DE1128185B - Vorrichtung zur Entnahme von Proben aus Fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Proben aus Flüssigkeiten in einem Behälter unter Verwendung eines Stechrohres mit einem Druckmittelantrieb.

Gegenstand der Erfindung ist die Probenahme aus einer Flüssigkeit, die in einer Leitung fließt oder sich in einem Gefäß befindet, ohne daß dadurch der Druck des Systems oder die Strömung der Flüssigkeit beeinflußt wird oder die Gefahr einer Verunreinigung oder eines Entweichens der Flüssigkeit besteht.

Das übliche Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeitsproben besteht darin, daß man das die Flüssigkeiten enthaltende Gefäß anzapft und die gewünschte Probe abzieht. Dieses Verfahren besitzt jedoch einen Nachteil, wenn es sich um ein Gemisch mehrerer Flüssigkeiten handelt, die sich voneinander trennen und absetzen, weil es in diesem Fall schwierig ist, zu bestimmen, wo man das Gefäß anzapfen soll, um eine die richtige Flüssigkeitszusammensetzung wiedergebende Probe zu erhalten. Im allgemeinen ist es erforderlich, das Gefäß an mehreren Stellen anzuzapfen. Aber selbst dann beeinflußt die bei jeder Probenahme entnommene Menge die prozentuale Zusammensetzung der Mischprobe.

Es ist ein rohrartiger Probenehmer zur Entnahme von Proben vegetabilischer Massengüter, z. B. Zuckerrüben, aus Fahrzeugen bekannt, der ein Stechrohr aufweist, in dem ein Kolben verschiebbar ist. Bei dieser bekannten Ausführungsform wird die aufgenommene Probe aus dem Einlaßende ausgegeben, nachdem das Stechrohr herausgezogen worden ist. Hierzu dient ein Ausstoßstempel, der aber nicht zugleich den unteren Verschluß des Stechrohres bewirkt.

Ferner ist ein Stechrohr bekannt, das von Hand in eine Flüssigkeit eingeführt wird und eine im oberen Ende lösbar gelagerte Kugel besitzt, die nach Freigabe zu einem kegligen Sitz am unteren Ende des Stechrohres sinkt und beim Herausnehmen des Stechrohres die enthaltene Flüssigkeit einfängt.

Zur Entnahme eines Strömungsmittels aus einer Rohrleitung ist es ferner bekannt, einen diese Rohrleitung teilweise durchsetzenden zylindrischen Einsatz vorzusehen, in dem ein Doppelkolben geführt ist, mit dem ein Stromfaden über ein Rückschlagventil aus dem Einsatz hinausgedrückt werden kann. Dieser Stromfaden kann durch Wandöffnungen in dem Einsatz eingefangen werden. Diese Ausführung sperrt teilweise die Rohrleitung ab und beeinträchtigt das Durchflußsystem, wodurch Drackschwankungen entstehen, die vielfach unerwünscht sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch vollautomatisch arbeitende Vorrichtung zu schaf-Vorrichtung zur Entnahme von Proben
aus Flüssigkeiten

Anmelder:

Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 1. Juni 1956 (Nr. 588 687)

William A. Pitts, Bellaire, Tex. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

fen, bei welcher das Stechrohr vollständig durch den Behälter hindurchgeführt wird und tatsächlich ein Querschnitt der gesamten Flüssigkeit aufgenommen wird. Hierbei sollen zugleich Verschmutzungen vermieden werden, die immer dann auftreten, wenn das Stechrohr außerhalb des Behälters gehandhabt oder so weit zurückgezogen werden muß, daß es freiliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Behälterwand fluchtend einander gegenüberliegend einerseits ein als Druckzylinder ausgebildetes Gehäuse für das mit einem Kolben versehene Stechrohr und andererseits ein Ventilgehäuse mit einem mit dem ankommenden Ende des Stechrohres zusammenarbeitenden Ventilglied vorgesehen sind, wobei in dem Stechrohr ein Kolben verschiebbar ist und aus seiner oberen Stellung nach Hindurchführen des Stechrohres durch den Behälter von dem das Stechrohr antreibende Druckmittel in seine untere Stellung in dem Stechrohr verschiebbar ist, in welcher er mit einer Ventilöffnung zusammenarbeitende Öffnungen des Stechrohres nach Austreibung der Probe absperrt.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Stechrohr auf einem mittleren Schaft des zylindrischen Gehäuses verschiebbar, und der Schaft weist eine zur Behälterseite offene Längsbohrung auf, die über dem Kolben des Stechrohres mit dem Zylin-

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derraum des Gehäuses in Verbindung steht, wenn sich das Stechrohr in seiner unteren Stellung befindet, während diese Bohrung in anderen Stellungen des Stechrohres durch dieses von dem Innenraum des zylindrischen Gehäuses abgeschlossen ist.

Vorzugsweise sind die Öffnungen nahe dem stirnseitig offenen Ende des Stechrohres in dessen Wand angeordnet, und eine Schulter ist als Sitz für den Kolben zwischen dem Stechrohrende und den Öffnungen an der Innenwand des Stechrohres ausgebildet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführangsform weist das Ventilglied eine Sitzfläche für das Stechrohr und dieses zwischen seinem offenen Ende und den Öffnungen eine Dichtung auf, die die Flüssigkeitsströmung aus dem Stechrohr zur Sitzfläche absperrt, wenn es sich an der Sitzfläche befindet.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die Längsbohrung bei in seiner unteren Stellung angeordnetem Stechrohr, dessen Innenraum mit der Außenseite und dem Zylinderraum des Gehäuses verbindet, und ein Absperrventil vorgesehen, das normalerweise die Verbindung zwischen der Längsbohrung und der Außenseite des Gehäuses absperrt. Dabei weist das Gehäuse Einrichtungen zur Zuführung von unter Druck stehendem Strömungsmittel zum Antrieb des Kolbens auf.

Vorteilhaft dient der durch das Stechrohr verschiebbare Kolben zugleich dazu, in dem Stechrohr befindliche Flüssigkeit durch das Ventilgehäuse bei Betätigung eines Ventilgliedes innerhalb dieses Ventilgehäuses aus diesem auszutreiben.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der Behälter in waagerechter Richtung, besitzt rechteckigen Querschnitt, und das Stechrohr ist senkrecht angeordnet.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind zum automatischen Betrieb zwischen einem ersten Tank mit gesteuertem Flüssigkeitseinlaß und -auslaß und dem Behälter, an dem das Stechrohr vorgesehen ist, eine erste Ventilanordnung zur Flüssigkeitssteuerung und an dem Behälter eine zweite Ventilanordnung angeordnet, durch welche das Innere des Stechrohres und die Außenseite des Behälters verbindbar sind, wenn das Stechrohr durch den Behälter hindurchgeführt ist, wobei eine auf den Flüssigkeitsstand in dem ersten Tank ansprechende Steueranordnung zur Betätigung der Ventilanordnung, des Stechrohres und des Kolbens vorgesehen ist, um die Verbindung zwischen dem Tank und dem Behälter zu sperren, wenn das Stechrohr durch den Behälter hindurchgeführt ist und der Kolben eine Flüssigkeitsprobe aus dem Stechrohr herausdrückt.

Vorteilhaft ist der Behälter als Meßtank ausgeführt und mit einer Kammer versehen, zwischen der und dem Behälter eine weitere Ventilanordnung zur wahlweisen Freigabe oder Sperrung der Flüssigkeitsströmung vorgesehen ist, wobei eine auf den Flüssigkeitsstand in der Kammer ansprechende Steueranordnung und die mit der Ventilanordnung in Verbindung stehende weitere Steueranordnung vorgesehen sind, die auf die Entleerung der Flüssigkeit aus dem Behälter anspricht, und eine Signalverbindung zwischen den Steueranordnungen und den Ventilanordnungen derart vorgesehen ist, daß über die Ventilanordnung Flüssigkeit in den Behälter eingelassen, die Ventilanordnung geöffnet, das Stechrohr durch diesen Behälter und der Kolben durch das Stechrohr hindurchbewegt wird und daß dann die erste Ventilanordnung Flüssigkeit aus dem Behälter ausströmen läßt und die weitere Ventilanordnung geschlossen und das Stechrohr aus dem Behälter zurückgezogen wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die mit einem die Flüssigkeit enthaltenden Behälter oder einer die Flüssigkeit enthaltenden Leitung verbundene Probenahme-Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Probenahmevorrichtung in der für die Probenahme erforderlichen Stellung,

Fig. 3 eine Abwandlung der Probenahmevorrichtung,-

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Bruchstück einer anderen Ausführungsform,

Fig. 5, 6 und 7 schematische Darstellungen der Probenahmevorrichtung in Verbindung mit einem Meßtank zur selbsttätigen Entnahme von Proben.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Gehäuse 10, das durch Schraubengewinde mit einem Behälter 11 verbunden ist. Das Gehäuse 10 besitzt Öffnungen 12 und 13, die mit den Leitungen 14 bzw. IS verbunden sind. In dem Gehäuse 10 befindet sich der Schaft 16. Der Schaft 16 besitzt einen oberen Verschlußkörper 17, der das obere Ende des Gehäuses 10 abschließt, und eine Schulter 18 neben dem oberen Ende des Schaftes 16. Der Schaft 16 kann mit dem Gehäuse 10 aus einem Stück gefertigt oder in beliebiger Weise mit demselben verbunden sein. Durch den Schaft 16 und den Verschlußkörper 17 läuft in Längsrichtung ein Kanal 8. Auf dem oberen Ende des Kanals 8 befindet sich ein Überdruckventil 9. In dem Schaft 16 befindet sich nahe seinem unteren Ende ein seitlich verlaufender Kanal 19, über den der Kanal 8 mit dem Inneren des Gehäuses 10 in Verbindung steht. Auf dem Schaft 16 ist ein Stechrohr 20 gleitbar angeordnet, und dieses Rohr besitzt an seinem oberen Ende einen Kolben 21, nahe seinem unteren Ende Öffnungen 22 und unterhalb der Öffnungen 22 eine nach innen zurückspringende Schulter 23. Ferner ist das untere Innenende des Stechrohres 20 bei 24 nach oben und nach innen hin kegelartig abgeschrägt. Der feststehende Schaft 16 ist mit Dichtungskörpern 25 und das Rohr an der Wandung des Gehäuses 10 mit Dichtungskörpern 26 und an der Wandung des Schaftes 16 mit Dichtungskörpern 27 ausgestattet.

Auch das Gehäuse 10 besitzt Dichtungskörper 28, und zwar in der Nähe seines unteren Endes. Diese Dichtungskörper können zweckmäßig als O-Ringe ausgebildet sein. Ein Kolben 29 befindet sich innerhalb des Probenahmerohres 20 über der Schulter 23.

In der Verlängerung des Gehäuses 10 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Behälters 11 ein Ventilgehäuse 30 durch Schraubengewinde befestigt. Das Ventilgehäuse 30 enthält eine Kammer 31, die gegen das Innere des Behälters 11 hin offen ist. Ein Kanal 32 verbindet das Innere des Behälters 11 mit dem unteren Ende der Kammer 31. In der Kammer 31 sitzt ein napfartig ausgebildetes Ventilglied 33. Das obere Ende des Ventilgliedes 33 ist zu einem kegelartig abgeschrägten Sitz 34 geschnitten, der zum Eingriff mit dem kegelartig abgeschrägten Teil 24 des Unterendes des Stechrohres 20 bestimmt ist. In der Kammer 31 befindet sich eine Feder 35, die das Ventilglied 33 normalerweise nach oben drückt, so daß er die Öffnung

des Ventilgehäuses 30 gegen den Behälter 11 abschließt. Ein zweiter Kanal 36 in dem Ventilgehäuse 30 läuft von der Kammer 31 zur Außenseite des Ventilgehäuses 30. Dieser Kanal 36 besitzt einen erweiterten Teil 37 mit einem Rückschlagventil, bestehend aus der Kugel 39 und der Feder 38, die die Kugel nach oben drückt, so daß sie den Flüssigkeitsstrom durch den Kanal nach der Außenseite des Ventilgehäuses 30 normalerweise absperrt. Die Kammer 31 besitzt eine Schulter 40, die einen Anschlag für die seitliche Auskragung 41 des Ventilgliedes 33 bildet und die Aufwärtsbewegung des Ventilgliedes 33 begrenzt. In dem Ventilgehäuse 30 können neben dem Ventilglied 33 mehrere Dichtungen 42, z. B. O-Ringe, angeordnet sein, um den Durchtritt von Flüssigkeit zwischen dem Ventilglied 33 und der Innenwandung des Ventilgehäuses 30 zu verhindern.

Fig. 2 zeigt die Stellung des Stechrohres in ausgezogener Lage. Hier befindet sich der Kolben 29 in seiner untersten Stellung, nachdem die zuvor in dem Stechrohr 20 angesammelte Flüssigkeit herausgedrückt worden ist.

In der in Fig. 3 dargestellten Abwandlung ist das Stechrohr 20 in dem Gehäuse 10 von einer Feder 50 umgeben. In diesem Fall drückt ein Ende der Feder 50 gegen die untere Wandung 51 des Gehäuses 10, während das obere Ende der Feder 50 gegen die Schulter 52 des Kolbens 21 drückt. Die Feder 50 übt daher einen Druck auf das Stechrohr 20 nach oben hin aus. Bei dieser Ausführungsform ist die in Fig. 1 und 2 dargestellte Leitung 15 nicht erforderlich.

In der Abwandlung nach Fig. 4 ist eine Dichtung 55 an der Innenwandung des Stechrohres 20 zwischen den Öffnungen 22 und dem abgeschrägten Sitz 24 vorgesehen. Diese Abwandlung kann auch bei den in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen verwendet werden.

Um eine im richtigen Mengenverhältnis zusammengesetzte Flüssigkeitsprobe zu erhalten, wenn es sich um eine Probenahme aus einem Gemisch mehrerer Flüssigkeiten handelt, die zum Absetzen oder zur Trennung neigen, soll der Querschnitt des Behälters, durch den das Stechrohr hindurchläuft, vorzugsweise eine solche Form und Lage besitzen, daß die volumprozentuale Zusammensetzung der Flüssigkeitsprobe genau die gleiche ist wie diejenige des in dem Behälter enthaltenen oder durch den betreffenden Querschnitt des Behälters hindurchströmenden Flüssigkeitsgemisches zur Zeit des Durchganges des Stechrohres durch den Behälter.

Ein Beispiel für eine solche Anordnung ist eine sich waagerecht erstreckende Leitung von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, von der zwei Seiten sich in waagerechten Ebenen befinden. In diesem Fall legt das Stechrohr einen senkrechten Weg zwischen den beiden sich in waagerechter Richtung erstreckenden Seiten zurück.

Soll aus einer Flüssigkeit, die sich in dem Behälter 11 befindet oder durch denselben hindurchströmt, eine Probe entnommen werden, so wird der Druck eines Strömungsmittels, der einer beliebigen Quelle entstammen kann, z. B. von einer Druckluftleitung, durch Leitung 14 und Öffnung 12 ins Innere des Gehäuses 10 übertragen. Dieser Druck bewegt das Stechrohr 20 abwärts und bringt es zum Eingriff mit dem Ventilglied 33. Während des Durchganges des Rohres 20 durch den Behälter 11 tritt die darin enthaltene Flüssigkeit in das untere offene Ende des Rohres 20 ein und füllt das Rohr an. Wie besonders klar aus Fig. 2 ersichtlich, bewegt sich das Stechrohr 20 durch die Einwirkung des Druckes aus der Leitung 14 auf den Kolben 21 weiter abwärts, bis die abgeschrägte Sitzfläche 24 des Stechrohres 20 auf dem abgeschrägten Sitz 34 des Ventilgliedes 33 aufliegt, wodurch eine der wahren Zusammensetzung der Flüssigkeit entsprechende Probe in dem Stechrohr 20 eingeschlossen wird. Bei weiterer Abwärtsbewegung des Stechrohres 20

ίο wird das Ventil 33 nach unten gedrückt, bis die Öffnungen 22 sich in gleicher Höhe befinden wie die Kanäle 36 in dem Ventilgehäuse 30. An einer weiteren Abwärtsbewegung wird das Stechrohr dadurch gehindert, daß die in der Nähe des Kolbens 21 befindliche Schulter 53 gegen die untere Wandung 51 des Gehäuses 10 und die seitliche Auskragung 41 des Ventilgliedes 33 gegen die Schulter 54 der Kammer 31 zur Anlage kommt. Sobald das Stechrohr seine tiefste Lage erreicht hat und die Öffnungen 22 sich mit den Kanä-Ien36 in gleicher Höhe befinden, verbinden die Kanäle 19 in dem Schaft 16 das Innere des Stechrohres mit dem Inneren des Gehäuses 10. Unmittelbar bevor die Öffnungen 22 die gleiche Höhe erreichen wie der Kanal 36, befindet sich der Kolben 29 in dem Stechrohr 20 in seiner durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 dargestellten oberen Lage. Der durch Leitung 14 zur Einwirkung kommende Druck, der das Stechrohr in der untersten Lage hält, wirkt nun auch durch den Kanal 19 auf den Kolben 29 und treibt auch ihn abwärts. Diese Abwärtsbewegung des Kolbens treibt die Flüssigkeitsprobe, die zuvor von dem Stechrohr aufgenommen wurde, abwärts durch die Öffnungen 22, Kanal 36, an der Kugel 39 vorbei durch den erweiterten Teil 37 und Leitung 37' in ein nicht dargestelltes Gefäß zur Aufnahme der Probe. Der Kanal 32 verbindet das Innere des Behälters 11 mit der Kammer 31 und dient zum Druckausgleich auf beiden Seiten des Ventilgliedes 33. Hierdurch wird verhindert, daß der Druck in dem Behältern den Ventilkörper33 nach unten drückt und Flüssigkeit aus dem Behälter 11 unmittelbar in den Kanal 36 eintritt.

Wenn die Probe genommen ist, wird das Stechrohr zurückgezogen, indem die Leitung 15 mit einer Druckquelle verbunden wird, so daß der Druck durch Leitung 15 und Öffnung 13 in das Innere des Gehäuses 10 übertragen wird. Der Druck wirkt dann auf die Unterseite des Kolbens 21 und hebt das Stechrohr wieder in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung. Infolge der Rückkehr des Stechrohres 20 kehrt auch das Ventilglied 33 unter der Wirkung der Feder 35 wieder in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangsstellung zurück. Der in dem Gehäuse 10 über dem Kolben 21 befindliche Druck wird durch Leitung 14 abgelassen. Umgekehrt wird bei der Abwärtsbewegung der im Gehäuse 10 unterhalb des Kolbens 21 befindliche Druck durch die Leitung 15 abgelassen. Das Überdruckventil 9 ist so eingestellt, daß es sich bei einem Druck öffnet, der höher ist, als zur Abwärtsbewegung des Stechrohres 20 und des Kolbens 29 erforderlich. Beim Rücklauf des Rohres 20 schließt das Rohr den Kanal 19 ab, wodurch Flüssigkeit in dem Stechrohr 20 eingeschlossen wird. Überdruck entweicht durch Kanal 8 und Überdruckventil 9 an die Außenluft.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist derjenigen der Fig. 1 und 2 ähnlich mit dem einzigen Unterschied, daß die Anordnung zur Rückführung des Stechrohres 20 in seine Ausgangsstellung hier nicht auf der Wirkung des Druckes eines Strömungsmittels

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beruht wie in Fig. 1 und 2, sondern auf der Wirkung bunden sein, die ihrerseits bei 70 miteinander in Ver-

der Feder 50. Dementsprechend dient die Öffnung 13 bindung stehen können.

zur Abführung des Druckes aus dem Stechrohr 20. In dem Tank 61 befindet sich ein Schwimmer 71, der Das heißt, bei der Rücklaufbewegung drückt der KoI- durch die verschwenkbare Stange 73 mit einer Ventilben 29 das Druckmittel aufwärts durch den Kanal 19 5 anordnung 72 zur Steuerung des Flüssigkeitsstandes und die Öffnung 13 hinaus. Im Betrieb wird, wie bei verbunden ist. Die Entleerungsleitung 67 führt in eine der vorher beschriebenen Ausführungsform, durch Kammer 74, die durch eine obere und eine untere Lei-Leitung 14 und Öffnung 12 auf das obere Ende des tung76 bzw. 77 mit einer Kammer 75 zur Steuerung Kolbens 21 Druck ausgeübt und das Stechrohr 20 ent- des Flüssigkeitsstandes verbunden ist. In der Kammer gegen dem Druck der Feder 50 abwärts bewegt. Da io 75 befindet sich ein Schwimmer 78, der durch die verder Kanal 19 verschlossen ist, bis der Kolben 21 sich schwenkbare Stange 80 mit der Steuerventilanordnung unterhalb des Kanals 19 befindet, wird das in dem Ge- 79 verbunden ist. Leitung 81 am unteren Ende der häuselO befindliche Strömungsmittel durch die Öff- Kammer 74 dient zur Ableitung der Flüssigkeit, beinungl3 hinausgedrückt, wenn das Stechrohr 20 sich spielsweise in einen Lagerbehälter, abwärts bewegt. Bei Erreichung der tiefsten Stellung, 15 Das System zur automatischen Betätigung des Meßbei welcher die Öffnungen 22 dem Kanal 36 gegenüber gerätes besteht aus einer Anzahl von Leitungen, Venzu liegen kommen, befindet sich der Kanal 19 in Ver- tilen und Ventilsteuerungen, durch welche die Ventile bindung mit dem Inneren des Gehäuses 10. Nun wirkt 63 und 65 gleichzeitig derart betätigt werden, daß sie der Druck durch Kanal 19 auf den Kolben 29 und be- den Durchtritt von Flüssigkeit durch die Leitung 62 wegt ihn abwärts, wodurch die Flüssigkeitsprobe aus 20 sowie von 64 nach 66 gestatten und eine Strömung dem Stechrohr 20 nach unten und durch die Öffnun- von Leitung 66 nach Leitung 67 verhindern. Umgegen 22, Kanal 36 und Rückschlagventil 37 bis 39 hin- kehrt ermöglicht das System die gleichzeitige Betätiausgedrückt wird. Beim Aufhören des Druckes und gung der Ventile 63 und 65 derart, daß die Strömung Ausströmen des Druckmittels durch Leitung 14 holt durch die Leitung 62 und von 64 nach 66 unterbrodie Feder 50 das Stechrohr 20 in seine Ausgangsstel- 95 chen und die Verbindung zwischen den Leitungen 66 lung zurück, wobei das im Gehäuse 10 über dem KoI- und 67 hergestellt wird. Die Betätigung der Ventile ben21 befindliche Druckmittel durch Öffnung 12 und wird durch die Stellung der Steuerungsventile 72 und Leitung 14 hinausgedrückt wird. 79 gesteuert, die ihrerseits durch die Lage der Schwim-Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform enthält mer 71 bzw. 78 bestimmt wird. Leitung 90 verbindet eine Abdichtung 55 an der Innenseite des Stechrohres 30 das Ventil 79 mit einer Steuerdruckquelle 91, aus der 20 zwischen der Sitzfläche 24 und der Anschlagschul- ein Strömungsmittel zugeführt wird. Leitung 92 verter23. Diese Abdichtung bezweckt, daß das aus dem bindet das Ventil 79 mit der Membran 93 des Ventils Stechrohr durch die Öffnung 22 und den Kanal 36 aus- 65 und der Membran 94 des Ventils 63 über die Leistromende Druckmittel keinen Druck auf die anein- tungen 95, 96 und 97. Leitung 98 verbindet die Steuerander anliegenden Flächen 24 und 34 ausüben und das 35 druckquelle 91 mit dem Ventil 72. Leitung 99 verbin-Stechrohr 20 aufwärts drücken kann. Dies ist eine det das Ventil 72 mit den Membranen 93 und 94 über Schutzmaßnahme, da ein auf die Fläche 24 wirkender die Leitungen 95, 96 und 97. Das Doppelsperrventil Druck das Stechrohr 20 anheben könnte, wodurch die 100 befindet sich an der Verbindungsstelle der Leitun-Verbindung zwischen der Öffnung 22 und dem Aus- gen 95, 99 und 92. In der Leitung 92 ist ein Membrantrittskanal 36 unterbrochen würde. 40 ventil 101 angeordnet, das die Strömung des Druck-Fig. 5, 6 und 7 zeigen die Probenahmevorrichtung mittels durch dieselbe freigeben und absperren kann, in Verbindung mit einem System zur selbsttätigen Dieses Membranventil stellt in einer Stellung eine Ver-Flüssigkeitsmessung. Die in Fig. 5 bis 7 dargestellte bindung zwischen dem Ventil 79 und dem Doppel-Probenahmevorrichtung ist die Ausführungsform der Sperrventil 100 her und sperrt in der anderen Stellung Fig. 1 und 2. Fig. 5 zeigt das System unmittelbar, nach- 45 (Fig. 6) die Verbindung zwischen diesen Ventilen dem der Tank entleert worden ist. Fig. 6 zeigt das durch Leitung 92 ab. Leitung 99 ist durch Leitung 102 System während der Füllung des Tanks, und Fig. 7 mit der Membran 102' des Ventils 101 verbunden. In zeigt das System, während der Tank entleert wird. der Leitung 102 befindet sich eine Drosselöffnung 103 Beim Abmessen von Flüssigkeiten ist es vielfach zweck- und eine Kompressionskammer 104 zur Erzielung einer mäßig, daß bei jeder Meßperiode eine Probe der in 50 Verzögerungswirkung.

dem Tank enthaltenen Flüssigkeit entnommen wird. In den Leitungen 96 und 97 können Geschwindig-Die Probenahmevorrichtung nach der Erfindung läßt keitssteuerventile 96' bzw. 97' vorgesehen sein, um zu sich ohne weiteres an einen solchen Arbeitsgang in gewährleisten, daß das Ventil 63 sich vollständig einem selbsttätigen Meßsystem anpassen. schließt, bevor das Ventil 65 eine Verbindung 2wi-Fig. 5 zeigt einen Meßtank 60, auf dem ein Tank 55 sehen den Leitungen 66 und 67 herstellt, und daß das oder eine Kammer 61 befestigt ist. Die Tanks 60 und Ventil 65 die Verbindung zwischen den Leitungen 66 sind durch eine Leitung 62 verbunden, in der sich und 67 unterbricht, bevor das Ventil 63 sich öffnet, ein durch eine Membran betätigtes Ventil 63 befindet, Das Probenahmegerät befindet sich auf dem Tank welches die Leitung 62 selektiv öffnet und schließt. Mit 60. Ein Vierwegemembranventil 105 ist mit den Leidem Tank 60 ist eine Fülleitung 64 verbunden, durch 60 tungen 14 und 15 des Probenahmegerätes verbunden, welche die zu messende Flüssigkeit, z, B. Öl, einströmt. Leitung 106 verbindet die Leitung 99 mit der Mem-Ein durch eine Membran betätigtes Dreiwegeventil 65 bran 107 des Ventils 105. Leitung 108 verbindet die verbindet Leitung 66, Austrittsleitung 67 und Füll- Leitung 98 mit dem Ventil 105. Ferner ist das Ventil leitung 64. Dieses Ventil ist so beschaffen, daß es in 105 mit einer Austrittsleitung 109 verbunden, einer Stellung die Leitungen 64 und 66 und in einer 65 Unmittelbar nachdem der Tank 60 seine Flüssigkeit anderen Stellung die Leitungen 66 und 67 miteinander über die Kammer 74 abgegeben hat, sinkt infolge des verbindet. Die oberen Enden der Tanks 60 und 61 Ausströmens der Flüssigkeit aus der Kammer 75 der können mit Druckausgleichsleitungen 68 bzw. 69 ver- Schwimmer 78 nach unten, und infolgedessen gelangt

der Druck aus der Druckquelle 91 durch Leitung 90 und Ventil 79 in die Leitung 92. Zu dieser Zeit ist das Ventil 101 offen und läßt das Drucksignal zum Doppelsperrventil 100 durch, so daß der darin enthaltene Ventilkörper sich nach oben verschiebt, wie in Fig. 5 dargestellt, und der Druck über die Leitungen 95, 96 und 97 die Membranen 93 und 94 betätigt.

Das durch die Membran 94 auf das Ventil 63 aus Leitung 96 übertragene Drucksignal wird durch das Geschwindigkeitssteuerungsventil 96' verzögert, bis das aus Leitung 97 durch Membran 93 übertragene Drucksignal das Ventil 65 so betätigt hat, daß dieses eine Verbindung zwischen den Leitungen 66 und 64 herstellt und die Verbindung zwischen den Leitungen 67 und 66 unterbricht. Die Strömung der Flüssigkeit aus dem Tank 60 wird daher vollständig unterbrochen, bevor das Ventil 63 sich öffnet. Hierdurch wird gewährleistet, daß kein Teil der Flüssigkeit aus dem Tank 61 durch die Leitung 67 entweichen und auf diese Weise eine falsche Messung verursachen kann. Ebenso schränkt das Geschwindigkeitssteuerungsventil 97' das Abströmen des Signaldruckes von der Membran 93 ein, wodurch gewährleistet wird, daß das Ventil 65 die Verbindung zwischen den Leitungen 66 und 67 so lange absperrt, bis sich das Ventil 63 geschlossen hat.

Der auf die Membran 93 ausgeübte Druck betätigt das Ventil 65 so, daß es die Strömung von der Füllleitung 64 durch Leitung 66 in den Tank 60 freigibt und die Verbindung zwischen den Leitungen 66 und 67 unterbricht. Der auf die Membran 94 einwirkende Druck öffnet das Ventil 63, so daß Flüssigkeit aus dem Tank 61 in den Tank 60 eintritt und der Schwimmer 71 nach unten sinkt, wodurch das Ventil 72 betätigt wird. Hierbei gelangt der Druck aus der Druckquelle 91 durch Leitung 98 und Ventil 72 in die Leitung 99, wie aus Fig. 6 ersichtlich. Aus Leitung 99 gelangt der Druck durch das Doppelsperrventil 100 in die Leitungen 95, 96 und 97, so daß die Ventile 63 und 65 in der gleichen Stellung verharren, die sie durch die Einwirkung des Drucksignals über Leitung 92 angenommen haben. Zur gleichen Zeit gelangt der Signaldruck aus Leitung 99 auch durch die Leitung 102 zur Membran 102' des Ventils 101, wodurch die Strömung des Druckmittels durch Leitung 92 unterbrochen wird und das Druckmittel aus der Leitung 92 zwischen dem Absperrventil 100 und dem Ventil 101 abströmt.

Die Ventile 65 und 63 werden in ihren entsprechenden Stellungen festgehalten, bis die Flüssigkeit in der Kammer 61 ansteigt. Hierdurch steigt der Schwimmer 71 in die obere Stellung, wodurch das Ventil 72 betätigt wird, indem es den Druck in der Leitung 98 absperrt, so daß die Leitung 99 durch die Austrittsleitung 99' entleert wird. Die Drosselöffnung 103 und die Kammer 104 in der Leitung 102 dienen zur Verzögerung der Öffnung des Ventils 101, bis das Druckentlastungssignal in Leitung 92 die Ventile 63 und 65 betätigt und die Entleerung des Tanks beginnt. Durch das Abblasen des Druckes aus den Leitungen 95, 96, und 102 werden die Ventile 63, 65 und 101 umgeschaltet, indem das Ventil 63 sich schließt, die Leitungen 66 und 67 miteinander in Verbindung gesetzt werden, die Verbindung zwischen den Leitungen 64 und unterbrochen und eine Verbindung zwischen dem Doppelsperrventil 100 und dem Ventil 79 hergestellt wird. Sobald das Ventil 65 die Verbindung zwischen den Leitungen 66 und 67 herstellt, strömt Flüssigkeit in die Kammer 74 durch Leitung 67 und in die Kammer 75 durch die Leitungen 76 und 77 ein, und durch das Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels in der Kammer 75 wird der Schwimmer 78 in seine obere Stellung gehoben, so daß die Strömungsmittelzufuhr aus Leitung 90 am Ventil 79 gesperrt wird und die Leitung 92 durch die Abzugsleitung 92' entleert wird. Dann ist ein Arbeitskreislauf vollendet.

Die Probenahmevorrichtung arbeitet in der folgenden Weise in Verbindung mit diesem System: Wenn der Schwimmer 71 seine obere Lage erreicht, d. h. unmittelbar nachdem der Füllvorgang beendet ist, und wenn der Entleerungsvorgang beginnen soll (Fig. 3), bläst das Ventil 72 den Druck aus Leitung 99 durch Leitung 99' ab. Hierdurch wird auch die Leitung 106 entleert, so daß der Druck auf die Membran 107 aufhört. Dieser Druckabfall betätigt das Ventil 105 so, daß es die Leitungen 108 und 14 miteinander in Verbindung setzt, wodurch das Stechrohr 20 durch den Tank 60 hindurch bis zum Eingreifen mit dem Ventil 33 abwärts bewegt wird, so daß die Öffnung 22 mit dem Austrittskanal 36 in Verbindung kommt. Die entnommene Probe fließt durch Leitung 37' in einen Behälter 111. In dieser Stellung bleibt das Stechrohr 20 stehen, bis die Flüssigkeit vollständig aus- dem Tank 60 entleert ist. Zu diesem Zeitpunkt sinkt der Schwimmer 78 auf seine untere Stellung, wodurch die Ventile 63 und 65 betätigt werden. Infolgedessen sinkt der Schwimmer 71 auf seine untere Stellung, und hierdurch wird das Ventil 72 betätigt, so daß Strömungsmitteldruck aus Leitung 98 in die Leitung 99 eintritt und durch Leitung 106 auf die Membran 107 einwirkt. Hierdurch wird das Ventil 105 betätigt, welches die Leitungen 108 und 15 miteinander in Verbindung setzt. Dies bewirkt die Rückkehr des Probenahmerohres 20 und den Austritt des Strömungsmittels über dem Kolbenboden 21 im Gehäuse 10 durch Leitung 14 und Austrittsleitung 109.

Die Probenahmevorrichtung ist also leicht an ein beliebiges automatisch arbeitendes Tankmeßsystem anpaßbar.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Entnahme von Proben aus Flüssigkeiten in einem Behälter unter Verwendung eines Stechrohres mit einem Druckmittelantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß an der Behälterwand fluchtend einander gegenüberliegend einerseits ein als Druckzylinder ausgebildetes Gehäuse (10) für das mit einem Kolben (21) versehene Stechrohr (20) und andererseits ein Ventilgehäuse (30) mit einem mit dem ankommenden Ende des Stechrohres zusammenarbeitenden Ventilglied (33) vorgesehen sind, wobei in dem Stechrohr ein Kolben (29) verschiebbar ist und aus seiner oberen Stellung nach Hindurchführen des Stechrohres durch den Behälter von dem das Stechrohr antreibende Druckmittel in seine untere Stellung in dem Stechrohr verschiebbar ist, in welcher er mit einer Ventilöffnung (36) zusammenarbeitende Öffnungen (22) des Stechrohres nach Austreibung der Probe absperrt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stechrohr (20) auf einem mittleren Schaft (16) des zylindrischen Gehäuses verschiebbar ist und der Schaft eine zur Behälterseite offene Längsbohrung (8) aufweist, die über

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dem Kolben (21) des Stechrohres mit dem Zylinderraum des Gehäuses in Verbindung steht, wenn sich das Stechrohr in seiner unteren Stellung befindet, während diese Bohrung in anderen Stellungen des Stechrohres durch dieses von dem Innenraum des zylindrischen Gehäuses abgeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (22) nahe dem stirnseitig offenen Ende des Stechrohres in dessen Wand angeordnet sind und eine Schulter (23) als Sitz für den Kolben (29) zwischen dem Stechrohrende und den Öffnungen (22) an der Innenwand des Stechrohres ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (33) eine Sitzfläche (34) für das Stechrohr und dieses zwischen seinem offenen Ende (24) und den öffnungen (22) eine Dichtung aufweist, die die Flüssigkeitsströmung aus dem Stechrohr zur Sitzfläche (24) absperrt, wenn es sich an der Sitzfläche befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (8) bei in seiner unteren Stellung angeordnetem Stechrohr (20) dessen Innenraum mit der Außenseite und dem Zylinderraum des Gehäuses (10) verbindet und ein Absperrventil (9) vorgesehen ist, das normalerweise die Verbindung zwischen der Längsbohrung (8) und der Außenseite des Gehäuses (10) absperrt, und daß das Gehäuse Einrichtungen (14, 15) zur Zuführung von unter Druck stehendem Strömungsmittel zum Antrieb des Kolbens (21) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (29) zugleich vorgesehen ist, um in dem Stechrohr befindliche Flüssigkeit durch das Ventilgehäuse (30) bei Betätigung eines Ventilgliedes innerhalb dieses Ventilgehäuses aus diesem auszutreiben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf das in einer Kammer (31) des Ventilgehäuses (30) angeordnete Ventilglied (33) einwirkende Vorspanneinrichtung (35) das Ventilglied (33) nachgiebig in eine erste Stellung drückt, der Kolben (21) zwisehen Öffnungen (12,13) zum Anschluß der Einrichtungen (14, 15) bewegbar ist und eine Schulter (23) in der Nähe der Mündung (24) des Stechrohres vorgesehen ist, an welche sich der Kolben (29) in seiner unteren Stellung anlegt, wobei das in seiner unteren Stellung befindliche Stechrohr das Ventilglied (33) entgegen der Vorspanneinrichtung (35) in eine zweite Stellung bewegt, in welcher ein erster Kanal (36) innerhalb des Ventilgehäuses (30) mit den Öffnungen (22) fluchtet und diese mit der Außenseite des Ventilgehäuses (30) verbindet, während ein weiterer Kanal (32) die Kammer (31) mit dem Innenraum des Behälters verbindet, und daß in dem Gehäuse (10) eine Druckbeaufschlagungsanordnung (50) vorgesehen ist, die bestrebt ist, den Kolben (21) in seine obere Stellung zu bewegen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Behälter (11) in waagerechter Richtung erstreckt, rechteckigen Querschnitt besitzt und daß das Stechrohr (20) senkrecht angeordnet ist.

9. Vorrichtung zur Entnahme von Flüssigkeitsproben zum Messen von Flüssigkeiten unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem ersten Tank (74) mit gesteuertem Flüssigkeitseinlaß (67) und -auslaß (81) und einem Behälter (60), an dem das Stechrohr (20) vorgesehen ist, eine erste Ventilanordnung (65, 93) zur Flüssigkeitssteuerung und an dem Behälter (60) eine zweite Ventilanordnung (105, 107) angeordnet sind, durch welche das Innere des Stechrohres (20) und die Außenseite des Behälters (60) verbindbar sind, wenn das Stechrohr (20) durch den Behälter (60) hindurchgeführt ist, wobei eine auf den Flüssigkeitsstand in dem ersten Tank (74) ansprechende Steueranordnung (78, 80) zur Betätigung der Ventilanordnung (65, 93), des Stechrohres (20) und des Kolbens (29) vorgesehen ist, um die Verbindung zwischen dem Tank (74) und dem Behälter (60) zu sperren, wenn das Stechrohr (20) durch den Behälter hindurchgeführt ist und der Kolben (29) eine Flüssigkeitsprobe aus dem Stechrohr (20) herausdrückt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (60) als Meßtank ausgeführt ist und mit einer Kammer (61) versehen ist, zwischen der und dem Behälter (60) eine weitere Ventilanordnung (63, 94) zur wahlweisen Freigabe oder Sperrung der Flüssigkeitsströmung vorgesehen ist, wobei eine auf den Flüssigkeitsstand in der Kammer (61) ansprechende Steueranordnung (71, 63) und die mit der Ventilanordnung (65, 93) in Verbindung stehende weitere Steueranordnung (28, 40) vorgesehen sind, die auf die Entleerung der Flüssigkeit aus dem Behälter (60) anspricht, und eine Signalverbindung zwischen den Steueranordnungen (71, 73 und 78, 80) und den Ventilanordnungen (65, 93 und 63, 94) derart vorgesehen ist, daß über die Ventilanordnung (65, 93) Flüssigkeit in den Behälter (60) eingelassen, die Ventilanordnung (63, 94) geöffnet, das Stechrohr (20) durch den Behälter und der Kolben (29) durch das Stechrohr (20) hindurchbewegt wird und daß dann die erste Ventilanordnung (65, 93) Flüssigkeit aus dem Tank ausströmen läßt und die weitere Ventilanordnung (63, 94) geschlossen und das Stechrohr (20) aus dem Behälter (60) zurückgezogen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 492 615; USA.-Patentschriften Nr. 1 837 858, 1511591.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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