DE2449052C3 - Probenahmegerät - Google Patents
ProbenahmegerätInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Probenahmegerät mit einem kleinkalibrigen Hohlrohr bzw. einer Kanüle zur
Aufnahme der Proben, die am einen Ende mit Saugzug beaufschlagt ist und die mit ihrem anderen Ende
abwechselnd in ein Probengefäß und in einen mit Wasser oder einem Reinigungsmittel gefüllten Waschbehälter, der einen Einlaß für die Waschflüssigkeit
aufweist eintaucht um so abwechselnd die Proben und
das Reinigungsmittel durch die Kanüle abzuführen.
Bei einem solchen Probenahmegerät wird ein Vermischen und eine gegenseitige Verunreinigung der
Proben verhindert. Die einzelnen Proben werden einer Analyse oder Untersuchungen, beispielsweise einer
Prüfung mit Reagenzien und nachfolgender Kolorimetrie unterworfen, um die Ergebnisse der Untersuchungen zu ermitteln. In manchen Fällen werden die
Resultate graphisch und kontinuierlich aufgezeichnet
ίο Bei einem bekannten Probenahmegerät ist ein
Mechanismus zur axialen Hin- und Herbewegung der Kanüle zum Eintauchen in das Probengefäß und in den
Waschbehälter und auch zum Schwenken um eine Achse vorgesehen, um sie zwischen dem Probengefäß
und dem Waschbehälter zu bewegen. Solch eine
rotierende und axiale Bewegung erfordert einen komplizierten mechanischen Antrieb, insbesondere,
wenn diese Bewegungen mit einem sich schrittweise bewegenden Gefäßhalter synchronisiert sein sollen.
Außerdem ergibt sich hierbei eine vergleichsweise lange Transferzeit zwischen den aufeinanderfolgenden Entnahmevorgängen.
Gemäß der Erfindung ist das Probenahmegerät der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß
ein Waschbehälter in Form einer Speicherkammer mit dem Einlaß für die Waschflüssigkeit und entgegengesetzten oberen und «unteren Auslässen vergesehen ist,
die sich durch den oberen Auslaß erstreckende Kanüle axial zwischen einer Waschstellung, in der ihr unteres
Ende sich im Inneren der Speicherkammer befindet, und einer Entnahmestellung, in der ihr unteres Ende sich
durch den unteren Auslaß bis in ein unterhalb dieses Auslasses befindendes Probengefäß ragt, hin und her
bewegbar ist, die Kanüle ein Abdichtungsorgan trägt,
J5 um den oberen Auslaß in der Waschstellung und den
unteren Auslaß in der Entnahmestellung der Kanüle zu verschließen und daß unterhalb des unteren Auslasses
eine unter Vakuum stehende Saugkammer ausgebildet ist um das Auslassen der Waschflüssigkeit in ein
■»ο Probengefäß zu verhindern.
Vorzugsweise ist das Abdichtungsorgan auf der Außenfläche der Kanüle unter Beibehaltung eines
dichten Sitzes verschiebbar, damit die axialen Bewegungen der Kanüle zwischen der Wasch- und Entnahme-
stellung den axialen Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Auslaß überschreiten können.
Die Bewegungen der Kanüle erfolgen auf diese Weise rein axial und daher sind sie viel einfacher auszuführen.
Ferner lassen sich die Intervallzeiten zwischen den
aufeinanderfolgenden Probenahmen verkürzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt
ist, näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Probenahme
gerät in der Waschstellung,
Fig.2 einen gleichen Schnitt, jedoch in Entnahmestellung,
Fig.3 einen Schnitt durch ein etwas abgeändertes
Gerät und
*>o Fig.4 eine schematische Darstellung einer vollständigen Probenahme-Apparatur.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Gerätekörper 1, z.B.
aus Polymethylmetacrylat, mit einer inneren Speicherkammer 2 von zylindrischer Form, die am oberen Ende
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in einen reduzierten Auslaßschacht 3 übergeht und an dieser Übertrittsstelle eine Schulter 4 bildet Der
reduzierte Schacht 3 führt zum oberen Auslaß aus der Kammer 2. Oberhalb dieses Auslaßschachtes ist im
Körper 1 eine Bohrung ausgebildet, in der ein kleinkalibriges Hohlrohr bzw. eine Kanüle 5 frei
verschiebbar ist Ein Abfluß- oder Überlaufrohr 6 steht
mit dem Auslaßschacht 3 und ein Wassereinlauf 7 mit der Speicherkammer 2 in Verbindung.
