DE2353683B2 - Rohrpostanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrpostanlage zum ultraschnellen Transport eines Probenaufnehmers zwischen einer Probennahmestelle und einer Auswertepo- *> sition, wobei der Probenaufnehmer von einer Trägerkapsel pneumatisch zuerst zur Probennanmestelle und nach der Probenaufnahme in einem Führungsrohr zu einer vor der Auswerteposition liegenden Trennanordnung zerstörungsfrei getragen wird.

Es ist eine Einrichtung zum Transport eines Elements mit einer pneumatisch betriebenen Rohrförderanlage von einer Aktvierungsstelle zu einer Entriegelungsvorrichtung und von da zu einer Meßeinrichtung, wobei das Element von einer Trägerkapsel getragen und in der der Meßeinrichtung zugeordneten Emriegelungsvorrichtung von der Trägerkapsel gelöst wird, bekannt (DT-OS 20 51 854). Bei ihr besteht jedoch das Element aus Proben und Flußmonitoren, wobei die Proben und Flußmonitoren als unterschiedlich dicke, aufeinandergeschichtete Scheiben ausgebildet sind. Die Entriegelungsvorrichtung, die aus einem an der Rohrförderanlage befestigten Anschlag für Zangenhalterungen und einer Anschlagsentriegelung an der Trägerkapsel besteht, wird durch eine Trennvorrichtung mit Auffangtrichter mit eingebauter, schräggestellter, einen Schlitz begrenzender Doppelschiene und einer öffnung am tiefliegenden Ende der Doppelschienen ergänzt, wobei Schlitz und Öffnung in Schächten münden, die zu der die Meßstellen bildenden Meßeinrichtung führen.

Für den schnellstmöglichen Transport einer Probe, die z. B. sehr kurzlebige radioaktive Zerfallsprodukte wie SN-132 aufweist, zu deren Ausmeßposition ist diese bekannte Rohrpostanlage jedoch nicht geeignet, denn bei ihr wird im günstigsten Fall eine Transportzeit in der Größenordnung einiger Sekunden erreicht.

Die Aufgabe, die die Erfindung zu lösen hat, besteht nunmehr im Gegensatz zu diesem relativ langsamen Transportsystem darin, eine Rohrpostanlage zu bieten, die es erlaubt, den Transport eines Probenaufnehmers von einer Bestrahlungsstelle (Aktivierungsstelle) zu einer Auswerteposicion auch über weitere Strecken (10 Meter und mehr) in Millisekunden auszuführen. Dabei soll der Probenaufnehmer nicht beschädigt und an das Material einer den Probenaufnehmer bis zu einer Trennanlage aufbewahrenden Trägerkapsel keine allzu hohen Anforderungen bezüglich deren Zerreißfestigkeit und Fließen, das auf Grund der hohen Geschwindigkeiten mit der damit gebildeten Reibungswärme entsteht, gestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Innenquerschnitt des Führungsrohres und der Querschnitt der Trägerkapsel derart ausgestaltet sind, daß sich die Lage der Trägerkapsel während der Bewegungsabläufe gegenüber dem Führungsrohr nicht verändert, daß die Trennanordnung von der Art eines Hosenstückes ist, durch das die Trägerkapsel und der Probenaufnehmer voneinander unter Anwendung von Fliehkräften trennbar sind, wobei die Trägerkapsel im Führungsrohr verbleibt und der Probenaufnehmer in ein Leitrohr einbringbar ist, und daß der Probenaufnehmer auf Grund seiner von der Trägerkapsel übertragenen kinetischen Bewegungsenergie in die Auswerteposition führbar ist. Dabei kann der Innenquerschnitt des Führungsrohres und der Querschnitt der Trägerkapsel, wie an sich bekannt, rechteckig, quadratisch oder oval sein oder an der Trägerkapsel und/oder der Rohrinnenwandung des Führungsrohres sind nahezu reibungslos wirkende Leitvorrichtungen angeordnet.

Eine Weiterführung der Erfindung sieht vor, daß die Trägerkapsel eine Ausnehmung, in der der Probenaufnehmer lagerbar ist, und eine Austrittsöffnung aufweist, durch die der Probenaufnehmer ein- und ausführbar ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Hosenstückes das Führungsrohr gekrümmt ist, daß die Wandung des Führungsrohres in Höhe der Austrittsöffnung der durch das Hosenstück geführten Trägerkapsel geschlitzt ist und daß der Probenaufnehmer aus der Trägerkapsel durch den Schlitz in das zur Auswerteposition führende Leitrohr mit endseitiger Abbremseinrichtung flatterfrei schleuderbar ist. Dabei kann die Abbremseinrichtung als Ratsche wirken und eine proportional zur Geschwindigkeit des ankommenden Probenaufnehmers wirkende Abbremskraft auf den Probenaufnehmer ausüben, wobei eine Justierung des Probenaufnehmers in die Auswerteposition mittels einer Kerbe an einem der Abbremseinrichtung zugeordneten hinteren Bremsbakken und einem federgelagerten Anschlag erfolgt. Weiterhin kann vor dem hinteren Bremsbacken ein weiterer Bremsbacken um eine Drehachse beweglich angeordnet sein, der keilförmig ausgebildet und an seinem freien Ende mit einem Bremsgewicht belastet ist.

