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Dokumentenidentifikation DE3932202A1 04.04.1991
Titel Vorrichtung zur diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage
Anmelder Pfeiffer Chemie-Armaturenbau GmbH, 4152 Kempen, DE
Erfinder Pfeiffer, Horst, 4156 Willich, DE
Vertreter Spott, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Puschmann, H., Dipl.-Ing. (FH), Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 27.09.1989
DE-Aktenzeichen 3932202
Offenlegungstag 04.04.1991
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.04.1991
IPC-Hauptklasse G01N 1/02
IPC-Nebenklasse G01F 11/14   
Zusammenfassung Vorrichtung zur diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage, deren aus einer Schließ- in eine Offenstellung und vice versa bewegliches, zwischen einer Austrittsöffnung der Produktleitung und einer Entnahmeöffnung der Vorrichtung angeordnetes Absperrorgan gleichzeitig als Dosierorgan ausgebildet ist. Hierzu ragt das Absperr- und Dosierorgan in den Querschnitt der Produktleitung und weist eine das Ausschleus-Volumen begrenzende, in der Schließstellung den Querschnitt der Produktleitung weder einschnürende noch erweiternde Ausnehmung auf, wobei Entnahmeöffnung, Absperr- und Dosierorgan und Austrittsöffnung derart ausgebildet sind und eine solche räumliche Zuordnung zur Austrittsöffnung der Produktleitung aufweisen, daß beim Bewegen des Absperrorgans in die Offenstellung vor Erreichen der Offenstellung die Austrittsöffnung der Produktleitung gegenüber Ausnehmung und Entnahmeöffnung abgedichtet verschlossen ist; vgl. Figur 2.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich ist zur Untersuchung der Eigenschaften eines Stoffsystems eine Probennahme erforderlich, da eine Prüfung der Gesamtmenge nicht sinnvoll oder gar unmöglich ist.

Für die Beprobung von Förderströmen aus Feststoff-Gemischen sind automatische Probenentnahmegeräte bekannt, während die Beprobung von Produkten über absperrventilgesteuerte Rohrleitungen oder manuell durch einen Probennehmer erfolgt. Hierzu werden über entsprechende Dichtungen mittels Bajonett- Verschlüssen Probengläser an die Entnahme-Stelle angeschlossen und durch kurzzeitiges Öffnen eines Entnahme-Ventils bis unterhalb einer maximal zulässigen Grenze gefüllt. Bei unachtsamer Bedienung, zum Beispiel bei zu langer Öffnung des Ventils, kann durch die direkte Verbindung zwischen Produktleitung und Entnahme-Stelle der volle Druck der Produktleitung auf das Probenglas wirken und dieses zerstören.

Eine manuelle Probenentnahme mit Hilfe von Probenentnahme- Gläsern ist daher problematisch, da diese allen subjektiven Einflüssen bei der Probenentnahme unterliegt und Gefährdungen des Probennehmers nicht auszuschließen sind.

Trotz dieser Schwierigkeiten wird das diskontinuierliche Verfahren der Probennahme mit Hilfe von Probenentnahme- Gläsern, die manuell gefüllt und nach ihrer Füllung einem Analysegerät zugeführt werden, sehr häufig angewandt. Es besteht daher großer Bedarf für eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Probennahme, mit der Probenentnahme- Gläser einerseits dicht an die Probenentnahme-Stelle angeschlossen werden können, um das Bedienungspersonal zu schützen und bei der andererseits die Probenentnahme-Gläser nicht dem vollen Druck der Produktleitung ausgesetzt sind, und mit deren Hilfe ferner stets gleichbleibend große Proben zu entnehmen sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zur manuellen diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage zu schaffen, die trotz einfachen Aufbaus sicher und zuverlässig in der Bedienung ist, den Querschnitt der Produktleitung möglichst wenig stört sowie ein Festsetzen von Partikeln des Stoffsystems vermeidet, und durch die sichergestellt wird, daß stets gleichgroße repräsentative Proben entnommen werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der erfindungsgemäßen Ausbildung der Probennahme- Vorrichtung ist das Absperrorgan nicht nur als Absperrorgan ausgebildet, sondern weist mindestens eine sogenannte Dosierkammer auf, deren Ausbildung einerseits die Strömungsverhältnisse und damit das Gemisch in der Produktleitung ungestört läßt und andererseits bei seinem Bewegen in die Offenstellung stets das gleiche Proben-Volumen zur Überführung in das Probenentnahme-Glas freigibt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Dimensionierung der Vorrichtung wird sichergestellt, daß in keinem Falle eine direkte Verbindung zwischen der Produktleitung und der Entnahmeöffnung der Vorrichtung möglich ist. Das Absperrorgan ist also gleichzeitig als Dosierorgan ausgebildet, wobei das Volumen der Ausnehmung des Absperr- und Dosierorganes derart gewählt ist, daß es kleiner als das Aufnahme-Volumen des Probenentnahme-Glases ist, und somit eine Beschädigung des Probenentnahme-Glases durch das die Produktleitung passierende Stoffsystem verhindert wird. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß in der Schließstellung des Absperr- und Dosierorganes keine Querschnittsveränderung der Produktleitung erfolgt. Schließlich wird durch die erfindungsgemäße geometrische Ausbildung des Absperr- und Dosierorganes erreicht, daß die Probennahme-Vorrichtung totraumfrei, d. h. ohne zusätzliche Hohlräume zu bilden, an die Produktleitung angeschlossen werden kann. Der Produktleitung wird daher stets "frisches Stoffsystem "entnommen und damit verhindert, daß Produkt oder Partikel des Produktes sich festsetzen und zum Beispiel auskristallisieren können. Die erfindungsgemäße Probennahme-Vorrichtung kann daher auch für sogenannte Sterilprozesse der Bio- und Lebensmitteltechnologie eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Probennahme-Vorrichtung gemäß der Erfindung mit in der Schließstellung befindlichem Absperr- und Dosierorgan,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Figur und

Fig. 3 die Probennahme-Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Absperr- und Dosierorgan in einer Zwischenstellung.

Wie Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, weist die Probennahme-Vorrichtung ein Rohr 1 auf, das Teil der nicht näher dargestellten Produktleitung der nicht dargestellten verfahrenstechnischen Anlage bildet. Durch das Rohr 1 strömt das zu analysierende Stoffsystem, zum Beispiel ein Flüssigkeitsgemisch. Für den Anschluß in die genannte Produktleitung sind stirnseitige Anschlußflansche 2 und 3 vorgesehen. In der Mantelfläche des Rohres 1 ist eine Austrittsöffnung 4 eingearbeitet, die von einem Gehäuse 6 gasdicht umfaßt ist, das von einem eine Entnahme-Öffnung 7 aufweisenden Deckel 8 verschlossen ist. Mit dem Deckel 8 ist ein Aufnahme-Element 9 verbunden, das einen Schlitz 10 zwecks Aufnahme eines Probenentnahme-Glases 11 aufweist. Benachbart zur Entnahmeöffnung 7 weist der Deckel 8 eine entsprechend geformte Dichtung 12 auf, auf der das Probenentnahme-Glas sich abstützen kann.

In der Wandung 14 des Gehäuses 6 ist ein Absperr- und Dosierorgan 17 um eine Achse 16 drehbeweglich gelagert. Das Absperr- und Dosierorgan 17 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildet und weist einen solchen Abstand zum Rohr 1 auf, daß es mit seiner Kugelmantelfläche 18 in den Querschnitt des Rohres 1 ragt. Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist die Kugelmantelfläche 18 des Absperr- und Dosierorganes 17 mit einer Ausnehmung 20 versehen, die dem Querschnitt der Produktleitung angepaßt ist, also diese in der Schließstellung weder einschnürt noch erweitert.

Das Absperr- und Dosierorgan 17 ist allseits von einem Dichtkörper 22 umgeben, der mit seinen Außenflächen den Innenflächen des Gehäuses 6 angepaßt ist und sich an diesen abstützt, so daß der Raum zwischen Gehäuse und Absperr- und Dosierorgan vollständig und dicht ausgefüllt ist. Der Entnahmeöffnung 7 gegenüberliegend weist der Dichtungskörper 22 eine Durchgangsöffnung 24 auf, deren kleine Basis mit dem Durchmesser der Entnahme-Öffnung 7 korrespondiert.

Das Absperr- und Dosierorgan 17 ist mit einer koaxial zur Drehachse 16 liegenden Antriebswelle 25 verbunden, mittels der das Absperr- und Dosierorgan entweder von Hand oder mittels eines hier nicht dargestellten, an sich bekannten Schwenkantriebes in Richtung des Pfeiles 26 verdreht werden kann.

Die Größe der Ausnehmung 20 bestimmt das Ausschleus-Volumen des zu entnehmenden Stoffsystems für die Probennahme, das kleiner als das Aufnahmevolumen des Probeentnahmeglases ist.

Die Probennahme erfolgt durch Bewegen des Absperr- und Dosierorganes in Richtung des Pfeiles 26 aus der in Figur dargestellten neutralen oder Schließstellung um 180° in eine hier nicht dargestellte Offenstellung, in der die Ausnehmung 20 in bezug auf Fig. 1 mit der kegelförmigen Durchgangsöffnung 24 korrespondiert. Wie Fig. 3 zeigt, wird dabei - im vorliegenden Falle nach einer Schwenkbewegung von 90° - die Austrittsöffnung 4 des Rohres 1 durch das Absperr- und Dosierorgan 17 dicht verschlossen. Diese Abdichtung bleibt aufrechterhalten auch nach Überführung des Absperr- und Dosierorganes 17 in die vorerwähnte, hier nicht dargestellte Offenstellung.

Wie sich aus dem Vorstehenden zweifelsfrei ergibt, sind Entnahmeöffnung, Absperr- und Dosierorgan, Ausnehmung und Austrittsöffnung derart ausgebildet, wobei die Ausnehmung des Absperr- und Dosierorganes bezogen auf die Schließstellung totraumfrei dem Querschnitt der Produktleitung angepaßt ist (vgl. Fig. 2), und in bezug zur Austrittsöffnung der Produktleitung derart räumlich angeordnet, daß beim Bewegen des Absperr- und Dosierorganes in die Offenstellung vor Erreichen der Offenstellung die Austrittsöffnung der Produktleitung gegenüber Ausnehmung und Entnahmeöffnung abgedichtet verschlossen ist; vgl. Fig. 3.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß in keinem Falle eine direkte Verbindung zwischen Produktleitung und der Entnahmeöffnung möglich ist.

Selbstverständlich kann das Absperr- und Dosierorgan anstelle einer kugelförmigen Ausbildung auch als Zylinder oder Hahnküken ausgebildet sein mit der Maßgabe, daß mindestens eine Ausnehmung an der Mantelfläche des Absperr- und Dosierorganes so angeordnet ist, daß in der neutralen Stellung das Ausschleus-Volumen keine direkte Verbindung zwischen Produktleitung und der Entnahmeöffnung herstellt. Auch sind Ausbildungen mit einer Schwenkbewegung des Absperr- und Dosierorganes um 360° möglich. Schließlich sind mehrere Ausnehmungen im Absperr- und Dosierorgan möglich unter Aufrechterhaltung der vorerwähnten Abdichtung zwischen Entnahmeöffnung und Austrittsöffnung.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage, mit einem aus einer Schließ- in eine Offenstellung und vice versa beweglichen Absperrorgan zwischen einer Austrittsöffnung der Produktleitung und einer Entnahmeöffnung der Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (17) in den Querschnitt der Produktleitung (1) ragend angeordnet ist und durch eine das Ausschleus-Volumen begrenzende, in der Schließstellung den Querschnitt der Produktleitung (1) weder einschnürende noch erweiternde Ausnehmung (20) ein Absperr- und Dosierorgan bildet, und daß Entnahmeöffnung (7), Absperr- und Dosierorgan (17) und Austrittsöffnung (4) derart ausgebildet sind und eine solche räumliche Zuordnung zur Austrittsöffnung (4) der Produktleitung (1) aufweisen, daß beim Bewegen des Absperr- und Dosierorganes in die Offenstellung vor Erreichen der Offenstellung die Austrittsöffnung der Produktleitung gegenüber Ausnehmung und Entnahmeöffnung abgedichtet verschlossen ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperr- und Dosierorgan (17) kugelförmig (Kugelmantelfläche 18) ausgebildet ist und mindestens eine der Querschnittsform der Produktleitungen (1) angepaßte Ausnehmungen (20) in der Kugelmantelfläche (18) sowie eine in einem die Entnahmeöffnungen (4) um schließenden Gehäuse (6) gelagerte Schwenkachse (16) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (20) des Absperr- und Dosierorganes (17) bezogen auf die Schließstellung totraumfrei dem Querschnitt der Produktleitung (1) angepaßt ist.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperr- und Dosierorgan (17) von einem im Gehäuse (6) abgestützten Dichtkörper (22) allseits dicht umschlossen ist, der eine mit der Entnahmeöffnung (7) kommunizierende Durchtrittsöffnung (24) besitzt.
  5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperr- und Dosierorgan (17) um 360°, vorzugsweise um 180°, schwenkbar gelagert ist.
  6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entnahmeöffnung (7) im Gehäuse (6) ein Aufnahmeelement (8) zwecks Halterung eines Probenentnahme-Glases (11) zugeordnet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausschleus-Volumen, begrenzt durch die Größe der Ausnehmung (20) des Absperr- und Dosierorganes (17), kleiner als das Aufnahme-Volumen des Probenentnahme-Glases (11) gewählt ist.






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