DE4427314A1 - Gas analysis device for analysing gaseous content of container - Google Patents
Gas analysis device for analysing gaseous content of containerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung von Behältern auf Fremdgase, mit einem Druckgas-Auslaß zum Einblasen eines Normgases in den Behälter und mit einem zu einer Meßküvette führenden Kanal.The invention relates to a device for examination from containers to foreign gases, with a compressed gas outlet for blowing a standard gas into the container and with a channel leading to a measuring cell.
Während es grundsätzlich bekannt ist, Fremdgase aus Behältern abzusaugen und einer insbesondere photometri schen Detektor- oder Untersuchungseinrichtung zuzuführen, schlägt die deutsche Patentanmeldung P 41 26 885.7 und die korrespondierende europäische Patentanmeldung 92113169.4 vor, in den Behälter ein Normgas, wie Luft, insbesondere mit hohem Druck bzw. hoher Strömungsge schwindigkeit einzublasen und hierdurch das in dem Behäl ter befindliche Fremdgas auszutreiben, in eine Meßküvette zu leiten und dort photometrisch zu untersuchen. Unter Fremdgas sind gegebenenfalls auch die gasförmige Base von in einem Behälter befindlichen Fremd-Flüssigkeiten oder -Feststoffen zu verstehen. While it is basically known, foreign gases are released Vacuum containers and one in particular photometri to the detector or examination device, proposes the German patent application P 41 26 885.7 and the corresponding European patent application 92113169.4 before, into the container a standard gas, such as air, especially with high pressure or high flow rate blowing speed and thereby the in the container to expel the foreign gas present in a measuring cell to conduct and investigate photometrically there. Under Foreign gas may also be the gaseous base of foreign liquids in a container or -Understand solids.
Bei der bekannten Vorrichtung führt die Druckgasleitung bis in das Innere des Behälters, während eine Aufnahme öffnung zur Aufnahme des Fremdgases fest auf dem Behälter aufsitzt und im übrigen Querschnittsabmessungen hat, die geringer als die Austrittsöffnung des Behälters sind. Dies bedingt, daß zumindest die das Druckgas zuführende Leitung und das Fremdgas fortführende Leitung mit dem Behälter mitbewegt werden bzw. dieser während der Messung relativ zur Meßvorrichtung ruhend gehalten wird. Bei einem Rundläufer ist ersteres ohne weiteres möglich, da die entsprechenden Leitungen und die Meßküvette aufgrund der gegebenen zyklischen Bewegung immer wieder schnell zu einem Ausgangspunkt zwecks Untersuchung eines neuen Behälters zurückgeführt werden können. Bei einer linearen Förderung der Behälter ist aber einerseits die Rückfüh rung einer während der Messung mit dem Behälter mitge führten Meßvorrichtung oder auch nur einer Aufnahmevor richtung schwierig und andererseits mit einer erheblichen Totzeit verbunden.In the known device, the compressed gas line leads up inside the container while taking a picture Opening for receiving the foreign gas firmly on the container sits and has cross-sectional dimensions that are smaller than the outlet opening of the container. This means that at least the one supplying the compressed gas Line and the foreign gas continuing line with the Containers are moved along or during the measurement is held at rest relative to the measuring device. At the former is easily possible because the the corresponding lines and the measuring cell the given cyclical movement again and again quickly a starting point for examining a new one Container can be recycled. With a linear Promotion of the containers is, on the one hand, feedback tion during the measurement with the container led measuring device or just a recording direction difficult and on the other hand with a considerable Dead time connected.
Es wurde daher schon eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der einerseits Luft in einem breiten Kegel mit sehr geringem Überdruck auf die Austrittsöffnung eines Behäl ters geblasen wird, andererseits Fremdgas abgesaugt wird; die bekannte Vorrichtung kann nur sehr langsam und damit mit einem geringen Behälterdurchsatz arbeiten; sie arbei tet darüber hinaus nicht zuverlässig bzw. braucht eine erhebliche Empfindlichkeit der photometrischen Detektor einrichtung.A device has therefore already been proposed the one hand air in a wide cone with very slight overpressure on the outlet opening of a container ters is blown, on the other hand foreign gas is extracted; the known device can be very slow and therefore work with a low tank throughput; they work is also not reliable or needs one considerable sensitivity of the photometric detector Facility.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Untersuchung von Behältern auf Fremdgase zu schaffen, bei der trotz Relativbewegung von Behälter und Probenentnahmevorrichtung während der Probenentnahme eine sichere und zuverlässige Untersuchung bei hohem Durchsatz möglich ist.The invention is therefore based on the object Device for examining containers for foreign gases to create, despite the relative movement of containers and sampling device during sampling a safe and reliable examination at high Throughput is possible.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Aufnahmeöffnung des Kanals zur Aufnahme zu untersuchenden Gases aus dem Behälter eine Länge auf weist, die wesentlich größer ist als die Abmessung einer Austrittsöffnung des Behälters in der gleichen Richtung.According to the invention, the stated task is at a Device of the type mentioned above solved that a receiving opening of the channel for receiving investigating gas from the container to a length points that is much larger than the dimension of a Outlet opening of the container in the same direction.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht davon aus, daß Normgas mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit von mehreren 100 l/min. senkrecht durch die Öffnung des Behälters in diesen eingeblasen wird, wodurch im Behälter befindliches Fremdgas gleichzeitig aus der Öffnung ausge trieben wird und durch einen Kanal zu der Meßküvette geführt werden kann. Indem die Erstreckungsrichtung der Aufnahmeöffnung des zur Meßküvette führenden Kanals wesentlich größer, vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist wie die Austrittsöffnung des Behälters in der gleichen Richtung, insbesondere in Bewegungsrichtung des Behälters, kann über eine hinreichende Zeit durch den im Behälter erzeugten Überdruck aus diesem austretendes Fremdgas in den Kanal und damit die Meßküvette strömen. Insbesondere werden beträchtliche Mengen an Fremdgas aus dem Behälter ausgetrieben, wenn das Normgas in den Rand bereichen der Behälteröffnung in diesen eingeblasen wird, also nicht im wesentlichen mittig; dies wird vor allem dadurch unterstützt, daß das Normgas mit einem eng gebün delten Strahl in den Behälter eingeblasen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Druckgasauslaß schlitzförmig ausgebildet ist und sich senkrecht zur größten Längserstreckung der Aufnahmeöff nung erstreckt, so daß das Normgas unter hohem Druck über eine größere Breite, als dies bei einer kreisförmigen Düse der Fall wäre, in den Behälter eingeblasen wird, wodurch der Austrieb des Fremdgases verbessert wird.The device according to the invention assumes that Normgas with high pressure and high speed from several 100 l / min. vertically through the opening of the Container is blown into this, causing in the container Any foreign gas located at the same time out of the opening is driven and through a channel to the measuring cell can be performed. By the direction of extension of the Opening of the channel leading to the measuring cell much larger, preferably at least twice is as large as the outlet opening of the container in the same direction, especially in the direction of movement Container, can for a sufficient time by the in Container generated overpressure from this emerging Foreign gas flows into the channel and thus the measuring cell. In particular, considerable amounts of extraneous gas are emitted expelled the container when the standard gas in the edge areas of the container opening is blown into it, not essentially in the middle; above all, this will supported by the fact that the standard gas with a tight is blown into the container. According to a preferred embodiment provides that the compressed gas outlet is slit-shaped and itself perpendicular to the largest longitudinal extent of the receiving opening voltage extends so that the standard gas under high pressure a wider width than a circular one Nozzle would be the case into which the container is blown, whereby the expulsion of the foreign gas is improved.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorge sehen, daß der sich an die Aufnahmeöffnung anschließende Kanal zum Fortführen des aus dem Behälter austretenden Gases unter einem endlichen Winkel ungleich 0 und un gleich 90° zur Flächennormalen der Aufnahmeöffnung ver läuft. Hierdurch werden an den schrägen Wänden des Kanals beim Ausblasen des Fremdgases aus dem Behälter mitaustre tende Schmutzstoffe, seien sie fest oder flüssig, abge schieden, so daß sie nicht in die Meßküvette eintreten und die Messung beeinträchtigen können; von den schrägen Wänden des Kanals können die Schmutzstoffe vielmehr wieder durch die Aufnahmeöffnung herabfallen bzw. -trop fen.According to a further preferred embodiment, it is provided see that the adjoining the receiving opening Channel to continue the exiting from the container Gases at a finite angle not equal to 0 and un equal to 90 ° to the surface normal of the receiving opening running. This will cause the canal walls to slant along with blowing out the foreign gas from the container dirt, whether solid or liquid, removed separated so that they do not enter the measuring cell and can affect the measurement; from the oblique Rather, walls of the canal can contain the contaminants drop or drop again through the receiving opening fen.
Damit sich im von der Aufnahmeöffnung zur Meßküvette führenden Kanal kein Stau ergibt, sieht eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Quer schnitt des Kanals sich von der Aufnahmeöffnung zur Meßküvette hin vergrößert, wobei insbesondere die Höhe des Kanals in einer mit der maximalen Erstreckungsrich tung der Aufnahmeöffnung gemeinsamen Ebene sich von der Aufnahmeöffnung zur Meßküvette hin reduziert und daß die Breite des Kanals senkrecht zur Maximalerstreckung der Aufnahmeöffnung sich von dieser zur Meßküvette hin erwei tert.So that from the opening to the measuring cell leading channel does not result in traffic jams, sees a preferred one further embodiment of the invention that the cross cut the channel from the receiving opening to Measuring cuvette enlarged, in particular the height of the channel in one with the maximum extension direction tion of the receiving opening common level from the Receiving opening reduced to the measuring cell and that the Width of the channel perpendicular to the maximum extension of the Opening opening expands from this to the measuring cell tert.
Durch die Erfindung wird eine Untersuchungsvorrichtung geschaffen, die eine zuverlässige Aufnahme von Fremdgas aus einem zu untersuchenden Behälter und damit eine sichere und zuverlässige Messung bei einem hohen Durch satz von Behältern ermöglicht. Es hat sich gezeigt, daß 60 000 Behälter pro Stunde oder mehr mittels der erfin dungsgemäßen Vorrichtung untersucht werden können.The invention makes an examination device created a reliable absorption of extraneous gas from a container to be examined and thus a Safe and reliable measurement with a high throughput set of containers. It has been shown that 60,000 containers per hour or more using inventions device according to the invention can be examined.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei bung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:Further advantages and features of the invention result from the claims and from the following description exercise in which a preferred embodiment of the device according to the invention with reference to the Drawing is explained in detail. It shows:
Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsge mäße Vorrichtung in Förderrichtung der zu untersuchenden Behälter; und FIG. 1 is a section through the erfindungsge Permitted device in the conveying direction of the container to be examined; and
Fig. 2 einen Schnitt entlang II-II der Fig. 1 durch die erfindungsgemäße Vorrich tung. Fig. 2 shows a section along II-II of FIG. 1 through the Vorrich device according to the invention.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Aufnahme block 1 zur Aufnahme des aus einem zu untersuchenden Behälter 2 austretenden Gases auf. Im Aufnahmeblock 1 ist ein Kanal 3 ausgebildet. Der Kanal 3 führt von einer Aufnahmeöffnung 4 zu einer Meßküvette 5.The device according to the invention has a receiving block 1 for receiving the gas emerging from a container 2 to be examined. A channel 3 is formed in the receiving block 1 . The channel 3 leads from a receiving opening 4 to a measuring cell 5 .
Der Aufnahmeblock 1 ist stationär, während die Behälter 2 unmittelbar unter der Aufnahmeöffnung in Richtung A verfahren werden.The receiving block 1 is stationary, while the containers 2 are moved in the direction A directly below the receiving opening.
Zumindest in der Bewegungsrichtung A der Behälter 2 weist die Aufnahmeöffnung 4 eine Längserstreckung auf, die deutlich größer als die Breite der Austrittsöffnung 6 des Behälters 2 in Bewegungsrichtung A ist und im dargestell ten Ausführungsbeispiel etwa doppelt so groß ist. At least in the direction of movement A of the container 2 , the receiving opening 4 has a longitudinal extent which is significantly larger than the width of the outlet opening 6 of the container 2 in the direction of movement A and is approximately twice as large in the embodiment shown.
Der Kanal 3 verläuft unter einem Winkel von 40 bis 50° zur Flächennormalen der Öffnungen 4, 6 bzw. zur Symme trieachse S des Behälters 2. Im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel verläuft er entgegen der Bewegungsrichtung A.The channel 3 extends at an angle of 40 to 50 ° to the surface normal of the openings 4 , 6 or to the symmetry axis S of the container 2 . In the illustrated embodiment, it runs counter to the direction of movement A.
Senkrecht zu den Öffnungen 4, 6 und damit parallel zu deren Flächennormalen N bzw. der Behälterachse S mündet in den Kanal 3 ein Druckgas-Auslaß 7. Der Druckgas-Auslaß 7 hat die Form eines Schlitzes, dessen Längserstreckung sich quer zur Bewegungsrichtung A und damit quer zur Maximalerstreckung der Öffnung 4 erstreckt. Die Maximal erstreckung des Druckgas-Auslasses 7 beträgt etwa 1/3 bis 2/3 des Durchmessers der Öffnung 6 des Behälters 2.Perpendicular to the openings 4 , 6 and thus parallel to their surface normal N or the container axis S, a compressed gas outlet 7 opens into the channel 3 . The compressed gas outlet 7 has the shape of a slot, the longitudinal extent of which extends transversely to the direction of movement A and thus transversely to the maximum extent of the opening 4 . The maximum extension of the compressed gas outlet 7 is approximately 1/3 to 2/3 of the diameter of the opening 6 of the container 2 .
Der Querschnitt des Kanals 3 vergrößert sich von der Öffnung 4 zur Küvette 5, und zwar derart, daß die Höhe H des Kanals in der Ebene des Schnittes der Fig. 1 sich reduziert, während die Breite B des Kanals senkrecht hierzu und in der Ebene der Fig. 2 sich vergrößert.The cross section of the channel 3 increases from the opening 4 to the cuvette 5 , in such a way that the height H of the channel is reduced in the plane of the section of FIG. 1, while the width B of the channel is perpendicular thereto and in the plane of the Fig. 2 increases.
Die Küvette 5 wird senkrecht zur Bewegungsrichtung A vom Licht einer Meßlichtquelle 11 durchstrahlt, der auf der gegenüberliegenden Seite der Küvette ein Detektor 12 zugeordnet ist. Diese Detektoreinrichtung 11, 12 dient zur photometrischen Untersuchung des im Behälter 2 be findlichen und aus ihm austretenden, durch die Öffnung 4 und den Kanal 3 in die Küvette 5 gelangenden Gases, das anschließend durch eine Austrittsöffnung 9 der Küvette 5 aus dieser austritt.The cuvette 5 is irradiated perpendicular to the direction of movement A by the light of a measuring light source 11 , to which a detector 12 is assigned on the opposite side of the cuvette. This detector device 11 , 12 is used for photometric examination of the be in the container 2 and emerging from it, through the opening 4 and the channel 3 in the cuvette 5 gas, which then exits through an outlet opening 9 of the cuvette 5 .
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist fol gendermaßen: Aus dem Druckgas-Auslaß 7 tritt permanent ein Normgas, wie beispielsweise Luft, mit hohem Druck entsprechend einem Durchsatz von mehreren hundert l/min., vorzugsweise mehr als 400 l/min., aus, und zwar mit einer Austrittsrichtung R parallel zur Normalen der Aufnahme öffnung 4 bzw. zur Symmetrieachse S des Behälters 2.The function of the device according to the invention is as follows: From the compressed gas outlet 7 , a standard gas, such as air, permanently emerges at high pressure corresponding to a throughput of several hundred l / min., Preferably more than 400 l / min., And with an exit direction R parallel to the normal of the receiving opening 4 or to the axis of symmetry S of the container 2 .
Behälter 2 werden unter der Aufnahmeöffnung 4 in Bewe gungsrichtung A vorbeigeführt. Sobald der vordere Rand 2a des Behälters 2 unter dem Druckgas-Auslaß 7 vorbeibewegt wird, tritt im in Bewegungsrichtung vorderen Randbereich das aus dem Auslaß 7 austretende Normgas in den Behälter 2 ein und treibt damit in diesem befindliches Gas aus der Öffnung 6 des Behälters 2 aus. Das ausgetriebene Gas tritt durch die Öffnung 4 in den Kanal 3 der Vorrichtung ein, durchströmt diesen, wodurch insbesondere durch die erwähnte Querschnittserweiterung ein Stau im Kanal 3 vermieden wird, und tritt schließlich in die Küvette 5 ein, wo das Gas durch die Detektoranordnung 11, 12 photo metrisch untersucht wird, bevor es aus der Öffnung 9 wieder austritt.Containers 2 are passed under the receiving opening 4 in the direction of movement A. As soon as the front edge 2 a of the container 2 is moved past under the compressed gas outlet 7 , the standard gas emerging from the outlet 7 enters the container 2 in the front edge region in the direction of movement and thus drives gas present in the opening 6 of the container 2 out. The expelled gas enters the channel 3 of the device through the opening 4 , flows through it, as a result of which a congestion in the channel 3 is avoided, in particular as a result of the cross-sectional expansion mentioned, and finally enters the cuvette 5 , where the gas through the detector arrangement 11 , 12 photo metrically examined before it emerges from the opening 9 again.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß derart relativ zur Vorrichtung, insbesondere zum Aufnahmeblock 1 und zur Küvette 5, bewegte Behälter auf ihren gasförmigen Inhalt untersucht werden können und die Meßküvette 5 mit ihrer Detektoranordnung 11, 12 nicht mit dem Behälter 2 mitbewegt werden muß, dennoch aber zuver lässige Meßergebnisse erhalten werden.The main advantage of the device according to the invention is that containers which are moved relative to the device, in particular to the receiving block 1 and the cuvette 5 , can be examined for their gaseous content and the measuring cuvette 5 with its detector arrangement 11 , 12 does not have to be moved with the container 2 , nevertheless reliable measurement results can be obtained.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KHS MASCHINEN- UND ANLAGENBAU AG, 44143 DORTMUND, |
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| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KHS AG, 44143 DORTMUND, DE |
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |