DE3424724C1 - Probeentnahmegerät für Flüssigkeiten und stark wasserhaltige Schlämme - Google Patents

Description

• Ein erfindungsgemäßes Probeentnahmegerät ermöglicht also eine ungestörte Probeentnahme insbesondere auch bei stark wasserhaltigen Schlämmen, so daß auf einfache Art und Weise exakte Aussagen, z. B. über das Schwebstoffprofil, gemacht werden konnen. Gerade die Aussagen über die Schwebstoffprofile in horizontaler und vertikaler Richtung, insbesondere in Absetzbecken (Belebtschlammbecken) geben Hinweise auf die Funktionstüchtigkeit und -fähigkeit des jeweiligen Klärbekkens. Belebtschlamm bedeutet, daß der biologische Abbau durch im Schlamm befindliche («Belebt«) Mikroorganismen abläuft.
• Die Erfindung wird anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Probeentnahmegerät, F i g. 2 eine schematische Seitenansicht eines Probeentnahmegerätes, Fig.3 einen Ausschnitt eines Schnitts durch eine Klappenkammer, F i g. 4 einen Querschnitt durch eine Klappenkammer mit halbgeöffneter Klappe, und F i g. 5 einen Querschnitt durch eine Klappenkammer mit geschlossener Klappe.
• Das in F i g. 1 aufgezeigte Probeentnahmegerät weist eine Klappenkammer 1 auf. Die Klappenkammer 1 ist lösbar mit einem Kugelhahn 2 verbunden. Die lösbare Verbindung zwischen Klappenkammer 1 und Kugelhahn 2 besteht in einer Verschraubung 3. Diese lösbare Verbindung kann auch durch Scharnierverschlüsse oder dgl. erfolgen. Der Kugelhahn 2 ist weiterhin auf der gegenüberliegenden Seite der Klappenkammer 1 mit einem transparenten Kunststoffrohr 4 verbunden. Das Kunststoffrohr 4 und der Kugelhahn 2 sind mittels einer Klebemuffe 5 dichtend verbunden. Das Kunststoffrohr 4 weist ein oben offenes Rohrende 6 auf, das mit einer Verstärkung 7 und einer Aufhängevorrichtung 8 versehen ist. Das Probeentnahmegerät mit der darin enthaltenen Wasserprobe kann mittels der Aufhängevorrichtung 8 aufgehängt werden, so daß ein erschütterungsfreies Aufbewahren der Probe möglich ist.
• Die Klappenkammer 1 weist einen Einlaufkegel 9 mit einer zentrischen zylindrischen Öffnung 10 auf. Die zentrische Öffnung 10 weist einen Durchmesser 11 auf, der den Einlaufquerschnitt für die Flüssigkeit bestimmt.
• Der Kugelhahn 2 weist eine Bohrung auf, die exakt den Durchmesser 11 besitzt. Ebenso besitzt das transparente Kunststoffrohr 4 einen Innendurchmesser 11.
• Der Einlaufkegel 9 ist mit einem transparenten Klappenkammergehäuse 12 verbunden. Die Verbindung besteht durch Verkleben des Klappenkammergehäuses 12 mit einem nach oben abstehenden Flanschring 13 des Einlaufkegels 9.
• Im Flanschring 13 ist eine Klappe 14 drehbar gelagert angebracht. In geschlossenem Zustand liegt die Klappe in einer Aussparung 15 im Flanschring 13 auf. Ein Dichtring 16 aus Silikon-Kautschuk oder dgl. liegt in einer Nut in der horizontalen Flanke der Aussparung 15. Bei geschlossener Klappe drückt die im Probeentnahmegerät vorhandene Wassersäule die Klappe 14 auf den Dichtring 16 und sorgt für die nötige Abdichtung.
• Die Klappe 14 ist um eine Achse 17 schwenkbar und wird von einer Ausbuchtung 18 der Klappenkammer 1 in vollständig aufgeklapptem Zustand (wie in F i g. 1 aufgezeigt) aufgenommen. Die Klappe 14 reicht in aufgeklapptem Zustand nicht in den durch den Durchmesser 11 bestimmten Zylinderquerschnitt hinein, so daß ein ungestörtes Einströmen möglich ist. Die äußerst geringfügig auftretenden Verwirbelungen in der Ausbuchtung 18 sind vernachlässigbar gering, so daß keine Störung der einströmenden Flüssigkeitssäule stattfindet. Das Klappenkammergehäuse 12 weist ein sich verjüngendes Oberteil 19 auf, das mit einem Neigungswinkel von ca.
• 45" ebennfalls zu einer Reduzierung der Wirbelbildung beiträgt.
• Bei der Probeentnahme werden je nach Tiefe der zu entnehmenden Probe mehrere Kunststoffrohre 4 aufeinandergesetzt. Wie in F i g. 2 aufgezeigt, kann diese Verbindung mittels eines Rohrverbindungsstücks 21 oder einer Verschraubung geschehen. Das Kunststoffrohr 4 ist mit Meßeinteilungen 22 versehen, anhand derer die Eintauchtiefe nachkontrolliert werden kann bzw.
• bei anschließender Entnahme der Flüssigkeitsprobe gewisse konstante Flüssigkeitsvolumina entnommen werden können.
• Das Probeentnahmegerät, wie in F i g. 2 aufgezeigt.
• besitzt eine Länge von ca. 5 m. Beim Eintauchen wird das Probeentnahmerohr mit einer Geschwindigkeit von ca einem halben Meter pro Sekunde in die Flüssigkeit eingetaucht. Durch das geringe Gewicht der Kunststoffklappe 14 ist die Auftriebskraft durch die einströmende Flüssigkeit ausreichend, um diese in ihrer geöffneten Stellung (gemäß F i g. 1) zu halten.
• Diese Auftriebswirkung kann noch dadurch verstärkt werden, daß die Klappe 14, wie in F i g. 3 gezeigt, eine gewölbte Kappe 20 besitzt. Der durch die gewölbte Kappe 20 umgrenzte Hohlraum 23 sorgt für eine zusätzliche Auftriebskraft.
• Während der Eintauchbewegung strömt die Flüssigkeit ungestört durch die Klappenkammer 1, den Kugelhahn 2 in das Rohr 4 ein. Nach Erreichen der gewünschten Eintauchtiefe wird das Rohr unmittelbar wieder hochgezogen. Durch die Umkehr der Bewegungsrichtung wird die Klappe aufgrund der Tätigkeit ihrer Masse und der im Einlaufkegel 9 herrschenden Sogwirkung in Richtung ihres geschlossenen Zustands bewegt und durch den Druck der Wassersäule im Rohr, der durch Anheben der Probe über die Oberfläche des Wasserspiegels aufgebaut wird, geschlossen. Beim weiteren Herausziehen wird der Druck auf die Klappe immer größer, so daß eine vollkommene Abdichtung erreicht wird. Nach Herausziehen des Probeentnahmegerätes aus dem Wasser und Einhängen mittels der Aufhängevorrichtung 8 kann zunächst die Wasserprobe in Augenschein genommen werden. Zur Entnahme diskreter Probenvolumina wird der Kugelhahn 2 geschlossen und die Klappenkammer 1 entfernt. Durch Öffnen bzw.
• Schließen des Kugelhahns 2 können dann die Proben aus dem Probeentnahmerohr 4 entnommen werden, ohne daß die im langen Probenrohr stehende Flüssigkeit durchmischt wird.
• Der Innendurchmesser 11 der Öffnung 10, der Bohrung des Kugelhahns 2 und des Kunststoffrohres 4 sind identisch und liegen in einem Bereich bis ca. 5 cm.
• Werden nur Proben verlangt, die eine Augenscheinnahme des Schwebstoffprofils verlangen, ohne genauere quantitative Bestimmung der Inhaltsstoffe, so kann das Probenrohr auch ohne Kugelhahn benutzt werden.
• Mit einem erfindungsgemäßen Probeentnahmegerät können durch eine geringe Anzahl von Probeentnahmen ausreichend Proben entnommen werden, um eine ausreichende Untersuchung eines Gewässers mit geringeren Wassertiefen durchzuführen.
• - L e e r s e i t e

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Probeentnahmegerät für Flüssigkeiten und stark wasserhaltige Schlämme mit vertikaler Einströmrichtung mit einem im wesentlichen rohrförmigen Körper, dadurch gekennzeichnet, daß das Probeentnahmegerät transparent ausgebildet ist und gegebenenfalls durch Aneinanderfügen mehrerer transparenter Rohre (41 eine Länge von mehreren Metern aufweist, daß es ferner am unteren Ende eine Klappenkammer (1) mit einer in ihr seitlich abklappbaren Klappe (14) enthält, die im abgeklappten Zustand zumindest eine dem Rohrquerschnitt (11) gleichen Querschnitt (11) zum Eintritt der Flüssigkeit freigibt und während der Eintauchbewegung durch die hydrodynamische Kraft der einstromenden Flüssigkeit geöffnet bzw. offen und während der Herausziehbewegung durch den hydrostatischen Druck der aufgenommenen Flüssigkeit geschlossen bzw. geschlossen gehalten wird.
2. 2. Probeentnahmegerät nach Anspruch 1 und folgende. dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (14) einen gewölbten Hohlraum (20) aufweist, der die auf die Klappe einwirkende Auftriebskraft unterstützt
3. 3. Probeentnahmegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Klappenkammer (1) eine öffenbare Verschlußvorrichtung (25) zum Auslauf der darüber im Probeentnahmerohr (4) stehenden Flüssigkeit vorgesehen ist.
4. 4. Probeentnahmegerät nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußvorrichtung (25) aus einem Kugelhahn (2) besteht.
5. 5. Probeentnahmegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappenkammer (1) mit dem Kugelhahn (2) lösbar verbunden ist.

   Die Erfindung betrifft ein Probeentnahmegerät für Flüssigkeiten und stark wasserhaltige Schlämme, mit vertikaler Einströmrichtung mit einem im wesentlichen rohrförmigen Körper.

   Ein derartiges Probeentnahmegerät ist bekannt Dabei wird der rohrfömige Körper, der mit offenen Abdeckplatten versehen ist, in Flüssigkeit eingetaucht. Bei Erreichen der gewünschten Tiefe werden die Abdeckplatten durch verschiedene Steuermechanismen geschlossen, wobei bei den sog. Stanndard-Wasserschöpfern nach Ruttner (Hydro-Bios Apparatebau GmbH, Kiel) der Verschließmechanismus durch Fallgewichte betätigt wird oder aber der Schließmechanismus so ausgebildet ist, daß beim Auftreffen auf den Meeresboden die Schließbewegung ausgelöst wird (DE-OS 28 56 245).

   Für Probeentnahmen aus geringen Wassertiefen ist ein Gerät bekannt, daß in der gewünschten Wassertiefe durch Anheben eines unter Spannung stehenden Verschlußbügels gefüllt werden kann (Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik Band 111, S. 251, Verlag Wilhelm Ernst und Sohn (Berlin), 1978). Nachteilig an diesen Geräten ist ihr begrenztes Aufnahmevolumen (meist im Bereich von 1 bis 2 Litern), so daß zur Untersuchung eines Gewässers von seiner Oberfläche bis hin zum Boden zahlreichen Probeentnahmen notwendig sind.

   Aus der DE-AS 21 44046 ist eine Sonde zur Entnahme einer Bodenprobe am Grund eines Gewässers bekannt. Die Bodenprobe wird danach an die Oberfläche gebracht. Das nach unten offene Rohr verjüngt sich nach unten und wird in den Boden gedrückt. Um ein Auswaschen der Bodenprobe aus dem Rohr während des Hochziehens durch das Gewässer zu vermeiden, wird das Rohr durch eine Hülse geschützt, die bei der eigentlichen Probeentnahme auf dem Grund aufsitzt (dgl. Fig. 1). Diese Sonde ist nur für Proben von sehr festem Grund geeignet, denn bereits bei sandigem oder gar schlammigem Boden besteht die Gefahr, daß der untere Teil der Probe abbröckelt und/oder ausgewaschen wird. Mit einer derartigen Sonde ist eine Entnahme einer Flüssigkeitsprobe nicht möglich.

   Aus der DE-PS 6 99 793 ist ein ebenfalls nur zur Entnahme von festen Bodenproben geeigneter Probennehmer bekannt. Er weist ein Schneidrohr aus, das mit einer Schneidspitze ausgebildet ist und in den Boden eingetrieben wird Es enthält einen separat einsetzbaren Füllkörper zur Aufnahme der festen Bodenprobe mit einer seitlichen Öffnung, die durch eine Überwurfmutter verschließbar ist. Mit diesem Probennehmer kann keine Flüssigkeitsprobe entnommen werden. Die sich beim Eintauchen in eine Flüssigkeit ergebende Flüssigkeitssäule bliebe beim Herausnehmen des Probennehmers aus der Flüssigkeit nicht erhalten.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Probeentnahmegerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine ungestörte Probeentnahme bis in solche Wassertiefen, wie sie allgemein in Absetzbecken in der Wasseraufbereitung und in der Abwassertechnik anzutreffen sind, ermöglicht, wobei nur eine geringe Zahl von Probeentnahmen zur Kennzeichnung der Flüssigkeitseigenschaften notwendig sein sollen Dieses Probeentnahmegerät soll insbesondere dort einsetzbar sein, wo es gilt, Feststoffverteilungen in echten Gewässern bzw.

   in mit Flüssigkeit gefüllten Klarbecken bis zu mehreren Metern Tiefe zu ermitteln.

   Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Probeentnahmegerät transparent ausgebildet ist und, gegebenenfalls durch Aneinanderfügen mehrerer transparenter Rohre, eine Länge von mehreren Metern aufweist, daß es ferner am unteren Ende eine Klappenkammer mit einer in ihr seitlich abklappbaren Klappe enthält, die im abgeklappten Zustand zumindest eine dem Rohrquerschnitt gleichen Querschnitt zum Eintritt der Flüssigkeit freigibt und während der Eintauchbewegung durch die hydrodnamische Kraft der einströmenden Flüssigkeit geöffnet bzw. offen und während der Herausziehbewegung durch den hydrostatischen Druck der aufgenommenen Flüssigkeit geschlossen bzw. geschlossen gehalten wird.

   Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert Durch das transparente Rohr kann eine Flüssigkeitsprobe über die gesamte Tiefe der Probe in Augenschein genommen werden. Bei den in den Klärbecken üblichen Tiefen bis ca. 5 m kann somit durch eine einzige Probe ein vollständiges vertikales Schwebstoffprofil entnommen werden. Bei abgenommener Klappenkammer können durch Öffnen des Kugelhahns diskrete Proben aus dem Probeentnahmerohr entnommen werden, ohne die im Rohr stehende Flüssigkeitssäule zu durchmischen.