DE3927020A1 - Probenehmer aus chemischem prozess - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft generell das Feld der chemischen Verarbeitung und insbesondere von toxischen, flüchtigen oder in anderer Weise gefährlichen Substanzen und spezieller noch einen verbesserten Probensammler aus einem chemischen Prozeß, wodurch kleine Mengen an zu untersuchenden Substanzen aus der Reaktionsmasse für die Analyse in passenden Intervallen während des Verarbeitungszyklus entnommen werden können. Vorrichtungen dieser Art sind bekannt, und die Erfindung liegt in speziellen konstruktiven Details, die eine größere Bequemlichkeit mit Bezug auf das Recycling von getesteten Proben gewähren und auch größere Sicherheit für den Techniker oder Bedienungsmann während der Probenentnahme gewährleisten.

Es ist ein langandauerndes Bedürfnis, unkontaminiertes, repräsentatives Probematerial aus chemischen Verfahren zu erhalten. Am meisten wird bisher das sogenannte Tauchrohr verwendet, das durch eine Öffnung im Reaktionsgefäß vorsteht oder in diesem angeordnet ist. Wenn das Probematerial nicht besonders gefährlich ist, hat sich diese Einrichtung als richtig erwiesen.

Ausgeklügeltere Probenentnahmevorrichtungen weisen eine Einrichtung zur Einfügung an passender Stelle der Prozeßleitung auf und enthalten ein Ventil, um den Fluß zu einem Probengefäß zu steuern. Benachbart dem Ventil sind zwei Hohlnadeln angeordnet, die jeweils eine selbstdichtende Membran oder Septum durchdringen, welches unterhalb der Schraubkappe des Probenbehälters angeordnet ist. Die eine Nadel fördert die Probe, während die andere Nadel Luft oder ein anderes Fluid innerhalb des Behälters abzieht. Wenn der Behälter bis zum gewünschten Volumen mit einer Probe gefüllt ist, wird der Behälter von den Nadeln ohne Ausschütten von Gut abgenommen. Dieses System wird unter dem Warenzeichen "DOPAK" vertrieben.

Ein anderes, unter dem Markenzeichen "POSACON" vertriebenes Probeentnahmesystem wird im Zuge einer Leitung angeordnet und weist ein quer angeordnetes Nadelventil auf, welches mit einem selektiv eingreifbaren Kolbeninjektor in Verbindung steht, der in ähnlicher Weise wie eine Injektionsnadel arbeitet. Der Injektor hat Einrichtungen zu seinem Verschluß gegen Lecken, bevor er von dem Ventilgehäuse abgenommen wird.

In beiden Probenentnahmesystemen bleibt das Problem ungelöst: Was mit der Probe nach der Untersuchung oder dem ungebrauchten Teil der Probe anfangen? Die Probe kann Umweltprobleme schaffen, insbesondere wenn diese korrosiv, giftig oder sonstwie gefährlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Probenentnahmesystem zu schaffen, welches Einrichtungen zur Rückgabe von Probesubstanz in die Prozeßleitung oder das Prozeßgefäß aufweist.

Erfindungsgemäß weist das Probenentnahmesystem ein in-line angeordnetes Probenentnahmeventil auf, welches die Betriebsweise eines Gehäuseelements steuert, welches eine Aussparung definiert, die selektiv den Mund eines Probenbehälters zu Kommunikationszwecken aufnimmt. Das Gehäuse und der Behälter sind mit Füll- und Auslaßkanälen versehen, und ein Verriegelungsmechanismus, der beim Eingriff des Containers betätigt wird, verhindert das Öffnen dieser Kanäle, bis der Behälter völlig innerhalb des Gehäuses eingefügt ist. Beim Entfernen des Behälters werden die Kanäle im Behälter automatisch geschlossen. Der Verriegelungsmechanismus verhindert das Entfernen des Behälters, bis das Probeentnahmeventil in eine Stellung gebracht worden ist, in welcher weitere Kommunikation verhindert wird. Wenn der restliche Inhalt des Behälters in die Prozeßleitung zurückgegeben werden soll, wird der Behälter wieder angesetzt und das Ventil in die Rückgabestellung geöffnet, um den Rückfluß aus dem Behälter in die Prozeßleitung zu ermöglichen, während gleichzeitig der Fluß aus der Prozeßleitung in den Behälter verhindert wird. Wenn die Prozeßleitung genügend Saugkraft hat, wird der Behälter rasch geleert. Wenn ausreichender Unterdruck nicht vorhanden ist, wird Stickstoff oder ein ähnliches, inertes Fluid unter Druck in den Behälter eingeführt, um dem gleichen Zweck der Entleerung zu dienen.

