DE2441844A1

DE2441844A1 - Liquid sample taken with non-representative liquid eliminated - by temporary storage then return to process system(BE-27.2.76)

Info

Publication number: DE2441844A1
Application number: DE2441844A
Authority: DE
Inventors: Albert Dr Ing Fritzsche; Karl Jaeger; Gottfried Symm
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1974-08-31
Filing date: 1974-08-31
Publication date: 1976-03-11

Abstract

A device for obtaining a liquid sample from a vessel or pipeline, while at the same time excluding the volume of liquid contained in the tapping line leading form the process liquid (vessel or pipeline) to the sampling line is constructed as follows: the tapping line has a piston pump with separately operated suction and expulsion strokes connected to the end of this tapping line which is nearest to the sampling line; the capacity of this pump is at least sufficient to draw of the entire liquid contained in the tapping line; branched off from the end of the tapping line is the sampling line containing a multi-way valve, providing a connection to a second piston pump; when a sample is to be measured from the process liquid, the first pump is first used to draw off the entire liquid in the tapping line, since this liquid may be unrepresentative; while this is stored in the pump, the sample which follows it down the tapping line arrives at the T-region adjacent to the multi-way valve; this valve is then set so that when the piston is drawn back, the sample is drawn into this pump; by again closing the valve from the upward direction and opening it down to the sampling line, and then advancing the piston, this sample is expelled into the sampling line. By resetting the valve and advancing the first piston, the non-representative liquid can be returned to the process line.

Description

Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeitsproben Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeitsproben aus Behältern oder Leitungen unter Ausschaltung des Volumens der eine Zapf leitung für die Flüssigkeitsabgabe verbindenden Entnahme leitung. Device for Taking Liquid Samples The invention relates to a device for taking liquid samples from containers or lines with the elimination of the volume of a dispensing line for the liquid delivery connecting extraction line.

In der chemischen und verfahrenstechnischen Industrie besteht sowohl für die Versuchs- als auch für die großtechnischen Produktionsanlagen die Auf gabe, Prozesse durch Entnahme von Fldssigkeitsproben zu kontrollieren und zu steuern. Da die Entnahme-oder Zapf leitungen an der durch den Ablauf des Prozesses bedingten Meßstelle über größere Entfernungen zur zentralen Probenentnahmestelle geführt werden müssen, ergeben sich trotz möglichst kleiner Rohrquerschnitte beträchtliche, am Prozess nicht beteiligte Totvolumina in den Entnahmeleitungen. Die Prozeßüberwachung erfordert jedoch die Entnahme von Proben frischer, für den momentanen Zustand an der Meßstelle repräsentativer Flüssigkeit. In the chemical and process industries there is both for the test as well as for the large-scale production plants the task of To control and control processes by taking liquid samples. Since the withdrawal or dispensing lines at the due to the course of the process Measuring point can be guided over greater distances to the central sampling point must, despite the smallest possible pipe cross-sections, considerable, am Dead volumes not involved in the process in the sampling lines. The process monitoring however, requires taking samples fresher for the current condition the measuring point of representative liquid.

Die bisherige Praxis löst diese Aufgabe entweder durch Spülen der Entnahemeleitung, wobei die Spülflüssigkeit entweder dem Prozess verloren geht oder an einem von der MeQstelle entfernten und den Prozeßablauf nicht beeinflussenden Ort zurückgepumpt werden muß. Nachteilig ist dabei der beträchtliche Aufwand an Armaturen, Leitungen und Pumpen. Das gilt insbesondere dann, wenn es sich um zahlreiche Entnahmeleitungen handelt, insbesondere im Falle von radioaktiven Flüssigkeiten und bei kleinen Durehsätzen von Flüssigkeiten im Prozess. The previous practice solves this task either by flushing the Removal line, whereby the rinsing liquid is either lost to the process or at one remote from the measuring point and not influencing the process flow Place needs to be pumped back. The disadvantage here is the considerable effort involved Fittings, Pipes and pumps. This is especially true if there are numerous sampling lines, especially in the case of radioactive ones Liquids and with small flow rates of liquids in the process.

Davon ausgehend war es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der unabhängig von dem in der Entnahmeleitung enthaltenen bzw. gespeicherten Flüssigkeitsvolumen eine dosierte Lnge repräsentativer Flüssigkeit entnommen werden kann. Based on this, it was the object of the invention to provide a device create, with the independent of the contained or stored in the extraction line Liquid volume a metered length of representative liquid can be taken can.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Ende der Entnahme leitung in unmittelbarer Nähe der Zapf leitung eine erste an sich bekannte Kolbenpumpe mit getrennt steuerbarem Saug- und Druckhub angeschlossen ist, deren Saugvolumen größer oder mindestens gleich dem in der Entnahme leitung eingeschlossenen Flüssigkeitsvoluien bzw. Medium ist und wobei am anderen Ende der Entnahmeleitung unter Zwischenschaltung eines an sich bekannten Mehrwegeventils bzw. Schiebers eine zweite an sich bekannte Kolbenpumpe zwischen der ersten Kolbenpumpe und der Zapfleitung an die Entnahmeleitung so angeschlossen ist, daß in der einen Stellung des Mehrwegeventils bzw. Schiebers die zweite Kolbenpumpe mit der Entnahme leitung, in der anderen Stellung des bMehrwegeventils bzw. Sciiebers mit der Zapf leitung in Verbindung steht. Die Erfindung sieht ferner vor, daß an Stelle der ersten Kolbenpumpe eine an sich bekannte Umwälzpumpe zwischen einer zur Entnahmeleitung parallelen Rückführleitung angeordnet ist. According to the invention, the object is achieved in that on one end of the removal line in the immediate vicinity of the dispensing line a first known piston pump connected with separately controllable suction and pressure stroke whose suction volume is greater than or at least equal to that in the extraction line enclosed liquid volume or medium and wherein at the other end of the Withdrawal line with the interposition of a multi-way valve known per se or slide a second known piston pump between the first piston pump and the dispensing line is connected to the extraction line so that in one Position of the multi-way valve or slide the second piston pump with the withdrawal line, in the other position of the multi-way valve or slide valve with the tap line is connected. The invention also provides that instead of the first Piston pump a circulation pump known per se between one to the extraction line parallel return line is arranged.

Vorteilhafterweise wird die Uswälzputpe durch eine mit ihr, dem Mßhrwegeventil bzw. Schieber und bzw. oder der zweiten Kolbenpumpe verbundene an sich bekannte mechanische, elektrische oder elektronische Steuerung (z. B. Gestänge, elektrische Schalter, Elektromagnete u.ä.) außer Funktion gesetzt. Dabei ist die aus erster Kolbenpumpe, bzw. Umwälzpumpe, Mehrwegeventil bzw. Schieber, zweiter Kolbenpumpe und Steuerung bestehende Baugruppe so kompakt angeordnet, daß alle Flüssigkeitsleitungen möglichst kurz sind. The Uswälzputpe is advantageously controlled by one with it, the Mßhrwegeventil or slide and / or the second piston pump connected per se known mechanical, electrical or electronic control (e.g. linkage, electrical switches, electromagnets, etc.) are disabled. Here is the from the first piston pump or circulation pump, multi-way valve or slide, second Piston pump and control existing assembly arranged so compact that all liquid lines are as short as possible.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine dosierte Menge repräsentativer Fldssigkeit unabhängig von dem in der Entnahme leitung gespeicherten Flüssigkeitsvolumen im ersten Fall, oder, im zweiten Fall, von der darin stets umlaufenden Prozeßflüssigkeit entnommen werden kann. The advantages achieved with the invention are in particular: that a metered amount of representative liquid independent of that in the withdrawal the volume of liquid stored in the line in the first case, or, in the second case, can be taken from the process fluid that is always circulating therein.

Dabei erfolgt in beiden Fällen die Flüssigkeitsentnahme in kleinen dosierten Mengen für die Analyse und ohne Verlust der Prozeßflüssigkeit. Außerdem liefert die Flüssigkeitsentnahme unabhängig von der Länge der Entnahme leitung stets die nahezu augenblicklich an der Me ßste lle anstehende Prozeßflüssigkeit.In both cases, the liquid is withdrawn in small amounts dosed amounts for analysis and without loss of process fluid. aside from that always supplies the liquid withdrawal regardless of the length of the withdrawal line the process liquid that is almost instantaneously at the measuring point.

An die Entnahme leitung ist in unmittelbarer Nähe der Probenentnahmestelle eine erste Kolbenpuape als Speicherpumpe mit getrennt steuerbare Saug- und Druckhub angeschlossen. Das Saugvolusen die ser Kolbenpumpe ist größer oder mindestens gleich dem in der Entnahme leitung eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumen. Durch wiederholte Ssug- und Druckhübe mit der Speicherpumpe und einer damit verbundenen Bewegung des Flüssigkeitsvolumens bzw. Mediums in der Entnahmeleitung können eventuelb Ablagerungen an den Leitungswknden gelöst und entfernt werden.The sampling line is in the immediate vicinity of the sampling point a first piston pump as a storage pump with separately controllable suction and pressure strokes connected. The suction volume of this piston pump is greater than or at least equal the volume of liquid enclosed in the extraction line. Through repeated Suction and pressure strokes with the storage pump and an associated movement of the Liquid volume or medium in the extraction line can possibly contain deposits loosened and removed at the pipe walls.

Anstelle der Kolben-Speicherpumpe kann zweckmäßigerweise auch eine an sich bekannte Umwälzpumpe (z.B. Kreisel- oder Zahnradpumpe ) zwischen einer zur Entnahme leitung parallel angeordneten Rückfübrleitung angeordnet sein. Ueber eine die Funktionen eine Mehrwegeventils bzw. Schiebers ausübenden Armatur ist eine zweite Kolbenpumpe als Dosierpumpe zwischen der Entnahmeleitung und der Zapfleitung bzw. Zapfstelle angeschlossen. Dabei ist der Anschluß so getroffen, daß in der einen Stellung des Ventils bzw. Instead of the piston storage pump, a known circulating pump (e.g. centrifugal or gear pump ) arranged between a return line arranged in parallel to the removal line be. Via a fitting that performs the functions of a multi-way valve or slide is a second piston pump as a metering pump between the extraction line and the Tap line or tap connected. The connection is made in such a way that that in one position of the valve or

Schiebers die Dosierpumpe mit der Entnahmeleitung, in der anderen Stellung mit der Zapf leitung in Verbindung steht. Die Umwälzpunpe ist während der Probenentnahme abschaltbar. Das Ein- und Ausschalten dieser Pumpe wird durch eine mit ihr, dem Mshrwegeventil bzw.Slide the metering pump with the extraction line, in the other Position is connected to the dispensing line. The Umwälzpunpe is during the Sampling can be switched off. Switching this pump on and off is controlled by a with her, the Mshrwegeventil resp.

Schieber und bzw. oder der Dosierpumpe verbundene mechanische, elektrische oder elektronische Steuerung (z. B. einem Gestänge* elektrische Schalter, Elektromagneten o.ä.) bewerkstelligt. Durch die kompakte Anordnung der aus Speicherpumpe bzw. Umwälzpumpe, Mehrwegeventil bzw. Schieber, Dosierpumpe und Steuerung bestehende Baugruppe sind die Flüssigkeitsleitungen bzw. die Flilssigkeitswege bis zur Entnahmestelle an der Zapf leitung relativ klein. Dadurch werden ansonst übliche Spülhübe überflüssig.Slider and / or mechanical, electrical connected to the metering pump or electronic control (e.g. a linkage * electrical switches, electromagnets or similar) accomplished. Due to the compact arrangement of the storage pump or circulation pump, Multi-way valve or slide, metering pump and control are existing assemblies the liquid lines or the liquid paths up to the extraction point at the Dispensing line relatively small. This means that the otherwise usual flushing strokes are unnecessary.

Ausführungsbeispiele sind nachfolgend beschrieben und durch Skizzen erläutert: Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Entnahme von FlUssigkeitsproben aus einer Prozeßleitung mit Kolben-Speicherpumpe, Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit Umwälzpumpe* Fig. 2a zeigt (Fig. 2) ein Mehrwegeventil in Um- bzw. Durchlauf-Stellung, Fig. 2b zeigt das Mehrwegeventil in geöffneter Stellung für den Durchlauf und das Ansaugen von Prozeßflüssigkeit durch eine Kolben-Dosierpumpe, Fig. 2c zeigt das Mehrwegeventil in Zapfstellung mit Durchlauf von Kolben-Dosierpumpe zur Zapf leitung. Embodiments are described below and by means of sketches explained: Fig. 1 shows a device for taking liquid samples from a process line with piston storage pump, Fig. 2 shows the device according to Fig. 1 with circulation pump * Fig. 2a shows (Fig. 2) a multi-way valve in the circulation or flow position, Fig. 2b shows the multi-way valve in the open position for the passage and the Suction of process liquid by a piston dosing pump, Fig. 2c shows the multi-way valve in the dispensing position with the piston metering pump passing through to the tap.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung wird aus einer Prozeßleitung 1 ein in einer Entnahme leitung 2 befindliches Flüssigkeitsvolumen bzw. Medium 3 vom Kolben 4 einer Speicherpumpe 5 in den Zylinder 6 gesaugt. Dabei fließt die in der Prozeßleitung 1 befindliche Prozeßflüssigkeit 1' dem in der Leitung 2 enthaltenen und zum Zylinder 6 strömenden Volumen bzw. In the device shown schematically in Fig. 1 is from a process line 1 in a removal line 2 located liquid volume or medium 3 is sucked into the cylinder 6 by the piston 4 of a storage pump 5. Included the process liquid 1 'in the process line 1 flows to that in the line 2 contained and flowing to cylinder 6 volume or

bRedium 3 nach. Sie EeP;angt zunächst bis zu einem der Pumpe 5 unmittelbar benachbarten und mit einer Dosierpumpe 7 und einer Zapfleitung 8 in Verbindung stehenden Mehrwegeventil bzw. Schieber 9, der, nach Aufnahme des Volumens bzw. Mediums 3 in den Zylinder 6, in Offenstellung geht und dabei die Entnahme leitung 2 mit der Dosierpumpe 7 verbindet. Unter beibehalten der Offenstellung des Ventiles bzw. Schiebers 9 saugt nunmehr die Dosierpumpe 7 mit ihrem Kolben 10 frische Prozeßflüssigkeit 1' in ihren Zylinder 11.bRedium 3 after. You EeP; initially up to one of the pumps 5 immediately neighboring and standing with a metering pump 7 and a dispensing line 8 in connection Multi-way valve or slide 9, which, after taking up the volume or medium 3 in the cylinder 6, goes into the open position and the removal line 2 with the metering pump 7 connects. While maintaining the open position of the valve or slide 9 sucks now the metering pump 7 with its piston 10 fresh process liquid 1 'in their Cylinder 11.

In Schließstellung des Ventils bzw. Schiebers 9 wird die im Zylinder 11 enthaltene Prozeßflüssigkeit 1' durch den Kolben 10 in die Zapf leitung 8 gedrückt und dem Meßvorgang zugeführt. Nach erfolgtem Meßvorgang saugt die Dosierpumpe 7 die Zapf leitung 8 leer und drückt, nach Umstellung des Ventils bzw. Schiebers 9, die Prozeßflüssigkeit in die Leitung 2. Danach drückt, nach Betätigung des Kolbens 4, das in ihrem Zylinder 6 der Speicherpumpe 5 enthaltene Flüssigkeitsvolumen bzw. Medium 3 in die Entnahme leitung 2 zurück wodurch die in ihr enthaltene Prozeßflüssigkeit 1' vollends wieder in die Prozeßleitung 1 zurückgedrückt wird.In the closed position of the valve or slide 9, the in the cylinder 11 contained process fluid 1 'pressed through the piston 10 into the dispensing line 8 and fed to the measuring process. After the measuring process has taken place, the dosing pump 7 sucks the dispensing line 8 is empty and presses after switching the valve or slide 9, the process liquid into line 2. Then presses after actuation of the piston 4, the liquid volume contained in its cylinder 6 of the storage pump 5 or Medium 3 in the removal line 2 back whereby the process liquid contained in it 1 'is completely pushed back into the process line 1.

In Fig. 2 ist an Stelle der Kolben-Speicherpumpe 5 (Fig. 1) eine Umwalzpumpe 5' (z. B. Kreisel- oder Zahnradpumpe oder dgl.) angeordnet. Ihre Anordnung ist innerhalb einer zur Entnahmeleitung 2 parallel angeordneten Rückführleitung 2'. Mit Hilfe dieser Umwälzpumpe 5' wird ein ständiger Fluß der Prozeßflüssigkeit 1' aus der Prozeßleitung 1 durch die Entnahme leitung 2 und RUckfilhrleitung 2' zurück in die Prozeleitung 1 aufrecht erhalten und es ist stets fische Prozeßflüssigkeit 1' in dem im Kreuzungspunkt der beiden Leitungen 2, 2' und ihren Verlängerungen a, b angeordneten Mehrwegeventil bzw. Schieber 9 vorhanden. Dazu befindet sich letzteres, wie in Fig. 2a gezeigt, in Durchlaufstellung. Die Verlängerung a der Leitung 2 mündet in die Dosierpumpe 7 bzw. in deren Zylinder 11. Die Verlängerung b ist dagegen zugleich die Zapfleitung 8 aus der die zu prüfenden Proben entnommen werden. Soll nun aus der Leitung 2, 2' eine bestimmte Menge Prozeßflüssigkeit 1' entnommen werden, so nimmt das Ventil bzw. der Schieber 9 zunächst die in Fig. 2b gezeigte Stellung ein. Dabei hält die Umwälzpumpe 5' den Kreislauf in den Leitungen 1, 2, 2', 1 aufrecht. In Fig. 2, instead of the piston storage pump 5 (Fig. 1) is a Circulation pump 5 '(z. B. centrifugal or gear pump or the like.) Arranged. Your arrangement is within a return line arranged parallel to the extraction line 2 2 '. With the help of this circulating pump 5 'there is a constant flow of the process liquid 1 'from the process line 1 through the extraction line 2 and return line 2' back into the process line 1 and there is always fish process liquid 1 'in the one at the intersection of the two lines 2, 2' and their extensions a, b arranged multi-way valve or slide 9 available. There is also the latter, as shown in Fig. 2a, in passage position. The extension a of the line 2 opens in the metering pump 7 or in its cylinder 11. The extension b, on the other hand, is at the same time the dispensing line 8 from which the samples to be tested are taken. Should now the line 2, 2 'a certain amount of process liquid 1' are removed, so the valve or the slide 9 initially assumes the position shown in FIG. 2b. The circulation pump 5 'maintains the circuit in the lines 1, 2, 2', 1.

Zugleich saugt der Kolben 10 der Dosierpumpe 7 die entsprechend ihrem Zylinderinhalt vorgegebene Menge Flüssigkeit 1' an. Danach wird, nach Umstellung des Ventils bzw. Schiebers 9 in die in Fig.At the same time, the piston 10 of the metering pump 7 sucks according to their Cylinder content specified amount of liquid 1 '. After that, after the changeover of the valve or slide 9 in the in Fig.