Eine Ausbildungsart der erfindungsgemäßen Rohrpostanlage sieht vor, daß der Probenaufnehmer aus einem Ring besteht, in dem eine Folie zur Aufnahme der Probe eingespannt ist. Dabei kann die Oberfläche der im Ring aufgespannten Folie in der Ausnehmung der Trägerkapsel und in dem Leitrohr parallel zur Bewegungsrichtung geführt sein. Der Ring kann auch al« Dose zur Aufnahme von Proben ausgebildet sein.

Eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung siehi vor, daß die Trägerkapsel mit dem Probenaufnehmei mittels Unterdruck im Führungsrohr zur Probenauf nahmestelle und durch eine Überdruckwelle mit Ge schwindigkeiten bis zur Größenordnung der Schalige schwindigkeit von der Probenaufnahmestelle zum Ho senstück und von dort der Probenaufnehmer zur Aus Werteposition schießbar ist. Die Überdruckwelle kam dabei durch öffnen eines hochvoltgesteuerten Magnet yentils an einem an das Führungsrohr angeschlossener Überdruckbehälter erzeugbar sein.

Eine ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung der Erlin dung ist dadurch gekennzeichnet, daß am einen de Probenaufnahmestelle zugewandten Ende des Füh rungsrohres ein Anschlag und am entgegengesetztei Ende eine zerstörungsfreie, nach dem Prinzip der Im pulsvernichtung arbeitende Bremse für die Trägerkap sei angeordnet ist, wobei die Endlage des Probenauf nehnicrs mittels einer Lichtschranke anzeigbar ist.

Eine besondere Form der Erfindung ist gekennzeich

net durch eine Ladeeinrichtung, die aus einem Hubzylinder mit Ladekolben besteht, der den ausgemessenen oder einen frischen Probenaufnehmer durch öffnungen im Leitrohr und dem Führungsrohr aus dem Leitrohr in die Trägerkapsel im Führungsrohr einführt. Die BeIadestellung der Trägerkapsel kann dabei mittels Steuerung durch Lichtsignale von Lichtschranken einstellbar sein.

Zur Kontrolle der gesamten erfindungsgemäßen Anlage ist eine Kontrollanordnung vorgesehen, die eine Kontrollstelle für den Ausgangszustand und »Trägerkapsel in Ladeposition / Probenaufnehmer laden«, eine weitere Kontrollstelle für die Stellung der Trägerkapsel in Bestrahlungsposition, eine Schaltung für den Rückschuß des Systems Trägerkapsel/Probenaufnehmer und eine Zeitmessung für die Dauer des Rückschusses sowie ein Ansteuerungssystem für die Meßelektronik und Freigabe der Wiederholung des Vorgangs besitzt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels mittels der F i g. 1 bis 4 näher erläu- μ tert.

F i g. 1 zeigt dabei den schematischen Aufbau der Rohrpostanlage;

F i g. 2 eine Kontrolleinrichtung der Rohrpostanlage; F i g. 3 eine Trägerkapsel mit Probenaufnehmer und

F i g. 4 eine Abbremseinrichtung für den Probenaufnehmer.

In der F i g. 1 ist der halbschematische Aufbau einer Rohrpostanlage dargestellt, wie sie zum Einschuß einer Trägerkapsel 1 mit einem Probenaufnehmer 2 zur Bestrahlung in einem Kernreaktor 3 verwendet wird. Der Verlauf der Rohrpostanlage mit Führungsrohr 4 und Leitrohr 5 ist schematisiert, der Querschnitt der Rohre 4 und 5 an bestimmten wichtigen Stellen im Schnitt darüber eingezeichnet. Die pneumatische Anlage 6, 7 zum Transport der Trägerkapsel 1 und des Probenaufnehmers 2 und zur Durchführung der Bewegungen eines Ladekolbens 8,26 zur Beladung der Trägerkapsel 1 im Führungsrohr 4 mit dem in Meßposition liegenden Probenaufnehmer 2 sowie eines Arretierungskolbens 9, 28 ist in technisch üblicher Darstellung abgebildet. Die Abbremseinrichtung 10 für den Probenaufnehmer 2 ist wiederum schematisiert, da sie mittels der F i g. 4 noch näher beschrieben wird, während die Abbremseinrichtung U für die Trägerkapsel 1 mit ihren wesentlichen 4s Bestandteilen aufgezeigt ist. Die Steuerung der Gesamtanlage ist in F i g. 2 näher dargestellt.