Gemäß Erfindung wird auch die Bereitstellung eines verbesserten Probenbehälters oder einer Probenflasche und zugehöriger Struktur in Betracht gezogen, in welchen das Befestigen, das Loslösen des Behälters und der Zugang zum Inhalt erleichtert sind. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung zur Verhinderung des Abschraubens der Flasche vom Flaschenverschlußglied vorgesehen, während das Flaschenverschlußglied noch in Eingriff mit Bajonetteinrichtungen auf der Probenentnahmeventilstruktur steht. Auch ist eine verbesserte Deckel- oder Kappenstruktur vorgesehen, die über dem Flaschenverschlußglied nach Loslösen von der Probenentnahmeventilstruktur angebracht ist, welche eine Einrichtung zum Zugang des Flascheninhalts durch die Deckplatte direkt oder indirekt über einen dazwischengefügten Membranverschluß gewährt.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht von vorn einer Ausführungsform des Probenentnahmegerätes,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt,

Fig. 3 (3A, 3B) eine auseinandergezogene Darstellung von Einzelteilen eines Ventils, teilweise geschnitten,

Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung, teilweise geschnitten, von Einzelheiten einer Halteeinrichtung eines Probenbehälters,

Fig. 5 eine Ansicht von oben auf einen ersten Ventilschieber in dessen Stellung nach Fig. 1 und 2,

Fig. 6 eine Seitenansicht des ersten Ventilschiebers,

Fig. 7 eine Endansicht des ersten Ventilschiebers, gegenüber Fig. 5 verkleinert,

Fig. 8 einen Schnitt durch den zweiten Ventilschieber im Maßstab der Fig. 7,

Fig. 9 eine Ansicht von unten des Probenentnahmegerätes ohne Probenbehälter,

Fig. 10 bis 15 schematische Ansichten des Probenentnahmegerätes für die unterschiedlichen Stellungen der beiden Ventilschieber, und zwar

Fig. 10 den normalen Betrieb der Prozeßleitung bei angesetztem Probenbehälter,

Fig. 11 das Füllen eines Probenbehälters,

Fig. 12 die Rückgabe des restlichen Inhalts des Probenbehälters in die Prozeßleitung nach einer Probenentnahme,

Fig. 13 die Spülung eines Probenbehälters,

Fig. 14 die Druckentlastung nach Spülung eines Probenbehälters,

Fig. 15 das Abnehmen eines Probenbehälters,

Fig. 16 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Probenbehälters gemäß Erfindung, vom Probenentnahmegerät abgenommen,

Fig. 17 den Probenbehälter mit aufgesetzter Kappe,

Fig. 18 einen vertikalen Längsschnitt entsprechend der Ebene 18-18 in Fig. 19,

Fig. 19 eine Ansicht von oben, gesehen auf das obere Teil von Fig. 17,

Fig. 20 bis 24 Zusatzteile für den zweiten Probenbehälter, und zwar

Fig. 20 einen ersten Rohrstutzen,

Fig. 21 einen zweiten Rohrstutzen,

Fig. 22 einen Stopfen,

Fig. 23 einen Ring und

Fig. 24 einen weiteren Stopfen.

Das erfindungsgemäße Probenentnahmegerät wird mit dem Bezugszeichen 10 belegt und weist ein Gehäuse 11 mit einem ersten und zweiten Rohrflansch 12, 13 auf, die direkt in eine Prozeßleitung 17 eingefügt sind. Der zentral gelegene Teil des Gehäuses 11 ist als Ventilgehäuse 15 ausgebildet, die eine Kammer 16 umschließt. Die Ventilkammer 16 steht mit der Prozeßleitung 17 in Verbindung und wird mittels eines Ventildeckels 18 verschlossen. In der Ventilkammer 16 sind ein erster drehbarer Ventilschieber 20 und ein zweiter drehbarer Ventilschieber 75 untergebracht. Eine Welle 19 dient zum Antrieb des ersten Ventilschiebers 20, der eine Aussparung 34 aufweist, in welche das innere Ende 36 der Welle 19 eingreift, die dort eine Kerbverzahnung 35 trägt. Am äußeren Ende 69 der Welle 19 ist ein Ventilgriff 70 angebracht, der in einem Winkelbereich von 270° gedreht werden kann. Auf der Unterseite des Gehäuses 11 ist eine Montagefläche 21 vorgesehen, in der Bohrungen zur Verbindung mit Rohrstutzen 23, 24 angebracht sind, welche Teile Ein- und Auslaßkanäle bilden. An der Montagefläche 21 ist ein Halter 25 für einen Probenbehälter 40 angebracht, und der Halter 25 beherbergt auch die Rohrstutzen 23, 24 (Fig. 2).

Der Ventilschieber 20 ist vorzugsweise als ein Gußstück aus chemisch resistenten Materialien hergestellt und weist eine Endwand 30, zwei sich längs erstreckende, senkrecht aufeinander stehende Trennwände 31 und 32 sowie ein im großen und ganzen konusförmiges Abdichtteil 33 auf (Fig. 5 und 6). Zwischen den Teilen 30, 32 und 33 ist ein Ausschnitt 37 als Durchlaß zwischen den beiden Abschnitten der Prozeßleitung 17 gebildet, und die Teile 31, 32, 33 begrenzen zwei weitere Ausschnitte 38 und 39 am Ventilschieber 20.

