NO311383B1 - Fremgangsmåte og anordning for, i en prövebeholder, å gjenskape miljöet i et trykksatt fluidsystem, samt slikprövebeholder - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og anordning for, i en prøvebehol-der, å gjenskape miljøet i et trykksatt fluidsystem.

I norsk patent nr. 171 430 er det vist og beskrevet en fremgangsmåte og prøvetakerenhet for innhenting av en representativ fluidprøve fra et trykksatt fluidsystem. I dette øyemed anvendes en prøvetakerenhet omfattende et trykkammer innrettet til uttakbart å oppta en prøvebeholder. Et innløp i prøvetakerenhetens trykkammer tilkobles et tappepunkt i det trykksatte fluidsystem hvis fluid skal kont-rolleres, og fluidet i systemet bringes til å strømme i en forutbestemt tid gjennom prøvebeholderen i trykkammeret, idet et utløp i prøvetakerenheten eventuelt for-bindes med et tilbakestrømningspunkt i væskesystemet, hvoretter forbindelsen mellom prøvetakerenheten og fluidsystemet avbrytes, trykket i trykkammeret av-lastes, og prøvebeholderen som nå inneholder en representativ prøve av fluidet i systemet, kan fjernes fra prøvetakerenheten for analysering av dets innhold. Teknikken er særlig beregnet for renhetskontroll av fluider i f.eks. hydrauliske anlegg og sentralsmøreapparater, hvor det tidligere var vanskelig å ta representative prø-ver for dokumentasjon av partikkelrenhet. Ved bruk av den patenterte teknikk eli-mineres muligheten for at selve prøvetaker-operasjonen skal føre til forurensning av prøven, og det kan benyttes billige standardglass- eller plastflasker som prøve-beholder, selv når fluidet i fluidsystemet arbeider under høye trykk.

Det har vist seg at teknikken ifølge ovennevnte patent også er velegnet for prøvetaking med sikte på å studere mikroorganismer, f.eks. bakterier, som lever i strømmende trykkfluider, f.eks smøreolje, vann eller andre væsker hvor slike mikroorganismer er uønsket. Det spesielt fordelaktige ved bruk av ovennevnte patenterte teknikk i forhold til tidligere kjent teknikk for prøvetaking av mikroorga-nisme-inneholdende væsker, er at mikroorganismene, ved bruk av den patenterte prøvetaker, kan isoleres undertrykk med etterfølgende dekomprimering, idet dette medfører at mikroorganismecellene ikke sprekker når trykket senkes kontrollert i prøvetakeren.

Ettersom en del mikroorganismer ofte forankrer seg til et fast punkt, enten i form av partikler eller en overflate, er det imidlertid ikke alltid like lett å gjenskape miljøet i prøven og analysere vekst eller biofilm om ikke hele miljøet bringes tilbake til laboratoriet. Selv om det har vært en solid populasjon av bakterier i en prøve kan det allikevel være vanskelig å få respons i form av vekstforsøk. Dessuten vil biofilm som har satt seg fast på en flate kunne være miljø for mikroorganismer som ikke kommer ut av væskesystemet når en prøve blir tatt. Det har vist seg vanskelig å bli kvitt slik biofilm i rørsystemer, og det finnes eksempler på at hele rørsystemet må rives og erstattes med nytt, til kostnader på flerfoldige millioner kroner.

Av såvel tekniske som økonomiske grunner er det derfor av stor viktighet innen både industri og medisin, å finne en enkel metode og apparatur som gjør det mulig å studere miljøet i fluidsystemer av ovennevnte art, med sikte på bedre å kunne forebygge bakterievekst og biofilm-dannelser i slike fluidsystemer.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte, anordning og prøvebeholder som angitt i de etterfølgende krav.

