphärendruck handeln kann.

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Jedes Magnetventil 14 ist an ein zentrales Steuergerät 15 angeschlossen, das einen elektronischen Zeitgeber 16 und eine Programmiereinheit 17 für.die Probenentnahme aufweist.

Die Pumpe 13 wird von einem.Servomechanismus" 18 gemäß den Meßwerten gesteuert, die von einem in dem Kanal in der Nähe der Entnahmesteile 5 angeordneten Durchflußmesser 19 abgegeben v/erden. Der Entnahmedurchsatz wird damit proportional zu dem Durchsatz im Kanal gemacht.

Aus Pig. 2, in der eine Draufsicht auf die oben beschriebene Ausfuhrungsform gezeigt ist, sind eine halbe Platte mit zwölf Standorten für die Flaschen (1), der-Umlaufbehälter 3, die Leitung 12 zum Absaugen der Hilfsflüssigkeit sowie das Dreiwegeventil 14 zu sehen.

Die Piaschenanordnung ist von einem' Gehäuse umschlossen, das aus einem wärmeisolierenden Material, etwa Glaswolle, besteht · und gestattet, in Verbindung mit einer "Kühleinrichtung die Temperatur der Proben auf 2 oder 4 ⁰C zu halten, was für die quantitative Bestimmung und biologische Konservierung der Proben unerläßlich ist.

Falls eine Vielzahl von gleichen Proben aus einer. Entnahme verlangt werden, wird eine erfindungsgemäße (nicht gezeigte) Vorrichtung verwendet, bei der Gruppen von Flaschen angeordnet sind und jede Gruppe so viele Flaschen enthält,wie Proben benötigt werden. In jeder Gruppe weist jede Flasche eine eigene Probenleitung und eine eigene an das betreffende Elektromagnetventil angeschlossene Saugleitung auf. Die Ventile jeder Gruppe werden mittels des in dem zentralen Steuergerät gewählten Programms gleichzeitig beaufschlagt.

Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach dem Aufstellen der Flaschen und Installieren der ver-

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schiedenen anfangs mit Luf't gefüllten Leitungen v/erden die Dreiwegeventile so gesteuert, daß das Innere der Flaschen mit dem Raum oberhalb der Flüssigkeit in dem Umlaufbehälter 3 in Verbindung gebracht wird, damit, falls die Probenentnahme im Freien stattfindet und Luft als Hilfsfluidum verwendet wird, der Druck in der aus den. Flaschen und Leitungen bestehenden Anordnung gleich dem atmosphärischen Druck ist.

Anstelle von Luft kann auch ein anderes Hilfsfluidum gewählt v/erden, insbesondere ein inertes Gas oder eine Flüssigkeit, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das der Flüssigkeit, aus der Proben entnommen werden sollen, und die sich nicht mit dieser Flüssigkeit mischt.-

Die Frequenz der Probenentnahme hängt von dem Steuergerät ab; bei Aufnahme des Betriebs verbindet das die Flasche Nr. 1 steuernde. Elektromagnetventil 14 diese Flasche mit dor Pumpe 13,-wobei ein Unterdruck von einigen mm Hg die Probe mit einer Verzögerung von einigen Sekunden in den Umlaufbehälter 3 saugt. Während der Entnahme bleibt der Entnahmedurchsatz proportional zu dem Durchsatz in dem Kanal, so daß die entnommene Probe einen representativen Durchschnittswert des Abflusses während der Entnahmezeit darstellt. Nach Ablauf dieser Zeit unterbricht das Steuergerät 15 die Verbindung der Flasche Nr, 1 mit der Pumpe 13 und beaufschlagt die Flasche mit demjenigen Druck, der über dem Umlaufbehälter 3 herrscht. Gleichzeitig beginnt die Probenentnahme in die Flasche Nr. 2.

Bei der Ausführungsform mit 24 auf einer runden Platte angeordneten Flaschen, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, führt das Steuergerät 2 einer Probenentnahme pro Stunde oder pro 2 Stunden entsprechende Programme aus. Zusätzlich können andere Programme vorgesehen sein.

