DE2543012B2

DE2543012B2 - Vorrichtung zur automatischen analyse einer fluessigen probe

Info

Publication number: DE2543012B2
Application number: DE19752543012
Authority: DE
Priority date: 1974-09-27
Filing date: 1975-09-26
Publication date: 1977-08-04
Also published as: US4014652A; DE2543012C3; DE2543012A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automati- s.-< sehen Analyse einer flüssigen Probe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Diskontinuierliche Analysevorrichtungen sind bekannt. Sie haben den Nachteil, daß nach jeder Analyse Spuren der analysierten Probe aus der Vorrichtung «^r> entfernt werden müssen, bevor die darauffolgende Probe analysiert wird. Dies erfordert sehr viel Zeit, und die Reinigung läßt sich nicht immer zufriedenstellend durchführen, worunter die Genauigkeit der Analyse leidet.

Es ist auch eine kontinuierlich arbeitende Analysevorrichtung bekannt (US-PS 28 99 280), bei welcher mittels einer Schlauchpumpe ein kontinuierlicher Strom von Flüssigkeitsprobenschüben und Gasschüben erzeugt wird. Durch die Reinigungswirkung der Gasschübe kann selbst bei wiederholtem Betreiben der Vorrichtung die Analyse mit geringen Fehlern ausgeführt werden, auch bei Wechsel der Art der zu analysierenden Proben in kurzen Zeitabständen. Die bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die durch die Schlauchpumpe zusammengedrückten Schläuche mit der Zeit ermüden, insbesondere wenn sie aggressiven Medien ausgesetzt werden. Dann ist eine genaue Steuerung der Mengen der Flüssigkeitsprobenschübe bzw. Gasschübe nicht mehr möglich. Eine Steuerung dieser Menge sind im übrigen Grenzen gesetzt durch den von der Pumpe aufgebrachten Druck und den Innendurchmesser der elastischen Schläuche.

Es ist auch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Bestimmung der Härte von Wasser bekannt (US-PS 21 02 282), bei welcher ein Siphon verwendet wird, um Flüssigkeitsschargen aus einem Behälter zu entleeren. Eine Erzeugung von Flüssigkeitsprobenschüben abwechselnd mit Gasschüben in einem Rohr erfolgt bei der bekannten Vorrichtung nicht, sondern mit der aus dem Siphon bei einem bestimmten Flüssigkeitsstand in dem Behälter abfließenden Flüssigkeitsmenge wird Luft in einem Injektor vermischt. Diese innige Vermischung von Gas und Flüssigkeit ist für die erfindungsgemäß angestrebten Ziele nicht brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur automatischen Analyse einer Flüssigkeitsprobe mit einem Probenschub-Erzeugungsteil zu schaffen, welche ohne Notwendigkeit der Einwirkung äußerer Kräfte, beispielsweise von Quetschkräften einer Schlauchpumpe oder von Druckkräften einer Kolbenpumpe, und ohne die Notwendigkeit der Verwendung von elastischem Material, beispielsweise einem Kunststoffschlauch, im kontinuierlichen Betrieb die Erzeugung von Flüssigkeitsprobenschüben gestattet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1.

Es ergibt sich eine einfach konstruierte Vorrichtung, welche aus beliebigem starren Werkstoff, beispielsweise Glas, hergestellt sein kann. Die Vorrichtung bzw. deren Leitungen sind keinerleit äußeren Kräften ausgesetzt, und die Probenschübe und Gasschübe können leicht und schnell in genau vorgeschriebenen Mengen erzeugt werden, unabhängig davon, wie lange die Vorrichtung ununterbrochen in Betrieb ist. Die Vorrichtung arbeitet kontinuierlich und ist genau steuerbar.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.

Die Analysevorrichtung kann breite Anwendung finden, beispielsweise für die verschiedensten chemischen Analysen, medizinischklinische Untersuchungen und Analysen der Wirkungen von umweltverschmutzenden Einflüssen.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur automatischen Analyse,

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Seitenansicht eines Probenschub-Erzeugungstcils in der Analysevorrichtung und

F i g. 3 eine schematische Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform eines Probenschub-Erzeugungsteils.