Ved å anbringe legemer med egnete materialoverflater i prøvebeholdere av den i ovennevnte patent beskrevne art, der biofilm, under og etter gjennomstrøm-ning av det aktuelle trykkfluid i prøvebeholderen, fritt kan vokse på materialoverfla-tene, og der prøvebeholdere med slike prøvelegemer kan sendes inn til f.eks. et laboratorium for analyse, øker treffsikkerheten på å bestemme form for bakterier, vekstbetingelse og hastighet på dannelse av biofilm om det er grunnlag for dette. Således kan f.eks. bakterier i trykkfluidet får en forankring på en representativ overflate som representerer materialer og forhold ellers i systemet, med de bakevjer og strømningshastigheter som er aktuelt for å gjenskape mest mulig likhet med de forhold som finnes i installasjonen. Dette gir mulighet for tidlig observering av eventuell vekst av mikroorganismer, biofilm etc, slik at skadeomfanget på grunn av slike forhold vil kunne bli vesentlig mindre enn dersom forholdet først var blitt oppdaget på et senere tidspunkt.

Riktignok er det tidligere kjent å la fluid strømme over materialoverflater med sikte på observasjon av forekomst og eventuell vekst av mikroorganismer, men ikke i forbindelse med en prøvebeholder for bruk i en prøvetakerenhet av den i ovennevnte NO patent nr. 171 430 beskrevne art, med de fordeler denne inne-bærer.

Selv om oppfinnelsen primært er beregnet på bruk i forbindelse med problemer som skyldes bakterier eller andre mikroorganismer som kan finnes i trykkflu-idsystemer, er den også velegnet for studering av andre miljøer eller forhold som kan skape problemer i trykkfluid systemer, f.eks. korrosjonsdannelse.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en prøvebeholder utstyrt med en første utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen,

Fig. 2 viser en detalj ved anordningen vist i fig. 1,

Fig. 3 viser et lengdesnitt gjennom en prøvebeholder utstyrt med en andre utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen,

Fig. 4 viser en detalj ved sistnevnte anordning, og

Fig. 5 og 6 viser ytterligere eksempler på mulige utførelser av anordningen ifølge oppfinnelsen.

Som ovenfor nevnt, er foreliggende oppfinnelse i første rekke beregnet på å benyttes i tilknytning til oppfinnelsen ifølge NO patent 171 430, og det henvises derfor til dette patent for en fullstendig forståelse av selve prøvetakingsprosessen og -utstyret som, bortsett fra selve prøvebeholderen med tilbehør, ikke vil bli nærmere vist og beskrevet her.

I fig. 1 er det vist en prøvebeholder 22 i form av en glassflaske med en av-takbar kapsel 24, i alt vesentlig lik prøvebeholderen 22 og kapselen 24 ifølge NO-patentet. Kapselen 24 er utformet med en inngangsåpning 32 som går over i et nedadragende stigerør 34 samt en utgangskanal 35, lik inngangsåpningen 32, stigerøret 34 og utgangskanalen 35 ifølge patentet.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det i prøveflasken 22 anbrakt en anordning, generelt betegnet med henvisningstallet 50, innrettet til å gjenskape eller imitere miljøet i et trykksatt fluidsystem (ikke vist), idet trykkfluidet fra fluidsystemet bringes til å strømme inn i prøveflasken 22 via inngangsåpningen 32, røret 34 og ut fra prøveflasken gjennom utgangskanalen 35, som antydet med piler i fig. 1, og som nærmere omtalt i NO patent 171 430.

Som nevnt går foreliggende oppfinnelse ut på å skape et miljø i prøvebe-holderen, som i størst mulig grad simulerer miljøet i det aktuelle fluidsystemet hvorfra trykkfluidet som gjennomstrømmer prøveflasken tappes fra.

En første utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen er vist i fig. 1. Den omfatter en prøveholder 52 bestående av et par bærepinner 54 som f.eks. ved hjelp av pinnehode 51 og endegjenger 53, er diametralt motsatt, løsbart for-ankret i henholdsvis en øvre og nedre støttering 55, 56 innrettet for anlegg mot innsiden av henholdsvis kapselen 24 og prøveflaskens 22 bunn, koaksialt med det sentrale røret 34, samt fortrinnsvis en midtre avstiverring 58. Holderen 52 opptar et antall, i det viste eksempel tolv, prøvelegemer som i dette eksempel utgjøres av ringformete skiver 60 som, via diametralt motsatte styrehull 62, med forutbestemt innbyrdes avstand, f.eks. ved hjelp av distansestykker 57, er løsbart fastholdt på bærepinnene 54, seks skiver på hver side av avstiverringen 58.

