EP1487583B1 - Vorrichtung zur kühlung eines probennehmers - Google Patents

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EP1487583B1
EP1487583B1 EP03718700A EP03718700A EP1487583B1 EP 1487583 B1 EP1487583 B1 EP 1487583B1 EP 03718700 A EP03718700 A EP 03718700A EP 03718700 A EP03718700 A EP 03718700A EP 1487583 B1 EP1487583 B1 EP 1487583B1
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EP
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cooling
unit
transfer medium
sample
receptacle
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EP03718700A
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Inventor
Peter Dangelmaier
Peter Dietrich
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Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser Wetzer GmbH and Co KG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
    • B01L7/02—Water baths; Sand baths; Air baths

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling a sampler with a container for receiving at least one sample bottle / a sample container, which can be arranged in the sampler, with a cooling unit and an evaporator.
  • a high precision automatic fluid sampler is offered and sold by the applicant under the name 'ASP Station 2000'. The sampling takes place in this sampler time, volume or flow proportional to the vacuum principle.
  • the known sampler has a stainless steel housing, which is divided into two functional spaces: a top room and a subspace.
  • the controller, the pneumatics and the cooling unit are arranged; in the subspace, the samples are dosed with high precision and filled into sample bottles.
  • the sample is stored at an adjustable temperature, which is preferably 4 ° C. At the preferred set temperature, biological change of the samples taken is effectively avoided.
  • the known sampler provides an evaporator, which is placed on the back side of the stainless steel housing, for the cooling of the air in the interior of the sampler.
  • the cooling of the samples thus takes place via the bottle wall and the cooled air in the interior of the sampler.
  • Little advantage of this type of cooling is that the cooling process is relatively slow, which is mainly caused by the fact that air is a poor conductor of heat.
  • it requires the known solution to always cool the entire interior.
  • the invention has for its object to propose an optimized device for cooling a sampler.
  • the object is achieved in that the container for receiving the sample bottles or the sample container is in contact with the evaporator of the cooling unit, that the container is at least partially filled with a transfer medium, and that the sample bottles or the Sample containers are placed in the transfer medium in use.
  • the transfer medium is a solid or liquid transfer medium.
  • a gel or a solid transfer medium have the advantage over a liquid transfer medium that no transfer medium sticks to the sample bottles during removal and leads to undesirable impurities in the outer space.
  • a transfer medium having a high coefficient of thermal conductivity is preferably used in conjunction with the present cooling device according to the invention for a sampler.
  • water, a brine, a cold gel or aluminum is used as the transfer medium.
  • the solution according to the invention is therefore characterized by the fact that rapid cooling of the samples is achieved.
  • rapid cooling of the samples is achieved.
  • the evaporator is arranged on the outer surface of the container for receiving the sample bottles or the sample container;
  • the container is made of a thermally conductive material. This embodiment ensures that an optimized energy transfer and thus a rapid cooling / cooling of the samples can be done.
  • the container for receiving the sample bottles or the sample container is a basket-like receiving unit. This can be completely removed from the sampler with the sample bottles set. Of course, the sample bottles can be removed from the receiving unit individual.
  • the evaporator is formed flat; furthermore, he is at least in the lower Region and / or arranged in the lateral region of the container for receiving the sample bottles / the sample container or the basket-like receiving unit.
  • the cooling unit is a cooling unit.
  • the embodiment is considered to be particularly favorable, according to which the cooling unit is an adsorption unit, in particular a zeolite adsorption unit. It goes without saying that other adsorption materials can also be used.
  • An adsorption unit which can be used in connection with the present invention is described for example in DE 41 38 114 A1. Furthermore, aggregates for a wide variety of applications are offered and sold by Zeo-Tech GmbH.
  • a reactivation unit for reactivating the adsorption material in particular the zeolite of the adsorption unit, is preferably provided.
  • the re-activation of the zeolite can then be carried out automatically in the sampler.
  • An alternative embodiment provides that the reactivation of the adsorption takes place outside the sampler.
  • the reactivation unit is preferably a heating unit.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides a control unit, which regulates the transfer medium to a predetermined temperature, for example, the desired temperature of 4 ° C.
  • a predetermined temperature for example, the desired temperature of 4 ° C.
  • Fig. 1 shows schematically a detail of the device according to the invention in a perspective view; in Fig. 2, the corresponding section of the device according to the invention is shown in cross section.
  • the container 2 for the sample bottles 3 is designed as a basket-like receiving unit, which can be removed as a whole from the sampler 1 to be seen in sections.
  • the container 2 is filled with the solid or liquid transfer medium 5.
  • the sample bottles 3 are placed in the basket-like receiving unit and thus directly in the transfer medium 5.
  • the liquid or solid transfer medium 5 serves as a cold storage.
  • the evaporator 4 is arranged at the bottom and in the side region of the container 2. Since the container 2 is made of a thermally conductive material at least in the region of the evaporator 4, the cooling of the transfer medium 5 and the set sample bottles 3 is highly effective. Refrigerant transfer to the environment is further prevented by isolating the outer wall of the sampler.
  • the temperature of the transfer medium is determined by a temperature sensor not shown separately in the figures.
  • the electronic components are arranged in the insulated upper space of the sampler, as is the case with the ASP station 2000, for example.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kühlung eines Probennehmers mit einem Behältnis zur Aufnahme zumindest einer Probenflasche / eines Probenbehälters, das / der in dem Probennehmer anordenbar ist, mit einer Kühleinheit und einem Verdampfer.
  • Ein hochpräzise arbeitender automatischer Probennehmer für flüssige Medien wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung 'ASP-Station 2000' ange-boten und vertrieben. Die Probennahme erfolgt bei diesem Probennehmer zeit-, mengen- oder durchflußproportional nach dem Vakuumprinzip.
  • Der bekannte Probennehmer weist ein Edelstahlgehäuse auf, das in zwei funktionelle Räume unterteilt ist: einen Oberraum und einen Unterraum. Im Oberraum sind die Steuerung, die Pneumatik und das Kühlaggregat angeordnet; im Unterraum werden die Proben hochgenau dosiert und in Probenflaschen abgefüllt. Die Probenaufbewahrung erfolgt bei einer einstellbaren Temperatur, die vorzugsweise bei 4°C liegt. Bei der bevorzugt eingestellten Temperatur wird eine biologische Veränderung der entnommenen Proben effektiv vermieden.
  • Bei dem bekannten Probennehmer sorgt ein Verdampfer, der an der Rück-seite des Edelstahlgehäuses plaziert ist, für die Abkühlung der Luft im Innenraum des Probennehmers. Die Kühlung der Proben erfolgt somit über die Flaschenwand und die gekühlte Luft im Innenraum des Probennehmers. Wenig vorteilhaft bei dieser Art der Kühlung ist, daß der Abkühlvorgang relativ langsam vor sich geht, was überwiegend dadurch hervorgerufen wird, daß Luft ein schlechter Wärmeleiter ist. Darüber hinaus erfordert es die bekannte Lösung, stets den gesamten Innenraum zu kühlen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optimierte Vorrichtung zur Kühlung eines Probennehmers vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Behältnis zur Aufnahme der Probenflaschen bzw. des Probenbehälters in Kontakt mit dem Verdampfer der Kühleinheit steht, daß das Behältnis zumindest teilweise mit einem Transfermedium gefüllt ist, und daß die Probenflaschen bzw. der Probenbehälter im Gebrauchsfall in dem Transfer-medium plaziert sind. Bei dem Transfermedium handelt es sich um ein festes oder flüssiges Transfermedium. Ein Gel oder ein festes Transfermedium haben gegenüber einem flüssigen Transfermedium den Vorteil, daß kein Transfermedium bei der Herausnahme an den Proben-flaschen hängen bleibt und zu unerwünschten Verunreinigungen im Außenraum führt.
  • Da die Probenflaschen direkt in dem Behältnis positioniert sind bzw. da der Probenbehälter direkt in dem Probennehmer positioniert ist, besteht ein direkter Kontakt zwischen den Flaschen bzw. dem Probenbehälter und dem Transfermedium. Hierdurch läuft der Energietransfer beschleunigt ab. Es versteht sich von selbst, daß bevorzugt ein Transfermedium mit einem hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten in Zusammenhang mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung für einen Probennehmer eingesetzt wird. Insbesondere wird als Transfermedium Wasser, eine Sole, ein Kältegel oder Aluminium verwendet.
  • Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich folglich dadurch aus, daß eine schnelle Abkühlung der Proben erreicht wird. Es findet also ein optimierter Wärmetransfer von den Proben zum gekühlten Transfermedium statt, während der Kälteverlust an die Umgebung relativ gering gehalten ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Verdampfer an der Außenfläche des Behältnisses zur Aufnahme der Probenflaschen bzw. des Probenbehälters angeordnet; darüber hinaus ist das Behältnis aus einem thermisch leitfähigen Material gefertigt. Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, daß ein optimierter Energietransfer und damit eine zügige Abkühlung/Kühlung der Proben erfolgen kann.
  • Bevorzugt handelt es sich bei dem Behältnis zur Aufnahme der Proben-flaschen bzw. des Probenbehälters um eine korbartige Aufnahmeeinheit. Diese kann aus dem Probennehmer mit den eingestellten Probenflaschen komplett herausgenommen werden. Selbstverständlich können die Probenflaschen aus der Aufnahmeeinheit einzelnen entnommen werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Verdampfer flächig ausgebildet; desweiteren ist er zumindest im unteren Bereich und/oder im seitlichen Bereich des Behältnisses zur Aufnahme der Probenflaschen / des Probenbehälters bzw. der korbartigen Aufnahmeeinheit angeordnet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich bei der Kühleinheit um ein Kühlaggregat. Als besonders günstig wird die Ausführungsform erachtet, wonach es sich bei der Kühleinheit um ein Adsorptionsaggregat, insbesondere ein Zeolith-Adsorptions-aggregat handelt. Es versteht sich von selbst, daß auch anderweitige Adsorptionsmaterialien zum Einsatz kommen können. Ein Adsorptions-aggregat, das in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, ist beispielsweise in der DE 41 38 114 A1 beschrieben. Desweiteren werden Aggregate für die unterschiedlichsten Anwendungs-bereiche von der Firma Zeo-Tech GmbH angeboten und vertrieben.
  • In Verbindung mit der zweiten sehr umweltfreundlichen und energiesparenden Ausgestaltung des Kühlaggregats ist bevorzugt eine Reaktivierungseinheit zur Reaktivierung des Adsorptionsmaterials, insbesondere des Zeoliths des Adsorptionsaggregats vorgesehen. Die Reatkivierung des Zeoliths kann dann automatisch im Probennehmer vorgenommen werden. Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, daß die Reaktiverung des Adsorptionsmaterials außerhalb des Probennehmers stattfindet. Bevorzugt handelt es sich bei der Reaktiverungseinheit übrigens um eine Heizeinheit.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht eine Regeleinheit vor, die das Transfermedium auf eine vorgegebene Temperatur, beispielsweise die Solltemperatur von 4° C regelt. Damit befinden sich zum Startzeitpunkt, wenn der Innenraum des Probennehmers üblicherweise noch wärmer ist als die Solltemperatur, bereits der Verdampfer, gegebenfalls die Aufnahmeeinheit für die Probenflaschen und die Probenflaschen bzw. der Behälter für die Proben und das Transfermedium auf der Solltemperatur. Da die Masse dieser Teile ein Vielfaches der Masse der Proben selbst beträgt, werden die Proben sehr schnell auf die vorgegebene Solltemperatur gezogen. Damit wird eine biologische Veränderung der Proben vermieden.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1: einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht und
    • Fig. 2: einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in geschnittener Ansicht.
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Ansicht; in Fig. 2 ist der entsprechende Ausschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt dargestellt.
  • Das Behältnis 2 für die Probenflaschen 3 ist als korbartige Aufnahmeeinheit ausgebildet, die als ganzes aus dem ausschnittsweise zu sehenden Probennehmer 1 herausgenommen werden kann. Das Behältnis 2 ist mit dem festen bzw. flüssigen Transfermedium 5 gefüllt. Die Probenflaschen 3 sind in der korbartigen Aufnahemeinheit und damit direkt in dem Transfermedium 5 plaziert. Das flüssige bzw. feste Transfermedium 5 dient als Kältespeicher.
  • An der Unterseite und im Seitenbereich des Behältnisses 2 ist der Verdampfer 4 angeordnet. Da das Behältnis 2 zumindest im Bereich des Verdampfers 4 aus einem thermisch leitfähigen Material gefertigt ist, erfolgt die Abkühlung des Transfermediums 5 und der eingestellten Probenflaschen 3 in hohem Maße effektiv. Ein Kältetransfer in die Umgebung wird weiterhin dadurch verhindert, daß die Außenwand des Probennehmers isoliert ist.
  • Für die Regelung der Temperatur des Transfermediums auf einen vorge-gebenen Temperaturwert, z. B. 4° C, wird die Temperatur des Transfer-mediums über einen in den Figuren nicht gesondert dargestellten Temperatur-sensor bestimmt. Wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt ist, sind die elektronischen Komponenten - wie dies etwa auch bei der ASP-Station 2000 der Fall ist - im isolierten Oberraum des Probennehmers angeordnet.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Kühlung eines Probennehmers (1) mit einem Behältnis (2) zur Aufnahme zumindest einer Probenflasche (3) / eines Probenbehälters, die / der in dem Probennehmer (1) anordenbar ist, mit einer Kühleinheit und einem Verdampfer (4),
    wobei das Behältnis (2) zur Aufnahme der Probenflasche(n) (3) bzw. des Probenbehälters in Kontakt mit dem Verdampfer (4) der Kühleinheit steht,
    wobei das Behältnis (2) zumindest teilweise mit einem festen oder flüssigen Transfermedium (5) gefüllt ist, und
    wobei die Probenflasche (n) (3) bzw. der Probenbehälter im Gebrauchsfall in dem Transfermedium (5) plaziert sind bzw. plaziert ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei der Verdampfer (4) an der Außenfläche des Behältnisses (2) zur Aufnahme der Probenflaschen (3) bzw. des Probenbehälters angeordnet ist und
    wobei das Behältnis (2) aus einem thermisch leitfähigen Material gefertigt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei es sich bei dem Behältnis (2) zur Aufnahme der Probenflaschen (3) bzw. des Probenbehälters um eine korbartige Aufnahmeeinheit handelt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    wobei der Verdampfer (4) flächig ausgebildet ist und zumindest im unteren Bereich und/oder seitlichen Bereich des Behältnisses (2) zur Aufnahme der Probenflaschen (3) / des Probenbehälters bzw. der korbartigen Aufnahme-einheit angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei er sich bei der Kühleinheit um ein Kühlaggregat handelt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    wobei es sich bei der Kühleinheit um ein Adsorptionsaggregat, insbesondere um ein Zeolith-Adsorptionsaggregat handelt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    wobei eine Reaktiverungseinheit, insbesondere eine Heizeinheit, zur Reaktivierung des Adsorptionsmaterials, bevorzugt des Zeoliths, des Adsorptionsaggregats vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, 6 oder 7,
    wobei eine Regeleinheit vorgesehen ist, die das Transfermedium (5) auf eine vorgegebene Temperatur regelt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8,
    wobei es sich bei dem Transfermedium (5) um ein Medium handelt, das einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten als Luft aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
    wobei es sich bei dem Transfermedium (5) um Wasser, eine Sole, ein Kältegel oder um Aluminium handelt.
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