Wie F i g. 1 zeigt, ist die Analysevorrichtung 1 mit einer Einrichtung Λ ausgestattet, welche der Erzeugung

alternierender Folgen von Flüssigkeitsprobenschüben und Gasschüben dient und welche eine Liefereinrichtung 2 enthält, die von einem verschlossenen Flüssigkeitsprobenbehälter 3, der mit einem Rohr 4 für Luft oder irgendein anderes Inertgas versehen ist, und einem Anschlußrohr 5, sowie dem später beschriebenen Probenschub-Erzeugungsteil 6 gebildet wird. Bei der Liefereinrichtung 2 ist eines der inneren Enden des Rohres 4 in 'Jen freien Raum des Flüssigkeitsprobenbehälters 3 gesteckt und oberhalb der Oberfläche der Flüssigkeitsprobe Sangeordnet. Ein Gas, welches in den Flüssigkeitsprobenbehälter 3 durch das andere, äußere Ende des Rohres 4 mittels einer Pumpe oder einer beliebigen anderen Einrichtung gefördert wird, drückt auf die Oberfläche der Flüssigkeitsprobe S. Der Gasdruck bewirkt, daß die Flüssigkeitsprobe 5 durch das Anschlußrohr 5 in das Probenschub-Erzeugungsteil 6 gefördert wird. Ein Ende des Anschlußrohres 5 erstreckt sich weit unter das Niveau der Oberfläche der Flüssigkeitsprobe Sbis zu einem Punkt nahe dem Boden des Flüssigkeitsprobenbehälters 3, und das andere Ende des Anschlußrohres 5 öffnet sich in die die gesamte Analysevorrichtung umgebende Atmosphäre. Die Flüssigkeitsprobe S wird mit einer vorgeschriebenen Menge pro Zeiteinheit in das Probenschub-Erzeugungsteil 6 eingebracht. Das andere Ende des Anschlußrohres 5 weist vorzugsweise einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Hauptrohres der Analysevorrichtung 1.

Die durch das Anschlußrohr 5 eingebrachte Probenflüssigkeit 5 strömt durch das Probenschub-Erzeugungsteil 6, welches mit einem trichterförmigen Einlaß 7 und einer Abzweigung 8 zur Entfernung von überschüssigem Gas versehen ist. Während des erwähnten Durchströmens bildet die Flüssigkeitsprobe eine Folge von Schüben, die durch eine vorgeschriebene Menge an zwischengelagertem Gas voneinander getrennt sind. Auf diese Weise gebildete alternierende Folgen von Probenschüben und Gasschüben fließen durch ein horizontales Rohr 9, welches an den Auslaß des Probenschub-Erzeugungsteils 6 angeschlossen ist. Zum Beispiel werden Reagentien R\ und /?2 jedem der Probenschübe durch ein vertikales Rohr 26 zugeführt, welches an den Auslaß des horizontalen Rohres 9 angeschlossen ist. Ein Probenschub, der aus der Charge der Flüssigkeitsprobe 5 und den Reagentien R\ und /?2 besteht, bewegt sich zusammen mit einem Gasschub durch ein horizontales Rohr 10, welches an das vorerwähnte horizontale Rohr 9 angeschlossen ist, und sodann zu einem Mischrohr 11. Dieses Mischrohr 11 wird von einem sich in einer Ebene erstreckenden Zickzack-Rohr gebildet, und hierdurch wird bewirkt, daß sich die Flüssigkeitsprobe 5 und die Reagentien R\ und /?2 während des Durchganges durch dieses Mischrohr vollständig mischen, weil der obere Endabschnitt und der untere Endabschnitt des Probenschubes nacheinander umgedreht werden. Der durchmischte Probenschub gelangt durch ein horizontales Rohr 12, welches an das Mischrohr 11 angeschlossen ist, zu einer Heizvorrichtung 13, in welcher er für eine vollständige Reaktion zwischen der Flüssigkeitsprobe S und den Reagentien R\ und Ri erhitzt wird. Der vermischte Probenschub, welcher die Heizvorrichtung 13 nach Vervollständigung der genannten Reaktion verlassen hat, wird durch ein horizontales Rohr 14, welches an die Heizvorrichtung 13 angeschlossen ist, zu einer Kühlvorrichtung 15 gefördert und dort gekühlt.

