PT91076A - Dispositivo pneumatico para a extraccao automatica de uma amostra de um liquido de um recipiente - Google Patents

Description

EUROPAISCHE ATOMGENEINSCHAFT (EURATOM) "DISPOSITIVO PNEUMÁTICO PARA A EXTRACCAO AUTOMÁTICA DE UMA AMOSTRA DE UM LIQUIDO DE UM RECIPIENTE" A presente invenção diz respeito a um dispositivo pneuma-tico para a extracção automática de uma amosrta de líquido de um recipiente para uma, ampola* que e fechada* podendo a amostra ser aspirada através de uma agulha oca, ligada com o recí pi ente através de uma conduta do líquido e que atravessa a tampa.

No caso do tratamento de líquidos tóxicos ou radioacti vos, e necessãrí o mui tas vezes recolher amostras em diversos pontos pa. ra fins de analise. Se o processamento dos líquidos se efectuar em espaços inacessíveis, as chamadas células quentes, então esta recolha de amostras exigia ate agora sistemas complicados actua-dos por manipuladores operados a distância, mais correctamente em todos os pontos onde se pretender colher amostras, 0 problema que a presente invenção se propõe resolver consiste portanto em proporei onar um dispositivo facilmente transportável, que oode ser operado de maneira fiável, mesmo com manipuladores de actuação grosseira, e ser transportado aos diferentes pontos de recolha das amostras, de modo que possa prever-se apenas um numero reduzi -do de tais dispositivos para todos os postos de recolha de amostras que se encontram numa célula quente.

Segundo a presente invenção, o problema resolve-se com um di spos i ti vo pneumático do tipo mencionado na introdução, de modo tal que o di spos i ti vo possui um prato pneumático susceotível de ser elevado 'pneumaticamente para receber uma ampola, existindo uma agulha de aspiração oposta ao prato* a qual, quando se eleva este ultimo, penetra na ampola e de modo que a aqui ha de aspiração está 11 gada com uma válvula electropneumãtica que fornece, se lectivamente, uma depressão ou uma sobrepressão a agulha de aspi-ração. t portanto suficiente para uma recolha de amostras colocar uma ampola no prato e elevar este ultimo, de modo que a agulha de aspi ração penetre na ampola. Depois faz-se também atravessar a tampa da ampola por uma agulha oca que está em comunicação com o recipiente do qual se pretende extrair uma amostra, e liga* -se o dispositivo. Em primeiro lugar, fornece-se a agulha de aspi ração uma sobrepressão, de modo que a ampola e, através da agulha oca, também a conduta no sentido do recipiente, são lavadas com ar comprimi do. Gera-se deoois uma depressão na ampola, de modo que li aspi ra o liquido a anal isar para a ampola.

De preferencia, ã agulha de aspi ração está assoei ada uma válvula de fecho, quê interrompe a col hita de amostra logo que ejn tra na agulha de aspi ração 1T q u i d o em vez de ar.

Numa forma de reali zação preferi da do di sposi ti vo segundo a presente invenção, como se define nas rei vindi cações 2 e 3, a depressão é gerada num cilindro duplo, cuja fonte de energia é a fonte de ar comprimido. Deste modo, o dispositivo necessita de apenas uma sõ fonte de energia para o seu funcionamento, designa-damente a fonte de ar comprimido.

Descreve-se a seguir com ma is pormenor a presente invenção com base num exemplo de realização preferido, com referenci a às duas fi guras , que representam: A fig. 1, uma montagem esquemática de todo o dispositivo , e A fig. 2, um corte da parte pneumática do dispositivo. 0 dispositivo está cercado, na fig* 1, por uma linha a traço-e-ponto (1) e encontra-se numa assim denominada célula quen ti. AT o dispositivo está ligado a uma fonte de ar comprimido (2) como fonte única de energia e de resto ligada com uma conso-1 a de comando no exterior da célula apenas Dor dois condutores electricos (3) e (4). Nesta célula encontra-se também um recipi-ente (.5) do qual se pretende extrai r uma amostra, 0 recipiente esta, para esse fim, provido de uma conduta (6) que mergulha no líquido do recipiente e leva na extremidade exterior uma agulha fina oca (7). A agulha oca está de preferência montada fixa na proximidade do recipiente (5) de modo tal que a sua ponta fica voltada verti calmente para baixo e pode penetrar numa tampa de borracha fina (8) de uma ampola (9), quando esta se aproximar da agulha, de baixo para cima. Mas seria possível também o contrã-rio, isto é assentar o di sposi ti vo na vizinhança do recipi ente e introduzir a agulha oca (7) suspensa numa conduta flexível, por meio do manipulador, na ampola, de cima para baixo. A ampola (9) assenta num prato (10), que e susceptível de ser deslocado para cima, contra uma espera (12), por um Ímlo- *4 ^ ? .% lo pneumático (Π). 0 cilindro em cujo interior se desloca este êmbolo (11) está ligado com a fonte de ar comprimido (2) através de uma válvula principal (13), Se se abrir a válvula principal (13), então o êmbolo (11) 1evanta o prato (10), e portanto a am-pola (9), e desloca este ultimo contra o batente (12), Então uma agulha de aspiração (14) fixa e oposta ao prato penetra na ampola através da tampa (8) de borracha. Com o auxílio de um disposi_ tivo de válvulas electropneumãticas, fornece-se a ampola, através da agulha de as di ração , seiecti vamente, uma sobrepressão, a fim de esta lavar a conduta (6) , ou gera-se uma depressão, para aspirar uma amostra do recipiente (5) oara a ampola. Este dispo-s i ti vo de válvulas será descrito ma is adiante. A agulha de aspiração esta ligada através de uma válvula de fecho (15) com uma válvula de três vias (16), que se encontra numa parede divisória (17) de um cilindro duplo (18). A parede divisória (17) divide o ci 1 indro duplo (18)' em duas câmaras (23) e (24) e ê atravessada de maneira estanque por uma haste de embolo (19), que 1eva em cada extremidade um êmbolo (20) e (21), A válvula (16) liga seiectivamente a conduta (22) que vem da vãlvu la de fecho (15) com cada um dos lados da parede divisória, A pri_ meira cantara (23) deste cilindro (li) I dividida pelo primeiro êmbolo (20) em duas câmaras, das quais a do espaço próximo da pa_ rede divisória está ligada com uma conduta de ar comprimido (25) , enquanto o espaço afastado da parede divisória está ligado com uma. conduta de ar comprimi do (26). As duas condutas são alimenta das alternadamente com ar comprimido, através· de uma válvula elec trica (27), sendo o ar comprimido fornecido pela fonte de ar com prlmido (2) através de uma válvula principal (13), A outra cima- ra (24) estã provida de uraa abertura (28) na face do tôpô. A vãl^ vula electrica (27) liga ou a conduta (26) com a fonte de ar com pri mi do (2) e ao mesmo tempo a conduta (25) com o ar ambiente da célula quente, ou a conduta (25) com a fonte de ar comprimi do (.2) e simultaneamente a conduta (25) com o ar ambiente,

As instruções de comando a receber do exterior da célula estão indicadas simbolicamente por botões (29) e (30), que comutam a vaivula electrica (27) ou, respectivamente, abrem ou fecham a válvula pri nci pal do ar comprimi do (13). 0 dispositivo segundo a fig. 1 funciona da seguinte maneira:

Se se pretender retirar uma amostra do recipiente (5), então em primeiro lugar coloca-se uma ampola (9) no prato (10) , empurrado para baixo, manualmente ou com o auxilio de um manipu-1ador, abrindo-se depois a válvula (13) do ar comprimido, Desse modo, o prato (10) é deslocado para cima e a agulha de aspiração (14) penetra através da tampa de borracha (8) na ampola. A ampola fica portanto segura no dispositivo e é levada, juntamente com este, para junto do recipiente (5). E então aproximada, de baixo para cima, da agulha oca (7) de modo tal que esta pode tam bem. penetrar através da tampa (8) da ampola,

Entretanto, a válvula electrica (27) encontra-se na posi_ ção representada na figura e introduz ar comprimido na câmara in ferior (23) do cilindro duplo (18), através da conduta (25). 0 êmbolo duplo (20) e (21) encontra-se na sua posição inferior e faz pressão com a face traseira do embolo suoerior (.21) contra um impulsor (nao representado) que ajusta a válvula de três vias, (16) de modo tal que a câmara inferior (23) fica em ligação com a ampola (22) através da conduta (22) e a válvula de fecho (15), 0 ar comprimido forneci do através da conduta (25) entra na ampo- 1 a através da conduta (22) es; através da agulha oca (7) chega até ao recipiente (5) do qual se pretende retirar a amostra. Bes_ te modo, evita-se, nesta fase, que cheguem ao dispositivo gases tóxicos provenientes do recipiente e consegue-se que a agulha oca (7) e a conduta (6) sejam lavados. Pode designar-se esta posição dos êmbolos como posição preoaratõria. Ela pode durar um tempo qualquer.

Se então se comutar a válvula eléctrica (27), alimentasse com ar comprimi do, em vez da conduta ( 25), a conduta (26), de modo que os dois êmbolos (20) e (21) se deslocam para cima, na figura. Com este movimento, muda-se também a posição da vai vu 1 a (16), de modo que então a conduta (22)fica em comunicação com a câmara (24), na qual se estabelece, a medida que prossegue o movimento de subi da do êmbolo (21), uma depressão, A depressão transmite-se, através das duas agulhas (14) e (7), à conduta (6) do recipiente, de modo que nesta conduta o liquido do recipiente sobe e ê lançado na ampol a (9), A cil indrada do êmbolo (211 e di^ mensionada de modo tal qué em todos os casos chegue â ampola uma quantidade suficiente de líquido.

Quando o nível do líquido na ampola atingir a agulha de aspiração (14), o operador pode comutar a alimentação do ar comprimido , por meio da válvula eléctrica (27), de modo que os êmb£ -7-

1 os (20) e (21) se movam de novo para baixo. Com este movimento gera-se na câmara ( 24) uma sobrepressão, apli cando-se essa sobr£ pressão I válvula (16) e â conduta (22) , através da válvula (16) e da conduta (22), da válvula (15) e da agulha (14), Consegue-se desse modo que a quantidade em excesso do liquido da amostra seja reenviada para o recipiente (5)t 0 apareiho encontra-se de no vo na posição de preparação [e "lava" a agulha (7) e a conduta (6 )J.

Se, pelo contrãrio,o ooerador não comutar a válvula el ec ctri ca (27), então acti va-se a vãlvula de fecho (15) por meio do liquido da amostra que sobe, 1fgando de novo um microcontacto eléctrico, não representado. Este contacto actua então a vãlvu-1 a elictrica (27), desenvolvendo-se então o processo atrás descri to * E.m ambos os casos impede-se portanto que o liquido penetre no cilindro duplo (18) . 0 operador pode então desligar a al imentação de ar com-primido, através da válvula (13), e retirar a agulha oca (7) da amploa, afastando para isso o di sposi ti vo para baixo e depoi s co locando todo o dispositivo, juntamente com a ampola cheia, noutra posição em que pode deslocar-se o prato (10) para baixo e afastar-se a ampola (9) do prato. A realização técnica dos componentes essenciais do dispo si ti vo pode ver-se na fi g. 2, que vai agora descrever-se, Mesta figura usara-se as mesmas referências oara os componentes iquais nas duas figuras. © êmbolo (111 para a elevação do prato (101, no qual assenta a ampola (9 J, esta construtivamente unido ao cilindro duplo (18). Através do fundo comum (36) passam, uma ao la do da outra, quer a conduta de ar comprimido (26), quer a condu ta de ar comprimido para alimentação do embolo (11), Na fig, 2 esta representada uma agulha oca (7), ligada através de uma conduta a um reci pi ente não representado, sali ente para o interior da ampola (9) passando através da tampa de borracha (8). A fim de facilitar a penetração desta agulha oca, previu-se por cima do batente (12) um funi1 de guia (31). A ampola está representada na posição preparatõri a, isto é, a agul Fia de aspiração (14) fica saliente para o interior da ampola e esta última estã encos tada ao batente (12).

Os dois êmbolos (20) e (21) do cilindro duplo (18) estão representados numa posição media. Na posição preparatória, o êmbolo (21} assenta num impulsor (32) da vãlvula (16) e empurra es te para uma posição na qual um espaço anular ligado com a conduta (22) estã 1 igado com o espaço inferior (23)'. Ao mesmo tempo, com a mesma câmara estã 1igada a conduta (25), através de um espaço anular, em paralelo com a mesma, e um canal (33) no interior da parede divisória (17).

