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Vorrichtung zum Untersuchen flüssiger Proben,
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insbesondere Wasserproben Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Untersuchen flüssiger Proben, insbesondere Wasserproben, mittels flüssiger Indikatoren,
mit einem durchsichtigen Probenbehälter zur Aufnahme der Probe und zum Eingeben
des Indikators.
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Es ist bekannt, flüssigen Proben einen Indikator zuzusetzen, der durch
Farbänderungen oder andere sichtbare Merkmale Aussagen über bestimmte Eigenschaften
oder bestimmte Bestandteile der Flüssigkeit zu machen gestattet. Bei Wasserproben
kann auf diese Art beispielsweise der pH-Wert, die Gesamtwasserhärte, der Gehalt
an Chlor, Chlordioxid oder Ozon festgestellt werden. Die Indikatoren sind sogenannte
Fertigtestlösungen, die meistens durch eine chemische Reaktion einen Farbumschlag,
der das Uberschreiten eines Grenzwertes anzeigt, oder eine Farbänderung, die mit
Hilfe einer Farbvergleichsskala auch eine quantitative Bestimmung ermöglicht, hervorrufen.
In der Regel hat hierbei die Indikatormenge innerhalb gewisser Grenzen keinen Einfluß
auf das Untersuchungsergebnis.
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Bislang wurden derartige Untersuchungen in Laboratorien durchgeführt.
Hierbei wurde eine entnommene Probe in einen Probenbehälter, z.B. ein Reagenzglas,
getan. Dann wurde eine Indikatordosis aus einem Vorratsbehälter entnommen und ebenfalls
in den Probenbehälter getan. Darauf konnte, gegebenenfalls nach Verschließen und
Schütteln des Behälters, die Farbänderung beobachtet werden.
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Schließlich wurde der Probenbehälter wieder entleert. Das Hantieren
mit den verschiedenen Behältern ist jedoch mühsam und erfordert geschultes Personal.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
beschriebenen Art anzugeben, mit der die Untersuchung erheblich vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Probenbehälter
mindestens ein Indikatorbehälter, der eine für mehrere Untersuchungen ausreichende
Indikatormenge aufzunehmen vermag, vereinigt ist und daß in einem Verbindungskanal
zwischen beiden Behältern ein von außen zu betätigendes Dosierventil vorgesehen
ist.
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Bei dieser Konstruktion ist praktisch nur noch ein Gerät vorhanden,
in das die Probe eingeleitet werden muß. Die Größe des Indikatorbehälters erlaubt
es, mehrere, z.B. 200 Untersuchungen nacheinander durchzuführen, was beispielsweise
für Reihenuntersuchungen von Vorteil ist. Es besteht auch keine Gefahr, daß die
Untersuchung scheitert, weil die Indikator-Vorratsflasche nicht auffindbar ist.
Die Auslegung des Dosierventils richtet sich nach dem Einzelfall; es kann so ausgebildet
sein, daß es bei Betätigung eine da Probenbehälterinhalt genau angepaßte Indikatordosis
abgibt; da es aber in der Regel auf die genaue Indikatormenge nicht ankommt, kann
das Dosierventil auch sehr viel einfacher ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist der Indikatorbehälter oberhalb des Probenbehälters
angeordnet. Der Indikator läuft dann durch Schwerkraft in den Probenbehälter, bedarf
daher keiner von außen aufzubringenden Antriebskraft.
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Dies läßt sich besonders einfach bewerkstelligen, wenn der Indikatorbehälter
in einem den Probenbehälter oben abschließenden Deckel angeordnet ist.
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Eine noch weitere Vereinfachung ergibt sich dadurch, daß der Probenbehälter
einen Probeneinlaß und einen unten angeordneten
Auslaß, der mit
einem von außen zu betätigenden Auslaßventil versehen ist, aufweist. Durch Öffnen
des Auslaßventils entleert sich der Probenbehälter selbsttätig.
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Zweckmäßigerweise ist der Probeneinlaß demgegenüber oben angeordnet.
Die Probe kann daher sowohl unter Druck als auch drucklos eingefüllt werden.
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Hierbei empfiehlt es sich, wenn der Probeneinlaß mit einem von außen
zu betätigenden Einlaßventil versehen ist. Auf diese Weise läßt sich ein Daueranschluß
an das System vornehmen, dessen Flüssigkeit untersucht werden soll.
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Insbesondere kann der Probeneinlaß fest an ein unter Druck stehendes
Flüssigkeitssystem angeschlossen sein. Durch Öffnen des Einlaßventils kann der Probenbehälter
gefüllt und später durch Öffnen des Auslaßventils wieder entleert werden.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Probeneinlaß ein Einfüllmundstück
hat, an das das Abgabemundstück eines Probenentnehmers mit Handpumpe angepaßt ist.
Auf diese Weise kann die Vorrichtung mobil eingesetzt werden. Der Probenentnehmer
kann beispielsweise die Form eines Zylinders mit handbetätigtem Kolben und einem
spritzenartigen Mundstück oder die Form eines Saugballes aus Kunststoff oder Gummi
mit einem entsprechenden Mundstück haben.
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Des weiteren kann der Probenbehälter mit einem Uberlauf versehen sein.
Mit Hilfe dieses überlaufs kann in den Probenbehälter eine vorgegebene Probenmenge
eingefüllt werden. Darüber hinaus sorgt der Überlauf dafür, daß das Innere des Probenbehälters
drucklos bleibt.
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Weitere Vereinfachungsmöglichkeiten ergeben sich dadurch, daß das
Dosierventil und das Einlaßventil in der Ruhestellung geschlossen und gemeinsam
von außen betätigbar sind. Das Einfüllen der Probe und des Dosiermittels in den
Probenbehälter erfordern daher nur einen einzigen Handgriff. Beim gleichzeitigen
Einfüllen
ergibt sich auch eine erstrebte innige Vermischung von
Probe und Indikator.
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Des weiteren empfiehlt es sich, wenn in der Ruhestellung das Dosierventil
geschlossen, das Auslaßventil dagegen offen ist und beide Ventile gemeinsam von
außen betätigbar sind. Dies führt zu einer automatischen Entleerung des Probenbehälters,
wenn das Dosierventil freigegeben wird. Wenn das Dosierventil beispielsweise wie
ein bekannter Spender für flüssige Seife ausgebildet ist, wird es zusammen mit dem
Auslaßventil bis zum Ende der Untersuchung in der Betätigungsstellung gehalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch dafür gesorgt, daß
ein Ventil-Betätigungsorgan vorgesehen ist, das durch eine Feder in der Ruhestellung
gehalten ist und eine erste Arbeitsstellung in der das Dosierventil und gegebenenfalls
das Einlaßventil geöffnet, das Auslaßventil dagegen geschlossen ist, sowie eine
zweite Arbeitsstellung besteht, in der alle zugehörigen Ventile geschlossen sind.
Ein solches Ventil-Betätigungsorgan kann beispielsweise axial verschoben, z.B. niedergedrückt
werden.
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Die Probe und der Indikator werden eingefüllt, solange die erste Arbeitsstellung
eingenommen wird. In der zweiten Arbeitsstellung kann die Färbung beobachtet werden.
Bei Freigabe des Ventil-Betätigungsorgans ergibt sich eine automatische Entleerung
des Probenbehälters.
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Die erste Arbeitsstellung kann beispielsweise durch eine Raste vorgesehen
sein.
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Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform weist das Betätigungsorgan eine
den Deckel durchsetzende Stange mit oben angebrachtem Betätigungskopf auf. Hierbei
kann das untere Ende der Stange beim Niederdrücken in den Auslaß greifen und dort
mit einem Dichtring das Auslaßventil bilden.
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Das Dosierventil und/oder das Einlaßventil ist mit Vorteil ein Doppelsitzventil,
das durch eine Axialverschiebung aus einer ersten Schließstellung über eine Öffnungsstellung
in eine zweite
Schließstellung gelangt.
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Bei einer anderen Alternative weist das Betätigungsorgan einen Ventilschieber
auf, der Steueröffnungen für wenigstens zwei Ventile besitzt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 eine Ausführungsform in vereinfachter
Darstellung und Fig. 3 eine Abwandlung der Ventilanordnung.
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Die in Fig. 1 veranschaulichte Untersuchungsvorrichtung 1 weist einen
Probenbehälter 2 und drei Indikatorbehälter 3, 4 und 5 auf, die sämtlich fest miteinander
verbunden sind. Jeder Indikatorbehälter ist über einen zugehörigen Verbindungskanal
31, 41 bzw.
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51, der je ein Dosierventil 32, 42 bzw. 52 enthält, mit dem Probenbehälter
2 verbunden. Dieser weist ferner einen Einlaß 21 mit einem Einlaßventil 22, einen
Auslaß 23 mit einem Auslaßventil 24 und einen Überlauf 25 mit anschließendem Uberlaufkanal
26 auf. Der Einlaß ist mit einer Wasserleitung 6, die Wasser unter einem Druck von
0,5 bis 4,0624ar führt, über eine Anschlußleitung 61 mit einem Absperrorgan/(Hahn,
Schieber oder Ventil) verbunden. Die Leitung 61 kann aus einem PVC-Schlauch bestehen,
der auf entsprechende Stutzen aufgeschoben ist. Eine Ablaufleitung 63 verbindet
den Auslaß mit einem Abwasserkanal oder einem Meßwasser-Auffangbehälter. Auch diese
Leitung kann durch einen PVC-Schlauch gebildet sein. Dasselbe gilt von der Leitung
26, falls diese außerhalb der Vorrichtung 1 angeordnet ist.
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Ein Betätigungsorgan 7 ist von außen durch einen Betätigungsknopf
71 zu verstellen. Sie wirkt auf sämtliche Ventile 22, 24, 32, 42 und 52. Die Auswahl
unter den drei letztgenannten Dosierventilen erfolgt mittels eines Wahlschalters
72.
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Eine Ausführung dieses Geräts mit nur einem Indikatorbehälter 3 ist
in Fig. 2 veranschaulicht, in der, soweit möglich, dieselben Bezugszeichen wie in
Fig. 1 verwendet wurden. Die Vorrichtung 1 weist ein Unterteil 11 und einen Deckel
12 auf. In diesB Deckel sind der Indikatorbehälter 3, der mittels eines Deckels/abgeschlossen
werden kann, der Verbindungskanal 31 mit dem Dosierventil 32, der Einlaß 21 mit
dem Einlaßventil 22 und eine Führung 13 für eine Stange 73 des Betätigungsorgans
7 angeordnet.
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Im Unterteil 1 befindet sich der Auslaß 23 mit dem Auslaßventil 24.
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Die Stange 73 weist ein unteres Ende 74 auf, das beim Eingreifen in
den Auslaß 23 mit einem gehäusefest montierten Dichtring 75 zusammenwirkt und auf
diese Weise das Auslaßventil 24 bildet.
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Ferner trägt die Stange 73 einen Ausleger 76, der mit einer ersten
elastischen Hülse 77 des Einlaßventils 22 und einer zweiten elastischen Hülse 78
des Dosierventils 32 zusammenwirkt.
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Ferner trägt der Ausleger 76 über durch die betreffenden Hülsen greifenden
Stangen Verschlußkörper 79 bzw. 80. Einlaßventil 22 und Dosierventil 32 sind daher
Doppelsitzventile, deren Sitze zu beiden Seiten der Hülsen 77 bzw. 78 gebildet werden,
wobei in der einen Stellung der Ausleger 76 und in der anderen Stellung die Verschlußkörper
79 bzw. 80 als Verschlußstück wirken.
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Die Stange 73 wird ferner durch eine Feder 81 in die veranschaulichte
Ruhelage gezwungen. Sie kann gegen die Kraft der Feder 81 durch Niederdrücken des
Betätigungskopfes 71 in eine erste Arbeitsstellung gebracht werden, in der eine
Raste 82 in eine Rastkerbe 83 greift. In dieser Stellung sind Einlaßventil 22 und
Dosierventil 32 geöffnet, während das Auslaßventil 74 geschlossen ist. Durch weiteres
Niederdrücken wird eine zweite Arbeitsstellung erreicht, in der sämtliche Ventile
geschlossen sind.
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Mit einer solchen Vorrichtung ergibt sich die folgende Arbeitsweise.
Beim Niederdrücken des Betätigungskopfes 71 in die erste Arbeitsstellung strömt
einerseits eine Wasserprobe unter dem
Druck der Leitung 6 über
das Einlaßventil 22 in den Probenbehälter 2. Gleichzeitig tropft während dieser
Zeit Indikatorlösung aus dem Indikatorbehälter 3 über das Dosierventil 32 in den
Probenbehälter 2. Beide Medien werden dabei intensiv miteinander gemischt. Sopald
der Flüssigkeitsspiegel die Höhe S erreicht, uoerscnusie - - -fließt das/Wasser
über den Uberlauf 25 ab. Nunmehr wird der Betätigungskopf 71 bis zum Anschlag in
die zweite Arbeitsstellung niedergedrückt. Hierbei verschiebt sich das Ende 74 der
Stange 73 im Dichtring 75, läßt also das Auslaßventil 24 geschlossen, während die
beiden anderen Ventile schließen. Nunmehr kann in Ruhe der Zustand der Probe durch
die durchsichtige Wand des Unterteils 11 beobachtet werden. Wenn nicht nur ein Schwellenwert
erfaßt werden soll, kann die Farbintensität mit einer Farbtafel verglichen werden.
Wenn anschließend der Betätigungskopf 71 freigegeben wird, kehren alle Ventile in
ihre Ausgangslage zurück. Hierbei öffnet das Auslaßventil 24 und die Probe läuft
ab. Nunmehr ist das Gerät für eine nächste Untersuchung bereit.
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Zum Einfüllen der Indikatorlösung in den Indikatorbehaltor 3 braucht
lediglich der Deckel 33 abgenommen zu werden. Danach empfiehlt es sich, die Stange
73 bei geschlossenem Absperrorgan 62 mehrfach bis zur ersten Arbeitsstellung niederzudrücken,
bis Indikatorlösung in den Probenbehälter 2 tropft. Dieser Vorgang dient der Belüftung
des Indikatorbehälters.
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Zum Reinigen des Indikatorbehälters wird eventuell noch vorhandene
Indikatorlösung mittels einer Kunststoff-Spritzflasche abgesaugt. Anschließend wird
die Stange 73 in die erste Arbeitsstellung gebracht, gleichzeitig aber der Uberlauf
25 mit dem Finger verschlossen. Das Wasser dringt nun bis in den Indikatorbehälter
3, so daß dieser gereinigt wird. Dieses Wasser kann später entweder abgesaugt oder
durch mehrmaliges Betätigen des Dosierventils 32 entfernt werden. Alsdann kann die
neue Indikatorlösung eingebracht werden.
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Da die Indikatormenge wesentlich kleiner ist als die Probenmenge,
empfiehlt es sich, in den Verbindungskanal 31 noch eine Düse einzusetzen.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß in der Leitung 6 Druck herrscht.
In vielen Fällen reicht allein die Schwerkraft, um das Probenwasser in den Probenbehälter
2 fließen zu lassen. Man kann aber auch die gesamte Vorrichtung 1 tragbar ausgestalten
und dann jeweils an der Untersuchungsstelle eine Probe mittels einer Zusatzvorrichtung
entnehmen und in den Einlaß 21 einspritzen.
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Als Zusatzvorrichtung kann beispielsweise eine Handpumpe dienen, deren
Abgabemundstück in das Einfüllmundstück des Einlasses paßt.
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Als Zusatzvorrichtung kann daher beispielsweise eine Saug- und Druckspritze
oder ein elastischer Ball mit Mundstück verwendet werden.
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In Fig. 3 ist eine Abwandlung des Betätigungsorgans 7 veranschaulicht.
Hier ist die Stange 73 mit einem Ventilschieber 84 verbunden, der drei Steueröffnungen
85, 86 und 87 aufweist, welche jeweils im Verlauf des Einlasses 21, des Verbindungskanals
31 oder des Auslasses 23 in einem Gehäuse 88 liegen. Das mit Hilfe der Steueröffnung
85 gebildete Einlaßventil 22 ist in der veranschaulichten Ruhestellung offen. Dasselbe
gilt für das mittels der Steueröffnung 86 gebildete Dosierventil 32. Das mittels
der Steueröffnung 87 gebildete Auslaßventil 24 ist dagegen offen.
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Beim Niederdrücken in eine erste Arbeitsstellung öffnen sich die beiden
Ventile 22 und 32, während das Ventil 24 geschlossen ist.
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Beim weiteren Niederdrücken in eine zweite Arbeitsstellung sind sämtliche
Ventile geschlossen.
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Auf diese Weise ergibt sich ein Untersuchungsgerät, das einen einfachen
Aufbau und eine einfache Arbeitsweise hat. Der Einsatzbereich ist dementsprechend
sehr weit. Besonders interessant ist die Untersuchung der Wasserhärte in Haushalt,
Industrie und Forschung, die Messung des Chlorgehalts bzw. Oxidationsmittelüberschusses
bei Trink- und Schwimmbadwässern oder die pH-Wert-Überwachung bei Kessel- und Schwimmbadwässern
sowie Abwässern vor und nach deren Aufbereitung. Bei Aquarien kann der pH-Wert,
der Sauerstoffanteil und die Härte untersucht werden. Andere Untersuchungsmöglichkeiten
sind auf den Gehalt an Chlordioxid oder Ozon gerichtet. Insgesamt ergibt sich eine
sehr einfache Bedienung und eine saubere Handhabung. Die Untersuchung geht
sehr
rasch vor sich. Die Gefahr einer Verwechslung des Indikators ist auf ein Minimum
herabgesetzt; daher ergibt sich eine hohe Sicherheit.