Die einzelnen Schaltstellungen des Geräts ergeben sich aus der Schemazeichnung nach den Fig. 10 bis 15. Im normalen Betrieb nimmt der Ventilschieber 20 die in den Fig. 10, 13, 14 und 15 gezeigte Stellung ein, in welcher das Prozeßmaterial ohne Behinderung zwischen den Öffnungen in den Rohrflanschen 13 und 14 fließen kann. Wenn eine Probe entnommen werden soll, wird der Ventilschieber 20 in die Stellung nach Fig. 11 gebracht, in welcher der normale Fluß des Prozeßmaterials unterbrochen wird und das Material z. B. durch den Ausschnitt 38 und den Kanal 24 nach außen und durch den Kanal 23 sowie den Ausschnitt 39 zurückfließt. Wie später noch erläutert wird, ist dies nur dann möglich, wenn ein Probenbehälter 40 zur Aufnahme der Probe eingesetzt worden ist. Wenn dieser auf das erforderliche Maß gefüllt worden ist, wird er abgenommen, der Inhalt begutachtet oder überprüft und das Überschußmaterial in die Prozeßleitung 17 zurückgegeben, indem der Probenbehälter 40 wieder eingesetzt und der Ventilschieber 20 in die in Fig. 12 gezeigte Stellung gebracht wird. Dabei wird der normale Durchfluß blockiert, der restliche Teil der Probe jedoch durch Saugen oder Durchblasen mit inertem Druckgas, beispielsweise Stickstoff, zurück in die Prozeßleitung 17 gebracht, bis der Inhalt des Probenbehälters 40 im wesentlichen geleert ist.

Der Halter 25 (Fig. 2 und 4) für den Behälter 40 ist vorzugsweise als Spritzgußteil aus chemisch inertem Material hergestellt, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen. Er weist eine Klaue 26 und eine zylindrische Aussparung 27 auf, in der ein Verschlußglied 42 aufgrund einer Nut 43, die einen axialen und radialen Abschnitt aufweist, bajonettartig gehalten wird. Das Verschlußglied 42 wird in der Probenentnahmestellung mittels einer verschiebbaren Verriegelungsplatte 44 (Fig. 3B) verriegelt, die einen Vorsprung 45 aufweist, der in eine nicht gezeigte Aussparung im Verschlußglied 42 eingreift. Ein im Halter 25 schwenkbar befestigter Entriegelungshebel 28 (Fig. 4 und 9) ermöglicht die Entriegelung der Verriegelungsplatte 44 gegen die Kraft einer Feder 29, die sich am Halter 25 abstützt (Fig. 2).

Im Verschlußglied 42 ist eine Deckplatte 46 mit einer Stufenbohrung 47 zur Aufnahme der Enden der Rohrstutzen 23, 24 vorgesehen. Ein Entleerungsrohr 49 ist in einer Stufenbohrung 50 eingefügt, die noch einen O-Ring 51 und einen Abstandshalter 52 aufnimmt. Eine Flaschenverschlußplatte 53 liegt an der Deckplatte 46 an und weist eine obere Wandung oder Fläche 54 und einen zylindrischen Schaft 55 auf. Zwei Stufenbohrungen 56 sind koaxial zu den Rohrstutzen 23, 24 angeordnet, während ein Kanal 57 mit dem Entleerungsrohr 49 in Verbindung steht.

Ein O-Ring 58 ist in einer Nut der Fläche 54 angeordnet und sorgt für eine Abdichtung auch bei drehenden Teilen. Ein Einsatz 59 mit Innengewinde 50 und Außenoberfläche 61 sitzt an der Innenoberfläche 62 des Flaschenverschlußgliedes 42.

Der Probenbehälter 40 besteht ebenfalls aus Polytetrafluorethylen und weist einen Hauptkörper 63, durch welchen der Inhalt betrachtet werden kann, und einen integral beim Gießen erzeugten Hals 64 auf. Nach der Probenentnahme wird der Behälter 40 normalerweise zusammen mit dem Flaschenverschlußglied 42 entnommen, wobei die Deckplatte 46 in ihrer Verschlußstellung ist und der Inhalt damit vollständig abgedichtet ist. Nach der Abnahme kann die Deckplatte 46 durch Drehen geöffnet werden, um Probeninhalt an der Prüfstation durch eine Syphon oder dergleichen zu entnehmen. Zuvor jedoch muß die Verriegelungsplatte 44 aus ihrer Verriegelungsstellung mittels des Entriegelungshebels 28 verschoben werden, was nur möglich ist, wenn die Ventilschieber 20 und 75 in der in Fig. 15 gezeigten gegenseitigen Stellung sind. Diese Stellung wird aufgrund der Drehlage von Aussparungen 71 und 77 abgetastet, die in der Welle 19 bzw. einem Wellenschaft 76 des Antriebs des zweiten Ventilschiebers 75 vorgesehen sind. Hierzu ist im Ventildeckel 18 ein in einer Bohrung 67 verschiebbarer Riegel 65 vorgesehen, der mittels Federkraft außer Eingriff mit einer Aussparung 66 in der Verriegelungsplatte 44 gebracht wird (Fig. 2 und 3B).