Der eemischte Probenschub, der aus der Kühlvorrich

tung 15 abgezogen wird, nachdem er vollständig gekühlt wurde, wird einem horizontalen Rohr 16 zugeleitet, welches an die Kühlvorrichtung 15 angeschlossen ist In diesem horizontalen Rohr 16 wird beispielsweise dem gemischten Probenschub durch ein vertikales Rohr 39 gleicher Art wie das vorstehend erwähnte vertikale Rohr 26 ein Verdünnungsmittel D zugegeben. Der Probenschub, welcher nun das Verdünnungsmittel D enthält, wird zu einem horizontalen Rohr 17 geleitet, welches an das vorhergehende horizontale Rohr 16 angeschlossen ist, und dann zu einem Mischrohr 18 gleicher Art wie das Mischrohr II, wo die Komponenten des gemischten Probenschubes noch vollständiger vermischt werden. Nach Beendigung des Mischvorganges wird der gemischte Probenschub in ein horizontales Rohr 19 geleitet, welches an den Auslaß des Mischrohres 18 angeschlossen ist. An dieser Stelle wird dem gemischten Probenschub durch ein vertikales Rohr 44 gleichen Typs wie das zuerst erwähnte vertikale Rohr 26 ein Farbreagens C zugegeben. Der gemischte Probenschub, welcher nun das Farbreagens C enthält, fließt durch ein horizontales Rohr 20 und dann durch ein Mischrohr 21 gleicher Art, wie das vorerwähnte Mischrohr 11.

Das Farbreagens C wird vollständig mit dem Probenschub 5 in dem Mischrohr 21 gemischt. Der gemischte Probenschub aus dem Mischrohr 21 wird in ein horizontales Rohr 22, welches an das Mischrohr 21 angeschlossen ist, geleitet. Ein zwischen den jeweils benachbarten Probenschüben befindlicher Gasschub wird durch ein Entlüftungsrohr 49 entfernt, welches von dem Auslaß des horizontalen Rohres 22 aufsteigt. Der von dem Gasschub getrennte Probenschub strömt durch ein horizontales Rohr 23, welches an das vorausgehende horizontale Rohr 22 angeschlossen ist, in ein qualitatives oder quantitatives Analysiergerät, beispielsweise ein Colorimeter 24, um der erforderlichen Analyse unterworfen zu werden. Der Probenschub, dessen Analyse beendet worden ist, tritt durch ein horizontales Rohr 50, welches an den Auslaß des Colorimeters 24 angeschlossen ist, aus.

Die Analysenergebnisse des Colorimeters 24 werden von einem Schreiber 25 aufgeschrieben, der in Abhängigkeit von dem Colorimeter 24 betrieben wird. Die in der Analysevorrichtung benutzten Colorimeter und Schreiber können von jedem bekannten Typ sein, ihre Beschreibung erübrigt sich.

Wie am besten aus Fig.2 zu ersehen ist, ist das Probenschub-Erzeugungsteil 6 mit einem vertikalen Rohr 100 ausgestattet, dessen Einlaß 7 trichterförmig ist. Das untere Ende des vertikalen Rohres 100 ist an ein U-förmiges Rohr 101 angeschlossen, welches eine vorgeschriebene Menge der Flüssigkeitsprobe erhält und eine Siphonwirkung hat. Ein vertikales Rohr 102 ist an den Auslaß des Siphons 101 angeschlossen, wobei der Übergang des vertikalen Rohres 102 in den Siphon 101 glatt ist, um die Siphonwirkung zu erleichtern. Ein U-förmiges Rohr 103 ist als Probenschub-Aufnahmegefäß an das untere Ende des vertikalen Rohres 102 angeschlossen. Das U-förmige Probcnschub-Aufnahmegefäß 103 hat vorzugsweise die gleiche Kapazität wie der U-förmige Siphon 101. Eine Abzweigung 8 ist kommunizierend an der Seitenwand des vertikalen Rohres 102 befestigt und öffnet sich zu der die Einrichtung A umgebenden Atmosphäre. Eine Gasmenge, die in dem Abschnitt 102,'ides vertikalen Rohres 102, welcher zwischen der Anschlußstelle der Abzweigung 8 an dem vertikalen Rohr 102 und der Anschlußstelle des

vertikalen Rohres 102 zu dem Probenschub-Aufnahmcgefäß 103 definiert wird, gehalten wird, wird sukzessive in das horizontale Rohr 9 in Form von Gasschüben G gebracht, welche die jeweils benachbarten Probcnschiibc Sa trennen.

Eine Flüssigkeitsprobe 5, welche durch das Anschlußrohr 5 derart geführt wird, daß das vertikale Rohr 100 nicht vollständig verschlossen wird, wird in dem Siphon 101 angesammelt. Diese Zufuhr der Flüssigkeitsprobe kann durch Abtropfen der Flüssigkeitsprobe von dem spitzen Ende des Anschlußrohres 5 oder durch Zufließcnlassen der Flüssigkeitsprobe längs der Innenwand des vertikalen Rohres 100 in den Siphon 101 erfolgen. Wenn irgendeine geringfügige zusätzliche Menge der Flüssigkeitsprobe 5 in den Probenschub Sa, welcher den Siphon 101 bereits im Gleichgewichtszustand gefüllt hat, wie in Fig.2 dargestellt, eingebracht wird, dann wird dieses Gleichgewicht gestört, wodurch der vorher in den Siphon 101 gefüllte Probenschub Sa durch das vertikale Rohr 102 nach unten sinkt. Die in dem vertikalen Rohr 102 nach unten sinkende Flüssigkeitsprobe 5 erzeugt einen Druck auf das in dem vertikalen Rohr 102 befindliche Gas und drückt dieses durch die Abzweigung 8 in die Atmosphäre. Das in dem Rohrabschnitt 102a befindliche Gas, d. h. das Gas, welches sich befindet zwischen dem unteren Ende 8a der Abzweigung 8 und demjenigen Niveau des in dem Probcnschub-Aufnahmegefäß 103 durch den vorhergehenden Arbeitsvorgang der Einrichtung A angesammelten Probenschubes Sa, welches vor der Einlaßseitc des Aufnahmegefäßes 103 liegt, kann nicht entweichen und arbeitet mit der absinkenden Flüssigkeitsprobe 5dcrart zusammen, daß der Probenschub Sa, der bereits in dem Aufnahmegefäß 103 angesammelt ist, in das horizontale Rohr 9 gedrückt wird. Jetzt wird die absinkende Flüssigkeitsprobe 5in dem Aufnahmegefäß 103 anstelle des vorhergehenden Probenschubes Sa gesammelt. Auf diese Weise werden Flüssigkcitsprobcnschübc Sa mit jeweils vorgeschriebener Menge, die voneinander durch die zwischcngclagcrten Gasschübe G mit einer vorgeschriebenen Menge getrennt sind, aufeinanderfolgend erzeugt, um ihrerseits in die nachfolgenden Abschnitte der vorliegenden Analysevorrichtung gefördert zu werden.

