DE3128930A1 - "probenflaschenwechsler" - Google Patents

Description

• Probenflaschenwechsler
• Beschreibung: Die Erfiung betrifft einen Probenflaschenwechsler für radioaktive oder toxische Proben aus einer Wiederaufarbeitungsanlage, Zur Versorgung von Analysenautomaten eines teilweise oder vollständig automatisierten Routineanalysenlabors sind Probenmagazine mit entsprechenden Verteilererganisationen notwendig. In welcher Form diese zu realisieren sind, hängt im wesentlichen von der Basisorganisation des betreffenden Labors ab. Im allgemeinen handelt es sich bei den meisten Betriebslaboratorien von Wiederaufarbeitungsanlagen um manuelle Labors, die mit automatisierten Meßeinrichtungen für die Kernmeßtechnik ausgestattet sind. Die Probenvorbereitung dafür erfolgt aber meist manuell.
• Sollen derartige Routinelaboratorien mit automatisierten Probenvorbereitungs- oder Meßeinrichtungen ausgestattet werden, muß unter anderem für die selbstständige Versorgung der Analysenautomaten mit Proben Sorge getragen werden. Dabei muß von einer manuellen Probenverteilung im Labor ausgegangen werden, d.h. es werden, durch das Betriebpersonal ausgelöst, die Proben mit Rohrpost oder anderen Transporteinrichtungen entweder aus der Verteiler zelle oder von der betriebliche Probennahmestation in die entsprechende heiße Zelle oder Handschuhbox, die den Analysenplatz enthält, angeliefrt.
• Da die bestehenden Einrichtungen nur Verschickungsmöglichkeiten für Einzelproben haben'werden diese Proben dann am Arbeitsplatz in Kassetten zusammengefaßt und ein probenflaschenwechsler damit bestückt.
• Bei dieser Bestückung des Probenflaschenwechslers sind neben der Reihenfolge der Proben auch die für die Bearbeitung der Proben und für die Ausgabe des Analysenergebnisses relevanten Daten an einen Rechner des Analysenautomaten; mit dem der Probenwechsler verbunden ist, zu übergeben.
• Die Probenflaschen mit den zu analysierenden Proben sollen in Kassetten in einem Probenflaschenwechsler für die Bearbeitung durch Analysenautomaten abgerufen werden können. Der Probenflaschenwechsler muß daher eine selbstständige Komponente mit einer Mikrorechnersteuerung sein, die so konzipiert ist, daß der Anschluß der Analysenautomaten, die mit einem zentralen (übergeordneten) Rechner aufgebaut sind, möglich ist.
• Im automatischen Betrieb steuert dieser zentrale Rechner den Probenflaschenwechsler und koordiniert den Wechselvorgang je nach Struktur des Automaten mit anderen Aktivitätenp Im manuellen Betrieb kann ein Operateur mittels Tastendruck (Auslösung sogenannter Gruppenbefehle) die einzelnen Funktionen des Probenflaschenwechslersabrufen. Je nach Struktur des Automaten steuert dieser übergeordnete Rechner noch weitere Komponenten mit eigenen Mikrorechnern, erfaßt die Analysendaten und wertet sie aus.
• Nach teilweiser oder vollständiger manueller Füllung der Kassette und - im automatischen Betrieb- uebergabe der Kasse.ttennummer sowie der Probenreihenfolge in der Kassette und der für die Probenbearbeitung und Meßwertauswertung durch den jeweiligen Analysenautomaten notwendigen Begleitparameter an den übergeordneten Rechnern muß die Kassette in den Probenflaschenwechsler eingesetzt werden, in dem sich von früher möglicherweise noch Kassetten mit noch nicht bearbeiteten Proben befinden.
• Wegen des beschränkten Platzes in einer Handschuhbox oder einer heißen Zelle muß der Probenwechsler diesen Anfordungen genügen und kompakt aufgebaut sein. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Probenwechsler zu bieten, der als mechanische Einheit aufgebaut und als solche auch transportfähig ist.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgezeigt.
• Vorteilhafte Weiterbildungen geben die übrigen Ansprüche wieder.
• Die vrfiaing wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Figuren 1 bis 5 näher dargestellt.
• Figur 1 zeigt eine schematische Übersicht des Probenflaschenwechslers, Figur 2 eine Seitenansicht Figur 3 eine Ansicht von einer Stirnseite aus, Figur 4 einen Schnitt durch eine Kassette und Hubplatte una Figur 5 eine Aufsicht auf den Probenflaschenwechsler ohne Katzbrücke.
• Der Probenflaschenwechsler besteht, wie aus Figur 1 ersichtlich ist, im wesentlichen aus den Probenkassetten 1, dem Vorratsschacht 2 (Magazin mit nach unten weisenden Pfeil) für Kassetten mit unbearbeiteten Proben, dem Auswurfschacht 3 (Magazin mit nach oben weisenden Pfeilen) für Kassetten mit bearbeiteten Proben, dem Kassettenquertransport 4 und der Probenahmeeinrichtung 5 (Entnahmeposition).
• Nach Abarbeitung der vorher eingelegten Kassetten 1 sinkt die zuletzt eingesetzte auf die Höhe des Kassettenquertransportes 4. Durch horizontale Bewegung der Kassette 1 gelangt jede Probe unter die Entnahmeposition 5.
• Bei Erreichen der Entnahmeposition 5 durch die ersten beiden Proben wird die Kassettennummer gelesen und an den übergeordneten Rechner des Analysenautomaten gemeldet. Im Auswurf schacht 3 erfolgt eine Stapelung der Kassetten 1 von unten nach oben.
• Wie in Figur 2 dargestellt, steht der Probenflaschenwechsler auf einem Gestell aus Grundplatte 6 und Füßen 7. Die Kassetten (siehe Figur 4) werden in den Vorratsschacht 2 eingesetzt. Er besteht aus jeweils drei senkrecht stehenden Stangen 8, die als Führung dienen.
• Mit einem Hubstapler, der aus einer Hubplatte 9 und zwei parallel geschalteten Pneumatikzylindern 10 besteht, können die Kassettten 1 aus dem Vorratsschacht 2 in die Lauf führung 11 des Kassettenquertranports 4 eingesetzt werden. Vier Klinken-Blattfeder-Vorrichtungen (Klinkensperre) 12 erlauben jeweils nur den Einsatz einer Kassette 1.
• Wegen des beschränkten Platzes in der Handschuhbox oder einer heißen Zelle ist es wichtig, sowohl den Vorrats- als auch den Auswurfschacht 2, 3 möglichst platzsparend zu konzipieren. Trotzdem ist er aber gut zugänglich. Deshalb wurde ein Übereinanderstapeln der Kassetten 1 in den Magazinen ausgewählt. Als Fassungvermögen wurden vier Kassetten gewählt. Bei vollbestückten Kassetten sind die Proben bei einer Takt- bzw. Bearbeitungszeit von zwei bis zehn Minuten in 0,75 bis 4 Stunden abgearbeitet.
• Der Transport der Kassetten 1 erfolgt durch pneumatische Zylinder 10 und die Klinkensperre 12 des Kassettenstapels. Durch ein Kontrollbit an der Kassette kann überprüft werden, ob sich mindestens eine Kassette im Vorratsschacht 2 über dem Niveau des Quertransportes 4 befindet. Ferner kann festgestellt werden, ob sich eine Kassette auf dem untersten Niveau des Magazins 2 bzw. 3 befindet. Außerdem ist damit die Einlegerichtung der Kassetten überprüfbar.
• Der Auswurfschacht 3 bzw. - magmazin ist ähnlich aufgebaut wie der Vorratsschacht 2. Wiederum dienen Stangen 8 als Führung und eine Hubplatte 13, von nahezu gleicher Konzeption wie die Hubplatte 9, mit den Pneumatikzylindern 10 sowie die Klinkensperre 12 erlauben das Hochstapeln der Kassetten im Auswurfschacht 3.
• Die Hubplatten 9 und 13 können bis auf das Niveau der Grundplatte 6 des Kasettenquertransportes 4 abgesenkt werden. Die Laufführung 11 ist quaderförmig1jedoch oben offen, ausgebildet. Sie verbindet den Vorrats- 2 mit dem Auswurfschacht 3 und führt unter der Probennahmeeinrichtung 5 hindurch. Die Grundplatte 6 innerhalb der Lauf führung 11 und die beiden Hubplatten 9 und 13 besitzen Schlitze 15 (siehe Figur 4 u. 5) durch die hindurch drei Greiferpaare 16 in Ausnehmungen 21 (siehe Figur 4) der Kassetten 1 eingreifen können. Sie sind schwenkbar um Drehachsen 17 an einer gemeinsamen Schubstange 18 angeordnet, die von dem Pneumatikzylinder 19 transversal vor- und zurückbewegt werden kann. Die Greiferpaare 1 6 sind derart unter dem Einfluß der Schwerkraft um die Drehachsen 17 bewegbar, daß ihre Spitzen 20 zum Vorschub der Kassetten in die Ausnehmungen 21 eingreifen, beim Zurückziehen der Schubstange 18 jedoch nach unten kippen. Die Lastarme 22 sind derart schwer ausgebildet, daß sie in der Lage sind, die Spitzen 20 wieder hochzubewegen, wenn diese in den Bereich neuer Ausnehmungen 21 kommen.
• Um einerseits genügend Platz für die Probenahmeeinrichtung 5 zu haben und andererseits möglichst platzsparend zu bauen, wurde als Abstand zwischen Vorrats- und Auswurfschacht 2, 3 die Länge der Kassette 1 gewählt. Der Transport der Kassetten erfolgt pneumatisch mittels der Greiferklinkenmechanik 16, 18, 19, wobei je Arbeitshub die Kassette um den Abstand zwischen zwei Probenflaschen weiterbewegt wird. Nach drei derartigen Hüben befinden sich die beiden ersten Probenflaschen unter der Probenahme 5. In dieser Position wird die Nummer der Kassette als Bitmuster durch den Steuerrechner des Probenflaschenwechslers übernommen und an den übergeordneten Rechner weitergegeben. Nach Vergleich dieser Nummer mit der Liste der eingegebenen Kassettennummer erfolgt die Probenahme, oder die Kassette wird -im Falle des negativen Vergleich- komplett durchgeschoben.Wenn die Z. und 8. Probenflasche die Entnahmeposition erreicht,hat die vorhergehende Kassette den Auswurfschacht 3 erreicht und wird nach oben gehoben. Die transportierte Kassette hat ihrerseits den Vorratsschacht 2 freigegeben. Die eventuell darüber befindliche Kassette wird in diesem Falle nach unten transportiert.
• Durch das schon erwähnte Kontrollbit ist es im Kassettenquertransport 4 möglich, festzustellen, welche Positon der Kassette 1 sich in der Entnahmeposition befindet.
• Ferner kann durch entsprechend angebrachte Initiatoren festgestellt werden, ob die in der Entnahmeposition befindliche Kassettenposition mit keiner, einer oder mit zwei Probenflaschen besetzt ist.
• Die Probenahme und die Abgabe des Probenaliquots erfolgt mit Hilfe einer konzentrischen Doppelnadel 23, 24, die an einer Laufkatze 25 montiert ist, die sich auf einer quer über den Kassettenquertransport 4 verlaufenden Brücke.- 29 pneumatisch mittels zweier Pneumatikzylinder 26ç 27 in vier verschiedenen Positionen verschieben läßt. Durch die Doppelnadel 23, 24 ist eine Belüftung der Probenflasche während der Probeentnahme möglich. Die Laufkatze 25 kann entlang der Katzbrücke 28, welche aus vier parallel zueinander verlaufenden Querstegen 32 besteht, bewegt werden. Der Hub der Doppelnadel 23, 24 zum Probenehmen bzw. Probenabgabe wird ebenfalls von zwei parallel liegenden Pneumatikzylindern 30 ausgeführt. Die Katzbrücke 28 ist mittels Säulen 31 an der Grundplatte 6 befestigt.
• Die Bewegungen der Laufkatze 25 erfolgen quer zur Laufführung 11, wie aus Figur 3 zu ersehen ist.
• Die Katzbrücke 28 steht seitlich über den Rand der Grundplatte 6 über, so daß die Probennahmeeinrichtung 5, 23, 24 von der dargestellten Entnahmestellung mittels der Pneumatikzylinder 26, 27 sowohl in eine Spülstellung über der Spüle 29 als auch eine außenliegende Probenabgabeposition bewegt werden kann (einzelne Bezugszeichen sind zur Verdeutlichung der Lage einzelner in Figur 2 beschriebener Teile zueinander aus Figur 2 übernommen worden). Die Stellung der Laufkatze 25 auf der Katzbrücke 28 ist mittels Initiatoren 33 feststellbar.
• In Figur 4 ist ein Schnitt durch eine Kassette 1 dargestellt. Die Ausnehmungen 34 dienen der Aufnahme von Probenflaschen. Im Boden 35 der Kassette 1 befindet sich im Bereich jeder Ausnehmung 34 die Ausnehmung 21 (siehe auch Beschreibung der Figur 2), in die die Spitzen 20 der Greiferpaare 16 zum Vorschub der Kassetten 1 hineinfassen können.Die Kassette 1 ist auf der im Schnitt gezeichneten Hubplatte 9 aufgesetzt, die die entsprechenden Schlitze 15 aufweist. Die Hubplatte 9 (oder 13) weist seitlich Vorsprünge 36 auf, an denen die Hubzylinder 10 befestigt sind. Die beiden Seitenkanten 37 der Kassette 1 weisen Einfräsungen auf , in die ein hochgezogener Teil 38 der Hubplatte 9 hineinpaßt. Die Einfräsungen 37 und die hochgezogenen Teile 38 haben den Zweck, daß bei Entnahme der Kassette 1 aus dem Vorratsschacht 2 die Klinkensperren 12 außer Betrieb gesetzt werde können. Sie gleiten über die Seitenflächen der Kassette 1 und die Einfräsungen 37 hinweg, verhindern jedoch, daß eine weitere Kassette aus dem Vorratsschacht 2 nachrutscht. Die Hubplatte 13 für den Auswurfschacht 3 besitzt diese hochgezogenen Teile 38 nicht, so daß dort immer nur eine Kassette nach der anderen hochgestapelt werden kann, da die Klinkensperren 12 jeweils in die Einfräsungen 37 der Kassette 1 eingreifen.
• Die Figur 5 zeigteinenBlick.auf die Grundplatte 6, worauf u.a. der Kassettenquertransport 4, 11 mit dem Vorratsschacht 2 und dem Auswurfschacht 3 (ohne Probenahmeeinrichtung 5) aufgebaut sind. Die Grundplatte 6 bildet zusammen mit den Hubplatten 9 und 13 im Bereich des Kassettenquertransportes 15 dessen Boden. In diesen Bodenbereich -und passend dazu in den Hubplatten 9, 13-sind die parallel zueinanderliegenden Schlitze 15 eingefügt, durch die die Greiferpaare 16 von unterhalb der Grundplatte 6 hindurchgreifen und die Kassetten bewegen können. Die hochgezogenen Teile 38 der Hubplatte 9, die Lage und Anordnung der Klinkensperren 12 und der Stangen 8 zu den Schächten 2 und 3 und Initiatoren 33 für die Kassettenstellungen sind dargestellt.
• Leerseite

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Probenflaschenwechsler für radioaktive oder toxische Proben aus einer Wiederaufarbeitungsanlage, gekenn zeichnet durch einen Vorratsschacht (2) für Kassetten (1) mit unbearbeiteten Proben, einem Auswurf schacht (3) für die Kassetten (1); eine Kdssettentransporteinrichtung (4) vom Vorrats- zum Auswurfsschacht (2,3) und eine Probennahmeeinrichtung (5) an einer Laufkatze (25, 28, 32) quer zur Kassettentransporteinrichtung (4), die auf einem gemeinsamen Gestell (6) angeordnet sind.
2. 2. Probenfiaschenwechsier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsschacht (2) und der Auswurfsschacht (3) eine Hubplatte (9 bzw 13) aufweisen, die auf die Ebene der Grundplatte (6) im Bereich der Kassettentransporteinrichtung (4) pneumatisch absenkbar sind.
3. 3. Probenflaschenwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probennahmeeinrichtung (5) ein Nadelkopfsystem (23, 24) ist, welches in bestimmte Positionen pneumatisch mittels der Laufkatze (25) verfahrbar ist.
4. 4. Probenflaschenwechsler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassettentransport.

   einrichtung (4) aus pneumatisch betriebenen Greiferpaaren (16) besteht, die in Ausnehmungen (21) der Kassetten (1), durch Schlitze (15) in der Grundplatte (6) und den Hubplatten (9, 13) hindurch eingreifen und die Kassetten (1) schrittweise bewegen.
5. 5. Probenflaschenwechsler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichent, daß die Stellung der Kassette(1) und/oder des Nadelkopfsystems(23, 24) mittels Initiatoren (33) feststellbar ist.
6. 6. Probenflaschenwechsler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Katzbrücke (25, 28) seitlich über das Gestell (6) hinausragt.