DE3932202C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Entnahme von fluidischen Proben aus einer rohrförmigen Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for discontinuous Taking fluidic samples from a tubular product line of a process engineering System according to the preamble of claim 1.
Die Beprobung von fluidischen Produkten erfolgt bekannterweise automatisch über absperrventilgesteuerte Rohrleitungen oder manuell durch einen Probennehmer.Fluidic products are known to be sampled automatically via shut-off valve-controlled pipes or manually by a sampler.
Hierzu ist beispielsweise aus der US-PS 31 16 642 eine Vorrichtung bekannt, die einen in die Mantelfläche der Produktleitung eingearbeitete und von einem Gehäuse gasdicht umfaßte Austrittsöffnung sowie eine zugeordnetes Absperr- und Dosierorgan aufweist, das aus einer Schließstellung über eine Zwischenstellung in eine Offenstellung beweglich ist und eine Ausnehmung in seiner Außenmantelfläche besitzt, die in der Schließstellung mit der Austrittsöffnung der Produktleitung und in der Offenstellung mit einer zu einer Meßleitung führenden Entnahmeöffnung in Verbindung steht, und wobei diese Ausnehmung in der Zwischenstellung gegenüber der Austrittsöffnung und der Entnahmeöffnung abgeschlossen ist. Durch Bewegen des Absperr- und Dosierorgans zwischen Austrittsöffnung der Produktleitung und Entnahmeöffnung kann jeweils eine durch die Größe der Ausnehmung in der Außenmantelfläche des Absperr- und Dosierorganes bestimmte Probenmenge der Produktleitung entnommen und in die Meßleitung überführt werden.For this purpose, for example, from US-PS 31 16 642 Device known that one in the lateral surface of the Product line incorporated and from a housing gas-tightly covered outlet opening and an associated one Shut-off and dosing device, which consists of a Closed position via an intermediate position in an open position is movable and has a recess in it Has outer surface in the closed position with the outlet opening of the product line and in the Open position with a lead to a test lead Removal opening is connected, and this Recess in the intermediate position opposite the outlet opening and the removal opening is completed is. By moving the shut-off and dosing element between Outlet opening of the product line and removal opening can each one by the size of the recess in the outer surface of the shut-off and dosing element certain amount of sample taken from the product line and transferred to the measuring line.
Bei solchen, nach Art eines Absperrhahnes ausgebildeten Vorrichtungen wird das kegel- oder zylinderförmige Absperr- und Dosierorgan von einer korrespondierenden Durchgangsöffnung des Gehäuses umfaßt, in das die Produkt- und Entnahmeleitungen münden. Über die Entnahmeleitung wird ein Trägerfluid geführt, in das die der Produktleitung entnommenen Proben eingeführt werden.In such, designed in the manner of a shut-off valve Devices, the conical or cylindrical shut-off and dosing from a corresponding Includes through opening of the housing into which the product and sampling lines open. Via the sampling line is carried a carrier fluid into which the Samples taken from the product line are introduced.
Zwar hat eine solche Vorrichtung den Vorteil, daß über das Trägerfluid die wirksame Ausnehmung des Dosier- und Absperrorganes bei jedem Proben-Entnahmevorgang gespült wird ehe über diese Ausnehmung eine neue Probe dem Prozeßmedium entnommen wird, so daß Schwebstoffe als kristalline Abscheidungen nicht ausfallen können, was nachteilig ist und zu Veränderungen des Dosiervolumens führt. Jedoch erfolgt bei der Probenentnahme an der Entnahmestelle eine Umlenkung des Mediums, was zu Entmischungen und damit zu Verfälschungen des Meßergebnisses führen kann.Such a device has the advantage that over the carrier fluid the effective recess of the dosing and Shut-off device rinsed with every sampling process a new sample is added to the process medium via this recess is removed so that suspended matter as crystalline Deposits cannot fail what is disadvantageous and changes in the metering volume leads. However, when taking samples at the Tapping point a redirection of the medium, causing segregation and thus falsify the measurement result can lead.
Bei einer Probenentnahme durch einen anderen Probennehmer werden Probengläser über entsprechende Dichtungen, z. B. mittels Bajonett-Verschlüssen an die Entnahme-Stelle angeschlossen und durch kurzzeitiges Öffnen eines Entnahme-Ventils bis unterhalb einer maximal zulässigen Grenze gefüllt; es wird also ohne ein Trägerfluid gearbeitet.If a sample is taken by another sampler Sample glasses over appropriate seals, e.g. B. by means of bayonet catches at the removal point connected and by briefly opening a sampling valve to below a maximum allowable Border filled; it is therefore carried out without a carrier fluid.
Auch bei solchen Vorrichtungen besteht die Forderung, daß die als Dosiervolumen dienende Ausnehmung in der Mantelfläche des Dosier- und Absperrorganes unverängert bleibt, also jeweils immer sauber zu spülen ist.Even with such devices, there is a requirement that the serving as dosing volume in the The outer surface of the dosing and shut-off device is unchanged remains, so it must always be rinsed clean.
Obwohl die manuelle Probenentnahme mit Hilfe von Probenentnahme-Gläsern problematisch ist und allen subjektiven Einflüssen bei der Probenentnahme unterliegt, sowie Gefährdungen des Probennehmers nicht auszuschließen sind, wird das Verfahren der Probenentnahme durch Probennehmer mit Hilfe von Probenentnahme-Gläsern, die manuell gefüllt und nach ihrer Füllung einem Analysegerät zugeführt werden, noch immer sehr häufig angewandt.Although the manual sampling with the help of sampling glasses is problematic and all subjective Influenced by sampling is subject to, as well Hazards to the sampler cannot be excluded are the procedure of sampling by samplers with the help of sampling glasses, which are manually filled and after filling an analyzer are still used very often.
Es besteht daher ein großer Bedarf für eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Probenentnahme unter Benutzung von Probenentnahme-Gläsern die einerseits dicht an die Probenentnahme-Stelle angeschlossen werden können, um das Bedienungspersonal zu schützen und die andererseits nicht dem vollen Druck der Produktleitung ausgesetzt sind, wobei stets gleichbleibend große Proben entnommen werden können, ohne daß ein Trägerfluid vorhanden ist.There is therefore a great need for a device for discontinuous sampling using of sampling glasses that are close to the one hand Sampling point can be connected to to protect the operating personnel and on the other hand not exposed to the full pressure of the product line are, always consistently large samples taken can be without a carrier fluid is present.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie zur manuellen diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage geeignet ist, die trotz einfachen Aufbaus sicher und zuverlässig in der Bedienung ist, die auch für Produktleitungen größeren Durchmessers geeignet ist, die den Querschnitt der Produktleitung möglichst wenig stört, sowie so ausgebildet ist, daß ein Festsetzen von Partikeln des Stoffsystems vermieden wird.The invention is therefore based on the object, the known Develop device in such a way that it for manual discontinuous sampling a product line for a process plant is suitable, which is safe and despite simple construction is reliable in operation, also for product lines larger diameter is suitable, the Cross-section of the product line disturbs as little as possible, and is designed so that a setting of particles of the material system is avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a device with the Features of claim 1 solved.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further developments of the invention result from the subclaims.
Durch die erfindungsgemäße Probenentnahme-Vorrichtung wird erreicht, daß diese totraumfrei, d. h. ohne zusätzliche Hohlräume zu bilden, an eine Produktleitung angeschlossen werden kann, da in der Schließstellung des Absperr- und Dosierorganes keine Querschnittsveränderung der Produktleitung erfolgt. Auch ist sichergestellt, daß in keinem Falle eine direkte Verbindung zwischen der Produktleitung und der Entnahmeöffnung der Vorrichtung möglich ist.Through the sampling device according to the invention is achieved that this free of dead space, d. H. without additional cavities to be connected to a product line can, because in the closed position of the shut-off and dosing no change in cross-section of the product line he follows. It is also ensured that none If there is a direct connection between the product line and the removal opening of the device possible is.
Die Probennahme-Vorrichtung läßt also die Strömungsverhältnisse und damit das Gemisch in der Produktleitung ungestört und gibt beim Bewegen in die Offenstellung stets das gleiche Proben-Volumen zur Überführung in das Probenentnahme-Glas frei. Der Produktleitung wird daher stets "frisches Stoffsystem "entnommen und damit verhindert, daß Produkt oder Partikel des Produktes sich festsetzen und zum Beispiel auskristallisieren können. Die erfindungsgemäße Probennahme-Vorrichtung kann daher auch für sogenannte Sterilprozesse der Bio- und Lebensmitteltechnologie eingesetzt werden.The sampling device thus leaves the flow conditions and thus the mixture in the product line undisturbed and gives the open position when moving always the same sample volume for transfer to the Sampling glass free. The product line is therefore always removed "fresh material system" and thus prevents that product or particle of the product itself fix and crystallize, for example. The sampling device according to the invention can therefore also for so-called sterile processes in bio and food technology be used.
Das Volumen der Ausnehmung des Absperr- und Dosierorganes ist ferner derart gewählt, daß es kleiner als das Aufnahme-Volumen des Probenentnahme-Glases ist, und somit eine Beschädigung des Probenentnahme-Glases durch das die Produktleitung passierende Stoffsystem verhindert wird.The volume of the recess of the shut-off and dosing element is also chosen such that it is smaller than that Intake volume of the sampling glass is, and thus damage to the sampling glass prevents the fabric system from passing through the product line becomes.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. The invention is based on one in the Drawing shown schematically Described embodiment.