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Die Pumpe 13 läßt sich in verschiedenen Arten betreiben, nämlich diskontinuierlich, wobei der Durchmesser der elastischen Schläuche oder ihre Zahl verändert wird, oder auch kontinuierlich, wobei die Geschwindigkeit der auf die Schläuche drückenden Preßrollen verändert wird. Die beiden ersten Regelungen können während der Probenentnahme durch Einwirkung über die Ventile angewandt werden, falls entsprechende Vorkehrungen getroffen sind, während die dritte Regelungsart gewöhnlich kontinuierlich über den Servomechanismus vorgenommen wird, der niit der "Durchsatzmessung in dem Kanal, aus dem die Proben entnommen werden, arbeitet.

Während der Zeit., in der die,Proben in den Flaschen gespeichert sind, ist die Gefahr eines Rücklaufs bzw. eines Rücksaugens der entnommenen Proben durch die Öffnungen 11 ausgeschaltet, die in den Entnahme leitungen 9 unterhalb "der Stopfen S rind oberhalb des von der Flüssigkeit am Ende dor Entnahme erreichbaren höchsten Niveaus angeordnet sind«. · ■ "

Wird ein Programm gewählt, gemäß dem die Elektromagnetventil^ in gleichen Gruppen gleichzeitig beaufschlagt werden, so werden aus einer Entnahme ebenso viele identische Proben zur Verfügung-gestellt, wie Ventile in einer-Gruppe enthalten sind, da die Teilung einer einzelnen Probe aufgrund der unvermeidbaren Absonderungen- zu unterschiedlichen Proben führen würde. Eine solche Anordnung gestattet es gleichzeitig, bei vorheriger Einleitung geeigneter Reagenzen gewisse auftretende Bestandteile von der Probenentnahme an im Hinblick auf ihre spätere quantitative Bestimmung zu stabilisieren, da diese unter Um- ■ ständen in flüchtiger Form auftreten und daher, falls sie nicht stabilisiert werden, nur zufällig in Erscheinung treten und sich später nur zufällig messen" lassen. *■

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Γ 1 J Vorrichtung zur Entnahme einer durchschnittliehen Probe aus einem strömenden Fluidum, gekenn -ze i c h η e t durch mehrere Flaschen (1, 2) , die anfangs mit einem Hilfs·- fluicium gefüllt sind, ö.essen spezifisches Gewicht unter dem des zu bestimmenden Fluidums liegt und das sich mit diesem η Lern: mischt und ihm gegenüber inert ist, wobei jede der Flaschen (1, 2) während der Füllung in ihrem oberen Teil das besagte Hilfsi.'luidum enthält und einerseits über ein Elektromagnet-Ventil (I4)_r das von einem programmierten ZeitgebermechaniPr;;uf, (15) gesteuert wird, sowie über eine Leituri; (12), die oberhalb dem maximalen Füllungsstand der Flasche? mündet, an eine Saugpumpe (13) mit konstantem und regelbar/im Durchsatz^andererseits über eine Saugleitung (9)» ö.ie in der Nähe des Flaschenbodens endet, an einen BeTi alt er (3), der das Fluiduin enthält, aus dem die Proben entnommen werden sollen, angeschlossen ist, wobei der Behälter (3) über eine Pumpe (4) iait konstantem Durchsatz mit dem aus einem Kanal (6) entnommenen Fluidum gespeist wird und sich über einen unterhalb der Entnahmesteile in den Kanal geleiteten Überlauf (7) in kontinuierlicher Strömung entleert, sowie ferner durch eine Servoeinrichtung (18), die den Antriebsmotor der Pumpe (13) gemäß den Meßwerten eines in dem Kanal angeordneten Durchfluß-Eesεers (19) steuert.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -' zeichnet, daß bei jeder Flasche (1, 2) die Leitung (9) zur Zuführung der Probe aus dem Umlaufbehälter (3) rait einer Öffnung (11) auf einer Hohe versehen ist, die von dem höchsten Stand des Probenfluidunis auf keinen Fall erreicht wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß jede Flasche {1, 2) getrennt über ein Elektromagnetventil (14) an die Saugpumpe (13) sowie über eine Saugleitung (9) an den Behälter (3) angeschlossen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,' daß die den Flaschen (1, 2) zugeordneten Ventile (14) mittels eines Programms gleichzeitig steuerbar sind.

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