Prøveholderen 52, med prøvelegemer 60 og mellomliggende og overlig-gende distansestykker 57 inntredd på bærepinnene 54 innskrudd i bunn-støtte-ringen 56, utgjør en selvstendig, selvbærende enhet eller "pakke" som etter inn-setting fastholdes på plass i prøveflasken 22 ved at kapselen 24 trykker mot topp-ringens 55 overside når kapselen, f.eks. ved hjelp av gjenger 59 monteres på prøveflasken 22. Den nedre støtteringen 56 i prøveholderen 52 kan fordelaktig ha en konkav underside som ligger an mot en tilsvarende konveks innside av prøve-flaskens 22 bunn, for derved å virke til at holderen 52 forblir sentrert i flasken.

I det viste eksempel har prøveskivene 60 koniske sideflater, og skivene på undersiden av avstiverringen 58 er speilvendt i forhold til skivene 60 på oversiden, men selvsagt kunne alle skivene vende i samme retning, eller de kunne om ønskelig være flate eller plane, dvs. uten konisitet.

Ved bruk av anordningen ifølge oppfinnelsen som vist i fig. 1 og 2, plasse-res prøveflasken 22 inneholdende prøvepakken bestående av holderen 52 med

prøveskivene 60 i prøvetaker-trykkammeret, og prøvetakerens innløpsventil åpnes slik at trykkfluid fra det aktuelle trykkfluidsystemet i et forutbestemt tidsrom strøm-mer inn i prøveflasken 22 gjennom inngangsåpningene 32 og røret 34, og ut gjennom utgangskanalen 35, slik som beskrevet i NO-patentet. Linder gjennomstrøm-ningen vil trykkfluidet passere mellom og fordele seg på de forskjellige prøveski-vene som antydet med piler og stryke over deres overflater, slik fluidet stryker over tilsvarende materialoverflater i det aktuelle trykkfluidsystemet. Etter at prøveperi-oden er over, f.eks. etter to uker, stenges trykkammerets utløpsventil, og trykkammeret dekomprimeres gradvis i henhold til en forutbestemt rutine, hvoretter prøveflasken overføres til laboratorium eller lignende for analyse av innholdet. Analysen vil generelt gå ut på å bestemme eventuell forekomst av og form for bakterier, samt eventuell dannelse av biofilm på skiveoverflatene. Eventuelt kan

prøvelegemene gjøres til gjenstand for videre vekstforsøk i laboratoriet eller sendes direkte til mikroskopering. Fig. 3 og 4 viser et annet eksempel på en utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen. Her er prøvelegemene i form av vertikalt, henholdsvis nedad-og oppadragende f.eks. rektangulære plater 64, 65 som, via f.eks. braketter 66, 67, tapper/skruer 68/68' og hull 71, parvis med innbyrdes avstand er løsbart fastholdt på henholdsvis en øvre og nedre støttering 69, 70, symmetrisk på motsatte sider av det sentrale innløpsrøret 34. De nedadragende platenes 64 nedre ende-parti kan hensiktsmessig via hull 71 og mellomlegg 72 være innskjøvet på tapper 73 festet til de oppadragende plater 65. Platene 64, 65 virker til å danne et labyrintaktig strømningsmønster for det gjennomstrømmende trykkfluid, som frem-mer fluidets kontakt med prøvelegemenes 64 overflater. Dessuten vil det i prøve-flaskens nedre parti kunne dannes en "bakevje" som antydet ved pilen 74, som kan simulere tilsvarende bakevjer i det aktuelle fluidsystemet. Om ønskelig kunne de ytre og indre, rektangulære plater erstattes av en ytre og indre sylinder (ikke vist) koaksialt anordnet rundt innløpsrøret 34. Fig. 5 viser et ytterligere eksempel på et sylinderformet prøvelegeme, f.eks. en enkelt stålsylinder 75, som på ulike områder er gjennomboret av små hull 76 som fluidet kan sirkulere gjennom med sikte på eventuell filmdannelse på sylinde-rens 75 overflater. Fig. 6 viser en annen mulig utføringsform av prøvelegemer for anordningen ifølge oppfinnelsen, her i form av et sett med ringformete skiver eller "brikker" 78 som er stablet oppå hverandre i prøveflasken koaksialt med røret 34, slik at fluidet kan testes i forhold til spaltekorrosjon som eventuelt oppstår når fluidet trenger inn.