Das Führungsrohr 4 ist ein Aluminiumrohr von quadratischem Innenquerschnitt Qi₁ das an seinem einen Ende einen Anschlag 12 mit einem Anschluß (s. Querschnitt Qz) für das Zuführrohr 13 und an seinem anderen Ende die Abbremseinrichtung 11 für die Trägerkapsel 1 aufweist Ein definierter Teil des Führungsrohres 4 ist gekrümmt und am Übergang vom geraden zum gekrümmten Teil zu einem Hosenstück ausgebil- SS det An diesem Hosenstück 14 ist an das Führungsrohr 4 das Leitrohr 5 für den Probenaufnehmer 2 angeschlossen. Es kann gerade oder auch beliebig gekrümmt ausgebildet sein und hat einen rechteckigen, der Form des Probenaufnehmers 2 angepaßten Innenquerschnitt Qi. Führungsrohr 4 und Leitrohr 5 besitzen in Höhe des Hosenstückes 14 eine Ausbildung, die im Querschnitt Q* dargestellt ist Beide Innenräume sind über einen Schlitz 15 miteinander verbunden. Der Schlitz 15 weist längs des Führungs- und Leitrohres *5 eine Ausdehnung auf, die ausreicht daß — bei bekannter Geschwindigkeit von Trägerkapsel 1 und Probenaufnehmer 2, aus der Richtung der Bestrahlungsstelle 3 (um Schallgeschwindigkeit herum) kommend, bekanntem Gewicht des Probenaufnehmers 2 und bekannten Krümmungsradien der beiden Rohre 4 und 5 an und nach dem Hosenstück 14 — der Probenaufnehmer 2 aus der Trägerkapsel 1 (bzw. aus einer Ausnehmung 68, s. F i g. 3) und durch den Schlitz 15 (entspricht der Länge des Hosenstückes 14) heraus- und in das Leitrohr 5 bis zur Abbremseinrichtung 10 geschleudert wird. Das Führungsrohr 4 bzw. das Leitrohr 5 können auch andere Innenquerschnitte (oval oder mit Leitfugen oder -kanten versehen) haben, je nachdem, wie der Außenquerschnitt der Trägerkapsel 1 bzw. des Probenaufnehmers 2 geformt ist. Jedoch ist darauf zu achten, daß der Außenquerschnitt der Trägerkapsel 1 und der Innenquerschnitt des Führungsrohres 4 immer derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Lage beider Teile zueinander definiert bleibt. Das gleiche gilt für das Verhältnis von Probenaufnehmer 2 zu Innenquerschnitt Qi von Leitrohr 5.

Der Anschlag 12 für die Trägerkapsel 1 in Bestrahlungsstellung besteht in einfachster Ausführung aus einem Fenster 16 mit einem Rahmen 17, der die Trägerkapsel 1 anhält. Das Zuführrohr 13 zur Ausbildung eines Unierdruckes im Führungsrohr 4 zum Transport der Trägerkapsel 1 zum Anschlag 16 bzw. einer Druckwelle zu deren Rückschuß kann beliebig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist es von kreisförmigem Innenquerschnitt Qs und mit der Anlage 6 verbunden. Die Abbremseinrichtung 11 besteht in der vorliegenden Anlage aus einem Energieabsorber, der aus hintereinandergeschalteten Massen 18 besteht, die von der Größe bzw. dem Gewicht der Trägerkapsel 1 sind und zwischen denen Stoßdämpfer 19 aus Gummipuffern zwischengelegt sind. Mit ihr wird die Geschwindigkeit der Trägerkapsel 1 unter Energievernichtung zerstörungsfrei auf 0 gesetzt, wobei durch die Elastizität der Stoßdämpfer 19 die Ruhestellung der Trägerkapsel 1 hinter einer Lichtschranke 20 nahezu immer definiert gewährleistet wird.

Die Abbremseinrichtung 10 für den Probenaufnehmer 2, die in F i g. 4 noch näher dargestellt ist und in Höhe eines Detektors 21 liegt, der Spaltfragmente und/oder Strahlung aus den Proben auf dem Probenaufnehmer 2 nachweist bzw. deren Intensität und den Intensitätsabfall mißt, ist über eine Laderampe 22 mit dem Führungsrohr 4 in Höhe zweier Lichtschranken 23, 24 zur Positionierung der Trägerkapsel 1 und Aufnahme des Probenaufnehmers 2 verbunden.