Es kommt jedoch manchmal vor, daß ein Teil des nachfolgenden Probenschubes Sa zur unrechten Zeit in den Siphon 101 eingebracht wird; dies ist dann der Fall, wenn der vorhergehende Probenschub 5«, der bereits in dem Siphon 101 angesammelt ist, gerade durch das vertikale Rohr 102 herabzufallen begonnen hut und der rückwärtige Endabschnitt des Probcnschubes Sa sich immer noch in der Nahe des Auslasses des Siphons 10t befindet, nämlich bevor der angesammelte Probenschub Sa die Abzweigung 8 passiert, In diesem Fall wird auch der hinzukommende Anteil des nachfolgenden Probenschubes Su in das vertikale Rohr 102 hineingezogen zusammen mit dem vorhergehenden Probonschub Sa, der eben in dem Rohr 102 nach unten zu sinken begonnen hat, was zur Folge hat, daß mit dem vorhergehenden Probenschub eine größere Menge als vorgeschrieben in das horizontale Rohr 9 gefördert wird, Um diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden, Ist das Zwischenstück 101« im Auslaßabschnitt dos Siphons 101 mit einem Innendurchmesser ausgestattet, der größer ist als der Innendurchmesser des Hauptrohres, Diese hat zur Folge, daß dor Toll dos nachfolgenden Probenschubes Sa, welcher zur unrechten Zelt In den Siphon ΙΟΙ eingetreten Ist, bevor

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der vorhergehende Probenschub Sa den Siphon 101 völlig verlassen hat, in dem verdickten oder ausgebuchteten Zwischenstück 101a zurückgehallen wird und nicht darüber hinausgeht, wodurch verhindert wird, daß er zusammen mit dem vorhergehenden Probenschub Su weitergcfördcrl wird. Der verbleibende Teil des nachfolgenden Probenschubes Sa, der durch das Anschlußrohr 5 und das vertikale Rohr 100 in den Siphon 101 gefördert wird, trifft daher unmittelbar mit dem obenerwähnten einen Anteil, der bereits in dem ausgebuchteten Zwischenstück 101a des Siphons 101 zurückgehalten wurde, zusammen, wodurch verhindert wird, daß dieser eine Teil des nachfolgenden Probenschubes Sa durch das vertikale Rohr 102 in einem Stadium nach unten sinkt, in welchem sich kein Gas zwischen diesem Anteil des nachfolgenden Probenschubes und dem vorhergehenden Probenschub Sa befindet.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Probenschubes Sa bestimmt von der Zeit, welche erforderlich ist, damit der Siphon 101 völlig gefüllt wird mit der durch das Anschlußrohr 5 und das vertikale Rohr 100 eingebrachten Flüssigkeitsprobe. Diese Zeit kann eingestellt werden durch den Innendurchmesser des Anschlußrohres 5 und den Druck eines komprimierten Gases, welches durch das Rohr 4 zuströmt. Wenn diese Zeit kurz ist, d. h., wenn Probenschübe nacheinander in schneller Folge zu der Einrichtung A gefördert werden, dann besteht eine Tendenz, daß die Öffnung der belüftenden Abzweigung 8, welche dem vertikalen Rohr 102 zugekehrt ist, durch irgendeinen der schnell zugeführten Probenschübe verschlossen wird. Ist dies der Fall, dann kann ein vorgegebener Probenschub Sa, welcher vollständig in den Siphon 101 gefüllt ist, nicht durch das vertikale Rohr 102 nach unten sinken, selbst wenn der normale Gleichgewichtszustand dieses Probenschubes 5a gestört wird. Dies hat zur Folge, daß die Menge in dem Probenschub Sa, welche in dem Siphon 101 angesammelt ist, den vorgeschriebenen Wert übersteigt, bis die obenerwähnte Öffnung der Abzweigung 8 durch einen anderen sinkenden Probenschub frei gemacht wird und mit der Umgebungsluft in Verbindung tritt; hierdurch wird es praktisch unmöglich, Probenschübe vorgeschriebener Menge aufeinandcrfolgcncl durch das Haupirohr zu fördern. Um solche Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es ratsam, eine weitere Abzweigung 8' oberhalb der ersten Abzweigung 8 getrennt von dieser oder mit dieser verbunden, wie in F-' i g. 3 dargestellt, vorzusehen. Diese Anordnung bewirkt, daß das vertikale Rohr 102 mit der Umgebungsatmospharc durch die obere Abzweigung 8' in Verbindung tritt, selbst dann, wenn die Öffnung der unteren Abzweigung 8 durch irgendeinen der herabsinkenden ProbenschUbe Su verschlossen ist, wie in F i g. 3 dargestellt, wodurch eine Folge von Probenschüben, die jede eine vorgeschriebene Menge aufweisen, ohne irgendeine Verstopfung erzeugt werden ktmn.

Nun zurück zu Fig. I, Reageniien, Verdünnungsmittel und Furbreugentien werden den durch die verschic· denen Abschnitte dus horizontalen Huuptrohres strömenden Probenschüben über die vertikalen Rohre 26, 39, 44 an don Jeweiligen Abschnitten zugeführt, U-förmlge Rohre 26«, 39«, 44« sind mit don unteren Enden der vertikalen Rohre 26 bzw. 39 bzw. 44 verbunden. DIo vorerwllhnton Additive steigen durch die U-förmlgen Rohre 26«, 39«, 44« von unterhulb der entsprechenden Abschnitte des horizontalen Hauptrohros nach oben und worden den Probenschüben

zugeführt. Die Mengen der den Probenschüben zugeführten Additive werden bestimmt durch den von den Additiven erzeugten Druck und den Innendurchmesser der vertikalen Rohre 26,29,30,39,44. Die durch die Additive erzeugten Drücke werden durch die Höhe eingestellt, welche zwischen dem Spiegel der in den Vorratsbehältern 31,32,40,45 gespeicherten Additiven und der allgemeinen Höhe des Hauptrohres liegt, sowie durch den äußeren Druck, der auf den Spiegel der Additive in den Additivbehältern 37,38,43,48 wirkt. Die Spiegel der Additive in den Vorratsbehältern 31,32,40, 45, welche durch Ausfjießen der vorgeschriebenen Menge an Additiven abgesenkt werden, werden durch frische Additivmengen, welche aus den Additivbehältern 37,38,43,48 durch die entsprechenden Zuflußrohre 33, 34, 41, 46 durch Betätigung der entsprechenden Ventile 35,36,42,47 in die Vorratsbehälter 31,32,40,45 fließen, wieder hergestellt. F i g. 1 stellt die Ausführungsform dar, bei welcher zwei Reagentien R\ und R2 gleichzeitig zu den Probenschüben hinzugegeben werden. Ein vertikales Rohr 30, welches an den Boden des Vorratsbehälters 32 angeschlossen ist, kommuniziert mit einem vertikalen Rohr 29, welches an den Boden des Speicherbehälters 31 angeschlossen ist, über ein horizontales Verbindungsrohr 28. Die beiden Reagentien R\ und K₂, welche an der Verbindungstelle des vertikalen Rohres 29 mit dem horizontalen Verbindungsrohr 28 zusammenfließen, werden durch ein horizontales Rohr 27 zu dem vertikalen Rohr 26 geleitet.

Der Endauslaß der Analysevorrichtung kann offenbleiben. Es ist auch möglich, wie in F i g. 1 dargestellt, ein Rohr 50 so in ein Gefäß 51 einzuführen, daß die Mündung des Rohres 50 oberhalb des Spiegels der in dem Gefäß 51 befindlichen Flüssigkeit angeordnet ist, die Flüssigkeit durch ein Abflußrohr 52 durch gesteuerte Betätigung eines Hahnes 53 in einer größeren Menge abfließen zu lassen als die zeitliche Durchflußmenge der aufeinanderfolgenden, nun von dem Gas getrennten Probenschüben beträgt, und die Probenschübc durch das Rohr 50 mit Hilfe der hierdurch erzeugten Saugkraft (des Unterdruckes) abzuziehen, wodurch bewirkt wird, daß die Flüssigkeitsprobenschübe mit einer festgesetzten Geschwindigkeit durch das horizontale Hnuptrohr wandern.

Der Innendurchmesser des horizontnlcn lliuiptrohres, durch welches die Probenschübc in einem voneinander durch dazwischenliegende Gasschübe getrennten Zustand gefördert werden, wird natürlich so ausgewählt, daß er genügend klein ist, um zu verhindern, s<> daß die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und dem Gas zerstört werden. Das heißt, der Innendurchmesser sollte klein genug sein, daß die Grenzflächen zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Schüben von Flüssigkeit und Gas erhalten bleiben. Der Innendurchmesser ss variiert mit der Grenzflächenspannung zwischen dem verwendeten Gas und der verwendeten Flüssigkeit.

Es wird nun der Fall beschrieben, bei welchem die In FI g. t dargestellte Analysevorrichtung bei der quantitativen Analyse einer wasserlöslichen Phosphorverbin- (10 dung, beispielsweise In einem Düngemittel, verwendet wird Eine flüssige Probe des Düngemittels wird In den Behilter 3 gegeben. Luft wird unter Druck durch das Rohr 4 mittels einer (nicht dargestellten) Pumpe eingeleitet, wodurch die flüssige Probe S durch das '« Anschlußrohr S hinunterfällt. Die flüssige Probe Ittuft dureh das Probensehub·Erzeugungstell 6 und wird in Probenschübe aufgeteilt, welche durch dazwischenliegende Gasschübe voneinander getrennt sind. Bei dem Beispiel wird der Probenschub so gewählt, daß er mit einer Durchflußrate von beispielsweise 0,16 ml/min durch das horizontale Hauptrohr fließt. Das Probenschub-Aufnahmegefäß 103 wird demzufolge so gewählt, daß es eine Kapazität von beispielsweise 3,9 ml/min hat. Die Probenschübe 5a laufen durch das horizontale Rohr 9 in voneinander durch dazwischenliegende Luftschübe G getrenntem Zustand. Eine (1:1) wäßrige Lösung von Salpetersäure (R\) und ein Mittel zum Einstellen der Farbe (R2) bestehend aus einer 2%igen wäßrigen Lösung von Zitronensäure werden dem Probenschub Sa durch das U-förmige Rohr 26a zugegeben. Die Durchflußraten der wäßrigen Lösungen der Salpetersäure und Zitronensäure werden auf 0,32 ml/min bzw. 0,80 ml/min eingestellt. Bei dem gewählten Beispiel ist der Luftschub G frei von jedweden Additiven, da sein Luftdruck die Additive daran hindert, in ihn einzutreten. Der Probenschub wird in dem zickzackförmigen Mischrohr 11 vollständig gemischt, während er durch diesen Abschnitt des horizontalen Hauptrohres strömt, der in eine Heizvorrichtung 13 eingesetzt ist, beispielsweise ein ölbad, das auf einer Temperatur von beispielsweise 95°C gehalten wird; dabei findet eine Reaktion zwischen dem Phosphor und der Salpetersäure in dem gemischten Probenschub statt, was zur Folge hat, daß der gesamte darin enthaltene Phosphor in die Orthoform umgewandelt wird. Der gemischte Probenschub wird in der Kühlvorrichtung 15 gekühlt. Wasser wird als Verdünnungsmittel zu dem gemischten Probenschub durch das U-förmige Rohr 39a zugegeben. Die Durchflußrate des Wassers wird auf beispielsweise 3,9 ml/min eingestellt. Der nunmehr Wasser enthaltende Probenschub wird sorgfältig in dem zickzackförmigen Mischrohr 18 gemischt. Danach wird eine Farbreagenslösung [NH₄VOi · (NHt)₆MOiO₂₇ · HNO₃] des nun Wasser enthaltenden Probenschubcs mit einer Rate von beispielsweise 1,2 ml/min durch das U-förmige Rohr 44« zugeführt.

Nachdem der das Farbreagens enthaltende Probenschub einer vollständigen Mischung in dem Zickzackförmigcn Mischrohr 2t unterworfen wurde, werden die zwischen den benachbarten Probenschüben befindlichen Luftschübe G durch den Abzwcigrohrstulzen 49 entlassen. Die nun von Luft befreiten Probenschübe nehmen gemeinsam eine zusammenhängende Form an und sind bereit für die Analyse. Die zusammenhangende Mnssc der Flüssigkeitsprobe fließt durch ein horizontulcs Rohr 23 zu einem Colorimeter 24, um von diesem analysiert zu werden. Die Ergebnisse der Analyse werden in einem an das Colorimeter 24 angeschlossenen Schreiber aufgezeichnet. Die Flüssigkeitsprobe, deren Analyse beendet worden ist, wird durch das am Ende befindliche Rohr 30 entlassen.

Es kann, je nach der Art der analysierten Flüssigkeitsprobe, nicht erforderlich sein, die vorgeschalteten Abschnitte der Analysevorrichtung vorzusehen, welche der Zufuhr von Reagentien R\, Ri und des Verdünnungsmittels D dienen, sondern es kann nur der Abschnitt erforderlich sein, der der Zufuhr des Furbreagens C dient. In diesem Fall können die Anordnungen für «1, R₇ und D, die Heizvorrichtung 13 und die Kühlvorrichtung 15 weggelassen werden. Ferner kann das Analysiergerät neben dem schon genannten Colorimeter noch aus einem speziellen Ionendetektor, Atomabsorptlonsspek· tralphoiometer, photoelektrischen Flammenphotometer oder photoelektrischen Fluoreszenzphotometer bestehen. Wenn eine der erwähnten weiteren Analyse·

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Vorrichtungstypen verwendet wird, dann muß das der Flüssigkeitsprobe zuzuführende Reagens und die Einrichtung zur Durchführung der Zugabe entsprechend ausgewählt werden; der Fachmann auf diesem Gebiet kennt die zutreffende Auswahl.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Vorrichtung zur automatischen Analyse einer flüssigen Probe mit einem Analysierteil, einem Rohrleitungssystem für die Zuführung der zu analysierenden Probe zu dem Analysierteil, und einem rohrförmigen Probenschub-Erzeugungs teil für eine Folge von Probenschüben, welches ein an das Rohrleitungssystem angeschlossenes Probenschub-Aufnahmegefäß, eine Einrichtung zur Bildung und Förderung eines Probenschubes bestimmter Menge mittels Schwerkraft und Siphon, eine Liefereinrichtung zur tropfenweisen oder in dünnem Strahl erfolgenden Zuführung der Flüssigkeitsprobe zu dem Probenschub-Erzeugungsteil, sowie eine in das Probenschub-Erzougungsteil mündende Abzweigung für die Zufuhr einer weiteren Komponente zu der flüssigen Probe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Probenschub-Erzeugungsteil (6) zur Erzeugung alternierender Folgen von Flüssigkeitsproben- und Gasschüben und das stromabwärts liegende Rohrleitungssystem einen so kleinen Innendurchmesser aufweisen, daß die Grenzflächen zwischen den jeweiligen Probenschüben und Gasschüben aufrechterhalten werden, daß die Einrichtung zur Förderung einer flüssigen Probe bestimmter Menge ein als U-förmig gebogener Rohrabschnitt ausgebildeter, auf das rohrförmige Probenschub-Erzeugungsteil aufgesetzter, zur Atmosphäre oben offener Siphon (101) ist, daß das Probenschub-Aufnahmegefäß (103) ein U-förmig gebogener Rohrabschnitt ist, der an das Probenüchub-Erzeugungsteil stromabwärts angeschlossen ist, und daß durch die zwischen Siphon (101) und Aufnahmegefäß (103) angeordnete Abzweigung (8; 8') eine gasförmige Komponente zuführbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigung (8) in die Gasatrrtosphäre mündet und von dem Probenschub-Aufnahmegefäß einen die Menge des Gasschubes bestimmenden Abstand hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine weitere in die Gasatmosphäre mündende Abzweigung (8') zwischen der ersten Abzweigung (8) und dem Siphon (101).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siphon (101) und das Probenschub-Aufnahmegefäß (103) gleiche Kapazität haben.

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