DE4427314A1 - Vorrichtung zur Untersuchung von Behältern auf Fremdgase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung von Behältern auf Fremdgase, mit einem Druckgas-Auslaß zum Einblasen eines Normgases in den Behälter und mit einem zu einer Meßküvette führenden Kanal.

Während es grundsätzlich bekannt ist, Fremdgase aus Behältern abzusaugen und einer insbesondere photometri­ schen Detektor- oder Untersuchungseinrichtung zuzuführen, schlägt die deutsche Patentanmeldung P 41 26 885.7 und die korrespondierende europäische Patentanmeldung 92113169.4 vor, in den Behälter ein Normgas, wie Luft, insbesondere mit hohem Druck bzw. hoher Strömungsge­ schwindigkeit einzublasen und hierdurch das in dem Behäl­ ter befindliche Fremdgas auszutreiben, in eine Meßküvette zu leiten und dort photometrisch zu untersuchen. Unter Fremdgas sind gegebenenfalls auch die gasförmige Base von in einem Behälter befindlichen Fremd-Flüssigkeiten oder -Feststoffen zu verstehen.

Bei der bekannten Vorrichtung führt die Druckgasleitung bis in das Innere des Behälters, während eine Aufnahme­ öffnung zur Aufnahme des Fremdgases fest auf dem Behälter aufsitzt und im übrigen Querschnittsabmessungen hat, die geringer als die Austrittsöffnung des Behälters sind. Dies bedingt, daß zumindest die das Druckgas zuführende Leitung und das Fremdgas fortführende Leitung mit dem Behälter mitbewegt werden bzw. dieser während der Messung relativ zur Meßvorrichtung ruhend gehalten wird. Bei einem Rundläufer ist ersteres ohne weiteres möglich, da die entsprechenden Leitungen und die Meßküvette aufgrund der gegebenen zyklischen Bewegung immer wieder schnell zu einem Ausgangspunkt zwecks Untersuchung eines neuen Behälters zurückgeführt werden können. Bei einer linearen Förderung der Behälter ist aber einerseits die Rückfüh­ rung einer während der Messung mit dem Behälter mitge­ führten Meßvorrichtung oder auch nur einer Aufnahmevor­ richtung schwierig und andererseits mit einer erheblichen Totzeit verbunden.

Es wurde daher schon eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der einerseits Luft in einem breiten Kegel mit sehr geringem Überdruck auf die Austrittsöffnung eines Behäl­ ters geblasen wird, andererseits Fremdgas abgesaugt wird; die bekannte Vorrichtung kann nur sehr langsam und damit mit einem geringen Behälterdurchsatz arbeiten; sie arbei­ tet darüber hinaus nicht zuverlässig bzw. braucht eine erhebliche Empfindlichkeit der photometrischen Detektor­ einrichtung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Untersuchung von Behältern auf Fremdgase zu schaffen, bei der trotz Relativbewegung von Behälter und Probenentnahmevorrichtung während der Probenentnahme eine sichere und zuverlässige Untersuchung bei hohem Durchsatz möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine Aufnahmeöffnung des Kanals zur Aufnahme zu untersuchenden Gases aus dem Behälter eine Länge auf­ weist, die wesentlich größer ist als die Abmessung einer Austrittsöffnung des Behälters in der gleichen Richtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht davon aus, daß Normgas mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit von mehreren 100 l/min. senkrecht durch die Öffnung des Behälters in diesen eingeblasen wird, wodurch im Behälter befindliches Fremdgas gleichzeitig aus der Öffnung ausge­ trieben wird und durch einen Kanal zu der Meßküvette geführt werden kann. Indem die Erstreckungsrichtung der Aufnahmeöffnung des zur Meßküvette führenden Kanals wesentlich größer, vorzugsweise mindestens doppelt so groß ist wie die Austrittsöffnung des Behälters in der gleichen Richtung, insbesondere in Bewegungsrichtung des Behälters, kann über eine hinreichende Zeit durch den im Behälter erzeugten Überdruck aus diesem austretendes Fremdgas in den Kanal und damit die Meßküvette strömen. Insbesondere werden beträchtliche Mengen an Fremdgas aus dem Behälter ausgetrieben, wenn das Normgas in den Rand­ bereichen der Behälteröffnung in diesen eingeblasen wird, also nicht im wesentlichen mittig; dies wird vor allem dadurch unterstützt, daß das Normgas mit einem eng gebün­ delten Strahl in den Behälter eingeblasen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, daß der Druckgasauslaß schlitzförmig ausgebildet ist und sich senkrecht zur größten Längserstreckung der Aufnahmeöff­ nung erstreckt, so daß das Normgas unter hohem Druck über eine größere Breite, als dies bei einer kreisförmigen Düse der Fall wäre, in den Behälter eingeblasen wird, wodurch der Austrieb des Fremdgases verbessert wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorge­ sehen, daß der sich an die Aufnahmeöffnung anschließende Kanal zum Fortführen des aus dem Behälter austretenden Gases unter einem endlichen Winkel ungleich 0 und un­ gleich 90° zur Flächennormalen der Aufnahmeöffnung ver­ läuft. Hierdurch werden an den schrägen Wänden des Kanals beim Ausblasen des Fremdgases aus dem Behälter mitaustre­ tende Schmutzstoffe, seien sie fest oder flüssig, abge­ schieden, so daß sie nicht in die Meßküvette eintreten und die Messung beeinträchtigen können; von den schrägen Wänden des Kanals können die Schmutzstoffe vielmehr wieder durch die Aufnahmeöffnung herabfallen bzw. -trop­ fen.

Damit sich im von der Aufnahmeöffnung zur Meßküvette führenden Kanal kein Stau ergibt, sieht eine bevorzugte weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der Quer­ schnitt des Kanals sich von der Aufnahmeöffnung zur Meßküvette hin vergrößert, wobei insbesondere die Höhe des Kanals in einer mit der maximalen Erstreckungsrich­ tung der Aufnahmeöffnung gemeinsamen Ebene sich von der Aufnahmeöffnung zur Meßküvette hin reduziert und daß die Breite des Kanals senkrecht zur Maximalerstreckung der Aufnahmeöffnung sich von dieser zur Meßküvette hin erwei­ tert.

Durch die Erfindung wird eine Untersuchungsvorrichtung geschaffen, die eine zuverlässige Aufnahme von Fremdgas aus einem zu untersuchenden Behälter und damit eine sichere und zuverlässige Messung bei einem hohen Durch­ satz von Behältern ermöglicht. Es hat sich gezeigt, daß 60 000 Behälter pro Stunde oder mehr mittels der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung untersucht werden können.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschrei­ bung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsge­ mäße Vorrichtung in Förderrichtung der zu untersuchenden Behälter; und

Fig. 2 einen Schnitt entlang II-II der Fig. 1 durch die erfindungsgemäße Vorrich­ tung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Aufnahme­ block 1 zur Aufnahme des aus einem zu untersuchenden Behälter 2 austretenden Gases auf. Im Aufnahmeblock 1 ist ein Kanal 3 ausgebildet. Der Kanal 3 führt von einer Aufnahmeöffnung 4 zu einer Meßküvette 5.

Der Aufnahmeblock 1 ist stationär, während die Behälter 2 unmittelbar unter der Aufnahmeöffnung in Richtung A verfahren werden.

Zumindest in der Bewegungsrichtung A der Behälter 2 weist die Aufnahmeöffnung 4 eine Längserstreckung auf, die deutlich größer als die Breite der Austrittsöffnung 6 des Behälters 2 in Bewegungsrichtung A ist und im dargestell­ ten Ausführungsbeispiel etwa doppelt so groß ist.

Der Kanal 3 verläuft unter einem Winkel von 40 bis 50° zur Flächennormalen der Öffnungen 4, 6 bzw. zur Symme­ trieachse S des Behälters 2. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel verläuft er entgegen der Bewegungsrichtung A.

Senkrecht zu den Öffnungen 4, 6 und damit parallel zu deren Flächennormalen N bzw. der Behälterachse S mündet in den Kanal 3 ein Druckgas-Auslaß 7. Der Druckgas-Auslaß 7 hat die Form eines Schlitzes, dessen Längserstreckung sich quer zur Bewegungsrichtung A und damit quer zur Maximalerstreckung der Öffnung 4 erstreckt. Die Maximal­ erstreckung des Druckgas-Auslasses 7 beträgt etwa 1/3 bis 2/3 des Durchmessers der Öffnung 6 des Behälters 2.

Der Querschnitt des Kanals 3 vergrößert sich von der Öffnung 4 zur Küvette 5, und zwar derart, daß die Höhe H des Kanals in der Ebene des Schnittes der Fig. 1 sich reduziert, während die Breite B des Kanals senkrecht hierzu und in der Ebene der Fig. 2 sich vergrößert.

Die Küvette 5 wird senkrecht zur Bewegungsrichtung A vom Licht einer Meßlichtquelle 11 durchstrahlt, der auf der gegenüberliegenden Seite der Küvette ein Detektor 12 zugeordnet ist. Diese Detektoreinrichtung 11, 12 dient zur photometrischen Untersuchung des im Behälter 2 be­ findlichen und aus ihm austretenden, durch die Öffnung 4 und den Kanal 3 in die Küvette 5 gelangenden Gases, das anschließend durch eine Austrittsöffnung 9 der Küvette 5 aus dieser austritt.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist fol­ gendermaßen: Aus dem Druckgas-Auslaß 7 tritt permanent ein Normgas, wie beispielsweise Luft, mit hohem Druck entsprechend einem Durchsatz von mehreren hundert l/min., vorzugsweise mehr als 400 l/min., aus, und zwar mit einer Austrittsrichtung R parallel zur Normalen der Aufnahme­ öffnung 4 bzw. zur Symmetrieachse S des Behälters 2.

Behälter 2 werden unter der Aufnahmeöffnung 4 in Bewe­ gungsrichtung A vorbeigeführt. Sobald der vordere Rand 2a des Behälters 2 unter dem Druckgas-Auslaß 7 vorbeibewegt wird, tritt im in Bewegungsrichtung vorderen Randbereich das aus dem Auslaß 7 austretende Normgas in den Behälter 2 ein und treibt damit in diesem befindliches Gas aus der Öffnung 6 des Behälters 2 aus. Das ausgetriebene Gas tritt durch die Öffnung 4 in den Kanal 3 der Vorrichtung ein, durchströmt diesen, wodurch insbesondere durch die erwähnte Querschnittserweiterung ein Stau im Kanal 3 vermieden wird, und tritt schließlich in die Küvette 5 ein, wo das Gas durch die Detektoranordnung 11, 12 photo­ metrisch untersucht wird, bevor es aus der Öffnung 9 wieder austritt.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß derart relativ zur Vorrichtung, insbesondere zum Aufnahmeblock 1 und zur Küvette 5, bewegte Behälter auf ihren gasförmigen Inhalt untersucht werden können und die Meßküvette 5 mit ihrer Detektoranordnung 11, 12 nicht mit dem Behälter 2 mitbewegt werden muß, dennoch aber zuver­ lässige Meßergebnisse erhalten werden.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Untersuchung von Behältern auf Fremdgase, mit einem Druckgas-Auslaß zum Einblasen eines Normgases in den Behälter und mit einem zu einer Meßküvette führenden Kanal, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Aufnahmeöffnung (4) des Kanals (3) zur Aufnahme zu untersuchenden Gases aus dem Behälter (2) eine Länge aufweist, die wesentlich größer ist als die Abmessung einer Austrittsöffnung (6) des Behälters (2) in der gleichen Richtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Aufnahmeöffnung (4) mindestens doppelt so groß ist wie die entsprechende Dimension der Austrittsöffnung (6) des Behälters (2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckgasauslaß (7) schlitzförmig ausgebildet ist und sich senkrecht zur größten Längserstreckung der Aufnahmeöffnung (4) erstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an die Aufnah­ meöffnung (4) anschließende Kanal (3) zum Fortführen des aus dem Behälter (2) austretenden Gases unter einem endlichen Winkel ungleich 0 und ungleich 90° zur Flächennormalen (N) der Aufnahmeöffnung (4) verläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (3) unter einem Winkel zwischen 40 und 50° zur Flächennormalen (N) verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kanals (3) sich von der Aufnahmeöffnung (4) zur Meßküvette (5) hin vergrößert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (H) des Kanals (3) in einer mit der maximalen Erstreckungsrichtung der Aufnahmeöffnung (4) gemeinsamen Ebene sich von der Aufnahmeöffnung (4) zur Meßküvette (5) hin reduziert.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Breite des Kanals (3) senkrecht zur Maximalerstreckung der Aufnahmeöffnung (4) sich von dieser zur Meßküvette (5) hin erweitert.