Die Laderampe 22 ist ein einfacher Steg mit nutartiger Ausnehmung 25, deren Breite der des Probenaufnehmers 2 entspricht Die Laderampe 22 wird nur gebraucht wenn die Probenaufnehmer 2 wieder verwendet werden sollen. In diesem Fall wird der ausgewertete Probenaufnehmer 2 von dem von der Anlage 7 be triebenen Ladekolben 26 durch einen Seitenschlitz, des sen Höhe und Breite den Abmessungen des Probenauf nehmers 2 entsprechen, auf die Laderampe 22 und voi dort durch einen weiteren, dem Seitenschlitz im Leit rohr 5 entsprechenden Seitenschlitz 27 (s. Querschnit Qi) in die Trägerkapsel 1 geschoben, die zwischen den Lichtschranken 23 und 24 am Anschlagkolben 28 in Ru heposition steht Dieser Anschlagkolben 28 kann eben falls von der Anlage 7 pneumatisch betrieben werder Nach Beladung und Rückführung der Kolben 26 und 2 ist die Trägerkapsel 1 bereit zum Transport zur Be strahlungssteile 3. Die weitere Lichtschranke 29 dier zur Feststellung der Meßposition des ProbenaufneV mers 2. Alle Lichtschranken 20, 23, 24 und 29 könne

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über Lichtleiter (nicht näher dargestellt) mit der MeH- und Leitpositronik (s. F i g. 2) zur schnellen Lichtimpulsübertragung verbunden sein.

Die pneumatische Anlage 6 und 7 dient einerseits zur Steuerung der Kolben 8, 26 und 9, 28 als auch zur Ausbildung des Unter- und Überdruckes im Zuführrohr 13 und Führungsrohr 4. Die Steuerung der Kolbcnzylindcr 8 und 9 erfolgt über die Druckgasflasche 30 (N.¹), das Verschlußventil 31, das Druckmanometcr 32 für den Flaschcndruck, den Druekreduzicrer 33. das Schußdruckmanometer 34, das Abschlußventil 35 (alle diese Teile gehören auch zur Anlage 6 und sind mit dieser über die Druckleitung 3'6 verbunden), den Druckreduziercr 37 und Betätigungsdruckmanometer 38 sowie die Vcrzweigleitungen 39 und 40. Der Kolbcn/.ylinder 8 ist über das Betätigungsventil 41 und die Drossel 42 mit der Leitung 39 und der Kolbenzylinder 9 über die Drossel 43 und das weitere Betätigungsventil 44 mit der Leitung 40 verbunden. Die Bctiitigungsvcntile 41, 44 können elektronisch angesteuert werden. Die Rückstellung der Kolben 26, 28 erfolgt über Federkräfte bzw. durch Druckbeaufsehlagung bei Kolben 9. Die Kolben 8 und 9 sind durch Öffnungen (nicht näher dargestellt) in den Seitenwandungen der Rohre 4 und 5 in diese ein-und ausführbar.

Die pneumatische Teilanlage 6 besteht im wesentlichen aus dem Druck-Wind-Kessel 45. der direkt mit der Druckleitung 36 verbunden ist, und dem Dreiwcgc-Rückschußventil 46. das mit dem Kesse! 45. dem Zuführungsrohr 13, der Unterdruckleitung 47 mit dem steuernden Unterdruckmanometer 48 und Hinsaugventil 49 und dem Vakuum· Wind-Kessel 50 in Verbindung steht. Der Vakuum-Wind-Kessel 50 ist über ein weite res Unterdruckmanometer 51 an eine vakuumerzeugende Pumpe 52 angeschlossen. Bei geschlossener Leitung 36, aber über die Ventile 46 und 49 geöffneter Leitung 47, wird mit der Anlage 6 ein steuerbarer Unterdruck in den Leitungen 13 und 4 erzeugt, der die Trägerkapsel 1 gezielt in die Beladeposition zwischen den Lichtschranken 23, 24 und anschließend in die Bc-Strahlungsposition 3 führen kann. Beim ultraschnellen Rückschuß der Trägerkapsel 1 mit Probenaufnehmer 2 mit Schallgeschwindigkeit (etwa 340 m/scc) ist dahingegen die Unterdruckleitung 47 geschlossen. Das Rückschußvcntil 46 kann dafür über eine hochvoltgestcuertc transistorisierte Schaltung (nicht näher dargestellt) durch eine kurzzeitige Überlastung (etwa 30fach) die Überdruckleitung 36 mit dem Zuführrohr 13 und damit dem Führungsrohr 4 verbinden. Mittels dieser nahezu blitzartigen Öffnung des Ventils 46 entsteht bei einem s° Überdruck von etwa 3 atü eine Druckwelle, die ausreicht, die Trägerkapsel 1 zur Abbremseinrichtung 11 und den Probenaufnehmer 2 zur Meßposition 10. 21 bei Weglängen von 5 bis 10 m in Millisekunden zurückzuschießen. Der Druck-Wind-Kessel 45 sorgt dabei für ausreichenden Nachschub von die Druckwelle erzeugendem Transportgas. Die Trägerkapsel 1 selbst ist zur besseren, nahezu reibungslosen Führung nicht dicht an den Seitenwandungen des Führungsrohres 4 anliegend geführt. Zur Wiederholung des Bestrahlungsvorgangs &> kann danach — die Pumpe 52 hat vorher den Vakuum-Wind-Kessel 50 ausgepumpt — der in den Rohren 13 und 4 aufgebaute Druck bei geöffneter Leitung 47 reduziert werden: die Trägerkapsel 1 wird in Bestrahlungsposition 3 zurückgeführt.

Die Kontrolleinrichtung für die gesamten Abläufe, die mil der Rohrpostanlage nach F 1 g. 1 vorgenommen werden müssen, ist in F i g. 2 dargestellt. Sie besteht im wesentlichen aus den vier Kontrollstellen 53 bis 56 sowie der Zeitmeßeinrichtung 57 und Peripheriegeräten. Die Kontrollstelle 53 dient als Kontrollstation für den Ausgangszustand von Trägerkapsel 1 und Probenaufnehmcr 2 mittels der Lichtschranken 20 und 29 sowie für die Steuerung der Trägerkapsel 1 zur Ladeposition zwischen den beiden Lichtschranken 23 und 24 und deren Beladung mit dem Probenaufnehmer 2. Die Lichtschranke 29 ist außerdem mit der Kontrollstelle 54 sowie dem Zeitmeßgerät 57 verbunden. Die Lichtschranken 23 und 24 wirken auf eine Koinzidenzstufe 58, bei deren Ansprechen ein Impuls an die Kontrollstelle 53 abgegeben wird, so daß die Ladeposition signalisiert ist. Die Kontrollstelle 53 steuert sodann das Betätigungsventil 41 für den Ladekolben 8 an, der den Probenaufnehmer 2 in die Trägcrkapscl 1 einführt. Die Beendigung der Beladung wird durch nicht näher dargestellte Anschlagschalter signalisiert. Während des Beladevorgangs ist der Arretierungskolben 9 nicht über das Ventil 44 angesteuert, so daß die Trägerkapsel 1 festgehalten wird. Der Transport der Trägerkapsel 1 zur Beladcposition erfolgt dadurch, daß das Ventil 49 (und der eine Weg des Ventils 46) kurz geöffnet und ein Unterdruck erzeugt wurde, der die Trägcrkapsel 1 von der Abbremseinrichtung 11 (Lichtschranke 20) in Beladcposition zieht. Die Normalslellung des Arreticrungskolbcns 9 ist die Verschlußstellung.

Nach Beendigung der Beladung wird die Kontrollstelle 54 für die Bestrahlungsposition 3 der Trägerkapsel 1 und Probenaufnehmer 2 und gleichzeitig das Ventil 49 zur weiteren Erzeugung und Bereitstellung von Unterdruck angesteuert. Nachdem von der Kontrollstelle 54 das Ventil 44 in der Druckleitung 40 für die Zurücknahme des Kolbens 9 freigegeben wurde, wird nunmehr die Trägerkapsel 1 mitsamt dem Probenaufnchmer 2 in Bestrahlungsposition 3 (Anschlag 17) gesaugt. Diese Position wird über das Ünterdruckmanomcter 48 angezeigt, dessen Anzeige sich bei Erreichen des Anschlags 17 durch die Trägerkapsel I ruckartig ändert (bleibt konstant) und das über einen Schmitt-Trigger 59 die Kontrollstelle 54 ansteuert. Gleichzeitig gibt das Signal der Lichtschranke 29 zur Sicherheit an, daß auch der Probenaufnehmer 2 seine Meßposition 20 verlassen hat und in der Trägerkapsel 1 liegt.

Sobald die Bestrahlungsposition 3, 17 freigegeben ist. wird von der Kontrollstelle 54 die Kontrollstelle 55 zur Vorbereitung und Rückführung von Trägerkapsel 1 und Probenaufnehmer 2 in Meßposition 20 bzw. Endposition 21 angesteuert. Der Rückschuß erfolgt, wenn das Manometer 34 angibt, daß in der Druckleitung 36 ein genügend hoher Vordruck besteht und wenn ein Detektor 60 für Cerenkov-Strahlung oder ähnliche, im Kernreaktor bei der Bestrahlung freigegebene Strahlung, anzeigt, daß die Bestrahlung des Probenaufnehmers 2 abgeschlossen ist. Der Detektor 60 wiederurr gibt über einen SCA 61 (Single Chanal Analyser' gleichzeitig Signal an die Kontrollstelle 55 als auch ar das Zeitmeßgerät 57. welches mit Eingang dieses Signals zu zählen beginnt. Nahezu gleichzeitig mit dem Eingang des Signals (nicht mit der Flug- bzw. Transportzeit vergleichbarer Zeit) wird über den Pulsformet 62 das hochspannungsbciricbene (Hochsparinungsgeräi 63) Ruckschußventil 46 angesteuert und zur Freigabe der Überdruckwelle geöffnet. Die ÜberdruckwclU schießt die Trägerkapsel und den Probenaufnehmer Ί in deren Ausgangspositionen 11, 10. 21 zurück. Di( Dauer dieses Schusses wird mittels des Zeitmeßgeräte! 57 gemessen. Die Zeitmessung stoppt, wenn der aus de

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frägerkapsel 1 in Höhe des Hosenstückes 14 in d.is Leitrohr 5 bis /ur Meßposition 21 geschossene bzw. geschleuderte Probenaufnehmer 2 die Lichtschranke 29 betätigt. Erreicht der Probenaufnehmer 2 die Lichtschranke 29 nicht, so läuft das Zeilmeßgerät 57 einen Grenzwert an. der die Meßelektronik 65 (nicht naher dargestellt), die mit dem Detektor 21 verbunden ist. stoppt. Die Freigabe für diese Meßelektronik 65 durch die Kontrollstelle 56 erfolgt jedoch durch ein Signal aus dem Zeitmeßgerät 57. wenn dieses eine Zeit gemessen hat. die kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist. Die Meßelektronik 65 mit einem an den Detektor 21 für die kurzlebigen Spaltprodukte aus dem Probenaufnehmer 2 angeschlossenen Viclkanalanalysaior mißt Iniensitätswerte (Energie. Intensität usw.) und läuft eine vorgebbare Zeit. Danach gibt sie an die Kontrollstelle 5<j ein Signal ab. das die Freigabe der Wiederholbarkeit des gesamten Vorgangs erlaubt: die Kontrollstelle 5J wird angesteuert, insofern nicht das Zeitmeßgeidi 57 die Wiederholung überhaupt sperrt. Die gesamte Kontrollanlage wird selbstverständlich erst durch Betätigung einer Startlaste 64 mit einer nicht näher dargestellten Energieversorgung in Verbindung gebracht. Die Vorgänge sind praktisch beliebig oft wiederholbar.

Eine Trägerkapsel I mit Probenaufnehmer 2. wie sie für die Rohrpostanlage mit quadratischen bzw. rechtekkigcn Rohrquerschnitien verwendbar sind, ist in der F i g. 3 als Seitenansicht und Schnitt dargestellt. Die Trägerkapsel 1 besteht im wesentlichen aus einem quader- oder auch würfelförmigen Körper mit endseitigen (allerdings auch entbehrlichen) Wulsten 66 und 67. Der Querschnitt entspricht (etwas geringer bemessen) in etwa dem Innenquerschnitt Q\ des Führungsrohres 4. was eine bessere Lagerung und Führung ergibt. Sie weist eine Ausnehmung 68 mit seillicher Austrittsöffnung 69 auf. deren Lage derart bemessen ist. daß sie beim Durchqueren des Hosenstückes 14 mit dem Schlitz 15 korrespondiert. Die Trägerkapse! 1 muß selbstverständlich vorher seitenrichtig in das Führungsrohr 4 eingesetzt werden. Außerdem muß dafür gesorgt sein, daß ihre Lage in bezug auf den Rohrquerschnitt Q\ nicht beim Rückschuß verändert wird. Der Körper der Trägerkapsel 1 kann aus einem Polyamid oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften bestehen, das die Abbremsung 11 zerstörungsfrei über lebt.

Innerhalb der Ausnehmung 68 ist der Probenaufnehmer 2 während des Transports zur Bestrahlungsstelle 3 und beim Rückschuß bis zum Hosenstück 14 gelagert. Die Beladung und der Auswurf erfolgt durch die Öffnung 69. Der Auswurf selbst geschieht auf Grund der Massenträgheit des Probenaufnehmers Z da in dem Hosenstück 14 die Trägerkapsel 1 in einer mehr oder weniger steilen Kurve vom Probenaufnehmer 2 weggerissen wird, der Probenaufnehmer 2 aber in seiner ursprünglichen Richtung weiterfliegt- Dieser Weiterflug erfolgt flatter- und zerstörungsfrei da der Innenquerschnitt Qi des Leitrohres 5 der Höhe und der Breite des Probenaufnehmers 2 angepaßt ist. Der Probenaufnehmer 2 selbst besteht aus einem Ring 70 mit etwas abgerundeten Seitenkanten und einem von einer Bohrung 71 unterbrochenen Boden 72. so daß eine Ausnehmung 73 entsteht. Auf der Innenseite des Bodens 72 ist eine dünne Folie 74 aus Niederdruck-Polyäthylen. Polyamid oder einem gleichartigen Material als eigentlicher Probenträger, gegen Wind- bzw. Fahrtdruck geschützt, .iufgelegt bzw. befestigt. Auf ihr sind Substanzen aiiftragbar. die durch Bestrahlung radioaktiv zerfallen.