2c gezeigte Zapfstellung, der Kreislauf in den Leitungen 2, 2' unterbrochen und der Weg von Zylinder 11 zur Zapf leitung 8 freigegeben. Das heißt, aus dieser Leitung kann den die gewünschte und zu prüfende Menge an Prozeßflüssigkeit 1' entnommen werden. Nach erfolgter Entnahme wird das Ventil bzw. der Schieber 9 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurückgestellt und die Prozeß£lffssigkeit ist, angeregt durch die Umwälzpuape 5' wieder dem Kreislauf angeschlossen.The tap position shown in 2c, the circuit in the lines 2, 2 'interrupted and the path from cylinder 11 to the dispensing line 8 is released. That is, from this Line can remove the desired amount of process fluid 1 'to be tested will. After removal, the valve or the slide 9 is back in his original position reset and the process fluid is stimulated by the circulation pump 5 'reconnected to the circuit.

Die Umstellung des Mehrwegeventils bzw. Schiebers 9 kann bzw. ist mit der Dosierpumpe 7 bzw. ihrem Kolben 11 und der Umwälzpumpe 5' über eine Steuerung 12 gekoppelt. Diese Koppelung kann mechanisch, elektrisch, elektromagnetisch oder elektronisch sein. Damit ist es möglich, orforderlichenfalls die Umwälzpumpe 5' während bzw. nach der Flüssigkeitsentnahme abzuschalten. Dies kann bei hochgiftigen oder radioaktiven Flüssigkeiten notwendig sein, weil dadurch eine gesonderte bzw. spezielle Ummantelung der Leitungen, Pumpen und Aggregate nicht erforderlich ist und das Sicherheitsrisiko weitgehend verringert wird.The changeover of the multi-way valve or slide 9 can or is with the metering pump 7 or its piston 11 and the circulating pump 5 'via a control 12 coupled. This coupling can be mechanical, electrical, electromagnetic or be electronic. This makes it possible, if necessary, to use the circulating pump 5 ' switch off during or after the liquid withdrawal. This can be highly toxic in the case of or radioactive liquids may be necessary because this would result in a separate or special sheathing of the lines, pumps and units is not required and the security risk is largely reduced.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Device for taking liquid samples from containers or Lines with elimination of the volume of a dispensing line for the liquid connecting extraction line, characterized in that at one end of the extraction line (2) in the immediate vicinity of the dispensing line (8) a first known piston pump (5) connected with separately controllable suction and pressure stroke, their suction volume greater than or at least equal to the volume of liquid enclosed in the extraction line (2) or Mediua (3) and wherein at the other end of the extraction line (2) with the interposition a multi-way valve or slide (9) known per se, a second known per se Piston pump (7) between the first piston pump (5) and the dispensing line (8) to the Withdrawal line (2) is connected so that in one position of the multi-way valve or slide (9) the second piston pump (7) with the removal line (3) in which other position of the multi-way valve or slide (9) with the dispensing line (8) communicates.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in place the first piston pump (5) a known Utwilz pump (5 ') between a to the extraction line (2) parallel return line (2 ') is arranged.

3. Device according to claims 1 to 2, characterized in that that the circulation pump (5 ') by a with her and the multi-way valve or slide (9) connected per se known mechanical control (12) (z. B. linkage) except Function is set

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the circulation pump (5 ') by a with her and the multi-way valve or slide (9) connected per se known electrical or electronic control (12) (z. B. electr. Switches, electromagnets) is disabled.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the first piston pump (5), multi-way valve or slide (9) and the second piston pump (7) the existing assembly is arranged so compactly that all liquid lines are as short as possible.

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that the circulation pump (5 '), multi-way valve or slide (9) and piston pump (7) existing assembly is arranged so compact that all liquid lines as possible are short.