Na posição média dos êmbolos representada na fig. 2, a valvula (16) esta fechada no sentido da câmara (23), visto que uma cabeça da vãlvula, com a sua junta de vedação anui ar (34), assenta na parede divisória, sob a acção de uma mola antagonista (35). A depressão formada quando do movimento ascendente do embolo (21) no espaço inferior da câmara (24) torna-se activa tam-

bei na conduta (22) e na agulha de as pi raçao (14)* âs duas válvulas electricas (13) e (27) não estão aqui representadas por se tratar de componentes convencionais, que são montados em posições apropriadas no dispositivo reoresentado na fig. 2, Também não estão representadas· as maxilas de preen-são adaptadas a um manipulador, nas quais o manipulador prende o disposi tivo e pode assim colocã-lo, relativamente ã agulha oca 'de um recipiente (5), de modo que a agulha oca (7) penetre na am pol a. 0 grau de enchi mento da ampola resulta automaticamente da posição da agulha de aspiração (14), eventualmente regulável , ou seja independentemente do comprimento da conduta (6) entre a agulha oca (7) e o recipiente (5), diferente de estação para estação de recolha de amostras.

Em todo o dispositivo ha apenas duas possibilidades de comando, designadamente a ligação da vãlvula de alimentação de ar comprimido (13) e a comutação da válvula elictrica (27), Esta praticamente excluído qualquer erro de operação, Se faltar ar com primido como única fonte de energia, então interrompe-sê imediata mente a operação de aspiração, mas a quantidade da amostra ja as pirada mantem-se seguramente na ampola, A presente invenção não se limita ao exemplo de reali2a-ção preferido descri to. Assim, por exemplo, em especial , pode não existir o ci 1 indro duplo, se se dispuser de fontes de ar sob pres_ são e de uma sobrepressão separadas. A válvula (27) serve então -10 apenas para a comutação entre estas duas fontes,

Claims (4)

1. -11

   Reivindicações 1:.- Dispositivo pneumático para a extracção automática de uma amostra de um líquido,de um recipiente para uma ampola, que ã fechada com uma tampa de borracha, sendo a amostra susceptível de ser aspirada através de uma agulha oca quê está ligada com o recipiente através de uma conduta do líquido e atravessa a tampa, caracteri-zado por o dispositivo possuir um prato (10) susceptível de ser elevado pneumaticamente para receber uma ampola (9), por em frente do prato se situar uma agulha de aspiração (14) que, quando da elevação do prato, penetra na ampola e por a agulha de aspiração estar ligada com um dispositivo de válvula electropneumática (18- 21,27), que fornece selectivamente uma depressão ou uma sobrepres são ã agulha de aspiração.
2. 2.- Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracteri-

   -12- zada por o dispositivo de válvula electropneumática apresentar um cilindro duplo (18), cujos dois êmbolos (20,21) estão montados de maneira movei, cada um numa câmara (23,24), atravessando de maneira estanque a haste de êmbolo (19) que liga os dois êmbolos uma parede de separação (17) entre as câmaras, por na primeira camara (23), na zona da parede de separação e na zona da parede de topo, desembocar uma conduta de ar comprimido em cada uma (25, 26), enquanto a outra câmara (24) ê aberta do lado de topo, por a parede de separação apresentar uma válvula de três vias (16) que liga uma conduta (22) que conduz â agulha de aspiração (14) com a primeira câmara (23), quando o êmbolo na outra câmara (24) se encosta â parede de separação (17), enquanto, caso contrário, a conduta (22) que conduz â agulha de aspiração (14) está ligada com a outra câmara (24).
3. 3. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracteri-zado por as duas condutas (25,26) de ar comprimido estarem ligadas com uma válvula elêctrica (27) que, alternadamente, fornece ar com primido a estas condutas, estando a conduta que precisamente não ê alimentada com ar comprimido na válvula elêctrica (27) ligada com o ar ambiente.
4. 4. - Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a agulha de aspiração (14) estar ligada com o dispositivo de válvula electropneumátioa (18-21,27) -13-

   através de uma válvula de fecho (15) que impede que o líquido seja aspirado através da agulha de aspiração, Lisboa, 8 de Junho de 1989

   •ΊΛ.—1