DE4306821A1 - Vorrichtung zum Umfüllen einer Lösung zwischen abgedichteten Behältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umfüllen einer in einem abgedichteten Behälter befindlichen Lösung in einen an deren abgedichteten Behälter, wobei die Behälter in abgedich­ tetem Zustand gehalten werden. Die Lösungsumfüllvorrichtung dient zum Entleeren verschiedener Arten von Lösungen von einem in einen anderen Behälter auf den technischen Gebieten, die zum Beispiel radioaktives Material, giftige Substanzen, gefährliche Substanzen, Nahrungsmittel, Medizin usw. verwen­ den.

Zur Verdeutlichung und Würdigung der Erfindung wird das Um­ füllen einer radioaktiven Lösung an einem Beispiel erläutert, wobei die Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist, sondern auch bei beliebigen anderen Lösungen angewendet werden kann.

In einer Fabrik zur Wiederaufbereitung von verbrauchtem Kern­ brennstoff müssen verschiedene Arten von Analyseproben wäh­ rend einer gegebenen Zeitdauer sicher aufbewahrt werden. Ein Probenbehälter besteht für gewöhnlich aus einem Kunstharz und ist mit einem Gummistopfen abgedichtet zur Verhinderung der Verdampfung der Lösung, des Eindringens einer Verunreinigung in die Lösung und einer Veränderung der Zusammensetzung der Lösung während der Lagerung.

Während eine gewisse Lösungsart längere Zeit gelagert wird, verschlechtert sich jedoch der Probenbehälter auf Grund der von innen oder außen her einwirkenden Strahlung und bricht, wodurch Leckverluste der Lösung auftreten. Dies erfordert ein periodisches Umfüllen der Lösung in einen neuen Behälter. Es gibt Fälle, bei denen die gespeicherte Lösung zur Ausführung verschiedener Arten von Analysen wieder entnommen werden muß. Gemäß den herkömmlichen Techniken wird der Gummistopfen von einem Probenbehälter entfernt, die Lösung in einen neuen Be­ hälter umgefüllt und dann ein neuer Gummistopfen in den neuen Behälter eingesetzt.

Insbesondere auf dem Gebiet der Kernenergie werden radioakti­ ve Lösungen gehandhabt und ist daher ein ferngesteuerter Vor­ gang unter Verwendung eines Manipulators erforderlich, so daß die Betriebswirtschaftlichkeit der herkömmlichen Lösungsum­ fülltechniken extrem gering wird. Selbst wenn eine Lösung in einem Handschuhkasten ohne Verwendung eines Manipulators ge­ handhabt wird, kann das Problem dieser geringen Betriebswirt­ schaftlichkeit nicht gelöst werden. Da der Gummistopfen in jedem Fall entfernt werden muß, können zu dieser Zeit Verun­ reinigungen in den Behälter eindringen. Besonders bei Ausfüh­ rung eines Vorgangs unter Verwendung eines Manipulators ist es schwierig, das Eindringen von Verunreinigungen in die Lö­ sung zu verhindern, was eine unerwünschte Veränderung der Zu­ sammensetzung der Lösung verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum Umfüllen einer Lösung zwischen abgedichteten Behältern, wobei die Behälter in abgedichtetem Zustand gehalten werden, wo­ durch das Eindringen von Verunreinigungen in die in den Be­ hältern befindliche Lösung und das Verdampfen der Lösung ver­ hindert werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Umfüllen einer in einem ersten abgedichteten Behälter befindlichen Lösung in einen zweiten abgedichteten Behälter, die sich auszeichnet durch einen zylindrischen Körper mit Öffnungen an entgegenge­ setzten Enden, durch eine Trennwand in einem Zwischenteil des Innenraums des Körpers zur Bildung einer ersten Ausnehmung für die Aufnahme wenigstens eines Teils des ersten Behälters und zur Bildung einer zweiten Ausnehmung für die Aufnahme wenigstens eines Teils des zweiten Behälters, durch ein ersten Nadelrohr, das von der ersten Ausnehmung durch die Trennwand in die zweite Ausnehmung ragt zum Um­ füllen einer im ersten Behälter enthaltenen Lösung in den zweiten Behälter, und durch ein zweites Nadelrohr, das vom Außenumfang des Körpers durch die Trennwand in die erste Ausnehmung ragt zum Zuführen eines außerhalb des Körpers befindlichen Gases in den ersten Behälter.

Bei dieser Vorrichtung ist es vorteilhaft, daß das erste Na­ delrohr (d. h. ein Flüssigkeitsumfüllnadelrohr) diagonal durch die Trennwand hindurchtritt und daß die in die Ausneh­ mungen ragenden Teile dieses Rohrs sich parallel zur Achse des zylindrischen Körpers erstrecken. Es ist auch vorteil­ haft, diese Vorrichtung so auszubilden, daß das zweite Nadel­ rohr (d. h. ein Gasansaugnadelrohr) eine Gasansaugöffnung (Luftansaugöffnung) hat, die am Außenumfang des zylindrischen Körpers mündet, und daß die Gasansaugöffnung im Grund einer Ansenkung angeordnet ist, die in der Außenumfangsfläche des zylindrischen Körpers ausgebildet ist.

Bei Gebrauch wird eine Lösungsumfüllvorrichtung zu einem ab­ gedichteten Behälter (erster Behälter) gedrückt, der eine um­ zufüllende Lösung enthält, wobei eine Ausnehmung der Vorrich­ tung um den Behälter so gepaßt wird, daß der Behälter in der Aufnehmung eng aufgenommen ist, wobei die beiden Nadelrohre in den Behältern so einstechen, daß der Innenraum des abge­ dichteten Behälters über das Gasansaugnadelrohr mit dem Äußeren des Behälters in Verbindung steht. Ein neuer abge­ dichteter Behälter (zweiter Behälter), der die Lösung auf­ nehmen soll, wird vorteilhaft unter Vakuum oder dgl. gesetzt. Wenn die Lösungsumfüllvorrichtung zu diesem neuen abgedichte­ ten Behälter hin drückt wird- wobei ihre eine Ausnehmung um den neuen Behälter paßt, sticht das Flüssigkeitsumfüllna­ delrohr in den Behälter, so daß beide abgedichteten Behälter miteinander in Verbindung stehen. Auf Grund des Unterschieds zwischen dem äußeren Druck und dem Druck im neuen abgedich­ teten Behälter wird die Lösung im oben befindlichen ersten abgedichteten Behälter durch das Flüssigkeitsumfüllnadelrohr in den unten befindlichen zweiten abgedichteten Behälter umgefüllt. Somit kann die Lösung im ersten abgedichteten Behälter in den neuen (zweiten) abgedichteten Behälter umgefüllt werden ohne Entfernen der Stopfen von beiden abgedichteten Behältern.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Schrägansicht einer Vorrichtung zum Umfüllen einer Lösung zwischen abge­ dichteten Behältern gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung des praktischen Gebrauchs der Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 4A-4D erläuternde Darstellungen der Schritte für den praktischen Gebrauch der Vorrichtung nach der Er­ findung.

Gemäß Fig. 1 und 2 hat eine Lösungsumfüllvorrichtung 10 einen zylindrischen Körper 12, eine scheibenförmige Trennwand 14 mit einem Zwischenteil des Innenraums des zylindrischen Kör­ pers 12, ein Flüssigkeitsumfüllnadelrohr 18, das sich durch die Trennwand 14 erstreckt, und ein Gasansaugnadelrohr 20, das mit einem Außenumfangsteil des Körper 12 in Verbindung steht. Der Körper 12 und die Trennwand 14 bilden auf ihren beiden Seiten Ausnehmungen 16a, 16b für die Aufnahme wenig­ stens eines Teils der abgedichteten Behälter. Der Innen­ durchmesser dieser Ausnehmungen 16a, 16b entspricht dem Außendurchmesser eines Behälters, der nun in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wird. Die Innenfläche des Körpers 12 dient als Führung- wenn die Behälter in die Ausnehmungen des Kör­ pers eingesetzt werden. Das Flüssigkeitsumfüllnadelrohr 18 wird durch die Trennwand 14 gehalten, wobei seine beiden End­ teile in entgegengesetzten Richtungen in die Ausnehmungen 16a, 16b ragen. Das Gasansaugnadelrohr 20 wird ebenfalls durch die Trennwand 14 gehalten, wobei sein einer Endteil in die Ausnehmung 16a ragt. Die verlängerten Teile dieser beiden Nadelrohre 18; 20, die sich in den beiden Ausnehmungen 16a, 16b befinden, verlaufen senkrecht zur Trennwand 14 und pa­ rallel zur Achse des Körpers 12.

Die Nadelrohre 18, 20 dieser Ausführungsform sind beispiels­ weise dünne Rohre aus nichtrostendem Stahl mit einem Durch­ messer von etwa 1 mm und sind durch Bilden schräger Endflä­ chen geschärft, so daß die Nadelrohre 18, 20 leicht durch einen Gummistopfen eines Behälters hindurchstechen können. Der Körper 12 und die Trennwand 14 bestehen aus durchschei­ nendem Kunststoff, etwa einem Acrylharz, so daß die Bedin­ gungen eines aufgesetzten abgedichteten Behälters von der Außenumfangsfläche des Körpers 10 her beobachtet werden können. Die Trennwand 14 dient auch als Anschlag, wenn ein Behälter in den Körper 10 eingesetzt wird.

Das sich von der einen Ausnehmung 16a zur anderen 16b er­ streckende Flüssigkeitsumfüllnadelrohr 18 hat einen Mittel­ teil, der durch die Trennwand 14 hindurchtritt und in dieser geneigt ist, vgl. Fig. 2. Die Achsen beider Endteile des Flüssigkeitsumfüllnadelrohrs 18 sind leicht gegeneinander versetzt und zueinander parallel. Selbst wenn auf das Flüs­ sigkeitsumfüllnadelrohr 18 während seines Stechens durch den Gummistopfen eines Behälters eine axiale Kraft ausgeübt wird, wird das Nadelrohr 18 in der Trennwand 14 festgehalten und kann ein Verschieben und Heraustreten des Nadelrohrs aus der Trennwand 14 verhindert werden. Eine Gasansaugöffnung ist im Außenumfangsteil des Körpers 12 gebildet durch Bilden einer Ansenkung 22, deren Durchmesser größer als derjenige des Gas­ ansaugnadelrohrs 20 ist, auf der Außenumfangsfläche des Kör­ pers 12 derart, daß ein Ende des Gasansaugnadelrohrs 20 im Grund der Ansenkung 22 mündet.

Gemäß Fig. 3 sind abgedichtete Behälter 30, 32 aus Kunststoff mit Gummistopfen 34, die beispielsweise aus Neoprengummi mit einer geringen Dicke von etwa 1 mm oder weniger bestehen, dicht auf die Öffnungen 30a, 32a der Behälter gepaßt. Der mit einer Lösung gefüllte Behälter 30 ist in eine Ausnehmung, et­ wa die Ausnehmung 16a in der Lösungsumfüllvorrichtung 10 ge­ paßt, wobei zwei Nadelrohre 18, 20 in den Behälter 30 einste­ chen. Ein dem abgedichteten Behälter 30 gegenüberliegender neuer abgedichteter Behälter 32 wird vorher evakuiert oder unter Unterdruck gesetzt. Der neue Behälter 32 wird dann in die andere Ausnehmung 16b gepaßt, wobei das andere Ende des Flüssigkeitsumfüllnadelrohrs 18 in den neuen Behälter 32 ein­ sticht. Der zylindrische Körper 20 dient als Führung, wenn die Behälter 30, 32 in die Ausnehmungen 16a, 16b gepaßt wer­ den. Demnach werden die Behälter 30, 32 leicht und genau po­ sitioniert. Da die Nadelrohre 18, 20 einen sehr kleinen Durchmesser haben und die Stopfen 34 der Behälter 30, 32 aus dünnem Neoprengummi bestehen, nimmt der Gummi seinen ur­ sprünglichen Zustand an, wenn die Nadelrohre 18, 20 aus dem Stopfen 34 herausgezogen werden, wodurch der abgedichtete Zu­ stand der Behälter 30, 32 aufrechterhalten wird.

Bei der Erfindung ragen die freien Enden beider Nadelrohre 18, 20 nicht über die Enden des Körpers 20 hinaus, sondern sind auf der Innenseite der Endflächen des Körpers 12 posi­ tioniert. Daher werden die Nadelrohre 18, 20 selbst dann nicht verunreinigt, wenn die Lösungsumfüllvorrichtung 10 so wie sie ist auf einer Bodenfläche oder dgl. abgestellt wird. Wenn die Lösungsumfüllvorrichtung 10 mit Hilfe eines Greif­ teils 36 eines Manipulators gehandhabt wird, berührt der Greifteil 36 den Gasansaugteil der Ansenkung 22 nicht unmit­ telbar, da die Gasansaugöffnung geringfügig innerhalb der Außenumfangsfläche des Körpers 10 positioniert ist, wie in Fig. 3 gestrichelt dargestellt. Dies hindert möglicherweise an den Greifteilen 36 klebende Verunreinigungen und Fremdstoffe am Eindringen in den abgedichteten Behälter über die in der Ansenkung 22 befindliche Gasansaugöffnung.

Bei der Erfindung kann die Menge einer umzufüllenden Lösung dadurch gesteuert werden, daß lediglich die Länge des in der Ausnehmung 16a überstehenden Teils des Flüssigkeitsumfüllna­ delrohrs 18 variiert wird. Wenn die Länge des überstehenden Teils groß eingestellt ist, wird eine kleine Menge an Lösung umgefüllt, was das quantitative Abgeben einer Lösung wirkungs­ voll ermöglicht. Wenn die Länge des überstehenden Teils klein auf das geringstmögliche Niveau eingestellt ist, kann im we­ sentlichen die gesamte Menge der Lösung umgefüllt werden.

Fig. 4A bis 4D zeigen die Benutzung der Lösungsumfüllvorrich­ tung 10. Der eine umzufüllende Lösung 31 enthaltende abge­ dichtete Behälter 30 wird gemäß Fig. 4A aufrecht angeordnet und die Lösungsumfüllvorrichtung 10 darauf positioniert. Der obere Teil des Behälters 30 wird in eine Ausnehmung 16a ein­ gepaßt, in die die beiden Nadelrohre 18, 20 ragen, wobei der Körper 12 der Lösungsumfüllvorrichtung 10 als Führung für das Einsetzen des Behälters 30 verwendet wird. Während dieser Zeit stechen die beiden Nadelrohre 18, 20 leicht und genau in den Gummistopfen 34 ein (Fig. 4B), so daß der Innenraum des Behälters 30 mit seiner Außenseite über das Gasansaugnadel­ rohr 20 in Verbindung steht. Als nächstes wird ein neuer ab­ gedichteter Behälter 32, in den die Lösung 31 umgefüllt wer­ den soll, im voraus evakuiert (Unterdruck), vgl. Fig. 4C. Die resultierende Lösungsumfüllvorrichtung 10 wird umgedreht, wo­ bei sich die andere Ausnehmung 16b in der unteren Stellung befindet, und wird auf den aufrechten abgedichteten Behälter 32 gesetzt. Das Oberteil des Behälters 32 wird in die Ausneh­ mung 16b eingepaßt. Der andere Endteil des Flüssigkeitsum­ füllnadelrohrs 18 erstreckt sich durch den Gummistopfen, so daß die beiden abgedichteten Behälter 30, 32 miteinander in Verbindung stehen. Gemäß Fig. 4D dringt Luft 38 in die in der Außenfläche der Lösungsumfüllvorrichtung 10 mündende Gasan­ saugöffnung und strömt durch das Gasansaugnadelrohr 20 in den Behälter 30. Die im Behälter 30 befindliche Lösung 31 wird auf Grund des Luftdruckunterschieds zwischen den Behältern 30 und 32 in den Behälter 32 umgefüllt. Die umgefüllte Lösung ist mit dem Bezugszeichen 33 bezeichnet. Auf diese Weise kann die im Behälter 30 befindliche Lösung in den Behälter 32 um­ gefüllt werden, ohne daß die Gummistopfen 34 hiervon entfernt werden. Die Lösungsumfüllvorrichtung 10 wird dann vom Behäl­ ter 32 entfernt zur Beendigung des Lösungsumfüllvorgangs. Die Nadelrohre 18, 20 haben einen sehr kleinen Durchmesser und die Gummistopfen′ 34 eine sehr geringe Dicke und hohe Elasti­ zität, wie oben beschrieben. Wenn daher die Nadelrohre 18, 20 aus dem Stopfen herausgezogen werden, schließen sich die Na­ dellöcher in den Gummistopfen 32 auf natürliche Weise und wird der abgedichtete Zustand der Behälter aufrechterhalten.

Der zylindrische Körper 12 und die Trennwand 14 können ein­ stückig aus Kunststoff geformt werden. Wenn auch die Nadel­ rohre 18, 20 vorzugsweise mit dem zylindrischen Körper 12 und der Trennwand 14 während deren Formung kombiniert werden, können sie vom zylindrischen Körper 10 und von der Trennwand 14 getrennt hergestellt und hiermit unter Verwendung eines geeigneten Klebstoffs verklebt werden. Das Flüssigkeitsum­ füllrohr 18 kann geradlinig geformt sein. In diesem Fall ist es aber wünschenswert, so darauf einzuwirken, daß sein Ver­ schieben verhindert wird. Es ist nicht nötig, daß sich das Gasansaugnadelrohr 20 hinauf bis zur Außenseite des zylin­ drischen Körpers 10 erstreckt. Es ist möglich, in der Trenn­ wand ein Loch als Gasansaugkanal zu bilden und das Gasansaug­ nadelrohr 20 hiermit zu verbinden. Die Formen des zylindri­ schen Körpers 10 und der hierdurch gebildeten Ausnehmungen 16a, 16b können zweckmäßig entsprechend derjenigen eines ab­ gedichteten Behälters verändert werden. Wenn zum Beispiel die abgedichteten Behälter die Form einer im Querschnitt quadra­ tischen Flasche haben, wird auch der zylindrische Körper so geformt, daß er einen quadratischen Querschnitt hat.

Wie oben beschrieben, hat die Vorrichtung zum Umfüllen einer Lösung zwischen abgedichteten Behältern erfindungsgemäß ein Flüssigkeitsumfüllnadelrohr und ein Gasansaugnadelrohr in einem zylindrischen Körper mit einer Trennwand in der Mitte seines Innenraums. Demnach ist es nicht erforderlich, die Stopfen von den abgedichteten Behältern während des Umfüllens einer Lösung zu entfernen, so daß keine Möglichkeit besteht, daß die Lösung durch andere Substanzen verunreinigt wird. Da das Entfernen und Aufpassen der Stopfen nicht erforderlich ist, wird die Betriebswirtschaftlichkeit hoch und kann die Betriebszeit verringert werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Vorbereitung für einen Lösungsum­ füllvorgang durch einfaches Aufpassen des zylindrischen Kör­ pers einer Lösungsumfüllvorrichtung auf die abgedichteten Be­ hälter. Daher kann der Lösungsumfüllvorgang unabhängig vom Geschick des Bedienungspersonals selbst dann erfolgen, wenn unter Verwendung eines Manipulators ein ferngesteuerter Vor­ gang stattfindet.

Für den Fall, daß sich das Flüssigkeitsumfüllnadelrohr dia­ gonal durch die Trennwand wie bei der Ausführungsform von Fig. 3 erstreckt, besteht keine Möglichkeit, daß das Nadel­ rohr verschoben wird oder austritt, wenn es in den abgedich­ teten Behälter eingesetzt wird. Selbst wenn die Lösungsum­ füllvorrichtung auf einer Bodenfläche liegt, berühren die freien Enden der Nadelrohre die Bodenfläche nicht, da diese Enden innerhalb einer Ausnehmung auf einer Innenseite der Endfläche des zylindrischen Körpers positioniert sind und daher die Verunreinigung des Nadelrohrs verhindert werden kann. Wenn die Länge des Flüssigkeitsumfüllnadelrohrs, das eingesetzt wird und in die umzufüllende Lösung ragt, verän­ dert wird, kann die Menge der umzufüllenden Lösung gesteuert und das vollständige Umfüllen sowie ein Abgeben (oder teil­ weise Liefern) der Lösung ausgeführt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Umfüllen einer in einem ersten abgedich­ tenden Behälter befindlichen Lösung in einen zweiten ab­ gedichteten Behälter,
gekennzeichnet durch einen zylindrischen Körper (12) mit Öffnungen an entgegengesetzten Enden,
durch eine Trennwand (14) in einem Zwischenteil des In­ nenraums des Körpers (12) zur Bildung einer ersten Aus­ nehmung (16a) für die Aufnahme wenigstens eines Teils des ersten Behälters (30) und zur Bildung einer zweiten Ausnehmung (16b) für die Aufnahme wenigstens eines Teils des zweiten Behälter (32),
durch ein erstes Nadelrohr (18), das von der ersten Aus­ nehmung (16a) durch die Trennwand (14) in die zweite Ausnehmung (16b) ragt zum Umfüllen einer im ersten Be­ hälter (30) enthaltenen Lösung in den zweiten Behälter (32) , und
durch ein zweites Nadelrohr (20), das vom Außenumfang des Körpers (12) durch die Trennwand (14) in die erste Ausnehmung (16a) ragt zum Zuführen eines außerhalb des Körpers (12) befindlichen Gases in den ersten Behälter (30).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Nadelrohr (18) innerhalb der Dicke der Trennwand (14) erstreckt und in entgegengesetzten Richtungen sowie parallel zur Achse des Körpers (12) in die erste und in die zweite Ausnehmung (16a; 16b) ragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ansenkung (22) mit größerem Durchmesser als der Durchmesser des zweiten Nadelrohrs (20) auf der Außenum­ fangsfläche des Körpers (12) gebildet ist, und daß ein Ende des zweiten Nadelrohrs (20) am Grund der Ansenkung (22) mündet.