FI95318B - Näytteenottojärjestelmä - Google Patents

Description

95318 Näytteenotto järjestelmä

Keksinnön kohteena on näytteenottojärjestelmä, jota käytetään nestemäisten näytteiden ottoon. Näytteenot-5 tojärjestelmä käsittää putkikalvopumpun, erillisen näyt-teenottimen sekä tarvittavat venttiilit ja kanavat.

Putkikalvopumppuja on varsin yleisesti käytetty erilaisissa näytteenottojärjestelmissä. Ennestään tunnetut pumput ovat yleensä olleet varsin monimutkaisia, ja ne on 10 varustettu erilaisilla jousi-, magneetti- tai paineilmatoi-misilla venttiilijärjestelyillä. Varsin yleisesti on käytetty venttiileitä, joita ohjataan paineilmalla. Yleensä tunnetuissa putkikalvopumpuissa näytteeksi otettava aine on johdettu kulkemaan kalvoputken sisällä.

15 Saksalaisen patenttijulkaisun DE 32 29 253 A 1 mukaisessa pumpussa vakumisylinteriin on sijoitettu elastinen letku, jossa käsiteltävä neste virtaa, ja nesteen oikea liikesuunta määrätään vakumisylinterin päissä olevilla jousilla varustetuilla takaiskuventtiileillä. Julkai-20 sun mukaisessa pumpussa elastinen letkun laajeneminen ja supistuminen saadaan aikaiseksi imemällä vakumisylinteriin alipaine. Pumpun toimintaa vaikeuttaa mm. se, että mikäli näyte otetaan syvältä, on vakumin synnyttäminen etäisyydestä johtuen vaikeaa. Julkaisun US 3 039 309 mukainen pumppu • .

25 muodostuu kolmesta erillisestä elastisesta putkenosasta. Pumppusylinterin sisällä olevassa elastisessa letkussa käsiteltävä neste virtaa letkun sisällä, ja nesteen oikea liikesuunta aikaansaadaan johtamalla painetta kolmesta osasta koostuvan pumpun ala-, keski- ja yläosaan eriaikai-j 30 sesti, ja supistamalla varsinaisen, keskellä sijaitsevan pumpunosan elastista letkua alhaalta ylöspäin, tällöin työnnetään käsitelteltävä neste pumpussa ylöspäin ja ulos pumpusta.

Julkaisun US 4 810 172 mukainen pumppu eroaa kek- 2 95318 sinnön mukaisesta pumpusta olennaisesti siten, että siinä pumppuun saatetaan yli- ja alipaine jousen varassa olevalla männällä. Männän avulla pumpun sisällä oleva elastinen sukka pienentää ja suurentaa pumpun sisätilaa imien ja 5 työntäen käsiteltävää nestettä pumppuun ja pumpusta ulos. Julkaisun mukainen pumppu on toiminnaltaan ja rakenteeltaan huomattavasti monimutkaisempi kuin tässä hakemuksessa esitetty ratkaisu. Julkaisussa US 3 120 128 on esitetty näytteenotin, jossa on läppämäinen nesteen tuloaukko, ja 10 sitä voidaan käyttää vain virtaavassa vedessä, joten tällainen ratkaisu ei sovellu näytteenottoon pohjavesitutkimuksissa.

Ennestään tunnettujen näytteenotto järjestelmien ja niissä käytettävien pumppujen puutteena on ollut se, että 15 ne eivät aina ole kovin hyvin soveltuneet kenttäolosuhteisiin. Tämä on saattanut johtua laitteiden monimutkaisesta rakenteesta ja siitä, että jotkut ovat vaatineet sähkövirtaa toimiakseen. Toimintaperiaatteeltaan tunnetut laite-konstruktiot eivät myöskään aina ole soveltuneet hyvin sy-20 vissä olosuhteissa tapahtuviin näytteenottoihin. Tunnet tujen laitteiden käyttö saastuneissa ja myrkyllisissä oloissa on myös ollut ongelmallista. Tunnetun tekniikan mukaisissa laitteissa on usein myös käytetty erillisiä kompressoreja tai vastaavia, joilla tuotetaan laitteistojen ‘“ 25 tarvitsema paineilma.