Es zeigtIt shows
Fig. 1 einen Schnitt durch die Probennahme-Vorrichtung mit in der Schließstellung befindlichem Absperr- und Dosierorgan, Fig. 1 shows a section through the sampling device is in said closed position of shut-off and metering,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and
Fig. 3 die Probennahme-Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Absperr- und Dosierorgan in einer Zwischenstellung. Fig. 3 shows the sampling device of FIG. 1 with the shut-off and dosing in an intermediate position.
Wie Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, weist die Probennahme-Vor richtung ein Rohr 1 auf, das Teil der nicht näher dargestell ten Produktleitung der nicht dargestellten verfahrenstechni schen Anlage bildet. Durch das Rohr 1 strömt das zu analysierende Stoffsystem, zum Beispiel ein Flüssigkeitsge misch. Für den Anschluß in die genannte Produktleitung sind stirnseitige Anschlußflansche 2 und 3 vorgesehen. In der Mantelfläche des Rohres 1 ist eine Austrittsöffnung 4 eingearbeitet, die von einem Gehäuse 6 gasdicht umfaßt ist, das von einem eine Entnahme-Öffnung 7 aufweisenden Deckel 8 verschlossen ist. Mit dem Deckel 8 ist ein Aufnahme-Element 9 verbunden, das einen Schlitz 10 zwecks Aufnahme eines Probenentnahme-Glases 11 aufweist. Benachbart zur Entnahme öffnung 7 weist der Deckel 8 eine entsprechend geformte Dichtung 12 auf, auf der das Probenentnahme-Glas sich abstützen kann.As shown in Fig. 1 and, FIGS. 2, the sampling device before a tube 1, which forms part of the unspecified dargestell th line of the product verfahrenstechni rule system, not shown. The material system to be analyzed flows through the pipe 1 , for example a liquid mixture. End flanges 2 and 3 are provided for connection to the product line mentioned. In the lateral surface of the tube 1 , an outlet opening 4 is incorporated, which is enclosed in a gas-tight manner by a housing 6 , which is closed by a cover 8 having a removal opening 7 . A receptacle element 9 is connected to the lid 8 , which has a slot 10 for the purpose of receiving a sampling glass 11 . Adjacent to the removal opening 7 , the cover 8 has a correspondingly shaped seal 12 , on which the sampling glass can be supported.
In der Wandung 14 des Gehäuses 6 ist ein Absperr- und Dosierorgan 17 um eine Achse 16 drehbeweglich gelagert. Das Absperr- und Dosierorgan 17 ist im vorliegenden Ausführungs beispiel kugelförmig ausgebildet und so angeordnet, daß es mit seiner Kugelmantelfläche 18 in den Querschnitt des Rohres 1 ragt. Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, ist die Kugelmantelfläche 18 des Absperr- und Dosierorganes 17 mit einer Ausnehmung 20 versehen, die dem Querschnitt der Produktleitung angepaßt ist, also diese in der Schließstellung (Fig. 1, 2) weder einschnürt noch erweitert.In the wall 14 of the housing 6 , a shut-off and metering element 17 is rotatably mounted about an axis 16 . The shut-off and dosing 17 is spherical in the present embodiment, for example, and arranged so that it projects with its spherical surface 18 in the cross section of the tube 1 . As shown in FIG. 1 in particular, the spherical jacket surface 18 of the shut-off and metering element 17 is provided with a recess 20 which is adapted to the cross section of the product line, that is to say it does not constrict or expand in the closed position ( FIGS. 1, 2).
Das Absperr- und Dosierorgan 17 ist allseits von einem Dichtkörper 22 umgeben, der mit seinen Außenflächen den Innenflächen des Gehäuses 6 angepaßt ist und sich an diesen abstützt, so daß der Raum zwischen Gehäuse und Absperr- und Dosierorgan vollständig und dicht ausgefüllt ist. Der Entnahmeöffnung 7 gegenüberliegend weist der Dichtungskörper 22 eine Durchgangsöffnung 24 auf, deren kleine Basis mit dem Durchmesser der Entnahme-Öffnung 7 korrespondiert.The shut-off and metering element 17 is surrounded on all sides by a sealing body 22 , which is adapted with its outer surfaces to the inner surfaces of the housing 6 and is supported on it, so that the space between the housing and the shut-off and metering element is completely and tightly filled. The removal opening 7 opposite, the seal body 22, a through hole 24, the small base corresponds to the diameter of the removal opening. 7
Das Absperr- und Dosierorgan 17 ist mit einer koaxial zur Drehachse 16 liegenden Antriebswelle 25 verbunden, mittels der das Absperr- und Dosierorgan entweder von Hand oder mittels eines hier nicht dargestellten, an sich bekannten Schwenkantriebes in Richtung des Pfeiles 26 verdreht werden kann.The shut-off and metering element 17 is connected to a drive shaft 25 lying coaxially to the axis of rotation 16 , by means of which the shut-off and metering element can be rotated in the direction of arrow 26 either by hand or by means of a known rotary drive (not shown here).
