FI84665C

FI84665C - Provtagningsapparat.

Info

Publication number: FI84665C
Application number: FI902287A
Authority: FI
Inventors: Lauri Heiskanen; Pertti Ojanen; Matti Hietaranta
Original assignee: Valmet Automation Oy
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1991-12-27
Also published as: FI902287A0; DE4114748A1; SE502411C2; FI84665B; FI902287A; CA2041879A1; SE9101287L; SE9101287D0

Description

84665 Näytteenottolaite

Keksinnön kohteena on näytteenottolaite näytteen ottamiseksi erityisesti nestemäisestä aineesta, kuten 5 paperimassasta. Keksinnön mukainen näytteenottolaite käsittää prosessin rajapintaan kiinnitettävän rungon ja rungon yhteyteen asennetun elimen näytteenoton suorittamiseksi. Näytteenottoa varten elin näytteenoton suorittamiseksi on sovitettu siirrettäväksi rungon 10 suhteen toiminnalliseen asentoon yhteyteen nestemäisen aineen kanssa rungossa olevan aukon tai vastaavan kautta. Mainittu elin näytteenoton suorittamiseksi sulkee ei-toiminnallisessa asennossa yhteyden rungon aukon ja prosessin välillä.

15

Alalla vallitsevan tekniikan tason suhteen viitataan julkaisuihin US-4,197,746, US-4,635,470 ja GB-1,400,607. Näistä julkaisuista tunnetaan eri tyyppisiä ratkaisuja näytteenoton suorittamiseksi. Nämä ratkaisut 20 ovat kuitenkin toiminnalliselta toteutukseltaan epätyydyttäviä erityisesti näytteenottovaiheen toteutuksen kannalta. Julkaisusta US-4,197,746 tunnetaan pipettimallinen näytteenottolaite, joka ei luonnollisestikaan sovellu suljetuista prosesseista tapahtuvaan 25 näytteen ottoon. Julkaisun US-4,635,470 mukaisella näytteenottolaitteella saadaan näytteenottokerralla hyvin pieni näyte-erä. Näytteenottolaite on lisäksi häiriöaltis, sillä elin näytteenoton suorittamiseksi saattaa juuttua kiinni palautusvaiheessa, mikäli 30 neste, josta näytettä otetaan, sisältää ei-toivottuja partikkeleita. Julkaisun GB-1,400,607 mukainen näytteenottolaite käsittää pitkähkön näytteenottoputken, jonka tukkeutumisvaara on suuri. Näytteenottolait-teeseen näytteenottoputken yhteyteen on järjestetty 35 suhteellisen monimutkainen huuhtelu järjestely. Yhteenvetona tunnetun tekniikan tason mukaisista ratkaisuista voidaan siis todeta, että ne ovat ratkaisuina epätyydyttäviä näytteenoton aikana tapahtuvan nesteen ohjauksen kannalta erityisesti silloin, kun nestemäinen 2 84665 aine, kuten esim. paperimassa sisältää ei-toivottuja partikkeleita, jotka saattavat tukkia tai vahingoittaa näytteenoton aikana prosessin yhteydessä olevaa elintä näytteenoton suorittamiseksi.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää näytteenotto-laite, jolla voidaan erityisesti paineenalaisesta tai virtaavasta nestemäisestä aineesta ottaa tietyin väliajoin näytteitä yksinkertaisella ja toimintavarmal-10 la tavalla. Pyrkimyksenä keksinnön mukaisella näyt-teenottolaitteella on saada aikaan hyvän nesteen ohjautuvuuden aikaansaava täysaukkorakenne näytteenotossa, jolloin näytteenottolaitteen rungon sisään siirtyvä näyte-erä pääsee lähes vapaasti siirtymään 15 prosessista näytteenottoa suorittavan elimen kautta. Edellä esitettyjen tarkoitusten saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle näytteenottolaitteelle on pääasiassa tunnusomaista se, että elin näytteenoton suorittamiseksi käsittää oleellisesti kourumaisen 20 osan, joka elimen näytteenoton suorittamiseksi toimin nallisessa asennossa, jolloin kourumainen osa on osittain rungosta prosessiin ulkonevassa asennossa, rajaa sisäpinnallaan yhdessä rungon sisäpuolisten rakenteiden kanssa nestemäisen aineen sisäänvirtaus-25 tien (V) näytteen ulosottoon tarkoitetulle yhteelle tai vastaavalle. Kourumainen osa, joka on sopivimmin sylinterimäinen, lieriömäisesti kovera muotokappale, toimii siis nestemäistä ainetta ohjaavana elimenä näytteenoton aikana ja nestemäinen aine virtaa rungon 30 sisäosiin kourumaisen elimen ja rungossa oleva aukon yhdessä rajaaman sisävirtausaukon kautta. Rungon aukko on näytteenoton aikana sopivimmin kourumaisen elimen keskiosalla.

35 Oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty eräitä keksinnön mukaisen näytteenottolaitteen 3 84665 edullisia sovellutusmuotoja. Näissä patenttivaatimuksissa esitetyillä sovellutuksilla varmistetaan erityisesti se, että näytteenotto voidaan toteuttaa kussakin tilanteessa edullisimmalla tavalla ja se, että elimen 5 näytteenoton suorittamiseksi siirto ei-toiminnalliseen asentoon saadaan loppuunsuoritettua vaikka nestemäinen aine sisältää ei-toivottuja partikkeleita. On edullista, että kourumaisen osan pääty toimii sulkuelimenä elimen näytteenoton suorittamiseksi ei-toiminnallisessa 10 asennossa.

Seuraavassa selityksessä on lähemmin havainnollistettu keksinnön mukaista näytteenottolaitetta oheisiin, erästä näytteenottolaitteen sovellutusta kuvaaviin 15 piirustuksiin viitaten. Piirustuksissa kuva 1 esittää poikkileikkausta keksinnön mukaisen näytteenottolaitteen sovellutuksesta näytteenottolaitteen ollessa asennettuna 20 prosessin rajapintaan, kuva 2 esittää poikkileikkausta kuvan 1 mukaisesta elimestä näytteenoton suorittamiseksi kuvan 1 suunnasta II-II katsottuna ja 25 kuva 3 esittää kuvan 1 mukaista elintä näyt teenoton suorittamiseksi kuvan 2 suunnasta III katsottuna.

30 Piirustuksissa esitetty näytteenottolaite käsittää rungon 1, jonka yhteyteen elin näytteenoton suorittamiseksi 2 on sijoitettu. Elin näytteenoton suorittamiseksi 2 käsittää pääosina kourumaisen osan 3 ja kourumaiseen osaan sen rungon 1 sisäpuolelle sijoit-35 tuvaan päätyyn 4 liittyvän käyttövarren 5 tai vastaavan, joka on liitetty elintä näytteenoton suorittamiseksi 2 liikuttavaan toimilaitteeseen, esim. paineilmasylinteriin (ei esitetty). Elin näytteenoton 4 84665 suorittamiseksi 2 on kuvassa 1 esitetty toiminnallisessa asennossa, johon se on siirretty toimilaitteen avulla käyttövarren 5 ja samalla kourumaisen osan pituusakselin suuntaisella siirtoliikkeellä (vasemmalle 5 kuvassa 1). Tällöin kourumainen osa 3 on siirtynyt rungon 1 lieriöosan 25 etupinnassa 6 olevasta aukosta 7 osittain prosessin P sisään. Tällöin nestemäinen aine siirtyy kourumaisen osan 3 sisäpinnan 32 ja rungon 1 aukon 7 yhdessä rajaaman sisäänvirtausaukon 8 kautta 10 rungon 1 sisään nuolella V kuvattua, rungon sisäpuolisten rakenteiden rajaamaa reittiä. Rungon 1 alaosassa on sopivimmin alaspäin suuntautuva yhde 9, jonka kautta näyte-erä otetaan kuvassa 1 viitteellisesti esitettyyn näyteastiaan 10 näyte-erän analysointia 15 varten. Kuten kuvasta 1 on havaittavissa yhteen 9 poikkipinta-ala on suurempi kuin sisäänvirtausaukon 8 poikkipinta-ala, jolloin näyte-erän virtausnopeus hidastuu olennaisesti ja näyte-erä saadaan näyteastiaan 10 kohtuullisella nopeudella, vaikka prosessipaine 20 olisikin suuri.