Keksinnön mukaisella näytteenottojärjestelmällä poistetaan edellä esitettyjä epäkohtia. Keksinnön mukaiselle näytteenottojärjestelmälle ja pumpulle on tunnusomaista se, mitä on esitetty jäljempänä seuraavissa pa-. 30 tenttivaatimuksissa.

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää laitteen yksinkertaisuutta ja helppotoimisuutta. Lisäksi näytteenotto järjestelmällä on useampia sovellutusmuotoja kuin tähän asti tunnetuilla vastaavilla laitteilla. Keksinnön 35 mukaista laitetta voidaan käyttää saastuneiden pohjave- 3 95318 sien näytteenottoon ja muissakin sellaisissa kohteissa, joissa on kysymys myrkyistä tai vastaavista aineista. Tällöin näyte otetaan keksinnön mukaiseen näytteenottimeen, joka tällöin yleensä on kertakäyttöinen. Keksinnön mukainen 5 näytteenottojärjestelmä soveltuu myös erittäin hyvin kenttäolosuhteissa käytettäväksi, koska laite ei vaadi esimerkiksi sähkövirtaa tai muuta voimanlähdettä. Putkikalvopum- pun ilma voidaan tuottaa esimerkiksi käsipumpulla tai vastaavilla laitteilla.

10 Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.

Kuvio 1 esittää putkikalvonäytteenottopumppua poikkileikkauksena kaaviollisesti imuasennossa.

Kuvio 2 esittää putkikalvonäytteenottopumppua 15 poikkileikkauksena kaaviollisesti poistoasennossa.

Kuvio 3 esittää poikkileikkauspiirrosta putkikal-vopumpusta sekä näytteenottimesta imuasennossa.

Kuvio 4 esittää putkikalvopumppua ja näytteenotin-ta halkileikattuna alkuasennossa.

20 Kuvioissa 1-4 numero 1 viittaa putkikalvopump- puun. Numerolla 2 on merkitty painetila ja numerolla 3 nesteen tai ilman kammio. Numero 4 viittaa paineensyöt-tö/poistokanavaan. Nesteenpoistokanavaa on merkitty numerolla 5 ja nesteenpoistoventtiiliä, joka toimii takaisku-25 venttiilinä numerolla 6. Nesteen tuloventtiiliä on merkitty numerolla 7 ja tulokanavaa numerolla 8. Painetilan 2 ympärillä olevaa kalvoa on merkitty numerolla 9. Ylempi pääty-kappale on numero 10 ja alempi päätykappale numero 11.

Kalvon 9 kiinnittämiseen ja nestekammion muotoiluun käytet- :* 30 tävät kartiorenkaat on merkitty numerolla 12. Putkikalvo- pumpun 1 vaippaan viittaa numero 13. Pumppuosan ja näyt-teenotinosan välinen paineen poistokanava on merkitty numerolla 14. Näytteenottimen 15 ilmanpoistoventtiili on numero 16 ja ilmanpoistokanava numero 17. Nesteen tulokanavaan 35 viittaa numero 18 ja nesteen tuloventtiiliin numero 19.

4 95318 Näytteenottimen sisällä oleva nouseva ja laskeva koho on merkitty numerolla 20, näytteenottimen tyhjennysaukko numerolla 21 ja tyhjennysaukon korkki numerolla 22. Paineen syöttö/poistokanavan liitos on merkitty numerolla 23. Näyt-5 teenottimen pohjaa on merkitty numerolla 24, seinämiä numerolla 25 ja kammiota numerolla 26.