Die Größe der Ausnehmung 20 bestimmt das Ausschleus-Volumen des zu entnehmenden Stoffsystems für die Probennahme, das kleiner als das Aufnahmevolumen des Probeentnahmeglases ist.The size of the recess 20 determines the discharge volume of the material system to be removed for the sampling, which is smaller than the receiving volume of the sampling glass.
Die Probennahme erfolgt durch Bewegen des Absperr- und Dosierorganes in Richtung des Pfeiles 26 aus der in Fig. 1 dargestellten neutralen oder Schließstellung um 180° in eine hier nicht dargestellte Offenstellung, in der die Ausnehmung 20 in bezug auf Fig. 1 mit der kegelförmigen Durchgangsöff nung 24 korrespondiert. Wie Fig. 3 zeigt, wird dabei - im vorliegenden Falle nach einer Schwenkbewegung von 90° - die Austrittsöffnung 4 des Rohres 1 durch das Absperr- und Dosierorgan 17 dicht verschlossen. Diese Abdichtung bleibt aufrechterhalten auch nach Überführung des Absperr- und Dosierorganes 17 in die vorerwähnte, hier nicht dargestellte Offenstellung. The sampling is carried out by moving the shut-off and dosing member in the direction of arrow 26 from the neutral or closed position shown in FIG. 1 by 180 ° into an open position, not shown here, in which the recess 20 with respect to FIG. 1 with the conical through opening 24 corresponds. As shown in FIG. 3, the outlet opening 4 of the tube 1 is tightly closed by the shut-off and metering element 17 in the present case after a pivoting movement of 90 °. This seal is maintained even after transfer of the shut-off and metering element 17 into the aforementioned open position, not shown here.
Wie sich aus dem Vorstehenden zweifelsfrei ergibt, sind Entnahmeöffnung, Absperr- und Dosierorgan, Ausnehmung und Austrittsöffnung derart ausgebildet, wobei die Ausnehmung 20 des Absperr- und Dosierorganes bezogen auf die Schließstellung totraumfrei dem Querschnitt der Produktleitung angepaßt ist (vgl. Fig. 2), und in bezug zur Austrittsöffnung der Produktleitung derart räumlich angeordnet, daß beim Bewegen des Absperr- und Dosierorganes in die Offenstellung vor Erreichen der Offenstellung die Austrittsöffnung der Produktleitung gegenüber Ausnehmung und Entnahmeöffnung abgedichtet verschlossen ist; vgl. Fig. 3.As can be seen from the foregoing, the discharge opening, shut-off and metering element, recess and outlet opening are designed in such a way that the recess 20 of the shut-off and metering element is adapted to the cross-section of the product line without dead space in relation to the closed position (see FIG. 2), and arranged spatially in relation to the outlet opening of the product line in such a way that when the shut-off and dosing member is moved into the open position before the open position is reached, the outlet opening of the product line is sealed off from the recess and removal opening; see. Fig. 3.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß in keinem Falle eine direkte Verbindung zwischen Produktleitung und der Entnahme öffnung möglich ist.In this way it is ensured that in no case a direct connection between product line and withdrawal opening is possible.
Selbstverständlich kann das Absperr- und Dosierorgan anstelle einer kugelförmigen Ausbildung auch als Zylinder oder Hahnküken ausgebildet sein mit der Maßgabe, daß mindestens eine Ausnehmung an der Mantelfläche des Absperr- und Dosierorganes so angeordnet ist, daß in der neutralen Stellung das Ausschleus-Volumen keine direkte Verbindung zwischen Produktleitung und der Entnahmeöffnung herstellt. Auch sind Ausbildungen mit einer Schwenkbewegung des Absperr- und Dosierorganes um 360° möglich. Schließlich sind mehrere Ausnehmungen im Absperr- und Dosierorgan möglich unter Aufrechterhaltung der vorerwähnten Abdichtung zwischen Entnahmeöffnung und Austrittsöffnung.Of course, the shut-off and dosing device can be used instead a spherical formation also as a cylinder or Rooster chicks should be designed with the proviso that at least a recess on the outer surface of the shut-off and Dosing device is arranged so that in the neutral Position the discharge volume no direct connection between the product line and the discharge opening. Training with a pivoting movement of the shut-off and dosing device possible by 360 °. After all, there are several Recesses in the shut-off and dosing element possible under Maintaining the aforementioned seal between Removal opening and outlet opening.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |