DE4108023A1 - Vorrichtung zum entnehmen einer probe aus einem eine fluessigkeit enthaltenden behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen einer Probe aus einem eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter mittels eines Entnahmerohres.

Aus rechtlichen Gründen ist es häufig erforderlich, den Inhalt der Tanks von Tankfahrzeugen, Behältern und dergl. zu kontrollieren. Zu diesem Zwecke muß eine bestimmte Menge der Flüssigkeit als Probe entnehmbar sein, die einer Untersuchung zugeführt werden kann. Nur in geringem Umfang verdunstende Flüssigkeiten, wie z. B. Heizöle und dergl., und weitere Flüssigkeiten, die nicht unter Druck gelagert oder transportiert werden, können relativ einfach aus dem Tank oder dem Behälter entnommen werden. Es genügt die Einführung eines kleinen Probebehälters in Art einer Schöpfkelle. Bei giftigen und explosiblen Flüssigkeiten müssen jedoch besondere Vorkehrungen getroffen werden, damit Flüssigkeitsdämpfe oder -spritzer nicht in die Umgebung gelangen und dadurch Gefahren heraufbeschwören. Diese Vorkehrungen machen eine Überprüfung z. B. an einer Grenze recht kompliziert und aufwendig. Auch bei solchen Flüssigkeiten, die unter Druck transportiert oder gelagert werden, sind besondere Sicherheitsmaßnahmen bei der Entnahme einer Probe anzuwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach zu handhaben ist und die Gefährdung minimiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Normalerweise befindet sich an jedem Behälter, Tank und dergl. eine im Normalbetrieb mittels eines Flansches oder einem geeigneten Ventil, z. B. einem Kugelventil verschlossene Öffnung und durch diese Öffnung bzw. durch das Kugelventil hindurch kann das Entnahmerohr in den Behälter eingeführt werden. Durch Ausfahren des teleskopartig ausgebildeten Entnahmerohres gelangt wenigstens eine der zweiten Öffnungen unter den Flüssigkeitsspiegel, so daß die Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohr einströmen kann, von wo sie über die erste Öffnung in einen Probenbehälter gelangen kann. Dies wird dadurch erreicht, daß durch Einfahren bzw. Zusammenziehen des teleskopartigen Entnahmerohres die innerhalb des Entnahmerohres befindliche Flüssigkeit zunächst nach oben und dann aus dem Entnahmerohr herausgedrückt wird. Damit wirkt das Entnahmerohr wie Schöpf- oder Pumprohr.

Da sich die Flüssigkeit zwischen dem Innen- und dem Außenrohr befindet, gelangt sie zumindest so lange nicht mit der Umgebung in Kontakt, wie sie innerhalb des Außenrohres verbleibt. Schließt man an das Außenrohr einen Probebehälter dirket an, kann die Flüssigkeit dauernd unter Abschluß gehalten werden, so daß besondere Sicherheitsvorkehrungen, abgesehen von den üblichen, nicht mehr erforderlich werden. Schließlich kann das Entnahmerohr vollständig in das Sicherheitssystem, das zur Probenentnahme von giftigen oder leicht flüchtigen Flüssigkeiten erforderlich und daher von vornherein vorhanden ist, praktisch integriert werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, das Entnahmerohr so zu dimensionieren, daß es auch höheren Drücken standhält, so daß Probleme mit dem höheren Druck nicht gegeben sind.

Bildet man das Entnahmerohr so aus, wie in den Ansprüchen 2 bzw. 3 angegeben, dann ist es lediglich erforderlich, dem Innenrohr ein Druckfluid, z. B. Stickstoff, zuzuführen, so daß das Entnahmerohr gegen die Kraft der Feder ausgefahren wird. Aufgrund eines geeigneten Ventiles, beispielsweise eines Rückschlagventils oder eines sonstigen Schließventils in der Druckfluidzuleitung bleibt das Entnahmerohr in der Entnahmestellung solange, bis der Druck gesteuert abgesenkt wird. Dadurch gewinnt die Kraft der Feder wieder die Oberhand und zieht das Entnahmerohr wieder zusammen. Dieser Vorgang bewirkt auch das Ziehen einer Probe: Das Fluid oder die Flüssigkeit gelangt in den Zwischenraum zwischen dem Innen- und dem Außenrohr, wenn das Entnahmerohr ausgefahren ist; beim Einfahren wird dieser die Flüssigkeit enthaltende Zwischenraum verkleinert, so daß sich dann, wenn die zweite Öffnunge geschlossen wird, die Flüssigkeit oder das Fluid nach außen drückt.

Erfindungsgemäß besitzen wenigstens die ins Innere des Behälters einfahrbaren und dadurch nach dem Ausfahrvorgang sich im Inneren des Behälters befindlichen Rohrstücke des Außenrohres je wenigstens eine zweite Öffnung, siehe Anspruch 4, und dadurch wird erreicht, daß dann, wenn die Flüssigkeit im Behälter geschichtet ist, d. h. Schichten unterschiedlicher Dichte aufweist, aus allen Schichten, die sich im Bereich einer oder mehrerer zweiten Öffnung bzw. Öffnungen befinden, eine bestimmte Flüssigkeitsmenge entnommen werden kann, was die Probe beeinflußt und das Meßergebnis verbessert.

Damit dann, wenn die Rohrstücke wieder einfahren, die Flüssigkeit nicht wieder in den Behälter zurückströmt, sind die zweiten Öffnungen gemäß Anspruch 6 so an den Rohrstücken angeordnet, daß sie jeweils bei Beginn des Einfahr- oder Zusammenziehvorganges unmittelbar in das benachbarte Rohrstück hineingelangen. Dazu kann noch zweckmäßig sein, die Dichtungen gemäß Anspruch 7 an den dort angegebenen Stellen anzuordnen. Dadurch gelangen die zweiten Öffnungen direkt hinter die Dichtungen, so daß keine weitere Flüssigkeit durch die zweiten Öffnungen in den Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohr eintreten kann.

In sinnvoller Weise ist die Länge der Rohrstücke gemäß Anspruch 9 etwa gleichlang oder wenigstens so bemessen, daß erreicht wird, daß die zweiten Öffnungen im eingefahrenen Zustand des Entnahmerohrs miteinander in radialer Richtung fluchten, so daß das Fluid auch aus den innen befindlichen Rohrstücken nach außen an das äußerste Rohrstück des Innenrohres herausfließen kann, von wo es über die erste Öffnung in den Probebehälter gelangt.

Zur Verbindung der freien Enden des innersten Rohrstückes des Innen- und Außenrohres befindet sich gemäß kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 10 zwischen den beiden eine Feder, wodurch gewisse Toleranzen ausgeglichen werden. Darüber hinaus wird beim Aufsetzen des Entnahmerohres mit seinem inneren Ende auf dem Boden des Behälters eine Beschädigung des Bodens des Behälters z. B. durch hartes Aufschlagen des Entnahmerohres sowie des Entnahmerohres selbst durch Verformung vermieden.

In besonderer Weise kann zur Verbindung des Innen- und Außenrohres am Inneren Ende ein das freie Ende des Außenrohres abgedichtet umfassender Topf mit den zweiten Öffnungen entsprechenden weiteren Öffnungen vorgesehen sein; die Feder befindet sich dann zwischen dem Boden des Topfes und der freien Endfläche des innersten Rohrstückes des Innenrohres.

Selbstverständlich wird man zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr eine Drucksonde einsetzen können, um den Druck zu messen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Entnahmerohres im Betrieb, in ausge­ fahrener Stellung, und

Fig. 2 das Entnahmerohr gemäß Fig. 1 in der Reinigungsstellung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, die in ihrer Gesamtheit die Bezugsziffer 10 aufweist, ist für einen Behälter 11 gedacht, der einen Stutzen 12 mit einer Dichtung 13 aufweist, auf die ein Abdichtkonus 14 aufgebracht ist. Der Abdichtkonus 14 besitzt einen nicht näher bezifferten Durchtritt 15, in dem ein im Folgenden näher beschriebenes Entnahmerohr 16 gehaltert ist. Der Konus 14 besitzt eine weitere Durchtrittsöffnung 17, an der eine Entlüftungsleitung 18 angeschlossen ist, die zu einer Wiederauffangleitung 19 führt. In der Durchtrittsöffnung ist das Entnahmerohr 16 eingesetzt, welches im wesentlichen ein Außenrohr 20 und ein Innenrohr 21 aufweist, welche aus mehreren Rohrstücken 22, 23, 24 und 25 bzw. 26, 27, 28 und 29 zusammengesetzt sind. Das erste Rohrstück 22 des Außenrohres 20 besitzt den größten Durchmesser und es umfaßt das zweite Rohrstück 23; dieses umfaßt das dritte Rohrstück 24 und letzteres umfaßt das vierte Rohrstück 25. In gleicher Weise umfaßt das erste Rohrstück 26 des Innenrohres 21 das zweite Rohrstück 27 des Innenrohres 21; letzteres umfaßt das dritte Rohrstück 28, welches wiederum das vierte Rohrstück umgibt. Die Fig. 2 zeigt, daß das zweite Rohrstück 23 an seinem dem Behälterinneren zugewandten Ende eine nach innen verlaufende Einbördelung 30 aufweist, an der eine Ringdichtung 31 befestigt ist. Das dritte Rohrstück 24 besitzt an seinem der Behälteraußenseite zugewandten Ende eine nach außen weisende Umbördelung 32, die innerhalb des zweiten Rohrstückes 23 die Dichtung 31 innen umfaßt. Dadurch liegt die Dichtung 31 zwischen der Umbördelung 30 und der Umbördelung 32. In der gleichen Weise ist die Verbindung zwischen dem ersten Rohrstück 22 und dem zweiten Rohrstück 23 sowie dem dritten Rohrstück 24 und dem vierten Rohrstück 25 erzeugt.

In gleicher Weise ist das zweite Rohrstück 27 des Innenrohres 21 mit dem dritten Rohrstück 28 des Innenrohres 21 verbunden. Das zweite Rohrstück 27 besitzt eine Innenbördelung 33, während das dritte Rohrstück 28 eine nach außen sich erweiternde Umbördelung 34 aufweist; zwischen diesen beiden Umbördelungen 33 und 34 befindet sich eine Ringdichtung 35, die der Ringdichtung 31 entspricht. In gleicher Weise sind auch die übrigen Rohrstücke des Innenrohres miteinander abgedichtet verbunden und gegeneinander verschieblich.

Praktisch alle innen befindlichen Rohrstücke 23 bis 25 des Außenrohres 20 besitzen im Bereich ihrer nach außen ragenden Umbördelungen 32 radiale zweite Öffnungen 36, von denen mehrere am Umfang gleichmäßig verteilt sind. Die Öffnungen 36 aller ersten Rohrstücke besitzen die gleiche Bezugsziffer. Die Anordnung der Öffnungen 36 ist so gewählt, daß dann, wenn das Entnahmerohr 16 zusammengezogen ist, die Öffnungen 36 aller im Inneren des ersten Rohrstückes 22 befindlicher Rohrstücke 23, 24 und 25 des Außenrohres 20 miteinander fluchten.

Das freie Ende des vierten Rohrstückes 25 und Außenrohres ist von einem Topf 37 umfaßt, der weitere radiale Öffnungen 38 aufweist, die den zweiten Öffnungen 36 entsprechen.

Zwischen dem freien inneren Ende des inneren vierten Rohrstücks 29 und der Innenbodenfläche des Topfes 37 ist eine Feder 39 vorgesehen, so daß das freie Ende des Rohrstückes 29 mit dem Topf 37 verbunden ist.

Das äußere Ende des ersten Rohrstückes 26 des Innenrohres ist mit dem äußeren Ende des ersten Rohrstückes 22 des Außenrohres 20 fest verbunden. Das äußere Ende des Innenrohres 21 ist mit dem inneren Ende des Innenrohres mittels einer Federanordnung 40 verbunden, welche zwischen dem ersten Rohrstück 26 und dem vierten Rohrstück 29 eine Zugfederkraft erzeugt, so daß das teleskopartige Innenrohr 21 dauernd in Richtung Zusammenziehen des Entnahmerohres 16 beaufschlagt ist.

Am äußeren Ende des ersten Rohrstückes 22 des Außenrohres 20 befindet sich eine erste Öffnung 41, die mittels eines Rohrleitungsstückes 43 mit einem Ausgleichsbehälter 44 verbunden ist, an dessen unterem Ende ein Rohrleitungsstück 45 anschließt, das in eine Leitung 46 einmündet, aus deren einem Ende über einen Hahn 47 eine kleine Probemenge der Flüssigkeit in einen Probenbehälter 48 abfüllbar ist, wogegen das andere Ende der Rohrleitung 46 in die Entlüftungsleitung 18 einmündet. Zwischen dem Rohrstück 45 und der Entlüftungsleitung 18 befindet sich ein weiteres Sperrventil 49.

Das äußere Ende des inneren Rohrstückes 26 des Innenrohres 21 ist mit einem Rohrstück 50 verbunden, welche durch eine Öffnung 51 des ersten Rohrstückes 22 abgedichtet hindurchtritt und in das erste Rohrstück 26 einmündet. Am äußeren Ende des Rohrstückes 15 befindet sich eine Rückschlagklappe 52, die einen Durchtritt lediglich in Pfeilrichtung P ins Innere des Innenrohres 21 gestattet. An das Rückschlagventil 52 ist eine Druckleitung 53 mit einem Sperrventil 54 angeschlossen, über die gemäß Pfeilrichtung B1 Stickstoff mit einem solchen Druck eingeführt wird, daß die Kraft der Feder 40 zum Ausfahren des Entnahmerohres 16 überwunden wird. Die Rohrleitung 53 schließt zu diesem Zweck an eine Rohrleitung 54 an, in der sich hinter der Abzweigung 55 der Rohrleitung 53 ein Sperrventil 56 befindet. Parallel zu der Leitung 54 und hinter dem Sperrventil 56 einmündend verläuft eine weitere Rohrleitung 57, in der sich ein Sperrventil 58 befindet, über die Kondensat gemäß Pfeilrichtung P 2 der Leitung 54 zuführbar ist. Die Leitung 54 ist mit dem oberen Ende des Behälters 44 unter Zwischenfügung eines Rückschlagventils 59 verbunden; gleichzeitig ist der obere Teil bzw. das obere Ende des Behälters 54 über ein Sperrventil 60 mit der Entlüftungsleitung 19 verbunden. An dem Rohrleitungsstück 50 befindet sich eine erste Druckanzeige, an dem oberen Teil des Behälters 44 ein zweiter Drucksensor 62 und an der Entlüftungsleitung 10 ein dritter Drucksensor 63. Bei 64 kann auch ein Drucksensor in den Zwischenraum zwischen dem Innen- und Außenrohr des Teleskop-Entnahmerohres 20 eingesetzt werden.

Die Wirkungsweise ist nun folgende:

Der Abdicht- oder Absaugkonus wird auf den Stutzen 12 mit der Dichtung 13 aufgesetzt, wobei der Absaugkonus 14 das zusammengezogene Entnahmerohr 16 trägt. Durch Zuführung von Stickstoff gemäß Pfeilrichtung P1 über die Leitung 54, 53, 50 in das Innenrohr wird dieses ausgefahren, wobei die Öffnungen 36 beim Ausfahrvorgang in den Bereich der Flüssigkeit gelangen. Durch diese Öffnungen 36 sowie die Öffnung 38 gelangt die Flüssigkeit in den Zwischenraum zwischen dem Innenrohr 21 und dem Außenrohr 20. Nach Entlastung des Innenraumes des Innenrohres 21 über eine mit einem Ventil 64 versehene, in die Entlüftungsleitung 19 einmündende Leitung 65, wobei der Stickstoff aus dem Innenrohr über die Leitung 50, das geöffnete Ventil 64 und die Leitung 65 in die Entlüftungsleitung 19 gelangt, zieht die Feder 40 das Teleskop-Entnahmerohr 16 wieder zusammen, wobei die in dem Zwischenraum befindliche Flüssigkeit über die Leitung 43 mit dem dann geöffneten Ventil 66 in den Behälter 44 gelangt. Durch Öffnen des Ventils 47 kann eine bestimmte Menge der Flüssigkeit in den Probebehälter 48 geleitet werden. Wenn der Entnahmevorgang abgeschlossen ist, wird sowohl das Ventil 60 als auch das Ventil 45 geöffnet, und die Flüssigkeit kann wieder über die Entnahmeleitung 18 ins Innere des Behälters 11 zurückgelangen.

Um die Anlage zu reinigen, wird ein Reinigungsrohr 70 vorgesehen, in das das Entnahmerohr 16 eingesetzt wird. In diesem Entnahmerohr 70 befindet sich am unteren Ende ein Schließventil 71 in Form eines Kugelhahns sowie ein Sumpfbehälter 72 mit einem Schauglas 73, wobei das andere Ende des Kugelhahns 71 über ein Rohrstück 73 gemäß Pfeilrichtung P3 zu einer Auffangstelle für Spülwässer gelangt, d. h., zur einer Auffangwanne, in der behandlungsbedürftige Flüssigkeiten aufgefangen werden. Zwecks Reinigung wird durch das Entnahmerohr im Reinigungsrohr über die Leitung 57 und 54 und den Behälter 44 dem Innenraum des Außenrohres des Entnahmerohres Dampf unter Druck geblasen, welcher Dampf über die Öffnungen 36 bzw. 38 in das Reinigungsrohr gelangt und auf diese Weise das Entnahmerohr säubert.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Ziehen einer Probe aus einem eine Flüssigkeit enthaltenden Behälter und dergl. mittels eines Entnahmerohres, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmerohr (20) ein an beiden Enden geschlossenes, mehrere teleskopartig ausfahrbare und im Bereich der Überlappung abgedichtete Rohrstücke (26, 27, 28, 29) aufweisendes Innenrohr und ein ebenfalls teleskopartig zusammen mit dem Innenrohr (21) ausfahrbare Rohrteile (22 bis 25) aufweisendes Außenrohr (20) umfaßt und daß das aus dem Behälter (11) herausragende Rohrstück (22) des Außenrohres (20) eine erste Öffnung (41) und wenigstens das am im Behälter (11) befindlichen inneren Ende angeordneten Rohrstück (25) des Außenrohres (20) wenigstens eine zweite Öffnung (26) aufweist, wobei die zu untersuchende Flüssigkeit durch die zweite Öffnung (36) in den Ringraum zwischen dem Innen- und dem Außenrohr (21, 20) eindringt und durch die erste Öffnung (46) aus diesem Ringraum zu einem Probebehälter (44) austritt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Entnahmerohr (16) eine Federanordnung (40) vorgesehen ist, gegen deren Kraft das Entnahmerohr (16) ausfahrbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (40) durch eine Zugfeder gebildet ist, die innerhalb des Innenrohres (21) zwischen dessen äußerem und innerem Rohrstück (26, 29) eingeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle ins Innere des Behälters (11) einfahrbare Rohrstüche (23, 24, 25) des Außenrohres (20) wenigstens eine zweite Öffnung (36) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohrstück (23 bis 25) des Außenrohres (20) mehrere, gleichmäßig am Umfang verteilte zweite Öffnungen (36) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Öffnungen (36) jedes Rohrstückes (23 bis 25) des Außenrohres (20) mit jeweils kleinerem Durchmesser in der Nähe des nächsten Rohrstückes mit größerem Durchmesser gelegen sind, in welches das jeweilige Rohrstück mit kleinerem Durchmesser hineinfährt, und zwar in ausgefahrener Stellung, so daß der die Öffnungen (36) aufweisende Bereich unmittelbar nach Beginn des Einfahrvorganges in das anschließende Rohrstück mit jeweils größerem Durchmesser gelangt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen, das Teleskop bildenden Rohrstücken jeweils an dem Ende des Rohrstückes, welches das nächst kleinere umfaßt, je eine Dichtung befestigt ist, so daß die Dichtung des jeweils nächst größeren Rohrstückes das jeweils kleinere umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (21) mit einem Druckfluid, vorzugsweise Stickstoff, zur Erzeugung der Ausfahrbewegung beaufschlagbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der einzelnen Rohrstücke des Innen- und Außenrohres im wesentlichen gleich sind, so daß in zusammengezogenem Zustand des Entnahmerohres die zweiten Öffnungen miteinander fluchten.

10. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der freien Enden der innersten Rohrstücke des Innen- und Außenrohres (21, 20) zwischen beiden eine Feder (39) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der inneren Enden des Innen- und Außenrohres (21, 20) ein das freie Ende des Außenrohres abgedichtet umfassender Topf (37) mit den zweiten Öffnungen entsprechenden weiteren Öffnungen (38) vorgesehen ist, und daß die Feder (39) zwischen dem Boden des Topfes (37) und der freien Endfläche des inneren Rohrstückes (29) des Innenrohres (21) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (41) mit einem Ausgleichsbehälter (44) verbunden ist, aus dem die Probe in ein Probegefäß (48) abfüllbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenrohr (21) dem Außenrohr (20) eine Drucksonde (64a) vorgesehen ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung ein Reinigungsrohr (70) vorgesehen ist, das das Entnahmerohr (16) in ausgefahrenem Zustand aufnimmt, und daß die Reinigung dergestalt durchführbar ist, daß Reinigungsfluid über den Ausgleichsbehälter (44) dem Zwischenraum zwischen dem Innen- und dem Außenrohr (21, 20) zuführbar ist, wobei das mit der zu untersuchenden Flüssigkeit verunreinigte Spülfluid bzw. Reinigungsfluid über einen ein Schauglas (73) aufweisenden Sumpfbehälter (72) einer Auffangwanne für verunreinigte Mittel zuführbar ist.