Keksinnön mukaista näytteenotto järjestelmää käytetään seuraavaan tapaan. Näytteenottojärjestelmää käytetään kahtena erilaisena versiona, joista toisella otettava 10 nestenäyte pumpataan maanpinnalle ja toisella nestenäyte pumpataan nestepinnan alapuolella olevaan näytteenottimeen, joka täytyttyään nostetaan maanpinnalle. Näytteenottimena käytettävä versio on tarkoitettu erityisesti saastuneiden maa-alueiden sekä jätealueiden pohjavesinäytteiden ottami-15 seen. Järjestelmän toimiessa putkikalvonäytteenottopumppuna putkikalvonäytteenottopumppu lasketaan nesteeseen, jolloin nestekammio 3 täyttyy nesteellä nesteentulokanavan 8 kautta. Paineen syöttö/poistokanavaa 4 pitkin johdetaan paine painetilaan 2, joka tällöin laajenee kalvon 9 venyessä.

20 Samalla nestekammio 3 pienenee, nesteen tuloventtiili 7 sulkeutuu, nesteen poistoventtiili 6 avautuu, ja neste poistuu nestekammiosta 3 nesteen poistokanavaa 5 pitkin esimerkiksi näytteen keräilyastiaan. Järjestelmä toimii tällöin lähinnä normaalin pumpun tapaan. Paineen syöt-25 tö/poistokanavaa 4 pitkin poistetaan paine, jolloin paine-tila 2 pienenee kalvon 9 supistuessa. Samalla nesteenpois-toventtiili 6 sulkeutuu, ja neste tunkeutuu nesteen tulo-kanavaa 8 pitkin nestekammioon 3 nesteen tuloventtiilin 7 avautuessa.

*: 30 Kun järjestelmää käytetään erillisenä näytteenot timena, liitetään siihen vaihdettavissa oleva näytteenotin. Järjestelmä toimii kuvien 3 ja 4 mukaisesti. Näytteenotin lasketaan nesteeseen. Pumppuosa jää nestepinnan yläpuolelle. Ylipainevaiheessa pumpataan pumppuosaan paineen 35 syöttö/poistokanavan 4 kautta ylipaine, jolla painetila 5 95318 laajenee, ja järjestelmän tässä versiossa ilmakammiona toi-. mivan kammion 3 tilavuus pienenee. Ilma poistuu paineen syöttö/poistokanavaa 14 pitkin näytteenottimeen 15 ja ilman poistoventtiilin 16 avautuessa poistokanavan 17 kautta ulos 5 järjestelmästä. Näytteenottolaitteisto palautetaan perustilaan poistamalla paineensyöttö/poistokanavan 4 kautta painetilan 2 ylipaine, jolloin näytteenottimeen syntyy alipaine paineen syöttö/poistokanavan 14 kautta. Tällöin ilman poistoventtiili 17 sulkeutuu, ja näytteenottimeen 10 virtaa nestettä näytteenottimen alapäässä olevan nesteen tulokanavan 18 kautta nesteen tuloventtiilin 19 avautuessa. Tällöin näytteenottimen sisällä oleva koho 20 nousee nestepinnan mukana asentoon 20b. Näytteenottimen koosta riippuen toistetaan yli/alipainetiloja riittävän monta kertaa, 15 jolloin näytteenottimen täyttyessä koho 20 nousee yläasen-toon ja sulkee paineen syöttö/poistokanavan 14. Täten nestettä ei pääse pumppuun saakka. Näytteenottimen täytyttyä nostetaan pumppuosa sekä näytteenotin maanpinnalle, ja avaamalla näytteenpoistoaukon 21 korkki 22 tyhjennetään 20 näytteenotin. Näytteistä mahdollisesti likaantunut näytteenotin voidaan vaihtaa uuteen liitoksen 23 avulla. Näytteenotin voidaan huuhdella puhtaaksi irroittamalla näytteenottimen alaosassa oleva kierrekiinnityksellä varustettu näytteenottimen alapää 24.

• < 25 Keksinnön mukaista näytteenotinjärjestelmää voi daan luonnollisesti käyttää useihin eri tarkoituksiin, joita kaikkia ei ole lueteltu tässä hakemuksessa. Myös laitteiden konstruktiivisia ratkaisuja voidaan vaihdella melko laajasti joutumatta keksinnöllisen ajatuksen ulkopuoli 30 lelle. Niinpä on mahdollista valmistaa esimerkiksi takais- « 1 kuna toimivat venttiilit toiseen tapaan, kuin mitä tässä hakemuksessa on esitetty esimerkiksi kuula- ja kartiotyyp-pisinä tai erilaisina läppäratkaisuina. Myös osa venttiileistä on eri toimintamuodoissa mahdollisuus jättää pois 35 tai ne voidaan sijoittaa toisiin paikkoihin.

Claims (9)

1. Näytteenottojärjestelmä, jota käytetään nestemäisten näytteiden ottoon pohjavesistä, vesistöistä, saas- 5 tuneesta maaperästä tai vastaavista kohteista, ja joka käsittää putkikalvopumpun (1), erillisen näytteenottimen (15), venttiilit (6, 7, 16, 19) kanavat (4, 14) tunnettu siitä, että näytteenottojärjestelmän putkikalvo-pumppu (1) toimii pumppuna, näytteenottimena ja erillisen 10 näytteenottimen (15) pumppuna, ja että erillinen kammion (26) käsittävä näytteenotin (15) sijoitetaan nestepinnan alapuolelle ja sitä käytetään kertakäyttöisenä saastuneita näytteitä otettaessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenotto-15 järjestelmä, jossa on putkikalvopumppu (1), joka käsittää kalvon (9), kammiot (2) ja (3) sekä venttiilit (6) ja (7) tunnettu siitä, että putkimaisen kalvon (9) ulkopuolinen rengasmainen kammio (3) on tila, johon pumpattava neste johdetaan, ja että kalvon (9) sisäpuolinen tila, 20 kammio (2) on tila, johon paineilma johdetaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen näytteenotto-järjestelmä, tunnettu siitä, että pumpattavan nesteen sisään virtausaukossa (8) ja ulosvirtauskanavassa (5) olevat takaiskuventtiilit (7) ja (6) ovat painovoimatoimi- ' 25 siä tai vastaavia.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen näytteenotto-järjestelmä, tunnettu siitä, että kalvo (9) on puristettu paineilman avulla seiniä (13) vasten pumpun poistovaiheen lopussa. ; 30

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen näytteenotto- • järjestelmä, tunnettu siitä, että kalvo (9) on itse palautuva alkuperäiseen muotoonsa pumpun imuvaiheessa.

6. Patenttivaatimuksen 2 mukainen näytteenotto-järjestelmä, tunnettu siitä, että putkimainen 35 kalvo on kiinnitetty paikoilleen päätykappaleisiin (10) ja 95318 (11) kartiorenkailla (12), jotka muodostavat kartiot pumpun (1) kammion (3) päätyihin.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näytteenottojärjestelmä, jossa on näytteenotin (15), joka käsittää kammion 5 (26) vaipan (25) ja venttiilit (16) ja (19) t u n n e t t u siitä, että kammiossa (26) on seiniä (25) vasten oleva koho (20), ja että mainittu koho (20) kelluu näytteenotto-aineen päällä sulkien kammion (26) sen ollessa täynnä näytteenottoainetta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen näytteenotto- järjestelmä, tunnettu siitä, että tuloaukossa (18) ja ilmanpoistoaukossa (17) olevat venttiilit (19) ja (16) ovat painovoimatoimisia tai vastaavia.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen näytteenotto-15 järjestelmä, tunnettu siitä, että näytteenotin (15) on varustettu korkilla (22) varustetulla tyhjen-nysaukolla (21). • • e Λ 95318