Unten ist der Körper 1 durch eine Ringscheibe 8 abgeschlossen, die einen zentralen Durchgang 9 und
eine ringförmige Saugkammer 10 aufweist In diese Saugkammer führt eine Saugleitung 11. Eine Bodenplatte
12 begrenzt die Saugkammer nach unten. Durch ihre Zentralöffnung 13 kann die Kanüle hindurchtreten, wie
es Fig.2 zeigt Auf der Kanüle 5 sitzt ein O-Ring 14
verschiebbar.
Das dargestellte Probenahmegerät dient zur Verwendung
mit einer Versuchsapparatur gemäß F i g. 4. Diese Apparatur umfaßt eine perisialtische Pumpe 31 mit den
Zuführ- oder Saugleitungen 32,33 und 34, die zu einem
Wasserreservoir 35, einer Leitung 11 und zur Kanüle 5
führen. Die entsprechenden Druckleitungen 36, 37 und 38 führen zum Wassereinlauf 7, einem Abfluß oder
Auslauf und zu einer Analyseanlage. Die Apparatur umfaßt ferner einen Probenträger 41 mit auf den
Umfang gleichmäßig verteilten Probengefäßen 42 Der Probenträger bewegt sich dabei schrittweise um seine
Achse in genauer Übereinstimmung mit den Abständen der Gefäße 4Z Ein Antrieb 43 koordiniert diese
Bewegung mit der Hin- und Herbewegung der Kanüle 5 über einen Stab 44, der ebenfalls vom Antrieb 43
betätigt wird.
Im Einsatz sind der Gerätekörper 1, die Ringscheibe 8 und die Bodenplatte 12 über dem Probenträger 41
angeordnet, der die Gefäße 42 der Reihe nach in eine Stellung unterhalb des Gerätes bringt
In der in F i g. 1 dargestellten Arbeitsstellung befindet sich der O-Ring 14 in Anschlag mit der Schulter 4, um
den oberen Auslaß der Speicherkammer 2 abzudichten. Waschwasser wird mittels der peristaltischen Pumpe
durch die Einlaufleitung 7 in die Speicherkammer eingespeist und ein Teil davon wird durch die Kanüle 5
durch die ρ :ristaltische Pumpe wieder abgezogen,
während das Überwasser durch den Durchgang 9 in die Saugkammer 10 fließt von wo es durch die Pumpe über
die Leitung 11 abgesaugt wird. Durch Aufrechterhaltung eines Vakuums in der Saugkammer 10 wird ein
Austritt des Wassers durch die Zentralöffnung 13 der Bodenplatte 12 verhindert Dabei wird eine gewisse
Luftmenge durch diese öffnung in die Saugkammer gesaugt
Bei dieser Arbeitsweise wird die Außenfläche der Kanüle 5 in einem gewissen Ausmaß im Flüssigkeitsstrom
gewaschen. Wasser wird auch durch die Kanüle abgezogen jnd damit ihre innenfläche gespült und die
aufeinanderfolgenden Proben werden voneinander getrennt. Nach einer Waschperiode, während der das
nächstfolgende Probengefäß in die Stellung unterhalb der Zentralöffnung 13 der Bodenplatte in Stellung
gebracht wird, wird die Kanüle durch den Stab 43, der sich synchron mit den Drehbewegungen des Gefäßträgers
bewegt, aus der Stellung gemäß F i g. 1 in die der Fig.2 axial nach unten verschoben. Bei dieser
Bewegung entfernt sich der O-Ring 14 zuerst von der Schulter 12, um den oberen Auslaß aus der Speicherkammer
2 zu öffnen und bewegt sich dann abwärts bis er an der unteren Schulter der Speicherkammer 2 an der
Ringscheibe 8 zum Anschlag kommt und auf diese Weise den Durchgang 9 abschließt. Im allgemeinen wird
die erforderliche Bewegr.igsstrecke der Kanüle etwas länger als die Höhe der Speicherkammer 2 sein und um
dies auszugleichen ist die Kanüle gegenüber dem O-Ring 14 verschiebbar, so daß sie sich genügend weit
durch die öffnung 13 und in das Probengefäß erstrecken kann. In dieser Stellung werden die Proben mittels der
Pumpe durch die Kanüle abgesaugt. Das durch die Leitung 7 eingespeiste Wasser wird durch den oberen
Auslaß aus der Speicherkammer 2 und nach außen durch die Überlaufleitung 6 abfließen. Diese Strömung
wäscht die Speicherkammer aus, um sie so von
ίο Verunreinigungen der vorhergehenden Probe zu
säubern.
