DE2412635A1 - Vorrichtung zum reinigen einer probeaufnahmesonde - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Probenahmekopf mit einer Sonde und einem Waschsystem für das Reinigen der Sonde.

Beispiele bekannter Vorrichtungen zum Aufnehmen einer Probe und/oder zum Mischen oder Verdünnen einer konzentrierten Probe sind aus folgenden US-PSn bekannt: 2 757 54l, 2 867 355, 3 291 3^7, 3 419 358, 3 ^76 880, 3 489 525, 3 523 756, 3 53o 721, 3 5^9 994, 3 567 389, 3 635 o9^, 3 7oo 562, 3 716 338.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verbesserung des Probenahmekopfes gemäß der Patentanmeldung P 22 49 49o.2, in der eine Vorrichtung für die automatische Durchführung chemischer Analysen beschrieben ist, und betrifft ein Waschsystem, welches so betätigbar ist, daß die Sonde des Probenahmekopfes zwischen den Probenahmen von verschiedenen Proben gereinigt wird, wodurch ein Verstopfen der Sonde und eine Übertragungsverunrexnxgung zwischen den Probenahmen verhindert wird.

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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Reinigen einer Probeaufnahmesonde zwischen den Probenahmen von Fluid mit der Sonde vorgesehen, die sich dadurch auszeichnet, daß sie eine rinnenförmige Wanne, ein System für die Abgabe von Reinigungsfluid an die Wanne zu vorher festgelegten Zeiten und Mechanismen aufweist, welche eine Relativbewegung zwischen der rinnenförmigen Wanne und der Sonde herbeiführen, um die Sonde in die Wanne zu führen, wodurch Reinigungsfluid durch die Sonde für ihre Reinigung gezogen werden kann.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch die Vorrichtung mit einem Probenahmekopf, einer Wanne und Mechanismen für die Bewegung von Kopf und Wanne.

Fig. 2 zeigt perspektivisch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Wanne in einer abgesenkten Lage unter der Sonde des Probenahmekopfes gezeigt ist.

Fig. 3A zeigt in einer Seitenansicht die Mechanismen zum Bewegen der Wanne, wobei die Wanne in der angehobenen Lage gezeigt ist.

Fig. 3B ist eine Seitenansicht wie Fig. 3A und zeigt die Wanne in einer abgesenkten Lage.

Fig. 3C ist eine Seitenansicht wie Fig. 3B und zeigt die Wanne, wenn sie unter die Sonde bewegt ist.

Fig. k zeigt in einer Seitenansicht den Probenahmekopf mit der Sonde in der Wanne.

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Fig. 5A zeigt als Einzelheit in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Lage eines Federmechanismus des Kopfes, wenn der Kopf sich in der angehobenen Lage für das Mischen und Abgeben der Probe befindet.

Fig. 5B zeigt in einer Einzelheit in der Seitenansicht den Federmechanismus, wenn der Kopf sich in der Lage für das Reinigen der Sonde befindet.

Fig. 5C zeigt in einer Einzelheit in der Seitenansicht den Federmechanismus, wenn sich der Kopf in der Probenahmelage befindet.

Fig. 6 zeigt schematisch die Beziehung zwischen den beiden Ventilblöcken des Probenahmekopfes in einer ersten Lage bzw. der Probenahmelage.

Fig. 7 zeigt schematisch wie Fig. 6 die Ventilblöcke in einer zweiten Lage bzw. Misch- und Abgabelage.

Fig. 8 zeigt schematisch wie Fig. 7 die Ventilverbindungen für das Durchführen von Reinigungsfluid durch die Sonde, während die Ventilblöcke in der zweiten Lage gehalten sind.

Die Probenahme- und Mischvorrichtung Io, von der Teile in Fig. 1 gezeigt sind, hat einen Probenahmekopf 12, einen Zylinder 13 für die Bewegung des Kopfes, eine rinnenförmige Wanne Ik und einen Mechanismus 15 zum Bewegen der Wanne lA, wobei der Mechanismus 15 ein-Jii Zylinder Ib hat.

Der ProbenaliiTiäkepf 12 ist so konstruiert. ü-λΛ er Z'_ j aminen si<i :. einer Vielzahl von gleichen, nicht gezeigten Probenahmeköpfen für den gleichzeitigen Betrieb mit diesen Köpfen installiert werden kann. Der Probenahmekopf 12 hat einen Ventilmechanismus 17, wie er in den Figuren 4, 6,7 und 8 gezeigt ist. Der Ventilmechanismus 17 hat einen ersten Ventilblock l8 und einen zweiten Ventilblock 2o,„wobei die Ventilblöcke geradlinig

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(gleitend verschiebbar) relativ zueinander zwischen zwei Ventillagen bewegbar sind, nämlich einer Probenahmelage und einer Abgabelage. Der erste Block 18 hat eine hohle Probensonde 22, die sich von ihm ausgehend erstreckt und mit dem Probenahmekopf 12 zwischen einer ersten oder Probenahmelage, in welcher das freie Ende 23 der Sonde 22 in einen Probenbecher 2k in einem Probenbecherhalter 25 (Fig. 1 und 2) eingeführt ist, und einer zweiten oder aus der Bahn der Bewegung des Bechers 2k zurückgezogenen Lage bewegbar ist.

In der ersten Lage der Sonde 22 und des Ventilmechanismus 1? ist die Sonde 22 über die Ventilblöcke l8 und 2o und eine Probenschleife bzw. Probenüberführung 3k mit einer nicht gezeigten Probenpumpe verbunden, um etwas von der flüssigen Probe von dem Becher 2k abzuziehen. Dabei wird eine festgelegte Probemenge aus dem Becher 2k in die Probenschleife "}k angesaugt. Gleichzeitig wird über die Ventilblöcke 18, 2o eine nicht gezeigte Reaktionsmittelquelle mit einer nicht gezeigten Reaktionsmittelpumpe verbunden, die so arbeitet, daß sie mit einer Menge des Reaktionsmittels gefüllt wird. Weitere Einzelheiten bezüglich der Pumpe und zugeordneter Steuersysteme können aus der vorstehend genannten älteren Anmeldung entnommen werden.

Wenn eine ausreichende Probenmenge durch die Probenschleife 34 gezogen ist, wird der Zylinder I3 betätigt, um die Sonde aus dem Becher 2k heraus in ihre zurückgezogene Lage und gleichzeitig die Ventilblöcke l8 und 2o bezüglich einander zu bewegen. Durch diese Wirkung wird eine bestimmte Menge bzw. ein bestimmtes Volumen der Probe in der Probenschleife 34 abgeschert und eingeschlossen, während die Blöcke l8 und 2o in die zweite Ventillage bewegt werden.

Wenn sich der Ventilmechanismus I7 in der zweiten Lage bzw. Abgabelage befindet, ist ein Ende der Probenschleife 3k über die Ventilblöcke l8 und 2o mit der Reaktionsmittelpumpe

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verbunden, die nun betrieben wird, um das Reaktionsmittel in die Ventilblöcke 18 und 2o zu pumpen. Das andere Ende der Probenschleife Jk ist mit einer Leitung j6 verbunden, die zu einem Reagenzglas führt. Ein im folgenden im einzelnen noch näher beschriebener Nebenweg führt etwas Reaktionsmittel neben der Probenschleife Jk vorbei zum Auslaßende der Schleife Jk, wo es mit der Probe vermischt wird, die gerade aus der Probenschleife Jk durch den Druck des Reaktionsmittelstromes am Einlaßende der Schleife Jk ausgedrückt wird. Die festgelegte Probenmenge wird gleichzeitig aus der Probenschleife Jk ausgedrückt, mit dem Reaktionsmittel gemischt und als Reaktionsmittel-Probengemisch dem Reagenzglas zugeführt. In dem Glas reagiert das Reaktionsmittel mit der flüssigen Probe. Nach einem festgelegten Zeitraum kann das erhaltene Gemisch colorimetrisch untersucht werden. Im Falle einer reinen Verdünnung kann das erhaltene Gemisch einer Teilchenzählung unterworfen werden usw..

Die Sonde 22 und der Auslaß der Probenpumpe werden gleichzeitig mit einer nicht gezeigten Vakuumquelle verbunden, um das Rohr durch Vakuum von flüssigem Probenmaterial zu reinigen und um Reinigungsfluid durch die Sonde 22 zu saugen, wobei die Vorrichtung Io für eine weitere Probenahme präpariert wird.

Die Ventilanordnung I7 ist an einem Ende durch eine Armanordnung 37 gehaltert, die von zwei langgestreckten Platten 38 und ko begrenzt wird. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, ist der Ventilblock l8 an und zwischen den Außenenden der Platten 38 und ko durch geeignete Befestigungsmittel gehaltert .

Die für die Halterung der Armplatten 38 und ko am Ventilblock l8 verwendeten Befestigungsmittel dienen auch zur Befestigung von zwei Platten k2 und kk an dem Ventilblock Jede Platte 42, kk ist zwischen dem Ventilblock l8 und einer der Armplatten 38» ^o angeordnet.

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Die Innenenden der Platten 38 und 4o haben Ausnehmungen, die um einen Schaft 45 passen, um die Befestigung der Armanordnung 37 an dem Schaft 45 zu erleichtern.

Der Schaft 45 erstreckt sich durch eine Seitenwand 46 eines Gehäusesund ist darin gelagert, das teilweise die Probenahmeköpfe 12 umgibt. Auf der anderen Seite der Wand 46 ist der Schaft 45 mit einem Hebel 47 verbunden. Das entfernte Ende 48 des Hebels 47 ist mit einem Kolben 49 des Zylinders I3 verbunden. Der Zylinder I3 kann an der Seitenwand 46 befestigt werden. Die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 49 erzeugt eine begrenzte Drehung des Schaftes 45, wodurch eine Bewegung des Probenahmekopfes 12 und der Sonde 22 nach oben oder unten hervorgerufen wird. Der Probenahmekopf 12 ist in Fig. 1 in der angehobenen Lage gezeigt, wobei eine abgesenkte Lage der Sonde 22 durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

Das Gehäuse hat eine Rückwand 5I, zu der der Schaft 45 beabstandet ist und sich dazu parallel erstreckt. Ein langestreckter Träger 52 ist an der Rückwand 5I befestigt, steht davon nach außen zum Schaft 45 hin vor und hat eine Vielzahl von Öffnungen 53» von denen jede einen Zapfen 54 mit einem kugeligen Ende 55 trägt. Jedes kugelige Ende 55 bildet den Teil einer Kugel-Pfannen-Verbindung 56, wodurch ein Ende eines Gestänges 57 schwenkbar angebracht ist, das sich von dem oberen Ventilblock 2o von einem der Probenahmeköpfe 12 aus erstreckt und damit verbunden ist.