I alle de ovenfor beskrevne og i figurene viste utføringsformer av anordningen ifølge oppfinnelsen vil prøvelegemene 60; 64, 65; 75; 78 lett kunne løsgjøres enkeltvis fra sine respektive holdere for analyse. De vil normalt bestå av samme materiale som det materialet trykkfluidet er i kontakt med i det aktuelle fluidsystemet som prøveflasken er tilknyttet, f.eks. rør av støpejern eller stål når det gjelder hydraulikk- eller smøreoljesystemer, kobberrør i vannsystemer, mens det i medi-sinske systemer kan være aktuelt med elektropolert, rustfritt stål. Alternativt kan prøvelegemene i hovedsak bestå av et billigere bæremateriale, f.eks. plast, belagt med et overflatesjikt av det aktuelle prøvematerialet.

Ut fra de ovenfor beskrevne eksempler på utføringsformer av oppfinnelsen, vil det være klart at prøvelegemenes utforming og beskaffenhet kan varieres nær-mest i det uendelige, for best mulig simulering av miljøet i det aktuelle fluidsystem som skal testes. Selvsagt kan prøvelegemene og deres bæreelementer settes sammen på andre måter enn her vist og beskrevet. Det som er viktig, er at de ulike elementer er løsbare, slik at de lett kan demonteres for analyse eller benyttes i atskilt form i videre vekstforsøk.

Selve prøvebeholderen 22, inkludert kapselen 24, er ikke begrenset til den på figurene viste form, men kan ha hvilken som helst form, og bestå av hvilket som helst materiale, tilpasset en anordning ifølge oppfinnelsen som i in tur er spesielt tilpasset det aktuelle fluid og/eller fluidsystem som skal testes.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for, i en prøvebeholder, å gjenskape miljøet i et trykksatt fluidsystem, hvor trykkfluid fra fluidsystemet bringes til å strømme gjennom prøve-beholderen (22) og tilbake til fluidsystemet i et bestemt tidsrom,karakterisert vedat fluidet under gjennomstrømningen bringes til å strømme over ett eller flere prøvelegemer (60; 64, 65; 75; 78) med for fluidsystemet representative materialoverflater hvis form og beskaffenhet er egnet til å simulere miljøet i fluidsystemet.

2. Anordning for, i en prøvebeholder, å gjenskape miljøet i et trykksatt fluidsystem, hvilken prøvebeholder (22) er innrettet til i et bestemt tidsrom å gjennom-strømmes av et trykkfluid som tappes fra det trykksatte fluidsystemet og etter gjennomstrømning tilbakeføres i fluidsystemet,karakterisert vedat den omfatter en for anbringelse i prøvebeholderen (22) innrettet, uttakbar enhet som innbefatter ett eller flere prøvelegemer (60; 64, 65; 75; 78) med for fluidsystemet representative materialoverflater hvis form og beskaffenhet er egnet til å simulere miljøet i fluidsystemet.

3. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat prøvelegemene er i form av et antall plane eller koniske, ringformete, koaksialt med innbyrdes avstand anordnete skiver (60).

4. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat prøvelegemene er i form av et sett med forutbestemt innbyrdes avstand motstående, rektangulære plater (64, 65).

5. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat prøvelegemene er i form av to eller flere, med innbyrdes avstand koaksialt utenpå hverandre anordnete sylindere.

6. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat prøvelegemene er i form av en perforert enkeltsylinder (75).

7. Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat prøvelegemene er i form av rektangulære brikker (78) stablet horisontalt på hverandre.

8. Prøvebeholder for bruk i en prøvetakerenhet for innhenting av en representativ fluidprøve fra ett trykksatt fluidsystem,karakterisert vedat den inneholder ett eller flere prøvelegemer (60; 64, 65; 75; 78) med for fluidsystemet representative materialoverflater hvis form og beskaffenhet er egnet til å simulere miljøet i fluidsystemet.