Näytteenoton jälkeen elin näytteenoton suorittamiseksi 2 siirretään ei-toiminnalliseen asentoon (oikealle kuvassa 1, ei esitetty), jolloin kourumaisen osan 3 25 prosessiin P päin suuntautuva pääty 11 sulkee rungon 1 aukon 7. Sulkutoiminnan varmistamiseksi voidaan kourumaisen osan reunat 12 ja/tai rungon 1 aukon 7 reuna varustaa leikkaavilla särmillä, jolloin aukkoon 8 ja/tai kouruun 3 kertyneet partikkelit, esim. oksat 30 tai tikut, leikkautuvat poikki ja elimen näytteenoton suorittamiseksi 2 siirto ei-toiminnalliseen asentoon onnistuu.

Kuvassa 1 on lisäksi esitetty runkoon 1 kiinnitetty 35 rungon 1 sisäosien ja kourumaisen osan 3 huuhtelulaite 13. Huuhtelulaitetta 13 käyttäen esim. kaaviollisesti 5 84665 esitetty venttiili 14 avaamalla saadaan huuhteluyh-teessä 15 oleva venttiilielin 16 avautumaan huuh-teluväliaineen, erityisesti veden paineen vaikutuksesta, jolloin rungon sisäosa sekä huuhteluyhteen aukon 5 17 kohdalle oleellisesti sijoittuva kourumainen osa 3 voidaan huuhdella erityisesti puhdistustarkoituk-sessa. Venttiilielin 16 on rakenteeltaan jousikuormit-teinen takaiskuventtiili. Takaiskuventtiilin lautasosa 18, joka jousen 19 kuormittamana painautuu yhteen 15 10 aukon 17 reunoihin, estää näytteenoton aikana nestemäisen aineen tunkeutumisen vesihuuhteluyhteeseen 15, vaikka prosessissa P olisikin korkea paine. Lisäksi takaiskuventtiilirakenne on edullinen siinä suhteessa, että huuhteluvaiheessa syntyy voimakas suihku, 15 joka suuntautuu ympyrämäisesti aukon 17 ja lautasen 18 rajaamasta rengasaukosta, koska huuhteluväliaine purkautuu jousen 19 aiheuttamaa vastavoimaa vastaavalla paineella suurella liike-energialla, mistä luonnollisesti seuraa hyvä huuhtelutulos. Kuvassa 1 on 20 katkoviivoin sekä nuolin S kuvattu huuhtelulaitteen toiminnallista asentoa huuhtelun aikana. Ainakin eräissä sovellutuksissa saattaa olla edullista varustaa näytteenottolaite yhteen 9 jälkeen kaaviollisesti esitetyllä venttiilielimellä 20, jolloin yhteen 9 25 kautta poistuva huuhteluväliaine voidaan ohjata näytteenottolinjasta erillään esim. poistoviemäriin 21 linjaa 22 pitkin.

Kuvassa 1 on lisäksi esitetty viitenumerolla 23 30 prosessin rajapinta, johon on muodostettu aukko 24 rungon 1 lieriömäistä kiinnitysosaa 25 varten. Aukkoon 23 liittyy prosessista P ulospäin suuntautuva lieriöosa 26, joka sijoittuu rungon 1 lieriöosan 25 päälle. Osat 25 ja 26 käsittävät laippaosat 27, 28, jotka 35 lukitaan yhteen lukitusrenkaalla 29, jolloin laip- paosien 27 vast. 28 väliin sijoitetaan rengastiiviste 30.

6 84665

Kourumaisen osan 3 toiminnan kannalta on vielä huomattava se, että kourumainen osa samoin kuin useimmissa sovellutuksissa käyttövarsi 5 tai vastaava voidaan järjestää niiden yhteisen pituusakselin ympäri kierret-5 täväksi ja lukittavaksi esim. 90° kulmavälein. Mainitut kiertotoimenpiteet voidaan toteuttaa esim. rungon 1 ulkopuolisen, käyttövarteen 5 tai vastaavaan kiinnitetyn toimilaitteen (ei esitetty) avulla. Tällainen toimilaite voi olla esim. paineilmasylinteri. Kouru-10 maisen osan kiertomahdollisuudesta on hyötyä sekä näytteenottovaiheessa, jolloin kourumaisen osan aukko 31 voidaan kiertää esim. tilanteessa, jossa näytettä otetaan virtaavasta nestemäisestä aineesta myötävirran puolelle siten, että nestemäisessä aineessa mahdol-15 lisesti olevat partikkelit, jotka voisivat vahingoittaa kourumaisen osan aukkoa erityisesti leikkaavia särmiä tai rungon 1 sisäosia, kulkeutuvat kourumaisen osan ohi. Lisäksi huuhteluvaiheessa kourumainen osa voidaan sijoittaa esim. huuhtelun aikana eri asentoihin, 20 jotta voidaan varmistaa kourumaisen osan puhtaus seuraavaa näytteenottokertaa varten.

Kourumainen osa 3 on poikkileikkausmuodoltaan pyöreä, jolloin sen poikkileikkauksen pinta-ala vastaa olen-25 naisesti rungon 1 aukon 7 kokoa. Kourumaisen osan 3 sisäpinnan 32 muoto poikkileikkauksessa katsottuna on ympyrämäinen kourumaisen osan 3 pohjan 32 osalta. Kourumaisen osan 3 pohjaosa 33 poikkileikkausprofiilil-taan tasavahva, ympyräpoikkileikkauksella varustettu 30 putkimuoto. Kourumaisen osan 3 aukon 31 reunat 12 muodostavat keskiosan K kohdalla kourumaisen osan poikkileikkauksessa katsottuna 180° pienemmän kulman, jonka kärkenä on kourumaisen osan poikkileikkauksen keskipiste. Kourumaisen osan 3 sisäpinta 32 jatkuu 35 reunoja 12 kohti sisäpinnan 32 tangentiaalisina jatkeina 38, jotka alkavat kourumaisen osan poikkileikkauksessa katsottuna n. 180° kulmavälillä. Keskiosan K ja päädyn 11, joka sulkee rungon 1 aukon 7, välissä 7 84665 on kourumaisessa osassa 3 vino liittymäosa 34, joka kapenee kourumaisen osan 3 sivuilta kourumaisen osan pituusakselin suuntaa vastaan kohtisuorasta suunnasta katsottuna V-muotoiseksi osaksi. Liittymäosan 34 5 reunat on samoin varustettu leikkaavalla särmällä. Kaarevaksi muotoiltu V-muodon pohja 35 on kourumaisen osan 3 poikkileikkauksen ulkopinnan 36 tasossa. Näin saadaan aikaan liittymäosaan 34 kourumaisen osan 3 aukkoon 31 vinosti leikkaavat särmät. Käyttövarteen 5 10 tai vastaavaan liittyvän päädyn 4 kohdalla on keskiosan K ja mainitun päädyn 4 välillä liittymäosa 37, joka on olennaisesti jyrkempi kuin rungon 1 aukon 7 päätyyn liittyvä liittymäosa 34. Kourumainen osa 3 voidaan varustaa erityisesti keskiosan K kohdalle sijoittuvalla 15 ainakin yhdellä tukikaarella tai vastaavalla, joka yhdistää reunat toisiinsa.

Erityisesti huuhtelulaitteen 13 yksityiskohtaisen rakenteen ja toiminnan suhteen viitataan saman hakijan 20 rinnakkaiseen patenttihakemukseen "Näytteenottolaite", josta kopio seuraa oheisena.

Claims

1. Näytteenottolaite näytteen ottamiseksi erityisesti 5 nestemäisestä aineesta, kuten paperimassasta, näyt- teenottolaitteen käsittäessä prosessin rajapintaan kiinnitettävän rungon (1) ja rungon yhteyteen asennetun elimen näytteenoton suorittamiseksi (2), jolloin näytteenottoa varten elin näytteenoton suorittamiseksi 10 (2) on sovitettu siirrettäväksi toiminnalliseen asentoon yhteyteen nestemäisen aineen kanssa rungossa (I) olevan aukon (7) tai vastaavan kautta, jolloin mainittu elin näytteenoton suorittamiseksi (2) ei-toiminnallisessa asennossa sulkee yhteyden rungon (1) 15 aukon (7) ja prosessin (P) välillä, tunnettu siitä, että elin näytteenoton suorittamiseksi (2) käsittää oleellisesti kourumaisen osan (3), joka elimen näytteenoton suorittamiseksi (2) toiminnallisessa asennossa, jolloin kourumainen osa (3) on osittain 20 rungosta prosessiin (P) ulkonevassa asennossa, rajaa sisäpinnallaan (32) yhdessä rungon (1) sisäpuolisten rakenteiden kanssa nestemäisen aineen sisäänvirtaus-tien (V) näytteen ulosottoon tarkoitetulle yhteelle (9) tai vastaavalle. 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumaisen osan (3) reuna (12) ainakin osittain ja/tai rungon (1) aukon (7) reuna ainakin osittain on varustettu leikkaavalla särmällä 30 tai vastaavalla.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumaisen osan (3) pääty (II) toimii sulkuelimenä elimen näytteenoton suorit-35 tamiseksi (2) ei-toiminnallisessa asennossa ja että kourumaisen osan (3) reuna (12) ainakin mainitun päädyn (11) läheisyydessä olevalla liittymäosan (34) alueella, jossa reuna (12) on vinossa asennossa 9 84665 suhteessa kourumaisen osan pituusakseliin, on varustettu leikkaavalla särmällä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, 5 tunnettu siitä, että elin näytteenoton suorit tamiseksi (2) käsittää lisäksi käyttövarren (5) tai vastaavan, joka on kiinnitetty rungon (1) sisälle sijoittuvaan kourumaisen osan (3) päätyyn (4) ja että kourumaisen osan (3) siirto toiminnalliseen asentoon 10 on sovitettu suoritettavaksi käyttövarren (5) tai vastaavan välityksellä kourumaisen osan (3) pituusakselin suunnassa sopivimmin rungon (1) ulkopuolella olevaa toimilaitetta käyttäen.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumainen osa (3) on järjestetty pituusakselinsa ympäri kierrettäväksi ainakin sen toiminnallisessa asennossa.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumaisen osan (3) ulkopinta poikkileikkausmuodoltaan ja rungon (1) aukko (7) ovat pyöreitä.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1, 4 tai 6 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumainen osa (3) käsittää keskiosan (K), jonka reuna on oleellisesti kourumaisen osan (3) pituusakselin suuntainen, jolloin kourumaisen osan (3) aukon (31) reunat mainitun 30 keskiosan (K) kohdalla kourumaisen osan (3) poikkileikkauksessa katsottuna muodostavat kulman, joka on pienempi kuin 180°, jolloin mainitun kulman kärkenä on kourumaisen osan (3) poikkileikkauksen keskipiste.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1, 3 tai 7 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että keskiosan (K) ja kourumaisen osan (3) päädyn (11), joka sulkee rungon (1) aukon (7), välissä oleva liittymäosa (34) 10 84665 on muodostettu kourumaisen osan (3) sivulta sen pituusakselin suuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa katsottuna oleellisesti V-muotoiseksi osaksi.

8 84665

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumaisen osan (3) pituusakselia vastaan kohtisuorassa leikkauksessa katsottuna kourumaisen osan (3) keskiosan (K) reunat sisäosiltaan muodostuvat kourumaisen osan (3) ympyränmuotoisen 10 sisäpinnan (32) tangentiaalisista jatkeista, jotka alkavat kourumaisen osan (3) poikkileikkauksessa katsottuna n. 180° kulmavälillä.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, 15 tunnettu siitä, että sisäänvirtausaukon (8) poikkipinta-ala on pienempi kuin rungon (1) yhteydessä olevan näyte-erän ulosvirtausta varten tarkoitetun yhteen (9) poikkipinta-ala.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottolaite, tunnettu siitä, että kourumaisen osan (3) toiminnallisessa asennossa nestemäisen aineen sisäänvir-tausaukko (8) muodostuu kourumaisen osan (3) sisäpinnan (32) ja rungon (1) aukon (7) rajaamasta yhdistelmästä. 11 84665 Patentkrav;