Jedes Gestänge 57 hat einen Stab 58» der mit dem Pfannenbzw. Lagerelement 59 einer der Kugel-Pfannen-Verbindungen 56 einstellbar durch Schraubeingriff verbunden ist. Wie aus Fig. 4 und den Figuren 5A, 5B, 5C zu ersehen ist, sitzt das andere Ende des Stabes 58 in einer Büchse 60, die mit einer Gabel 6l verbunden ist, die an dem hinteren Ende des Ventilblocks befestigt ist. In der Büchse bo ist ein Mechanismus 62 zum Ausgleich des toten Ganges angeordnet, der aus einer Feder 63 besteht, die zwischen einem Sitz 64 am Ende des Stabes 58 und einem Sitz 65 am Ende eines Stabes 66 angeordnet ist, der mit dem Block 2o verbunden ist und sich in die Büchse 60 erstreckt,

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Ein Schleifring 67a an dem Stab 66 und ein Schleifring 67b in der Büchse 60 begrenzen die innere und äußere Bewegung der Sitze 6k und 65, was später noch näher erläutert wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, hat der erste Block l8 eine Innenfläche 68 und eine Außenfläche 7°. In gleicher Weise hat der zweite Ventilblock 2o eine Innenfläche 72 und eine Außenfläche 7k. Die F Iodverbindungen werden an den Innenflächen 68 und 72 der Blöcke l8 und 2o hergestellt und unterbrochen, die in abdichtendem Gleiteingriff gehalten werden. Die gute Abdichtung zwischen den Innenflächen 68 und 72 in den Bereichen angrenzend an die Offnungsverbindungen zwischen den Blöcken l8 und 2o wird dadurch erreicht, daß die Blöcke l8 und 2o gegeneinandergedrückt werden und die Innenflächen 68 und 72 geschliffen und geläppt sind. Vorzugsweise werden die Innenflächen 68 und 72 von einem sehr harten Material gebildet, welches durch Schleifen und Polieren geglättet ist, um einen Abrieb an den Innenflächen 68 und 72 zu verhindern oder zumindest stark einzuschränken. Infolge des Drucks auf die Blöcke müssen sie aus einem Material mit hoher Dimensionsstabilität hergestellt werden. Außerdem muß das Material in hohem Maße korrosionsresistent gegenüber den durchgeführten Fluiden sein. Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht der erste Block l8 aus Graphit und der zweite Block 2o aus rostfreiem Stahl, wobei die Innenfläche 72 mit einer Aluminiumoxyd-Siliciumoxyd-Zusammensetzung mit Hilfe des Flammen- oder Plasmasprühverfahrens versehen ist.

Wie aus Fig. k zu ersehen ist, ist der Block 2o langer als der Block l8. Eine Bewegung des Blocks 2o relativ zum Block i8 ist durch die Anschläge 8k und 86 genau begrenzt, die jeweils an den Enden des Blocks 2o in einer Lage so befestigt sind, daß sie mit den Enden des Blocks l8 in Eingriff kommen. Wenn somit die Armanordnung 37 durch den Zylinder I3 nach unten bewegt wird, wird die Bewegung der Armanordnung 37 durch den Eingriff des Anschlags 8k mit einem Ende des

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Ventilblocks l8 begrenzt. Wenn die Armanordnung 37 durch den Zylinder 13 nach oben bewegt wird, wird in gleicher Weise ihre Bewegung durch den Eingriff des Anschlags 86 mit dem anderen Ende des Blocks 2o begrenzt. Die Eingriffslagen zwischen den Anschlägen 84 und 86 und den jeweiligen Enden des Blocks 2o legen auch die erste und zweite Ventillage des Ventilmechanismus 17 fest.

Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, hat der erste Ventilblock 18 im Inneren eine Anzahl von Gängen und Durchlässen, die folgendermaßen gekennzeichnet sind. Zwischen den Flächen 68 und 8o des Blockes 18 erstreckt sich ein Probenaufnahmedurchlaß 9o, der an der Außenfläche 7° mit der ansaugenden Sonde 22 verbunden ist. Zwischen den Flächen 68 und 7o erstreckt sich ein Durchlaß 92 für das Extrahieren einer Probe, der an der Außenfläche 7o «nit einem Rohr oder einer Leitung 93 verbunden ist, die zu der Probenpumpe führt. Zwischen den Flächen 68 und 7o erstreckt sich weiterhin ein Durchlaß 94 für die Reaktionsmittelzufuhr, der an der Außenfläche 7° mit einer Leitung 95 verbunden ist, die zu der Reaktionsmittelquelle führt. Ein erster Durchlaß 96 für die Reaktionsmittelüberführung öffnet sich nur zur Innenfläche 68. Ein zweiter Durchlaß 98 für die Reaktionsmittelüberführung öffnet sich ebenfalls nur zur Innenfläche 68. Zwischen den Flächen des Blocks l8 erstreckt sich ein Durchlaß loo für die Probenabgabe, der an der Außenfläche 7o mit der Leitung 36 verbunden ist. Ein Gang Io2 verbindet den ersten Überführungsdurchlaß 96 mit dem zweiten Überführungsdurchlaß 98. Ein Nebengang I03 verbindet den Gang Io2 mit dem Durchgang loo für die Probenabgabe.

Der zweite Block 2o hat ebenfalls eine Anzahl von Durchgängen, die folgendermaßen gekennzeichnet sind: Zwischen den Flächen 72 und 74 des Blockes 2o erstrecken sich ein erster und ein zweiter Durchlaß Io4 bzw. I06, die einen Teil der Probenschleife 34 bilden. Zwischen den Flächen 72 und 74 des Blocks 2o erstreckt sich weiterhin ein Abgabedurchlaß

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für das Reaktionsmittel, der an der Außenfläche 7k mit einer Leitung Io9 verbunden ist, die zu der Reaktionsmittelpumpe führt. Zwischen den Flächen des Blocks 2o erstreckt sich ein erster Evakuierungsdurchlaß Ho, der an der Außenfläche mit einer Leitung 111 verbunden ist, die zu der Vakuumquelle für die Reinigung führt. Ein zweiter Evakuierungsdurchlaß 112 ist zur Innenfläche 72 und zur Außenfläche 7 k offen und mit einer Leitung \lk verbunden, die ebenfalls zu der Vakuumquelle für die Reinigung führt.

Die Durchlässe erstrecken sich alle senkrecht zu den Flächen der Blöcke 18 und 2o und sind vorzugsweise auf der sich in Längsrichtung erstreckenden Mittellinie eines jeden Blocks l8, 2o angeordnet.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Stellung befinden sich die Ventilblöcke l8, 2o in der ersten Lage bzw. der Probenlage, in welcher die Öffnung des Probenaufnahmedurchlasses 19 mit der Öffnung des ersten Durchlasses \ok der Probenschleife Jk fluchtet und in Verbindung steht. Die Öffnung des zweiten Durchlasses Io6 ist fluchtend zu dem Durchlaß 92 für das Extrahieren der Probe ausgerichtet und steht damit in Verbindung, der seinerseits "durch die Leitung 93 mit der Probenpumpe verbunden ist. In diesem Zeitpunkt wird die Probenpumpe betätigt, so daß etwas Probenfluid aus dem Probenbecher 24 über die Sonde 22 extrahiert oder angesaugt wird. Das Probenfluid wird einen Teil des Weges in die Leitung 93 gezogen, vorzugsweise jedoch nicht in die Probenpumpe. Zu diesem Zeitpunkt ist auch der Durchlaß 9^ für die Reaktionsmittelzufuhr zu dem Durchlaß Io8 für die Reaktionsmittelabgabe fluchtend ausgerichtet und steht damit in Verbindung. Die Reaktionsmittelpumpe wird betätigt, um eine Reaktionsmittelmenge aus der Reaktionsmittelquelle in die Reaktionsmittelpumpe zu ziehen.

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Nach einer vorher festgelegten Zeit wird der Zylinder I3 so betätigt, daß sich der Probenahmekopf 12 in die zweite Lage oder Abgabelage bewegt. Gleichzeitig wird die Arbeitsrichtung der Pumpen umgekehrt, so daß in der zweiten Ventilstellung, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, die Pumpen Fluid in Richtung des Ventilmechanismus 17 fördern.

Wenn die Ventilblöcke l8, 2o relativ zueinander bewegt werden, damit der Ventilmechanismus I7 in seine zweite Lage bewegt wird, werden die Öffnungen des ersten und zweiten Durchlasses Io4 und I06 der Probenschleife 3k an der Innenfläche 72 am Block 2o durch Abscheren unterbrochen, so daß ein bestimmtes Probenvolumen in der Probenschleife 3^ eingeschlossen ist.

In der zweiten Lage des Ventilmechanismus I7 ist, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, der Durchlaß I08 für die Reaktionsmittelabgabe zu dem ersten Überführungsdurchlaß 96 für Reaktionsmittel ausgerichtet und damit verbunden. Gleichzeitig steht der zweite Überführungsdurchlaß 98 für das Reaktionsmittel mit dem ersten Durchlaß Io4 der Probenschleife 3^ in Verbindung, d. h. mit der Einlaßöffnung der Probenschleife 3^1 während der zweite Durchlaß I06 der Probenschleife 3^, d. h· die Auslaßöffnung der Probenschleife ^k₁ ^mi"t dem Probenabgabedurchlaß loo in Verbindung steht.

Der Nebengang Io3, der sich zwischen dem zweiten Überführungsdurchlaß 98 für das Reaktionsmittel und dem Probenabgabedurchlaß loo erstreckt, hat vorzugsweise einen Querschnitt bzw. Durchmesser, der sich von dem der Probenschleife Jk unterscheidet. Die Probenschleife Jk hat dabei vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als der Nebengang I03, so daß ein Bruchteil des Reaktionsmittels durch die Probenschleife 34 strömt und sich mit dem größeren Reaktionsmittelstrom an der Verbindung des Nebenganges mit dem Probenabgabedurchlaß loo wieder vereinigt. An dieser Verbindungsstelle wird das Probenmaterial mit dem Reaktionsmittelstrom vermischt, so daß das aus

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dem Ende des Abgaberohres 36 austretende Fluid ein Gemisch aus Probe und Reaktionsmittel ist. Der Nebengang I03 hat mehrere Funktionen, die im einzelnen in der älteren Anmeldung P 22 49 490.2 beschrieben sind.

Zu dem Zeitpunkt, in dem Reaktionsmittel mit der Probe gemischt wird und die Probe in die Abgabeleitung 36 zwangsweise geführt wird, werden der Probenaufnahmedurchlaß 90 und der Probenextrahierdurchlaß 92 durch die Vakuumpumpe für die Reinigung evakuiert. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist nun der Propenaufnahmedurchlaß 90 zu dem zweiten Evakuierdurchlaß 112 ausgerichtet und steht damit in Verbindung. Der Probenextrahierdurchlaß 92 ist mit dem ersten Evakuierdurchlaß Ho fluchtend ausgerichtet und verbunden. Die Vakuumpumpe für die Reinigung zieht oder saugt den größten Teil der Probe ab, die in dem Durchlaß 90 und der damit verbunden Sonde 22 und in dem Extrahierdurchlaß 92 und in der damit verbundenen Leitung 93 verblieben ist. Das über die Leitung 93 auf die Probenpumpe wirkende Vakuum wirkt auch mit dem Druck zusammen, der an der Probenpumpe anliegt, um diese in ihre Extrahier- oder Absauglage zurückzuführen. Dies führt dazu, daß der Probenkopf 12 wieder für die Aufnahme einer weiteren Probe bereit ist, wenn er in seine erste Lage bewegt worden ist.

Wenn die Sonde 22 in die flüssige Probe in dem Probenbecher eingeführt wird, wird durch die Kapillarwirkung der Flüssigkeit ein Meniskus um die äußere Oberfläche der Sonde gebildet. Wie in der älteren Anmeldung P 22 49 49o.2 beschrieben ist, wird die Geschwindigkeit der Sonde 22 in die Flüssigkeit in dem Becher 24 und daraus heraus so gesteuert, daß die Flüssigkeitsaufnahme an der Außenfläche der Sonde und die daraus herrührende Verunreinigung durch Übertragung zwischen den einzelnen Probenahmen auf ein Minimum reduziert wird.

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Trotz des Anlegens einer Saugwirkung an die Sonde 22, wenn der Probenahmekopf 12 sich in der Misch- und Abgabelage befindet , bleiben oft infolge der Viskosität der Probe und des kleineren Durchmessers der Sonde Tröpfchen des Materials an der Innenwand der Sonde hängen. Die Sonde 22 wird auch manchmal durch das Vorhandensein von faserförmigem Material in der Probe verstopft. Um die Reinigung der Sonde 22 zu erleichtern, wenn sie mit Probenmaterial verstopft ist, sind die Sonde und die Durchlässe 9o und 112 so gebaut, daß, wenn der Probenahmekopf sich in der Misch- und Abgabestellung befindet, die Sonde 22 und die Durchlässe 9° und 112 im wesentlichen koaxial zueinander sind, um das Einführen eines Drahtes oder eines einem Rohrreiniger ähnlichen Reinigungselementes zum Reinigen der Sonde 22 und der Durchlässe 9o und 112 zu ermöglichen.

Um das manchmal auftretende Problem zu lösen, das sich durch das Hängenbleiben von Probentröpfchen an den Innenwänden der Sonde 22 ergibt, hat die Vorrichtung Io die rinnenförmige Wanne 14 und den Mechanismus 15 für die Bewegung der Wanne in eine Lage, in der Reinigungsfluid in der Wanne durch die Sonde 22 durch die Vakuumpumpe für die Reinigung gesaugt werden kann.

Wie aus den Figuren 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Wanne Ik langgestreckt und hat Stirnplatten 12o und 121, die sich von ihr ausgehend nach oben erstrecken. Jede Stirnplatte 12o bzw. 121 ist an ihrem oberen Ende mit einem Hebel 122 bzw. 123 verbunden. Die Hebel 122 und 123 sind durch einen querverlaufenden Schaft bzw. einen Querstab 124 (Fig. 2) miteinander verbunden. Jeder der Hebel 122, 123 ist mit dem Bewegungsmechanismus 15 verbunden und bildet ein Teil davon, das aus mehreren Elementen besteht, die ähnlich einem Pantographen zusammenwirken. Der Aufbau und die Arbeitsweise des Bewegungsmechanismus 15 auf der rechten Seite der Vorrichtung von Fig. wird im folgenden anhand der Figuren 3A bis 3C beschrieben.

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Das obere Ende des Zylinders 16-ist an einem Träger 126 angelenkt. Aus dem Zylinder 16 erstreckt sich eine Kolbenstange 128, die an dem Hebel 123 angelenkt ist. Das innere Ende des Hebels 123 ist an einem Schwenkarm I30 an dessen unterem Ende angelenkt. Das obere Ende des Schwenkarmes I30 ist an einem Bügel 132 angelenkt. Der Bügel I32 hat insgesamt die Form einer vertikal angeordneten Platte mit zwei Fortsätzen oder Laschen 133 und 13^t die sich nach außen von dem Bügel bzw. der Platte I32 auf jeder Seite des Schwenkarmes I30 erstrecken und Anschläge für die Begrenzung der Schwenkbewegung des Schwenkarmes I30 um seine Verbindung mit dem Bügel I32 bilden. An dem Hebel 123 ist an einer Stelle zwischen der jeweiligen Schwenkverbindung des Schwenkarms I30 und der Kolbenstange 128 mit dem Hebel I23 ein Schwingarm I36 angelenkt. An seinem oberen Ende ist der Schwingarm I36 an einem Übertragungs- bzw. Verschiebearm I38 an einer Stelle zwischen den Enden des Armes I38 angelenkt. Das eine Ende des Arms I38 ist an dem Bügel I32 angelenkt, das andere Ende für den Eingriff und das Anliegen an einem Anschlagzapfen l4o vorgesehen, der an der Platte I32 befestigt ist und daraus vorsteht. Für eine weiche gesteuerte Bewegung des Mechanismus 15 und der Wanne Ik ist eine Feder l42 zwischen dem Schwenkarm 130 und einer nicht gezeigten Lasche an der Platte I32 angrenzend an deren Vorderkante angeordnet.

Fig. 3A zeigt die Wanne in einer angehobenen oder zurückgezogenen Lage, in der die Kolbenstange 128 sich in einer eingezogenen Lage in dem Zylinder l6 befindet. An dieser Stelle befindet sich die Wanne Ik über dem Probenahmekopf 12 und außerhalb der Bewegungsbahn des Kopfes 12.

Nachdem der Probenahmekopf eine Probenmenge aus einem Probenbecher 2k in dem Halter 25 aufgenommen hat, wird der Kopf durch Anlegen eines Drucks an das untere Ende des Zylinders über die Leitung Ikk (Fig. 1) und durch Anlegen von Vakuum an

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das obere Ende des Zylinders I3 über die Leitung 146 angehoben. Der in den Figuren 3A bis 3C gezeigt Kopf 12 befindet sich in der oberen angehobenen Lage, die der Lage des Kopfes 12 in Fig. 1 entspricht. Wenn der Kopf 12 sich eine kurze Zeit in dieser Lage befunden hat, wird mittels eines nicht gezeigten Steuermechanismus der Zylinder l6 so betätigt, daß sich die Stange 128 daraus erstreckt. Wenn dies eintritt,wird der Hebel I23 bogenförmig nach unten um die Schwenkverbindung zwischen dem Schwenkarm I30 und dem Hebel I23 bewegt. Der Schwenkarm I30 bewegt sich in Anbe rächt der auf ihn durch die Feder 142 wirkenden Federspannung nicht. Gleichzeitig bewegt sich der Schwingarm I36 nach unten und schwingt bei der in den Figuren 3A bis 3C gezeigten Ansicht nach rechts. Dies führt dazu, daß sich der Verschiebearm I38 nach unten bewegt. Als Ergebnis der Schwenkverbindung zwischen dem Verschiebearm I38 und dem Schwingarm I36, der sich bogenförmig nach unten bewegt, wird das obere Ende des Schwingarmes I36 nach rechts bewegt, bis das freie bzw. entfernte Ende des Verschiebearms 138 am Zapfen iko anschlägt. Diese Lage des Mechanismus 15 und des Zylinders 16 ist in Fig. JB gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Wanne 14 in ihrem unteren Bereich der bogenförmigen nach unten gerichteten Bewegung und in einer Lage zwischen dem unteren Ende der Sonde 22 und dem Probenbecherhalter 25, wie es in Fig. 3B gezeigt ist. Ein weiteres Ausfahren der Kolbenstange 128 aus dem Zylinder 16 führt nun dazu, daß der Schwingarm I36 an beiden Enden verschwenkt wird und sich nach rückwärts nach rechts bewegt. Dies führt dazu, daß sich der Schwenkarm 38 ebenfalls nach rückwärts nach rechts bewegt, bis er mit dem Anschlag 134 in Eingriff kommt. Dies führt zu einer insgesamt geradlinigen Bewegung der Wanne Ik nach rechts in der Ansicht von Fig. "}C Die Wanne wird auch leicht nach oben bewegt, bis sie sich in der Lage unter dem unteren Ende 23 der Sonde 22 befindet.

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Wie in Fig.2 gezeigt ist, ist zwischen der Wanne Ik und einem Fluidauffangbehälter I52 eine Leitung I50 angeordnet. Der Fluidauffangbehälter 152 hat ein Standrohr 154, dessen offenes oberes Ende unter dem Niveau der Wanne 14 liegt, wenn diese sich in der in Fig. 1 gezeigten angehobenen Lage befindet. Wenn die Wanne 14 sich jedoch in ihrer abgesenkten Lage gemäß Fig. 2 und 3C befindet, befindet sich der Spiegel des entionisierten Wassers oder eines anderen Reinigungsfluids in dem Auffangbehälter I52 über der Wanne 14. Zu diesem Zeitpunkt hält der Steuermechanismus der Vorrichtung alle Einrichtungen in der Lage, in der sie sich befinden, fest, während Wasser in die Wanne 14 strömt. Nach einem vorher festgelegten Zeitraum ist die Wanne ik mit dem zugeführten Wasser gefüllt. Der Steuermechanismus für die Vorrichtung legt dann entweder Druck oder Vakuum über die Leitungen 144 und 146 an beide Enden des Zylinders I3 an. Dies führt dazu, daß der Fluiddruck an dem Kolben im Zylinder I3 neutralisiert bzw. ausgeglichen wird. Aus den Figuren 5A bis 5C ist zu ersehen, daß in der Probenmisch- und Abgabelage die Feder 63 in der Büchse 60 zusammengedrückt ist. Wenn nun die Kräfte auf den Kolben in dem Zylinder I3 neutralisiert sind, kann sich die Feder 63 entspannen, bis sie eine Neutral- oder Ruhelage erreicht, wie sie in Fig. 5B gezeigt ist. In dieser Lage sind der Probenahmekopf 12 und die Sonde 22 um eine geringe Entfernung abgesenkt, so daß das untere Ende 23 der Sonde 22 in die Wanne lk eingebracht wird. Wie vorstehend erläutert wurde, wird die Saugwirkung auf der Leitung 114, die über die Durchgänge 112 und 9o mit der Sonde 22 verbunden ist, aufrechterhalten. Wenn der Probenahmekopf 12 und die Sonde 22 abgesenkt werden, wenn sich die Feder 63 entspannt, ermöglicht es der Mechanismus 62 für die Berücksichtigung des toten Gangs, daß die Ventilblöcke 18 und 2o in der zweiten Ventillage verbleiben. Wenn die Sonde 22 in die Wanne hineingeht, wird deshalb durch die Saugwirkung, die durch die Sonde Luft zieht, anschließend Wasser durch die Sonde 22 gezogen und zu der

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Vakuumpumpe für die Reinigung gefördert, von der es ausgeworfen wird. Nachdem eine vorher festgelegte Wassermenge durch die Sonde 22 gezogen worden ist, führt der Steuermechanismus für die Vorrichtung der Leitung 144 einen Fluiddruck und der Leitung 146 ein Vakuum zu, so daß der Kolben in dem Zylinder 13 die Sonde des Probenahmekopfes 12 aus der Wanne 14 herausbewegt. Daraufhin wird der Zylinder l6 so betätigt, daß die Kolbenstange 128 eingezogen wird, wodurch erst eine geradlinige Vorwärtsbewegung und dann eine bogenförmige Aufwärtsbewegung der Wanne 14 in die angehobene oder zurückgezogene Lage bewirkt wird, wie sie in den Figuren 1 und 3A gezeigt ist. Der Probenbecherhalter 25 wird dann durch einen nicht gezeigten Mechanismus in eine Lage vorwärtsbewegt, in welcher sich ein anderer Probenbecher 24 unter der bogenförmigen Bewegungsbahn der Sonde 22 des Kopfes 12 befindet, was in Fig. und 2 gezeigt ist. Die Vorrichtung wird dann wieder auf die vorstehende Weise betätigt, um die Sonde 22 in den darauffolgenden Probenbecher abzusenken, so daß eine Probenmenge daraus auf die vorstehend beschriebene Weise abgezogen werden kann.

Die Vorrichtung Io ermöglicht die Relativbewegung zwischen der Sonde 22 und der Wanne 14, damit die Sonde 22 in die Wanne 14 so eingebracht werden kann, daß Wasser durch die Sonde 22 gezogen werden kann. Der Mechanismus für die Ausführung der Relativbewegung umfaßt den Bewegungsmechanismus 15 für die Wanne 14 und den Mechanismus 62 für den Ausgleich des toten Ganges in dem Gestänge 57 für den Probenahmekopf 12. Wie in den Figuren 5A bis 5C gezeigt ist, ist in der oberen Lage bzw. der Probenmisch- und Abgabelage die Feder 63 zwischen den Sitzen 64 und 66 zusammengedrückt, während in der Neutrallage, in der die Sonde 22 sich in der Wanne 14 befindet, sich die Feder in einem nicht zusammengedrückten Zustand befindet, wie dies in Fig. 5B gezeigt ist. Wenn schließlich der Probenahmekopf sich in der Probeaufnahmestellung befindet, wird die Feder 63 zusammengedrückt, wie dies in Fig. 5C gezeigt ist.

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Der Bewegungsmechanismus 15 auf der linken Seite der Vorrichtung, wie sie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, ist im wesentlichen spiegelbildlich zum Mechanismus 15 auf der rechten Seite der Vorrichtung, wobei dort kein Zylinder 16 vorgesehen ist. Es ist also insgesamt nur ein Zylinder 16 installiert. Die Feder Ik2 kann bei dem rechtsseitigen Mechanismus 15 weggelassen und statt dessen bei dem linksseitigen Mechanismus 15 eingesetzt werden.

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Claims (1)

1. - 18 PATENTANSPRÜCHE

   lJ Vorrichtung zum Reinigen einer Probeaufnahmesonde zwischen den Probenahmen von einem Fluid mit der Sonde, gekennzeichnet durch eine Wanne (lA), ein System (15o, 152, 154) für die Abgabe von Reinigungsfluid an die Wanne (lk) zu vorher festgelegten Zeiten und durch Mechanismen (13, 15, l6, 62, 63) zur Herbeiführung einer Relativbewegung zwischen der Wanne (l4) und der Sonde (22), um die Sonde (22) in die Wanne (lk) zu bewegen, wodurch Reinigungsfluid durch die Sonde (22) für deren Reinigung gezogen werden kann.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanismen (I3, 15, l6, 62, 63) für das Herbeiführen der Relativbewegung zwischen der Wanne (14) und der Sonde (22) Mechanismen (15i 16) für das Bewegen der Wanne (Ik) von einer oberen zurückgezogenen Lage über eine bogenförmige Bahn in eine untere Lage und dann seitlich in eine Lage in der Bewegungsbahn der Probenahmesonde (22) aufweisen.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanismen (15» l6) für das Herbeiführen einer bogenförmigen nach unten und zur Seite gerichteten Bewegung der Wanne (l4) doppelte mechanische Mechanismeni15) aufweisen, von denen jeder mit einem Ende der Wanne (l4) verbunden ist, wobei jeder Mechanismus (15) einen Hebel (122 bzw. 123), einen Bügel (I32), einen Schwenkarm (I30), der mit einem Ende an dem Bügel (I32) und mit dem anderen Ende an dem Hebel (122 bzw. I23) angelenkt ist, seitlich beabstandete Anschläge (133, 13^) an dem Bügel (I32) an gegenüberliegenden Seiten des Schwenkarms (13©) für die Begrenzung seiner seitlichen Schwenkbewegung,