Das Entleeren und Durchblasen des Probenbehälters 40 wird mit einer getrennten Entleerungseinrichtung durchgeführt, die anhand der Fig. 3, 7 und 8 erläutert wird. Der bereits erwähnte zweite Ventilschieber 75 weist den hohlen Wellenschaft 76 mit der Aussparung 77 auf, die koaxial zur Aussparung 71 der Welle 19 gebracht werden kann. Mehrere Dichtnuten 78, 79 und 80 sind mit O-Ringen 81, 82 und 83 versehen, wie aus Fig. 3B hervorgeht. Zwischen den Dichtnuten sind Spülmittelnuten 94 und 95 angeordnet, die jeweils mit einer Spülmittelquelle I (Fig. 10 bis 15) bzw. einer Senke V verbunden sind und in Kanäle 97, 98 einmünden, die zur Ventilfläche 35 des ersten Ventilschiebers 20 führen. In diesem verlaufen fünf Längskanäle 84, 85, 86, 87, 88 axial- radial, wobei die sich seitlich-radial erstreckenden Teile mit 89, 90, 91, 92, 93 bezeichnet sind und jeweils mit dem einen oder anderen Ein-und Auslaßkanal 23, 24 bzw. dem Entleerungsrohr 49 kommunizieren oder abgesperrt sind. Der Drehschieber 75 ist mit einem Hebel 96 verbunden, um in einem Winkelbereich von 90° gedreht zu werden und die in Fig. 10 bis 15 gezeigten Ventilstellungen einzunehmen.

Tellerfedern 99 stützen sich über einen Kragenring 109 (Fig. 3B), der eine Aussparung 77 a fluchtend zur Aussparung 77 des Schaftes 76 aufweist, am Ventildeckel 18 ab und drängen den Ventilschieber 75 (Fig. 2) gegen die Ventilfäche 35 des Ventilschiebers 20. Der Ventilschieber 20 wird mittels eines O-Rings 100 an der Innenwand des Ventilgehäuses 15 abgedichtet. Der Ventildeckel 18 liegt dichtend am Teil 15 an, um die Kammer 16 zu bilden. Der Zusammenhalt der inneren Ventilteile erfolgt mit einem Stift 102, der in eine entsprechende Bohrung 103 in der Welle 19 eingreift. Kugelrasteinrichtungen 104 und 105 mit Kugeln und Federn sind zum leichteren Auffinden bestimmter Winkelpositionen der Hebel 96 und 70 vorgesehen, die zu diesem Zweck Eindellungen besitzen. Außerdem sind die Winkelpositionen äußerlich kenntlich gemacht, z. B. in Fig. 1 bei 106 für neutrale Stellung, bei 107 für Probeentnahme und bei 108 für Rückgabe.

Die Probenahme wird in der neutralen Stellung 106 des Ventilgriffs 70 begonnen. Der Hebel 96 wird in eine Stellung gedreht, bei der die Riegelplatte 44 nach rechts in Fig. 2 verschoben ist und den Eingriff des Probenbehälters 40 mit einer kombinierten Axial- und Drehbewegung ermöglicht. Danach wird der Ventilgriff 70 um 180° in die Stellung Probeentnahme 107 (entsprechend Fig. 11) gedreht. Die Füllung des Behälters 40 kann durch den Benutzer beobachtet werden, und wenn der erforderliche Betrag an Flüssigkeit eingefüllt ist, wird der Ventilgriff 70 in die neutrale Stellung 106 rückgeschwenkt, was die Entfernung des Probenbehälters 40 ermöglicht, wenn zuvor der Entriegelungshebel 28 betätigt worden ist. Wenn der Probenbehälter entfernt ist, ist er verschlossen, und zwar wegen der relativen Drehung der Deckplatte 46 mit Bezug auf die Flaschenverschlußplatte 53.

Wenn das erforderliche Probenmaterial entfernt worden ist, kann der Rest des Probenmaterials wieder in die Prozeßleitung 17 zurückgegeben werden, indem das oben beschriebene Verfahren in umgekehrter Richtung durchlaufen wird. Nach Wiedereinfügung des Flaschenverschlusses wird der Ventilgriff 70 in die Stellung Rückgabe 108 gedreht, welche der in Fig. 12 dargestellten schematischen Darstellung entspricht. Danach wird der Hebel 96 zur Öffnung der Kanäle 97 und 98 gedreht, um das inerte Druckgas in den Probenbehälter eintreten zu lassen und den restlichen Inhalt zurück in die Prozeßleitung zu drücken. Dies kann wiederum durch Beobachtung durch den durchscheinenden Probenbehälter beobachten werden.

Mit der Rückgabe der Probe wird der Ventilgriff 70 in seine neutrale Stellung 106 zurückgeschwenkt und gegebenenfalls vorhandener Restdruck abgelassen (Fig. 10). Wie aus Fig. 13 hervorgeht, kann der Behälter auch unabhängig von der Prozeßleitung mit Stickstoff-Druckgas durchblasen werden.

Aus Fig. 1 geht noch hervor, daß ein Sicherheitsmantel 110 um das Probenentnahmegefäß 63 angebracht werden kann, was dann in Betracht kommt, wenn der Druck in der Prozeßleitung wesentlich über dem atmosphärischen Druck liegt. Der Mantel ist an einer oberen Wand 111 abgedichtet befestigt, um den Flaschenverschluß zu umschließen. Der Mantel ist im großen und ganzen rechteckförmig und weist Seitenwandungen 112, 113, eine untere Wand 114 und eine rückwärtige Wand 115 auf. Eine mit Fenster versehene Tür 117 ist über Türangeln 116 sowie Flügelschrauben 118 mit dem Mantel verbunden. Der umschlossene Raum unterhalb des Probenentnahmegefäßes ist genügend groß, damit die Hand eines Benutzers den Probenbehälter abnehmen oder ansetzen kann, wenn der Deckel 117 geöffnet ist.

In Fig. 16 bis 24 ist eine alternative Ausführungsform des Probenbehälters, die auch als Flaschenkonstruktion bezeichnet werden kann, dargestellt, wobei vermieden wird, daß der Inhalt zufällig in Verbindung mit der freien Luft gerät, wenn der Behälter oder die Flasche 211 vom Gehäuse 11 abgenommen wird.

Die Flasche 211 ist vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen hergestellt und ähnelt in ihrer Gestalt der ersten Ausführungsform. Die Flasche weist einen mit Gewinde versehenen Hals 220 mit oberem Dichtrand 221, äußerer Gewindeoberfläche 222, innerer Zylinderoberfläche 223 und unterem verstärktem Bereich 224 auf, der in einem Gebiet mit normalerweise größerer Belastung angeordnet ist. Der Hauptkörper 225 der Flasche ist durch beinahe kugelige Seitenwände 226 und eine gekrümmte untere Wand 227 begrenzt, die vorzugsweise mit angegossenen Vorsprüngen 228 versehen ist, um eine Standfläche für die Flasche auf einer horizontalen Oberfläche zu schaffen.

Das Flaschenverschlußelement 212 weist einen bajonettartigen Flansch 230 und eine Aussparung 231 für eine Deckplatte 232 mit Sackbohrungen 233 für Füllrohre 234 auf. Eine Belüftungsöffnung 235 wird wahlweise mit einem kleinen, einfügbaren Stift 236 verschlossen, eine Flaschenverschlußplatte 237 weist eine obere Wand 238 und einen zylindrischen Schaft 239 auf. Stufenbohrungen 240 stehen mit den Belüftungsöffnungen 235 in Verbindung.

Unterhalb der Platte 237 befindet sich ein Einsatz 244, der auf seiner Innenoberfläche 245 Gewinde aufweist und dessen Außenoberfläche 246 zylindrisch ist, welche an der Innenoberfläche 247 der Platte 237 anliegt. Ein Bügel 248 ist an seinen freien Enden 249, 250 über Stifte 251, 252 schwenkbar gelagert. Der Bügel umfaßt längliche Abschnitte 253, 254 und einen Bodenabschnitt 255, der ein Druckpolster 256 trägt, das an der Unterseite der Flasche anliegt. Wie am besten aus den Fig. 16, 17 und 18 hervorgeht, verhindert der Bügel in seiner dargestellten Lage parallel zur Längserstreckung der Flasche, daß das Verschlußelement 212 sich losdreht. Wenn entweder die Kappe 213 aufgesetzt oder das Verschlußelement 212 an der Flasche 211 angesetzt ist, verhindert die Berührung der sich seitlich erstreckenden Abschnitte 253, 254 mit einer dieser Strukturen, daß sich der Bügel seitlich verschiebt. So wird sichergestellt, daß, wenn die Flasche von dem Ventil abgenommen wird, dies nur dadurch ausgeführt werden kann, wenn das Verschlußelement außer Eingriff hiervon kommt. Wenn die Kappe 213 aufgesetzt ist, wie in Fig. 17 und 18, wird ein entsprechendes Ergebnis erzielt.

Die Kappe 213 dient als Sicherheitsdeckel für das Element 211, wenn dieses nicht am Gehäuse 11 angesetzt ist. Es ist vorzugsweise aus Polyvinylchlorid oder Materialien mit ähnlichen Eigenschaften hergestellt und weist eine Endwandung 261 mit mehreren Durchgangsbohrungen 262, 263 und eine zylindrische Seitenwandung 264 mit sich gegenüberstehend angeordneten Bohrungen 265, 266 auf, welche Bajonettstifte 267, 268 tragen. Die Belüftungsbohrung 269 steht mit der Belüftungsöffnung 235 in Verbindung. Die Kappe weist auch eine Gruppe von Formstücken auf, die selektiv innerhalb einer oder mehrerer der Bohrungen 265, 266 in Abhängigkeit von der Art des Verschlusses und der erforderlichen Funktion eingefügt werden können. Gewisse dieser Formstücke verbinden die Seiten der Kappenöffnungen mit Bohrungen in der Deckplatte, so daß die Drehung der Kappe mit Bezug auf das Flaschenverschlußelement dazu dient, die Öffnungen jeweils zur gegenseitigen Verbindung auszurichten. Andere Formstücke sind dazu ausgebildet, in mindestens einer der Durchgangsbohrungen in der Kappe von entgegengesetzten Seiten einzugreifen, um einen Zwischenraum zu bestimmen, der eine durchdringbare Membran stützt, welche normalerweise die Flasche verschlossen hält, jedoch einen Zugang für eine Injektionskanüle oder eine ähnliche Einrichtung zur gesteuerten Entnahme von kleinen Mengen einer zu sammelnden Probe ermöglicht. Unter diesen Formteilen befinden sich ein Rohrstück 270 (Fig. 20), ein zweites Rohr 271 (Fig. 21), ein Stift 272 (Fig. 22), ein Ring 273 (Fig. 23) und ein Stopfen 278 (Fig. 24).

Fig. 18 zeigt die Lage des eingebauten Rohrstücks 270, welches ein erstes zylindrisches Teilstück 276 zum Eingriff durch die Durchgangsbohrungen 262, 263 in der Endwandung 261 aufweist. Das erste zylindrische Teilstück 276 hat gegenüber dem zweiten zylindrischen Teilstück 279 größeren Durchmesser. In der Lage mit der Kappe, wie in Fig. 18 dargestellt, erleichtert eine Nut die Entfernung von Hand, falls erforderlich, indem entweder ein Werkzeug oder ein Fingernagel des Benutzers dort eingreift. Die Durchgangsbohrung hat einen kleineren Durchmesser als die entsprechenden Öffnungen in der Deckplatte 232.

Das Rohrstück 271 ist zur Zusammenarbeit mit dem Rohrstück 270 ausgebildet und in eingefügter Lage in Fig. 18 gezeigt. Er weist ein erstes zylindrisches Teil 274 und ein zweites zylindrisches Teil 275 zwischen einer Durchgangsbohrung 276 auf. Die Teile 270 und 271 bestimmen in ihrer Einbaustellung nach Fig. 18 einen ebenen Zwischenraum zur Aufnahme einer durchstoßbaren Membran oder Septums 277, um der Nadel, einer Spitze oder dergleichen Zugang zu gewähren. Wenn diese Möglichkeit nicht erforderlich ist, kann das Rohr 270 durch einen Stopfen 278 (Fig. 24) ersetzt werden, dessen äußere Form identisch ist, jedoch keine Durchgangsbohrung aufweist.

Fig. 22 zeigt einen Stift 272, der wahlweise den Stopfen 278 ersetzen kann. Der Stift 272 weist einen ersten zylindrischen Teil 281 und einen zweiten zylindrischen Teil 282 auf und kann zur Abdichtung der Bohrungen in der Kappe benutzt werden. In einem solchen Fall wird der Zugang zur Flasche durch Drehen der Kappe relativ zum Flaschenverschlußelement hergestellt, damit die Kappe abgenommen werden kann, wonach die Öffnungen des Verschlußelements und der Deckplatte 32 zueinander fluchten.

Aus einer ins einzelne gehenden Betrachtung der zuvor beschriebenen Struktur ist ersichtlich, daß die apparatemäßigen Sicherheitsvorkehrungen nicht zufällig verbunden werden können und auch nicht absichtlich überwunden werden können. Von dem Augenblick an, wenn die Probenflasche gefüllt worden ist, kann das Entfernen der Flasche aus der Verbindung mit der Probenventilstruktur nicht durch Abschrauben der Flasche durchgeführt werden. Statt dessen muß das Verschlußelement von seiner Bajonettverbindung abgenommen werden, wobei diese Bewegung dazu dient, die Öffnungen in dem Verschlußelement und der Deckplatte außer Übereinstimmung zu bringen, so daß von Anfang an ein Schutz entsteht.

Wenn der Techniker kein spezialisiertes Werkzeug für diesen Zweck hat, kann er nicht die Öffnung im Verschlußelement zu der in der Deckplatte ausrichten, ohne zunächst die Kappe 213 auf der Oberseite des Verschlußelements zu ergreifen. Eine relative Drehung zwischen Kappe und Verschlußelement muß dann zustande gebracht werden, um die Öffnungen in dem Verschlußelement und der Deckplatte auszurichten, welche Bewegung auch die Öffnung in der Kappe ausrichtet. Abhängig von der Art der Entnahme einer Probe wird die Kappe entweder mit voll zugestopften Öffnungen oder mit Gliedern verschlossen, die mit Membranen versehen sind, wodurch Zugang zur Flasche über eine Injektionsnadel oder dergleichen geschaffen werden kann. Wenn ein kleiner Betrag der Probe aus dem Behälter ausgegossen werden kann, wird dies durch Hindurchleiten der Flüssigkeit durch die oben beschriebenen, ausgerichteten Öffnungen durchgeführt, worauf die Drehung der Kappe den Probenentnahmebehälter bis zu der Zeit verschließt, bis weitere Tätigkeiten notwendig sind. Wenn es gewünscht wird, den Rest der Probe in die Prozeßleitung rückzugeben, ist die Tätigkeit ebenfalls einfach. Die Kappe wird in eine Stellung gedreht, in der die Bajonettverbindung außer Eingriff ist, und die Kappe entfernt, was das Verschlußelement zum Eingriff mit dem Probenentnahmeventil in der obenbeschriebenen Weise vorbereitet. Wenn die Einrichtung nach Rückgabe des Inhalts abgenommen worden ist, kann der Bügel verschwenkt werden, um das Abschrauben der Flasche relativ zum Verschlußelement wegen Reinigung und/oder Ersatz zu ermöglichen.

Bezugszeichenliste

 10 Probenentnahmegerät
 11 Gehäuse
 12, 13 Rohrflansch
 15 Ventilgehäuse
 16 Ventilkammer
 17 Prozeßleitung
 18 Ventildeckel
 19 Welle
 20 erster Ventilschieber
 21 Montagefläche
 23, 24 Ein- und Auslaßkanäle, Rohrstutzen
 25 Halter
 26 Klaue
 27 Aussparung
 28 Entriegelungshebel
 29 Feder
 30 Endwand
 31, 32 Trennwand
 33 konisches Abdichtteil
 34 Aussparung
 35 Ventilfläche
 36 inneres Ende
 37, 38, 39 Ausschnitt
 40 Probenbehälter
 42 Verschlußglied
 43 Nut
 44 Verriegelungsplatte
 45 Vorsprung
 46 Deckplatte
 47 Stufenbohrung
 49 Entleerungsrohr
 50 Stufenbohrung
 51 O-Ring
 52 Abstandshalter
 53 Flaschenverschlußplatte
 54 obere Wandung/Fläche
 55 zylindrischer Schaft
 56 Stufenbohrungen
 57 Kanal
 58 O-Ring
 59 Einsatz
 60 Innengewinde
 61 Außenoberfläche
 62 Innenoberfläche
 63 Hauptkörper des Probeentnahmegefäßes
 64 Hals
 65 verschiebbarer Riegel
 66 Aussparung
 67 Bohrung
 69 äußeres Ende
 70 Ventilgriff
 71 Aussparung
 74 zylindrisches Teil (Fig. 18)
 75 zweite Ventilschieber
 76 hohler Schaft
 77 Aussparung
 78, 79, 80 Dichtnuten
 81, 82, 83 O-Ringe
 84-88 Längskanäle
 89-93 sich seitlich erstreckende Teile
 94, 95 Spülmittelnuten
 96 Hebel
 97, 98 Kanäle
 99 Tellerfedern
100 O-Ring
102 Stift
103 Bohrung
104, 105 Kugelrasteinrichtungen
106 neutrale Stellung des Ventilgriffs
107 Probeentnahmestellung
108 Rückgabestellung des Ventilgriffs
109 Kragenring
110 Sicherheitsmantel
111 obere Wand
112, 113 Seitenwandungen
114 untere Wand
115 rückwärtige Wand
116 Türangeln
117 Tür
118 Flügelschrauben
211 Flasche
212 Flaschenverschlußelement
213 Kappe
220 Hals
221 oberer Dichtrand
222 äußere Gewindeoberfläche
223 innere Gewindeoberfläche
224 unterer verstärkter Bereich
225 Hauptkörper der Flasche
226 kugelige Seitenwände
227 gekrümmte untere Wand
228 angegossene Vorsprünge
230 bajonettartiger Flansch
231 Aussparung
232 Deckplatte
233 Sackbohrungen
234 Füllrohre
235 Belüftungsöffnung
236 Stift
237 Flaschenverschlußplatte
238 obere Wand
239 zylindrischer Schaft
240 Stufenbohrungen
244 Einsatz
245 Gewinde
246 Außenoberfläche
247 Innenoberfläche
248 Bügel
249, 250 freie Enden
251, 252 Stifte
253, 254 längliche Abschnitte
255 Bodenabschnitt
256 Druckpolster
261 Endwandung
262, 263 Durchgangsbohrungen
264 zylindrische Seitenwandung
265, 266 Bohrungen
267, 268 Bajonettstifte
269 Belüftungsbohrungen
270 erstes Rohrstück
271 zweites Rohrstück
272 Stift
273 Ring
274, 275 zylindrisches Teilstück
276 zylindrisches Teilstück
277 Membran, Septum
278 Stopfen
279 zylindrisches Teilstück
281, 282 zylindrischer Teil

Claims (16)

1. Probenentnahmeeinrichtung zur Entnahme von Probematerial aus einer Prozeßleitung mit folgenden Merkmalen:
ein Gehäuse (11) ist zur Einfügung in die Prozeßleitung (17) ausgebildet; das Gehäuse (11) hat Einlaß- und Auslaßkanäle (23, 24) zum Entfernen und zur Rückgabe von Proben in und aus der Prozeßleitung (17);
ein Ventilelement (20) ist innerhalb des Gehäuses (11) angeordnet und weist eine erste, eine zweite und eine dritte Einstell-Lage auf;
die erste Einstell-Lage (Fig. 10) ermöglicht den kontinuierlichen Materialfluß durch das Gehäuse (11), während der Einlaß- und der Auslaßkanal (23, 24) verschlossen bleiben;
die zweite Stellung (Fig. 11) blockiert den Fluß des Materials direkt durch das Gehäuse (11) und richtet den Fluß durch den Einlaß- und Auslaßkanal (23, 24);
in der dritten Stellung (Fig. 12) wird der Einlaßkanal (24) blockiert, während der Fluß durch den Auslaßkanal (23) ermöglicht wird.

2. Probenentnahmegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Probenbehälter (40) vorgesehen ist, der mit einem Verriegelungselement (25) zusammenarbeitet, welches auf dem Gehäuse (11) montiert ist und mit dem Einlaß- und Auslaßkanal (23, 24) in Verbindung steht,
daß das Verriegelungselement (25) eine Aussparung (27) bestimmt, in der selektiv ein Probenbehälter (40) zur Aufnahme einer Probe des Prozeßmaterials eingreift, und
daß das Verriegelungselement (25) mit einer Einrichtung (44, 65, 71) zur Verhinderung der Verstellung des Ventilelements (20) in die zweite und dritte Stellung bei Abwesenheit des Probenbehälters (40) in der Eingriffsstellung mit dem Verriegelungselement (25) zusammenarbeitet.

3. Probenentnahmegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (25) ein Bajonett- Eingriffselement (26) aufweist und erlaubterweise durch Dreheingriff des Probenbehälters (40) mit dem Bajonettverschluß betätigt wird.

4. Probenentnahmegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder selektiv in Eingriff stehende Probenbehälter (40) einen Hohlkörper (63) und eine Öffnung (64), ferner eine die Öffnung (64) verschließende Verschlußeinrichtung (42, 46, 53, 59) mit Bajonetteingriffsmitteln (43) an der äußeren Oberfläche und einen durch die Verschlußeinrichtung hindurchgeführten Einlaß- und einen Auslaßkanal (47, 56) aufweist, daß die Verschlußeinrichtung (42, 46, 53, 59) erste und zweite Glieder (46, 53) aufweist, die zwischen ersten und zweiten Stellungen selektiv relativ zueinander drehbar sind, wobei in einer ersten Stellung die Einlaß- und Auslaßkanäle (47, 56) offen sind und in einer zweiten Stellung die Ein- und Auslaßkanäle (46, 53) geschlossen sind, und
daß der Dreheingriff und das Entfernen des Probenbehälters (40) mit und aus der bajonettartigen Verriegelung (26, 43) zur relativen Verdrehung der ersten und zweiten Glieder (47, 56) zwischen den ersten und zweiten Stellungen dient.

5. Probenentnahmegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bajonettartige Verriegelung (26, 43) von Hand zur Abnahme eines Probenbehälters (40) betätigbar ist, wobei die Betätigung der Verriegelung selektiv durch die Stellung des Ventilelements (20) in jeder anderen als der ersten Stellung verhindert wird.

6. Probenentnahmegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußeinrichtung (42, 46, 53, 59) im Schraubeingriff auf dem Hohlkörper (63) sitzt, um die Entfernung zu ermöglichen.

7. Probenentnahmegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (75, I. V) zur unabhängigen Belüftung des Probenbehälters (40) vorgesehen ist, wenn dieser in der Eingriffsstellung relativ zu dem Verriegelungselement (25, 26) steht.

8. Probenentnahmegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum selektiven Durchblasen eines angesetzten Probenbehälters (40) vorgesehen ist, indem ein inertes Druckgas durch den Auslaßkanal (47, 56) injiziert wird.

9. Probenentnahmegerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schutzgehäuse (110) den Probenbehälter (40) umgibt und an dem Verriegelungselement (25) befestigt ist,
daß das Gehäuse (110) eine abdichtbare Tür (117) aufweist, welche die Handbetätigung eines Probenbehälters (40) vor und nach einer Probeentnahme ermöglicht.

10. Probenflaschenstruktur zur Anwendung beim Abzug von Proben aus einer Probenentnahmeventilstruktur mit folgenden Merkmalen:
es sind eine Flasche (225) und ein Flaschenverschlußelement (212) vorgesehen;
Gewindeeinrichtungen (220) verbinden selektiv die Flasche (225) mit dem Flaschenverschlußelement (212);
eine schwenkbar befestigte Bügeleinrichtung (254) wird von dem Flaschenverschlußelement (212) getragen und umschließt die Flasche (225) in Längsrichtung in einer Schwenkstellung, um das Losdrehen der Flasche aus dem Flaschenverschlußelement zu verhindern.

11. Probenflaschenstruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Kappe (213) zum Aufsetzen auf das Flaschenverschlußelement (212) in Eingriffsstellung mit diesem vorgesehen ist und
daß dieser Eingriff dazu dient, die Schwenkbewegung der Bügeleinrichtung (254) außer Kontakt mit der Flasche (225) zu verhindern.

12. Probenflaschenstruktur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kappe (213) eine zylindrische Seitenwandung (264) aufweist, die in einer Oberfläche mit gebogenem Rand endigt, und
daß die Bügeleinrichtung (254) seitwärts sich erstreckende Flansche aufweist, die mit der Randoberfläche selektiv in Eingriff stehen, um die Schwenkbewegung zu verhindern.

13. Probenflaschenstruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Bajonettverbindungseinrichtungen (267, 268) zum Halten der Kappe (213) auf dem Flaschenverschlußelement (212) vorgesehen sind.

14. Probenflaschenstruktur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kappe (213) eine sich quer erstreckende Endwandung mit mehreren Durchgangsöffnungen (262, 263) aufweist und
daß das Flaschenverschlußelement (212) entsprechende Öffnungen (233, 240) aufweist, die zu diesen ausgerichtet werden können, wenn die Bajonettverbindungseinrichtung (267, 268) in ihrer vollen Eingriffsstellung ist.

15. Probenflaschenstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine selektiv eingreifbare Stopfeneinrichtung (278) zum Verschließen der Öffnungen (262, 263) in der Endwandung vorgesehen ist.

16. Probenflaschenstruktur nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet,
daß erste und zweite rohrförmige Elemente (270, 271) vorgesehen sind, die selektiv eingreifbar in mindestens eine der Durchgangsöffnungen (262, 263) der Kappe (213) ausgebildet sind und, wenn zueinander ausgerichtet, einen Zwischenraum definieren, und
daß eine durchdringbare, nachgiebige Wand (277) in diesem Zwischenraum vorgesehen ist.