Wenn die Probenahme eine ausreichend lange Zeitdauer erfolgt ist, wird die Kanüle 5 aufwärts bewegt,
wobei sie den O-Ring 14 mitnimmt um so den unteren Auslaß der Speicherkammer 2 zu öffnen und um darauf
den oberen Auslaß wieder zu verschließen. Die zusätzliche Bewegung der Kanüle 5 wird dabei durch
ihre Verschiebung gegenüber dem O-Ring 14 ermöglicht.
Diese Verschiebbarkeit der Kanüle " gegenüber dem O-Ring 14 macht jegliche Notwendigkeit einer genauen
Einstellung der Kanülenbewegung in bezug auf die Kammer 2 überflüssig und gewährleistet stets eine
wirksame Abdichtung durch den O-Ring.
Wenn die Kanüle 5 auf ihrem Weg vom Probengefäß zum Innern der Speicherkammer die Saugkammer 10
durchquert dann wird das an der Außenseite der Kanüle 5 anhaftende Probenmaterial während dieser Bewegung
entfernt wodurch der Waschprozeß beschleunigt und
jo dadurch die Verzögerung zwischen aufeinanderfolgenden Probenahmen reduziert wird.
Es ist noch zu erwähnen, daß eine peristaltische Pumpe pulsierenden Druck und Vakuum auf die
Leitungen 7 und 11 ausübt und folglich in der
J5 Waschstellung gemäß F i g. 1 sich im allgemeinen
pulsierende Luftblasen innerhalb der Saugkammer 10 befinden, die dazu neigen, durch den Durchgang 9 in die
Speicherkammer selbst einzudringen. Bei einer sorgfältigen Wahl der Waschstellung der Kanüle, kann sie so
4» angeordnet werden, daß diese Blasen die Kanüle in der
Tat erreichen und vom Strom in der Kanüle aufgenommen werden, so daß eine Reihe von
Luftblasen in die Kanüle 5 während des Waschprozesses eintreten. Diese Luftblasen besorgen eine wirksame
Spülung innerhalb der Kanüle durch Unterbrechung des Waschwasserstromes. Diese Spülwirkung setzt sich
entlang der Leitung fort.
Bei Anwendung einer dargestellten Apparatur in der beschriebenen Weise wird eine klarere Trennung
zwischen den Proben und den aufeinanderfolgenden Waschvorgängen erreicht und innerhalb der Kanüle und
den anschließenden Leitungen ist ein klarerer Unterschied zwischen den folgenden Proben selbst vorhanden.
Dies bedeutet, daß es leichter ist, zwischen den Ergebnissen der Tiefwerte und zwischen den folgenden
Proben in einer normalen graphischen Darstellung der Ergebnisse eines kontinuierlichen Aufzeichners zu
unterscheiden.
Es wurde festgestellt, daß beim Bewegen der Kanüle
ho von der Entnahmestellung gemäß F i g. 2 in die Waschstellung gemäß F ί g. 1 die Neigung besteht, eine
übermäßige Luftmenge in den unteren Auslaß zu ziehen, weil durch das Gewicht des Wassers im mit dem
Überlauf 6 in Verbindung stehenden Überlaufrohr 20
iv"> eine Siphonwirkung \ erursacht wird.
Es wurde auch gefunden, daß es eine optimale Länge für dieses Überlaufrohr gibt, mit dem das Gerät am
leistungsfähigsten aibeitet Ein zu kurzes Rohr bewirkt
keinen genügenden Abzug, um die Neigung des Wassers, aus der Speicherkammer auszulaufen, wenn
die Kanüle 5 mit ihrer Abwärtsbewegung beginnt, zu verhindern. Andererseits führt ein zu langes Rohr zu der
vorerwähnten Siphonwirkung.
Demgemäß ist es vorteilhaft, ein flexibles Überlaufrohr 20 am Überlauf 6 anzuschließen, das von
geeigneter Länge ist, um einen Abzug zur Aufrechterhaltung des Waschflüssigkeitsniveaus in der Speicherkammer vorzusehen. Fig.3 zeigt ein solches Rohr 20,
das zu einem Entlüftungseinsatzstück 21 führt, das ein aufstehendes offenes erweitertes Entlüftungsrohr 22
aufweist, um den Flüssigkeitsüberlauf durch das
belüftungsrohr zu verhindern. Das Entlüftungseinsatzstück ist zum Anschluß einer Absaug- oder Ablauflei-
tung 23 von gewünschter Länge ausgebildet.
Dieses EntlUftungseinsatzstUck 21 verhindert eine
weitere Siphonwirkung und auf diese Weise besteht keine Beschränkung auf eine bestimmte zu benutzende
Länge des Abflußrohres 23.
Wegen des Fehlens einer Siphonwirkung wird weiterhin nur wenig oder gar keine Luft in die
Speicherkammer bei der Aufwätsbewegung der Kanüle gezogen. Dies gewährleistet eine virtuell volle Speicherkammer.
F i g. 3 zeigt auch einen konischen Sitz 24 anstelle der Schulter 4 zwischen der Speicherkammer 2 und dem
Auslaßschacht 3, um die Abdichtung durch den O-Ring 14 zu verbessern. Ein ähnlicher Konus kann mtürlich
auch am unteren Auslaß ausgebildet sein.
Claims (8)
1. Probenahmegerät mit einem kleinkalibrigen Hohlrohr bzw. einer Kanüle zur Aufnahme der
Proben, die am einen Ende mit Saugzug beaufschlagt ist und mit ihrem anderen Ende abwechselnd in ein
Probengefäß und in einen mit Wasser oder einem Reinigungsmittel gefüllten Waschbehälter, der einen
Einlaß für die Waschflüssigkeit aufweist, eintaucht,
um so abwechselnd die Proben und das Reinigungsmittel durch die Kanäle abzuführen, dadurch
gekennzeichnet, daß der Waschbehälter die Form einer Speicherkammer (2) mit dem Einlaß (7)
für die Waschflüssigkeit und entgegengesetzten oberen und unteren Auslässen aufweist, die sich
durch den oberen Auslaß erstreckende Kanüle (5) axial zwischen einer Waschstellung, in der ihr
unteres Ende sich im Inneren der Speicherkanimer (2) befindet, und einer Entnahmestellung, in der ihr
unteres Ende sich durch den unteren Auslaß bis in ein unterhalb dieses Auslasses befindendes Probengefäß (42) ragt, hin und her bewegbar ist, die Kanüle
(5) ein Abdichtungsorgan trägt, um den oberen Auslaß in der Waschstellung und den unteren Auslaß
in der Entnahmestellung der Kanüle zu verschließen und daß unterhalb des unteren Auslasses eine unter
Vakuum stehende Saugkammer (10) ausgebildet ist, um das Auslaufen der Waschflüssigkeit in ein
Probengefäß zu verhindern.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtungsorgan dicht auf der
Außenfläche aer Kanüle (5) sitzend verschiebbar ist
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtungiorgan aus einem O-Ring
(14) besteht
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der
Auslässe einen konischen Sitz (24) für das Abdichtungsorgan aufweist
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Auslaß ein
Überlaufrohr (20) mit einem Entlüftungs-Einsatzstück (21) zur Verhinderung einer Siphonwirkung
vorgesehen ist.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (20) flexibel ist
7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Überlaufrohr (20) eine
Länge aufweist, die ausreicht für einen Abzug zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsspiegels in der
Speicherkammer (2).
8. Gerät nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungs-Einsatzstück
(21) mit einem hochstehenden Entlüftungsrohr (22), das einen Überlauf verhindert, und mit einem
Anschluß für einen Abfluß versehen ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |