DE2412635B2 - Vorrichtung zur probenentnahme - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur

Probenentnahme gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art gemäß der nicht zum Stand der Technik gehörenden DT-OS 22 49 490.

Bei der Probenentnahmevorrichtung gemäß der DT-OS 22 49 490 werden die Probenentnahmeköpfe zwischen aufeinander folgenden Probenentnahmen nicht gespült, wie es beispielsweise aus der US-PS 33 01 065 bekannt ist. Die Probenentnahmeköpfe werden lediglich entleert, und es wird durch passende Wahl der Rückzugsgeschwindigkeit der Sonden gewährleistet, daß keine Probeflüssigkeit an der Außenseite der Sonden haften bleibt. Demzufolge ist es bei der Vorrichtung gemäß der DT-OS 22 49 490 nicht ausgeschlossen, daß Proben durch vorausgehende Proben verschmutzt und so die Analyseergebnisse verfälscht werden.

Nun wäre es zwar möglich, bei Verwendung der genannten Probenentnahmevorrichtung zwischen zwei Probenbehälter jeweils einen mit Reinigungsflüssigkeit gefüllten Behälter zwischenzuschalten. Hierdurch würde aber die Betriebszeit verdoppelt und die Aufnahmefähigkeit der Analysevorrichtung, deren Bestandteil die Probenentnahmevorrichtung ist, auf die Hälfte verringert. Eine Lösung gemäß der US-PS 33 01 065, bei der ein Probenentnahmekopf zwischen Probenbehälter und einem mit Reinigungsflüssigkeit gefüllten Behälter beweglich ist, würde bei einer Probenentnahmevorrichtung mit mehreren Probenentnahmeköpfen, wenn sie hierbei überhaupt anwendbar ist, zu sehr komplizierten Bewegungsabläufen und zu einem entsprechend komplizierten Aufbau der Vorrichtung führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Probenentnahmevorrichtung zu schaffen, bei der bei möglichst einfachem Bewegungsablauf eine gleichzeitige Funktion mehrerer Probenentnahmeköpfe möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die vom Patentanspruch 1 erfaßten Maßnahmen gelöst. Hierbei kann sich die Wanne mit der Reinigungsflüssigkeit längs sämtlicher Sonden erstrecken, so daß die Sonden zwischen zwei Probenentnahmen jeweils gemeinsam in die Reinigungsflüssigkeit eingetaucht werden und die Sonden und die zugehörigen Probenentnahmeköpfe mit der Reinigungsflüssigkeit gespült werden können. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist, obwohl die Probenentnahmeköpfe und die zugehörigen Sonden jeweils in drei Stellungen bewegt werden, als Antrieb nur ein druckmittelbetätigter Zylinder erforderlich, dessen Kolben zwischen zwei Stellungen beweglich ist. Zur Einstellung der dritten Stellung wird der Kolben des druckmittelbetätigten Zylinders freigegeben bzw. auf beiden Seiten mit gleichem Druck beaufschlagt, so daß die Feder als einziger Antrieb auf den Probenentnahmekopf wirkt. Bewegungsablauf und Aufbau sind also

lenkbar einfach, wobei durch den erfindungsgemäßen Aufbau zusätzlich eine Bewegungsbegrenzung der Sonde in der Zwischenstellung, in der die Sonden in die Wanne eintauchen, gewährleistet ist.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

F i g. 1 zeigt perspektivisch die Vorrichtung mit einem Probenentnahmekopf, einer Wanne und Mechanismen für die Bewegung von Kopf und Wanne;

Fig-2 zeigt perspektivisch die Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Wanne in einer abgesenkten Lage unter der Sonde des Probenentnahmekopfes gezeigt ist;

F i g. 3A zeigt in einer Seitenansicht die Mechanismen zum Bewegen der Wanne, wobei die Wanne in der angehobenen Lage gezeigt ist;

F i g. 3B ist eine Seitenansicht wie F i g. 3A und zeigt die Wanne in einer abgesenkten Lage;

F i g. 3C ist eine Seitenansicht wie F i g. 3B und zeigt die Wanne, wenn sie unter die Sonde bewegt ist;

F i g. 4 zeigt in einer Seitenansicht den Probenentnahmekopf mit der Sonde in der Wanne;

F i g. 5A zeigt als Einzelheit in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht die Lage einer Spielkupplung des Kopfes, wenn der Kopf sich in der angehobenen Lage für das Mischen und Abgeben der Probe befindet;

F i g. 5B zeigt in einer Einzelheit in der Seitenansicht die Spielkupplung, wenn der Kopf sich in der Lage für das Reinigen der Sonde befindet;

F i g. 5C zeigt in einer Einzelheit in der Seitenansicht die Spielicupplung, wenn sich der Kopf in der Probenentnahmelage befindet;

F i g. 6 zeigt schematisch die Beziehung zwischen den beiden Ventilblöcken des Probenentnahmekopfes in einer ersten Lage bzw. der Probenentnahmelage;

F i g. 7 zeigt schematisch wie F i g. 6 die Ventilblöcke in einer zweiten Lage, der Misch- und Abgabelage;

F i g. 8 zeigt schematisch wie F i g. 7 die Ventilverbindungen für das Durchführen von Reinigungsflüssigkeit durch die Sonde, während die Ventilblöcke in der zweiten Lage gehalten sind.

Die Probenahme- und Mischvorrichtung 10, von der Teile in F i g. 1 gezeigt sind, enthält einen Probenentnahmekopf 12, einen Zylinder 13 zum Antrieb des Kopfes, eine rinnenförmige Wanne 14 und einen Mechanismus 15 zum Antrieb der Wanne 14, wobei der Mechanismus 15 einen Zylinder 16 aufwei.-t.

Der Probenentnahmekopf 12 ist so konstruiert, daß er zusammen mit einer Vielzahl von gleichen, nicht gezeigten Probenentnahmeköpfen gleichzeitig betrieben werden kann. Der Probenentnahmekopf 12 enthält einen Ventilmechanismus 17, wie er in den Fig.4, 6, 7 und 8 gezeigt ist. Der Ventilmechanismus 17 besteht aus einem Unterteil 18 und einem Oberteil 20 die geradlinig (gleitend verschiebbar) relativ zueinander zwischen zwei Ventillagen bewegbar sind, nämlich einer Probenentnahmelage und einer Abgabelage. Am Unterteil 18 ist eine hohle Sonde 22 angebracht, die sich von ihm wegragt und mit dem Probenentnahmekopf 12 zwischen einer ersten oder Probenentnahmelage, in welcher das freie Ende 23 der Sonde 22 in einen Probenbecher 24 in einem Probenbecherhalter 25 (F i g. 1 und 2) eingeführt ist, und einer zweiten oder aus der Bahn der Bewegung des Bechers 24 zurückgezogenen Lage bewegbar ist.

In der ersten Lage der Sonde 22 und des Ventilmechanismus 17 ist die Sonde 22 über Unter- und Oberteil 18 bzw. 20 und eine Probenschleife bzw. Probenüberführung 34 mit einer nicht gezeigten Probenpumpe verbunden, um etwas von der flüssigen Probe von dem Becher 24 abzuziehen. Dabei wird eine festgelegte Probemenge aus dem Becher 24 in die Probenschleife 34 angesaugt Gleichzeitig wird über die Kopfteile 18, 20 eine nicht gezeigte Reaktionsmittelquelle mit einer nicht gezeigten Reaktionsmittelpumpe verbunden, die so arbeitet, daß sie mit einer Menge des Reaktionsmittels gefüllt wird. Weitere Einzelheiten bezüglich der Pumpe und zugeordneter Steuersysteme können aus der vorstehend genannten älteren DT-OS entnommen werden.

Wenn eine ausreichende Probenmenge durch die Probenschleife 34 gezogen ist, wird der Zylinder 13 betätigt, um die Sonde aus dem Becher 24 heraus in ihre zurückgezogene Lage und gleichzeitig Unter- und Oberteil 18 bzw. 20 bezüglich einander zu bewegen. Durch diese Wirkung wird eine bestimmte Menge bzw. ein bestimmtes Volumen der Probe in der Probenschleife 34 abgeschert und eingeschlossen, während die Teile 18 und 20 in die zweite Ventillage bewegt werden.

Wenn sich der Ventilmechanismus 17 in der zweiten Lage bzw. Abgabelage befindet, ist ein Ende der Probenschleife 34 über die Teile 18 und 20 mit der Reaktionsmittelpumpe verbunden, die nun betrieben wird, um das Reaktionsmittel in die Teile 18 und 20 zu pumpen. Das andere Ende der Probenschleife 34 ist mit einer Leitung 36 verbunden, die zu einem Reagenzglas führt. Ein im folgenden im einzelnen noch näher beschriebener Nebenweg führt etwas Reaktionsmittel neben der Probenschleife 34 vorbei zum Auslaßende der Schleife 34, wo es mit der Probe vermischt wird, die gerade aus der Probenschleife 34 durch den Druck des Reaktionsmittelstromes am Einlaßende der Schleife 34 ausgedrückt wird. Die festgelegte Probenmenge wird gleichzeitig aus der Probenschleife 34 ausgedrückt, mit dem Reaktionsmittel gemischt und als Reaktionsmittel-Probengemisch dem Reagenzglas zugeführt. In dem Glas reagiert das Reaktionsmittel mit der flüssigen Probe. Nach einem festgelegten Zeitraum kann das erhaltene Gemisch colorimetrisch untersucht werden. Im Falle einer reinen Verdünnung kann das erhaltene Gemisch einer Teilchenzählung unterworfen werden usw.

Die Sonde 22 und der Auslaß der Probenpumpe werden gleichzeitig mit einer nicht gezeigten Unterdruckquelle verbunden, um das Rohr durch Unterdruck von flüssigem Probenmaterial zu reinigen und um Reinigungsflüssigkeit durch die Sonde 22 zu saugen, wobei die Vorrichtung 10 für eine weitere Probenahme präpariert wird.

Das Unterteil 18 ist an einem Ende mittels eines Armes 37 gehalten, der von zwei langgestreckten Platten 38 und 40 gebildet wird (F i g. 1 und 2).

Die für die Halterung der Platten 38 und 40 am Unterteil 18 verwendeten Befestigungsmittel dienen auch zur Befestigung von zwei Platten 42 und 44 am Unterteil 18. Jede Platte 42, 44 ist zwischen dem Unterteil 18 und einer der Platten 38,40 angeordnet.

Die Innenenden der Platten 38 und 40 haben Ausnehmungen, die um eine Welle 45 passen, um die Befestigung der Armanordnung 37 an dem Schaft 45 zu erleichtern.

Die Welle 45 erstreckt sich durch eine Seitenwand 4t eines Gehäuses und ist darin gelagert, das teilweise die

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Probenentnahmeköpfe 12 umgibt. Auf der anderen Seite der Wand 46 ist die Welle 45 mit einem Hebel 47 verbunden. Das Ende 48 des Hebels 47 ist mit der Kolbenstange 49 des Zylinders 13 verbunden. Der Zylinder 13 ist an der Seitenwand 46 befestigt. Die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 49 erzeugt eine begrenzte Drehung der Welle 45, wodurch eine Bewegung des Probenentnahmekopfes 12 und der Sonde 22 nach oben oder unten hervorgerufen wird. Der Probenentnahmekopf 12 ist in Fig. 1 in der angehobenen Lage gezeigt, wobei eine abgesenkte Lage der Sonde 22 durch gestrichelte Linien angedeutet ist

Die Welle 45 verläuft parallel zur Rückwand 51 des Gehäuses und in einem Abstand hierzu. Ein langgestreckter Träger 52 ist an der Rückwand 51 befestigt, steht davon nach außen zur Welle 45 hin vor und weist eine Vielzahl von öffnungen 53 auf, von denen jede einen Zapfen 54 mit einem kugeligen Ende 55 trägt Jedes kugelige Ende 55 bildet den Teil einer Kugel-Pfannen-Verbindung 56, wodurch ein Ende eines Gestänges 57 schwenkbar angebracht ist, das sich vom Oberteil 20 eines der Probenentnahmeköpfe 12 aus erstreckt und damit verbunden ist

Jedes Gestänge 57 enthält einen Stab 58, der mit dem Pfannen- bzw. Lagerelement 59 einer der Kugel-Pfannen-Verbindungen 56 einstellbar verschraubt ist. Wie aus F i g. 4 und den F i g. 5A, 5B, 5C zu ersehen ist, sitzt das andere Ende des Stabes 58 in einer Büchse 60, die mit einer Gabel 61 verbunden ist, die an dem hinteren Ende des Unterteils 20 befestigt ist In der Büchse 60 ist eine Kupplung 62 zum Ausgleich des Spiels angeordnet die aus einer Feder 63 besteht die zwischen einem Sitz 64 am Ende des Stabes 58 und einem Sitz 65 am Ende eines Stabes 66 angeordnet ist der mit dem Oberteil 20 verbunden ist und sich in die Büchse 60 erstreckt

Ein Schleifring 67a an dem Stab 66 und ein Schleifring 67b in der Büchse 60 begrenzen die innere und äußere Bewegung der Sitze 64 und 65.

Wie in F i g. 6 gezeigt ist enthält der Unterteil 18 eine ^₀ Innenfläche 68 und eine Außenfläche 70. In gleicher Weise weist der zweite Ventilblock 20 eine Innenfläche 72 und eine Außenfläche 74 auf. Die Fluidverbindungen werden an den Innenflächen 68 und 72 der Teile 18 und 20 hergestellt und unterbrochen, die in abdichtendem Gleiteingriff gehalten werden. Die gute Abdichtung zwischen den Innenflächen 68 und 72 in den Bereichen angrenzend an die Öffnungsverbindungen zwischen den Teilen 18 und 20 wird dadurch erreicht, daß sie gegeneinandergedrückt werden und die Innenflächen 68 und 72 geschliffen und geläppt sind. Vorzugsweise werden die Innenflächen 68 und 72 von einem sehr harten Material gebildet, welches durch Schleifen und Polieren geglättet ist, um einen Abrieb an den genau begrenzt, die jeweils an den Enden des Oberteils 20 in einer Lage so befestigt sind, daß sie sich an die Enden des Unterteils 18 anlegen. Wenn somit der Arm 37 durch den Zylinder 13 nach unten bewegt wird, wird die Bewegung des Arms 37 durch den Anschlag 84 und ein Ende des Unterteils 18 begrenzt. Wenn der Arm 37 durch den Zylinder 13 nach oben bewegt wird, wird in gleicher Weise seine Bewegung durch das gegen den Anschlag 86 stoßende andere Ende des Oberteils 20 begrenzt. Die Anschläge 84 und 86 und die jeweiligen Enden des Oberteils 20 legen auch die erste und zweite Ventillage des Ventilmechanismus 17 fest

Wie aus F i g. 6 zu ersehen ist, enthält das Unterteil 18 im Inneren eine Anzahl von Gängen und Durchlässen,

■ 5 die folgendermaßen gekennzeichnet sind. Zwischen den Flächen 68 und 80 des Unterteils 18 erstreckt sich ein Probenaufnahmedurchlaß 90, der an der Außenfläche 70 mit der ansaugenden Sonde 22 verbunden ist. Zwischen den Flächen 68 und 70 erstreckt sich ein Durchlaß 92 für das Extrahieren einer Probe, der an der Außenfläche 70 mit einem Rohr oder einer Leitung 93 verbunden ist die zu der Probenpumpe führt Zwischen den Flächen 68 und 70 erstreckt sich weiterhin ein Durchlaß 94 für die Reaktionsmittelzufuhr, der an der Außenfläche 70 mit einer Leitung 95 verbunden ist, die zu der Reaktionsmittelquelle führt Ein erster Durchlaß 96 für die Reaktionsmittelüberführung öffnet sich nur zur Innenfläche 68. Ein zweiter Durchlaß 98 für die Reaktionsmittelüberführung öffnet sich ebenfalls nur zur Innenfläche 68. Zwischen den Flächen des Unterteils 18 erstreckt sich ein Durchlaß 100 für die Probenabgabe, der an der Außenfläche 70 mit der Leitung 36 verbunden ist Ein Gang 102 verbindet den ersten Überführungsdurchlaß 96 mit dem zweiten Überführungsdurchlaß 98. Ein Nebengang 103 verbindet den Gang 102 mit dem Durchgang 100 für die Probenabgabe.

Das Oberteil 20 weist ebenfalls eine Anzahl von Durchgängen auf, die folgendermaßen gekennzeichnet sind: Zwischen den Flächen 72 und 74 des Oberteils 20 erstrecken sich ein erster und ein zweiter Durchlaß 104 bzw. 106, die einen Teil der Probenschleife 34 bilden. Zwischen den Flächen 72 und 74 des Oberteils 20 erstreckt sich weiterhin ein Abgabedurchlaß 108 für das Reaktionsmittel, der an der Außenfläche 74 mit einer Leitung 109 verbunden ist die zu der Reaktionsmittelpumpe führt Zwischen den Flächen des Oberteils 20 erstreckt sich ein erster Evakuierungsdurchlaß 110, der an der Außenfläche mit einer Leitung 111 verbunden ist, die zu der Vakuumquelle für die Reinigung führt Ein zweiter Evakuierungsdurchlaß 112 ist zur Innenfläche 72 und zur Außenfläche 74 offen und mit einer Leitung 114 verbunden, die ebenfalls zu der Vakuumquelle i die Reinigung führt
Die Durchlässe erstrecken sich alle senkrecht zu destj

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Innenflächen 68 und 72 zu verhindern oder zumindest ₅₅ Flächen der Teüe 18 und 20 und sind vorzugsweise stark einzuschränken. Infolge des Drucks auf die Teile der sich in Längsrichtung erstreckenden Mi "

müssen sie aus einem Material mit hoher Dimensionsstabilität hergestellt werden. Außerdem muß das Material in hohem Maße korrosionsresistent gegenüber den durchgeführten Medien sein. Bei einer Ausfühnmgsform der Erfindung besteht das Unterteil 18 aus Graphit und das Oberteil 20 aus rostfreiem StahL wobei die Innenfläche 72 mit einer Ahimmhimoxyd-Sniciumoxyd-Zusammensetzung mit Hilfe des Flammen- oder Plasmasprühverfahrens versehen ist

Wie ans Fig.4 zu ersehen ist, ist das Oberteil langer als das Unterteil 18. Eine Bewegung des TeBs relativ zum Teil 18 ist durch die Anschläge 84 und eines jeden Teils 18,20 angeordnet

Bei der in F i g. 6 gezeigten Stellung befinden ädn Teile 18,20 in der ersten Lage bzw. der Probeneat
te melage, in welcher die Öffnung des Probe
durchlass« 19 mit der öffnung des ersten
104 der Probenschleffe 34 fluchtet und in Ve
steht Die öffnung des zweiten Durchlasses IC
fluchtend zu dem Durchlaß 92 für das Extrahie

«5 P"*« ausgerichtet und steht damit m Verbindo
semersehs durch die Leitung 93 mit der Probe
verbunden ist In diesem Zehpunkt wird die
P™¹^ betätigt, so daß etwas Probenfhnd

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Probenbecher 24 über die Sonde 22 angesaugt wird. Das Probenfluid wird einen Teil des Weges in die Leitung 93 gezogen, vorzugsweise jedoch nicht in die Probenpumpe. Zu diesem Zeitpunkt ist auch der Durchlaß 94 für die Reaktionsmittelzufuhr zu dem Durchlaß 108 für die Reaktionsmittelabgabe fluchtend ausgerichtet und steht damit in Verbindung. Db Reaktionsmittelpumpe wird betätigt, um eine Reaktionsmittelmenge aus der Reaktionsmittelquelle in die Reaktionsmittelpumpe zu ziehen.

Nach einer vorher festgelegten Zeit wird der Zylinder 13 so betätigt, daß sich der Probenentnahmekopf 12 in die zweite Lage oder Abgabelage bewegt. Gleichzeitig wird die Arbeitsrichtung der Pumpen umgekehrt, so daß in der zweiten Ventilstellung, wie sie in Fig.7 gezeigt ist, die Pumpen in Richtung des Ventilmechanismus 17 fördern.

Wenn die Ventilteile 18, 20 so relativ zueinander bewegt werden, daß der Ventilmechanismus 17 in seine zweite Lage gelangt, werden die öffnungen des ersten und zweiten Durchlasses 104 und 106 der Probenschleife 34 an der Innenfläche 72 am Block 20 durch Abscheren unterbrochen, so daß ein bestimmtes Probenvolumen in der Probenschleife 34 eingeschlossen ist.

In der zweiten Lage des Ventilmechanismus 17 ist, wie aus F i g. 7 zu ersehen ist, der Durchlaß 108 für die Reaktionsmittelabgabe zu dem ersten Überführungsdurchlaß 96 für Reaktionsmittel ausgerichtet und damit verbunden. Gleichzeitig steht der zweite Überführungsdurchlaß 98 für das Reaktionsmittel mit dem ersten Durchlaß 104 der Probenschleife 34 in Verbindung, d. h. mit der Einlaßöf^fnung der Probenschleife 34, während der zweite Durchlaß 106 der Probenschleife 34, d. h. die Auslaßöffnung der Probenschleife 34, mit dem Probenabgabedurchlaß 100 in Verbindung steht.

Der Nebengang 103, der sich zwischen dem zweiten Überführungsdurchlaß 98 für das Reaktionsmittel und dem Probenabgabedurchlaß 100 erstreckt, hat vorzugsweise einen Querschnitt bzw. Durchmesser, der sich von dem der Probenschleife 34 unterscheidet. Die Probenschleife 34 hat dabei vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als der Nebengang 103, so daß ein Bruchteil des Reaktionsmittels durch die Probenschleife 34 strömt und sich mit dem größeren Reaktionsmittelstrom an der Verbindung des Nebenganges mit dem Probenabgabedurchlaß 100 wieder vereinigt. An dieser Verbindungsstelle wird das Probenmaterial mit dem Reaktionsmittelstrom vermischt so daß das aus dem Ende des Abgaberohres 36 austretende Fluid ein Gemisch aus Probe und Reaktionsmittel ist Der Nebengang 103 hat mehrere Funktionen, die im einzelnen in der DT-OS 22 49 490 beschrieben sind.

Zu dem Zeitpunkt in dem Reaktionsmittel mit der Probe gemischt wird und die Probe in die Abgabeleitung 36 zwangsweise geführt wird, werden der Probenaufnahmedurchlaß 90 und der Probenextrahierdurchlaß 92 durch die Vakuumpumpe für die Reinigung evakuiert Wie in Fi g. 8 gezeigt ist, ist nun der Probenaufnahmedurchlaß 90 zu dem zweiten Evakuierdurchlaß 112 ausgerichtet und steht damit in Verbindung. Der Probenextrahierdurchlaß 92 ist mit dem ersten Evakuierdurchlaß 110 fluchtend ausgerichtet und verbunden. Die Vakuumpumpe fur die Reinigung zieht oder saugt den größten Teil der Probe ab, die in dem Durchlaß 90 und der damit verbundenen Sonde 22 und in dem Extrahierdurchlaß 92 und in der damit verbundenen Leitung 93 verblieben ist Das über die Leitung 93 auf die Probenpumpe wirkende Vakuum wirkt auch mit dem Druck zusammen, der an der Probenpumpe anliegt um diese in ihre Extrahier- oder Absauglage zurückzuführen. Dies führt dazu, daß der Probenkopf 12 wieder für die Aufnahme einer weiteren Probe bereit ist, wenn er in seine erste Lage bewegt worden ist.

Wenn die Sonde 22 in die flüssige Probe in dem Probenbecher 24 eingeführt wird, wird durch die Kapillarwirkung der Flüssigkeit ein Meniskus um die äußere Oberfläche der Sonde gebildet. Wie in der DT-OS 22 49 490 beschrieben ist, wird die Geschwindigkeit der Sonde 22 in die Flüssigkeit in dem Becher 24 und daraus heraus so gesteuert, daß die Flüssigkeitsaufnahme an der Außenfläche der Sonde und die daraus herrührende Verunreinigung durch Übertragung zwischen den einzelnen Probenahmen auf ein Minimum reduziert wird.

Trotz der Saugwirkung an der Sonde 22, wenn der Probenentnahmekopf 12 sich in der Misch- und Abgabelage befindet, bleiben oft infolge der Viskosität der Probe und des kleineren Durchmessers der Sonde Tröpfchen des Materials an der Innenwand der Sonde hängen. Die Sonde 22 wird auch manchmal durch das Vorhandensein von faserförmigem Material in der Probe verstopft. Um die Reinigung der Sonde 22 zu erleichtern, wenn sie mit Probenmaterial verstopft ist, sind die Sonde 22 und die Durchlässe 90 und 112 so gebaut, daß wenn der Probenentnahmekopf sich in der Misch- und Abgabestellung befindet, die Sonde 22 und Jio Durchlässe 90 und 112 im wesentlichen koaxial zueinander sind, um das Einführen eines Drahtes oder eines einem Rohrreiniger ähnlichen Reinigungselementes zum Reinigen der Sonde 22 und der Durchlässe 90 und 112 zu ermöglichen.

Um das manchmal auftretende Problem zu lösen, das sich durch das Hängenbleiben von Probentröpfchen an den Innenwänden der Sonde 22 ergibt, enthält die Vorrichtung 10 die rinnenförmige Wanne 14 und den Mechanismus 15 zum Antrieb der Wanne in eine Lage, in der Reinigungsflüssigkeit in der Wanne durch die Sonde 22 durch die Vakuumpumpe für die Reinigung gesaugt werden kann.

Wie aus den F i g. 1 und 2 zu ersehen ist, ist die Wanne 14 langgestreckt und weist Stirnplatten 120 und 121 auf, die sich von ihr ausgehend nach oben erstrecken. Jede Stirnplatte 120 bzw. 121 ist an ihrem oberen Ende mit einem Hebel 122 bzw. 123 verbunden. Die Hebel 122 und 123 sind durch einen querverlaufenden Schaft bzw. einen Querstab 124 (Fig.2) miteinander verbunden. Jeder der Hebel 122,123 ist mit dem Antriebsmechanismus 15 verbunden und bildet ein Teil davon, das aus mehreren Elementen besteht die ähnlich einem Storchenschnabel zusammenwirken. Der Aufbau und die Arbeitsweise des Antriebsmechanismus 15 auf der rechten Seite der Vorrichtung von Fig. 1 wird im folgenden an hand der F i g. 3A bis 3C beschrieben.

Das obere Ende des Zylinders 16 ist an einem Träger 126 angelenkt Aus dem Zylinder 16 erstreckt sich eine Kolbenstange 128, die an dem Hebel 123 angelenkt ist Das innere Ende des Hebels 123 ist am unteren Ende eines Schwenkarms 130 angelenkt Das obere Ende des Schwenkannes 130 ist an einem Bügel 132 angelenkt Der Bügel 132 hat insgesamt die Form einer vertikal angeordneten Platte mit zwei Anschlägen 133 und 134, die sich nach außen von dem Bügel bzw. der Platte 132 auf jeder Seite des Schwenkannes 130 erstrecken und die Schwenkbewegung des Schwenkarmes 130 um seine Verbindung mit dem Bügel 132 begrenzen. An dem Hebel 123 ist an einer Stelle zwischen der jeweiligen

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Schwenkverbindung des Schwenkarms 130 und der Kolbenstange 128 mit dem Hebel 123 ein Schwingarm 136 angelenkt. An seinem oberen Ende ist der Schwingarm 136 an einem Verschiebearm 138 an einer Stelle zwischen den Enden des Armes 138 angelenkt. Das eins Ende des Arms 138 ist an dem Bügel 132 angelenkt, das andere Ende schlägt an einem Anschlagzapfen 140 an, der an der Platte 132 befestigt ist und daraus vorsteht. Für eine weiche gesteuerte Bewegung des Mechanismus 15 und der Wanne 14 ist eine Feder 142 zwischen dem Schwenkarm 130 und einer nicht gezeigten Lasche an der Platte 132 angrenzend an deren Vorderkante angeordnet.

F i g. 3A zeigt die Wanne in einer angehobenen oder zurückgezogenen Lage, in der die Kolbenstange 128 sich in einer eingezogenen Lage in dem Zylinder 16 befindet. An dieser Stelle befindet sich die Wanne 14 über dem Probenentnahmekopf 12 und außerhalb der Bewegungsbahn des Kopfes 12.

Nachdem der Probenentnahmekopf eine Probenmenge aus einem Probenbecher 24 in dem Halter 25 aufgenommen hat, wird der Kopf durch Anlegen eines Drucks an das untere Ende des Zylinders 13 über die Leitung 144 (Fig. 1) und durch Anlegen eines Unterdrucks an das obere Ende des Zylinders 13 über die Leitung 146 angehoben. Der in den F i g. 3A bis 3C gezeigte Kopf 12 befindet sich in der oberen angehobenen Lage, die der Lage des Kopfes 12 in Fig. 1 entspricht. Wenn der Kopf 12 sich eine kurze Zeit in dieser Lage befunden hat, wird mittels eines nicht gezeigten Steuermechanismus die Kolbenstange 128 aus dem Zylinder 16 ausgeschoben. Hierdurch wird der Hebel 123 bogenförmig nach unten um die Schwenkverbindung zwischen dem Schwenkarm 130 und dem Hebel 123 bewegt. Der Schwenkarm 130 bewegt sich in Anbetracht der auf ihn durch die Feder 142 wirkenden Federspannung nicht. Gleichzeitig bewegt sich der Schwingarm 136 nach unten und schwingt bei der in den F i g. 3A bis 3C gezeigten Ansicht nach rechts. Dies führt dazu, daß sich der Verschiebearm 138 nach unten 4P bewegt Als Ergebnis der Schwenkverbindung zwischen dem Verschiebearm 138 und dem Schwingarm 136, der sich bogenförmig nach unten bewegt wird das obere Ende des Schwingarmes 136 nach rechts bewegt, bis das freie Ende des Verschiebeanns 138 am Zapfen 140 anschlägt Diese Lage des Mechanismus 15 und des Zylinders 16 ist in F i g. 3B gezeigt Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Wanne 14 im unteren Bereich der bogenförmig nach unten gerichteten Bewegung und in einer Lage zwischen dem unteren Ende der Sonde 22 und dem Probenbecherhalter 25, wie es in Fig.3B gezeigt ist. Erö weiteres Ausfahren der Kolbenstange 128 aus dem Zylinder 16 führt nun dazu, daß der Schwingarm 136 an beiden Enden verschwenkt wird und sich nach rückwärts und rechts bewegt Dies führt dazu, daß sich der Schwenkarm 130 ebenfalls nach rückwärts und rechts bewegt bis er auf den Anschlag 134 trifft Dies führt zu einer insgesamt geradlinigen Bewegung der Wanne 14 nach rechts in der Ansicht von Fig. 3CDie Wanne wird auch leicht nach oben bewegt ^& bis sie sich in der Lage unter dem unteren Ende 23 der Sonde 22 befindet

Wie in Fi g. 2 gezeigt ist ist zwischen der Wanne 14 und einem Vorratsbehälter 152 eine Leitung 150 angeordnet Der Vorratsbehälter 152 hat ein Standrohr ⁶S 154, dessen offenes oberes Ende unter dem Niveau der Wanne 14 liegt wenn diese sich in der in Fig. 1 gezeigten angehobenen Lage befindet Wenn die Wanne 14 sich jedoch in ihrer abgesenkten Lage gemäß F i g. 2 und 3C befindet, befindet sich der Spiegel des entionisierten Wassers oder einer anderen Reinigungsflüssigkeit in dem Vorratsbehälter 152 über der Wanne 14. Zu diesem Zeitpunkt hält der Steuermechanismus der Vorrichtung alle Einrichtungen in der Lage, in der sie sich befinden, fest, während Wasser in die Wanne 14 strömt. Nach einem vorher festgelegten Zeitraum ist die Wanne 14 mit dem zugeführten Wasser gefüllt. Der Steuermechanismus für die Vorrichtung legt dann entweder Druck oder Unterdruck über die Leitungen 144 und 146 an beide Enden des Zylinders 13 an. Dies führt dazu, daß der Druck an dem Kolben im Zylinder 13 neutralisiert bzw. ausgeglichen wird.

Aus den F i g. 5A bis 5C ist zu ersehen, daß in der Probenmisch- und Abgabelage die Feder 63 in der Büchse 60 zusammengedrückt ist. Wenn nun die Kräfte auf den Kolben in dem Zylinder 13 neutralisiert sind, kann sich die Feder 63 entspannen, bis sie ihre Neutrallage erreicht, wie sie in Fig.5B gezeigt ist. In dieser Lage sind der Probenentnahmekopf 12 und die Sonde 22 um eine geringe Entfernung abgesenkt, so daß das untere Ende 23 der Sonde 22 in die Wanne 14 eingebracht wird. Wie vorstehend erläutert wurde, wird die Saugwirkung auf der Leitung 114, die über die Durchgänge 112 und 90 mit der Sonde 22 verbunden ist, aufrechterhalten. Wenn der rrobenentnahmekopf 12 und die Sonde 22 abgesenkt werden, wenn sich die Feder 63 entspannt, ermöglicht es die Kupplung 62, daß die Ventilteile 18 und 20 in der zweiten Ventillage verbleiben. Wenn die Sonde 22 in die Wanne hineingeht, wird deshalb durch die Saugwirkung, die durch die Sonde Luft zieht, anschließend Wasser durch die Sonde 22 gezogen und zu der Vakuumpumpe für die Reinigung gefördert, von der es ausgeworfen wird. Nachdem eine vorher festgelegte Wassermenge durch die Sonde 22 gezogen worden ist, führt der Steuermechanismus für die Vorrichtung der Leitung 144 einen Fluiddruck und der Leitung 146 ein Vakuum zu, so daß der Kolben in dem Zylinder 13 die Sonde des Probenentnahmekopfes 12 aus der Wanne 14 herausbewegt. Daraufhin wird der Zylinder 16 so betätigt daß die Kolbenstange 128 eingezogen wird, wodurch erst eine geradlinige Vorwärtsbewegung und dann eine bogenförmige Aufwärtsbewegung der Wanne 14 in die angehobene oder zurückgezogene Lage bewirkt wild, wie sie in den Fig. 1 und 3A gezeigt ist Der Probenbecherhalter 25 wird dann durch einen nicht gezeigten Mechanismus in eine Lage vorwärtsbewegt in welcher sich ein anderer Probenbecher 24 unter der bogenförmigen Bewegungsbahn der Sonde 22 des Kopfes 12 befindet was in F i g. 1 und 2 gezeigt ist Die Vomchtung wird dann wieder auf die vorstehende Weise betätigt um die Sonde 22 in den darauffolgenden Probenbecher abzusenken, so daß eine Probenmenge daraus auf die vorstehend beschriebene Weise abgezogen werden kann.

Die Vorrichtung 10 ermöglicht die Relativbewegung zwischen der Sonde 22 und der Wanne 14, damit die Sonde 22 in die Wanne 14 so eingebracht werdea kann, daß Wasser durch die Sonde 22 gezogen werden kann. Der Mechanismus für die Ausführung der Relativbewegung umfaßt den Antriebsmechanismus 15 für die Wanne 14 und den Mechanismus 62 für den Atisgleich des Spiels in dem Gestänge 57 für den Probenentnahmekopf 12. Wie in den F i g. 5A bis 5C gezeigt ist, ist in, der oberen Lage bzw. der Probenmisch- xmd Äbgabelage die Feder 63 zwischen den Sitzen 64 und 66 , zusammengedrückt während in der NeutraBage, in der -

die Sonde 22 sich in der Wanne 14 befindet, die Feder nicht zusammengedrückt ist (F i g. 5B). Wenn schließlich der Probenentnahmekopf sich in der Probeaufnahmestellung befindet, wird die Feder 63 zusammengedrückt, wie dies in F i g. 5C gezeigt ist.

Der Antriebsmechanismus 15 auf der linken Seite der Vorrichtung, wie sie in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, ist im

wesentlichen spiegelbildlich zum Mechanismus 15 auf der rechten Seite der Vorrichtung, wobei dort kein Zylinder 16 vorgesehen ist Es ist also insgesamt nur ein Zylinder 16 installiert. Die Feder 142 kann bei dem rechtsseitigen Mechanismus 15 weggelassen und statt dessen bei dem linksseitigen Mechanismus 15 eingesetzt werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Probenentnahme, mit mehreren Probenentnahmeköpfen, jeweils bestehend aus einem Ober- und einem diesem gegenüber verschiebbaren Unterteil, wobei am Unterteil eine Sonde befestigt ist und Ober- und Unterteil eine Ventilanordnung bilden, mit einer mittels eines drückmittelbetätigten Zylinders zwischen zwei Stellungen drehbaren Welle, an der der Unterteil mittels eines Arms befestigt ist, und mit einem gelenkig am Rahmen der Vorrichtung befestigten Gestänge, an dem der Oberteil des Kopfes befestigt ist, so daß Ober- und Unterteil bei Drehung der Welle gegeneinander verschoben werden, gekennzeichnet durch eine in einer oberen Stellung der Sonden (22) unter diese bewegliche Wanne (14) zur Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit, und durch eine in das Gestänge (57) eingefügte Kupplung (62), mittels der das Gestänge gegen die Wirkung einer Feder (63) verlängerbar ist, so daß, wenn vom Zylinder (12) kein Drehmoment auf die Welle (45) ausgeübt wird, die Sonden (22) in die Wanne (14) eintauchen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (14) mit ihren Enden an zwei zueinander parallelen mechanischen Verbindungen (15) befestigt ist, daß die zueinander parallelen Verbindungen (15) je einen Hebel (122 bzw. 123), einen Bügel (132), einen Schwenkarm (130), der mit einem Ende an dem Bügel (132) und mit dem anderen Ende an dem Hebel (122 bzw. 123) angelenkt ist, seitlich in einem Abstand angeordnete Anschläge (133,134) an dem Bügel (132) an einander gegenüberliegenden Seiten des Schwenkarms (130) für die seitliche Begrenzung seiner Schwenkbewegung, eine Feder (142), die zwischen einer Stelle am Bügel (132) und dem Schwenkarm (130) angeordnet ist, einen Verschiebearm (138), der schwenkbar mit dem Bügel (132) verbunden ist, einen Anschlagzapfen (140) an dem Bügel (132), der seitlich in einen: Abstand von der Schwenkverbindung des Verschiebearms (138) in der Bewegungsbahn des entfernten Endes des Verschiebearms (138) zur Begrenzung der bogenförmigen Bewegung des Verschiebearms (138) nach unten angeordnet ist, und einen Schwingarm (136) enthalten, der an dem Verschiebearm (138) zwischen dessen Enden und an dem Hebel (122 bzw. 123) angelenkt ist, daß die Kolbenstange (128) eines druckmittelbetätigten Zylinders (16) an dem Hebel (122 bzw. 123) angelenkt ist, und daß der Schwingarm (136) an dem Hebel (122 bzw. 123) an einer Stelle schwenkbar angebracht ist, die zwischen der jeweiligen Schwenkverbindung des Schwenkarms (130) und der der Kolbenstange (128) mit dem Hebel (122 bzw. 123) liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilmechanismus (17) des Probenentnahmekopfes (12) bei Bewegung der Sonde (22) in die Probenentnahmelage die Sonde (22) über eine Leitung (114) mit einer Pumpe verbindet, und zwar gleichzeitig mit der Bewegung Jer Sonde, und daß Ober- (20) und Unterteil (18) je wenigstens einen Durchlaß (90, 112) aufweisen, die lufeinander und auf die Sonde (22) ausgerichtet sind, venn sich die Sonde (22) in der rückgezogenen und ler Ventilmechanismus (17) in der Probenabgabe-

und Sondenreinigungssiellung befindet

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnit durch einen Vorratsbehälter (152) für die Reinigungsflüssigkeit, der über ein in demselben angeordnetes Standrohr (154) mit der Wanne (14) in Verbindung steht, wobei das obere Ende des Standrohrs in einer Höhe angeordnet ist, die dem Spiegel der Reinigungsflüssigkeit in der Wanne in deren Reinigungsstellung entspricht