DE3932202C2

DE3932202C2 -

Info

Publication number: DE3932202C2
Application number: DE19893932202
Authority: DE
Inventors: Horst 4156 Willich De Pfeiffer
Original assignee: Pfeiffer Chemie-Armaturenbau 4152 Kempen De GmbH
Current assignee: Pfeiffer Chemie-Armaturenbau 4152 Kempen De GmbH
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1992-10-15
Also published as: DE3932202A1

Description

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

Die Beprobung von fluidischen Produkten erfolgt bekannterweise automatisch über absperrventilgesteuerte Rohrleitungen oder manuell durch einen Probennehmer.

Hierzu ist beispielsweise aus der US-PS 31 16 642 eine Vorrichtung bekannt, die einen in die Mantelfläche der Produktleitung eingearbeitete und von einem Gehäuse gasdicht umfaßte Austrittsöffnung sowie eine zugeordnetes Absperr- und Dosierorgan aufweist, das aus einer Schließstellung über eine Zwischenstellung in eine Offenstellung beweglich ist und eine Ausnehmung in seiner Außenmantelfläche besitzt, die in der Schließstellung mit der Austrittsöffnung der Produktleitung und in der Offenstellung mit einer zu einer Meßleitung führenden Entnahmeöffnung in Verbindung steht, und wobei diese Ausnehmung in der Zwischenstellung gegenüber der Austrittsöffnung und der Entnahmeöffnung abgeschlossen ist. Durch Bewegen des Absperr- und Dosierorgans zwischen Austrittsöffnung der Produktleitung und Entnahmeöffnung kann jeweils eine durch die Größe der Ausnehmung in der Außenmantelfläche des Absperr- und Dosierorganes bestimmte Probenmenge der Produktleitung entnommen und in die Meßleitung überführt werden.

Bei solchen, nach Art eines Absperrhahnes ausgebildeten Vorrichtungen wird das kegel- oder zylinderförmige Absperr- und Dosierorgan von einer korrespondierenden Durchgangsöffnung des Gehäuses umfaßt, in das die Produkt- und Entnahmeleitungen münden. Über die Entnahmeleitung wird ein Trägerfluid geführt, in das die der Produktleitung entnommenen Proben eingeführt werden.

Zwar hat eine solche Vorrichtung den Vorteil, daß über das Trägerfluid die wirksame Ausnehmung des Dosier- und Absperrorganes bei jedem Proben-Entnahmevorgang gespült wird ehe über diese Ausnehmung eine neue Probe dem Prozeßmedium entnommen wird, so daß Schwebstoffe als kristalline Abscheidungen nicht ausfallen können, was nachteilig ist und zu Veränderungen des Dosiervolumens führt. Jedoch erfolgt bei der Probenentnahme an der Entnahmestelle eine Umlenkung des Mediums, was zu Entmischungen und damit zu Verfälschungen des Meßergebnisses führen kann.

Bei einer Probenentnahme durch einen anderen Probennehmer werden Probengläser über entsprechende Dichtungen, z. B. mittels Bajonett-Verschlüssen an die Entnahme-Stelle angeschlossen und durch kurzzeitiges Öffnen eines Entnahme-Ventils bis unterhalb einer maximal zulässigen Grenze gefüllt; es wird also ohne ein Trägerfluid gearbeitet.

Auch bei solchen Vorrichtungen besteht die Forderung, daß die als Dosiervolumen dienende Ausnehmung in der Mantelfläche des Dosier- und Absperrorganes unverängert bleibt, also jeweils immer sauber zu spülen ist.

Obwohl die manuelle Probenentnahme mit Hilfe von Probenentnahme-Gläsern problematisch ist und allen subjektiven Einflüssen bei der Probenentnahme unterliegt, sowie Gefährdungen des Probennehmers nicht auszuschließen sind, wird das Verfahren der Probenentnahme durch Probennehmer mit Hilfe von Probenentnahme-Gläsern, die manuell gefüllt und nach ihrer Füllung einem Analysegerät zugeführt werden, noch immer sehr häufig angewandt.

Es besteht daher ein großer Bedarf für eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Probenentnahme unter Benutzung von Probenentnahme-Gläsern die einerseits dicht an die Probenentnahme-Stelle angeschlossen werden können, um das Bedienungspersonal zu schützen und die andererseits nicht dem vollen Druck der Produktleitung ausgesetzt sind, wobei stets gleichbleibend große Proben entnommen werden können, ohne daß ein Trägerfluid vorhanden ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie zur manuellen diskontinuierlichen Entnahme von Proben aus einer Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage geeignet ist, die trotz einfachen Aufbaus sicher und zuverlässig in der Bedienung ist, die auch für Produktleitungen größeren Durchmessers geeignet ist, die den Querschnitt der Produktleitung möglichst wenig stört, sowie so ausgebildet ist, daß ein Festsetzen von Partikeln des Stoffsystems vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Probenentnahme-Vorrichtung wird erreicht, daß diese totraumfrei, d. h. ohne zusätzliche Hohlräume zu bilden, an eine Produktleitung angeschlossen werden kann, da in der Schließstellung des Absperr- und Dosierorganes keine Querschnittsveränderung der Produktleitung erfolgt. Auch ist sichergestellt, daß in keinem Falle eine direkte Verbindung zwischen der Produktleitung und der Entnahmeöffnung der Vorrichtung möglich ist.

Die Probennahme-Vorrichtung läßt also die Strömungsverhältnisse und damit das Gemisch in der Produktleitung ungestört und gibt beim Bewegen in die Offenstellung stets das gleiche Proben-Volumen zur Überführung in das Probenentnahme-Glas frei. 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.

Das Volumen der Ausnehmung des Absperr- und Dosierorganes ist ferner derart gewählt, 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.

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

Es zeigt

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

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 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-Vor richtung ein Rohr 1 auf, das Teil der nicht näher dargestell ten Produktleitung der nicht dargestellten verfahrenstechni schen Anlage bildet. Durch das Rohr 1 strömt das zu analysierende Stoffsystem, zum Beispiel ein Flüssigkeitsge misch. 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 Entnahme öffnung 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 Ausführungs beispiel kugelförmig ausgebildet und so angeordnet, daß es mit seiner Kugelmantelfläche 18 in den Querschnitt des Rohres 1 ragt. Wie insbesondere Fig. 1 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 (Fig. 1, 2) 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 Fig. 1 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 Durchgangsöff nung 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 20 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 Entnahme öffnung 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.

Claims

1. Vorrichtung zur diskontinuierlichen Entnahme von fluidischen Proben aus einer rohrförmigen Produktleitung einer verfahrenstechnischen Anlage, wobei in die Mantelfläche der Produktleitung eine von einem Gehäuse gasdicht umfaßte Austrittsöffnung eingearbeitet ist, und wobei die Vorrichtung ein Absperr- und Dosierorgan aufweist, das aus einer Schließstellung über eine Zwischenstellung in eine Offenstellung beweglich ist und eine Ausnehmung in seiner Außenmantelfläche besitzt, wobei die Ausnehmung in der Schließstellung mit der Austrittsöffnung der Produktleitung in Verbindungen steht, wobei die Ausnehmung in der Offenstellung mit einer Entnahmeöffnung in Verbindung steht und wobei die Ausnehmung in der Zwischenstellung gegenüber der Austrittsöffnung und der Entnahmeöffnung abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmantelfläche (18) des Absperr- und Dosierorganes (17) in der Offenstellung in den Querschnitt der Produktleitung (1) hineinragt, daß die Entnahmeöffnung (7) mit einem in einem Aufnahme-Element (9) angeordneten Probenentnahme-Glas (11) in Verbindung steht, und daß die das Ausschleus-Volumen begrenzende Ausnehmung (20) des Absperr- und Dosierorganes (17) so ausgebildet ist, daß sie in der Schließstellung dem Querschnitt der Produktleitung (1) totraumfrei angepaßt ist und den Querschnitt der Produktleitung (1) weder einschnürt noch erweitert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 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.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperr- und Dosierorgan (17) kugelförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.