ίο oder auf sie werden während der Bestrahlung erst Radionuklide aufgebracht. Der Ring 70 kann aus dem gleichen Material wie die Folie gefertigt sein. Außerdem k.inn die Trägerkapsel I in Höhe der Ausnehmung 68 von parallelen Bohrungen 75. die von einer Außenseite zur Ausnehmung 68 führen, durchbrochen sein, die für die Strahlung an der Bcstrahlungsstclle 3 als Kollimator dienen können.

Eine Abbremseinrichtiing 10. die auch als McOposition 21 für den Probenaufnehmer 2 dient und den Probenaufnehmer 2 flatter- und zerstörungsfrei abbremst und in Meßposiiion arretiert, ist in Fig. A dargestellt. Sie besteht aus Gründen der besseren Haftung gegenüber dem Probenaufnehmer 2 / Ring 70 ebenfalls aus Polyamid oder dem gleichen Material wie der Ring 70.

An einer Grundplatte 76 mit F.ndanschlagsplatte 77 und Seitenfiihrungen 78 (nur die hintere ist sichtbar) sind zwei hintereinandergeschaltetc Bremsbacken 79 und 80 (sie wirken als Ratschen), um Drehachsen 81 und 82 beweglich, angeordnet. Die vordere Bremsbacke 79 ist keilförmig ausgebildet und an ihrem freien Ende mit einem Bremsgewicht 83 belastet. Durch dieses Bremsgewicht 83 wird der anschießende Ring 70. auf dessen obere Stirnfläche der Bremsbacken 79 einwirkt, in einem weiten Geschwindigkeitsbereich auf einen ruhezu imine· gleichen Restgeschwindigkeitswen abgebremst. Lm Anschlag 84 über dem Bremsbacken 79 dient dazu, daß dieser von dem ankommenden Ring 70 nicht um '.eine Achse 81 herumgeklappt wird, sondern in seme Ausgangstage auf der Grundplatte 76 durch sein eigenes Gewicht zurückgeführt werden kann. Das Gewicht 83 ist an die Hauptgeschwindigkeiten des Ringes 70 und die dazu erforderlichen Abbremskräste anpaßbar.

Die Restabbremsung und justierung des Ringe 70 über einer zum Detektor 21 (Natrtunmxiki-Szimillator oder Ge(Li)-Detektor oder ein anderer) weisenden Öffnung 85 erfolgt mittels des zweiten Bremsbackens 80. Er ist mit der von der Feder 86 ausgeübten Kraft belastet und besitzt an seinem freien F.ndc eine Kerbe 87.

die zur Aufnahme des Ringes 70 in Atiswcrteposition dient. In die Kerbe 87 wird der Ring 70 durch einen keilförmig ausgebildeten Anschlag 88 eingepreßt. Dieser ist mit der Feder 89 in der Anschlagflache 77 elastisch gelagert. Er nimmt die Resiencrgie des ankommenden Ringes 70 auf und schiebt diesen danach ir seine Justierungsposition zurück. Die Funktion beider Bremsbacken 79 und 80 kann in Spe/idlfallen auch vor einer einzigen Bremsbacke übernommen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

1927

Claims (18)

Patentansprüche: 23

1. Rohrpostanlage zum ultraschnellen Transport eines Probenaufnehmers zwischen einer Probennahmestelle und einer Auswerteposition, wobei der Probenaufnehmer von einer Trägerkapsel pneumatisch zuerst zur Probennahmestelle und nach der Probenaufnahme in einem Führungsrohr zu einer vor der Auswerteposition liegenden Trennanordnung zerstörungsfrei getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt (Q\)des Führungsrohres (4) und der Querschnitt der Trägerkapsel (1) derart ausgestaltet sind, daß sich die Lage der Trägerkapsel (1) während der Bewegungsabläufe gegenüber dem Führungsrohr (4) is nicht verändert, daß die Trennanordnung von der Art eines Hosenstückes (14) ist, durch das die Trägerkapsel (1) und der Probenaufnehmer (2) voneinander unter Anwendung von Fliehkräften trennbar sind, wobei die Trägerkapsel (1) im Führungsrohr (4) verbleibt und der Probenaufnehmer (2) in ein Leitrohr (5) einbringbar ist, und daß der Probenaufnehmer (2) auf Grund seiner von der Trägerkapsel (1) übertragenen kinetischen Bewegungsenergie

in die Auswerteposition (10,21) führbar ist. *5

2. Rohrpostanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt (Q\) des Führungsrohres (4) und der Querschnitt der Trägerkapsel (1), wie an sich bekannt, rechteckig, quadratisch oder oval sind oder daß an der Trägerkapsel (1) und/oder der Rohrinnenwandung des Führungsrohres (4) nahezu reibungslos wirkende Leitvorrichtungen angeordnet sind.

3. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkapsel (1) eine Ausnehmung (68) aufweist, in der der Probenaufnehmer (2) lagerbar ist und daß die Trägerkapsel (1) eine Austrittsöffnung (69) aufweist, durch die der Probenaufnehmer (2) ein- und ausführbar ist.

4. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Hosenstückes (14) das Führungsrohr (4) gekrümmt ist, daß die Wandung des Führungsrohres (4) in Höhe der Austrittsöffnung (69) der durch das Hosenstück (14) geführten Trägerkapsel (1) geschlitzt ist, und daß der Probenaufnehmer (2) aus der Trägerkapsel (1) durch den Schlitz (15) in das zur Auswerteposition (10, 21) führende Leitrohr (5) mit endseitiger Abbremseinrichtung (10) flatterfrei schleuderbar ist.

5. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremseinrichtung (10) als Ratsche wirkt und eine proportional zur Geschwindigkeit des ankommenden Probenaufnehmers (2) wirkende Abbremskraft auf den Probenaufnehmer (2) ausübt, und daß eine justierung des Probenaufnehmers (2) in die Auswerteposition (21) mittels einer Kerbe (87) an einem der Abbremseinrichtung (10) zugeordneten hinteren Bremsbacken (80) und einem federgelagerten Anschlag (88) erfolgt.

6. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem hinteren Bremsbacken (80) ein weiterer Bremsbacken (79) um eine Drehachse (81) beweglieh angeordnet ist, der keilförmig ausgebildet und an seinem freien Ende mit einem Bremsgewicht (83) belastet ist.

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7. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenaufnehmer (2) aus einem Ring (70) besteht, in dem eine Folie (74) zur Aufnahme der Probe eingespannt ist oder als Dose zur Aufnahme von Proben ausgebildet ist.

8. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der im Ring (70) aufgespannten Folie (74) in der Ausnehmung (68) der Trägerkapsel (1) und in dem Leitrohr (5) parallel zur Bewegungsrichtung geführt ist.

9. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkapsel (1) mit dem Probenaufnehmer (2) mittels Unterdruck im Führungsrohr (4) zur Probenauf-

■ nahmesteile (3, 1») und durch eine Überdruckwelle mit Geschwindigkeiten bis zur Größenordnung der Schallgeschwindigkeit von der Probennahmestelle (3, 17) zum Hosenstück (14) und von dort der Probenaufnehmer (2) zur Auswerteposition (10, 21) schießbar sind.

10. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckwelle durch öffnen eines hochvoltgesteuerten Magnetventils (46), das an einem Überdruckbehälter (45) angeschlossen ist, erzeugbar ist.

11. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkapsel (1) einen Kollimator (75) aufweist, der die Beaufschlagung der Folie (74) des Probenaufnehmers (2) durch radioaktive Elemente bzw. radioaktive Zerfallsprodukte in der Probennahmestelle

(3) erlaubt.

12. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkapsel (1) und die Abbremseinrichtung (10) aus einem Polyamid oder einem Material mit ähnlichen Eigenschaften besteht.

13. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (74) aus einem Niederdruck-Polyäthylen besteht.

14. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß am einen der Probennahmestelle zugewandten Ende des Führungsrohres (4) ein Anschlag (17) und am entgegengesetzten Ende eine zerstörungsfreie, nach dem Prinzip der Impulsvernichtung arbeitende Bremse (11) für die Trägerkapsel (1) angeordnet sind.

15. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlage des Probenaufnehmers (2) mittels einer Lichtschranke (29) anzeigbar ist.

16. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Ladeeinrichtung (8, 26,22, 25), die aus einem Hubzylinder (8] mit Ladekolben (26) besteht, der den ausgemessenen oder einen frischen Probenaufnehmer (2) durch Öffnungen im Leitrohr (5) und dem Führungsrohi

(4) aus dem Leitrohr (5) in die Trägerkapsel (1) irr Führungsrohr (4) einführt.

17. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einen der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Be ladestellung der Trägerkapsel (1) mittels Steuerunj durch Lichtsignale von Lichtschranken (23 und 24 einstellbar ist.

18. Rohrpostanlage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine Kontrollanordnung (53 bis 57) mii einer Kontrollstelle (53) für den Ausgangszustand und die Trägerkapsel (1) in »Ladeposition/Probenaufnehmer (2) laden«, durch eine weitere Kontrollstelle (54) für die Stellung der Trägerkapsel (1) in Bestrahlungsposition (3, 17), durch eine Schaltung _vi5) für den Rückschuß des Systems »Trägerkapsel (1)/Probenaufnehmer (2)«, durch eine Zeitmessung (57) der Dauer des Rückschusses und durch ein Ansteuerungssystem (5b) für die Meßelektronik (65) und Freigabe der Wiederholung des Vorgangs.