In der US-PS 1,500,975 wird eine Maschine beschrieben, die aus drei miteinander ver- bundenen Zylindern und drei darin geführten, starr miteinander verbundenen Kolben be- steht. Die drei Zylinder haben unterschiedliche Durchmesser. Während der Hauptzylin- der durch wechselseitige Bedrückung der durch den Kolben unterteilten Räume mit Va- kuum und atmosphärischem Druck hin und her bewegt wird, dienen die beiden anderen Zylinder und die synchron darin bewegten Kolben zur stufenweisen Aufkomprimierung von Luft. In der GB-PS 911,493 wird ein Schmierstoffspender beschrieben. Bei diesem drückt eine Schmierstoffpumpe den Schmierstoff in eine Ringleitung, die eine oder meh- rere Schmierstellen versorgt. Die Ringleitung fiihrt über ein Überdruckventil den Über- schuß an Schmiermittel in den Vorratsbehälter zurück.

Es sind Vorrichtungen bekannt und im Vertrieb, mit denen pastöse Massen und Flüssig- keiten kontinuierlich gefördert werden können. Bei einer dieser Vorrichtungen (Fettspen- der PERMA der Firma G. Satzinger in Bad Kissingen) ist ein zylindrischer Körper durch eine als Kolben wirkende Membran in zwei Teilräume aufgeteilt. Der eine Teilraum ent- hält das zu fördernde Medium, das über die am einen Ende angebrachte Tülle abgegeben

wird ; der zweite Raum enthält eine Gasentwicklungs-Vorrichtung, die kontinuierlich aus einem Korrosionselement Wasserstoff entwickelt. Dadurch wird ein Druck aufgebaut, der Kolben verdrängt und das zu fordernde Medium aus der Tülle gedrückt.

Das Korrosionselement besteht dort aus einer Zinkronde mit eingelötetem Molybdänstab.

Sie wird bei der Aktivierung in einen Kalilaugesee eingebracht. Der Ablauf der Gasent- wicklung ist damit unaufhaltsam vorgegeben. Er hängt von der Temperatur ab. Die För- dergeschwindigkeit selbst ist noch von dem Gegendruck an der Tülle abhängig, da bei konstanter Gasentwicklungsrate die Volumenproduktion des Wasserstoffs umgekehrt proportional zum Druck ist.

Gegenüber einem Kurzschlußelement bietet die Wasserstoff entwickelnde Zelle, wie sie in der DE-PS 35 32 335 Al beschrieben ist, den Vorteil, daß die Wasserstoffentwicklung über einen von außen zu regelnden Widerstand genau gesteuert werden kann. Diese Zelle besteht in einer Variante aus einer Zinkanode und einer Wasserstoffkathode mit Kalilau- ge als Elektrolyt und einem Separator, der Anode und Kathode trennt. In einer anderen Variante der Zelle entwickelt sie Sauerstoff als Treibgas, wobei als Gegenkathode eine reduzierbare Elektrode z. B. aus Mangandioxid MnO2 oder AgO oder einem anderen Metalloxid verwendet wird. Als Anode dient eine Sauerstoffabscheidungselektrode. Cha- rakteristisch ist für die Gasentwicklungselektroden in beiden Fällen sowohl für Sauerstoff als auch für Wasserstoff, daß das Elektrodenmaterial eine möglichst geringe Überspan- nung für das zu entwickelnde Gas besitzt, wofür in beiden Fällen Raney-Nickel und Ak- tivkohle als Katalysator dienen kann.

In der DE 36 21 846 AI wird eine Fördervorrichtung beschrieben, bei der die zu fordern- de Flüssigkeit über eine oder eine Vielzahl von Poren in einem gegenüber der zu for- dernden Flüssigkeit lyophoben Körper transportiert wird. Diese Maßnahme, die den För- derstrom in einen Strom diskreter Tropfen aufteilt, stellt eine Druckschleuse dar, die den

Förderfluß vom Gegendruck unabhängiger macht. Diese Druckschleuse kann auf der An- und auf der Abströmseite zwischen lyphilen porösen Körpern angeordnet sein und mit diesen kommunizieren.

Derartige Fördervorrichtungen lassen sich vielseitig einsetzen. Zum Beispiel wurde die Injektion von Insulinlösung oder anderer Medikamente in den Körper mit Hilfe solcher Fördervorrichtungen vorgeschlagen. Einer früheren Erfindung (DE 3711714 C2 vom 07.

04.1987) lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art da- hingehend weiterzubilden, daß die Fördergeschwindigkeit vorbestimmbar und regelbar wird und daß die Vakuumerzeugung mit möglichst einfachen Mitteln erfolgt. Das Kern- stück ist eine Kraftmaschine, die aus einem im wesentlichen starren Antriebszylinder mit einem darin beweglichen Antriebskolben oder einer als Kolben wirkenden Membran be- steht. Im Ausgangszustand ist dieser Antriebszylinder mit einem elektrochemisch wirk- samen Gas wie Wasserstoff oder Sauerstoff unter Atmosphärendruck gefüllt. Innerhalb dieses Antriebszylinders befindet sich eine Gasverzehrzelle mit einer Gasverzehrelektro- de und einer geeigneten Gegenelektrode, die in einem Zellgefäß angeordnet sind. Zwi- schen den Elektroden befindet sich ein Separator mit einem geeigneten Elektrolyten. Die Kontakte der beiden Elektroden sind außerhalb des Zylinderraumes zugänglich oder von außerhalb zu betätigen.

Bei Schließung über einen äußeren Schließungskreis wird ein Stromfluß in der Zelle er- zeugt, der pro Zeiteinheit eine äquivalente Menge des Reaktionsgases verzehrt und da- durch einen Unterdruck gegenüber der äußeren Atmosphäre erzeugt. Dieser Unterdruck bewirkt eine Bewegung des Antriebskolbens, so daß dieser eine äußere Arbeitsleistung vollbringen kann.

Im Falle der Fördervorrichtung nach DE 3711714 C2 besteht die Arbeitsleistung in der Bewegung eines Pumpenkolbens in einem Pumpenzylinder, der mit dem Antriebszylin-

der der Kraftmaschine vorzugsweise starr verbunden ist. Auch der Pumpenkolben ist mit dem Antriebskolben der Kraftmaschine vorzugsweise starr verbunden. Dieser Pumpen- zylinder enthält die zu fordernde Flüssigkeit, die durch die gekoppelte Bewegung der beiden Kolben über die Fördertülle oder über eine Druckschleuse ausgedrückt wird.

Ausgehend von dem bestehenden Stand der Technik geht die Erfindung einen anderen, bisher nicht erkannten Weg, indem sie die an sich bekannten Pumpzylinder zur Samm- lung von Proben verschiedenster Art auslegt und nutzt. Die Erfindung erreicht dies durch den Gegenstand des Anspruchs l. Danach ist der hintere Teil des Pumpenzylinders mit dem elektrochemisch verzehrbaren Gas befüllt und der elektrischer Stromkreis dazu ausgelegt, einen derartigen Strom zu verursachen, daß das Gas verzehrt wird und der Pumpenzylinders eine Vorrichtung zur Sammlung pastöser Massen, Flüssigkeiten, Gasen und mobilen Objekten über einen vorher bestimmbaren Zeitraum ausbildet.

Die vorliegende Erfindung schießt sich zwar einem Teil der Lehre der DE 3711714 C2 an. Sie hat im Gegensatz zu dieser aber nicht die Verteilung fluider Medien sondern de- ren Einsammlung zur Aufgabe. In vielen Bereichen der Fertigungskontrolle, des Um- weltschutzes, der Medizin und der Biologie müssen Proben von pastösen, flüssigen, gas- förmigen Stoffen oder von mobilen Objekten eingesammelt, verwahrt und untersucht werden, wobei die Zeiträume der Probensammlung sich über Stunden und Monate er- strecken können. Einige Beispiele sollen dies demonstrieren : -Abwasser wird von vielen kleinen und großen Unternehmen in das öffentliche Kana- lisationsnetz geleitet. Der Nachweis der Einleitung von Giftstoffen ist nur bei ständi- ger Entnahme von Proben und deren Analyse möglich.

-Die Sammlung von Gasproben bei Umsetzungen in technischen Geräten ermöglicht ebenfalls die Aufklärung und die Kontrolle von Reaktionsabläufen in Gasen.

-Die Einsammlung von Milchproben automatisch gemolkener Kühe ermöglicht die

Ermittlung der Durchschnittswerte der Fettproduktion eines Tieres. Auch Proben der Körperflüssigkeiten von Menschen und Tieren sind oft hilfreich bei der Diagnose von Krankheiten.

-In den biologischen Bereich fällt die Einsammlung von Kleintieren und Mikroben in Wald und Feld und auch die Einsammlung von Luftproben zur Zeit des Pollenfluges.

-Bei der Fertigung von Nahrungsmitteln aber auch bei der Überwachung der Biologie von Gewässer interessiert der Nachweis von Krankheitskeimen oder auch dessen Ausschluß durch die Einsammlung von Proben.

Die Erfindung schafft nunmehr in einfacher Weise eine Vorrichtung zur Sammlung pa- stöser Massen, Flüssigkeiten Gase und/oder anderer mobiler Objekte, die über einen vor- her bestimmbaren Zeitraum das Sammeln der Proben erlaubt.

Eine vorteilhafte konstruktive Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Verzehrgas und die Verzehrzelle im Antriebszylinder von einer deformierbaren Plastik- folie eingehüllt sind.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verzehrgas Sauerstoff und die Verzehrzelle enthält neben einer Gasdiffusionselektrode für Sauerstoff eine Akkumulatorelektrode als Gegenelektrode vorzugsweise in alkalischer Elektrolytlö- sung.

Besonders bevorzugt ist zur Gewährleistung der sicheren Funktion der Vorrichtung in der Ansaugleitung ein Ventil vorhanden, das bei Unterdruck in Saugrichtung öffnet und bei Überdruck in Ausflul3richtung sperrt.

Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der elektri- sche Stromkreis derart ausgelegt, daß er einen Stromfluß in der oder den Verzehrzellen

nur in dem Spannungsfenster zuläßt, in dem der Gasverzehr abläuft und sperrt in den üb- rigen Spannungsbereichen den Stromfluß. Auf diese Weise wird unkompliziert sicherge- stellt, daß der Pumpenzylinder nur im"Sammel-und Saugmodus"betrieben wird.

Bevorzugt enthält der elektrische Stromkreis einen optischen oder akustischen Signalge- ber, der sein Signal dann erzeugt, wenn der Stromfluß im Spannungsfenster abläuft, das den Gasverzehr zuläßt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Variante der Erfindung ist neben dem einstellbaren Ar- beitswiderstand ein Startwiderstand vorhanden, über den die Verzehrzelle solange kurz- geschlossen ist, bis die Bewegung des Kolbens einsetzt. Bevorzugt ist ferner zum Aus- schalten des Startstromes ein manueller Schalter oder ein Druckschalter vorgesehen, der auf die Druckdifferenz zu beiden Seiten des Kolbens anspricht oder auf die Bewegung des Kolbens aus der Anfangsstellung des Kolbens im Zylinder.

Im allgemeinen wird ein möglichst reines Verzehrgas verwendet, um den vollen Kolben- hub auszunutzen. Durch Beigabe einer inerten Verunreinigung kann man jedoch den Sammelvorgang begrenzen, da das Inertgas als Restgas im Kolben verbleibt.

In den Stromkreis des Treibeinsatzes können in vorteilhafter Weise Zeitschalter, Photo- widerstände und/oder Photozellen als regelnde Komponenten mit zusätzlichen Gleich- stromzellen angeordnet sein. Dadurch kann man den Sammelvorgang auf bestimmte Ta- geszeiten, Lichtverhältnise und/oder andere Gegebenheiten begrenzen.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Sammlung von Proben, insbesondere pa- stöse Massen, Flüssigkeiten, Gase und/oder andere mobile Objekte, während eines vorher bestimmbaren Zeitraums in einem Pumpenzylinder nach einem oder mehreren der vor- stehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte : Befüllen des hinteren

Teilraumes des Förderzylinders mit dem verzehrbaren Gas, Verbinden eines Ansaugroh- res im vorderen Zylinderraum mit dem Probenraum, und Einstellen eines Verzehrstromes in der Gasverzehrzelle, der pro Zeiteinheit das der Probenrate äquivalente Volumen des Verzehrgases verbraucht.

Im Anschluß an die Probenentnahme können dann eine Analyse des entsprechend der zeitlichen Entnahme geschichteten Inhalts und/oder ein Vermischen des Inhaltes und dann dessen Analyse erfolgen.

Bevorzugt schafft die Erfindung ferner ein Verfahren zur Sammlung mobiler biologi- scher Objekte während eines vorher bestimmbaren Zeitraums in einem erfindungsgemä- ßen Pumpenzylinder, bei dem die Einbringung eines Lockmittels in den vorderen Zylin- derraum vor dem Einschalten des Verzehrstromes erfolgt.

Vorzugsweise wird bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung einem begrenzten Körperbereich eines Lebewesens (z. B. einem Organ) ein Medikament zugeführt und nach einem vorbestimmten Zeitraum dem begrenzten Körperbereich das Medikament und/oder andere Körperflüssigkeiten zumindest teilweise mittels einem erfindungsgemäßen Pum- penzylinder wieder entzogen. Die Erfindung eignet sich dabei insbesondere dazu, einem begrenzten Körperbereich eines Lebewesens (z. B. einem Organ) eine Überdosis eines Medikamentes mit einer Spritze zuzuführen und diese"Überdosis"dem begrenzten Kör- perbereich mittels einer erfindungsgemäßen"Saugpumpe"wieder zu entziehen.

Der Pumpenzylinder-beispielsweise in Form einer Spritze-wird oben vorzugsweise durch den Einsatz verschlossen, der im Zylinder fixiert, z. B. mit einem O-Ring ein-und abgedichtet und/oder am Pumpenzylinder verschraubt sein kann. In den Einsatz wird ein Saug-und/oder Treibeinsatz eingeschoben, der ebenfalls mit einem O-Ring abgedichtet ist.

Der Treibeinsatz enthält die wenigstens eine Gasverzehrzelle oder mehrere dieser Zellen in Reihen-oder Parallelschaltung. Dazu kommt in Serienschaltung die Zenerdiode oder eine Diode mit entsprechender Schleusenspannung.

Der Treibeinsatz hat zwei Stellungen, die durch eine Bohrung gekennzeichnet sind. Diese Bohrung führt in den Treibeinsatz und ermöglicht die Zuführung des Verzehrgases in den Zylinderraum, wobei der Kolben aus seiner obersten Stellung in die unterste getrieben wird. Danach wird der Treibeinsatz in eine Wartestellung verschoben, in welcher die Bohrung des Treibeinsatzes verschlossen ist. Nach der Aktivierung des Treibeinsatzes fließt der Strom, welcher das Verzehrgas bindet, den Kolben hochzieht und den erfin- dungsgemäßen Vorgang der Sammlung ablaufen läßt.

Der Kolben kann eine Bohrung aufweisen, welche durch eine Fritte verschlossen sein kann.

Mit Hilfe einer benetzenden Flüssigkeit wird die Bohrung verschlossen, nach dem man sie zum Einfüllen des Verzehrgases genutzt hat.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entneh- men.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausfüh- rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 bis 4 verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung ; Fig. 5 eine bevorzugte Ausgestaltung des oberen Bereichs des Zylinders und des einsteckbaren Antriebselementes.

Die Vorrichtung zur Sammlung pastöser Massen, Flüssigkeiten, Gase und anderer mobi- ler Objekte über einen vorher bestimmbaren Zeitraum besteht-wie in Fig. l dargestellt- aus dem Pumpenzylinder, in dem der Pumpenkolben 3 geführt ist. Er teilt den Zylinder in einen vorderen Teilraum 1 und einen hinteren Teilraum 2 auf. Der vordere Teilraum ent- hält den Anschluß 5 zum Aufstecken (DIN-Schliff), Aufschrauben oder Anschweißen ei- nes Schlauchs oder eines Rohrstutzens, mit dem die Probe direkt aus dem Probenbehälter angesaugt wird.

Der hintere Teilraum 2 des Pumpenzylinders enthält ein elektrochemisch verzehrbares Gas und eine elektrochemische Gasverzehrzelle 9 für dieses Gas. 4 ist der Verschlußkopf des Zylinders, der mit der Dichtung 8 die Gasverzehrzelle 9 enthält. Durch einen elektri- scher Stromkreis 7 im Deckel 6 wird ständig oder zeitweise ein Strom durch die Elektro- den der Gasverzehrzelle erzeugt, der ein äquivalentes Volumen des Verzehrgases im hinteren Teilraum verbraucht. Für dieses"vernichtete"Gasvolumen wird ein gleich gro- ßes Probenvolumen eingesaugt.

Nunmehr ist über die Verzehrgase und die zugehörigen Verzehrzellen der Erfindung zu sprechen. Besteht das Verzehrgas aus Sauerstoff, so verwendet man mit Vorteil eine Zink /Sauerstoff-Zelle, wie sie in Knopfzellenform zum Beispiel als Hörgerätezelle Verwen- dung findet. Im Handel werden diese Sauerstoffverzehrzellen oft auch als Zink/Luft- zellen bezeichnet. Statt Zink können auch andere Metalle dienen (AI, Mg, Cu), doch strebt man eine möglichst hohe Spannung bei geringer Korrosionsneigung im stromlosen Zu- stand an. In dieser Hinsicht ist Zink in den Formen und Legierungen, wie sie die Batte- rietechnik verwendet, unübertroffen.

Als Sauerstoffverzehrelektroden dienen in den Zellen mit Vorteil mehrschichtige Struk- turen, wie sie in der Brennstoffzellen-Technik verwendet werden. Aktivkohle in der Ab- mischung mit PTFE dient oft als Katalysator für die kathodische Sauerstoffreduktion ; als

Katalysatoren sind jedoch auch Silber und Manganoxide geeignet. Wünschenswert ist ein Material mit geringer Eigenkapazität, damit der Stromfluß allein und möglichst sofort zu Lasten des Sauerstoffs geht. Die Einbringung der Katalysatormasse in ein Metallnetz ist ebenso seit Jahren Stand der Technik wie die Verwendung einer dem Gas zugewandten hydrophoben Deckschicht aus porösem PTFE.

Statt Sauerstoff kann auch Wasserstoff als Verzehrgas dienen. Verzehrelektroden sind die bekannten Wasserstoffanoden der Brennstoffzellen-Technik. Sie enthalten Platin, Palladium oder Nickel als Katalysatoren und entsprechen in ihrem Aufbau den Sauerstof- felektroden. Überhaupt können Wasserstoffverzehrzellen wie Zink/Luftzellen aufgebaut werden, wenn man das Zinkpulver durch eine elektrochemisch aktive Metalloxidelektro- de (MnO, AgO, HgO, CuO, Cu20 oder CdO) ersetzt und anstelle der Sauerstoffelektrode eine Wasserstoffelektrode verwendet. Die Art des Oxides bestimmt die Spannung der Zelle. Bei allen genannten Oxiden läuft die Verzehrreaktion ohne äußere Spannungs- quelle ab. Nur im Falle des Cadmiumhydroxids braucht man wegen zu geringer Span- nung eine zusätzliche Spannungsquelle, doch ist hier die Verzehrreaktion umkehrbar.

Als Elektrolyt dient in den meisten Fällen Kalilauge, doch sind auch andere Alkalilaugen geeignet. Verzehrzellen lassen sich auch mit sauren und neutralen Elektrolytlösungen bauen. Immer ist der Elektrolyt in einem saugfahigen Separator zwischen Anode und Kathode untergebracht, unter anderem zur Verhinderung des Sauerstoffzutritts zur Zink- elektrode. Dieser als Selbstentladung zu bezeichnende Vorgang läßt sich dadurch ganz vermeiden, daß man die Verzehrzelle erst bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung mit dem Sauerstoff kommunizieren läßt, indem man z. B. die Zutrittslöcher der Gase zur Ver- zehrelektrode erst dann freigibt.

Diffusionsverluste der Gase können bei Wasserstoff als Verzehrgas doch auch bei Sauer- stoff auftreten. Man kann sie minimieren, indem man die betreffenden Dichtungen durch

sackartige Folien unterstützt, die den Antriebszylinderraum ausfüllen, die Verzehrzelle enthalten und nur von den Kontaktdrähten durchbrochen werden. Fig. 2 zeigt dieses bei- spielhaft. Kolben und die in Fig. 1 dargestellten Elemente des Gasverzehrraums, das sind Verschlußkopf mit Zelle 9 und Deckel 6 bilden den Raum, der durch den Foliensack 10 mit dem Verzehrgas ausgefüllt ist. Die Folie umschließt auch die Verzehrzelle 8, für die sie die Abdichtung bildet. Die beiden Gehäuseteile der Zelle, das sind der Becher und Deckel, sind von außen zugänglich und können mit den Kontakten des Stromkreises ver- bunden werden, so daß alle Strom-Zeit-Profile durchfahren werden können.

Bei der besonders geeigneten Zink/Sauerstoff-Variante steht die Spannung solange über 1 V, wie noch Sauerstoff vorhanden ist. Danach bricht sie plötzlich zusammen. Damit es danach nicht zu einer Wasserstoffentwicklung kommt, sorgt man durch Verwendung ei- ner in Flußrichtung gepolten Gleichrichterdiode oder Zenerdiode dafür, daß die Zell- spannung nicht unter 0,4 V abfällt. Auch jede andere elektrische Schaltung, die die Span- nung der Zelle aus dem Spannungsfenster der Wasserstoffentwicklung heraushält, ist hierfür geeignet. Besonders geschickt ist es, wenn man den Verbrauch des Verzehrgases mit dem Erlöschen eines Betriebsanzeigesignals koppelt. Dieses kann zum Beispiel aus einer Leuchtdiode, aus einem LCD-Feld oder einer akustischen Schnarre bestehen.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht im einfachsten Fall aus dem Förderzylinder, dem Kolben, der den Zylinder in den vorderen Zylinderraum für die Pro- benaufnahme und den hinteren Zylinderraum für das Verzehrgas und die Verzehrzelle aufteilt. Der vordere Zylinderraum geht in einem Ansaugkanal mit einem optionalen Rückschlagventil über. Das Verzehrgas und die Verzehrzelle können von einer Kunst- stoff-oder Gummimembran eingeschlossen sein. Gemäß der unter dem Aktenzeichen : 199 09 014.9 angemeldeten Erfindung kann der Kolben eine Bypassbohrung und einen gummie-elastischen Membransack enthalten, der mit dem oberen Rand fest und gasdicht

am Kolben befestigt ist, wobei die Form des entfalteten Membransacks dem Innenraum des Förderzylinders angepaßt ist.

Die Bypassbohrung enthält ein Ventil, das bei der Bewegung des Kolbens von der Talle zum Kopf zum Ansaugen des fließfahigen Mediums verschlossen ist. Bei der Einfüllung des Fördergases öffnet sich das Ventil und gibt den Weg für das Verzehrgas in den gummie-elastischen Membransack frei. Dieser füllt dann den vorderen Zylinderraum vollständig aus.

Die in der Verzehrzelle verwendete Gaselektrode kehrt bei Stromumkehr die Strömungs- richtung des Gases um, sie geht also vom Gasverzehr in die Gasentwicklung über. Ver- wendet man als Gegenelektrode eine Akkumulatorelektrode, so kann man durch Stromumkehr den Antriebszylinder mit Verzehrgas füllen und die Verzehrzelle regene- rieren. Der regenerierte Zustand ist an der Stellung der Kolben zu erkennen und kann zur Abschaltung des Regenerierstromes verwendet werden. Zellkombinationen dieser Art sind H2/CdO und H2/NiOOH sowie 02/Cd (OH) 2 und 02/Ni (OH) 2, um je zwei Bei- spiele für regenerierbare Wasserstoff-und Sauerstoffverzehrzellen zu nennen. Besonders im Falle der mehrfach verwendeten Systeme kann sich ein regenerierbares System als wirtschaftlich herausstellen.

Eine gasbetriebene Fördervorrichtung für fließfähige Medien mit einem Gasverzehrsy- stem, das Gasvolumen in einer vorgegebenen zeitlichen Menge in Gasverzehrzellen "vernichtet", die einen zylinderformigen Raum mit einer Ansaugöffnung und einen Kol- ben aufweisen, der den Zylinder in einen vorderen Teilraum zur Aufnahme des zu for- dernden Mediums und in einen zweiten Teilraum aufteilt, der das Gasverzehrsystem und das Verzehrgas enthält, kann auch so ausgestaltet sein, daß Verschlußkopf und Kolben eine im Zylinder bewegliche Einheit bilden mit einem gummie-elastischen Membran- sack, der an dem Kolben gasdicht befestigt ist, und daß die Einheit aus Verschlußkopf

und Kolben das Gasverzehrsystem und den elektrischen Regelkreis enthält und im oberen Teil eine Vorrichtung zur Befestigung eines Schubrohres für die manuelle Bewegung der Einheit im Förderzylinder aufweist.

Der Anwendungsablauf erfolgt in vier Phasen : In der ersten Phase wird die Einheit aus Kolben und zusammengefaltetem Fördersack mit einem einschraub-oder einsteckbarem Schubrohr derart gasdicht verbunden, daß keine Luft in den aus Kolben und Sack gebil- deten Innenraum eindringen kann. Über das Schubrohr wird der Sack mit der Quelle des Verzehrgas verbunden und aufgepumpt, bis er den Zylinderraum ganz ausfüllt. Danach wird über optionalen Schlauch und Tülle das Probenmedium kontaktiert. Nunmehr wird das Schubrohr abgedichtet und eventuell abgeschraubt, die Gasverzehrzellen (9) werden mit dem elektrischen Schließungskreis (7) aktiviert.

Für die Wirkung des Membransacks ist es wichtig, daß er sich problemlos entfalten und wieder falten läßt. Das gelingt besonders gut, wenn er die Form eines Rotationskörpers mit einer Zickzacklinie oder Sinuslinie als erzeugende Rotationskurve hat. So kann man den Sack (10), wie in Fig. 3 dargestellt, auf einen dornartigen Ansatz am Skelettkörper des Kolbens aufschieben, von dem er beim Einleiten des Verzehrgases abgeschoben und entfaltet wird. Auf diese Weise gelingt es, den Todraumeinfluß gering zu halten. Die Spitze des entfalteten Fördersacks bildet man zweckmäßig als Halbkugel aus ; er paßt sich jedoch in jedem Fall am Ende der Gaseinfüllung dank seiner gummie-elastischen Eigen- schaften dem Förderzylinder an.

Der vordere Teilraum enthält-wie bereits ausgeführt-den Anschluß 5 zum Aufstecken (DIN-Schliff), Aufschrauben oder Anschweissen eines Schlauchs oder eines Rohrstut- zens, mit dem die Probe direkt aus dem Probenbehälter angesaugt wird. In dieser Ansau- gleitung kann sich eine Analysenkammer befinden, in der die Probe"online"analysiert wird, wofür elektrische, magnetische, optische, spektroskopische und andere Messverfah-

ren geeignet sind. Der hintere Teilraum 2 des Pumpenzylinders wird nach vom durch den Kolben, nach hinten durch den Verschlußkopf 4 des Zylinders begrenzt. Durch den elek- trischen Strom wird das Gas verzehrt und stationär für dieses"vernichtete"Gasvolumen ein gleich großes Probenvolumen eingesaugt. Eine wichtige Rolle in diesem Geschehen spielt die Reibung (Haft-und Gleitreibung) des Kolbens 3 bei der Bewegung im Zylin- der, die eine Druckdifferenz zwischen den Räumen 1 und 2 erfordert. Je kleiner die An- saugrate und je kleiner daher der Verzehrstrom des Gases ist, um so länger ist die Zeit bis zum Beginn der Kolbenbewegung, die hier als Totzeit bezeichnet wird. Um sie zu unter- drücken oder zu verkürzen, kann man sich generell der folgenden Methoden bedienen.