   eine Feder (ΐΛ2), die zwischen einer Stelle an dem Bügel (I32) und dem Schwenkarm (I30) angeordnet ist, einen Verschiebearm (138), der schwenkbar mit dem Bügel (I32) verbunden ist, einen Anschlagzapfen (lAo) an dem Bügel (I32), der seitlich beabstandet von der Schwenkverbindung des Verschiebearmes (I38) in der Bewegungsbahn des entferntes Endes des Verschiebearmes (138) für die Begrenzung der bogenförmigen Bewegung nach unten des Verschiebearmes (I38) angeordnet ist, und einen Schwingarm (I36) hat, der an dem Verschiebearm (138) zwischen dessen Enden und an dem Hebel (122 bzw. 123) angelenkt ist, und die Mechanismen (13, 15, 16, 62, 63) für die Bewegung der Wanne weiterhin wenigstens einen fluidbetätigten Zylinder (l6) aufweisen, der mit einem Ende an einem Halterungsaufbau (126) angelenkt ist und eine aus ihm vorstehende Kolbenstange (128) hat, die an dem Hebel (122 bzw. I23) angelenkt ist, wobei der Schwingarm (I36) an dem Hebel (122 bzw. 123) an einer Stelle schwenkbar angebracht ist, die zwischen der jeweiligen Schwenkverbindung des Schwenkarms (130) und der der Kolbenstange (I28) mit dem Hebel (122 bzw. 123) liegt.

   km Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanismen (13, 15» l6, 63) zur Herbeiführung einer Relativbewegung zwischen der Wanne (14) und der Sonde (22) Mechanismen (I3, 62, 63) für das Herbeiführen einer nach unten gerichteten Bewegung der Sonde (22) aufweisen, nachdem die Wanne (1*0 in die Bewegungsbahn der Sonde (22) bewegt worden ist.

   - 2ο -

   5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (22) in einem Probenahmekopf (12) sitzt, der für die Durchführung einer bogenförmigen Bewegung angebracht ist und einen Mechanismus (62) für den Ausgleich eines toten Ganges und einen fluidbetätigten Zylinder (I3) für die Herbeiführung einer insgesamt vertikalen bogenförmigen Bewegung des Probenahmekopfes (12) aufweist, wobei der Mechanismus (62) zum Ausgleich des toten Ganges so arbeitet, daß der Probenahmekopf (12) nach unten um eine vorher festgelegte Entfernung bewegbar ist, um die Sonde (22) in die Wanne (Ik) einzubringen, wenn der fluidbetätigte Zylinder (I3) neutralisiert ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus (62) zum Ausgleich eines toten Ganges eine Feder (63) aufweist, die zusammengedrückt ist, wenn sich der Probenahmekopf (12) in einer oberen Lage, in der keine Proben genommen werden, befindet, und die entspannt ist, um den Probenahmekopf (12) nach unten um eine kurze Entfernung zu bewegen, wenn der Zylinder (I3) neutralisiert ist.

   7· Vorrichtung nach Anspruch k, gekennzeichnet durch einen Probenahmekopf (12), der die Probeaufnahmesonde (22) trägt, die in einen Probenbehälter (24) in einer Probeaufnahmestation für das Abziehen einer festgelegten Menge einer Fluidprobe aus dem Behälter (24) einführbar ist, wobei die Aufnahmesonde (22) zwischen einer ersten bzw. Probenahmelage und einer zweiten bzw. zurückgezogenen Lage bewegbar ist, durch einen Ventilmechanismus (17)» der bei Bewegung der Sonde (22) in die Probenahmelage für eine Verbindung der Sonde (22) mit einer zu einer Pumpe führenden Verbindung sorgt, um Fluid aus dem Probenbehälter über

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   die Sonde (22) abzuziehen, und durch Mechanismen (13, 62, 63) zum Bewegen der Sonde (22) und zum gleichzeitigen Betätigen des Ventilmechanismus (I7)» wodurch der Ventilmechanismus (17) durch eine Einrichtung (13) so betätigbar ist, daß die Sonde (22) mit der Verbindung zur gleichen Zeit verbunden wird, in der sie durch den Mechanismus (13> 62) in die Probeaufnahmelage bewegt wird, wobei der Ventilmechanismus (17) einen ersten und einen zweiten beweglichen Ventilblock (l8, 2o) aufweist, von denen jeder wenigstens einen Durchlaß (9o, 112) hat, die zueinander und mit der Sonde (22) ausgerichtet sind, wenn die Sonde (22) sich in ihrer zurückgezogenen Lage und der Ventilmechanismus (I7) sich in einer Probenabgabe- und Sondenreinigungslage befindet, und die Mechanismen (13i 62, 63) wenigstens einen Bewegungsmechanismus (62, 63) für den toten Gang aufweisen, der ein Absenken des Kopfes (12) um eine vorher festgelegte Entfernung zum Absenken der Sonde in die Wanne (14) aufweist, wobei die Ventilblöcke (18, 2o) in der Probenabgabe- und Sondenreinigungslage des Ventilmechanismus (17) gehalten sind.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das System (15o, 152, l^k) für die Abgabe von Fluid an die Wanne (l4) zu vorher festgelegten Zeiten eine Fluidleitungsverbxndung (15°) zwischen der Wanne (l4) und einem Behälter (152) für das Fluid aufweist, dessen Spiegel unter dem Niveau der Wanne (Ik) liegt, wenn sich die Wanne (1*0 in ihrer angehobenen zurückgezogenen Lage befindet, und der über der Wanne (Ik) liegt, wenn diese sich in der abgesenkten Lage befindet, wodurch Reinigungsfluid in dem Behälter (152) unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Wanne (14) strömen kann.

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