Man arbeitet mit einem Startstrom Is und einem Arbeitsstrom la, die durch zwei ver- schiedene Stromkreiselemente (Widerstände) einschaltbar sind. Is wird zunächst so lange eingeschaltet, bis der Kolben sich zu bewegen beginnt. Danach wird dieser Strom abge- schaltet und-eventuell nach einer beliebigen Ruhepause-der Arbeitsstrom Ia einge- schaltet. Bei der Verwendung eines Potentiometers als regelbaren Widerstand für die Einstellung des Verzehrzellenstromes markiert man eine Startstrom-Einstellung, aus der man in die variable Arbeitsstrom-Einstellung manuell oder per Zeitschalter übergeht. Bei der Handschaltung erkennt man den Zeitpunkt der Beendigung des Startvorganges an der beginnenden Kolbenbewegung. Man kann die Abschaltung des Startstromes jedoch auch durch einen Druckschalter bewirken, der durch die Druckdifferenz zwischen den Räumen 1 und 2 sinngemäss betätigt wird. Bei einer Zeitschaltung muss der Gasverbrauch (An) durch den die Zeit (At) fliessenden Startstrom (Is) so gross sein, dass die dadurch be- wirkte Druckabsenkung (Ap) im Verzehrgasraum (2) gleich der Reibungskraft (Kr) des Kolbens im Zylinder ist. Ist Q der Zylinderquerschnitt, Vo das Anfangsvolumen des Raumes (2), po der Anfangsdruck, so ist Apr = Kr/Q die Druckdifferenz (Apr) zur Über- windung der Reibung. Die durch den Startstrom Is in der Zeit At bewirkte Druckdifferent ist Ap = (RT/zF) (Is/Vo) At. Durch Gleichsetzung der beiden Ausdrücke für Ap und Apr und Umformung findet man die erforderliche Zeit (At) bis zur beginnenden Bewegung

des Kolbens zu At = Kr* (Vo/Q)/ (RT/zF)/Is. Beispiel : Kr = 3 N, Q = 25,5 cm2, (RT/zF) = 0,007 V, Is =1,25 V/100 Q = 0,0125 A ergibt als Startzeit At = 807 s = 13,4 min = 0,22 h. Man kann also schon nach 13 min auf den Arbeitswiderstand, z. B. 1000 Q., schalten.

Allein mit diesem Widerstand würde jedoch die Bewegung des Kolbens erst nach 2 Stunden beginnen.

In Fig. 4 ist eine beispielhafte Gesamtdarstellung der Erfindung gezeigt. Über das Rück- schlagventil 11 (Kugelventil) wird das fluide Medium in den Online-Analysator 12 bei 5 in den Probenraum 1 eingesaugt. Das Verzehrgas befindet sich im Membransack 10 und im übrigen Zylinderraum. Dieser enthält in dem"Antriebskopfx', der als Bauteil-siehe Fig. 5-in den Zylinderraum eingesteckt werden kann, die Verzehrzellen 91 und 92 in Serienschaltung mit dem Diodenelement 93. Dieses hat mit Vorteil die gleichen Aussen- masse wie die Zellen. Dieses Diodenelement enthält die Diode 94, die mit ihrer Schleu- senspannung die Mindestspannung des Batteriesatzes bestimmt, bei dem noch der Ver- zehrstrom fliessen kann und verhindert die Stromumkehr nach Verzehr dieses Gases, hat also die Funktion eines selbstreagierenden Schalters. Der Strom wird mit dem Potentio- meterwiderstand eingeregelt, der hier durch die beiden Stellungen 61 (Starstrom) und 62 (Arbeitsstrom) bestimmt wird. Zusätzlich kann das Potentiometer einen Ein-/Aus- Schalter beherbergen.

Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des oberen Bereichs des Zylinders 50 und des einsteckbaren Antriebselementes 51. In der linken Figur sind O 1 und 02 zwei Ringnuten im zylinderformigen Antriebskopf. Denen entspricht der in einer Innennut R des Zylin- ders 50 eingelegte Rundschnurring. Diese Anordnung ermöglicht zwei stabile Einsteck- positionen 52 und 53 des Antriebskopfes 51 im Zylinder 50, die in der unteren und obe- ren Hälfte demonstriert sind. In der gezogenen Position 52 im unteren Bildteil verbindet der Gaskanal 54 den oberen Bereich des Zylinders mit dem Teilraum 2 zwischen Kolben 3 und Antriebskopf bzw. mit dem Innern der Gasmembran 10. Er ermöglicht dadurch,

das Verzehrgas durch einen aufgesetzten Gasschlauch in das Gerät einzuführen. Dabei wird der Kolben 3 in Fig. 1 aus der oberen Position in die untere befördert bzw. der Membransack 10 in Fig. 2 aufgeblasen. Ist dieses geschehen, so drückt man den An- triebskopf in die Endposition 53, die im oberen Teil des Zylinders dargestellt ist. Durch Anpassung des oberen Zylinderbereichs 50 kann man eine Vielzahl von Spritzen ver- schiedener Grosse mit ein und demselben Antriebskopf ausstatten.